JPH0334002B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0334002B2 JPH0334002B2 JP56069189A JP6918981A JPH0334002B2 JP H0334002 B2 JPH0334002 B2 JP H0334002B2 JP 56069189 A JP56069189 A JP 56069189A JP 6918981 A JP6918981 A JP 6918981A JP H0334002 B2 JPH0334002 B2 JP H0334002B2
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- Japan
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- test
- tested
- measurement device
- reflected
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- Expired
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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
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02022—Interferometers characterised by the beam path configuration contacting one object by grazing incidence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、面精度の測定に際し、特に大きな面
積の被検面を測定するのに好適な干渉測定装置に
関するものである。
積の被検面を測定するのに好適な干渉測定装置に
関するものである。
一般に干渉測定装置では、基準となる参照面と
して試料の面積よりも大きな面積を有する反射鏡
を必要としている。即ち、試料の面積が大きくな
つた場合にその面積よりも大きく、かつ精度の良
い高価な参照面が不可欠となる。
して試料の面積よりも大きな面積を有する反射鏡
を必要としている。即ち、試料の面積が大きくな
つた場合にその面積よりも大きく、かつ精度の良
い高価な参照面が不可欠となる。
本発明の目的は、試料よりも小さな面積の参照
面を用いて試料の面精度を測定する干渉測定装置
を提供するものであり、その要旨は、被検面と基
準参照面を照明し、前記被検面からの光と前記基
準参照面からの光を干渉させることにより前記被
検面を観察するための干渉測定装置に於いて、前
記被検面に対し反射参照面を斜めに対向して配置
し、前記被検面に斜めに入射した平行光束から成
る検査光が前記被検面で反射して前記反射参照面
に於いて入反射し、再び前記被検面の同一個所を
経由して元の光路を戻るように構成し、該光路を
経由した検査光を前記基準参照面からの光と干渉
させるようにしたことを特徴とするものである。
面を用いて試料の面精度を測定する干渉測定装置
を提供するものであり、その要旨は、被検面と基
準参照面を照明し、前記被検面からの光と前記基
準参照面からの光を干渉させることにより前記被
検面を観察するための干渉測定装置に於いて、前
記被検面に対し反射参照面を斜めに対向して配置
し、前記被検面に斜めに入射した平行光束から成
る検査光が前記被検面で反射して前記反射参照面
に於いて入反射し、再び前記被検面の同一個所を
経由して元の光路を戻るように構成し、該光路を
経由した検査光を前記基準参照面からの光と干渉
させるようにしたことを特徴とするものである。
以下に図示の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。
説明する。
第１図に於いて、１はレーザー光発光装置であ
り、レーザー光が発光されている。このレーザー
光の光軸に沿つて、レーザー光の強度を減少させ
る光量調整用フイルタ２、レーザー光を点光源と
するためのピンホール板を含む集光レンズ系３、
レーザー光を往路では透過して使い復路では反射
させて用いる半透鏡４、レーザー光をＳ方向に偏
光するための偏光板５、点光源の光を平行光束と
するコリメータレンズ系６、光を反射することに
より参照波面を発生させ、かつ残りの光を透過さ
