JPH08122012A - 干渉計用基準板装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基準板本体の両面を反射率の異なる２つの基
準面として使用し得るようこの基準板本体を干渉計本体
に着脱可能とすることにより、基準板の保管スペースを
削減し、スペース確保に要するコストを低減する。 【構成】 この基準板本体９は緩衝材12を介して円筒形
状の鏡胴（取付部材）13に保持されており、この鏡胴13
の外表面に形成された雄ネジ部13ｂを干渉計装置の外壁
15の下端部に形成された雌ネジ部15ａに螺合することに
より基準板本体９を所定位置に固定保持できるようにな
っている。２つの基準面９ａ，９ｂは互いに異なる反射
率を有する平面であって、緩衝縞のコントラストを確保
するため被検面10ａの反射率に応じてオペレータが適宜
いずれかの基準面９ａ，９ｂを選択できるようになって
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、干渉計に使用される基
準板装置に関し、詳しくは干渉計本体に対し、着脱可能
な取付部材を有する干渉計用基準板装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、機械、光学あるいは半導体部品の
加工精度の向上に鑑み、非加工面の凹凸あるいは表面あ
らさ等を高精度で計測する技術が要求されている。

【０００３】このような計測技術としては、基準板とこ
の被検体との間でおきる光干渉を干渉計で測定してその
干渉縞を得、この干渉縞を解析してその被検体の表面形
状を計測するものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記干渉計としては例
えばフィゾー型等の干渉計が広く使用されている。この
フィゾー型等の干渉計においてコントラストのよい干渉
縞を得るためには、特に被検体の表面からの反射光量と
基準板の表面からの反射光量とが同等となるように両表
面の反射率を合わせることが必要となる。

【０００５】したがって、測定対象である被検面の反射
率に応じて基準面を選択する必要があり、従来、異なる
反射率の複数種の基準面を用意する必要があった。

【０００６】このような基準面は、その表面が汚損した
り傷付くことを極力回避しなければならず、このため基
準板を保管庫に確実に保管する必要があり、基準板の枚
数の増加と共に大きな保管スペースが必要となってい
た。

【０００７】本願発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、基準板の保管スペースを削減し、スペース
確保に要するコストを低減する干渉計用基準板装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明の干渉計用基準
板装置は、表裏両面が互いに異なる反射率を有する面か
らなる基準板本体と、該基準板本体を保持するととも
に、前記２つの面を状況に応じて択一的に基準面として
使用し得るように、該基準板本体を干渉計本体の所定位
置にセット可能とする取付部材を備えてなることを特徴
とするものである。

【０００９】また、前記取付部材が、前記基準板本体を
保持しつつ表裏反転したいずれの状態においてもこの基
準板本体を前記干渉計本体の所定位置にセットし得るよ
うにしてもよい。

【００１０】さらに、前記基準板本体が平面板からな
り、この平面板の表裏両面が互いに、平行からずれた所
定の傾きを有するように形成すればより好ましい。

【００１１】さらに、上記「平行からずれた所定の傾
き」とは、不必要な干渉縞が観察面上に形成されず、本
来の干渉縞が観察面上に明確に形成し得る程度の傾きを
いうものとする。

【００１２】

【作用および発明の効果】上記構成によれば、基準板本
体の表裏両面を互いに異なる反射率を有する面としてお
き、しかも、この両面を択一的に基準面として使用し得
るよう、基準板本体を干渉計本体に取付可能としている
から、一つの基準板が、互いに異なる反射率を有する２
種類の被検面の測定に用いることができ、従来に比べ基
準板の枚数を半分に減らすことができる。

【００１３】これにより、基準板保管スペースの削減を
図ることができ、このスペース確保に要するコストを低
減することができる。

【００１４】また、フィゾー型等の干渉計においては、
基準板の、被検面と対向する面を基準面として使用し、
一方トワイマン型等の干渉計においては基準板の干渉計
側の面を基準面として使用するのが一般的であるが、基
準板本体を表裏反転させた各々の状態において干渉計本
体に取付可能とすることにより上記基準板の両基準面各
々を同型の干渉計に用いることが可能となる。

