JPH07260419A - 斜入射干渉計装置 - Google Patents
斜入射干渉計装置Info
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- JPH07260419A JPH07260419A JP5352194A JP5352194A JPH07260419A JP H07260419 A JPH07260419 A JP H07260419A JP 5352194 A JP5352194 A JP 5352194A JP 5352194 A JP5352194 A JP 5352194A JP H07260419 A JPH07260419 A JP H07260419A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 斜入射干渉計装置において物体光を反射する
平面反射ミラーを平面状の被検面に対して垂直に配する
ことにより、可干渉光の被検面への入射角の変化に拘ら
ず、物体光を、被検面への入射光に対して平行となるよ
うにして基準面に再入射させ、装置構成を簡易化し、装
置のコンパクト化を図る。 【構成】 基準面26a は平面精度の高いハーフミラー面
とされており、照射された平行光線束の一部を透過して
平行光線束31を生成し、その余の平行光線束31を反射し
て参照光を生成する。平行光線束31は微小な凹凸を有す
る被検面27a 上に照射され、この被検面27a により正反
射されて、物体光32が生成される。物体光32は、被検面
27a に対し垂直に配された平面反射ミラー28によって正
反射されるため、平行光線束31と平行に基準面26a に再
入射する。参照光33と物体光32の干渉によりＣＣＤ受光
面30上に干渉縞が形成される。
平面反射ミラーを平面状の被検面に対して垂直に配する
ことにより、可干渉光の被検面への入射角の変化に拘ら
ず、物体光を、被検面への入射光に対して平行となるよ
うにして基準面に再入射させ、装置構成を簡易化し、装
置のコンパクト化を図る。 【構成】 基準面26a は平面精度の高いハーフミラー面
とされており、照射された平行光線束の一部を透過して
平行光線束31を生成し、その余の平行光線束31を反射し
て参照光を生成する。平行光線束31は微小な凹凸を有す
る被検面27a 上に照射され、この被検面27a により正反
射されて、物体光32が生成される。物体光32は、被検面
27a に対し垂直に配された平面反射ミラー28によって正
反射されるため、平行光線束31と平行に基準面26a に再
入射する。参照光33と物体光32の干渉によりＣＣＤ受光
面30上に干渉縞が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、比較的大きい凹凸が形
成されている面の表面形状測定にも適応し得る斜入射干
渉計装置に関し、詳しくは基準面からの反射により生じ
た参照光と、被検面からの反射により生じ、この後基準
面に再入射した物体光との間の光干渉を行なわしめる斜
入射干渉計装置に関するものである。
成されている面の表面形状測定にも適応し得る斜入射干
渉計装置に関し、詳しくは基準面からの反射により生じ
た参照光と、被検面からの反射により生じ、この後基準
面に再入射した物体光との間の光干渉を行なわしめる斜
入射干渉計装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、可干渉光を被検面に対して斜
めに入射し、測定感度を低下させることによってある程
度凹凸の大きい被検面の表面形状測定を可能とした斜入
射干渉計装置が知られている。
めに入射し、測定感度を低下させることによってある程
度凹凸の大きい被検面の表面形状測定を可能とした斜入
射干渉計装置が知られている。
【０００３】このような斜入射干渉計装置としては種々
のタイプのものが知られているが、図４に示す如きバー
チ型のものはその代表的なものである。すなわち、この
バーチ型の斜入射干渉計装置は、図４に示すように、レ
ーザ光源40から射出されるレーザ光をコリメータレンズ
42で平行光線束とし、この光線束を第１回折格子44によ
って回折し、その回折された回折光のうち例えば＋１次
光を被検体46の被検面により反射させるとともに、その
反射された＋１次光と上記第１回折格子44を透過した０
次光とを第２回折格子48によって重ね合せて干渉させ、
これによって干渉縞をスクリーン50上に形成し、その干
渉縞によって被検体46の被検面の形状を測定するように
なっている。
のタイプのものが知られているが、図４に示す如きバー
チ型のものはその代表的なものである。すなわち、この
バーチ型の斜入射干渉計装置は、図４に示すように、レ
ーザ光源40から射出されるレーザ光をコリメータレンズ
42で平行光線束とし、この光線束を第１回折格子44によ
って回折し、その回折された回折光のうち例えば＋１次
光を被検体46の被検面により反射させるとともに、その
反射された＋１次光と上記第１回折格子44を透過した０
次光とを第２回折格子48によって重ね合せて干渉させ、
これによって干渉縞をスクリーン50上に形成し、その干
渉縞によって被検体46の被検面の形状を測定するように
なっている。
【０００４】しかしながら、一般に斜入射干渉計装置で
は被検面に対して可干渉光が斜めに入出射するため、図
４からも明らかなように被検面の面方向に装置が大型化
する傾向にある。特に、上記バーチ型のものでは第２回
折格子48とスクリーン50との間に収束レンズ49a やピン
ホール板49b 等の部材が挿入されることとなるので第２
回折格子48よりも外側の部材配設スペースにより装置が
