JPS58146807A - 平面度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体平面の平面直を雇槽書に、しかも自−的に
一定することを回軸とする平面直醐定装置をＩＩ＆案す
るもので６ゐ。

鐵気紀ｌｌＩ装置の磁気ヘッドＯスライダー画にはＯ，
ＯＳμ鳳以下という極めて精密な平面度が要求される趨
勢にめる。半画ｔｏ非−触＃１ｗ１方法としては光Ｏ干
渉を判明し先方法が種々裏布すｈｔｏの、上述Ｏ如龜精
疲での測定を容易且つ安定に行わせる上で、機構部品の
精度、極微調整、測定精度の保守等の点での問題が多く
、ＩＩ用化堪れている例は皆無である□ 本発明は斯かゐ事情に鑑牟てなされた４（Ｄｅ塾って、
０．０１μ−のＮ駅でＯ平面度調定を１動的に行える装
置の提供を目的とする。

まず本ｆａ＠の画定装置による平ｌｉ［一定の置場につ
１１説明するが、この置場自体は、本発明看Ｑ［１１１
ル％ｌＩ＠６Ｂ−１１１７４号（４１１１１１１８６４
−１６９１６８号会報）の「千ｉ１ｉ直一定方法」の媚
定原環と同一でＴｏゐ。即ち例えばフィゾー光学干渉系
によりて、ｌ１ＩＩｌ■に示すように被検平■とオプチ
カル７ツツト１１０参履平曙と０干−縞１を得る。この
干渉縞！のパターンを七〇長？’ｊｌ向を干渉縞の縞一
方向に筆舎畜せえ１次元Ｏイメージ七ンｔｉ１４によっ
て、縞方肉に相異る＠００位置ＪＬ、ｂ、ｃにて億見、
所定Ｏ＠縞（又は暗部）の位置ａ、ｂ、ｏ夫々に訃は為
縞幅方向位置Ｐａ。

Ｐｂ、Ｐａ　及び縞ピッチｒをイメージセンナ出力から
検知し、平＃装置！を Δｒ ！−１了に］「　　　　　　−・（１）偉し、λ：干＃
光ｓ＃Ｒ長 ｎ：干渉次数（僅しこζではｎ−１） Ｐａ−）ｔ。

Δｒ−バーー丁−・・・（至） として算出するものでるる。

而して上記１次元イメージセンナとして光電賓ＷＩ＆素
子を多数並設してなる９１アＩ゛イオードアレイ等を用
い石場命にかいで線素子個々０＠憔０バラツキ（一般に
はｌ・〜１６％＊＊＞　０丸めに闘定＃差が増し、超槽
書闘電が不ｑｍｙｃなるととがめる。本発明は漸かる■
禽を排除して、使用イメージセンナに拘らず所ｍｏｓｔ
でＯ調定を可−とし丸干ｌｌ１ｆＲ關定装置を提供する
ことを目的とすゐ。

以下本発明装置をその夷糟例を七〇１ｍｍに基いて具体
的に！！明する。

第２図は本発明装置の外観図、第３図はその光学系のレ
イアウト図でＴｏゐ。この光学系は被検物１Ｇをその測
定対亀千＊ｔｅａを上に向けて載置すべき、上下動回目
のサンプルステージ１Ｋを除いて内部を１光したケース
ｌ！内に納められている。干渉光源となる■・−Ｎ・レ
ーザ（波長０．１１１１！８４１１）２１はナンプｈｘ
テージ１１の後側に設は九ケース１１０ｍ状Ｉ＄１１＆
内に出力側を上方にして鍮直に職付けてＴｏａ、レーず
ビームは光量調整用に設は九ＮＤフィルタ！８．ビーム
拡散レンズ鵞ｌ、直１１！０５ｍ０ピンホール！！４を
縫て上方に設は九食反射鏡ｓ６に飼るようにしである。

