JPH09269207A

JPH09269207A - 光波干渉装置の被検体ポジショニング装置

Info

Publication number: JPH09269207A
Application number: JP10381696A
Authority: JP
Inventors: Motonori Kanetani; 元徳金谷
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】可干渉距離の短い光を用いた光波干渉装置に
おいて、被検体ポジショニング用の少なくとも３つの集
光レンズを被検光光束内で、かつ、その焦点位置が被検
面の干渉可能範囲内となるように設定することにより、
被検面全体を干渉可能範囲に容易に位置設定する。【解決手段】被検面５ａの干渉可能範囲６内に焦点位
置Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃを有するように、平行光束光路内に
３つの集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃを配設する。ポジシ
ョニング操作が完了した状態では、各レンズ焦点位置Ｆ
ａ，Ｆｂ，Ｆｃ近傍の被検面５ａ上で反射された光束
は、この各レンズ焦点位置を発光点とする光束となり、
この光束が再び各集光レンズ９ａ，９ｂ,９ｃにおいて
平行光束とされ、測定用受光素子に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光波干渉装置の被検
体ポジショニング装置に関し、特に薄板状の被検体の被
検面の表面形状を可干渉距離の短い光を用いて測定する
場合において、該被検面を干渉可能範囲内に位置決めす
る際に用いられる光波干渉装置の被検体ポジショニング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、マイケルソン型の干渉計におい
ては、可干渉性を有する平行光を光分割手段で参照光と
被検光とに分割し、これら参照光および被検光を参照面
および被検面で各々反射させて上記光分割手段で再度合
成した後観察面上に干渉縞を形成させるように構成され
ており、この干渉縞を観察することにより被検面の凹凸
形状等の評価を行えるようになっている。

【０００３】ところで、上記干渉計として、レーザ干渉
計を用いる場合には、レーザ光の干渉距離が長いことか
ら、参照面に対して被検面の位置を正確に設定する必要
はないものの、逆にガラス等の透明性薄板の場合、被検
体の裏面からの反射光も、被検面からの反射光や参照面
からの反射光と干渉を生じてしまい、本来の干渉縞上に
ノイズ成分の干渉縞を重畳させてしまう。

【０００４】このため、従来は、レーザ干渉計を用いて
薄板ガラス等を測定する場合は、ゴーストを発生する裏
面に屈折率マッチングオイルを塗るなどの対策が必要で
あった。しかし、このような対策を施すことは多大な手
間を要し、被検体を汚染するなどの問題もあった。

【０００５】また、特に被検体の厚さが極めて薄い場合
には、この裏面にマッチングオイル等を塗布するとその
表面張力の影響で被検体が歪み被検面の正確な測定が行
えないという問題も発生する。そこで、薄板ガラス等の
表面形状を測定する場合には可干渉距離の短い光（被検
体の厚みｔの半分よりも可干渉距離の短い光）を測定光
として用い、被検面のみを干渉可能範囲に設定すること
が考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、光源からの光の可干渉距離をＳ_CLとす
ると、被検面を配設すべき干渉可能な被検面範囲Ｌは、
Ｌ＜Ｓ_CL／２となる。例えば、光源として赤色発光ダイ
オード（ＬＥＤ）のように可干渉距離が３０μｍ程度の
ものを用いると干渉可能範囲Ｌは１５μｍよりも短いも
のとなってしまう。

【０００７】この狭い範囲の中に被検体の被検面をポジ
ショニングしなければ参照板との相対的形状を示す干渉
縞は発生しない。そしてこのポジショニングは、この被
検面の一点をこの範囲内にポジショニングした際に、面
内の他の部分も全てこの範囲内に入る程度にその傾きが
調整されていることが必要となる。本発明は上記の事情
に鑑み、可干渉距離の短い光を用いた光波干渉装置にお
いて、簡易な構成で、被検面全体を干渉可能範囲内に容
易に位置設定し得る光波干渉装置の被検体ポジショニン
グ装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明の光波干渉装置の被検体ポジショニング
装置は、光源からの光を２系に分割し、一方を被検体の
被検面上に、他方を参照面上に照射し、該被検面からの
被検光と該参照面からの参照光の干渉により生じる干渉
縞を観察し、該観察結果に基づき該被検面の表面形状を
測定する光波干渉装置において、前記光の可干渉距離
は、前記被検体の厚みの２倍に比べ短い距離とされ、前
記光の分割位置と、前記被検面の干渉可能範囲位置との
間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を有する同
一直線上に位置しない少なくとも３つの集光レンズを配
設してなることを特徴とするものである。

