JPH0443902A - 干渉測定装置とそのアライメント検出方法 - Google Patents
干渉測定装置とそのアライメント検出方法Info
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- JPH0443902A JPH0443902A JP2150882A JP15088290A JPH0443902A JP H0443902 A JPH0443902 A JP H0443902A JP 2150882 A JP2150882 A JP 2150882A JP 15088290 A JP15088290 A JP 15088290A JP H0443902 A JPH0443902 A JP H0443902A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光の干渉作用によって形成される干渉縞を利
用して、レンズ、ミラーなどの平面または球面および非
球面の形状を精密に測定する干渉測定装置に関する。
用して、レンズ、ミラーなどの平面または球面および非
球面の形状を精密に測定する干渉測定装置に関する。
一般に光の波長以下のオーダで光学素子の面形状などの
測定を行う検出装置の文献としては、例えば実開平1−
67514号公報がある。この公報に開示された技術を
第5図および第6図にて説明する。
測定を行う検出装置の文献としては、例えば実開平1−
67514号公報がある。この公報に開示された技術を
第5図および第6図にて説明する。
第5図において、光源1より射出された光は、ビームエ
キスパンダ2を透過して、ビームスプリッタ3に入射し
て参照光束と測定光束とに2分割し、それぞれ参照面4
と被検面6に入射させその反射光束をそれぞれ再度ビー
ムスプリッタ3に入射させて重ね合わせて干渉縞が結像
レンズ8を介してイメージセンサ9上に形成されて表示
部12にて表示される。このとき参照面4に傾きを与え
ると、表示部12上に干渉縞が得られる。即ち第6図(
4)(b)(C)に示すように多数の干渉縞による像が
得られ、この縞の本数と傾ときを目視で一本づつ数えて
干渉計のアライメントを検出して測定するというもので
ある。
キスパンダ2を透過して、ビームスプリッタ3に入射し
て参照光束と測定光束とに2分割し、それぞれ参照面4
と被検面6に入射させその反射光束をそれぞれ再度ビー
ムスプリッタ3に入射させて重ね合わせて干渉縞が結像
レンズ8を介してイメージセンサ9上に形成されて表示
部12にて表示される。このとき参照面4に傾きを与え
ると、表示部12上に干渉縞が得られる。即ち第6図(
4)(b)(C)に示すように多数の干渉縞による像が
得られ、この縞の本数と傾ときを目視で一本づつ数えて
干渉計のアライメントを検出して測定するというもので
ある。
更に、上記目視に変える方法の文献としては例えば特開
平1−185404号公報がある。この公報に開示され
た技術は、干渉縞をイメージセンサで受光し、干渉縞画
像信号として出力し、一方の画像記憶手段に記憶される
基準縞画像データとを演算手段により重ね合わせてモア
レ縞信号を形成し、参照面の傾き調整に応じて変化する
モアレ縞の周期から干渉針のアライメントを検出すると
いうものである。
平1−185404号公報がある。この公報に開示され
た技術は、干渉縞をイメージセンサで受光し、干渉縞画
像信号として出力し、一方の画像記憶手段に記憶される
基準縞画像データとを演算手段により重ね合わせてモア
レ縞信号を形成し、参照面の傾き調整に応じて変化する
モアレ縞の周期から干渉針のアライメントを検出すると
いうものである。
しかし、上記前者の公報による技術、即ち干渉縞の本数
と傾きを目視で数えて干渉計のアライメントを検出する
という方法は、検出作業が非常に厄介であり、また微妙
な作動が困難であるため高精度なアライメントが得られ
ないという問題があった。
と傾きを目視で数えて干渉計のアライメントを検出する
という方法は、検出作業が非常に厄介であり、また微妙
な作動が困難であるため高精度なアライメントが得られ
ないという問題があった。
また、上記後者の公報によるモアレ縞を用いたアライメ
ント検出方法は、基準縞画像データを記憶する記憶手段
と、モアレ縞の周期を電気的に検出するという信号処理
回路が必要であるなどの構成上と原価上および品質上に
おいて問題があった。
ント検出方法は、基準縞画像データを記憶する記憶手段
