JPH08226806A - 回折光学素子を用いて表面形状を測定する方法および装置 - Google Patents
回折光学素子を用いて表面形状を測定する方法および装置Info
- Publication number
- JPH08226806A JPH08226806A JP7288996A JP28899695A JPH08226806A JP H08226806 A JPH08226806 A JP H08226806A JP 7288996 A JP7288996 A JP 7288996A JP 28899695 A JP28899695 A JP 28899695A JP H08226806 A JPH08226806 A JP H08226806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- object surface
- light source
- optical
- incidence
- diffractive
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
-
- 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
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
に測定すること。 【解決手段】 光源30と、2つ以上の回折格子、ホロ
グラム又は回折光学素子(120,130;122,1
32;123,133)からなる回折光学アセンブリ
(70,72,73)と、干渉データから表面高さを決
定する電子検出手段およびディジタル信号処理手段(1
0,110)を備え、回折光学アセンブリ(70,7
2,73)は、その入射光を2つのビーム(150,1
60;152,162;153,163)に分割し、そ
の2つのビームは、物体表面(70)上の同一場所に2
つの異なる入射角で物体(20)に衝突する。物体表面
から反射した後、ビームは回折光学アセンブリ(70、
72、73)を別々に逆方向に通過する。そして、2つ
のビームは再結合して表面形状を表わす干渉パターンを
生成する。結果として得られる干渉パターンの等価波長
は照明波長よりはるかに大きくなる。
Description
よび解析のための精密光学計測機器に関し、より詳細に
は表面形状測定のための干渉計に関する。
に用いられている、表面形状を測定するための装置の1
つとして干渉計があり、光の波としての性質を用いて高
精度で表面高さの変化の地図を描くことができる。一般
の干渉計の例が例えば書籍の「光学ショップ試験」第2
版、ダニエル マラカラ著(ワイリ、ニューヨーク、1
992)の第1、2および3章に出ている。
光の波長の4分の1を越える不連続な高さ変化や表面粗
さをもつ表面特徴をうまく捉えることができない。その
ような表面特徴は、解釈することが困難あるいは不可能
な干渉計測的位相の曖昧さをもたらす。表面勾配が大き
すぎ干渉縞を解像することがむずかしい時さらに困難さ
が生じる。
め、先行技術は、測定感度を低減させるようにする代替
的方法と手段を提供している。明らかな1つの方法は、
普通でない光源を用いて光の波長を増加させることであ
る。例示的方法と装置が、C.R.マンナリンとM.ラ
ッタによる論文「二酸化炭素レーザー光源を用いた粗面
干渉測定」(応用光学7(9)1858−1859(1
968))に開示されている。しかしながら、そのよう
な方法は、特別な光源、光学素子および検知子を必要と
し、一般的に非常に高価で厄介である。
めの別の先行技術からのアプローチとして、R.ルネ
ブヌワによって論文「計測学的定量法における、干渉現
象の応用」物理学雑誌3(7)、57−68(189
8)において初めて記述されたような、多重波長の使用
があげられる。2つ以上の波長における一連の測定によ
り、非常に大きい等価波長が得られ、従来の単一波長干
渉計の曖昧さの問題のいくつかを克服できる。
T.A.ナスマイアに許可された米国特許第4,35
5,899号に開示されている。しかしながらこれらの
多重波長技術であっても、表面勾配が大きすぎて干渉縞
を解像することが困難になるような場合、正しく機能し
ない。K.ヘインズとB.P.ヒルデブランドによる論
文「波面再構成による輪郭線生成」物理学書簡、19
(1)、10−11(1965)に記載の、先行技術の
2波長ホログラフィー法において、ホログラフィ−像の
2波長再構成の正味の結果は、強め合う干渉の輪郭線間
隔の出現である。しかしながらこの方法は、実際に用い
るには困難をともなう。