【０００９】また、前記集光レンズは、前記配設位置か
らの脱着あるいは出し入れを可能としてもよい。また、
前記集光レンズから射出され、前記被検面で反射され、
再び該集光レンズを通過した光束を受光する素子を有
し、該受光した光束の明るさもしくは該光束の径の大き
さを表示する機能を有するようにしてもよい。また、前
記受光する素子のうち少なくとも１つをＣＣＤ、前記表
示する機能を有する手段をＴＶモニタとしてもよい。

【００１０】また、前記受光する素子からの出力値を所
定基準値と比較し、その両値の差に応じた信号に基づ
き、前記被検面を前記干渉可能範囲位置に設定すること
も可能である。さらに、前記集光レンズの明るさを、Ｎ
Ａ＜０．６とすることが望ましい。また、上記装置にお
いて３つの前記集光レンズの配設位置を結ぶと直角３角
形が形成され、この直角３角形の直角を挟む２辺の延び
る方向が、被検面の傾きを調整する直交２軸調整機構の
回転２軸の軸方向と一致するように設定することが望ま
しい。

【００１１】この場合において前記直角を挟む２つの辺
の各辺毎に、その辺上に位置する各集光レンズからの戻
り光に応じた前記受光する素子からの出力値を比較し、
この比較結果に基づき、この辺に対応する被検面上の位
置が所定の傾きをなすべく、他方の辺の延びる方向と一
致する方向に配された前記直交２軸調整機構の回転軸を
中心とした前記被検面の回動量を算出する回動量算出手
段と、

【００１２】この算出された回動量に応じた信号を前記
直交２軸調整機構の駆動部に送出する駆動信号送出手段
を備えるようにしてもよい。さらに、前記直角３角形の
直角部分の頂点位置に配された集光レンズの戻り光に応
じた前記受光素子からの出力値に基づき、前記被検面を
該集光レンズの光軸方向に移動せしめて、該被検面を前
記干渉可能範囲位置に設定することが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に
係る被検体ポジショニング装置を示す概略図であり、マ
イケルソン型干渉計に適用されたものである。このマイ
ケルソン型干渉計は、光源１と、コリメータレンズ２
と、ビームスプリッタ３と、参照板４と、撮像レンズ７
と、ＣＣＤ素子８と、図示されない被検体搬送機構とを
備えてなっている。

【００１４】上記光源１は可干渉距離の短い光を射出す
る光源であり、該光源１から射出された光１ａは、コリ
メータレンズ２で平行光にされた後、ビームスプリッタ
３で参照光と被検光とに分割されるようになっている。
そして、これら参照光および被検光は、参照板４の参照
面４ａおよび被検体搬送機構に支持された被検体５の被
検面５ａで各々反射した後ビームスプリッタ３で再度合
成され、撮像レンズ７によりＣＣＤ８の結像面上に干渉
縞を形成するように構成されている。

【００１５】ところで、この干渉装置においては被検体
５の被検面５ａからの反射光と参照板４の参照面４ａか
らの反射光とにより形成される干渉縞上に、被検体５の
裏面５ｂからの反射光に基づく干渉縞ノイズが重畳しな
いように光源１として干渉距離の極めて短い光１ａが射
出される光源を選択している。このように干渉装置にお
いて可干渉距離の短い光を射出する光源を用いた場合に
は、参照光および被検光の光路長が互いに等しくなるよ
う被検面５ａの光軸方向の位置を調整する被検面距離合
わせを行う必要がある。