全反射ａ、ＸＳは水平態、鉛直面ＯＩＸ方に対して４８
°煩斜させてピンホール冨４を出え＃Ｉ４１Ｋレーザビ
ームをケース１ｍ４０ｍ方へ水平に反射すべく配してあ
り、この反射レーザビームの光路に２けるサンプルステ
ージ１１の上方には食反射總２６が水平開５Ｉｌｌ＆直
ｔｉｏ双方に対して４ｉ　傾斜させて、テンプルステー
ジＩＩＫ向けて鋤直にレーザビームを投じるように配し
て魯−１このレーザビームはいずれ４愈反射−１６とサ
ンプルステージ１１との関に配し九対物レンズとしてＯ
アタロマート！７、ハーフ建う８８′＆びオプチカルフ
ラット２９を経てサンプルステージＩＩＫ向かうように
しである。ハーフ電ツ！Ｓ杜水平画、鉛直函の双方に対
して４６　傾＠させて、オプチカルフラット２９９８か
らの光、つまりすブチカルフラット２９の参雇平＃ｊＮ
ｌと被検千ｇｉｏａとによる干渉縞パターンをケース１
！Ｏ左方へ水平に反射すべく配してＴｏゐ。

ハーフミラ！８から反射され層光ビームはケース１ｚの
左右方向及び鎗後方角Ｏ双方に対して４６　傾斜させて
あるハーフ（う３１を道通して、鉛直軸回りに水平−転
可簡に取付は九全反射−＄８に到り、１九ハーフ（ツ１
１に反射されてケースｌ！の正１１に設けえビｙトフー
ドＩＩＩに剰るようになっている。ピ／トフードｌ魯は
干渉縞の＠視観察展び与真嫌影の丸めのものでめる。素
灰ｌｌ１ａ８２の鉛直軸の後方には１次元のイメージ七
ンす３４がその長手方向を鉛直方角にして立設されてν
す、全反射ｗｔｓｚをケース１１１の左右方向反び前後
方向の双方に対して４６’傾斜する回動位置になった場
合に、イメージ七／す１４の視野位置が第１図に示すＯ
位置、りま抄これらの光学系によって得られる干渉縞の
略中央位置に在り、素灰Ｊｔｔａ８ｇが平面視で時針方
向（又は反時針方向）へ回動すると、イメージセンナｓ
４の視野位置はＣ位置方向（父は１位置方向）へ１位す
ることになる。

全反射源８２は適宜の枠体１ｍｌに壜付けられてｓ’　
ｂ　、その下暢甲央から下方へ延出させた丸軸を回転軸
８１ｂとし、この回転軸１１ｂにはギヤ１１２０が嵌着
されて２す、下端には図示しない架台に支持された回転
エンコーダ４１が連線されている。回転エンコーダ４１
０側方には出力軸を鉛直にし九パルスモータ４８が架台
ＫＩＩＩＬ付けられて２抄、その出力軸に嵌着したギヤ
しＩと前記ギヤ３２Ｃとの間にはコグドベル）１８が揚
けｉｌされて２抄、パルスモータ４２の暴ＩＩによって
全反射４８２を水平回転させるようにして珈る。全反射
鏡８２又はその棒体８２龜の回―域にはこＯ回―減成を
規定するりずットスイッチ４１．４４が設けられて２抄
、この回動減成は前述のようにイメージセフ９１！１４
の視野位置がｂ位置にある状態から反時針方向及び時計
方向へ略々等角度（１・０以下）回動した位置に定めて
るる。

以上の構成から１１堺堪れるように干渉光路部、より膵
しくは光束重合せ光学系の横出側の光を回転ｇＴ総な全
反射鏡８８（プリズムでもよい）にてイメージセンナ８
４へ肉かわイる構成としてｓｔｐ、全反射＊ＳＺの回転
によ詐縞をｌＩＭＲるべき位置を変更するようにしてい
るのでめる。なか上述の構成はフィゾー干渉光学系を用
いたが、マイケルソン干渉光学系等、他の干渉縞を得る
丸めの光学系−同一に使用で倉る・その他１４．１４は
オプチカルフラット！−の負勢調整用Ｏ事ジ、８はケー
ス１２外に設は九Ｖ−ザ用電源で６ろ０ケース１２及び
その内部の光学系よりなる測定装置本停意は振動による
測定誤差を排除する丸めに各Ｓを可及的に堅固に構成し
てＴｏす、また底面には防振ゴム脚１６を取付ける等の
配慮をしてるる。更に光学系の取付位置の精度、或は口
ｆＩＩＩＪｔ４の工作精度等は１０４ｍオーダとする。