と、モアレ縞の周期を電気的に検出するという信号処理
回路が必要であるなどの構成上と原価上および品質上に
おいて問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、高精度
にかつ高速に干渉計のアライメント検出調整ができる干
渉測定装置と、そのアライメントの検出方法とを提供す
ることを目的とするものである。
にかつ高速に干渉計のアライメント検出調整ができる干
渉測定装置と、そのアライメントの検出方法とを提供す
ることを目的とするものである。
本発明の概要を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明に係わる干渉測定装置の原理的構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
図に示すように、干渉計14の参照面4からの反射光と
、傾き角調整および光軸方向に移動可能な保持部を有す
るアライメント調整部7に保持された被検面6からの反
射光との干渉によって形成され、上記アライメント調整
部7の調整によって変化する干渉縞を干渉縞検出部9に
よって大刀され、その出力を演算処理部11にて処理し
て波面収差を演算し、更にこの演算処理部11において
求められた波面収差をZernike多項式に展開し、
X方向ティルト、X方向ティルト、デフォーカス成分に
相当する係数を用いてX方向ティルト、Y、方向ティル
ト、デフォーカス量を算出し表示部12に表示するよう
構成されたものである。
、傾き角調整および光軸方向に移動可能な保持部を有す
るアライメント調整部7に保持された被検面6からの反
射光との干渉によって形成され、上記アライメント調整
部7の調整によって変化する干渉縞を干渉縞検出部9に
よって大刀され、その出力を演算処理部11にて処理し
て波面収差を演算し、更にこの演算処理部11において
求められた波面収差をZernike多項式に展開し、
X方向ティルト、X方向ティルト、デフォーカス成分に
相当する係数を用いてX方向ティルト、Y、方向ティル
ト、デフォーカス量を算出し表示部12に表示するよう
構成されたものである。
上記構成の作用を数式を用いて説明する。
瞳座標(Xi 、 Yj )での波面収差を(Xi 。
Yj )とし、Zernike多項弐で第9項まで展開
すると極座標(ρ、Q)形式で、 W (Xi、Yj)−Co+C+ρcosθ+C1ρs
inθ+Cx(2ρ” 1)+ C、p ”cos
2θ十C,ρ”5in2θ+ CbC3p ” −2)
acosθ+C7(3ρ”−2)psinθ +c*(6ρ4−6ρ2+1)・・・■と表される。(
但し、ρ=、r711下コーP)■式から次に示すよう
なザイデルの収差が計夏できる、 W (X i、 Yj) = (Co Cs+ Ca
)+(C+−2C*)pcosθ・X方向ティルト+(
C22Ct) ps+nθ・Y方向ティルト+(2C3
−6C,)ρ2 ・・・デフォーカス十Fで7177”
cos (2θ−−)ρオ・・・アス+31てh +C
7cos(θ−β)ρ3°°°コマ+60.ρ4
・・・3次球面収差〔但し、a =tan−’
(Cs/ Ca)β=taN’ (ct/ci))”・
■各係数C,〜C1は晟小自乗法により求める。
すると極座標(ρ、Q)形式で、 W (Xi、Yj)−Co+C+ρcosθ+C1ρs
inθ+Cx(2ρ” 1)+ C、p ”cos
2θ十C,ρ”5in2θ+ CbC3p ” −2)
acosθ+C7(3ρ”−2)psinθ +c*(6ρ4−6ρ2+1)・・・■と表される。(
但し、ρ=、r711下コーP)■式から次に示すよう
なザイデルの収差が計夏できる、 W (X i、 Yj) = (Co Cs+ Ca
)+(C+−2C*)pcosθ・X方向ティルト+(
C22Ct) ps+nθ・Y方向ティルト+(2C3
−6C,)ρ2 ・・・デフォーカス十Fで7177”
cos (2θ−−)ρオ・・・アス+31てh +C
7cos(θ−β)ρ3°°°コマ+60.ρ4
・・・3次球面収差〔但し、a =tan−’
(Cs/ Ca)β=taN’ (ct/ci))”・
■各係数C,〜C1は晟小自乗法により求める。
0式から波面収差の中で干渉計のアライメント誤差に起
因するものはX方向ティルト、X方向ティルト、デフォ
ーカスの3成分であり、それらの大きさは次のように与
えられる。
因するものはX方向ティルト、X方向ティルト、デフォ