【００１６】図１に示される、被検面５ａの干渉可能範
囲Ｌは、光１ａの可干渉距離をＳ_CLとすると、Ｌ＜Ｓ
_CL／２となる。しかも、可干渉距離Ｓ_CLは被検体５の厚
みｔに比べて極めて小さくなるように設定されている。
例えば光源１を可干渉距離Ｓ_CL≒３０μｍの赤色のＬＥ
Ｄとした場合、上記干渉可能範囲Ｌは１５μｍよりも小
さい値となる。これにより、干渉縞測定時において被検
体５の被検面５ａに基づく干渉縞が観察されているとき
は、被検体５の裏面５ｂに基づく干渉縞は観察されな
い。

【００１７】そして、被検体５は、被検体搬送機構（図
１には示されていない）によって矢印Ａ方向に移動さ
れ、被検面５ａがこの干渉可能範囲内に位置決めされる
ことになるが、このように極めて短い範囲６内に被検体
５の被検面５ａをポジショニングするのは容易ではな
い。特にＣＣＤ８上に結像される干渉縞をモニタ上で観
察し、干渉縞が出現した瞬間に被検体の移動を停止する
ことで上記ポジショニングを行おうとすると、干渉縞が
モニタ上に出現した際には、被検面５ａの移動に応じて
干渉縞も高速で移動することになるので干渉縞の出現を
確認すること自体が極めて困難な作業となる。

【００１８】また、このポジショニングは被検面５全体
のポジショニングであることが必要となる。すなわち、
上述した被検体搬送機構によって被検体５を移動せし
め、被検面５ａ上の一部が干渉可能範囲内に位置する状
態で上記移動を停止するようにしても、被検体５が傾き
を有していれば被検面全体を干渉可能範囲内に位置せし
めることは困難となり、被検面５ａ全体の干渉縞を観察
することはできない。そこで、上記装置においては、図
示する如く、光路内に、上記干渉可能範囲６内に焦点位
置Ｆを有する、被検体５のアラインメントを含むポジシ
ョニングを行うための３つの集光レンズ９ａ，９ｂ，９
ｃを配設している。

【００１９】以下、この集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃに
よる被検体ポジショニング装置の作用効果を説明する。
まず、図２および図３を用い、各集光レンズ９ａ，９
ｂ，９ｃ（９で代表させる）によるポジショニング操作
の概念を説明し、次に、図４および図５を用いて、実際
の、３つの集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃを用いた装置の
作用効果を説明する。まず、図２（ａ）は、被検体５の
被検面５ａが干渉可能範囲６内に到達せず、集光レンズ
９からの光が発散状態で被検面５ａに照射され、反射さ
れる場合を示す。

【００２０】この集光レンズ９は、図１に示すビームス
プリッタ３から射出された平行光束中に配されており、
この集光レンズ９の焦点位置Ｆより遠い位置に被検面５
ａが存在すると、この集光レンズ９を通過した光束は被
検面５ａに照射され、反射されることになるが、この反
射された光束は被検面５ａを挟んでＦと対称な位置Ｆ′
に発光点があたかも存在するように進む。

【００２１】この光束が再び集光レンズ９を通過する
と、図２（ａ）に示されるように、平行光にはならず集
束光として上記ビームスプリッタ３に戻ることになる。
図２（ｂ）は、被検面５ａが集光レンズ９の焦点位置Ｆ
にちょうど到達した場合を示す。この場合は被検面５ａ
で反射された光束は焦点位置Ｆを発光点とする光束とな
り、この光束が再び集光レンズ９において平行光束とさ
れて上記ビームスプリッタ３に戻ることになる。

【００２２】図２（ｃ）は、被検面５ａが集光レンズ９
の焦点位置Ｆを通り過ぎてしまった場合を示す。この場
合には、被検面５ａを挟んで焦点位置Ｆと対称な位置
Ｆ′が実際の点光源となり、この点光源からの発散光束
が集光レンズ９に再入射することになる。この位置Ｆ′
は集光レンズ９の焦点位置Ｆの内側にあたるためこの集
光レンズ９から射出され、逆行する光束は発散光となっ
て、上記ビームスプリッタ３に戻る。