更にｔた、ハーフミラ！８．８１及びオプチカルフラッ
ト！９は裏面千季を回避するために＆面に数置のテーパ
を付したものを用いる。

第４図は本発明装置の電子回路のｌｌ！部を略示するブ
ロック図である。この電子回Ｍａｃら前述のイメージセ
ンナ８４１回転エンコーダ４１．パルスモータ４１１．
その駆動回路６８．　　リミットスイッチ４１１ｔ　　
４４Ｊｉびにイメージセンナ８，４用の駆−回路４６及
びヘッドアンプ４６、その他着干の操作部材、パイロツ
ドラ／プＯ外はｌｌ１ｍ１１４としてそのケース４７の
内外に取付けられている。

４８は本発明装置の制御・演算の中枢となるマイクロコ
ンピュータであってＯＰＵ　（中央処場績ｌ１ｌ）、Ｒ
ＯＭ　（ＩＥ出し専用メ毫９）、凰ムＭ（ツンダムアク
セスメ４９）、入出力インターフェース、クロックパル
ス脅振回路等を備えている。

制御部４の正面に臨資ぜ九スタートスイッチ４Ｓ及びス
トップスイッチ６・はマイタロコンビエータ（以下マイ
コンという）４８に対して關定０ＩＩｌ始及び停止又は
中断を夫々指令する押ゼタン式の照光スイッチでＴｏ抄
、押込操作によって上記指令をマイコン４８に与えると
共に、マイコ／４８側からの信号にて点灯する。同じく
制御ｌ１４の正画に臨まぜたディジタルスイッチ６１は
すムホイルスイッチ！桁分からを炒、そのｆ敏内容を被
検物１Ｇの平面度演算対象とするイメージセンす出力を
得べＩＩＩＩ野を指定する丸めＯデータ、換言すれば位
置ａ、Ｃｔ視舒とすると１ｉの食！Ｌ射鏡葛冨の回転角
度位置ｔｎｉ示するためＯデータとしてマイコン４８に
与えるものである。＃１１ａ１１転エンコーダ４１は全
反射ｍｓｍｏｔｏ−転に”：）＠　ｌ　＠Ｊｉのパルス
を出力するように構成してＴｏ知、その出力ハエンコー
ダインーーフェースＩ鴬を倉してマイコン４８へ読込ま
れる。反時針方向へ０回−減酸を規定するりζシトスイ
ッチ４ｓ及び時針方向への回―域隈を規定するリミット
スイッチ４４Ｏ作−状虐はいずれもマイコン４８へ銃込
まれる。

リミットスイッチ４８．４４の作動状悪はマイコｚ４ｊ
１によるパルスモータ４１０発停制御情報となる。即ち
イニシャル状態では全反射鏡８雪はすｉットスイッチ４
ｓを作−せしめていゐ状態にめり、この状態でスタート
スイッチ４９を押込操作するとマイコン４８は篭−タ駆
動回路５Ｉへパルスモータ４１１を正転させて全反射＠
８２を時針方向へ回動さぜるべき信号を発し、これによ
る回動が行われて全反射ａ８１１かりミツトスイッチ４
４を作動せしめた抄、或はストップスイッチ６Ｇが押込
操作された場合は上述の正転Ｏための信号を斬う、モー
タ駆動回路６１へパルス令−一４！を逆転させて、全反
射鏡８８を反時針方向へ回―さぜるべき信号を発し、こ
れによる回転が行われてり（ットスイッチ４ｓが作−す
るとモータ駆動回ＷａＳへＯＳ号が斬たれる。

マイコン４８にはイメージ七／す８４０視舒位置又は全
反射源の一一位置譬ｉｉ！０九めＯカウンタ内容えてＪ
Ｐヤ、このカクンタ性−転エノコー〆４１が発する原点
パルスにてタリャ畜れるようにしである。この原点パル
スは全反射−３冨が９ｆノットイッチ４８作−位置から
少し時針方肉ＫＦｊＡ動した位置にて得られるようＫ１
１転輪Ｓ雪すと一転工ンコーダ４″ｌとを連績してるる
。そしてマイコン４８は上記カラ／りの針数値が９・に
なる全反射４８ｇの＠！ｌｌ１１位置農を、そのと自Ｏ
イメージセンナ出力を平ｌ１ｉｌｌ！演算に用いるべ龜
視舒位置すとし、ディジタルスイッチ６１による置数を
Ｘとすると、カウンタ針数値が９６−ｘｔ　　＊０＋ｘ
となる２つの回−位置ム、Ｃを、そＯと１のイメージ七
ンを出力を平ＩＩＷｌ演算Ｋｊ’ｔｌいるべ１視ＩＦ位
置ａ、　　ｃとする。僅しＸは１〜Ｃ閣号機を一単位で
表わす数値として置数畜れ、ま九−転エンーコーダパル
厚が視舒中のＯ９冨■にｉ４轟するように光学系を構成
しているのでＸ■（Ｘ／１）十叡３として算出される。