せることが可能な半透参照平面７が順次配置され
ている。半透参照平面７の更に先には、例えばガ
ラス面から成る被検面８が斜め方向に向けて配置
され、半透参照平面７から射出される平行光束が
例えば60度以上の入射角で入射するようになつて
いる。又、この入射光の被検面８に於ける反射方
向には、反射光と垂直に反射参照平面９が配置さ
れており、半透参照平面７から被検面８に入射し
た光束が、被検面８、反射参照平面９、再び被検
面８を介して半透参照平面７に戻るような幾何学
的位置関係を有している。一方、コリメータレン
ズ系６方向から戻る光を反射させる半透鏡４の反
射方向には、スクリーン或いは撮像管等から成る
観察面１０が配置され、シリンドリカルレンズ１
１により画像の大きさを変換するように構成され
ている。尚、このシリンドリカルレンズ１１は必
要に応じて調整用のアライメントレンズ１２と入
れ換え得るようになつている。
り、レーザー光が発光されている。このレーザー
光の光軸に沿つて、レーザー光の強度を減少させ
る光量調整用フイルタ２、レーザー光を点光源と
するためのピンホール板を含む集光レンズ系３、
レーザー光を往路では透過して使い復路では反射
させて用いる半透鏡４、レーザー光をＳ方向に偏
光するための偏光板５、点光源の光を平行光束と
するコリメータレンズ系６、光を反射することに
より参照波面を発生させ、かつ残りの光を透過さ
せることが可能な半透参照平面７が順次配置され
ている。半透参照平面７の更に先には、例えばガ
ラス面から成る被検面８が斜め方向に向けて配置
され、半透参照平面７から射出される平行光束が
例えば60度以上の入射角で入射するようになつて
いる。又、この入射光の被検面８に於ける反射方
向には、反射光と垂直に反射参照平面９が配置さ
れており、半透参照平面７から被検面８に入射し
た光束が、被検面８、反射参照平面９、再び被検
面８を介して半透参照平面７に戻るような幾何学
的位置関係を有している。一方、コリメータレン
ズ系６方向から戻る光を反射させる半透鏡４の反
射方向には、スクリーン或いは撮像管等から成る
観察面１０が配置され、シリンドリカルレンズ１
１により画像の大きさを変換するように構成され
ている。尚、このシリンドリカルレンズ１１は必
要に応じて調整用のアライメントレンズ１２と入
れ換え得るようになつている。
発光装置１から射出されたレーザー光は、光量
調整フイルタ２で最適な光量に調整された後、集
光レンズ系３でノイズを除去した点光源とされ
る。この光は球面状の光波となり半透鏡４を透過
し、偏光板５でＳ方向に偏光される。そしてコリ
メータレンズ系６で平面化された光波は、その一
部の光量が半透参照平面７で反射され、参照波面
となつて往路を逆行し、半透鏡４で反射され点像
PAを形成する。一方、半透参照平面７を透過し
た光は、被検面８に対し斜めに入射してここで反
射され、反射参照平面９に向い反射され、再び被
検面８の同一個所に斜めに入反射して被検波面を
形成する。この被検波面は往路を逆行し半透参照
平面７及びコリメータレンズ系６を通過して、半
透鏡４で反射され点像PBを形成する。そこでシ
リンドリカルレンズ１１の代りにアライメントレ
ンズ１２を挿入し、反射参照平面９を回転調整す
ることにより点像PAとPBの共役像を同時に観察
面１０上に結像させれば、参照波面と被検波面と
の間の傾きがなくなり、被検波面の形状の参照波
面に対する等高線を表わす干渉縞を観察面１０上
に得ることが可能となる。
調整フイルタ２で最適な光量に調整された後、集
光レンズ系３でノイズを除去した点光源とされ
る。この光は球面状の光波となり半透鏡４を透過
し、偏光板５でＳ方向に偏光される。そしてコリ
メータレンズ系６で平面化された光波は、その一
部の光量が半透参照平面７で反射され、参照波面
となつて往路を逆行し、半透鏡４で反射され点像
PAを形成する。一方、半透参照平面７を透過し
た光は、被検面８に対し斜めに入射してここで反
射され、反射参照平面９に向い反射され、再び被
検面８の同一個所に斜めに入反射して被検波面を
形成する。この被検波面は往路を逆行し半透参照
平面７及びコリメータレンズ系６を通過して、半
透鏡４で反射され点像PBを形成する。そこでシ
リンドリカルレンズ１１の代りにアライメントレ
ンズ１２を挿入し、反射参照平面９を回転調整す
ることにより点像PAとPBの共役像を同時に観察
面１０上に結像させれば、参照波面と被検波面と
の間の傾きがなくなり、被検波面の形状の参照波
面に対する等高線を表わす干渉縞を観察面１０上
に得ることが可能となる。