【００２３】また、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示さ
れた各場合における、ＣＣＤ８上に形成されたパターン
は、モニタ上において各々視野２０内に図３（ａ），
（ｂ），（ｃ）の如く表示される。すなわち、図２
（ａ）に示される状態では、図３（ａ）に示されるよう
に集光レンズ９の径のサイズ２１部分に暗いスポット２
２ｂが形成され、そのスポット２２ｂの中に、それより
サイズの小さい明るいスポット２２ａが形成される。

【００２４】また、図２（ｂ）に示される状態では、図
３（ｂ）に示されるように集光レンズ９の径のサイズ部
分２１の全体が、均一の明るさのスポット２３となり、
その明るさはこの部分２１の周囲と同等程度となる。さ
らに、図２（ｃ）に示される状態では、図３（ｃ）に示
されるように集光レンズ９の径のサイズ部分２１より大
きい範囲にやや明るいスポット２５が形成される。集光
レンズ９の径のサイズ部分２１と一致してやや暗いスポ
ット２４が形成される。

【００２５】このように、集光レンズ９を逆行した光束
は、ＣＣＤ８上に所定のサイズあるいは所定の明るさの
スポットを形成し、図３（ｂ）に示すように、このスポ
ット２３と視野２０内の他の領域との明るさの区別がほ
とんどない状態となったときに、被検面５ａが干渉可能
範囲６の近傍にポジショニングされていることが検出で
きる。

【００２６】このポジショニングをより正確なものとす
るためには、上記明るさの変化あるいはスポットの大き
さの変化に対する感度を敏感にすればよい。そのために
は、図２からも明らかなように、ビームスプリッタ３か
ら射出された光束の集光レンズ９による集光角が大きい
ほど望ましい。すなわち、集光レンズ９の径のサイズに
対して焦点位置Ｆまでの距離が小さいレンズ、換言すれ
ば、集光レンズ９の径のサイズをＤとし、焦点位置Ｆま
での距離（焦点距離）をｆとしたとき、ｆ／Ｄがなるべ
く小さい程感度がよく望ましい。ここで、ｆ／Ｄはレン
ズの開口数（Ｆナンバ）であり、Ｆナンバが小さい程明
るいレンズである。

【００２７】次に、上述した如き作用をなす３つの集光
レンズ９ａ，９ｂ，９ｃを用いた実際の被検体ポジショ
ニング装置によりポジショニング調整された状態を図４
に示す。すなわち、被検面５ａが、干渉可能範囲に位置
する、各集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃの焦点位置Ｆａ，
Ｆｂ，Ｆｃを含む平面上に到達した場合を示す。

【００２８】この場合、被検面５ａの各レンズ焦点位置
Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃで反射された光束は、この各レンズ焦
点位置を発光点とする光束となり、この光束が再び各集
光レンズ９ａ，９ｂ,９ｃにおいて平行光束とされて上
記ビームスプリッタ３に戻ることとなる。そして、この
場合におけるＣＣＤ８上に形成されたパターンは、モニ
タ上において視野２０内に図５の如く表示される。

【００２９】すなわち、図５に示されるように、各集光
レンズ９ａ，９ｂ，９ｃの径のサイズ部分２１ａ，２１
ｂ，２１ｃの全体が均一の明るさのスポット２３ａ、２
３ｂ、２３ｃとなり、その明るさはこの部分２１ａ，２
１ｂ，２１ｃの周囲と同等程度となる。したがって、装
置のポジショニング操作においては、各集光レンズ９
ａ，９ｂ，９ｃによるスポットパターンが図５に示す如
きパターンとなるように、前述した被検体搬送機構およ
び後述する傾き調整機構による調整操作を行うことにな
る。

【００３０】ところで、上記ポジショニング装置におけ
る被検体５の傾き調整機構は図６に示す如く構成されて
いる。なお、図６において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
側面図、（Ｃ）は正面図である。

【００３１】図示されるように、３つの集光レンズ９
ａ，９ｂ，９ｃは被検面５ａの直上において、互いに直
角３角形の各頂点に位置するように配されている。すな
わち、集光レンズ９ａと集光レンズ９ｂを結ぶ直線３１
ａと、集光レンズ９ｂと集光レンズ９ｃを結ぶ直線３１
ｂとは互いに直角に交わる。そして、集光レンズ９ａ，
９ｃの各焦点位置Ｆａ，Ｆｃの直下に、被検体５の傾き
調整用のねじ３４ａ，３４ｃの先端が位置せしめられ
る。また、集光レンズ９ｂの焦点位置Ｆｂと対応する位
置には後述する基台３２の底部を支持する支持部材（上
下動せず）が配されている。