する(描く)先行技術の方法が、N.バラスブラメイニ
アンに許可された米国特許第4,340,306号に開
示されている。この特許は、機械的に走査した参照鏡
と、2次元検知アレイとコンピュータ制御装置を備えた
白色光干渉計について記載している。開示されたその方
法は、参照鏡または物体のどちらかを離散処理方法で走
査し、各走査位置ごとに像の各点の縞コントラストを測
定し、このようにして各表面点に対して最大縞コントラ
ストの位置を決定することを含む。コントラストが最大
である走査位置は、特定の表面点の相対高さの尺度であ
る。しかしながら、この先行技術は非常に遅く、干渉縞
を解像する困難さのため、大きく粗い表面に対してうま
く機能しない。
よび多重反射に対する測定感度を低減することを企図し
たいくつかの代替的測定方法が提供されている。この観
点からの代表的先行技術が、R.C.ムーアに許可され
た米国特許第4,325,637号およびC.ジョーナ
サン、B.フランツェとH.J.ティツィアーニによる
論文「斜め入射と観測電子スペックルパターン干渉計」
(応用光学33(31)、7307−7311、(19
94)に記載されている。
て、照明と観測の角度が斜めであることによって、より
ありふれた形態の干渉計に比べて、物体表面における縞
密度を低減できる。この低減された縞密度は、光の実際
の波長λより何倍も長い等価波長Λに対応する。等価波
長Λが大きければ大きいほど、測定機器によって捉える
ことのできる表面粗さの程度が大きくなる。
ーチにおいておこる感度の有意な低減は、法線方向入射
に対して大きい照明角度を必要とする。そのような大き
な角度によって、物体の適切な照明と結像に関して問題
が生じる。また、段差あるいは溝などの表面特徴による
望ましくない陰影の問題もありえる。そのような先行技
術のシステムにおいては、様々の表面反射率を補償する
ため干渉計の参照ビームと物体ビームの適切なバランス
をとる必要性による新たな複雑性が生じる。
る別の構造的アプローチが、F.H.スミスに対する米
国特許第3,958,884号に教示されている。その
装置は、表面の点に対し違った入射角で同時に2つの互
いにコヒーレントな光線束を導波する光学アセンブリを
含む。これらの光線束が再結合すると得られる干渉パタ
ーンは、表面の形状の変化に対してずっと低い感度を有
する。この低減された縞密度はまた、等価波長Λ>λに
よって特徴づけられる。しかしながらこの方法は、照明
の際の極端な角度を必ずしも必要としない。
用いた光源光の分割および再結合の方法をいくつか教示
している。これらの方法はジャマン干渉計、複屈折ダブ
レット、複屈折ダブレットプリズムまたはサバールダブ
レットプレートの使用を含む。しかしながら、これらの
先行技術の方法はいずれも大きな表面領域に対して適切
ではない。それは厄介で高価な光学素子と構造のせいで
あり、光線束を規定し分離するために用いられる様々の
開口絞りのせいである。示された構造はまた非常に光の
無駄になる。
計の別の形態がG.マコッシュに許可された米国特許第
4,498,771号に開示されている。その開示され
た装置は、ウォラットソンプリズムのような複屈折結晶
と鏡系を用い光ビームを物体に導く。米国特許第4,4
98,771号の図2aにおいて、2つの違った角度の
2つのビームによって物体を照明し干渉パターンの実効
縞間隔を大きく増大させることを企図した実施例が示さ
れ、その特許の第3列と第4列に記載がある。
用は、観測する物体の大きさを最大でたった数センチメ
ートルに制限する。さらにその装置は極端な照明角度
(>45度)を用い、したがって先行技術のかすめ入射
干渉計と同じ短所がある。またその装置は複雑で位置合
わせが困難であるように見受けられる。
化する、さらに別の先行技術によるアプローチが、W.
イェーリッシュとG.マコッシュにより論文「表面の光
学輪郭線マッピング」(応用光学12(7)、1552
ー1557(1973))に記載されている。この論文
は試験表面にほとんど接するようにおかれた回折光学素
子(この場合回折格子)を用いる先行技術の方法を記載
している。単色の平面波による格子の照明により、2つ
の異なる回折次数のビーム成分の間で干渉パターンが生
じる。このパターンが物体表面から反射されて戻り、格
子の上で重ね合わされて、物体表面の表面輪郭線に似た
縞パターンが得られる。
と大きい。減感した縞を生成する同様の先行技術のアプ
ローチが、論文「平坦性試験のための共通路干渉計」、
P.ジャコ、X.コロンナ ド レガおよびP.M.ブ
ーン(SPIE 2248、製造における生産性のため
の光学、論文18(1994))に記載されている。
