JPS6123902A - 座標軸設定用干渉計 - Google Patents
座標軸設定用干渉計Info
- Publication number
- JPS6123902A JPS6123902A JP14569784A JP14569784A JPS6123902A JP S6123902 A JPS6123902 A JP S6123902A JP 14569784 A JP14569784 A JP 14569784A JP 14569784 A JP14569784 A JP 14569784A JP S6123902 A JPS6123902 A JP S6123902A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- diffraction grating
- plane diffraction
- reflected
- diffracted light
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/30—Grating as beam-splitter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａｌ産業上の利用分野
この発明は、多次元の位置測定装置における高精度測定
を目的として座標軸の変動分を補正するために用いられ
る座標軸設定用干渉計に関するものである。
を目的として座標軸の変動分を補正するために用いられ
る座標軸設定用干渉計に関するものである。
（ｂｌ従来の技術
周波数安定化レーザを光源として干渉を利用しての位置
測定装置は高精度であり、既に実用段階に入っているが
、二次元以上のこの種位置測定装置においてはいくつか
の問題が残っている。すなわち二次元以上の位置測定装
置では、Ｘ軸、Ｙ軸等の座標軸として精密仕上げ加工さ
れた基準面を用５）でおり、その面が正確であるという
仮定の基に計測を行うという機械的精度に頼っているの
が現状である。
測定装置は高精度であり、既に実用段階に入っているが
、二次元以上のこの種位置測定装置においてはいくつか
の問題が残っている。すなわち二次元以上の位置測定装
置では、Ｘ軸、Ｙ軸等の座標軸として精密仕上げ加工さ
れた基準面を用５）でおり、その面が正確であるという
仮定の基に計測を行うという機械的精度に頼っているの
が現状である。
ｔｃ＋発明の解決しようとする問題点
このように機械的精度に頼る方法では、レーザ干渉計の
測長精度であるサブミクロンの領域では全く使用に耐え
られないものであるため、基準面の機械的誤差の補正す
なわち座標軸の変動分を補正する必要があった。
測長精度であるサブミクロンの領域では全く使用に耐え
られないものであるため、基準面の機械的誤差の補正す
なわち座標軸の変動分を補正する必要があった。
ｆｄ１問題点を解決するための手段
この発明は、位置測定すなわち距離の測定をレーザ干渉
計を用いて行う際に、測定方向に直交する万両の基準面
の機械的誤差に基づく変動成分を常時観測し、この機械
的誤差の補正をできるように構成したものである。した
がってこの発明の座標軸設定用干渉計は、距離測定用干
渉計と併せて用いられるものである。
計を用いて行う際に、測定方向に直交する万両の基準面
の機械的誤差に基づく変動成分を常時観測し、この機械
的誤差の補正をできるように構成したものである。した
がってこの発明の座標軸設定用干渉計は、距離測定用干
渉計と併せて用いられるものである。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明の基本構成図である。
第１図において、１はレーザ光源、２は半透鏡、３は平
面回折格子、４は平面鏡、５は検知器、１０は移動台で
ある。平面回折格子３と平面鏡４は移動台１０上に固定
されて相対的な位置は変化しないようになっている。移
動台１０はＸ軸方向にレール等（図示せず）の上を移動
できるようになっている。レーザ光源１から投射された
レーザ光は半透鏡２を透過して平面回折格子３に入射さ
れる。この時レーザ光は平面回折格子３に向かってＸ軸
と平行に投射されるように光路が設定されている。
面回折格子、４は平面鏡、５は検知器、１０は移動台で
ある。平面回折格子３と平面鏡４は移動台１０上に固定
されて相対的な位置は変化しないようになっている。移
動台１０はＸ軸方向にレール等（図示せず）の上を移動
できるようになっている。レーザ光源１から投射された
レーザ光は半透鏡２を透過して平面回折格子３に入射さ
れる。この時レーザ光は平面回折格子３に向かってＸ軸
と平行に投射されるように光路が設定されている。
平面回折格子３はレーザ光の入射角がαになるように設
定されており、この入射角αは、レーザ光の平面回折格
子３による回折光の内、−次回折光が入射光と同し光路
を逆行するように平面回折格子３の回折定数とともに選
択設定されている。平面鏡４はレーザ光の平面回折格子
３による回折光の内、零次回折光が入射されその反射光
が再び同じ光路で平面回折格子３入射されるように配置
されている。検知器５は平面回折格子３からの干渉光が
半透鏡２で反射されて受光できるように配置されている
。このようにして座標軸設定用干渉計が構成されている
。
定されており、この入射角αは、レーザ光の平面回折格
子３による回折光の内、−次回折光が入射光と同し光路
を逆行するように平面回折格子３の回折定数とともに選
択設定されている。平面鏡４はレーザ光の平面回折格子
３による回折光の内、零次回折光が入射されその反射光
が再び同じ光路で平面回折格子３入射されるように配置
されている。検知器５は平面回折格子３からの干渉光が
半透鏡２で反射されて受光できるように配置されている
。このようにして座標軸設定用干渉計が構成されている
。
