JPH0712535A - 干渉計 - Google Patents
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- JPH0712535A JPH0712535A JP5172084A JP17208493A JPH0712535A JP H0712535 A JPH0712535 A JP H0712535A JP 5172084 A JP5172084 A JP 5172084A JP 17208493 A JP17208493 A JP 17208493A JP H0712535 A JPH0712535 A JP H0712535A
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- interferometer
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- 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
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
-
- 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
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02056—Passive reduction of errors
- G01B9/02057—Passive reduction of errors by using common path configuration, i.e. reference and object path almost entirely overlapping
-
- 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
- G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被検面の形状を任意の空間分解能で観察でき
る干渉計を得る。 【構成】 干渉計において、結像光学系が、結像レンズ
と、被検面のフーリエ変換像面に配置された可変開口絞
りと、該可変開口絞りの開口径を任意の大きさに変化さ
せる絞り制御手段とを有するものとした。
る干渉計を得る。 【構成】 干渉計において、結像光学系が、結像レンズ
と、被検面のフーリエ変換像面に配置された可変開口絞
りと、該可変開口絞りの開口径を任意の大きさに変化さ
せる絞り制御手段とを有するものとした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば、高精度な被検面
形状を測定するのに用いられる干渉計に関するものであ
る。
形状を測定するのに用いられる干渉計に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、光波干渉法を用いた被検面形状の
測定は、非常に高精度な測定手段として広く利用されて
いる。従来この種の装置としては、トワイマン・グリー
ン型、あるいはフィゾー型と呼ばれる２光線束干渉計が
用いられていた。いずれも、光源からの光束を２つに分
離し、これらの間に適当な光路差（位相差）を与えた後
合成して干渉を生じるものであり、被検面の形状を測定
する場合には、分離された２光束のうち一方を被検面で
反射させ、被検面の凹凸に応じて回折された反射光を結
像レンズを介して観測面上に結像させ、これに参照面で
反射された他方の光束を干渉させることによって被検面
の凹凸に応じて生じた干渉縞を観測する。
測定は、非常に高精度な測定手段として広く利用されて
いる。従来この種の装置としては、トワイマン・グリー
ン型、あるいはフィゾー型と呼ばれる２光線束干渉計が
用いられていた。いずれも、光源からの光束を２つに分
離し、これらの間に適当な光路差（位相差）を与えた後
合成して干渉を生じるものであり、被検面の形状を測定
する場合には、分離された２光束のうち一方を被検面で
反射させ、被検面の凹凸に応じて回折された反射光を結