【００１５】さらに、フィゾー型干渉計等では基準板の
被検面側の面を基準面とし、基準板を透過した光の基準
面からの反射光を参照光として使用することになるが、
基準板が平行平面板の場合あるいは平行平面板に非常に
近い場合にはこのときの基準面の裏面からの反射光によ
り不必要な干渉縞（被検面と基準面の裏面、基準面と基
準面の裏面各々からの反射光による干渉縞）が発生す
る。この不必要な干渉縞が発生すると、本来の干渉縞の
背景が明るくなってしまい、結果としてコントラストが
低下してしまう。そこで本願発明のものでは、基準板の
表裏両面に互いに平行からずれた所定の傾き（ウェッジ
角）を与えるようにしており、これにより基準面のアラ
インメントが終了した段階では不必要な干渉光が観察光
学系に入らないのでコントラストの大きい干渉縞を得る
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１７】図１は、本願発明の実施例に係る平板状の
基準板を備えたフィゾー型の干渉計装置を示す概略図で
あり、図２は、この基準板を拡大して示す概略図であ
る。

【００１８】すなわち、この干渉計装置はレーザ光源１
と、レーザビーム２を発散光５に変換するレンズ４およ
びピンホール板４ａと、ビームスプリッタ６と、コリメ
ータレンズ７と、この平行光８をこの平行光に対して垂
直に配された半透鏡基準面９ａにより一部反射せしめる
とともにその残りの平行光８を透過せしめて被検体10の
被検面10ａに照射せしめる断面円形の基準板本体９と、
基準面９ａから反射されてなる参照光と被検面10ａから
反射されてなる物体光との干渉により形成される干渉縞
を観察するためのＴＶカメラ11を備えている。

【００１９】この基準板本体９は緩衝材12を介して円筒
形状の鏡胴（取付部材）13に保持されており、この鏡胴
13の外表面に形成された雄ネジ部13ｂを干渉計装置の外
壁15の下端部に形成された雌ネジ部15ａに螺合すること
により基準板本体９を所定位置に固定保持できるように
なっている。

【００２０】また、この基準板本体９は鏡胴13の内壁部
分と螺合する押え板14と、この鏡胴13の内壁から内側に
突出した載設部13ａとにより上下方向の位置決め、保持
が確実になされるようになっている。

【００２１】また、上記緩衝材12は、鏡胴13によって挟
持されることで基準板本体９に応力歪みが発生するのを
防止するためのものである。

【００２２】なお、本明細書においては、基準板本体９
と鏡胴（取付部材）13の両者からなるものを（干渉計
用）基準板装置と称する。

【００２３】ところで、上記基準板本体９は基準面９ａ
と反対側に基準面９ｂを有している。これら２つの基準
面９ａ，９ｂは互いに異なる反射率を有する平面であっ
て、干渉縞のコントラストを確保するため被検面10ａの
反射率に応じてオペレータが適宜２つの基準面９ａ，９
ｂを択一的に選択できるようになっている。

【００２４】上記基準面９ｂを使用する場合には、鏡胴
13を図１に示す状態とは反転させることにより両基準面
９ａ，９ｂを反転させ、鏡胴13の雄ネジ部13ｃを上記外
壁15の下端部の雌ネジ部15ａに螺合して鏡胴13を干渉計
装置に取り付ける。

【００２５】これにより１つの基準板９を用いて、互い
に異なる反射率を有する２種類の被検面10ａに対する干
渉縞測定を各々良好なコントラストを確保しつつ行なう
ことができる。

【００２６】また、上記基準板本体９の両基準面９ａ，
９ｂの反射率としては、一方を例えば４％程度、他方を
１％程度以下とする。基準板本体９の表面を研磨したま
まの、いわゆる低反射基準面と称される平面の反射率は
一般に４％程度であるから、基準面９ａ，９ｂの反射率
を１％程度以下とするためには、研磨した表面上に反射
防止膜を蒸着法、スパッタリング法等により形成する必
要がある。

【００２７】また、上記基準面９ａ，９ｂを作成するた
めに反射防止膜をコーティングする代わりにこの基準面
９ａ，９ｂを粗面とすることで反射率を低下させること
も可能である。

【００２８】さらに、状況に応じて、基準板本体９の両
面に互いに反射防止効率の異なる反射防止膜を形成した
り、少なくとも一面に反射率増加膜を形成して上記両基
準面を形成することも可能である。