ｔｅ１作用
上述のような構成で、まず座標軸の原点においこ、レー
ザ光源１から投射されたレーザ光が半透鏡２を透過して
平面回折格子３に入射されると、その回折光の零次回折
光は平面鏡４に向かって反射され、また−次回折光は入
射光と同じ光路の方向に反射される。そして零次回折光
は平面鏡４にて再び同じ光路の方向に反射され平面回折
格子３に入射されるが、ここで零次回折光はレーザ光源
１に向かって反射されるため一次回折光と重なり干渉を
生しる。この干渉光がさらに入射光と同じ光路で逆行し
、半透鏡２にて反射されて入射光と分離され検知器５に
入射される。検知器５では受光された干渉光による干渉
縞の検知を行う。次に位置測定のため移動台１０がＸ軸
方向（測長方向）にレール上を所定の位置まで移動され
ると、基準面となるレールの誤差によりＹ軸方向にΔＹ
だげ変動を生じる。この時零次回折光と一次回折光との
間には、 ΔＹ Ｘ ２ ｔａｎα （α： 入射角）だけの光路
差が生じ、そのため検知器５における干渉縞に移動が生
しることになり、この干渉縞の移動量を測定することに
より、基準面の誤差ΔＹを知ることができる。
ザ光源１から投射されたレーザ光が半透鏡２を透過して
平面回折格子３に入射されると、その回折光の零次回折
光は平面鏡４に向かって反射され、また−次回折光は入
射光と同じ光路の方向に反射される。そして零次回折光
は平面鏡４にて再び同じ光路の方向に反射され平面回折
格子３に入射されるが、ここで零次回折光はレーザ光源
１に向かって反射されるため一次回折光と重なり干渉を
生しる。この干渉光がさらに入射光と同じ光路で逆行し
、半透鏡２にて反射されて入射光と分離され検知器５に
入射される。検知器５では受光された干渉光による干渉
縞の検知を行う。次に位置測定のため移動台１０がＸ軸
方向（測長方向）にレール上を所定の位置まで移動され
ると、基準面となるレールの誤差によりＹ軸方向にΔＹ
だげ変動を生じる。この時零次回折光と一次回折光との
間には、 ΔＹ Ｘ ２ ｔａｎα （α： 入射角）だけの光路
差が生じ、そのため検知器５における干渉縞に移動が生
しることになり、この干渉縞の移動量を測定することに
より、基準面の誤差ΔＹを知ることができる。
なお干渉光の測定には、干渉縞の測定に限ることなく、
光ビート等の測定によってもその変動から上記ΔＹを知
ることも可能である。また移動台１０のＸ軸方向への移
動に関しては検知器５で検知される干渉縞には影響なく
変化は現れない。
光ビート等の測定によってもその変動から上記ΔＹを知
ることも可能である。また移動台１０のＸ軸方向への移
動に関しては検知器５で検知される干渉縞には影響なく
変化は現れない。
（ｆ）実施例
第２図は、この発明の一実施例を示す構成図である。
第２図において、１１はレーザ光源、１２は平面回折格
子、１３および１４はコーナー鏡、１５は検知器、そし
て２０は移動台である。このような構成で、レーザ光源
１１からのレーザ光は平面回折格子１２に入射される。
子、１３および１４はコーナー鏡、１５は検知器、そし
て２０は移動台である。このような構成で、レーザ光源
１１からのレーザ光は平面回折格子１２に入射される。
この時−次回折光の反射方向か平面回折格子１２の法線
方向に一致（回折角は０’）するよう平面回折格子１２
の回折定数と入射角αが選択設定されている。そして−
次回折光はコーナー鏡１４にて反射され平面回折格子１
２に戻り、同様にコーナー鏡１３にて反射された零次回
折光の反射光と平面回折格子１２にて再び重ね合わされ
、この干渉光が検知器１５にて受光され干渉縞が検知さ
れる。
方向に一致（回折角は０’）するよう平面回折格子１２
の回折定数と入射角αが選択設定されている。そして−
次回折光はコーナー鏡１４にて反射され平面回折格子１
２に戻り、同様にコーナー鏡１３にて反射された零次回
折光の反射光と平面回折格子１２にて再び重ね合わされ
、この干渉光が検知器１５にて受光され干渉縞が検知さ
れる。
なお、この場合も光ビート等を検知するように構成する
ことが可能である。またＸ軸方向く測長方向）に移動台
２０が移動しても干渉縞には変化は生じない。
ことが可能である。またＸ軸方向く測長方向）に移動台
２０が移動しても干渉縞には変化は生じない。
そして移動台２０が座標軸の原点よりＸ軸方向へ移動し
た際にＹ軸方向にΔＹだけ移動すると、光路差の変化量
は ΔＹ Ｘ ｔａｎα （α： 入射角）であり、検知器
１５により干渉縞の移動の検知から移動量ΔＹを求める
ことが可能となる。
た際にＹ軸方向にΔＹだけ移動すると、光路差の変化量
は ΔＹ Ｘ ｔａｎα （α： 入射角）であり、検知器
１５により干渉縞の移動の検知から移動量ΔＹを求める
ことが可能となる。
なおこの実施例では一次回折光の回折角を０゜としたが
−例であり、回折角の値は干渉光が得られるような構成
で任意に設定できる。またこの実施例ではＸ軸方向への
移動について説明したが、Ｙ！Ｉ１１方向への移動であ
っても同様にして測定可能なことは勿論である。さらに
この実施例では、第１図に示した干渉針のような半透鏡
を介しての干渉光のレーザ光源への戻り光を除去できる
ため、レーザの発振に対する影響を防くことが可能とな
る。
−例であり、回折角の値は干渉光が得られるような構成
で任意に設定できる。またこの実施例ではＸ軸方向への
移動について説明したが、Ｙ！Ｉ１１方向への移動であ
っても同様にして測定可能なことは勿論である。さらに
この実施例では、第１図に示した干渉針のような半透鏡
を介しての干渉光のレーザ光源への戻り光を除去できる
ため、レーザの発振に対する影響を防くことが可能とな
る。
ｆｇ１発明の効果
この発明は、上述のように構成することによって、常に
測長方向に直交した方向の微小な変動分を計測できるの
で、この測定値から座標軸の基準となる直線を求めるこ