次数の相互作用により作動するが、今の場合素子は球状
波面のホログラフィー記録である。イェーリッシュとマ
コッシュによる先行技術方法およびジャコその他の先行
技術方法は両方とも、物体表面にほとんど接触するよう
に回折素子を載置することを必要とする。
いて単一の回折素子が光源光を2つのビームに分け、そ
れらの2つのビームが違った方向に伝幡して物体表面で
完全に重ならないからである。したがって2つのビーム
は、特に粗い表面においてうまく所期の干渉効果を生成
できない。更なる困難点として、物体が回折素子から遠
く移動すると2つのビームの光路差がだんだん大きくな
る反面、所期の干渉効果はこの光路差が小さいときに最
も容易に得られることがあげられる。
におけるこのような問題を回避するただ1つの方法は、
回折素子の表面のすぐ近くに物体をもってくることであ
る。しかしながらこの非常に近い作業距離は望ましくな
く、しばしば非実用的である。素子との実接触はひどい
損傷をもたらし、作業距離が近いことは特に産業的環境
においてパーツ操作およびオートメーションを複雑なも
のとする。
とき、干渉計測定における先行技術の困難点がさらに現
れる。それは得られた干渉パターンがしばしば、プレー
トの前面と後面の両方からの反射によって生成された縞
の複雑な混合物であるからである。そのような物体に対
して意味のある測定を行うため通常とられる方法は高反
射性材料によって前面を薄くコーティングするかあるい
はある種の指標マッチング被覆の適用によって後面反射
を阻止することである。
試験において、特に生産環境における処理制御において
非常に望ましくない。共係属中の共通に所有する「透明
物体の表面形状を描く方法と装置」という題の米国特許
出願(連続番号第08/153,146号、1993年
11月15日出願)には、2つの測定の後、2つの表面
を数学的分離する方法について開示しているが、このア
プローチは複雑な装置と手順を必要とする。
きな困難性の結果として、先行技術は光の波としての性
質に依存しない光学的表面形状測定技術をいくつか提供
している。その代表的な例がモアレ縞解析である。この
先行技術が書籍の「光学ショップ試験」第2版、ダニエ
ル マラカラ著(ワイリ、ニューヨーク、1992)の
第16章に詳細に記載されている。その先行技術のモア
レ法はロンキー罫線あるいは同様の周期的構造の投影と
描像を含み、幾何学的三角分割に等価である。
ム−スピットファイア生産グループ(デ プレーン、I
L60016)によって製造されたチェックフラットで
ある。この製品は粗い面の形状を測ることができるが、
光学的干渉計測定法に比べると非常に低い精度であり鏡
面に対してはまったく機能しない。
減感した干渉縞を用いて粗い面と平滑な面の両方の形状
を正確に測る装置と方法や、部分的に透明な面平行物体
の表面形状測定の方法と手段を満足に提供していない。
先行技術のこれらの短所は本発明によって克服される。
干渉縞を用いて実用的な作業距離で物体表面の表面形状
を測定する方法であって、回折光学アセンブリを光源で
照明し、回折光学アセンブリを照明する光源の光を回折
光学アセンブリを介して2つの異なる方向に進む2つの
ビームに分割して、回折光学アセンブリを出たビーム
を、適当な作業距離をおいて物体表面で実質的に重なり
合せると共に、そのビームを2つの異なる入射角で実質
的に同じ位置で物体表面に衝突させ、物体表面からの衝
突光を回折光学アセンブリの方へ反射させて、反射ビー
ムを異なる方向で回折光学アセンブリを逆方向に通過さ
せ、そして、回折光学アセンブリを逆方向に通過した反
射ビームを再結合して物体表面の表面形状を表わす干渉
パターンを形成し、前記干渉パターンが表面歪みと表面
粗さに対して低減された感度を有し、前記物体表面が比
較的長い仕事距離に設置され得る方法を提供するもので
ある。
折光学アセンブリが光源によって照明され、それらの光
源は例えば広帯域で部分的にコヒーレントまたは非コヒ
ーレントな光源あるいは、狭帯域で部分的にコヒーレン
トあるいは非コヒーレントな光源である。アセンブリ
は、回折格子、ホログラムなどのような2つ以上の回折
光学素子からなる。回折光学アセンブリは、光源光を2
つのビームに分け、それらビームはアセンブリを通って
2つの異なった方向に伝幡する。
適当な作業距離で物体上に重なるように導波される。物
体表面から反射した後、ビームは別の方向に再び回折光
学アセンブリを通って進み、その後再結合されて表面形
状を表す干渉パターンを形成する。次に干渉パターンは
電子的にあるいは目視によって評価される。本発明によ
って生成される干渉パターンの基本的特色は、それが表
面歪や表面粗さに対する感度を低減したことにある。
