JP5149486B2 - 干渉計、形状測定方法 - Google Patents
干渉計、形状測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5149486B2 JP5149486B2 JP2006029167A JP2006029167A JP5149486B2 JP 5149486 B2 JP5149486 B2 JP 5149486B2 JP 2006029167 A JP2006029167 A JP 2006029167A JP 2006029167 A JP2006029167 A JP 2006029167A JP 5149486 B2 JP5149486 B2 JP 5149486B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavelength
- measurement
- shape
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
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
- G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
- G01B9/02048—Rough and fine measurement
-
- 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
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02002—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
- G01B9/02004—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using frequency scans
-
- 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
- G01B9/02075—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
- G01B9/02078—Caused by ambiguity
- G01B9/02079—Quadrature detection, i.e. detecting relatively phase-shifted signals
- G01B9/02081—Quadrature detection, i.e. detecting relatively phase-shifted signals simultaneous quadrature detection, e.g. by spatial phase shifting
-
- 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
- G01B2290/45—Multiple detectors for detecting interferometer signals
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
波長走査幅Δλの大きさを制御することにより、可干渉距離ΔLを任意の大きさに設定することができる。すなわち、測定対象物Wの位置の粗調整の際には可干渉距離ΔLを大きくして位置調整を容易にすることができる。また、位置の粗調整完了後には、測定対象物Wの例えば厚さ等に応じて可干渉距離ΔLを小さく設定して微調整を行い、その測定を行うことが出来るので、測定対象物Wの裏面反射に基づく干渉ノイズを除去した高精度な計測が可能となる。制御部300は、必要な可干渉距離ΔLに応じて、波長走査幅Δλを決定して波長可変光源201を制御する。なお、波長可変光源201を波長走査し積分露光する際の合成の強度分布が正規分布とみなせない場合には、可干渉距離ΔLは、上記[数1]でなく、より複雑な関数により表せるが、この場合も、その関数に従って可干渉距離ΔLを演算すればよい。
ここで、参照光の光路長l1と測定光の光路長l2が略等しくなるように測定対象物Wの位置調整がなされていると考える。この場合、[数4]の各項のうち、第2項のようにΔl21のみを含む項は、波長に関係なく略一定の強度となり、測定対象物Wの形状によって変化する強度となる。
ここで、Δλ(波長λ0を中心として±Δλ/2の波長走査を行う)は波長走査幅で、ωは光源の波長の変調周波数(波長λの変化周期Tの逆数)を表す。以下に詳細を説明する。発振波長λ(t)が周期的に変化するので、粗調整を行う場合には、波長走査幅Δλを小さくするか、あるいは、波長の変化が小さくなるようなタイミングにおいて積分受光させる。一方、微調整を行う場合には、波長走査幅Δλを大きくするか、あるいは、波長の変化が大きくなるようなタイミングにおいて積分受光させることにより、それぞれの調整モードの可干渉距離に適した波長走査幅の光を選択的に受光させることができる。
ここで、以下に示す[数11]のように、仮に受光時間、つまりCCDカメラ209のシャッター時間をΔtとして、そのΔtが変調周期Tの1/mとすれば、微小時間変化における受光波長変化幅ΔΛ’は以下に示す[数12]となる。
すなわち、変調周期Tの時間をかけてCCDカメラ209により積分受光させれば、図4の(ア)に示すように、その受光波長変化幅はΔΛ1=Δλとなり、波長変化幅Δλ全体の波長の光を積分受光することとなる。また、波長λ0を中心として、T/mの時間を要するタイミングで積分受光させれば、図4の(イ)に示すように、その受光波長変化幅はΔΛ2=Δλπ/mとなる。つまり、所定のタイミングに合わせて、特定波長領域の光を選択的に積分受光させることにより、可干渉距離に応じた粗調整モードと微調整モードに対応する波長変化幅を有する光を積分受光することができる。
Claims (14)
- 出射する光の波長を変更可能に構成された波長可変光源と、
該波長可変光源からの光を測定対象物に照射する測定光と参照面に照射する参照光とに分割すると共に、前記参照面で反射した前記参照光と前記測定対象物で反射した前記測定光を合成して合成光とする光分割合成部材と、
前記合成光により形成される干渉縞画像を所定の露光時間で撮像する撮像部と、
前記波長可変光源を制御して、出射する光の波長を前記所定の露光時間内で所定の波長範囲内で変化させる制御部と、
前記波長の所定の波長範囲内での変化により積分された前記干渉縞画像を解析して前記測定対象物の形状を算出する形状算出部とを備え、
前記制御部は、前記測定対象物の位置の粗調整時に比べ、前記測定対象物の位置の微調整時及び測定時において前記波長の変化の範囲を大きく設定し、