被検面８には光は斜め方向から入射するため
に、被検面８を光の進行方向から見た形状は、一
方向に縮少された形状となる。従つて被検面８の
外形々状を正しい大きさの比で観察するために、
次に結像光学系としてシリンドリカルレンズ１１
を挿入し、縮少した方向をその直交方向に較べて
拡大して結像させるか、或いは縮少された方向の
直交方向を同様に縮少させて結像させればよい。
このようにシリンドリカルレンズ１１を使用すれ
ば、スクリーン或いは撮像管等による観察面１０
では被検面８の形状が観察できることになる。然
しながらこの拡大・縮少はレンズによる光学的手
段によることなく、撮像管により光電的な画像を
得て、これを電気的手段により拡大又は縮少して
も勿論支障はない。
に、被検面８を光の進行方向から見た形状は、一
方向に縮少された形状となる。従つて被検面８の
外形々状を正しい大きさの比で観察するために、
次に結像光学系としてシリンドリカルレンズ１１
を挿入し、縮少した方向をその直交方向に較べて
拡大して結像させるか、或いは縮少された方向の
直交方向を同様に縮少させて結像させればよい。
このようにシリンドリカルレンズ１１を使用すれ
ば、スクリーン或いは撮像管等による観察面１０
では被検面８の形状が観察できることになる。然
しながらこの拡大・縮少はレンズによる光学的手
段によることなく、撮像管により光電的な画像を
得て、これを電気的手段により拡大又は縮少して
も勿論支障はない。
本発明に於いては、被検面８に光を斜めに入射
させるようにしたために、第１図からも明らかな
ように、被検面８は透過参照平面７及び反射参照
平面８よりも大きな面積を有するにも拘らず、被
検面８の全面を測定し得ることになる。又、被検
面８の凹凸量をｄとし、被検面８への入射角をθ
とすれば被検面の凹凸量は２×ｄ×cosθとして観
察することができる。従つて被検面８への光の入
射角を変化させれば、測定感度を変化させること
ができることになる。
させるようにしたために、第１図からも明らかな
ように、被検面８は透過参照平面７及び反射参照
平面８よりも大きな面積を有するにも拘らず、被
検面８の全面を測定し得ることになる。又、被検
面８の凹凸量をｄとし、被検面８への入射角をθ
とすれば被検面の凹凸量は２×ｄ×cosθとして観
察することができる。従つて被検面８への光の入
射角を変化させれば、測定感度を変化させること
ができることになる。
更には被検面８への斜め入射の利点として、被
検面８の表面反射率を垂直入射する場合よりも高
くすることができる点が挙げられる。これは第１
図に示す実施例のように被検面８として平行平板
状のガラスの表面を測定する場合に大きな効果が
ある。即ち、ガラスを試料として光をガラス面に
垂直に入射した場合には、ガラス表面と裏面との
両方から反射が生じ、干渉も同時になされ両方の
反射強度が殆ど等しいためほぼ同じ強度の干渉縞
が生じ、表面形状と裏面形状との区別がつかなく
なる虞れがある。第２図はクラウンガラスの反射
率を示したグラフであり、Ｓは試料面に対するＳ
偏光を表わし、ＰはＰ偏光を示している。例えば
ガラスの表面反射率は垂直入射の場合には４％程
度であり、表面及び裏面の反射光の強度は、入射
光の強度に対してそれぞれ４％及び 3.7％｛＝（100−４）×0.04×（１−0.04）｝ となり、殆ど同程度である。然しながら平行ガラ
ス面に対しＳ偏光を例えば入射角85度で入射させ
ると、表面の反射率が70％となる。裏面による反
射光の強度は6.3％｛＝（100−70）×0.7×（１−
0.7）｝となり、10倍以上も表面反射による光の強
度の方が大きい。従つてガラス面への垂直入射の
時に問題となる裏面の反射による影響は、Ｓ偏光
を斜め入射することにより解決できることにな
る。
検面８の表面反射率を垂直入射する場合よりも高
くすることができる点が挙げられる。これは第１
図に示す実施例のように被検面８として平行平板
状のガラスの表面を測定する場合に大きな効果が
ある。即ち、ガラスを試料として光をガラス面に
垂直に入射した場合には、ガラス表面と裏面との
両方から反射が生じ、干渉も同時になされ両方の
反射強度が殆ど等しいためほぼ同じ強度の干渉縞
が生じ、表面形状と裏面形状との区別がつかなく
なる虞れがある。第２図はクラウンガラスの反射
率を示したグラフであり、Ｓは試料面に対するＳ
偏光を表わし、ＰはＰ偏光を示している。例えば
ガラスの表面反射率は垂直入射の場合には４％程
度であり、表面及び裏面の反射光の強度は、入射