大型化するという問題がある。
は被検面に対して可干渉光が斜めに入出射するため、図
４からも明らかなように被検面の面方向に装置が大型化
する傾向にある。特に、上記バーチ型のものでは第２回
折格子48とスクリーン50との間に収束レンズ49a やピン
ホール板49b 等の部材が挿入されることとなるので第２
回折格子48よりも外側の部材配設スペースにより装置が
大型化するという問題がある。
【０００５】構成が簡易で装置のコンパクト化を図り得
る斜入射干渉計装置としては、例えば図５に示す如き構
成のものが考えられる。
る斜入射干渉計装置としては、例えば図５に示す如き構
成のものが考えられる。
【０００６】すなわち、この斜入射干渉計装置は、基準
板52の基準面52a を介して被検体56の被検面56a に可干
渉光54を斜めから入射角ｉで点Ｏに入射せしめ、この被
検面56a で正反射した反射光（物体光）を平面反射ミラ
ー58に垂直に入射せしめ、この平面反射ミラー58から反
射された物体光を再び被検面56a の点Ｏに入射角ｉで入
射せしめ、この被検面56a で正反射した物体光を基準板
52の基準面52a に再入射せしめるようにしたものであ
る。
板52の基準面52a を介して被検体56の被検面56a に可干
渉光54を斜めから入射角ｉで点Ｏに入射せしめ、この被
検面56a で正反射した反射光（物体光）を平面反射ミラ
ー58に垂直に入射せしめ、この平面反射ミラー58から反
射された物体光を再び被検面56a の点Ｏに入射角ｉで入
射せしめ、この被検面56a で正反射した物体光を基準板
52の基準面52a に再入射せしめるようにしたものであ
る。
【０００７】すなわち、この装置では、基準面52a から
被検面56a を介して平面反射ミラー58に到達する光線束
の往路と、平面反射ミラー58から被検面56a を介して基
準面52a に到達する光線束の復路とが重なるため、可干
渉光の一つの光線を考えた場合、その基準面52a におけ
る射出位置と再入射位置とが同一位置となり、基準面52
a において光源側に反射された参照光とこの参照光と干
渉する物体光は同一の光線から形成されたものとなる。
被検面56a を介して平面反射ミラー58に到達する光線束
の往路と、平面反射ミラー58から被検面56a を介して基
準面52a に到達する光線束の復路とが重なるため、可干
渉光の一つの光線を考えた場合、その基準面52a におけ
る射出位置と再入射位置とが同一位置となり、基準面52
a において光源側に反射された参照光とこの参照光と干
渉する物体光は同一の光線から形成されたものとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図５を用いて説明した装置においては、基準面52a を
透過した可干渉光54は往路と復路で被検面56a に照射さ
れるため、物体光が被検面によって２回変調をかけられ
たような状態となり、特に往路と復路における被検面へ
の光入射位置が少しでも異なると、この物体光に基づき
生成される干渉縞から元の被検面56a の表面形状を解析
することが難しくなり、測定精度も低下する。
た図５を用いて説明した装置においては、基準面52a を
透過した可干渉光54は往路と復路で被検面56a に照射さ
れるため、物体光が被検面によって２回変調をかけられ
たような状態となり、特に往路と復路における被検面へ
の光入射位置が少しでも異なると、この物体光に基づき
生成される干渉縞から元の被検面56a の表面形状を解析
することが難しくなり、測定精度も低下する。
【０００９】本願発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、第１の目的は、得られた干渉縞から被検面
の表面形状測定を容易に、かつ精度よく行なうことがで
きる、構成簡易かつコンパクトな斜入射干渉計装置を提
供することにある。
ものであり、第１の目的は、得られた干渉縞から被検面
の表面形状測定を容易に、かつ精度よく行なうことがで
きる、構成簡易かつコンパクトな斜入射干渉計装置を提
供することにある。
【００１０】また、上記被検面56a の凹凸の大きさに応
じ、可干渉光54の被検面56a への入射角ｉを変化させて
測定感度を変化させる必要が生じる場合があるが、図５
に示す装置においては光出力光学系および基準板52a を
被検面56a の入射点Ｏを中心として矢印Ａ方向に回動さ
せるとともに、この回動操作と連動して平面反射ミラー
58も該入射点Ｏを中心として矢印Ｂ方向に回動させる必
要があり、装置構成が複雑化し、測定精度が低下する。
じ、可干渉光54の被検面56a への入射角ｉを変化させて
測定感度を変化させる必要が生じる場合があるが、図５
に示す装置においては光出力光学系および基準板52a を
被検面56a の入射点Ｏを中心として矢印Ａ方向に回動さ
せるとともに、この回動操作と連動して平面反射ミラー
58も該入射点Ｏを中心として矢印Ｂ方向に回動させる必
要があり、装置構成が複雑化し、測定精度が低下する。
【００１１】そこで、本願発明の第２の目的は、可干渉
光の被検面への入射角を変化させて測定感度を変化させ
る場合に、装置を簡易に構成でき、測定精度の低下を防
止し得る斜入射干渉計装置を提供することにある。
光の被検面への入射角を変化させて測定感度を変化させ
る場合に、装置を簡易に構成でき、測定精度の低下を防
止し得る斜入射干渉計装置を提供することにある。
【００１２】さらに、近年、被検面の凹凸の大きさのみ
ならず、凹と凸のいずれであるかを容易に判別し、形状
解析できる位相シフト法（フリンジスキャニング法）の
適用を可能とする干渉計装置が要求されている。