前記波長可変光源は、照射する光の中心波長を周期関数状に変化させて、前記周期関数の一部の時間帯において、前記撮像素子で選択的に積分受光し、
前記周期関数の一部の時間帯は、前記周期関数上の変化量が最大の時間帯である
ことを特徴とする干渉計。 - 前記制御部は、設定すべき測定対象物の位置によって生じる参照光と測定光の光路長差に基づいて、前記所定の露光時間内における波長の変化の範囲を決定する請求項1記載の干渉計。
- 前記合成光を複数の分割光に分割する光分割部材と、
前記複数の分割光の各々の間に所定の位相差を与える複数の位相シフト光学部材とを備え、
前記撮像部は、位相シフトさせられた前記複数の分割光の各々により形成される複数の干渉縞画像を撮像するよう構成された
ことを特徴とする請求項1記載の干渉計。 - 前記光分割合成部材は、前記波長可変光源から入射する光を、互いに直交する直線偏光である測定光と参照光とに分割するものであり、
前記位相シフト光学部材は、
前記合成光における互いに直交する直線偏光を、左回り円偏光、右回り円偏光に変換する1/4波長板と、
前記光分割部材により分割された分割光の光路に挿入された偏光軸が互いに異なる複数の偏光板と
を備えたことを特徴とする請求項3記載の干渉計。 - 前記光分割合成部材は、前記波長可変光源から入射する光を、互いに直交する直線偏光である測定光と参照光とに分割するものであり、
前記位相シフト光学部材は、
前記光分割部材により分割された第1の分割光の光路に挿入され第1の偏光軸を有する第1偏光板と、
前記光分割部材により分割された第2の分割光の光路に挿入され前記第1の偏光軸と同一の第2の偏光軸を有する第2偏光板と、
前記光分割部材により分割された第3の分割光の光路に挿入され前記第1の偏光軸とは90°異なる第3の偏光軸を有する第3の偏光板と、
前記第2の分割光の光路に挿入され前記合成光の偏光方向と進相軸方向及び遅軸方位が略一致した1/4波長板と
を備えたことを特徴とする請求項3記載の干渉計。 - 前記周期関数は正弦波関数とすることを特徴とする請求項1記載の干渉計。
- 前記形状算出部は、前記干渉縞画像からフーリエ変換法などの干渉縞解析手法により形状を算出することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の干渉計。
- 前記形状算出部は、前記参照面または前記測定対象物を移動させるかまたは、前記参照光または前記測定光の光路上に位相遅延を生じさせる光学媒体を配置して、前記参照光と前記測定光との間に相対的な位相差を与え、位相シフト法により形状を算出することを特徴とする請求項1、2、6のいずれか1項記載の干渉計。
- 前記形状算出部は、前記周期関数の一部の時間帯において前記撮像素子で選択的に積分受光する際に異なる波長範囲にて選択的に積分受光して、複数の位相シフトされた干渉縞を撮像して、形状を算出することを特徴とする請求項1又は6記載の干渉計。
- 波長を変化させながら光を照射する工程と、
前記光を測定対象物に照射する測定光と参照面に照射する参照光とに分割する工程と、
前記参照面で反射した前記参照光と前記測定対象物で反射した前記測定光を合成して合成光とする工程と、
前記合成光により形成される干渉縞画像を所定の露光時間で撮像する工程と、
前記波長可変光源を制御して、出射する光の波長を前記所定の露光時間内で所定の波長範囲内で変化させる工程と、
前記波長の所定の波長範囲内での変化により積分された前記干渉縞画像を解析して前記測定対象物の形状を算出する工程とを備え、
前記測定対象物の位置の粗調整時に比べ、前記測定対象物の位置の微調整時及び測定時において前記波長の変化の範囲を大きく設定し、
前記波長を変化させながら照射された光は、該光の中心波長を周期関数状に変化させて、前記周期関数の一部の時間帯において、前記撮像素子で選択的に積分受光し、
前記周期関数の一部の時間帯は、前記周期関数上の変化量が最大の時間帯である
ことを特徴とする形状測定方法。 - 設定すべき測定対象物の位置によって生じる参照光と測定光の光路長差に基づいて、前記所定の露光時間内における波長の変化の範囲を決定することを特徴とする請求項10記載の形状測定方法。
- 前記合成光を複数の分割光に分割する工程と、
前記複数の分割光の各々の間に所定の位相差を与える工程と
を備え、
前記所定の露光時間で撮像する工程は、位相差を与えられた前記複数の分割光の各々により形成される複数の干渉縞画像を撮像する
ことを特徴とする請求項10記載の形状測定方法。 - 前記周期関数は正弦波関数とすることを特徴とする請求項10記載の形状測定方法。
- 前記形状算出部は、前記周期関数の一部の時間帯において前記撮像素子で選択的に積分受光する際に異なる波長範囲にて選択的に積分受光して、複数の位相シフトされた干渉縞を撮像して、形状を算出することを特徴とする請求項10又は13記載の形状測定方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006029167A JP5149486B2 (ja) | 2005-05-18 | 2006-02-07 | 干渉計、形状測定方法 |
US11/433,485 US7397570B2 (en) | 2005-05-18 | 2006-05-15 | Interferometer and shape measuring method |
DE602006004641T DE602006004641D1 (de) | 2005-05-18 | 2006-05-18 | Interferometer und Formmessverfahren |
EP06114142A EP1724550B1 (en) | 2005-05-18 | 2006-05-18 | Interferometer and shape measuring method |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005145035 | 2005-05-18 | ||
JP2005145035 | 2005-05-18 | ||
JP2006029167A JP5149486B2 (ja) | 2005-05-18 | 2006-02-07 | 干渉計、形状測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006349657A JP2006349657A (ja) | 2006-12-28 |
JP5149486B2 true JP5149486B2 (ja) | 2013-02-20 |
Family