上記★クンＩの内１Ｆが−・＋ＸＫなつた場合にはり（
ブトスイッチ４４Ｏ作−を待つ壕でもなくパルスモー−
４１を逆転するように制御が行われる。

スイッチ４９，６００側方に配された押ボタン式のスイ
ッチ６８は補正モードを指示する丸めに設けられて参り
、その押込操作により、マイコン４８紘後述する補正モ
ード動作を行う。

イメージセンナ８４はこれによって捉える干渉縞の本ａ
６たりｌＯＯビット＠度のものが望ましい。けたし相隣
明線（又は暗部）間寸法ム／２を１／１０Ｇの精度で測
定するのであるから、この場合の精度は環鍮的に （λ／ｊＥ）Ｘ　（１／１０Ｇ）＋（ＬＯＯＩｐｍにす
ることができ、実用上でＯ叡０１μ−の種度を菩轟に実
現できるからである。従って実施例では１０本の干渉縞
を握九る光学系Ｏ構成に対して１０ｇ４ビツトのＭＯ８
センナを用い丸。な２フオトダイオードピツチはｇｏｓ
膳である。

さてマイコン４８はデータ読込の処理に入ると駆動回路
４６に対してスーートパルス及びクロックパルスを発す
る。駆動１略４墨はこれをＷｔｌｌ！レベルにしてイメ
ージセンナ８４に与える。そうするとイメージ七ｙす龜
４はｌｓ１ビットから第１０３４ビツトまで一次走査さ
れて、その受光量に応じ九ノベルのビデオ出力を発し、
とのビデす出力はヘッドアンプ４６にて増幅されて制御
ＩＩ４側のピークホールド増４１１１１Ｉ＆及びナンプ
ルホールド増−器６７、更にはム／Ｄコンバータ６畠を
介してマイコン４８に取込まれる。ナノプルホールドＩ
ＩＪＩｍ及びム／Ｄ変換局期は駆−ａ路４ｉへ与えるタ
ロツクパルスＭＩＪ＄８と整合させて６る◎このように
して取込まれ九データに１龜、（０式に依る平面度！の
演算が行われ、その縮果が制御部４の正面に設けた４桁
の表示装置６０にμ臘単位で小紋以下８桁まで表示され
るようにしである。

第５図は補正篭−ドで動作してい為場合のマイコン４８
の制御内容を示すフローチャートである。

この補正モードでの動作は必要に応じて随時性われ、そ
の場合は被検物１０をセットし１に％Ａ状■でスイッチ
６ｓＩが押込操作される。

マイコン４８はスイッチ６冨の操作を検知するとイメー
ジセンナ８４の全充電変換素子、即ち第１ビツト（カウ
ンタ内容１−１）〜第１０２４ビット（カウンタ内容１
．１０１４）の出力ＯＰ１を読込み、これを凰ムＭＱ％
定エリアに格納する。

なりこの場合には後述する平面度夷ｌｌの場合と異な口
、イメージ七ノー？＄４には全充電変換素子に均等な、
参照平１１ｉ　１９＆から０反射光が受光量れている。

次いで全充電変換素子出力の平均値Ｏｒをθ？１（１＝
１〜１１！４）を凰ムＭから算出して（ＴＰ　＝　；ｌ
；　ｏｒｔ／ｘｏｇ４−ｒｓ）として算出する。

そして各充電変換素子の出力ＯＰｌにつき平均値Ｏｒか
らのｆｉＯＰｌを （３Ｐｉ−ＯＦ　＋　ＯＰｉ　　　　　　、−（４）と
して演算し、これを各光電変換素子の光（変換特性の差
又はバラツキを補償するデータとして素子を特定する清
１１１と共に凡ムＭｆＣ格納し、一連の補正モード動作
を終了する。

次に平１１Ｋを実−にｌｌ定する場合の動作、制御につ
き説明する。第６図はマイコン４８０制御内容を示す主
要プログツムＯフローチャートである。

スタートスイッチ４−が操作され為とパルス令−一４１
を正回転させる。

そしてディジＩルスイッテ６１ｏ置歇内容Ｘを読込み、
？！＝９・−ｘ、　　７８ｍ　１１１　＋　Ｘｔ算１ｔ
Ｓｔ　４゜これらＩ’、、Ｆｓ及び１ｆｉＬ置を風足す
るＰｇ　＝＠　Ｑを所定レジスタに格納する。パルスモ
ータ４雪が回転を開始すると少し遷れて１転工ンコーメ
４１かも原点パルスが人力堪れゐ。この原点パルス人力
によりイメージ七／すｓ４の視舒位置を特定するために
回転エンコーダ４１０出力パルスを計数するカフ／りを
リセットする。そしてイメージセンナｓ４からのデーー
ー込（後述）を行い、ａＩ＠エンコーダ４１からのパル
スが人力逼れると再びイメージセンナ８４からのデータ
読込食性−１次いでカウンタをインタリメントする。こ
れをカラ／りの計数内存がレジスタのｒｌｆＣ−歓する
まで反復し、’ＩになったとＩＩＫピークアドレスの計
算（後述）を行う。ピークアドレスとは―縞ｔｍ見てい
るイメージ七ノ？１１４のビットのアドレス１〜ｔｏｇ
４であり、前述のＰ、ＡＰの算出に用いる情報である。

そして算出し九ピータアドレス（明縞の数だけ４１１６
　）　Ｐｌｓ　＊　Ｐｇ雪・・・Ｒ１＝　ｔ　ｌＡ＆［
Ｋ　ＩＩ納する０この場合には別の２つの領域に格納さ
れ、一方ハＰ、　　ＡＰの演算に、他方は次のピークア
ドレスとの対応の丸めに用いられる。そして回転エンコ
ーダからのパルスが入力される都度イメージセンサ８４
からのデータ読込、カウンタのインクリメントを行う。

そしてイメージセンナから読込んだデータによりピーク
アドレスを計算し、これを１つ前のピークアドレス針Ｓ
にて得たピークアドレス、最初は’ｉｔｓ　Ｐｌｌ・・
・Ｐｌｌ・・・と比較し、ｆ＃嵐に塊れ九明部、消滅し
九明部等に対応するピークアドレスに対する履−を凰ム
Ｍにアドレスと共に格納する。セしてビータ・アドレス
を１１Ｍに格納し、次に算出されたピークアドレスとの
比較データとして用いる。斯かろ処理をカウンタ内容が
鳥になる迄ｍ続する。上述の如暑ビークアドレスの順次
比較によ炒、明部０１ｉＩｊ定が行われる１１１１乗、
干渉縞バター７が複雑であって４ｍ／１液長分相異する
相′ａ明部を誤ｇ温岡す為ことはをい・而してカウンタ
内容が１′１になると％Ｆ１０場合同様にピークアドレ
ス’１１　＊　Ｐｇ−・・Ｐｄ　、、・を算出しこれを
凡人ｋｌ（ｃ格納する。以下カウンタ内容が九になる迄
２１〜２８間と岡ｗａｏｍ珊を行い、ＰｓＫなると、同
僚にピークアドレス７１１　＃　ｉ’ｍｓ　””　Ｆａ
ｉ＝を算出してこれを凰ムｋに格納する。そしてパルス
場−夕４１をりζシトスイッチ４ｍが作−す４重で逆転
ｉｉぜる。この間Ｐ１　＋　Ｐｍ　ｓ　ＰＩでのビータ
アドレスのうち共通する明縞に＃４ｊ１するものにり會
平ａｇｏ演算を行いこれを真水装置６０に真示させる。

