JPS59225305A - 干渉測定機におけるアライメント装置 - Google Patents

干渉測定機におけるアライメント装置

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JPS59225305A
JPS59225305A JP10064483A JP10064483A JPS59225305A JP S59225305 A JPS59225305 A JP S59225305A JP 10064483 A JP10064483 A JP 10064483A JP 10064483 A JP10064483 A JP 10064483A JP S59225305 A JPS59225305 A JP S59225305A
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JP
Japan
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spot
measuring
position sensor
measurement
shutter
Prior art date
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Pending
Application number
JP10064483A
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English (en)
Inventor
Junichi Kitabayashi
淳一 北林
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59225305A publication Critical patent/JPS59225305A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02055Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02062Active error reduction, i.e. varying with time
    • G01B9/02063Active error reduction, i.e. varying with time by particular alignment of focus position, e.g. dynamic focussing in optical coherence tomography

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

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】 (技術分野) この発明は、干渉測定機におけるアライメント装置に関
する。
(従来技術) レーザー光を用い、参照光路と測定光路とが互いに分離
した干渉測定機が知られている。
このような干渉測定機において、計測可能な干、  渉
縞を発生させるためには、測定部へ向う参照光と測定光
の進行方向をできる限り一致させる必要がある。このよ
うに、参照光と測定光の進行方向を一致させる操作をア
ライメントと称する。
従来、干渉測定機におけるアライメン)・は、手動で行
っていたが、操作が極めて微妙なものであるので、干渉
測定のうちで最も時間を要する操作となっており、干渉
測定の高能率化に対する大きな障害となっていた。
(目  的) そこで、本発明は、このような面倒なアライメン+−調
整を、自動的に、迅速かつ正確に行ないうる、干渉測定
機におけるアライメント装置の提供を目的とする。
(構 成) 以下、本発明を説明する。
本発明によるアライメント装置は、第1および第2の7
ヤンター、これら第1.第2のシャッターを開閉!fi
制御する手段、位置センサー用光学系、位置センサー、
第1および第2の回動機構、位置センサーを制御する手
段、および、第1.第2の回動機構を一制御する手段を
有する。
第1の7ヤノターは参照光路内に配備され、第2のシャ
ッターは、測定光路内に配備される。
位置センサー用光学系は、測定部へ向う参照光および測
定光を、一部分離して、所定の平面上へスポット状に集
束させる。
位置センサーは、上記スポットの位置を2次元的に検出
する。
第1の回動機構は、特定のX軸のまわりに、測定試料を
回動させる。第2の回動機構は、測定試料をX軸と直交
するY軸の甘わりに回動させる。
さて、本発明のアライメント装置は、その構成要素にコ
ンピューターを含む。このコンピューターは、上記第1
および第2のシャッターを開閉制御する手段、位置セン
サーを制御する手段、および、第1および第2の回動機
構を制御する手段を構成する。
以下、図面を参照しながら、具体的な実施例に即して説
明する。
第1図に1、本発明を適用した干渉測定機の1例を示し
ている。図中、符号1はレーザー光源、符号2はコリメ
ーターレンズ、符号3は基準面、符号4は測定試料、符
号5および7はビームスプリッタ−1符号6は回動装置
、符号8はレンズ、符号9は位置センサー、符号1oは
レンズ、符号J1はビデオカメラ、符号12はコンピー
−ター、符号]、3uF1のシャッター、符号14は第
2のシャッターを、それぞれ示している。
1ず、この干渉測定機による干渉測定について簡単に説
明する。すでにアライメントが終了したものとして考え