ID=36646031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006029167A Active JP5149486B2 (ja) | 2005-05-18 | 2006-02-07 | 干渉計、形状測定方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7397570B2 (ja) |
EP (1) | EP1724550B1 (ja) |
JP (1) | JP5149486B2 (ja) |
DE (1) | DE602006004641D1 (ja) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7564568B2 (en) * | 2006-03-02 | 2009-07-21 | Zygo Corporation | Phase shifting interferometry with multiple accumulation |
US20100149519A1 (en) * | 2008-06-12 | 2010-06-17 | Mehrdad Toofan | Polarization contrast imager (pci) |
JP5480479B2 (ja) * | 2008-08-04 | 2014-04-23 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定装置および形状測定装置の校正方法 |
KR101335233B1 (ko) * | 2009-01-28 | 2013-11-29 | 가부시키가이샤 코베루코 카겐 | 형상 측정 장치 |
JP5289383B2 (ja) * | 2009-06-05 | 2013-09-11 | 株式会社コベルコ科研 | 形状測定装置,形状測定方法 |
JP5495718B2 (ja) * | 2009-11-04 | 2014-05-21 | キヤノン株式会社 | 被検体情報取得装置 |
JP5590524B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2014-09-17 | 学校法人北里研究所 | オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置とその光源 |
JP5394317B2 (ja) * | 2010-05-17 | 2014-01-22 | 富士フイルム株式会社 | 回転対称非球面形状測定装置 |
DE102010063760B4 (de) | 2010-12-21 | 2022-12-29 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement |
KR101804610B1 (ko) | 2011-03-30 | 2017-12-04 | 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. | 차분 간섭계 모듈을 구비한 리소그래피 시스템 |
WO2013028196A1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-28 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | On-line, continuous monitoring in solar cell and fuel cell manufacturing using spectral reflectance imaging |
KR101213786B1 (ko) | 2011-12-21 | 2012-12-18 | 부산대학교 산학협력단 | 광의 공간 분할을 이용한 측정 시스템 |
US20130226330A1 (en) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Optical techniques for monitoring continuous manufacturing of proton exchange membrane fuel cell components |
CN102589416B (zh) | 2012-03-15 | 2014-05-07 | 浙江大学 | 用于非球面测量的波长扫描干涉仪及方法 |
US9464882B2 (en) * | 2012-04-05 | 2016-10-11 | Nanowave, Inc. | Interferometer with continuously varying path length measured in wavelengths to the reference mirror |
WO2014051431A1 (en) | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Mapper Lithography Ip B.V. | Multi-axis differential interferometer |
JP6140891B2 (ja) * | 2013-05-20 | 2017-06-07 | コー・ヤング・テクノロジー・インコーポレーテッド | 周波数走査干渉計を用いた形状測定装置 |
JP6271278B2 (ja) * | 2014-02-13 | 2018-01-31 | 株式会社ミツトヨ | 位置計測装置および位置計測方法 |
CN105890538A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-08-24 | 广东工业大学 | 三表面干涉式高精度曲面轮廓测量***及方法 |
US10480935B2 (en) | 2016-12-02 | 2019-11-19 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Thickness mapping using multispectral imaging |
CN111238419B (zh) * | 2020-01-20 | 2021-10-01 | 中车齐齐哈尔车辆有限公司 | 制动阀滑阀副平面度的检测装置及检测方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2821685B2 (ja) * | 1989-04-27 | 1998-11-05 | 理化学研究所 | 2次元情報取得装置 |
US5398113A (en) * | 1993-02-08 | 1995-03-14 | Zygo Corporation | Method and apparatus for surface topography measurement by spatial-frequency analysis of interferograms |