像レンズを介して観測面上に結像させ、これに参照面で
反射された他方の光束を干渉させることによって被検面
の凹凸に応じて生じた干渉縞を観測する。
【０００３】通常、トワイマン・グリーン型では参照面
と被検面が異なる光路上に配置されており、２光線束は
別光路に分離された後再び合成され干渉が生じる。これ
に対してフィゾー型では、半透過性の参照面と被検面と
が同一光路上に配置されるものである。
と被検面が異なる光路上に配置されており、２光線束は
別光路に分離された後再び合成され干渉が生じる。これ
に対してフィゾー型では、半透過性の参照面と被検面と
が同一光路上に配置されるものである。
【０００４】このような干渉計においては、干渉縞によ
って観測される被検面の凹凸の分解能は結像レンズの開
口角で決まり、開口角が大きいほどより細かい干渉縞が
観測できる。この開口角は、被検面のフーリエ変換像面
に置かれた開口絞りの径によって決定する。
って観測される被検面の凹凸の分解能は結像レンズの開
口角で決まり、開口角が大きいほどより細かい干渉縞が
観測できる。この開口角は、被検面のフーリエ変換像面
に置かれた開口絞りの径によって決定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の干渉計においては、結像レンズの開口絞り径は固定
されたままであり、観測できる被検面の凹凸の分解能は
一定である。従って、種々の空間分解能で自由に被検面
の凹凸を観察したい場合には、その要求に応じることが
できないという問題があった。
来の干渉計においては、結像レンズの開口絞り径は固定
されたままであり、観測できる被検面の凹凸の分解能は
一定である。従って、種々の空間分解能で自由に被検面
の凹凸を観察したい場合には、その要求に応じることが
できないという問題があった。
【０００６】本発明は、上記問題を解消し、被検面の形
状を任意の空間分解能で観察できる干渉計を得ることを
目的とする。
状を任意の空間分解能で観察できる干渉計を得ることを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係る干渉計では、光源と、
該光源からの光束を被検面および参照面へ導く一方前記
被検面および参照面からの反射光を、結像光学系へ導く
ビームスプリッタと、前記結像光学系を介して結像され
た干渉像を観測する検出光学系とを備えた干渉計におい
て、前記結像光学系を、結像レンズと、前記被検面のフ
ーリエ変換像面に配置された可変開口絞りと、該可変開
口絞りの開口径を任意の大きさに変化させる絞り制御手
段とを有するものとした。
め、請求項１に記載の発明に係る干渉計では、光源と、
該光源からの光束を被検面および参照面へ導く一方前記
被検面および参照面からの反射光を、結像光学系へ導く
ビームスプリッタと、前記結像光学系を介して結像され
た干渉像を観測する検出光学系とを備えた干渉計におい
て、前記結像光学系を、結像レンズと、前記被検面のフ
ーリエ変換像面に配置された可変開口絞りと、該可変開
口絞りの開口径を任意の大きさに変化させる絞り制御手
段とを有するものとした。
【０００８】また、請求項２に記載の発明に係る干渉計
では、請求項１に記載の干渉計において、前記結像光学
系を、両側テレセントリック光学系で構成した。
では、請求項１に記載の干渉計において、前記結像光学
系を、両側テレセントリック光学系で構成した。
【０００９】
【作用】本発明は、被検面のフーリエ変換像面に配置し
た開口絞りを可変にした干渉計である。以下に本発明の
作用を説明する。結像レンズによりできる観測面上の像
の遮断空間周波数νi は、コヒーレントな結像系である
から、結像レンズの像側の開口数N.A.、レーザ光の波長
λの時以下の式で与えられる。 νi ＝N.A.／λ 即ち、この干渉計においては周波数νi に結像レンズの
倍率βi をかけた周波数νm ＝ βi νi までの被検
面の凹凸等の形状を観測できる。
た開口絞りを可変にした干渉計である。以下に本発明の
作用を説明する。結像レンズによりできる観測面上の像
の遮断空間周波数νi は、コヒーレントな結像系である
から、結像レンズの像側の開口数N.A.、レーザ光の波長
λの時以下の式で与えられる。 νi ＝N.A.／λ 即ち、この干渉計においては周波数νi に結像レンズの
倍率βi をかけた周波数νm ＝ βi νi までの被検
面の凹凸等の形状を観測できる。
【００１０】そこで、結像レンズの開口絞りの径をφと
すると、N.A.は以下の式で与えられる。 N.A.＝ｋφ ここに、ｋは結像レンズの特性により決まる定数であ
る。さらに、観測できる被検面の凹凸の遮断空間周波数
は以下の通りである。 νm ＝ｋ βi φ／λ
すると、N.A.は以下の式で与えられる。 N.A.＝ｋφ ここに、ｋは結像レンズの特性により決まる定数であ
る。さらに、観測できる被検面の凹凸の遮断空間周波数
は以下の通りである。 νm ＝ｋ βi φ／λ
【００１１】上記式に示されるように、干渉計の分解能
νm は開口絞りの径φによって決定される。従って本発
明においては開口絞りを可変としたものであるため、径
φを変化させて任意の分解能νm で被検面形状を観測で
きる。
νm は開口絞りの径φによって決定される。従って本発
明においては開口絞りを可変としたものであるため、径
φを変化させて任意の分解能νm で被検面形状を観測で
きる。
【００１２】また、干渉計では収差の補正方法として、
原器の測定データを利用して行う場合がある。これは、
予め非常に高精度であることが検定されている原器を干
渉計で測定し、得られた結果はその干渉計のもつ誤差を
表すと考え、この測定データの分布を被検面の測定デー
タから差し引くことにより、干渉計の誤差の影響を排除
する。
原器の測定データを利用して行う場合がある。これは、
予め非常に高精度であることが検定されている原器を干
渉計で測定し、得られた結果はその干渉計のもつ誤差を
表すと考え、この測定データの分布を被検面の測定デー
タから差し引くことにより、干渉計の誤差の影響を排除
する。
【００１３】しかしながら、原器の位置と被検面の位置
が異なる場合にはフォーカシングをし直すことになり、
これによって像の大きさが変化してしまうと正しい補正
を行うことができない。
が異なる場合にはフォーカシングをし直すことになり、
これによって像の大きさが変化してしまうと正しい補正
を行うことができない。
【００１４】そこで、本発明においては、両側結像レン
ズをテレセントリック光学系で構成した。このため、フ
ォーカシングにより像の大きさが変化しないので、原器
の測定データを用いて干渉計の収差補正をする場合の精
度が向上する。
ズをテレセントリック光学系で構成した。このため、フ
ォーカシングにより像の大きさが変化しないので、原器
の測定データを用いて干渉計の収差補正をする場合の精
度が向上する。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。図１
は、本発明の第１の実施例としてトワイマン・グリーン
型干渉計の概略構成図を示したものである。図１におい
て、準単色光源１から射出された光は、コリメータレン
ズ２により平行光束となり半透過鏡３に入射する。
は、本発明の第１の実施例としてトワイマン・グリーン
型干渉計の概略構成図を示したものである。図１におい
て、準単色光源１から射出された光は、コリメータレン
ズ２により平行光束となり半透過鏡３に入射する。
【００１６】半透過鏡３へ入射した光のうち、ここで反
射された光は参照面４へ、透過した光は被検面５に各々
垂直に入射する。被検面５に入射した光は、被検面５の
凹凸により反射回折され、その回折光は再び半透過鏡３
で反射された後結像光学系へ導かれる。一方参照面４へ
入射した光はここで反射され、再び半透過鏡３を透過し
結像光学系へ導かれる。これらの光は、結像レンズ６、
および被検面５のフーリエ変換像面に配置された可変開
口絞り７を介して観測面８上に被検面５の凹凸に応じた
干渉像を結像する。
射された光は参照面４へ、透過した光は被検面５に各々
垂直に入射する。被検面５に入射した光は、被検面５の
凹凸により反射回折され、その回折光は再び半透過鏡３
で反射された後結像光学系へ導かれる。一方参照面４へ
入射した光はここで反射され、再び半透過鏡３を透過し
結像光学系へ導かれる。これらの光は、結像レンズ６、
および被検面５のフーリエ変換像面に配置された可変開
口絞り７を介して観測面８上に被検面５の凹凸に応じた
干渉像を結像する。
【００１７】ここで、干渉縞により観察できる被検面５
の凹凸の細かさは、開口絞りの開口径に応じた結像レン
ズ６の開口角で決定される。即ち、より細かく高い空間
分解能で観測したい場合は開口径を大きくすれば良い。
本実施例では可変開口絞り７は、絞り制御部９によって
任意の開口径に調整することができる。従って被検面５
の凹凸を観測したいレベルの空間分解能となるよう絞り
制御部９によって開口径を設定すればよい。
の凹凸の細かさは、開口絞りの開口径に応じた結像レン
ズ６の開口角で決定される。即ち、より細かく高い空間
分解能で観測したい場合は開口径を大きくすれば良い。
本実施例では可変開口絞り７は、絞り制御部９によって
任意の開口径に調整することができる。従って被検面５
の凹凸を観測したいレベルの空間分解能となるよう絞り
制御部９によって開口径を設定すればよい。
【００１８】次に第２の実施例としてフィーゾー型干渉
計を図２に示す。図２おいて、準単色光源１１から射出
された光は、コリメータレンズ１２により平行光束とな
り半透過鏡１３に入射する。半透過鏡１３を透過し、半
透明参照面１４へ入射した光のうち、ここで反射された
光は再び半透過鏡１３へ入射し反射されて結像光学系へ
導かれる。
計を図２に示す。図２おいて、準単色光源１１から射出
された光は、コリメータレンズ１２により平行光束とな
り半透過鏡１３に入射する。半透過鏡１３を透過し、半
透明参照面１４へ入射した光のうち、ここで反射された
光は再び半透過鏡１３へ入射し反射されて結像光学系へ
導かれる。
【００１９】一方半透明参照面１４を透過した光は被検
面１５へ入射し、被検面１５の凹凸により反射回折さ
れ、さらに半透明参照面１４を透過して再び半透過鏡１
３に入射し反射されて結像光学系へ導かれる。これらの
光は結像レンズ１６、および被検面１５のフーリエ変換
像面に配置された可変開口絞り１７を介して観測面１８
上に被検面１５の凹凸に応じた干渉像を結像する。
面１５へ入射し、被検面１５の凹凸により反射回折さ
れ、さらに半透明参照面１４を透過して再び半透過鏡１
３に入射し反射されて結像光学系へ導かれる。これらの
光は結像レンズ１６、および被検面１５のフーリエ変換
像面に配置された可変開口絞り１７を介して観測面１８
上に被検面１５の凹凸に応じた干渉像を結像する。
【００２０】本実施例においても、図１に示した干渉計
と同様に、可変開口絞り１７は、絞り制御部１９によっ
て任意の開口径に調整することができる。従って被検面
１５の凹凸を観測したいレベルの空間分解能となるよう
絞り制御部１９によって開口径を設定すれば良い。
と同様に、可変開口絞り１７は、絞り制御部１９によっ
て任意の開口径に調整することができる。従って被検面
１５の凹凸を観測したいレベルの空間分解能となるよう
絞り制御部１９によって開口径を設定すれば良い。
【００２１】次に、本発明の第３の実施例として、結像
光学系がテレセントリック光学系であり、また検出光学
系を被検面の干渉像をズームレンズを介してＣＣＤカメ
ラで観測する構成としたフィゾー型干渉計を図３に示
す。
光学系がテレセントリック光学系であり、また検出光学
系を被検面の干渉像をズームレンズを介してＣＣＤカメ
ラで観測する構成としたフィゾー型干渉計を図３に示
す。
【００２２】図３において、レーザ光源１０１から射出
された光は、ビームエキスパンダ１０２により適当な径
の平行光束となり半透過鏡１０３に入射する。半透過鏡
１０３を透過し、半透明参照面１０４へ入射した光のう
ち、ここで反射された光は再び半透過鏡１０３へ入射し
反射されて結像光学系へ導かれる。
された光は、ビームエキスパンダ１０２により適当な径
の平行光束となり半透過鏡１０３に入射する。半透過鏡
１０３を透過し、半透明参照面１０４へ入射した光のう
ち、ここで反射された光は再び半透過鏡１０３へ入射し
反射されて結像光学系へ導かれる。
【００２３】一方半透明参照面１０４を透過した光は被
検面１０５へ入射し、被検面１０５の凹凸により反射回
折され、さらに半透明参照面１０４を透過して再び半透
過鏡１０３に入射し反射されて結像光学系へ導かれる。
これらの光は、結像光学系において、結像レンズ１０
６、および被検面１０５のフーリエ変換像面に配置され
た可変開口絞り１０７を介して観測面１０８上に被検面
１０５の凹凸に応じた干渉像を結像する。
検面１０５へ入射し、被検面１０５の凹凸により反射回
折され、さらに半透明参照面１０４を透過して再び半透
過鏡１０３に入射し反射されて結像光学系へ導かれる。
これらの光は、結像光学系において、結像レンズ１０
６、および被検面１０５のフーリエ変換像面に配置され
た可変開口絞り１０７を介して観測面１０８上に被検面
１０５の凹凸に応じた干渉像を結像する。
【００２４】ここでは、結像レンズ１０６は光軸上を一
体に移動する２群レンズからなる両側テレセントリック
光学系である。従って、異なる被検面の測定毎にフォー
カシングを行っても像の大きさは変化しないので、一つ
の原器を利用して収差補正が精度良く行える。
体に移動する２群レンズからなる両側テレセントリック
光学系である。従って、異なる被検面の測定毎にフォー
カシングを行っても像の大きさは変化しないので、一つ
の原器を利用して収差補正が精度良く行える。
【００２５】また、本実施例では、上記他の実施例と同
様に可変開口絞り１０７は、絞り制御部１０９によって
任意の開口径に調整することができ、被検面１０５の凹
凸を観測したいレベルの空間分解能となるよう絞り制御
部１０９によって開口径を設定することができる。
様に可変開口絞り１０７は、絞り制御部１０９によって
任意の開口径に調整することができ、被検面１０５の凹
凸を観測したいレベルの空間分解能となるよう絞り制御
部１０９によって開口径を設定することができる。
【００２６】ただし、ここでは観測面１０８上に結像さ
れた干渉像をズームレンズ１１０を介してＣＣＤカメラ
１１１で観測する構成としているので、ズームレンズ１
１０の倍率（βz で示す）やＣＣＤによる空間分解能の
限界を考慮しておく必要がある。
れた干渉像をズームレンズ１１０を介してＣＣＤカメラ
１１１で観測する構成としているので、ズームレンズ１
１０の倍率（βz で示す）やＣＣＤによる空間分解能の
限界を考慮しておく必要がある。
【００２７】まず、結像レンズ１０６によりできる観測
面上の像の遮断空間周波数νi は、コヒーレントな結像
系であるから結像レンズ１０６の像側の開口数N.A.、レ
ーザ光の波長λの時以下の式で与えられる。 νi ＝N.A.／λ 即ち、この干渉計においては周波数νi に結像レンズ１
０６の倍率βi をかけた周波数νm ＝ βi νi まで
の被検１０５面の凹凸等の形状を観測できる。
面上の像の遮断空間周波数νi は、コヒーレントな結像
系であるから結像レンズ１０６の像側の開口数N.A.、レ
ーザ光の波長λの時以下の式で与えられる。 νi ＝N.A.／λ 即ち、この干渉計においては周波数νi に結像レンズ１
０６の倍率βi をかけた周波数νm ＝ βi νi まで
の被検１０５面の凹凸等の形状を観測できる。
【００２８】そこで、可変開口絞り１０７の径をφ、レ
ンズ１０６ａの焦点距離をｆとすると、N.A.は以下の式
で与えられる。 N.A.＝φ／２ｆ さらに観測できる被検面１０５の凹凸の遮断空間周波数
は以下の通りである。 νm ＝ βi φ／２ｆλ
ンズ１０６ａの焦点距離をｆとすると、N.A.は以下の式
で与えられる。 N.A.＝φ／２ｆ さらに観測できる被検面１０５の凹凸の遮断空間周波数
は以下の通りである。 νm ＝ βi φ／２ｆλ
【００２９】ＣＣＤ１１１の画素ピッチをpcとすると、
ＣＣＤ１１１が観測面１０８上で分解できる遮断空間周
波数νi'は以下の式で与えられる。 νi'＝｜βz ｜／２pc ここで、ズームレンズ１１０の倍率βz に対して常に最
高の空間分解能を得ようとするならば、観測面上での結
像レンズ１０６による遮断空間周波数νi がＣＣＤの分
解できる遮断空間周波数νi'と一致する、即ち、νi ＝
νi'である必要がある。
ＣＣＤ１１１が観測面１０８上で分解できる遮断空間周
波数νi'は以下の式で与えられる。 νi'＝｜βz ｜／２pc ここで、ズームレンズ１１０の倍率βz に対して常に最
高の空間分解能を得ようとするならば、観測面上での結
像レンズ１０６による遮断空間周波数νi がＣＣＤの分
解できる遮断空間周波数νi'と一致する、即ち、νi ＝
νi'である必要がある。
【００３０】これからズームレンズ１１０の倍率βz と
開口絞り径φとの関係は以下の式で与えられる。 φ＝ｆλ｜βz ｜／pc 従って、上式を満足するようにズームレンズ１１０の倍
率βz に合わせて可変開口絞り１０７の径φを絞り制御
部１０９によって調整すれば常に最高の空間分解能で被
検面１０５形状の観測を行うことができる。
開口絞り径φとの関係は以下の式で与えられる。 φ＝ｆλ｜βz ｜／pc 従って、上式を満足するようにズームレンズ１１０の倍
率βz に合わせて可変開口絞り１０７の径φを絞り制御
部１０９によって調整すれば常に最高の空間分解能で被
検面１０５形状の観測を行うことができる。
【００３１】また、ズームレンズ１１０の倍率βz を一
定に保った状態、即ち観測面の視野を一定にした状態
で、種々の空間分解能、あるいは特定の空間分解能にお
いて被検面１０５の凹凸を観測する場合には、可変開口
絞り１０７の開口径φを以下に示す範囲内とすれば良
い。 φ≦ｆλ｜βz ｜／pc
定に保った状態、即ち観測面の視野を一定にした状態
で、種々の空間分解能、あるいは特定の空間分解能にお
いて被検面１０５の凹凸を観測する場合には、可変開口
絞り１０７の開口径φを以下に示す範囲内とすれば良
い。 φ≦ｆλ｜βz ｜／pc
【００３２】次に、本発明の第４の実施例として、大き
な被検面１２７を観測する場合のフィゾー型干渉計を図
４に示す。レーザ光源１２１から射出した光は、ビーム
エキスパンダ１２２により適当な径の平行光束となって
偏光ビームスプリッタ１２３へ入射する。ここでＰ偏光
成分は透過し、ビームエキスパンダ１２４で被検面１２
７に応じたビーム径に広げられると共に１／４波長板を
透過し半透明参照面１２６に入射する。
な被検面１２７を観測する場合のフィゾー型干渉計を図
４に示す。レーザ光源１２１から射出した光は、ビーム
エキスパンダ１２２により適当な径の平行光束となって
偏光ビームスプリッタ１２３へ入射する。ここでＰ偏光
成分は透過し、ビームエキスパンダ１２４で被検面１２
７に応じたビーム径に広げられると共に１／４波長板を
透過し半透明参照面１２６に入射する。
【００３３】半透明参照面１２６で反射された光は、再
びビームエキスパンダ１２４及び１／４波長板を透過
し、Ｓ偏光となって偏光ビームスプリッタ１２３で反射
され、結像光学系へ導かれる。一方半透明参照面１２６
を透過した光は被検面１２７で反射回折し、再びビーム
エキスパンダ１２４および１／４波長板を透過し、Ｓ偏
光となって偏光ビームスプリッタ１２３で反射され、結
像光学系へ導かれる。
びビームエキスパンダ１２４及び１／４波長板を透過
し、Ｓ偏光となって偏光ビームスプリッタ１２３で反射
され、結像光学系へ導かれる。一方半透明参照面１２６
を透過した光は被検面１２７で反射回折し、再びビーム
エキスパンダ１２４および１／４波長板を透過し、Ｓ偏
光となって偏光ビームスプリッタ１２３で反射され、結
像光学系へ導かれる。
【００３４】これらＳ偏光成分は、両側テレセントリッ
ク光学系である結像レンズ１２８及び被検面１２７のフ
ーリエ変換像面に配置された可変開口絞り１２９を介し
て、被検面１２７の凹凸に応じた干渉像を観測面１３０
上に結像する。観測面１３０に生じた干渉縞はズームレ
ンズ１３２を通してＣＣＤカメラ１３３で観測される。
ク光学系である結像レンズ１２８及び被検面１２７のフ
ーリエ変換像面に配置された可変開口絞り１２９を介し
て、被検面１２７の凹凸に応じた干渉像を観測面１３０
上に結像する。観測面１３０に生じた干渉縞はズームレ
ンズ１３２を通してＣＣＤカメラ１３３で観測される。
【００３５】ここでも上記第３の実施例と同様に、ズー
ムレンズ１３２の倍率、ＣＣＤ受光面の分解能の限界等
を考慮しながら所望の空間分解能となるよう絞り制御部
１３１によって可変開口絞り１２９の開口径を設定す
る。
ムレンズ１３２の倍率、ＣＣＤ受光面の分解能の限界等
を考慮しながら所望の空間分解能となるよう絞り制御部