る。/キノター13.l/Iは、開いた状態にある。
レーザー光源1を発振させると、放射されたレーザービ
ームは、コリメーターレンズ2によって径の大きい平行
光束とされ、ビームスグリツタ−により2分割され、一
方は、基準面3へ向い、他力は測定試許14へ向う。ビ
ームスプリンター5と基準面3との間の光路を参照光路
と呼ぶ。第1の一7ヤソター13は、この参照光路内に
配備されている。一方、ビームスプリッタ−5と測定試
料4との間の光路を測定光路と呼ひ、第2の7ヤノクー
14は、測定光路内に配備されている。
基準面3により反射されたレーザービームは、参照光路
を逆進し、ビームスプリッタ−5を透過した成分が、参
照光となって、測定部へ向う。他方、測定試料4により
反射されたレーザービームは、測定光路を逆進し、ビー
ムスプリッタ−5に反射された成分が、測定光となって
、測定部へ向う。参照光および測定光は、レンズ]0を
透過して、ビデオカメラ11の受光部へ投射される。こ
の受光部が測定部である。
参照光および測定光は、測定部に干渉縞を生じ、この干
渉縞がビデオカメラ月により計測され、その計測結果を
解析するととにより、測定試料4に関する情報を得るこ
とができる。
以上が、干渉測定のあらましである。
さて、測定部へ向う参照光と測定光とは、その一部が、
ビー久スプリッター7によって分離されレンズ8によっ
て集束光束にかえられる。この集束光束は、レンズ8の
像側焦点面上にスポット状に集束する。安易に理解され
るように、もしアライメントがなされていないならば、
参照光成分によるスポットと、測定光成分によるスポッ
トとけ、上記焦点面上で互いに分離する。
以後の説明のために、レンズ8の像側焦点面上に、直交
座標を設定するととにする。第1図において、上記焦点
面の位置において、図面上下方向をζ方向、図面に直交
する方向をζ方向とする。
これ寸での説明から、ビームスプリッタ−7およびレン
ズ8が、位置センサー用光学系を構成していることは、
容易に理解されるだろう。
位置センサー9は、その受光面を、前述の、焦点面、換
言すれば、ξ−ζ面に合致させて配備され、作動すると
きは、この受光面上のスポットの位置を、2次元的に、
換言すれば、ξ−ζ座標として検知する。この種の位置
センサーの具体例としては、浜松デレビ株式会社製のポ
ジションセンザヘンド等を、あげることができる。
さて、測定試料4は、回動装置6により回動さぜられる
。この回動装置6は、試別保持具と、第1および第2の
回動機構とを有している。
試料保持具は、第2図に示すような構成となっている。
すなわち、測定試料4は、保持体61に固定的に保持さ
れるが、保持体61自体は、軸62によって、フレーム
64に支承されており、フレーム64に対して、Y軸の
捷わりに回動可能となっている。
フレーム64は、軸65ニヨっテ、固定フV−ムロ8に
支承されており、固定フレーム68に対し、Y軸のまわ
りに回動可能となっている。
固定フレーム68は、干渉測定装置の定位置に固定的に
設けられる。
さて、フレーム64には、第3図に示すごとき、第1の
回動機構が固設されている。第3図において、符号70
はパルスモータ−を示す。このパルスモータ−70は支
持体75に固装され、この支持体75によって、フレー
ム64に固定されている(この固定の状態は、第2図、
第3図に示されていない。)。
パルスモータ−70の軸の回転は、カノフリング71を
介してマイクロヘッド72に伝へられ、ヘンドア3の直
線運動(第3図で左右方向)に変換される。ヘッド73
は、保持体4に固設された当接片63に当接し、支持体
75と当接片63との間に掛は渡きれた緊縮性のばね7
4により、上記当接が喉証されている。従って、パルス
モータ−70にパルスを印加することにより、パルス数
に応じて測定試料4をY軸のまわりに回動できる。
同様の構成の第2の回動機構が、固定フレーム68に固
装され、フレーム64を、Y軸のまわりに回動させうる
ようになっているが、この第2の回動機構も、第2図に
示されていない。なお、第2図の符号67(l″i、第
2の回動機構のヘッドと当接すべき当接片を示ず。
さて、コンピューター]2は、位置センサー9のオン・
オフ、測定試料を回動させるための回動装置の作動、/
キノター13.1/Iの開閉等を制御する。
コンピー−ター12には、アライメントの手順や、回動
装置6の制御方式等がプログラム化されて、記憶されて
いる。
例えば、第1図において、レーザー光源Jを発振させた
状態で、シャッター13を閉じれば、位置センサー9の
受光面上に力えられるスポットは、6111定光成分に
よるものである。そこで、この状態において、測定試料
をY軸の捷わりに回動させるべく、第1の回動機構のパ
ルスモータ−70にパルスを印加すれば、スポットの位
置は、ζ方向で変位する。同様のことを、第2の回動機
構について行なえば、スポットはζ方向で変位する。こ
のとき、スポットの変位量は、各回動機構のパルスモー
タ−に印加されるパルス数に応じて定まる。そこでこの
パルス数と変位量との関係が、プログラミングされて、
コンピューターJ2に記憶されているのである。
さて、第1図および第4図を参照して、本発明によるア
ライメント装置の作動を説明する。。
11i11定装置に測定試料4を七ントシて、測定装置
を作動状態とすると、シャッター1.3. ]/Iが開
かれ、レーザー光源1が発振する。
つついて、アライメント装置を作動させると、コンピュ
ーター」2は、記憶しているアライメント調整の手順に