ならず、凹と凸のいずれであるかを容易に判別し、形状
解析できる位相シフト法（フリンジスキャニング法）の
適用を可能とする干渉計装置が要求されている。
【００１３】そこで、本願発明の第３の目的は、簡易な
装置構成で、位相シフト法の適用を可能とした斜入射干
渉計装置を提供することにある。
装置構成で、位相シフト法の適用を可能とした斜入射干
渉計装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願発明の第１の斜入射
干渉計装置は、可干渉光を、基準板の基準面を通して被
検体の被検面に斜めに入射せしめ、該可干渉光の、該被
検面における反射により生じた物体光と前記基準面にお
ける反射により生じた参照光との光干渉により生じる干
渉縞を所定のスクリーン上に形成する斜入射干渉計装置
において、前記被検面からの物体光を反射して、直接前
記基準面に再入射せしめるよう前記被検面に関して垂直
となるように配された平面反射ミラーを備えたことを特
徴とするものである。
干渉計装置は、可干渉光を、基準板の基準面を通して被
検体の被検面に斜めに入射せしめ、該可干渉光の、該被
検面における反射により生じた物体光と前記基準面にお
ける反射により生じた参照光との光干渉により生じる干
渉縞を所定のスクリーン上に形成する斜入射干渉計装置
において、前記被検面からの物体光を反射して、直接前
記基準面に再入射せしめるよう前記被検面に関して垂直
となるように配された平面反射ミラーを備えたことを特
徴とするものである。
【００１５】また、本願発明の第２の斜入射干渉計装置
は、可干渉光を、基準板の基準面を通して被検体の被検
面に斜めに入射せしめ、該可干渉光の、該被検面におけ
る反射により生じた物体光と前記基準面における反射に
より生じた参照光との光干渉により生じる干渉縞を所定
のスクリーン上に形成する斜入射干渉計装置において、
前記基準面を透過した可干渉光を反射して前記被検面に
入射させ、その被検面からの反射光を前記基準面に再入
射せしめるよう前記被検面に関して垂直となるように配
された平面反射ミラーを備えたことを特徴とするもので
ある。
は、可干渉光を、基準板の基準面を通して被検体の被検
面に斜めに入射せしめ、該可干渉光の、該被検面におけ
る反射により生じた物体光と前記基準面における反射に
より生じた参照光との光干渉により生じる干渉縞を所定
のスクリーン上に形成する斜入射干渉計装置において、
前記基準面を透過した可干渉光を反射して前記被検面に
入射させ、その被検面からの反射光を前記基準面に再入
射せしめるよう前記被検面に関して垂直となるように配
された平面反射ミラーを備えたことを特徴とするもので
ある。
【００１６】上記可干渉光は、同一光源からの互いに異
なる光線束により生成された参照光と物体光とによって
も、干渉縞がスクリーン上に形成される程度の干渉性を
有することが必要である。
なる光線束により生成された参照光と物体光とによって
も、干渉縞がスクリーン上に形成される程度の干渉性を
有することが必要である。
【００１７】また、本願発明の第３の斜入射干渉計装置
は、前記第１もしくは第２の斜入射干渉計装置であっ
て、前記スクリーン上における、前記物体光と前記参照
光の位相関係を変動せしめる位相関係変動手段を備えた
ことを特徴とするものである。
は、前記第１もしくは第２の斜入射干渉計装置であっ
て、前記スクリーン上における、前記物体光と前記参照
光の位相関係を変動せしめる位相関係変動手段を備えた
ことを特徴とするものである。
【００１８】さらに、前記基準板を該基準板の光入射方
向に微小距離だけ変動させる手段とすることも可能であ
る。
向に微小距離だけ変動させる手段とすることも可能であ
る。
【００１９】さらに、前記平面反射ミラーは、前記可干
渉光の前記被検面への入射角に応じ、この被検面からの
物体光、もしくは可干渉光が前記平面反射ミラーに照射
され得るよう該ミラーを移動可能に構成することも可能
である。
渉光の前記被検面への入射角に応じ、この被検面からの
物体光、もしくは可干渉光が前記平面反射ミラーに照射
され得るよう該ミラーを移動可能に構成することも可能
である。
【００２０】
【作用および発明の効果】上記本願発明の斜入射干渉計
装置によれば、被検面から反射した物体光を、被検面に
再入射させることなく基準面に再入射せしめるようにし
ており、基準面を透過した可干渉光が基準面に戻るまで
の間に被検面上に１回だけ照射されるようになっている
ので、基準面に戻った物体光とこの基準面で反射された
参照光との間の光干渉により生じた干渉縞の解析が、上
記可干渉光が被検面上に２回照射される場合に比べて、
それ程難しくなく、また測定精度の低下を防止すること
ができる。
装置によれば、被検面から反射した物体光を、被検面に
再入射させることなく基準面に再入射せしめるようにし
ており、基準面を透過した可干渉光が基準面に戻るまで
の間に被検面上に１回だけ照射されるようになっている
ので、基準面に戻った物体光とこの基準面で反射された
参照光との間の光干渉により生じた干渉縞の解析が、上
記可干渉光が被検面上に２回照射される場合に比べて、
それ程難しくなく、また測定精度の低下を防止すること
ができる。
【００２１】さらに、本願発明装置では上記反射ミラー
によって基準面方向に物体光を戻しており、この反射ミ
ラー以外の光学部材は被検体よりも基準板側に配される
こととなり、また、この反射ミラーは被検体に近接させ
ることが可能であるから、バーチ型の斜入射干渉計装置
と比べ被検面の面方向の装置の幅を小さくすることがで
き、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