JP3784035B2 (ja) * | 1997-03-28 | 2006-06-07 | フジノン株式会社 | 光波干渉装置の被検体ポジショニング装置 |
JP2001091223A (ja) | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Olympus Optical Co Ltd | 面間隔測定方法及び装置 |
JP4298105B2 (ja) * | 2000-01-18 | 2009-07-15 | フジノン株式会社 | 干渉縞測定解析方法 |
JP2002090110A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Shimadzu Corp | 2光束偏光干渉計 |
DE10130902A1 (de) * | 2001-06-27 | 2003-01-16 | Zeiss Carl | Interferometersystem, Verfahren zum Aufnehmen eines Interferogramms und Verfahren zum Bereitstellen und Herstellen eines Objekts mit einer Soll-Oberfläche |
JP3621693B2 (ja) * | 2002-07-01 | 2005-02-16 | フジノン株式会社 | 干渉計装置 |
JP3916545B2 (ja) * | 2002-10-24 | 2007-05-16 | 株式会社 清原光学 | 干渉計 |
US6992778B2 (en) | 2003-08-08 | 2006-01-31 | Mitutoyo Corporation | Method and apparatus for self-calibration of a tunable-source phase shifting interferometer |
-
2006
- 2006-02-07 JP JP2006029167A patent/JP5149486B2/ja active Active
- 2006-05-15 US US11/433,485 patent/US7397570B2/en active Active
- 2006-05-18 EP EP06114142A patent/EP1724550B1/en active Active
- 2006-05-18 DE DE602006004641T patent/DE602006004641D1/de active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7397570B2 (en) | 2008-07-08 |
EP1724550B1 (en) | 2009-01-07 |
US20060262320A1 (en) | 2006-11-23 |
DE602006004641D1 (de) | 2009-02-26 |
EP1724550A1 (en) | 2006-11-22 |
JP2006349657A (ja) | 2006-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5149486B2 (ja) | 干渉計、形状測定方法 | |
JP5349739B2 (ja) | 干渉計及び干渉計の校正方法 | |
US7511827B2 (en) | Interferometer and method of calibrating the interferometer | |
JP4613351B2 (ja) | 位置決め機構 | |
US20110304854A1 (en) | Instantaneous, phase measuring interferometer apparatus and method | |
JP4895353B2 (ja) | 干渉計、及び形状の測定方法 | |
US7466427B2 (en) | Vibration-resistant interferometer apparatus | |
US6064472A (en) | Method for speed measurement according to the laser-doppler-principle | |
US20160238380A1 (en) | Image measuring method and image measuring apparatus | |
JP5282929B2 (ja) | 多波長干渉計 | |
US8279448B2 (en) | Shape measurement apparatus and method | |
JP4998738B2 (ja) | 寸法測定装置及び寸法測定方法 | |
JPH0843015A (ja) | 干渉測長システム | |
JP2003294418A (ja) | 微小周期構造評価装置及び微小周期構造評価方法 | |
JP2006349382A (ja) | 位相シフト干渉計 | |
JP5480479B2 (ja) | 形状測定装置および形状測定装置の校正方法 | |
JP2012184967A (ja) | 波長走査干渉計 | |
JP2020153992A (ja) | 白色干渉計による形状測定装置 | |
JP2009069075A (ja) | 斜入射干渉計及び斜入射干渉計の較正方法 | |
JP2017026494A (ja) | 白色干渉計による形状測定装置 | |
JP2005326192A (ja) | 3次元形状測定装置 | |
JP2014178207A (ja) | 形状の計測装置及び計測方法並びに物品の製造方法 | |
JP5376284B2 (ja) | 干渉測定方法および干渉計 | |
JP2004077223A (ja) | 光ヘテロダイン干渉計 | |
KR101677585B1 (ko) | 고속 초점위치 이동을 위해 다중파장 광원을 이용하는 3차원 형상 측정장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110517 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121130 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5149486 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |