JPH06109420A - Optical measuring apparatus - Google Patents

Optical measuring apparatus

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JPH06109420A
JPH06109420A JP25830192A JP25830192A JPH06109420A JP H06109420 A JPH06109420 A JP H06109420A JP 25830192 A JP25830192 A JP 25830192A JP 25830192 A JP25830192 A JP 25830192A JP H06109420 A JPH06109420 A JP H06109420A
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JP
Japan
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beam splitter
dut
axis direction
measured
laser
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Pending
Application number
JP25830192A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Oda
幸夫 小田
Taizo Toyama
退三 遠山
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Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure the shape in the X-axis direction and the Y-axis direction of an object under test without circling a sensor part and the object under test. CONSTITUTION:Laser beams from semiconductor lasers 11a, 11b are divided into two sets of laser beams Ba1, Bb1 and Ba2, Bb2 in the X-axis direction and the Y-axis direction by using a beam splitter 12, the laser beams Ba1, Bb1 in the X-axis direction are passed through a polarization beam splitter 13, an object 1 under test is irradiated with the laser beams, the laser beams Ba2, Bb2 in the Y-direction are passed through a polarization beam splitter 15, and the object 1 under test is irradiated with the beams. Images of the laser beams Ba1, Bb1, in the X-axis direction, which are reflected from the object 1 under test are formed on a position detection element 18, and images of the laser beams Ba2, Bb2, in the Y-direction, which are reflected from the object 1 under test are formed on a position detection element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の表面形状な
どを半導体レーザなどの光を用いて測定する光学的測定
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical measuring device for measuring the surface shape of an object to be measured using light from a semiconductor laser or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4により従来の光学的測定装置につい
て説明する。図4において、1は形状測定の対象物であ
る被測定物であり、この被測定物1は、X,Y軸方向移
動し、かつ旋回可能なテーブル(図示せず)上に載置さ
れている。2は被測定物1の表面形状を非接触で測定す
る差動オートコリメーションセンサである。
2. Description of the Related Art A conventional optical measuring device will be described with reference to FIG. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes an object to be measured, which is an object of shape measurement. The object to be measured 1 is placed on a table (not shown) which can move in the X and Y axis directions and can be swung. There is. Reference numeral 2 denotes a differential autocollimation sensor that measures the surface shape of the DUT 1 without contact.

【0003】差動オートコリメーションセンサ2は、光
軸が直交する向きに配置した1対の半導体レーザ3a,
3bと、半導体レーザ3a,3bから発生するレーザ光
を所定間隔離れた平行ビームに変換して被測定物1に向
けるビームスプリッタ4と、このビームスプリッタ4の
光ビーム出射側に配置された偏光ビームスプリッタ5お
よび1/4波長板6と、偏光ビームスプリッタ5の側方
に配置され被測定物1から反射されてくる光ビームを方
向転換するビームベンダ7と、このビームベンダ7から
反射されてくる光ビームを集光する集光レンズ8、およ
びこの集光レンズ8の焦点位置に配置され、反射ビーム
光の結像位置から被測定物1の接線角を検出するための
PSD等からなる位置検出素子9とから構成される。
The differential autocollimation sensor 2 comprises a pair of semiconductor lasers 3a, 3a,
3b, a beam splitter 4 for converting laser light generated from the semiconductor lasers 3a, 3b into parallel beams separated by a predetermined distance and directing the parallel beam to the DUT 1, and a polarized beam arranged on the light beam emission side of the beam splitter 4. The splitter 5 and the quarter-wave plate 6, a beam bender 7 disposed on the side of the polarization beam splitter 5 for redirecting the light beam reflected from the DUT 1, and reflected from the beam bender 7. Position detection including a condenser lens 8 that condenses the light beam, and a PSD or the like that is disposed at the focal position of the condenser lens 8 and that detects the tangent angle of the DUT 1 from the imaging position of the reflected beam light. And element 9.