によって基準面方向に物体光を戻しており、この反射ミ
ラー以外の光学部材は被検体よりも基準板側に配される
こととなり、また、この反射ミラーは被検体に近接させ
ることが可能であるから、バーチ型の斜入射干渉計装置
と比べ被検面の面方向の装置の幅を小さくすることがで
き、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００２２】さらに、本願発明の斜入射干渉計装置によ
れば、基準面を透過した可干渉光が平行光線束とされ、
さらに反射ミラーがこの被検面に対して略垂直に配され
た平面反射ミラーとされており、被検面が平面状である
場合に、平行光線束の可干渉光はこの被検面および平面
反射ミラーによって各々正反射され、結局基準面を透過
した平行光線束とこの基準面に再入射する平行光線束
は、この平行光線束の被検面への入射角に拘らず平行と
なる。これにより、この入射角を変更する度に光学系の
調整等を行なう必要がなく、互いに平行な２つの平行光
線束である物体光と参照光によって精度の高い形状測定
を行なうことができる。
れば、基準面を透過した可干渉光が平行光線束とされ、
さらに反射ミラーがこの被検面に対して略垂直に配され
た平面反射ミラーとされており、被検面が平面状である
場合に、平行光線束の可干渉光はこの被検面および平面
反射ミラーによって各々正反射され、結局基準面を透過
した平行光線束とこの基準面に再入射する平行光線束
は、この平行光線束の被検面への入射角に拘らず平行と
なる。これにより、この入射角を変更する度に光学系の
調整等を行なう必要がなく、互いに平行な２つの平行光
線束である物体光と参照光によって精度の高い形状測定
を行なうことができる。
【００２３】なお、本願発明装置においては、同一光源
からの互いに異なる光線束により生じた参照光と物体光
とがスクリーン上で干渉し得る程度の干渉性の高い光線
束を用いているので、１つの光線の基準面上射出位置と
基準面上再入射位置が異なる場合であっても干渉縞の形
成に支障は生じない。
からの互いに異なる光線束により生じた参照光と物体光
とがスクリーン上で干渉し得る程度の干渉性の高い光線
束を用いているので、１つの光線の基準面上射出位置と
基準面上再入射位置が異なる場合であっても干渉縞の形
成に支障は生じない。
【００２４】さらに、このような装置構成において物体
光と参照光の位相関係を微小量だけ変動させる手段を設
けることにより、簡易な構成で位相シフト法を導入する
ことが可能となる。
光と参照光の位相関係を微小量だけ変動させる手段を設
けることにより、簡易な構成で位相シフト法を導入する
ことが可能となる。
【００２５】この位相関係変動手段としては、スクリー
ン上において干渉縞が１縞分程度ずれるように、物体光
と参照光の光路長差を増減できれば良いので、例えば基
準板をこれらの光軸方向に微小量だけ前後動させるもの
であればよく、この場合には基準板を直線的に微小振動
せしめればよいので位相シフトの操作が容易となり、ま
た測定精度を高いものとすることができる。
ン上において干渉縞が１縞分程度ずれるように、物体光
と参照光の光路長差を増減できれば良いので、例えば基
準板をこれらの光軸方向に微小量だけ前後動させるもの
であればよく、この場合には基準板を直線的に微小振動
せしめればよいので位相シフトの操作が容易となり、ま
た測定精度を高いものとすることができる。
【００２６】また、被検面への可干渉光の入射角を変化
させた場合に、上述した平面反射ミラーへの物体光の照
射位置が変化することとなるので、この照射位置に応じ
この平面反射ミラーを移動可能となるよう構成しておけ
ば、この平面反射ミラーのサイズを、照射される物体光
の光束径程度に小さくしても常に物体光を基準面に再入
射させることができる。
させた場合に、上述した平面反射ミラーへの物体光の照
射位置が変化することとなるので、この照射位置に応じ
この平面反射ミラーを移動可能となるよう構成しておけ
ば、この平面反射ミラーのサイズを、照射される物体光
の光束径程度に小さくしても常に物体光を基準面に再入
射させることができる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００２８】図２は本発明の斜入射干渉計装置を示す概
略図である。この装置は防振台１上に干渉計の各種光学
系およびモニタ等が配設されてなり、測定結果が、外部
からの振動等の影響を受けないようになっている。この
防振台１上に配設された干渉計は、レーザ光源部３と、
レーザ光源からの可干渉光を平行光線束とし、該平行光
線束の射出方向を反転させる光学系４と、この平行光線
束を垂直に入射される基準面を有する基準板５とをＵ字
型に組み込んでなる光学部２、この光学部２から可干渉
光６が斜めに射出されるように、該光学部２を防振台１
の台上に斜めに保持する傾斜スタンド７、被検体９を防
振台１の台上に保持し、この被検体９の被検面の傾きお
よび高さを調整する被検面位置調整機構８、可干渉光６
の被検面からの反射光である物体光12を正反射し、該物
体光12を基準板５の基準面に再入射せしめる（および可
干渉光６を反射して被検面に入射させ、その被検面から
の反射光を基準面に再入射せしめる）、該被検面に対し
垂直に配された平面反射ミラー11、この平面反射ミラー
11を防振台１の台上に保持するミラーホルダ10、および
基準面からの反射光である参照光と基準面に再入射され
た物体光との光干渉により生じる干渉縞を結像されるＣ
ＣＤ受光面14からのビデオ信号に基づきこの干渉縞の像
を管面上に映出するモニタ13を備えている。
略図である。この装置は防振台１上に干渉計の各種光学