ーカスの3成分であり、それらの大きさは次のように与
えられる。
X方向のティルト量 C,−2C。
Y方向のティルト量 Cz 2Ctテア t −カ
スl 2 Cx 6 C* + (て75−C7こ
れらアライメント量が所定の目標値以下になるようにア
ライメント調整部7で調整する。
スl 2 Cx 6 C* + (て75−C7こ
れらアライメント量が所定の目標値以下になるようにア
ライメント調整部7で調整する。
本発明の干渉測定装置とそのアライメント方法を実施例
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
なお、図中において上記第1図および各実施例における
同一構成または同一部材については、同一符号を用いて
その説明は、最初の図面にて行い以後は省略する。
同一構成または同一部材については、同一符号を用いて
その説明は、最初の図面にて行い以後は省略する。
(第1実施例)
第2図は、本発明に係わる干渉測定装置の第1実施例の
構成を概略にて示す正面図である。
構成を概略にて示す正面図である。
本実施例においての干渉計は、トワイマングリーン型干
渉計に適用した例を示す。
渉計に適用した例を示す。
図に示す光源1より射出した光は、ビームエキスパンダ
2を通過してビームスプリッタ3に入射して参照光束と
測定光束とに2分割されて、それぞれの光軸上に配設さ
れた参照面4と集光レンズ5を介して被検面6に入射し
て反射される。
2を通過してビームスプリッタ3に入射して参照光束と
測定光束とに2分割されて、それぞれの光軸上に配設さ
れた参照面4と集光レンズ5を介して被検面6に入射し
て反射される。
反射された各光束は、再度ビームスプリッタ3に入射し
重ね合わされて干渉縞が結像レンズ8を介してイメージ
センサ9上に形成される。
重ね合わされて干渉縞が結像レンズ8を介してイメージ
センサ9上に形成される。
上記イメージセンサ9上に形成された干渉縞をA/D変
換器10を介して演算処理部11に入力し、上記した0
式によってX方向ティルト、X方向ティルト、デフォー
カスの各量を算出し、値が所定の目標値以下(それぞれ
□λ)になるようにxY軸方向の進退によってXYの方
向の2方向にあおりができ、かつZ方向に移動される保
持具を端部に有するアライメント調整部7によって調整
が行われて表示部12に表示される。
換器10を介して演算処理部11に入力し、上記した0
式によってX方向ティルト、X方向ティルト、デフォー
カスの各量を算出し、値が所定の目標値以下(それぞれ
□λ)になるようにxY軸方向の進退によってXYの方
向の2方向にあおりができ、かつZ方向に移動される保
持具を端部に有するアライメント調整部7によって調整
が行われて表示部12に表示される。
上記目標値は、被検面6の面精度およびアライメント調
整部7の調整精度などにより決定される。
整部7の調整精度などにより決定される。
上記構成による本実施例によれば、アライメント量が定
量的に与えられるために高精度なアライメント微調整が
できる。
量的に与えられるために高精度なアライメント微調整が
できる。
(第2実施例)
第3図は、本発明に係わる干渉測定装置の第2実施例の
構成を概略にて示す正面図である。
構成を概略にて示す正面図である。
本実施例における干渉計の構成は、上記第1実施例と同
様にトワイマングリーン型干渉計に適用した例を示す。
様にトワイマングリーン型干渉計に適用した例を示す。
上記第1図および第2図において説明した■弐によって
求められたX方向ティルト、X方向ティルト、デフォー
カスの各量に応じてアライメント制御部13がアライメ
ント調整部5を制御するよう構成されている。即ち調整
駆動部にピエゾ素子などを用いることによりアライメン
トの微調整が可能となる。
求められたX方向ティルト、X方向ティルト、デフォー
カスの各量に応じてアライメント制御部13がアライメ
ント調整部5を制御するよう構成されている。即ち調整
駆動部にピエゾ素子などを用いることによりアライメン
トの微調整が可能となる。
上記構成にすることによりアライメント調整を自動的に
行うことができると共に高速なアライメント調整が可能
となる。
行うことができると共に高速なアライメント調整が可能
となる。
(第3実施例)
第4図は、本発明に係わる干渉測定装置の第3実施例の
構成を概略にて示す正面図である。
構成を概略にて示す正面図である。
本実施例における干渉計の構成は、上記第1実施例およ