【0004】上述のように構成された差動オートコリメ
ーションセンサ2を用いて被測定物1の表面形状を測定
する場合は、半導体レーザ3a,3bを所定時間毎に交
互に動作させてレーザ光を交互に発生させる。このレー
ザ光はビームスプリッタ4、偏光ビームスプリッタ5お
よび1/4波長板6を通して被測定物1に照射される。
そして、被測定物1の表面で反射された両レーザ光の反
射光は、1/4波長板6を通過した後、偏光ビームスプ
リッタ5によりビームベンダ7の方向へ曲げられ、集光
レンズ8により位置検出素子8上に結像される。このと
き、位置検出素子8上に結像される反射光の結像位置に
応じて出力される信号は被測定物1の表面の接線角を表
わすから、両反射光による接線角の差分を積分すること
により、レーザ照射点の形状データを得ることができ
る。
When the surface shape of the DUT 1 is measured by using the differential autocollimation sensor 2 constructed as described above, the semiconductor lasers 3a and 3b are alternately operated at predetermined intervals to emit laser light. Alternately generate. This laser light is applied to the DUT 1 through the beam splitter 4, the polarization beam splitter 5, and the quarter-wave plate 6.
Then, the reflected lights of the two laser lights reflected on the surface of the DUT 1 are passed through the quarter-wave plate 6 and then bent toward the beam bender 7 by the polarization beam splitter 5 and then by the condenser lens 8. An image is formed on the position detection element 8. At this time, since the signal output according to the image forming position of the reflected light imaged on the position detection element 8 represents the tangent angle of the surface of the DUT 1, the difference between the tangential angles of the two reflected lights is integrated. By doing so, the shape data of the laser irradiation point can be obtained.

【0005】従って、被測定物1の表面全体の形状を得
る場合は、被測定物1をY軸方向に所定量移動させる毎
に被測定物1をX軸方向に移動して差動オートコリメー
ションセンサ2から出射される2本の光ビームB1,B
2により被測定物1の表面をX軸方向に走査し、表面全
域に亘る断面方向xの形状データを求める。次に、被測
定物1を90度回転させ、先に測定した断面方向xと直
交するY軸方向に被測定物1を移動することでその表面
を光ビームB1,B2により1回走査し、断面方向yの
形状データを求める。そして、求められた断面方向x,
yの形状データを組み合わせることにより被測定物1の
表面全体の形状を得るようにしている。
Therefore, when obtaining the shape of the entire surface of the DUT 1, the DUT 1 is moved in the X-axis direction every time the DUT 1 is moved in the Y-axis direction by a predetermined amount, and the differential autocollimation is performed. Two light beams B1 and B emitted from the sensor 2
2, the surface of the DUT 1 is scanned in the X-axis direction to obtain shape data in the cross-sectional direction x over the entire surface. Next, the DUT 1 is rotated 90 degrees, and the DUT 1 is moved in the Y-axis direction orthogonal to the previously measured cross-sectional direction x to scan the surface once with the light beams B1 and B2. Shape data in the cross-sectional direction y is obtained. Then, the obtained cross-sectional direction x,
The shape of the entire surface of the DUT 1 is obtained by combining the shape data of y.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】断面方向xの形状デー
タと断面方向Yの形状データを組み合わせるには、上述
のような従来の光学的測定装置では、旋回前の被測定物
に対する光ビームの照射位置と、旋回後の被測定物に対
する光ビームの照射位置の関係を正確に把握しなければ
ならない。従来、旋回前,旋回後の光ビームの照射位置
関係を目視により得るものであるため、正確性に欠ける
という問題があった。又、90度旋回割り出しするとき
の再現性に欠けるという問題があった。
In order to combine the shape data in the cross-sectional direction x and the shape data in the cross-sectional direction Y, the conventional optical measuring apparatus as described above irradiates the object to be measured with a light beam before turning. The relationship between the position and the irradiation position of the light beam on the measured object after turning must be accurately grasped. Conventionally, since the irradiation position relationship of the light beam before and after the turning is visually obtained, there is a problem of lacking accuracy. In addition, there is a problem that the reproducibility when 90-degree turning indexing is lacking.