【００３２】すなわち、被検体保持部材３３は、２本の
ガイドポール３７と１本のボールねじ３６間に懸架され
ており、図示されない駆動モータによりボールねじ３６
が回転されると、その回転方向および回転速度に応じて
図示される矢印方向に移動することになる。そして、集
光レンズ９ｂからの戻り光が図２（ｂ）に示すようなス
ポットパターンとなった時点でこの移動を停止する。

【００３３】また、前述した２つの傾き調整用のねじ３
４ａ，３４ｃは上記被検体保持部材３３に螺合されてお
り、その先端は被検体５を載設する基台３２の底部の凹
部に係合するようになっている。なお、この基台３２は
ねじ３４ａ，３４ｃの付近に配されたバネ３５によって
被検体保持部材３３方向に付勢されている。そして、こ
れらの２つのねじ３４ａ，３４ｃを被検体保持部材３３
に対し任意の量だけ回動させ、基台３２のその先端当接
部分を上下させることにより被検体５をいずれの方向に
も所望する量だけ傾けることが可能となる。

【００３４】これにより、被検体搬送機構による被検体
５の直線移動が停止した状態で、２つの集光レンズ９
ａ，９ｃからの戻り光のうち図２（Ｂ）に示す如きスポ
ットパターンとなっていないものについて、その集光レ
ンズ９ａ，９ｃに対応するねじ３４ａ，３４ｃを回転さ
せ、全ての戻り光について図２（Ｂ）に示す如きスポッ
トパターンとなるように調整する。

【００３５】この状態で、３つの集光レンズ９ａ，９
ｂ，９ｃを通過した光束の、被検面５ａ上の集光位置は
干渉可能範囲に設定されることとなり、したがって、こ
の３位置で規定される平面に近似する被検面５ａ全体を
この干渉可能範囲に位置せしめることができる。これに
より被検面５ａのアラインメントを含む干渉可能範囲へ
のポジショニング操作が完了する。

【００３６】ところで、上述したポジショニング装置で
は、各集光レンズ９ａ，９ｃの光軸上に各々傾き調整用
のねじ３４ａ，３４ｃが配されており、１つのねじ３４
ａ、３４ｃを回転させることで１つのスポット２３ａ、
２３ｃの明るさのみを変化させることができ、傾き調整
操作が極めて容易となるように構成されている。なお、
上記光軸上にねじ２３ａ、２３ｃを各々配しなくとも、
３つの集光レンズ９ａ、９ｂ、９ｃを結んで得られる直
角３角形の直角を挟む２辺の延びる方向と、被検面５ａ
の傾きを調整する直交２軸機構の回転２軸の軸方向とが
一致するように設定すれば１つの傾き調整部材の移動量
と１つのスポットの明るさの変化を１対１に対応させる
ことができるので傾き調整操作が容易となる。

【００３７】また、上記装置においては、上記被検体搬
送機構による被検体５の搬送動作を停止させるタイミン
グを、上記直角３角形の直角部分の頂点位置に配される
集光レンズ９ｂからの戻り光による上記スポット２３ｂ
の明るさに基づいて行うようにしているので、この後の
傾き調整操作においては、２つのスポット２３ａ、２３
ｃの明るさの変化を見ながら、ねじ３４ａ、３４ｃを所
定量だけ回動させる調整操作を行うだけでよく、再び上
記被検体搬送機構による被検体５の搬送操作を行う必要
がなく好ましい。