光の強度に対してそれぞれ４％及び 3.7％｛＝（100−４）×0.04×（１−0.04）｝ となり、殆ど同程度である。然しながら平行ガラ
ス面に対しＳ偏光を例えば入射角85度で入射させ
ると、表面の反射率が70％となる。裏面による反
射光の強度は6.3％｛＝（100−70）×0.7×（１−
0.7）｝となり、10倍以上も表面反射による光の強
度の方が大きい。従つてガラス面への垂直入射の
時に問題となる裏面の反射による影響は、Ｓ偏光
を斜め入射することにより解決できることにな
る。
尚、観察面10に於いてコントラストの良い干渉
縞を得るために、参照波面の強度を被検波面の強
度と一致させることが好ましい。そのために被検
面８のＳ偏光に対する反射率をＡ％、反射参照平
面９の反射率を100％とした場合に、透過参照平
面７の反射率は次式に近似するものを選択するこ
とが望ましいことになる。
縞を得るために、参照波面の強度を被検波面の強
度と一致させることが好ましい。そのために被検
面８のＳ偏光に対する反射率をＡ％、反射参照平
面９の反射率を100％とした場合に、透過参照平
面７の反射率は次式に近似するものを選択するこ
とが望ましいことになる。
｛２（Ａ／100）2＋１−√４（100）2＋
１）／｛２（Ａ／100）2｝×100（％） 第３図は第２の実施例を示し、装置を小型化す
るために３枚の反射鏡１３，１４，１５を用いて
光路を略円環状に曲折するようにしている。この
実施例に於いては２枚の偏光板１６，１７が集光
レンズケ系３の前方に設置され、Ｓ偏光を行なう
ように構成されている。尚、第１図と同じ符号は
同じ部材を示しており、この実施例の作用効果に
ついては先に説明した第１の実施例と殆で同様で
ある。
１）／｛２（Ａ／100）2｝×100（％） 第３図は第２の実施例を示し、装置を小型化す
るために３枚の反射鏡１３，１４，１５を用いて
光路を略円環状に曲折するようにしている。この
実施例に於いては２枚の偏光板１６，１７が集光
レンズケ系３の前方に設置され、Ｓ偏光を行なう
ように構成されている。尚、第１図と同じ符号は
同じ部材を示しており、この実施例の作用効果に
ついては先に説明した第１の実施例と殆で同様で
ある。
被検面８がガラス面でない、例えばアルミニユ
ーム被膜面などであれば、Ｓ偏光は全く必要とし
ない。又、被検面８は平面でなく曲面であつて
も、反射参照面をこれを補償する曲面とすれば測
定は可能である。但し被検面８の各個所の入射角
がそれぞれ異なることになり、観察される干渉縞
が位置によつて感度が異なる問題点はある。
ーム被膜面などであれば、Ｓ偏光は全く必要とし
ない。又、被検面８は平面でなく曲面であつて
も、反射参照面をこれを補償する曲面とすれば測
定は可能である。但し被検面８の各個所の入射角
がそれぞれ異なることになり、観察される干渉縞
が位置によつて感度が異なる問題点はある。
以上説明したように本発明に係る干渉測定装置
は、被検面に斜めに検査光を入射させ、再び同一
光路を逆行させるために、参照面の面積を被検面
の面積よりも小さくて済む大きな利点がある。
又、被検面に対しては反射が２度なされるため
に、被検面の凹凸量の情報が倍加して加わり、被
検面への入射角度の採り方により精度のよい測定
が可能となる。更には光をＳ偏光させれば、被検
面が平行ガラス板であつても裏面の影響を殆ど無
視して測定を行なうことができる。
は、被検面に斜めに検査光を入射させ、再び同一
光路を逆行させるために、参照面の面積を被検面
の面積よりも小さくて済む大きな利点がある。
又、被検面に対しては反射が２度なされるため
に、被検面の凹凸量の情報が倍加して加わり、被
検面への入射角度の採り方により精度のよい測定
が可能となる。更には光をＳ偏光させれば、被検
面が平行ガラス板であつても裏面の影響を殆ど無
視して測定を行なうことができる。
図面は本発明に係る干渉測定装置の実施例を示
し、第１図はその構成図、第２図はガラスの表面
反射率のグラフ図、第３図は他の実施例の構成図
である。 符号１はレーザー光発光装置、２は光量調整フ
イルタ、３は集光レンズ係、４は半透鏡、５，１
６，１７は偏光板、６はコリメータレンズ系、７
は半透参照平面、８は被検面、９は反射参照平
面、１０は観察面、１１はシリンドリカルレン
ズ、１３，１４，１５は反射鏡である。
し、第１図はその構成図、第２図はガラスの表面
反射率のグラフ図、第３図は他の実施例の構成図
である。 符号１はレーザー光発光装置、２は光量調整フ
イルタ、３は集光レンズ係、４は半透鏡、５，１
６，１７は偏光板、６はコリメータレンズ系、７