次にイメージセンナからのデータ鏡込処ｐＫついて第７
図のフローチャートに１自説明する。−転エンコーダ４
１パルスが入力堪れる等、データ読込開始の所定の条件
が整うと駆−回路４６にスタートパルスｔ−４見るべく
ＩＩＩＩシてめゐ出力ボートをハイレベルにし、所定の
カランＩＫＢをセットし、次いでクロックパルスを駆動
−路４６へ発する。このクロックパルスにて上記カウン
タをデクリメントし、カウンタ内容がＯになつ九６と上
記出力ボートをローレベルにする。即ちスタートパルス
を立下らせる。ζζまでの処理は使用イメージ七／す１
４がスタートパルスを受けてから最初のビットの出力を
発する迄の時間遍れ（クロックパルス８発分）を補償す
る丸めのものであり、先に説明し九補正毫−ドＯ１ｌも
、詳述して−ないが、同轍の処理が行われている。

次にそのデータ読込の場合に用意され九１ムＭ内エリア
の先１番地Ｋをアドレスカラ／−にセットシ、またカウ
ンタにはイメージセンナ８４のビット数ｌ＠雪４ｔ−セ
ットする。そしてクロックパルスに同期してイメージ七
ンナ畠４の出力をＶＤ変換し、変換データをに置端に格
納し、アドレスカウンタをインクリメント、上記カウン
タをデクリメントする。このようなＩＩ＆垣をカフ／り
がＯＫなるまで継続し、凰ムＭｏＫ、に＋ＩＯ！婁番地
にデータを格納する。

次いで息ムＭＯに〜に＋ｌ・！ｓＩ地のデータをＣＰＵ
内の所定レジスタＫｌｌ［次続出し、塘え各データに対
立する補償デーＪＯＦｉをＯＰＵ　の所定レジスタへ鏡
出し、各データにＯＦｉを加算〔注＝（４）式に見られ
るように光電変換素子出方が平均値ＯＦよ細小さい場合
ＫＯＦｉが正Ｋｌｋる〕し、この和を′ｒｃＯデータに
替えて１ム麗のに〜ｔｉｔ・重重番地へ格納する。斯か
る処理によってイメージセンナ１４０各光電変換嵩子の
変換４１性０バラツキが補償され九ことになる・ 第８図はビータアドレスの計算の丸めの処理内容を示す
フローチャートである。まず第１０アドレスカ９ンタＫ
Ｎ　（処理対象とする１ｅｓｔｏデータを格納したロ１
工９ア０先−脅地）十６０をセットし、別のカラ／Ｉに
は嘗０・をセットする。

これは１０２４のデータのうち上端のｈ１ビット、下端
の１ｇ４ビツトをデータ処理対象から外す丸めの処置で
ある。次いで針□尊しえビータアドレスを格納するため
の口１エリアの先ｗｅｓｔｓ重のアドレスカラ／−にｉ
としてセットす為。更に算出ピーク歇を針数する丸めの
ピーフカクンｐＫＯをセットする。

次に第１のアドレスカフ／りの番地（最初はに＋６０番
地）の、前述の如くしてＯＦｌを加算して補正し友デー
タＤＡＴム・及びその次の番地（最初はに＋６１番地）
のデータＤＡＴＡ　１をＷＲ４出し、両者を比較する。

両者が等しい場合（両ビットの受光レベルが等しい場合
を意味する）は第１のアドレスカラ／りＯ内容を＋１し
、またカウンタは−１する。そして次の番地について岡
憬の処理を実行する。

これに対してＤＡＴＡ　Ｑ）ＤＡＴＡ　　Ｉである場合
（に＋６０番目のビットよりに＋６１１１＠のビットの
方が暗いことを意味する）は第１のアドレスカウンタの
番地を＋１し、ま九カウンタは−１する。そしてこの状
麿でＤＡＴＡ　１　（に＋５！４１地のデータ）及びＬ
）ＡＴムＯ１＋５１１ｎｋのデータ）を続出じて両者を
比做しＤＡＴＡ　１〉ＤＡＴＡ０でない場合は番地が大
となるに伴い暗くなる傾向を示していることになるので
同様の処理を反復する。この過橿に６って１）Ａ’ｒＡ
　Ｏ＜ＤＡＴＡ　１となう九場合は次Ｋ１１ｌｌするピ
ーク特定のステップにλゐ。