【００３８】また、上記集光レンズ９ａ、９ｂ、９ｃは
平行光束の周辺光束位置に配設して、それにより生じる
スポットパターンが、干渉縞の測定時において測定に支
障のない観察画面の端部となるようにすることが望まし
いが、このポジショニング時におけるスポットパターン
を視野２０の中央部分において観察したい場合や干渉縞
画像中からこのスポットパターンの影響を全く排除した
い場合、あるいは被検体が小さすぎて集光レンズ９ａ，
９ｂ、９ｃの集光スポットＦａ，Ｆｂ，Ｆｃが同時に被
検面上に投射できない場合には、この干渉縞測定時にお
いて集光レンズ９ａ，９ｂ、９ｃを平行光束外に退避す
ることができる構成、あるいは図６において集光レンズ
９ａを直線３１ａに沿って、また集光レンズ９ｃを直線
３１ｂに沿って移動できる構成、さらには全体的に平行
移動できる構成としておけばよい。

【００３９】もちろん、ポジショニング時と干渉縞測定
時の別を認識し得る信号に基づき、この集光レンズ９
ａ，９ｂ、９ｃの平行光束中への挿入、退避が自動的に
行われるようにすることも可能である。また、ＣＣＤ８
上に形成されるスポットパターンに基づき、図示されな
いＣＰＵにより現在の状態が所定位置にポジショニング
されている状態であるか否かを自動的に判断し、この判
断結果に基づき前述した被検体搬送機構をコントロール
して、所定位置に被検体５を停止、位置決めするように
してもよい。

【００４０】また、上記被検体５の傾きを自動調整する
場合には、上記各直線３１ａ，３１ｂについて、その直
線３１ａ、３１ｂ上に位置する２つの集光レンズ９ａ、
９ｂ（もしくは９ｂ、９ｃ）からの戻り光に応じた受光
素子からの出力値を互いに比較し、この比較結果に基づ
き、この直線に対向する被検面５ａ上の位置が所定の傾
きをなすように（通常は傾き量０とするように）他方の
直線３１ｂ、３１ａの延びる方向と一致する被検面５ａ
の回転軸を中心とした被検面５ａの回動量を算出する回
動量算出手段と、この算出された回動量に応じた駆動信
号を、ねじ３４ａ、３４ｃを回転駆動する駆動部に送出
する駆動信号送出手段を設けるようにする。

【００４１】なお、上記回動量算出手段は、図示されな
いＣＰＵを用いソフト的に構成することが可能である。
さらに、図１に示すように、遮蔽板１０を矢印Ｂ方向に
移動させ、参照光の光路中に挿入、退避可能とし、上記
ポジショニング時には参照光が参照板４に入射するのを
遮断するようにすれば、観察視野２０内におけるスポッ
トパターンのＳ／Ｎが向上し、より正確なポジショニン
グ操作を行うことができる。

【００４２】なお、本発明の光波干渉装置の被検体ポジ
ショニング装置としては上記実施形態のものに限られる
ものではなく、種々の態様に変更が可能である。例え
ば、受光素子としては、上記ＣＣＤ等の面センサのみな
らず、ラインセンサや単一素子センサを用いることもで
きる。単一素子センサを用いた場合には、上記部分２１
ａ，２１ｂ、２１ｃの中央部分の光量の変化のみを測定
できるように該センサを配設すればよい。

【００４３】また、集光レンズの数としては３つに限ら
れず、４つ以上とすることも可能である。なお、本発明
の装置はマイケルソン型干渉装置にのみに適合されるも
のではなく、被検光と参照光の光路長を略等しい距離と
し得る干渉装置、例えばマッハツェンダ干渉装置に適用
することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明装置によれ
ば、可干渉距離が極めて短い光を射出する光源を有し、
ビームスプリッタからの光束の光路内に、被検面の干渉
可能範囲内に焦点位置を有する集光レンズを配設してい
る。したがって、被検面が干渉可能範囲内に位置せしめ
られたときには、集光レンズからの光束が被検面上で略
焦点を結ぶようにして反射され、該集光レンズによって
再び略平行光束とされて受光素子に入射するため、被検
面がこの干渉可能範囲にないときの受光素子に入射する
光束の受光素子への入射状態（発散光束もしくは集光光
束）とは異なる。したがって、被検面が干渉可能範囲に
設定されているか否かによって、観察されるスポット形
状が大きく異なり、現在の被検面の設定位置を明確に認
識できる。しかも、上記集光レンズを、一直線上にない
３つの位置に配設しているから、面全体の傾きを容易に
認識できる。これにより、アラインメント調整を含めた
被検面のポジショニングを容易に行うことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光波干渉装置の被検体ポジショニ
ング装置の一実施形態を示す構成図