系およびモニタ等が配設されてなり、測定結果が、外部
からの振動等の影響を受けないようになっている。この
防振台１上に配設された干渉計は、レーザ光源部３と、
レーザ光源からの可干渉光を平行光線束とし、該平行光
線束の射出方向を反転させる光学系４と、この平行光線
束を垂直に入射される基準面を有する基準板５とをＵ字
型に組み込んでなる光学部２、この光学部２から可干渉
光６が斜めに射出されるように、該光学部２を防振台１
の台上に斜めに保持する傾斜スタンド７、被検体９を防
振台１の台上に保持し、この被検体９の被検面の傾きお
よび高さを調整する被検面位置調整機構８、可干渉光６
の被検面からの反射光である物体光12を正反射し、該物
体光12を基準板５の基準面に再入射せしめる（および可
干渉光６を反射して被検面に入射させ、その被検面から
の反射光を基準面に再入射せしめる）、該被検面に対し
垂直に配された平面反射ミラー11、この平面反射ミラー
11を防振台１の台上に保持するミラーホルダ10、および
基準面からの反射光である参照光と基準面に再入射され
た物体光との光干渉により生じる干渉縞を結像されるＣ
ＣＤ受光面14からのビデオ信号に基づきこの干渉縞の像
を管面上に映出するモニタ13を備えている。
【００２９】さらに、この装置は被検体９の被検面に入
射する可干渉光６の入射角を、光源部２の傾斜スタンド
７への固定角度を変えることによって、変えることがで
きるようになっている。すなわち、この傾斜スタンド７
の光学部固定部15は被検体９の被検面を曲率中心とした
内外対のねじ孔列16を有しており、光学部２を適当な角
度にセットした後、この光学部固定部15と押え部材17の
間にこの光学部２を挟持してステップ的にねじ止めでき
るように構成されている。
射する可干渉光６の入射角を、光源部２の傾斜スタンド
７への固定角度を変えることによって、変えることがで
きるようになっている。すなわち、この傾斜スタンド７
の光学部固定部15は被検体９の被検面を曲率中心とした
内外対のねじ孔列16を有しており、光学部２を適当な角
度にセットした後、この光学部固定部15と押え部材17の
間にこの光学部２を挟持してステップ的にねじ止めでき
るように構成されている。
【００３０】なお、上記ねじ孔列16の代わりに、このね
じ孔列の位置にこの列方向に延びるようなスリットを形
成し、上記光学部２を連続した任意の角度で固定できる
ようにしてもよい。
じ孔列の位置にこの列方向に延びるようなスリットを形
成し、上記光学部２を連続した任意の角度で固定できる
ようにしてもよい。
【００３１】次に、図１を用いて、この実施例装置の作
用を説明する。
用を説明する。
【００３２】まず、レーザ光源20から射出された可干渉
光21は発散レンズ22およびピンホール板23によって発散
光線束とされ、この後、反射ミラー24、ハーフミラー29
によって方向を転換され、コリメータレンズ25によって
平行光線束とされ、この後、基準板26の基準面26a に照
射される。
光21は発散レンズ22およびピンホール板23によって発散
光線束とされ、この後、反射ミラー24、ハーフミラー29
によって方向を転換され、コリメータレンズ25によって
平行光線束とされ、この後、基準板26の基準面26a に照
射される。
【００３３】この基準面26a は平面精度の高いハーフミ
ラー面とされており、照射された平行光線束の一部を透
過して平行光線束31（31a,31b ）を生成するとともに、
その余の平行光線束を反射して参照光33（33a,33b ）を
生成する。
ラー面とされており、照射された平行光線束の一部を透
過して平行光線束31（31a,31b ）を生成するとともに、
その余の平行光線束を反射して参照光33（33a,33b ）を
生成する。
【００３４】基準面26a からの平行光線束31は微小な凹
凸を有する被検体27の被検面27a 上に照射され、この被
検面27a により正反射されて、被検面情報を担持した物
体光32が生成される。
凸を有する被検体27の被検面27a 上に照射され、この被
検面27a により正反射されて、被検面情報を担持した物
体光32が生成される。
【００３５】ここで被検面27a には基準面26a を通過し
て直接入射する平行光線束31a と、後述する平面反射ミ
ラー28を経由して入射する平行光線束31b が照射される
が両光線束31a,31b 共に作用が同様であるので主として
入射光線束31a と、それにより発生する物体光32a につ
いて説明する。
て直接入射する平行光線束31a と、後述する平面反射ミ
ラー28を経由して入射する平行光線束31b が照射される
が両光線束31a,31b 共に作用が同様であるので主として
入射光線束31a と、それにより発生する物体光32a につ
いて説明する。
【００３６】なお、図１(A) 中の斜線は、基準面26a を
通過して被検面27a に直接入射する平行光線束31a およ
びそれにより発生する物体光32a の経路を、また図１
(B) 中の斜線は、基準面26a を通過し、平面反射ミラー
28により反射された後被検面27a に入射する平行光線束
31b およびそれにより発生する物体光32b の経路を各々
示している。
通過して被検面27a に直接入射する平行光線束31a およ
びそれにより発生する物体光32a の経路を、また図１
(B) 中の斜線は、基準面26a を通過し、平面反射ミラー
28により反射された後被検面27a に入射する平行光線束
31b およびそれにより発生する物体光32b の経路を各々
示している。
【００３７】上記物体光32a は、被検面27a に対して垂
直に配された平面反射ミラー28により正反射されるた