即Ｓ）第１のアドレスカウンタかに＋Ｉ・Ｏ場合或は次
々とインクリメント堪れていつ九遍１に訃いて、ＤＡ’
ｌ”Ａ　＠（ＤＡＴＡ　！となりえ場合は番地を大とし
てデータ処ｌＫを進めてい＜ＶＣ＊い明るくなる傾向Ｋ
Ｔｏゐことになる。この場合も第１０アドレスカクノタ
を＋１し、カラｙりを−１する処理をＤＡＴＡ（１＞Ｄ
ＡＴＡ　１とをる宜で（つまり最も明るいビットの番地
が第１０アドレスカウ／りの内容になる盲で）反復し、
そのステップでのａｔのアドレスカウンタの内容をビー
タアドレスとして、第３のアドレスカウンタにて指示堪
れる凰ムＭのアドレス（最初はに′番地）へ格納する。

そしてこの嬉鵞のアトレース書つンタＯ内番を＋１し、
ピークカウンタを＋１する。そしてＤＡＴＡ０゜ＤＡＴ
Ａ　１の大小比吠を反復していく。以上の処理をカウン
タの内容が・になるまで実行する。

以上のようにして求め九ピータアドレスは、イメージセ
ンナ１４に捉見られえ干渉縞Ｏ明部の中心位置をイメー
ジ七ンｔａ４〇一端を基準とする位置情報となっている
。

而して本発１＊＊置では前述のピークアドレスＰＳＩ　
ｅ　ｐＨｓ　１’ｘＬ°°・、Ｐｆｌ　＊　Ｆｌｌ　＊
　ＦＩＬｏ”　％　’ｌ　１　＋　ＰＭ　１　””ｌｉ
・・・を平１１ｉ＆算出のためのデータとするが、Ｐｌ
−９０−Ｘ〜Ｐｓ＝ＩＯ＋Ｘの間に２いて中途で現れ又
は消滅した明部（例えば第１ａｉｉＯ最下０実纏で＃Ｉ
Ｉされる明部）は処理対象から外される。これは前述の
ようにピークアドレス算出後に、回転エンコーダの出力
パルス１つ分−に算出したピークアドレスとの比較によ
抄識別され、凰ムＭにその曖１１１４４１１が付される
。

即ち、最新のビータアドレスをＰＪ、、、　Ｐｊ、、・
・・Ｐｊ、鳳　（鳳はピークカウンタの計数値）とし、
回ｋ　エフ　コーグの出力１つ分前のピークアドレスを
ＰＪ−１−＋　’ｊ−ｔｔｍ−ｈｔｈ。”ｔ−して１ｌ
Ｅ９ａｉＫ示すようＫｎ　ｆ　（Ｐｊｌｌ−Ｐ４．）　
／４　＝Ｆ＠　　トシテｌｌｋピッチＰの±１／４ｔ−
算出し、これ以下であることを縞同足の条件とする。

そしてＰ、ｌ、１とＦｊ−ｓ、ｔ　ｅ　　Ｆｊ−＋、ｓ
　夫々との差Δ’ｌｙ　　ＡＰｚを算出し、Ｐｏよ参小
さい履会せ０縞を同一のものとして同定すゐ。’Ｊｓｔ
と’３−ｔｙｍが同定され友場合は’ｊ−ｓ＊１が消滅
し丸も０として記憶され、又は平一度演算に必要なしと
して放置される。以下ｋ（−１，１１−・・鳳）置部の
ビー！’Ｌｍにツｔｉ　Ｆｊ−１＋　ｋ−１，Ｆｊ−１
＋　ｈ、　’Ｊ−）ｔｓ　ｋｌｌｋ　ト０差　ΔＰｋ、
・　ΔＰｋ、　　ΔＦｋ＋ｔを求め、辷れがｒ・以下と
なる組合せの縞を岡−の−〇七して同定する。

面Ｌ　テに’　　ｌ　７　）’　Ｖ　Ｊ　７１１　ｔ　
Ｐｌ−Ｐｓｉ　＝、ｒ！１＃Ｐｘｓ　’・’　Ｐｍ１＝
及びＦｓｌ＊　Ｐｓｔ−Ｐｓｉ＝０５　’ｂｓ　中ｍｆ
Ｏ発生、消滅に係る履鷹を有するものを除外すると、そ
の大小１１１に組合せ九８つ１組の数値が同一〇明縞に
係るビータアドレスとして岡ｉ！１れる。従って８つｌ
ｉｄのデータにょ伽（１）武Ｋ１１ｌりて下記０ように
算出する。