【0007】本発明は、上述のような事情に鑑みなされ
たもので、センサ部および被測定物を旋回することな
く、被測定物のX軸方向およびY軸方向の形状測定を可
能にした光学的測定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an optical system capable of measuring the shape of an object to be measured in the X-axis direction and the Y-axis direction without rotating the sensor unit and the object to be measured. The purpose is to provide a dynamic measuring device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、2本の平行する光ビームを発生する光源
と、前記光源から発生する2本の光ビームをX方向およ
びY方向の2組の光ビームに分割するビームスプリッタ
と、前記X方向の組の光ビームを被測定物に向けて照射
させる第1の光学系と、前記被測定物により反射される
X方向の組の光ビームの結像位置を検出する第1の位置
検出手段と、前記Y方向の組の光ビームを被測定物に向
けて照射させる第2の光学系と、前記被測定物により反
射されるY方向の組の光ビームの結像位置を検出する第
2の位置検出手段とを備えてなるものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a light source for generating two parallel light beams and two light beams for emitting light in the X and Y directions. A beam splitter for splitting into two sets of light beams, a first optical system for irradiating the set of light beams in the X direction toward the object to be measured, and a set of light in the X direction reflected by the object to be measured First position detecting means for detecting an image formation position of the beam, a second optical system for irradiating the object to be measured with the pair of light beams in the Y direction, and a Y direction reflected by the object to be measured. Second position detecting means for detecting the image forming positions of the light beams of the group.

【0009】[0009]

【作用】上記の構成により、ビームスプリッタで分割さ
れたX方向の組の光ビームを第1の光学系を通して被測
定物に照射し、X方向に走査することでX軸方向の形状
測定が行われる。そして、ビームスプリッタで分割され
たY方向の光ビームを第2の光学系を通して被測定物に
照射し、Y方向に走査することでY軸方向の形状測定が
行われる。よって、被測定物または光ビーム側を旋回す
ることなしに、被測定物のX軸方向およびY軸方向の形
状測定が可能になる。
With the above structure, the set of light beams in the X direction split by the beam splitter is applied to the object to be measured through the first optical system and scanned in the X direction to perform shape measurement in the X axis direction. Be seen. Then, the light beam in the Y direction divided by the beam splitter is applied to the object to be measured through the second optical system and is scanned in the Y direction, whereby the shape measurement in the Y axis direction is performed. Therefore, it is possible to measure the shape of the measured object in the X-axis direction and the Y-axis direction without turning the measured object or the light beam side.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明による光学的測定装置の一実施例
を示す構成図、図2および図3は、図1におけるA−A
線およびB−B線に沿う平面図および側面図である。図
1〜図3において、10は被測定物1の表面形状をX
軸,Y軸方向に測定する差動オートコリメーションセン
サ部である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical measuring device according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are AA in FIG.
It is the top view and side view which follow the line and the BB line. 1 to 3, 10 represents the surface shape of the DUT 1 by X.
This is a differential autocollimation sensor unit that measures in the axial and Y-axis directions.

【0011】差動オートコリメーションセンサ部10
は、レーザビーム光軸が互いに直交するように配置され
た半導体レーザ11a,11bと、この各半導体レーザ
11a,11bから発生する2本のレーザビームをX軸
用とY軸用の2組の平行するレーザビームBa1,Bb
1およびBa2,Bb2に分割するビームスプリッタ1
2と、このビームスプリッタ12の下方に配置したX軸
用の偏光ビームスプリッタ13およびこの偏光ビームス
プリッタ13の被測定物1と正対する下面に設けた1/
4波長板14と、ビームスプリッタ12の側方に配置し
たY軸用の偏光ビームスプリッタ15およびこの偏光ビ
ームスプリッタ15の被測定物1と正対する下面に設け
た1/4波長板16とを備える。
Differential autocollimation sensor section 10
Are semiconductor lasers 11a and 11b arranged such that the optical axes of the laser beams are orthogonal to each other, and two laser beams generated from the semiconductor lasers 11a and 11b are parallel to each other in two sets for X-axis and Y-axis. Laser beams Ba1 and Bb
1 and beam splitter 1 for splitting into Ba2 and Bb2
2, a polarization beam splitter 13 for the X-axis arranged below the beam splitter 12, and a 1/2 provided on the lower surface of the polarization beam splitter 13 facing the DUT 1 directly.
A four-wave plate 14, a Y-axis polarization beam splitter 15 arranged on the side of the beam splitter 12, and a quarter-wave plate 16 provided on the lower surface of the polarization beam splitter 15 facing the DUT 1 are provided. .