め、基準面26a からの平行光線束31に平行となって基準
面26aに再入射する。
直に配された平面反射ミラー28により正反射されるた
め、基準面26a からの平行光線束31に平行となって基準
面26aに再入射する。
【００３８】この後、参照光33b と物体光32a はハーフ
ミラー29を通過し、その両者の光干渉により形成された
干渉縞がＣＣＤ受光面30b 上に結像される。なお、参照
光33a と物体光32b はハーフミラー29を通過し、その両
者の光干渉により形成された干渉縞がＣＣＤ受光面30b
上に結像される。
ミラー29を通過し、その両者の光干渉により形成された
干渉縞がＣＣＤ受光面30b 上に結像される。なお、参照
光33a と物体光32b はハーフミラー29を通過し、その両
者の光干渉により形成された干渉縞がＣＣＤ受光面30b
上に結像される。
【００３９】このＣＣＤ受光面30b 上に形成された干渉
縞像はビデオ信号に変換され、モニタ13上に映出され
る。ＣＣＤ受光面30a 上に形成された干渉縞像について
も同様である。
縞像はビデオ信号に変換され、モニタ13上に映出され
る。ＣＣＤ受光面30a 上に形成された干渉縞像について
も同様である。
【００４０】なお、受光面30a と受光面30b 上に形成さ
れた干渉縞は互いに線対称形状となり、したがってモニ
タ13上には互いに線対称となる２つの干渉縞画像が映出
される。
れた干渉縞は互いに線対称形状となり、したがってモニ
タ13上には互いに線対称となる２つの干渉縞画像が映出
される。
【００４１】また、レーザ光源１は、可干渉性の高い光
を射出するものであり、本実施例においては出力３mWの
ヘリウムネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ光源（波長632.8n
m ）が用いられている。
を射出するものであり、本実施例においては出力３mWの
ヘリウムネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ光源（波長632.8n
m ）が用いられている。
【００４２】また、基準板26は極めて平面度の高い基準
面26a を有する石英ガラス板で形成されている。
面26a を有する石英ガラス板で形成されている。
【００４３】また、平面反射ミラー28は平面度の高い石
英ガラス面に反射膜を蒸着することにより構成されてい
る。
英ガラス面に反射膜を蒸着することにより構成されてい
る。
【００４４】さらに、参照光33と物体光32はＣＣＤ受光
面30上でその一部が重なり合うように構成されており、
この両者が重なり合った部分に干渉縞が形成される。
面30上でその一部が重なり合うように構成されており、
この両者が重なり合った部分に干渉縞が形成される。
【００４５】このように構成された実施例装置によれ
ば、平面状の被検面27a に対して平面反射ミラー28が垂
直となるように配されているため前述したように、基準
面26aからの平行光線束31に対し、基準面26a に再入射
する物体光32が常に平行となるように形成される。
ば、平面状の被検面27a に対して平面反射ミラー28が垂
直となるように配されているため前述したように、基準
面26aからの平行光線束31に対し、基準面26a に再入射
する物体光32が常に平行となるように形成される。
【００４６】すなわち、図３(A) に示すように平行光線
束31の入射角がｉ′である場合にも、また、図３(B) に
示すようにこの入射角がより大きいｉ″である場合にも
上記入射角の値に拘らず平行光線束31と物体光32の平行
関係が維持されることとなる。
束31の入射角がｉ′である場合にも、また、図３(B) に
示すようにこの入射角がより大きいｉ″である場合にも
上記入射角の値に拘らず平行光線束31と物体光32の平行
関係が維持されることとなる。
【００４７】これにより、装置の測光感度を変化させる
ために平行光線束31の被検面27a への入射角を変化させ
た場合にも測定精度を良好に維持することが可能とな
る。
ために平行光線束31の被検面27a への入射角を変化させ
た場合にも測定精度を良好に維持することが可能とな
る。
【００４８】また、上記実施例装置において被検面27a
の表面に凹部が形成されているのか、凸部が形成されて
いるのかを判断する場合には、位相シフト法（フリンジ
スキャニング法）を適用する。位相シフト法（フリンジ
スキャニング法）は１つの干渉縞画像だけでなく参照光
33と物体光32の位相を互いに１ピッチずらす間に複数の
干渉縞画像を得、その時の画像の各点の明るさを基にコ
ンピュータにより位相計算を行ない被検面26a 上の凹凸
形状の判別計算を行なうものである。
の表面に凹部が形成されているのか、凸部が形成されて
いるのかを判断する場合には、位相シフト法（フリンジ
スキャニング法）を適用する。位相シフト法（フリンジ
スキャニング法）は１つの干渉縞画像だけでなく参照光
33と物体光32の位相を互いに１ピッチずらす間に複数の
干渉縞画像を得、その時の画像の各点の明るさを基にコ
ンピュータにより位相計算を行ない被検面26a 上の凹凸
形状の判別計算を行なうものである。
【００４９】この位相シフト法（フリンジスキャニング
法）を適用するにあたっては、上述したように参照光33
と物体光32との位相を互いにずらすことが必要となる。
この位相をずらすためには基準板26を基準面26a に対し
て光入射方向に微小距離だけ振動せしめればよい。
法）を適用するにあたっては、上述したように参照光33
と物体光32との位相を互いにずらすことが必要となる。
この位相をずらすためには基準板26を基準面26a に対し
て光入射方向に微小距離だけ振動せしめればよい。
【００５０】また、基準板26を微小距離だけ振動させる
ためには、部材の位置を微小変化させ得る圧電素子等の
アクチュエータを用いる。
ためには、部材の位置を微小変化させ得る圧電素子等の
アクチュエータを用いる。
【００５１】さらに、これらの部材を物理的に変動させ
るのではなく、光路中に移相子等の位相シフト光学素子
を挿入して参照光33と物体光32の位相差を変化させるよ
うにしてもよい。
るのではなく、光路中に移相子等の位相シフト光学素子
を挿入して参照光33と物体光32の位相差を変化させるよ
うにしてもよい。
【００５２】また、平行光線束31の被検面27a への入射
角を、例えば図３(A) に示す状態よりも小さく設定した
場合には、被検面27a からの物体光32が平面反射ミラー
28の上方を通過してしまうおそれがある。このような場
合に平面反射ミラー28を上下方向（ミラー面方向）ある
いは左右方向（ミラー面に対して垂直方向）にスライド
させ得るようにしておけば、この平面反射ミラー28を大
径のものとすることなく、物体光32を基準面26a 方向に
反射させることが可能となる。
角を、例えば図３(A) に示す状態よりも小さく設定した
場合には、被検面27a からの物体光32が平面反射ミラー
28の上方を通過してしまうおそれがある。このような場
合に平面反射ミラー28を上下方向（ミラー面方向）ある
いは左右方向（ミラー面に対して垂直方向）にスライド
させ得るようにしておけば、この平面反射ミラー28を大
径のものとすることなく、物体光32を基準面26a 方向に
反射させることが可能となる。
【００５３】なお、この平面反射ミラー28の移動は、例
えばこの平面反射ミラー28をレールに係合させ、このレ
ール上での平面反射ミラー28の移動を上記入射角を変化
させる手段、例えば光学部２の角度変化に応じて行なう
ようにしてもよい。
えばこの平面反射ミラー28をレールに係合させ、このレ
ール上での平面反射ミラー28の移動を上記入射角を変化
させる手段、例えば光学部２の角度変化に応じて行なう
ようにしてもよい。
【００５４】なお、本発明の斜入射干渉計装置としては
上記実施例のものに限られるものではなく、その他種々
の態様の変更が可能である。
上記実施例のものに限られるものではなく、その他種々
の態様の変更が可能である。
【００５５】例えば、上記実施例においては、レーザ光
源としてヘリウムネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザの例を示
したが必ずしもヘリウムネオン（Ｎｅ−Ｈｅ）レーザ光
源のようなガスレーザ光源とする必要はないが、本発明
装置の場合には、１光線の基準面への再入射位置と、こ
の光線の基準面上での射出位置とが同一とはならないの
で、ある程度、空間的に可干渉性の高い光を射出する光
源とすることが必要となる。
源としてヘリウムネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザの例を示
したが必ずしもヘリウムネオン（Ｎｅ−Ｈｅ）レーザ光
源のようなガスレーザ光源とする必要はないが、本発明
装置の場合には、１光線の基準面への再入射位置と、こ
の光線の基準面上での射出位置とが同一とはならないの
で、ある程度、空間的に可干渉性の高い光を射出する光
源とすることが必要となる。
【００５６】なお、上記実施例においては干渉縞を形成
するスクリーンとしてＣＣＤ受光面を用いているが、こ
れに代え、オペレータが目視し得る光学スクリーンを用
いることも可能である。
するスクリーンとしてＣＣＤ受光面を用いているが、こ
れに代え、オペレータが目視し得る光学スクリーンを用
いることも可能である。
【図１】本発明の実施例に係る斜入射干渉計装置の主要
部を示す概略図
部を示す概略図
【図２】本発明の実施例に係る斜入射干渉計装置の全体
を示す概略図
を示す概略図
【図３】図１に示す実施例装置の作用を説明するための
概略図
概略図
【図４】従来技術に係る斜入射干渉計装置を示す概略図
【図５】他の従来技術に係る斜入射干渉計装置を示す概
略図
略図
１ 防振台 ２ 光学部 ３，20 レーザ光源 ５，26 基準板 ９，27 被検体 11，28 平面反射ミラー 12，32 物体光 13 モニタ 26a 基準面 27a 被検面 30 ＣＣＤ受光面 31 平行光線束 33 参照光
Claims (5)
- 【請求項１】 可干渉光を、基準板の基準面を通して被
検体の被検面に斜めに入射せしめ、該可干渉光の、該被
検面における反射により生じた物体光と前記基準面にお
ける反射により生じた参照光との光干渉により生じる干
渉縞を所定のスクリーン上に形成する斜入射干渉計装置
において、 前記被検面からの物体光を反射して、直接前記基準面に
再入射せしめるよう前記被検面に関して垂直となるよう
に配された平面反射ミラーを備えたことを特徴とする斜
入射干渉計装置。 - 【請求項２】 可干渉光を、基準板の基準面を通して被
検体の被検面に斜めに入射せしめ、該可干渉光の、該被
検面における反射により生じた物体光と前記基準面にお
ける反射により生じた参照光との光干渉により生じる干
渉縞を所定のスクリーン上に形成する斜入射干渉計装置
において、 前記基準面を透過した可干渉光を反射して前記被検面に
入射させ、その被検面からの反射光を前記基準面に再入
射せしめるよう前記被検面に関して垂直となるように配
された平面反射ミラーを備えたことを特徴とする斜入射
干渉計装置。 - 【請求項３】 前記スクリーン上における、前記物体光
と前記参照光の位相関係を変動せしめる位相関係変動手
段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の斜
入射干渉計装置。 - 【請求項４】 前記位相関係変動手段が、前記基準面か
ら反射した可干渉光の位相を微小変動させる手段である
ことを特徴とする請求項３記載の斜入射干渉計装置。 - 【請求項５】 前記可干渉光の前記被検面への入射角の
変化に応じ、この被検面からの物体光、もしくは該可干
渉光が前記平面反射ミラーに照射され得るよう該平面反
射ミラーが移動可能に構成されてなることを特徴とする
請求項１から４のうちいずれか１項記載の斜入射干渉計
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05352194A JP3436407B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 斜入射干渉計装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05352194A JP3436407B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 斜入射干渉計装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260419A true JPH07260419A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3436407B2 JP3436407B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=12945132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05352194A Expired - Fee Related JP3436407B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 斜入射干渉計装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436407B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002206914A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 斜入射干渉計装置 |
| US7057741B1 (en) | 1999-06-18 | 2006-06-06 | Kla-Tencor Corporation | Reduced coherence symmetric grazing incidence differential interferometer |
| JP2007113974A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Hitachi Zosen Corp | 位相シフトデジタルホログラフィ法を用いた歪計測方法および歪計測装置 |
| JP2010112819A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Mitsutoyo Corp | 斜入射干渉計における測定感度の校正方法 |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP05352194A patent/JP3436407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7057741B1 (en) | 1999-06-18 | 2006-06-06 | Kla-Tencor Corporation | Reduced coherence symmetric grazing incidence differential interferometer |
| US7173715B2 (en) | 1999-06-18 | 2007-02-06 | Kla-Tencor Corporation | Reduced coherence symmetric grazing incidence differential interferometer |
| US8786842B2 (en) | 1999-06-18 | 2014-07-22 | Kla-Tencor Corporation | Grazing and normal incidence interferometer having common reference surface |
| JP2002206914A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 斜入射干渉計装置 |
| JP2007113974A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Hitachi Zosen Corp | 位相シフトデジタルホログラフィ法を用いた歪計測方法および歪計測装置 |
| JP2010112819A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Mitsutoyo Corp | 斜入射干渉計における測定感度の校正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3436407B2 (ja) | 2003-08-11 |
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