うに大きくとって物体を載置して達成される。本発明の
さらなる長所は、白熱電球、発光ダイオード、レーザー
および放散白色光源を含むほとんどどのような光源にで
も用いることができ、部分的に透明な面平行物体の表面
を区別することができることである。
いくつかの図を通じて同様の素子を表すものとする。ま
た、表面プロフィラー(profiler)を表面形状測定器と称
する。さて詳細に図を参照すると、まず図1において、
図1は物体20の表面形状を測定するために組み立てた
本発明の光学的表面形状測定器の望ましい実施例を示す
図である。照明は光源30によって供給され、光源は例
えば広帯域あるいは狭帯域の部分的にコヒーレントある
いは非コヒーレントな光源である。例として、広帯域の
部分的に非コヒーレントな光源には白色光源、白熱電球
あるいは発光ダイオード、あるいはダイオードがあげら
れ、広帯域の部分的にコヒーレントな光源にはピンホー
ルを通した白色光あるいは発光ダイオードがあげられ、
狭帯域の部分的に非コヒーレントな光源には回転するピ
ントグラスとともに用いる発光ダイオードあるいはレー
ザーがあげられ、部分的にコヒーレントな光源にはレー
ザーがあげられる。
部50を通って光を導き、その後レンズ60によってコ
リメートされて略平行な光ビーム61を生成する。図2
にさらに詳細に示す回折光学アセンブリ70は、光源光
を2つのビームに分けそれらの伝幡方向を規定して物体
表面上に同じ場所でしかも2つの違った入射角で衝突す
るようにすることが望ましい。物体20の表面から反射
した後、ビームは回折光学アセンブリ70を通って戻
り、再結合して出射ビーム76となる。レンズ80と絞
り90を通った後、出射ビームはレンズ100により集
光される。レンズ100を調節して表面20が光検知子
あるいは感光変換器110の上に結像するようにするこ
とが望ましい。その素子は例として、固体(solid stat
e)2次元アレイ、線形アレイ、単一光センサあるいは
同様の素子を備えた、電子的画像を生成する従来型カメ
ラである。次にコンピュータ10が従来通りに画像を表
示し、望ましくは画像中のすべての点について高さを計
算し、物体表面の3次元的画像を得る。
(phase shift)によって生じ、この位相変移は表面形
状に比例する。位相変移の物理的原因は図2を参照する
ことにより明らかになる。図2では回折光学アセンブリ
70の目下の望ましい実施例によるビーム経路がよりは
っきりと表されている。照明ビーム140が、まず最初
に格子120に衝突し、格子120は、(例えばF.
A.ジェンキンスとH.E.ホワイトによる著書「光学
の基礎」(マグローヒル、ニューヨーク、1976)に
教示されているような)この技術分野でよく知られた光
学的原理に従って、ビーム140をビーム150とビー
ム160に分割する。その次の段階で、ビーム150と
160は第2の回折格子130によって回折され、次に
物体20の表面170に衝突する。反射した後、2つの
ビームは格子130に向かって戻り、回折されて格子1
20の表面で再結合する。再結合したビームは次に、回
折されて共通の出射ビーム180となる。
されるとき、干渉効果が起こって再結合したビームの強
度gを変化させることが当該技術分野でよく知られてい
る。この変化に対する公式は次の式になる。
干渉計測的位相差であり、g0は定数である。この位相
差ψはそれ自身照明の平均波長λと2つのビームが通過
する光路長の差OPDに関係する。
の入射角であり、φは物体20の表面170に対するビ
ーム150の入射角であり、hは表面170から回折格
子130への距離で、h' は格子120と格子130の
距離であり、Wは作業距離である。等式3において、透
明格子基板の屈折効果は、簡単のため無視している。こ
れら2つの距離hとh’がほぼ同じである時、光路長差
OPDが零に近いことがこの等式から明らかである。こ
の同じ場合には、2つのビームは表面上で完全に重なり
合う。これらが、コントラストVを最大にし、よって最
高品質の干渉パターンを得るための必要条件である。距
離h' を適当に選ぶことにより、ほとんどどのような作
業距離Wでも得ることができ、制限としては格子の物理
的寸法と、付随する登載ハードウェアだけである。
測定器の感度は、次の式で定義される実効波長Λによっ
て表されるであろう。
の微小変化である。この計算は図2に示す望ましい実施
例に対して容易に実行できる。次の関係を用いて
射角αと、波長λと、1mm当たりの溝の数を単位とし
て共通に測った格子120と130の度数N1とN2によ
って決定される。N2のN1に対する比は2に等しいこと