従って、まず、第2のシャッターI4を閉ざす。
すると、位置センサー9の受光面」二には、参照光成分
のスポットが得られる。つづいて、コンピー−一ター1
2は、位置センサー9をオンの状態とし、その検知結果
をとりこみ、上記参照光成分のスボノドの、ξ、ζ座標
をξ0.ζ0として記憶する。
つついて、位置センサー9がオフとされ、コンビ・−ク
ー12により、第1の7ヤクター13が閉しられ、かわ
って第2の7ヤノター14が開がれる。
これによって、測定光成分によるスポットが、位置セン
サー9の受光面上に得られる。
山ひ、位置センサー9がオンの状態にされ、その検知結
果がとりこまれる。すなわち、スポットの/$gが、ξ
1.ζ1としてとりこまれる。
コンビ!・−クー12は、このようにして得られたテー
クξ0.ξ1.ζ0.ζ1がら、A−ξ■−ξo1B 
=ζ1−ζ0 を揶−出する。
この演η−結果A、Bは、微小量/+、と比較される。
測定試料の回動はパルスモータ−により行なわれるから
、スポット位置の補正は、ξ、ζ方向とも、1パルス分
の変位量uの1/2であるhよりalカい補止はできな
い。そこで、A−、f3とhとの比較により、A、Bと
もにhより小なるときは、アライメントが6冬了したと
するのである。
A、Hの少くとも一方がんより太きいときは、A、Bの
大きさに応じたパルス数のパルスを、第1、第2の回動
機構のパルスモータ−に印加する。
その後、」−記プロセスを必要なだけ自動的に繰返して
、アライメンI・を行なう。A</L、B(Aの条件が
満されたときは、第1の7ヤソターを開き干渉測定かた
たちで可能な状態とする。
(効 果) 以」−のように、本発明によれば、新規なアライメント
装置を提供できる。この装置によれば、アライメント調
整を、自動的に、迅速且つ正確に行うことができ、干渉
測定の能率を顕著に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を適用しXc干渉測定装置の1例を、
要部のみ説明図的に示す図、第2図および第3図は、回
動装置を説明するだめの図、第4図は、本発明のアライ
メント装置によるアライメントを説明するためのフロー
図−Cある。 1 ・レーザー光源、  2・コリメーターレンズ、3
 ・基準面、  4 測定試料、  5,7  ビーム
スグリツタ−18,10・レンズ、  (7,8)・位
置センサー用光学系、  9 位置センサー、11  
・ビテオカノラ、12  コンピューター、13−第1
の7ヤノター、  14  ・第2のシャッター、6 
回動装置。 −2・ 缶4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 レーザー光を用い、参照光路と測定光路とが互いに分前
    した干渉測定機において、 参照光路内に配備された第1のシャッターと、測定光路
    内に配備された第2の7ヤノターと、これら第1および
    第2の/ヤソターの開閉を制御する手段と、 測定部へ向う、参照光および測定光を、一部分前して、
    所定の平面上へスポット状に集束させる位置センサー用
    光学系と、 この位置センサー用光学系による、上記スポットの位置
    を検出する位置センサーと、 測定試料を、特定のX軸のまわりに回動させる第1の回
    動機構と、 上記測定試別を、」1記X軸に直交するY軸のまわりに
    回動させる、第2の回動機構と、上記位置センサーを制
    御する手段と、 上記位置センサーの出力に応じて、上記第1および第2
    の回動機構を制御する手段と、を有するアライメント装
    置。
JP10064483A 1983-06-06 1983-06-06 干渉測定機におけるアライメント装置 Pending JPS59225305A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10064483A JPS59225305A (ja) 1983-06-06 1983-06-06 干渉測定機におけるアライメント装置

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JP10064483A JPS59225305A (ja) 1983-06-06 1983-06-06 干渉測定機におけるアライメント装置

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JPS59225305A true JPS59225305A (ja) 1984-12-18

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JP (1) JPS59225305A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62129711A (ja) * 1985-11-29 1987-06-12 Toshiba Corp 物体の形状誤差を測定する方法およびその装置
JPH0259412U (ja) * 1988-10-25 1990-05-01
JP2016507752A (ja) * 2013-02-12 2016-03-10 ザイゴ コーポレーションZygo Corporation 表面色を備えた表面トポグラフィ干渉計

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