１３１によって可変開口絞り１２９の開口径を設定す
る。
【００３６】なお、本実施においては、１／４波長板１
２５をビームエキスパンダ１２４間の光路中位置ｃに配
置したが本願はこれに限るものではない。ビームエキス
パンダ１２４を構成するレンズＡ，レンズＢ面からの反
射光がノイズとなる可能性を考えた場合、光路中位置ｂ
に配置することが最も望ましい。これは、この位置ｂに
配置すればレンズＡ，レンズＢ面からの反射光に１／４
波長板は関与せず反射光はＰ偏光のままで偏光ビームス
プリッタ２１を透過し、結像光学系へノイズとして導か
れることはないからである。しかしながら、この位置ｂ
に配置する場合ビームエキスパンダ１２４によって広げ
られた光束径に応じた口径の大きな波長板が必要となる
が、これは製作上またコスト上困難であり現実的ではな
い。
２５をビームエキスパンダ１２４間の光路中位置ｃに配
置したが本願はこれに限るものではない。ビームエキス
パンダ１２４を構成するレンズＡ，レンズＢ面からの反
射光がノイズとなる可能性を考えた場合、光路中位置ｂ
に配置することが最も望ましい。これは、この位置ｂに
配置すればレンズＡ，レンズＢ面からの反射光に１／４
波長板は関与せず反射光はＰ偏光のままで偏光ビームス
プリッタ２１を透過し、結像光学系へノイズとして導か
れることはないからである。しかしながら、この位置ｂ
に配置する場合ビームエキスパンダ１２４によって広げ
られた光束径に応じた口径の大きな波長板が必要となる
が、これは製作上またコスト上困難であり現実的ではな
い。
【００３７】また、例えば位置ａでは、１／４波長板の
径も比較的小さくてすみ最も容易に配置できる。しかし
ながら、この位置ａでは、レンズＡ，レンズＢ面からの
反射光がこの波長板によってＳ偏光となり、偏光ビーム
スプリッタ１２３で反射され結像光学系へ導かれてしま
い、高い空間分解能で可変開口絞り１２９の開口径を大
きくして被検面１２７の観測を行う場合にはこの開口絞
り１２９を通過して多量のノイズとなる。
径も比較的小さくてすみ最も容易に配置できる。しかし
ながら、この位置ａでは、レンズＡ，レンズＢ面からの
反射光がこの波長板によってＳ偏光となり、偏光ビーム
スプリッタ１２３で反射され結像光学系へ導かれてしま
い、高い空間分解能で可変開口絞り１２９の開口径を大
きくして被検面１２７の観測を行う場合にはこの開口絞
り１２９を通過して多量のノイズとなる。
【００３８】従ってレンズＡとレンズＢ間の光路中に配
置するのが妥当である。この場合、レンズＢ面からの反
射光は結像光学系へ導かれ観測面へ行くが、レンズＢの
口径が大きいため開口絞り１２９を通過する光量はわず
かである。
置するのが妥当である。この場合、レンズＢ面からの反
射光は結像光学系へ導かれ観測面へ行くが、レンズＢの
口径が大きいため開口絞り１２９を通過する光量はわず
かである。
【００３９】なお、１／４波長板自身の反射に関して
は、焦点よりレンズＢ側に挿入した方が、反射光が発散
するのでその影響を低減できる。波長板表面に反射防止
膜を施すことは言うまでもない。また、厚さが極力薄い
波長板を用いる方がより効果的である。
は、焦点よりレンズＢ側に挿入した方が、反射光が発散
するのでその影響を低減できる。波長板表面に反射防止
膜を施すことは言うまでもない。また、厚さが極力薄い
波長板を用いる方がより効果的である。
【００４０】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、任意の空
間分解能で被検面の形状を観測することができる。また
結像光学系において、フォーカシングにとって像の大き
さが変化しないので、収差補正に原器を用いる場合の測
定精度も向上するという効果がある。
間分解能で被検面の形状を観測することができる。また
結像光学系において、フォーカシングにとって像の大き
さが変化しないので、収差補正に原器を用いる場合の測
定精度も向上するという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例によるトワイマン・グリ
ーン型干渉計の概略構成図である。