が望ましい。その場合、次の式が成り立つ。
より、等価波長は光源波長に対してほぼ独立であること
がわかる。
実効波長Λ≧λでも生成可能であることがわかる。
になる。図2に示された望ましい実施例において2つの
格子を、第一の格子120が1mm当たり300個の溝
(gpm)を有し、第2の格子130が600gpmに
なるように選んだと仮定する。この例においては、入射
ビーム140は格子120に10.95度の角 α で衝
突する。したがって図2において、回折次数+1はビー
ム150であり、回折次数−1はビーム160である。
2.3度に等しい角度φで−1次に回折される。ビーム
160は格子140によって+1次に回折される。これ
は、今の場合物体表面に対し実質的に法線方向の入射で
あり、従ってθ=0である。表面170からの反射の
後、ビーム150は格子130によって−1次に回折さ
れ、次に格子120によって+1次に回折される。した
がってビーム150はαに等しい角度で格子122を出
る。一方、ビーム160は表面170から反射され、格
子130によって+1次に回折される。次にビーム16
0は格子120により−1次に回折され、その結果ビー
ム150と再結合して出射ビーム180になる。
ロンである。作業距離Wは、距離hから格子130の厚
みを引いたものに等しい。例えば格子が4cm離して置
かれており、それぞれ1cmの厚さを有する時、作業距
離は3cmである。等価波長Λは入射角の関数であるか
ら、入射角α1、α2、・・・・の所に複数の光源と検知
子を対称に配置することにより、2つ以上同時に等価波
長Λ1、Λ2、・・・・を得ることができる。もう1つの
可能性は、入射角αを変えられるように装置に調節作用
を持たせ、使用者が特定の適用に際し、どの等価波長Λ
がもっとも適しているか選ぶことができるようにするこ
とである。
白熱電球光源などによって生成される拡散白色照明と、
完全に両立できる。ここで「白色光」という用語は、レ
ーザー、低圧アーク灯やそれと同様な実質的に単色光の
放射に比して(HV)大きなスペクトル分布を持つこと
を特徴とする、広帯域で部分的に非コヒーレントな光源
などのあらゆる照明を意味し、例えばレーザーに比べて
大きなスペクトル分布をもつ発光ダイオードによって実
現できる。
両方とも等しい量のガラスを通過し、実質的に等しい光
路長を進み、表面上において水平ずれなしに重なり合う
ことが明らかである。これらがいわゆる白色光干渉計測
の必須条件である。さらに等価波長Λがほぼ波長と独立
であることから、白色光による干渉縞は、固定したh'
の値に対し、広い範囲の測定距離hにわたって明瞭であ
る。白色光源の使用により、発明の装置は実質的に簡単
になりコストも低減される。それは白色光が広く入手可
能で、レーザー光源よりも安くつき、望ましくない疑似
(spurious)干渉効果を発生しないからである。
から、図2に示した実施例は色無し(achromatic)と呼
ばれる。色無し干渉縞は、1905年初版でアメリカ光
学学会(ワシントン、D.C.、1988)により最近
リプリントされたロバートW.ウッド著の本「物理光
学」の181と182ページに定義されている。回折格
子を用いた従来の色無し干渉計のいくつかの例がB.
J.チャンと、R.アルファネスおよびE.N.リース
による論文「空間不変の色無し格子干渉計。理論」(応
用光学14(7)、1592−1600(1975)に
記載されているが、それらの例の何れも大きい等価波長
を用いていない。
源30は空間的にあるいはスペクトル的にコヒーレント
である必要がない。そして、非コヒーレントな光源を用
いることが有利である場合もある。しかしながら、この
ことはレーザーのような空間的あるいはスペクトル的に
コヒーレントな光源の使用を除外するものではない。さ
らに光源30は単一光源である必要はなく、いくつかの
光源を組み合わせて、共同して動作させあるいは選択的
に点灯してもよく、本発明の使用に弾力性を与えるもの
となっている。このように前述したように光源30は本
発明に関連して用いられる時、空間的にコヒーレントあ
るいは非コヒーレントであるとともに広帯域あるいは狭
帯域である。
ゾー干渉計に特有の多重反射の問題を生じることなく、
部分的に透明な面平行物体の全面と後面を独立に測定す
ることができることである。この目的のため、本発明の
装置は、白熱電球、発光ダイオード、または空間的コヒ
ーレンスを減らすように企図された追加の光学素子をも
つレーザーのような空間的に広がったあるいは拡散した
光源を含むことが望ましい。
物体26を平行移動させることのできる載物台202に
よって支持された部分的に透明な面平行物体26が示さ