【図２】上記実施形態の作用を説明するための図

【図３】上記実施形態の作用効果を説明するための図

【図４】上記実施形態装置の集光レンズ配設位置を示す
図

【図５】上記実施形態装置により得られるスポットパタ
ーンを示す図

【図６】上記実施形態装置の一部を示す３面図

【符号の説明】

１光源２コリメータレンズ３ビームスプリッタ４参照板４ａ参照面５被検体５ａ被検面６干渉可能範囲７撮影レンズ８ＣＣＤ９，９ａ，９ｂ，９ｃ集光レンズ１０遮光板２０視野２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃスポット３１ａ，３１ｂ直線３２基台３３被検体保持部材３４ａ，３４ｃねじ３６ボールねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を２系に分割し、一方を被
検体の被検面上に、他方を参照面上に照射し、該被検面
からの被検光と該参照面からの参照光の干渉により生じ
る干渉縞を観察し、該観察結果に基づき該被検面の表面
形状を測定する光波干渉装置において、前記光の可干渉距離は、前記被検体の厚みの２倍に比べ
短い距離とされ、前記光の分割位置と、前記被検面の干渉可能範囲位置と
の間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を有す
る、同一直線上に位置しない少なくとも３つの集光レン
ズを配設してなることを特徴とする光波干渉装置の被検
体ポジショニング装置。
【請求項２】前記集光レンズは、前記配設位置からの
脱着あるいは出し入れが可能であることを特徴とする請
求項１記載の光波干渉装置の被検体ポジショニング装
置。
【請求項３】前記集光レンズから射出され、前記被検
面で反射され、再び該集光レンズを通過した光束を受光
する素子を有し、該受光した光束の明るさもしくは該光
束の径の大きさを表示する機能を有することを特徴とす
る請求項１もしくは２記載の光波干渉装置の被検体ポジ
ショニング装置。
【請求項４】前記受光する素子のうちの少なくとも１
つがＣＣＤで、前記表示する機能を有する手段がＴＶモ
ニタであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれ
か１項記載の光波干渉装置の被検体ポジショニング装
置。
【請求項５】前記受光する素子からの出力値を所定基
準値と比較し、その両値の差に応じた信号に基づき、前
記被検面を前記干渉可能範囲位置に設定することを特徴
とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の光波干渉
装置の被検体ポジショニング装置。
【請求項６】前記集光レンズの明るさが、ＮＡ＜０．
６で表されることを特徴とする請求項１〜５のうちいず
れか１項記載の光波干渉装置の被検体ポジショニング装
置。
【請求項７】３つの前記集光レンズの配設位置を結ぶ
と直角３角形が形成され、この直角３角形の直角を挟む
２辺の延びる方向が、前記被検面の傾きを調整する直交
２軸調整機構の回転２軸の軸方向と一致するように設定
されてなることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれ
か１項記載の光波干渉装置の被検体ポジショニング装
置。
【請求項８】前記直角を挟む２つの辺の各辺毎に、そ
の辺上に位置する各集光レンズからの戻り光に応じた前
記受光する素子からの出力値を比較し、この比較結果に
基づき、この辺に対向する被検面上の位置が所定の傾き
をなすべく、他方の辺の延びる方向と一致する方向に配
された前記直交２軸調整機構の回転軸を中心とした前記
被検面の回動量を算出する回動量算出手段と、この算出された回動量に応じた信号を前記直交２軸調整
機構の駆動部に送出する駆動信号送出手段を備えてなる
ことを特徴とする請求項７記載の光波干渉装置の被検体
ポジショニング装置。
【請求項９】前記直角３角形の直角部分の頂点位置に
配された集光レンズからの戻り光に応じた前記受光素子
からの出力値に基づき、前記被検面を該集光レンズの光
軸方向に移動せしめて、該被検面を前記干渉可能範囲位
置に設定することを特徴とする請求項７もしくは８記載
の光波干渉装置の被検体ポジショニング装置。