【0012】また、前記X軸用偏光ビームスプリッタ1
3の側方には、被測定物1から偏光ビームスプリッタ1
3を通して反射されてくるレーザビームBa1,Bb1
を直角に方向転換するビームベンダ17が配置され、こ
のビームベンダ17によるレーザビームの反射方向に
は、反射レーザビームを集光する集光レンズ18および
該集光レンズ18によるレーザビームBa1,Bb1の
結像位置を検出するPSD等からなる一次元のX軸用位
置検出素子19がそれぞれ配置されている。
The X-axis polarization beam splitter 1 is also provided.
On the side of 3, the DUT 1 to the polarization beam splitter 1
Laser beams Ba1 and Bb1 reflected through
A beam bender 17 for diverting the laser beam at a right angle is arranged. In the reflection direction of the laser beam by the beam bender 17, a condenser lens 18 for condensing the reflected laser beam and laser beams Ba1, Bb1 by the condenser lens 18 are arranged. A one-dimensional X-axis position detecting element 19 made of PSD or the like for detecting the image forming position is arranged.

【0013】前記Y軸用の偏光ビームスプリッタ15
は、図2および図3に示すようにビームスプリッタ12
から分離されたレーザビームBa2,Bb2を偏光ビー
ムスプリッタ15の方向へ曲げるビームベンダ20を備
え、このビームベンダ20により偏光ビームスプリッタ
15へ曲げられたレーザビームBa2,Bb2は偏光ビ
ームスプリッタ15により被測定物1へ向けられるとと
もに、被測定物1の表面で反射されたレーザビームを透
過させる偏光ビームスプリッタ15のレーザビーム透過
側には、被測定物1の表面形状成分を含んだレーザビー
ムを集光する集光レンズ21と、該集光レンズによるレ
ーザビームの結像位置を検出するPSD等からなる一次
元のY軸用位置検出素子22がそれぞれ配置されてい
る。
The Y-axis polarization beam splitter 15
Is the beam splitter 12 as shown in FIGS.
A beam bender 20 that bends the separated laser beams Ba2 and Bb2 toward the polarization beam splitter 15 is provided. The laser beam including the surface shape component of the DUT 1 is focused on the laser beam transmitting side of the polarization beam splitter 15 which is directed to the DUT 1 and transmits the laser beam reflected by the surface of the DUT 1. And a one-dimensional Y-axis position detecting element 22 including a PSD for detecting the image forming position of the laser beam by the condensing lens.

【0014】次に、上述のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、被測定物1の断面方向x
(図4参照)を形状測定する場合について述べる。この
場合、X軸用の位置検出素子19は作動状態にあり、Y
軸用の位置検出素子22は不作動状態におかれている。
Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described. First, the cross-sectional direction x of the DUT 1
The case of measuring the shape (see FIG. 4) will be described. In this case, the position detecting element 19 for the X axis is in the operating state, and
The position detecting element 22 for the shaft is in the inoperative state.

【0015】かかる状態において、半導体レーザ11
a,11bを所定時間毎に交互に動作させると、これら
の半導体レーザ11a,11bから発生したレーザビー
ムは、ビームスプリッタ12により2組の平行するレー
ザビームBa1,Bb1およびBa2,Bb2に分割さ
れる。このうち、X軸方向に並ぶレーザビームBa1,
Bb1は、偏光ビームスプリッタ13および1/4波長
板14を通して被測定物1に照射される。そして、被測
定物1の表面で反射されたレーザビームBa1,Bb1
は1/4波長板14を通過した後、偏光ビームスプリッ
タ13によりビームベンダ17の方向へ曲げられ、さら
にビームベンダ17により集光レンズ18側へ曲げられ
る。集光レンズ18では、被測定物1の形状成分を含む
レーザビームBa1,Bb1を集光して位置検出素子1
9上に結像させる。
In this state, the semiconductor laser 11
When a and 11b are alternately operated at predetermined intervals, the laser beams generated from these semiconductor lasers 11a and 11b are split by the beam splitter 12 into two sets of parallel laser beams Ba1, Bb1 and Ba2, Bb2. . Of these, the laser beams Ba1 arranged in the X-axis direction
Bb1 is applied to the DUT 1 through the polarization beam splitter 13 and the quarter-wave plate 14. Then, the laser beams Ba1 and Bb1 reflected on the surface of the DUT 1 are measured.
After passing through the quarter-wave plate 14, the light beam is bent by the polarization beam splitter 13 toward the beam bender 17, and further bent by the beam bender 17 toward the condenser lens 18. The condensing lens 18 condenses the laser beams Ba1 and Bb1 including the shape component of the DUT 1 to detect the position detecting element 1.
9 is imaged.