ーン型干渉計の概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例によるフィゾー型干渉計
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例によるフィゾー型干渉計
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施例によるフィゾー型干渉計
の概略構成図である。
の概略構成図である。
１，１１，１０１，１０２：光源 ２，１２：コリメータレンズ １０２，１２２，１２４：ビームエキスパンダ ３，１３，１０３：半透過鏡 １２３：偏光ビームスプリッタ ４，１４，１０４，１２６：参照面 ５，１５，１０５，１２７：被検面 ６，１６，１０６，１２８：結像レンズ ７，１７，１０７，１２８：可変開口絞り ８，１８，１０８，１３０：観測面 ９，１９，１０９，１３１：絞り制御部 １１０，１３２：ズームレンズ １１１，１３３：ＣＣＤカメラ
Claims (2)
- 【請求項１】 光源と、該光源からの光束を被検面およ
び参照面へ導く一方前記被検面および参照面からの反射
光を結像光学系へ導くビームスプリッタと、前記結像光
学系を介して結像された干渉像を観測する検出光学系と
を備えた干渉計において、 前記結像光学系は、結像レンズと、前記被検面のフーリ
エ変換像面に配置された可変開口絞りと、該可変開口絞
りの開口径を任意の大きさに変化させる絞り制御手段と
を有することを特徴とする干渉計。 - 【請求項２】 前記結像光学系は、両側テレセントリッ
ク光学系で構成されたことを特徴とする請求項１に記載
の干渉計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17208493A JP3517903B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 干渉計 |
| US08/575,442 US5561525A (en) | 1993-06-21 | 1995-12-20 | Interferometer for observing the interference pattern of a surface under test utilizing an adjustable aperture stop |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17208493A JP3517903B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712535A true JPH0712535A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3517903B2 JP3517903B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=15935246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17208493A Expired - Fee Related JP3517903B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 干渉計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5561525A (ja) |
| JP (1) | JP3517903B2 (ja) |
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- 1993-06-21 JP JP17208493A patent/JP3517903B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-12-20 US US08/575,442 patent/US5561525A/en not_active Expired - Fee Related
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