は半透参照平面、８は被検面、９は反射参照平
面、１０は観察面、１１はシリンドリカルレン
ズ、１３，１４，１５は反射鏡である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検面と基準参照面を照明し、前記被検面か
らの光と前記基準参照面からの光を干渉させるこ
とにより前記被検面を観察するための干渉測定装
置に於いて、前記被検面に対し反射参照面を斜め
に対向して配置し、前記被検面に斜めに入射した
平行光束から成る検査光が前記被検面で反射して
前記反射参照面に於いて入反射し、再び前記被検
面の同一個所を経由して元の光路を戻るように構
成し、該光路を経由した検査光を前記基準参照面
からの光と干渉させるようにしたことを特徴とす
る干渉測定装置。 ２ 前記被検面と平行光束を作成するコリメータ
レンズ系との間に、半透鏡から成る前記基準参照
面を光束に対し垂直に挿入した特許請求の範囲第
１項記載の干渉測定装置。 ３ 前記被検面により形成された被検波面と、前
記基準参照面により形成された参照波面とにより
得られる干渉稿を、一方向に拡大又は縮小して前
記被検面の形状に相当する縦横比として観察する
ようにした特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の干渉測定装置。 ４ 偏光板を用いて光源を被測定面に対しＳ偏光
して使用するようにした特許請求の範囲第１項記
載の干渉測定装置。 ５ 前記被検面をガラス表面とした特許請求の範
囲第４項記載の干渉測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56069189A JPS57182604A (en) | 1981-05-07 | 1981-05-07 | Interference measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56069189A JPS57182604A (en) | 1981-05-07 | 1981-05-07 | Interference measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57182604A JPS57182604A (en) | 1982-11-10 |
| JPH0334002B2 true JPH0334002B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=13395526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56069189A Granted JPS57182604A (en) | 1981-05-07 | 1981-05-07 | Interference measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57182604A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19602445A1 (de) | 1996-01-24 | 1997-07-31 | Nanopro Luftlager Produktions | Vorrichtung und Verfahren zum Vermessen von zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen eines Körpers |
| US7057741B1 (en) | 1999-06-18 | 2006-06-06 | Kla-Tencor Corporation | Reduced coherence symmetric grazing incidence differential interferometer |
| JP4583611B2 (ja) * | 2001-01-11 | 2010-11-17 | 富士フイルム株式会社 | 斜入射干渉計装置 |
-
1981
- 1981-05-07 JP JP56069189A patent/JPS57182604A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57182604A (en) | 1982-11-10 |
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