【0016】このとき、位置検出素子19上に結像され
るレーザビームの結像位置に応じて位置検出素子19か
ら出力される信号は被測定物1の表面の接線角に表わす
から、両レーザビームの接線角の差分を2回積分するこ
とにより、レーザ照射点の形状データを求めることがで
きる。従って、被測定物1をY軸方向に所定量移動する
毎に被測定物1をX軸方向に移動してセンサ部10から
出射するX軸方向のレーザビームBa1,Bb1で被測
定物1の表面を走査すれば、表面全域に亘る断面方向x
の形状データを求め得る。
At this time, the signal output from the position detecting element 19 in accordance with the image forming position of the laser beam imaged on the position detecting element 19 is represented by the tangent angle of the surface of the DUT 1. The shape data of the laser irradiation point can be obtained by integrating twice the tangential angle difference of the beam. Therefore, every time the DUT 1 is moved in the Y-axis direction by a predetermined amount, the DUT 1 is moved in the X-axis direction and emitted from the sensor unit 10 by the laser beams Ba1 and Bb1 in the X-axis direction. If the surface is scanned, the cross-sectional direction x across the entire surface
Can be obtained.

【0017】なお、ビームスプリッタ12に分割された
Y軸用のレーザビームBa2,Bb2は被測定物1の表
面を走査し、その走査に伴い被測定物表面から反射した
レーザビームはY軸用の位置検出素子22上に結像され
るが、この位置検出素子22は不動作状態にあるため、
その位置信号は無効となる。
The Y-axis laser beams Ba2 and Bb2 split by the beam splitter 12 scan the surface of the object to be measured 1, and the laser beam reflected from the surface of the object to be measured accompanying the scanning is for the Y-axis. An image is formed on the position detecting element 22, but since the position detecting element 22 is in an inoperative state,
The position signal becomes invalid.

【0018】次に、被測定物1の断面方向y(図4参
照)を形状測定する場合について述べる。この場合は、
Y軸用の位置検出素子22が動作状態におかれ、X軸用
の位置検出素子19は不動作状態におかれる。ここで、
X軸方向のレーザビームBa1,Bb1の位置とY軸方
向のレーザビームBa2,Bb2の位置はビームスプリ
ッタ12および偏光ビームスプリッタ15等の光学系に
よって一定の関係にあり、予め判明している。従って、
Y軸方向のレーザビームBa2,Bb2の位置を目視な
どにより求める必要がなく、また、センサ部10または
被測定物1をX,Y軸方向に移動するだけで断面方向x
に対する断面方向yの位置出しを容易に行い得る。
Next, the case of measuring the shape of the DUT 1 in the cross-sectional direction y (see FIG. 4) will be described. in this case,
The Y-axis position detecting element 22 is in the operating state, and the X-axis position detecting element 19 is in the inoperative state. here,
The positions of the laser beams Ba1 and Bb1 in the X-axis direction and the positions of the laser beams Ba2 and Bb2 in the Y-axis direction have a fixed relationship due to the optical system such as the beam splitter 12 and the polarization beam splitter 15, and it is known in advance. Therefore,
It is not necessary to visually determine the positions of the laser beams Ba2 and Bb2 in the Y-axis direction, and the cross-sectional direction x can be obtained only by moving the sensor unit 10 or the DUT 1 in the X- and Y-axis directions.
Positioning in the cross-sectional direction y with respect to can be easily performed.