′＋７　Ｋ　Ｆ　＝　（Ｆ、＋Ｆ２＋・＝＋Ｆｍ−５）
／（ｍ−１ン但し、ｍは視野位１ｉｌａ、ｂ、ｃに共通
する輪の数この平面度Ｆは前述のように表示装置６０に
表示される。なおｍの数が２以下又＃−ｔ１６以上の場
合はエラー表示を行わせる。また上述の説明は側輪につ
いて行ったが暗部についても同様に実施できることは言
うまでもない。

以上のように本発明に係る平面度創建装置は干渉縞を生
成させるべき光学系と、 多数の光１１変換素子を並設してなり、干渉縞を捉える
べく配した１次元のイメージセンサと、 イメージセンサ出力に基き平１ｉ［を演算するデータ処
理部とを備え、。

該データ処理部は、前記イメージセンサの各九蒐ｆ換素
子が実質的に均等な受光状態にある場合における各光電
変！！１ＩＬＸ子出方に基き、各光電変換素子のｆ換特
性の差を補償するデータを演算、ｄピ憶する砿關と、 平面度演算に−して―起データに１龜イメージセンナ出
力を補正する機能とを備えていることを特徴とするもの
でめるのでイメージセンナの各党−習換嵩子の変換特性
にバック中が専在する場合に４ｈ随時これを補正して、
常に０．０１μｍ０１１１１変での槽密平函度關定が実
現できる。

しかもこの測定は被検愉１６をサンプルステージ１１に
載置し、所ｌＮＯスイッチ機作を行うにけで自動的に行
われる。

更に上述の如き積ｌ！を得る丸めｏｓｅｓ品或は組付け
の種度は１０ｓ璃オーダで足り、値肩時の極微−贅１面
倒な保守等は全く不要で魯る。更に上紀夷＃ＩＩ両では
干渉縞パターン鏡取の丸め０１次元イメージセンナＯ視
舒走査はこれを光路中間に介在させた光学手段（実施例
では素灰＃纏）の−転によって行う構造としているので
イメージセンＶを堅固に固定し得、擺−１その他による
ノイズ、従って誤差要因が排除できる。また上記光学手
段についても視野走査を１転１１１Ｉｌにて行わせるの
で七の町一部を喜墨に高精度で員作し得、且つその一転
１−も安定的に行われ、糟！！Ｉ欄定に有効でｉるＯ 以上詳述し丸ように本ｍ＋は固定槽ば、使用の便宜性及
び−造の面でｍ期的な平ｒＩｊｉ変測定装置を提供する
ことを９岨とし、本ｉａ＠が超精密平面度測定技術に寄
与する処は多大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものでるって、第１図は測
定原理の説明図、第２図は本発明装置の外観図、第３図
は光学系のレイアウト図、１４４図は電子回路のブロッ
ク図、第６図乃ｆｉ第９図はマイコンによる貞鼻、制御
のフローチャートである。 ３１・　ｔｉｅ−Ｎｅレーザ　１１１　＋　ＩＩ　ｌ”
・バー　ｙ　（ツ　！９・・・オプチカルフラット　Ｓ
ｔ・・・素灰射魂３４・・・イメージセンナ　４１・・
・一転エンコーダ４２・・・パルスモータ　４　ｇ−・
・マイコン　６１・・・テイジタルスイッチ　５６１１
１５１Ｓｂｊ　５ＩＣ・・・ローパスフィルタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検平面と、参照平面とに関連する干渉縞を得、該
   干渉縞に基いて被検平面の平面度を測足する装置におい
   て、 干渉縞を生成させるべき光学系と、 多数の光電変換素子を並設してなり、干渉縞を捉えるべ
   く配した１次元のイメージセンサと、 イメージセンナ出力に基き平＃ＪｆＩを演算するデータ
   処理部とを儂え、 該データ処理部は、前記イメージセ／すの各光電変換素
   子が冥質的に均等な受光状態にある場合における各光１
   １Ｌ変換素子出力に基き、各党ｔｆ換素子のｆ換特性の
   差を補償するデータを演算、記憶丁ゐ機能と、 平面度演算に際して前記データに基きイメージセンサ出
   力を補正する機能とを備えていることを％徴とする平Ｉ
   ｆ１度測定装置。