び第2実施例とは異なりフィゾー型干渉針に通用した例
を示したものである。
び第2実施例とは異なりフィゾー型干渉針に通用した例
を示したものである。
上記第1実施例における第2図にて示したビームスプリ
ッタ3に入射した光を2分割してその光束を参照面4と
被検面6とにそれぞれ入射されて反射するように構成し
たものであるが、本実施例においては、第4図に示すよ
うにビームスプリッタ3と被検面6間に配設し、参照面
4で反射された光と参照面4を透過して被検面6にて反
射させた反射光とを干渉させるように構成したものであ
る。
ッタ3に入射した光を2分割してその光束を参照面4と
被検面6とにそれぞれ入射されて反射するように構成し
たものであるが、本実施例においては、第4図に示すよ
うにビームスプリッタ3と被検面6間に配設し、参照面
4で反射された光と参照面4を透過して被検面6にて反
射させた反射光とを干渉させるように構成したものであ
る。
上記構成による本実施例によれば、参照面光束と測定光
束が同一バスを通るため、光学系を小型にでき、また、
光路差による内部収差を小さくすることができるなどの
利点を有する。
束が同一バスを通るため、光学系を小型にでき、また、
光路差による内部収差を小さくすることができるなどの
利点を有する。
上記構成および方法の本発明によれば、測定波面収差を
Zernike多項式に展開し、その展開係数を用いて
アライメント量を検出するようにしたため、定量的で高
精度なアライメントが可能となった。またアライメント
量を定量的に検出できるため、その値をアライメント制
御装置にフィードバックすることにより干渉計の自動ア
ライメントも可能となるなどの効果を奏する。
Zernike多項式に展開し、その展開係数を用いて
アライメント量を検出するようにしたため、定量的で高
精度なアライメントが可能となった。またアライメント
量を定量的に検出できるため、その値をアライメント制
御装置にフィードバックすることにより干渉計の自動ア
ライメントも可能となるなどの効果を奏する。
第1図は、本発明に係わる干渉測定装置の原理的構成を
示すブロック図。 第2図は、本発明に係わる干渉測定装置の第1実施例の
構成を概略にて示す正面図。 第3図は、本発明に係わる干渉測定装置の第2実施例の
構成を概略にて示す正面図。 第4図は、本発明に係わる干渉測定装置の第3実施例の
構成を概略にて示す正面図。 第5図は、従来の干渉計の構成を概略にて示す正面図。 第6図(a)(b)(C)は、モアレ縞の写真図である
。 l・・・光源 2・・・ビームエキスパンダ 3・・・ビームスプリンタ 4・・・参照面 5・・・集光ビーム 6・・・被検面 7・・・アライメント調整部 8・・・結像レンズ 9・・・イメージセンサ 10・・・A/D変換器 11・・・演算処理部 12・・・表示部 13・・・アライメント制御部 14・・・干渉針 第1図
示すブロック図。 第2図は、本発明に係わる干渉測定装置の第1実施例の
構成を概略にて示す正面図。 第3図は、本発明に係わる干渉測定装置の第2実施例の
構成を概略にて示す正面図。 第4図は、本発明に係わる干渉測定装置の第3実施例の
構成を概略にて示す正面図。 第5図は、従来の干渉計の構成を概略にて示す正面図。 第6図(a)(b)(C)は、モアレ縞の写真図である
。 l・・・光源 2・・・ビームエキスパンダ 3・・・ビームスプリンタ 4・・・参照面 5・・・集光ビーム 6・・・被検面 7・・・アライメント調整部 8・・・結像レンズ 9・・・イメージセンサ 10・・・A/D変換器 11・・・演算処理部 12・・・表示部 13・・・アライメント制御部 14・・・干渉針 第1図
Claims (4)
- (1)光源から射出した光束を参照面と被検面にそれぞ
れ入射させて、その反射光を干渉して干渉縞を形成する
干渉計と、上記干渉縞を検出する干渉縞検出手段と、こ
の干渉縞検出手段の出力に基づいて参照面と被検面との
間の波面収差を演算し、その演算による波面収差をZe
rnike多項式に展開して干渉計のアライメント量を
求める演算処理手段と、被検面と参照面のうちの一方の
ティルトを調整する可動保持部を設けたアライメント調
整手段とを具備したことを特徴とする干渉測定装置。 - (2)光源から射出した光束を2分し、一方の光束を参
照面に、他方の光束を被検面にそれぞれ入射させて、そ
の反射光を干渉して干渉縞を形成する干渉計と、上記干
渉縞を検出する干渉縞検出手段と、この干渉縞検出手段