【0019】かかる状態において、X軸方向の形状測定
時と同様に半導体レーザ11a,11bを所定時間毎に
交互に動作させると、これらの半導体レーザ11a,1
1bから発生したレーザビームは、ビームスプリッタ1
2により2組の平行するレーザビームBa1,Bb1お
よびBa2,Bb2に分割される。このうち、Y軸方向
に並ぶレーザビームBa2,Bb2は、ビームベンダ2
0、偏光ビームスプリッタ15および1/4波長板16
を通して被測定物1に照射される。そして、被測定物1
の表面で反射されたレーザビームBa2,Bb2は1/
4波長板16を通過した後、偏光ビームスプリッタ15
を通して集光レンズ21に達する。集光レンズ21で
は、被測定物1の形状成分を含むレーザビームBa2,
Bb2を集光して位置検出素子22上に結像させる。
In this state, when the semiconductor lasers 11a and 11b are alternately operated every predetermined time as in the shape measurement in the X-axis direction, these semiconductor lasers 11a and 1b are operated.
The laser beam generated from 1b is the beam splitter 1
2 splits into two sets of parallel laser beams Ba1, Bb1 and Ba2, Bb2. Of these, the laser beams Ba2 and Bb2 arranged in the Y-axis direction are the beam benders 2
0, polarization beam splitter 15 and quarter-wave plate 16
The object to be measured 1 is irradiated through the through. Then, the DUT 1
The laser beams Ba2 and Bb2 reflected on the surface of
After passing through the four-wave plate 16, the polarization beam splitter 15
It reaches the condenser lens 21 through. In the condenser lens 21, the laser beam Ba2 containing the shape component of the DUT 1 is formed.
Bb2 is condensed and imaged on the position detection element 22.

【0020】このとき、位置検出素子22上に結像され
るレーザビームの結像位置に応じて位置検出素子22か
ら出力される信号は被測定物1の表面の接線角を表わす
から、両レーザビームの接線角の差分を2回積分するこ
とにより、レーザ照射点の形状データを求めることがで
きる。この形状データを、レーザ照射点の座標X,Yと
関連づけて、図略のメモリに記憶させる。
At this time, the signal output from the position detecting element 22 in accordance with the image forming position of the laser beam imaged on the position detecting element 22 represents the tangential angle of the surface of the DUT 1. The shape data of the laser irradiation point can be obtained by integrating twice the tangential angle difference of the beam. This shape data is stored in a memory (not shown) in association with the coordinates X and Y of the laser irradiation point.

【0021】従って、被測定物1をY軸方向に移動して
センサ部10から出射するY軸方向のレーザビームBa
2,Bb2で被測定物1の表面を走査すれば、断面方向
yの形状データを求め得る。この形状データも同様に、
レーザ照射点の座標X,Yと関連づけてメモリに記憶さ
せる。
Therefore, the DUT 1 is moved in the Y-axis direction and emitted from the sensor section 10 in the Y-axis direction.
If the surface of the DUT 1 is scanned with 2 and Bb2, the shape data in the cross-sectional direction y can be obtained. This shape data is also the same as
It is stored in the memory in association with the coordinates X and Y of the laser irradiation point.

【0022】最後、レーザ照射点の座標を使って、断面
方向xの形状データと断面方向yの形状データを図示し
ないCPU等の処理回路で組み合わせることにより、被
測定物全体の表面形状を得ることができる。
Finally, by using the coordinates of the laser irradiation point, the shape data in the cross-sectional direction x and the shape data in the cross-sectional direction y are combined by a processing circuit such as a CPU (not shown) to obtain the surface shape of the entire object to be measured. You can

【0023】このような本実施例においては、1対の半
導体レーザから発生するレーザビームをビームスプリッ
タによりX軸とY軸方向の2組のレーザビームに分割
し、このX軸方向の組のレーザビームを偏光ビームスプ
リッタおよび1/4波長板を通して被測定物に照射する
ことにより、X軸方向の断面形状を測定する。そして、
Y軸方向の組のレーザビームを偏光ビームスプリッタお
よび1/4波長板を通して被測定物に照射することによ
り、Y軸方向の断面形状を測定できるようにしたので、
センサ部または被測定物を旋回することなくX方向,Y
方向の形状測定が可能になる。よって、X方向のレーザ
照射点とY方向のレーザ照射点との位置関係を正確に求
めることができる。
In this embodiment, a laser beam generated from a pair of semiconductor lasers is split by a beam splitter into two sets of laser beams in the X-axis and Y-axis directions. The cross-sectional shape in the X-axis direction is measured by irradiating the DUT with the beam through the polarization beam splitter and the quarter-wave plate. And
By irradiating the object to be measured with a pair of laser beams in the Y-axis direction through the polarization beam splitter and the quarter-wave plate, the cross-sectional shape in the Y-axis direction can be measured.
X direction, Y without turning the sensor unit or DUT
It is possible to measure the shape in the direction. Therefore, it is possible to accurately obtain the positional relationship between the laser irradiation point in the X direction and the laser irradiation point in the Y direction.