【００２９】また、図２に示す基準板本体９の両基準面
９ａ，９ｂは互いに所定の微小角度（ウェッジ角）だけ
傾くように形成されている。

【００３０】すなわち、例えば図１に示すような状態で
基準板装置が配され、測定に寄与する基準面が基準面９
ａであるとすれば、この基準面９ａからの反射光と被検
面10ａからの反射光による干渉縞がＣＣＤ11の受光面上
に形成されるように各部材がセットされるが、２つの基
準面９ａ，９ｂが互いに平行となるように形成されてい
るとすると、基準面９ｂからの反射光と被検面10ａから
の反射光による干渉縞や、両基準面９ａ，９ｂからの反
射光による干渉縞も上記ＣＣＤ11の受光面上に形成され
てしまう。

【００３１】このような不必要な干渉縞が、測定しよう
とする干渉縞と重なり合うと、この測定しようとする干
渉縞の背景の明るさを上げてしまうことから、結果的に
この測定しようとする干渉縞のコントラストが低下し測
定精度が低下してしまう。あるいは縞走査時に両者の干
渉縞を分離できないことからフリンジスキャニング法に
よる正常な縞解析を不可能にする場合もある。

【００３２】そこで、上記基準板本体９の両基準面９
ａ，９ｂは、互いに所定の微小角度傾けて形成されてい
るので、そのとき使用されている基準面９ａ，９ｂから
の反射光がＣＣＤ11の受光面に戻るようにセットされた
状態では、他の基準面９ａ，９ｂからの反射光は、従来
からの方法、即ち結像光学系にアパーチャを入れること
や結像光学系の光路長を長くすることでＣＣＤ11の受光
面に戻らないようになっており、これにより不必要な干
渉縞の発生による、測定用干渉縞のコントラストの低下
という問題を解決している。

【００３３】また、上記ウェッジ角は、余り大きく設定
すると光線の屈折等に伴なう不都合な問題が生じるの
で、そのような影響が問題とならない程度の微小角度に
設定すべきである。

【００３４】なお、本発明の基準板としては上記実施例
のものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可
能である。

【００３５】例えば取付部材のタイプとしてもネジ式の
ものに限られるものではなく、例えば別体のボルトを用
いて鏡胴を干渉計壁部に固定させるものであってもよ
く、要は基準板本体を干渉計本体の所定位置に確実に位
置決め、固定でき、かつ互いに着脱可能とし得るもので
あればよい。

【００３６】また、上記実施例においては、基準板本体
の表裏両面に形成された２つの基準面を同じ干渉計装置
に使用する場合、ここではフィゾー型干渉計の例で説明
しているが、このように基準板を透過し基準面で反射し
た光を参照面として使用する干渉計と、トワイマン型干
渉計のように基準板を透過せずに基準面の反射光をその
まま参照波面とする干渉計とに使用しても良い。

【００３７】さらに、上記基準面の形状としては平面状
のものに限られず、被検面形状に応じ、例えば球面状あ
るいは非球面状のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る基準板装置をフィゾー型
干渉計に適用した状態を示す概略図

【図２】図１に示す基準板装置を拡大して示す概略図

【符号の説明】

１ レーザ光源 ２ レーザビーム ９ 基準板 ９ａ，９ｂ 基準面 10 被検体 10ａ 被検面 11 ＣＣＤカメラ 12 緩衝材 13 鏡胴 13ｂ，13ｃ 雄ネジ部 14 押え板 15 外壁 15ａ 雌ネジ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏両面が互いに異なる反射率を有する
   面からなる基準板本体と、 該基準板本体を保持するとともに、前記２つの面を状況
   に応じて択一的に基準面として使用し得るように、該基
   準板本体を干渉計本体の所定位置にセット可能とする取
   付部材を備えてなることを特徴とする干渉計用基準板装
   置。
2. 【請求項２】 前記取付部材が、前記基準板本体を保持
   しつつ表裏反転したいずれの状態においてもこの基準板
   本体を前記干渉計本体の所定位置にセット可能とするも
   のであることを特徴とする請求項１記載の干渉計用基準
   板装置。
3. 【請求項３】 前記基準板本体が平面板からなり、この
   平面板の表裏両面が互いに、平行からずれた所定の傾き
   を有するように形成されてなることを特徴とする請求項
   １もしくは２記載の干渉計用基準板装置。