の出力に基づいて参照面と被検面との間の波面収差を演
算し、その演算による波面収差をZernike多項式
に展開して干渉計のアライメント量を求める演算処理手
段と、被検面と参照面のうちの一方のティルトを調整す
る可動保持部を設けたアライメント調整手段とを具備し
たことを特徴とする干渉測定装置。 - (3)上記参照面と被検面のうちの一方のティルトを調
整する傾き角と光軸方向への移動とを行う演算処理手段
により求められたアライメント量に従って制御するアラ
イメント制御手段とを設けたことを特徴とする請求項第
1項および第2項記載の干渉測定装置。 - (4)光源から射出した光束を2分し、一方の光束を参
照面に、他方の光束を被検面にそれぞれ入射させて、そ
の反射光を干渉して形成した干渉縞を検出する干渉縞検
出手段の出力に基づいて、上記参照面と被検面との間の
波面収差をZernike多項式に展開し、その展開計
数C_0〜C_2を用いて、 K_1=C_1−2C_4、K_2=C_2−2C_7
K_3=2C_3−6_8±√(C_4^2+C_3^
2)をそれぞれ算出し、これらの量が、所定の目標値以
下になるようにX方向ティルト、Y方向ティルト、デフ
ォーカスを調整することを特徴とする干渉測定装置のア
ライメント検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150882A JP2951366B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 干渉測定装置とそのアライメント検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150882A JP2951366B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 干渉測定装置とそのアライメント検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443902A true JPH0443902A (ja) | 1992-02-13 |
| JP2951366B2 JP2951366B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=15506447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150882A Expired - Lifetime JP2951366B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 干渉測定装置とそのアライメント検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2951366B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006126078A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Nikon Corp | マーク位置検出装置及び設計方法及び評価方法 |
| JP4880513B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2012-02-22 | 富士フイルム株式会社 | 非球面レンズの面ずれ測定方法および装置 |
| JP5095539B2 (ja) * | 2008-07-17 | 2012-12-12 | 富士フイルム株式会社 | 収差測定誤差補正方法 |
| JP5473743B2 (ja) * | 2010-04-20 | 2014-04-16 | 富士フイルム株式会社 | 軸外透過波面測定装置 |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP2150882A patent/JP2951366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2951366B2 (ja) | 1999-09-20 |
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|---|---|---|---|
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