【0024】また、旋回機構が不要となるため、測定装
置の構成が簡単になり、しかもX軸用およびY軸用の2
組のレーザビームを光学系により生成するから、両レー
ザビームの相対的位置関係は不変で安定している。
Further, since the turning mechanism is not required, the structure of the measuring device is simplified, and the X-axis and the Y-axis are divided into two parts.
Since the pair of laser beams is generated by the optical system, the relative positional relationship between the two laser beams is invariable and stable.

【0025】なお、上記実施例では1対の半導体レーザ
から2組のレーザビームを生成する場合について述べた
が、本発明はこれに限定されない。例えば、方解石を用
いて1個の半導体レーザから発生するレーザビームを2
本に分割するものでもよい。また、本発明は半導体レー
ザに限らず、他の光源を用いてもよいほか、請求項に記
載した範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能であ
る。
In the above embodiment, the case of generating two sets of laser beams from a pair of semiconductor lasers has been described, but the present invention is not limited to this. For example, using calcite, two laser beams generated from one semiconductor laser are used.
It may be divided into books. Further, the present invention is not limited to the semiconductor laser, other light sources may be used, and various modifications can be made without departing from the scope described in the claims.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、2
本の平行な光ビームをビームスプリッタによりX方向と
Y方向の2組の光ビームに分割し、X方向の組の光ビー
ムをX軸方向の形状測定に使用し、Y方向の組の光ビー
ムをY軸方向の形状測定に使用するように構成したの
で、センサ部または被測定物を旋回することなく、被測
定物のX方向,Y方向の形状測定を行うことができる。
As described above, according to the present invention, 2
The parallel light beams of the book are split into two sets of light beams in the X and Y directions by the beam splitter, and the light beams of the X direction set are used for shape measurement in the X axis direction. Since it is configured to be used for shape measurement in the Y-axis direction, shape measurement in the X and Y directions of the measured object can be performed without turning the sensor unit or the measured object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光学的測定装置の一実施例を示す
全体の構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an optical measuring device according to the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う平面図である。FIG. 2 is a plan view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1のB−B線に沿う側面図である。FIG. 3 is a side view taken along the line BB of FIG.

【図4】従来の光学的測定装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional optical measurement device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 差動オートコリメーションセンサ部 11a,11b 半導体レーザ 12 ビームスプリッタ 13 偏光ビームスプリッタ 14,16 1/4波長板 15 偏光ビームスプリッタ 17,20 ビームベンダ 18,21 集光レンズ 19,22 位置検出素子 10 Differential Auto Collimation Sensor Section 11a, 11b Semiconductor Laser 12 Beam Splitter 13 Polarization Beam Splitter 14,16 1/4 Wave Plate 15 Polarization Beam Splitter 17,20 Beam Vendor 18,21 Condenser Lens 19,22 Position Detector

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2本の平行する光ビームを発生する光源
と、前記光源から発生する2本の光ビームをX方向およ
びY方向の2組の光ビームに分割するビームスプリッタ
と、前記X方向の組の光ビームを被測定物に向けて照射
させる第1の光学系と、前記被測定物により反射される
X方向の組の光ビームの結像位置を検出する第1の位置
検出手段と、前記Y方向の組の光ビームを被測定物に向
けて照射させる第2の光学系と、前記被測定物により反
射されるY方向の組の光ビームの結像位置を検出する第
2の位置検出手段とを備えたことを特徴とする光学的測
定装置。
1. A light source that generates two parallel light beams, a beam splitter that splits the two light beams generated from the light source into two sets of light beams in an X direction and a Y direction, and the X direction. A first optical system for irradiating the object to be measured with the group of light beams, and first position detecting means for detecting an image formation position of the group of light beams in the X direction reflected by the object to be measured. , A second optical system for irradiating the object to be measured with the Y-direction set of light beams, and a second optical system for detecting an image-forming position of the Y-direction set of light beams reflected by the object to be measured. An optical measuring device comprising a position detecting means.
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