とができ、したがって測長用干渉計とともに用いること
によって、機械的精度には全く依存しない多次元の位置
測定装置を実現できるものである。
測長方向に直交した方向の微小な変動分を計測できるの
で、この測定値から座標軸の基準となる直線を求めるこ
とができ、したがって測長用干渉計とともに用いること
によって、機械的精度には全く依存しない多次元の位置
測定装置を実現できるものである。
第１図はこの発明を説明するための基本構成図、第２図
はこの発明の一実施例の構成図である。 １．１１・・・レーザ光源、 ２・・・半透鏡、３．１
２・・・平面回折格子、４・・・平面鏡、１３、１４
・・・コーナー鏡、５，１５・・・検知器、１．０．２
０ ・・・移動台。
はこの発明の一実施例の構成図である。 １．１１・・・レーザ光源、 ２・・・半透鏡、３．１
２・・・平面回折格子、４・・・平面鏡、１３、１４
・・・コーナー鏡、５，１５・・・検知器、１．０．２
０ ・・・移動台。
Claims (1)
- （１）レーザ光源と、検知器をそれぞれ固定配置すると
ともに、前記レーザ光源から投射されるレーザ光の光路
方向に移動可能な移動台上に前記レーザ光源からのレー
ザ光を分光して回折光を形成する平面回折格子を設置し
、前記移動台上にて前記平面回折格子とともに移動可能
なように相対的に固定配置され前記回折光の零次回折光
を反射する反射鏡を設置し、さらにこの反射鏡で反射さ
れた前記零次回折光を零次以外の次数の異なる前記回折
光と前記平面回折格子にて重ね合わせて干渉光を形成し
、この干渉光を前記検知器にて検知するようにして、前
記レーザ光の光路方向に直交する方向の変動分を測定可
能に構成してなることを特徴とする座標軸設定用干渉計
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14569784A JPS6123902A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 座標軸設定用干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14569784A JPS6123902A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 座標軸設定用干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123902A true JPS6123902A (ja) | 1986-02-01 |
| JPH0376843B2 JPH0376843B2 (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=15391012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14569784A Granted JPS6123902A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 座標軸設定用干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123902A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206706A (en) * | 1991-07-01 | 1993-04-27 | Bell Communications Research, Inc. | Alignment of an ellipsometer or other optical instrument using a diffraction grating |
| US6885459B2 (en) | 1996-01-24 | 2005-04-26 | Nanopro Luftlager-Produktions-Und Messtechnik Gmbh | Apparatus and method for measuring two opposite surfaces of a body |
| US7057741B1 (en) | 1999-06-18 | 2006-06-06 | Kla-Tencor Corporation | Reduced coherence symmetric grazing incidence differential interferometer |
-
1984
- 1984-07-12 JP JP14569784A patent/JPS6123902A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206706A (en) * | 1991-07-01 | 1993-04-27 | Bell Communications Research, Inc. | Alignment of an ellipsometer or other optical instrument using a diffraction grating |
| US6885459B2 (en) | 1996-01-24 | 2005-04-26 | Nanopro Luftlager-Produktions-Und Messtechnik Gmbh | Apparatus and method for measuring two opposite surfaces of a body |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376843B2 (ja) | 1991-12-06 |
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