れている。空間的に非コヒーレントな光源の場合、距離
hが実質的に格子間隔h' に等しい場合にのみ干渉が起
こるので、物体26の前面176だけが干渉パターンに
寄与する。図3の物体26の後面177からの反射光は
縞パターンに寄与しない。
の後面177が距離hの所に来るように物体26を載物
台202によって平行移動させた時、前面176はもは
や干渉効果に寄与しない。このように本発明の装置と方
法は部分的に透明な物体の前面と後面の形状を独立に測
定することができる。
により生成された干渉画像が、表面形状を測定する先行
技術の方法の短所を克服する一方、低減された感度とい
う利点以外は、従来技術の干渉計によって生成された画
像と実質的に同じ性質を有しているということである。
方法は依然として本発明と両立でき、必要であれば用い
ることができる。これらの従来の方法は「光学ショップ
試験」の本に教示がある。例えばコンピュータ10のモ
ニタ上に投影された干渉画像は視覚的に解釈してもよ
く、干渉縞パターン解析によって処理してもよい。干渉
画像はザイゴ(Zygo)コーポレーション(ミドルフィー
ルド、CT)によって販売されているザップ(ZAPP)縞
解析ソフトウェアのようないくつかの市販のコンピュー
タソフトウェアパッケージと両立できることが望まし
い。
0、あるいはその要素の1つ、あるいは物体そのものを
正確に変位させて、当該技術分野で位相変移干渉計測と
して知られる従来の方法(例えば「光学ショップ試験」
の本の第2章を参照)にしたがって、干渉パターンにお
ける位相変移を制御する機械的手段を備えることが望ま
しい。図5はそのような機械的手段が位相変移を導き出
すかを示す図である。図中の格子120は、格子間隔
h' を変えられる機械的載物台201によって支持され
ている。上記の等式(3)によれば、格子間隔h' を変
化させる効果は光路長差OPDを変え、それにより干渉
計測的位相ψを変えることにある。
りわかるであろう。本願発明の望ましい方法によれば、
干渉パターンは機械的載物台201によって格子間隔
h' を変えることにより生成される一連の等間隔の位相
変移に対して記録される。これらの干渉パターンは処理
されて、透明な物体から反射された波面を表す正確な位
相画像を生成する。パターンを検知し記憶し処理する装
置は図1に示されているものと実質的に同じであること
が望ましく、カメラ110とコンピュータ10からな
る。
利点は、位置合わせが非常に簡単であることにある。大
きな等価波長Λのおかげで、干渉縞パターンを得ること
がたやすい。さらに物体の位置が適切でない時、コンピ
ュータ10(図1)のモニタ上で2つの画像を区別する
ことができる。このように概略の位置合わせをする方法
の1つは、これらの2つの画像が重なるまで物体を調節
することである。この手順は、位置合わせ前の画像を示
す図6(a)と位置合わせ後の画像を示す図6(b)を
参照することで、より明瞭になる。干渉計位置合わせの
公知の技術のいくつかは、本発明とも両立できる。これ
らの多くは前述した「光学ショップ試験」の本に教示が
ある。
形態に加えて、いくつかの代替的実施例が可能である。
例えば、回折格子の組み合わせを変えることにより、回
折光学アセンブリ70を通るビーム150と160の光
路を変え、しかも同時にビーム150と160を導波し
て表面170上の同じ場所において2つの違った入射角
で物体表面170に衝突するようにすることができる。
これらの代替的実施例をこれから図7〜図11に従って
いくつか考察する。
ム62と反射ビーム77は共通のコリメータ160を共
有する。反射ビームはビーム分離器69によりカメラ1
10に導かれる。図8は、この配置のための適切な回折
光学アセンブリ72を示す。回折光学アセンブリ72
は、1mm当たり実質的に同数の溝を有する2つの格子
122と132からなる。
と132を選んだと仮定する。この例においては、入射
ビーム142は実質的に法線方向から格子122に衝突
する。したがって、ゼロ次の回折次数はビーム152で
あり、−1次の回折次数はビーム162である。つぎに
格子132はビーム152を22.3度に等しい角度φ
で−1次に回折させる。ビーム162は格子132によ
って+1次に回折される。これはこの場合、物体表面に
対し実質的に法線方向入射となり、θ=0である。
は格子132によって−1次に回折され、さらに格子1
22によって+1次に回折される。したがってビーム1
52は格子122からその表面に略垂直に出射する。一
方ビーム162は表面170から反射し格子132によ
って+1次に回折される。ビーム162はさらに格子1
22を通過しビーム152と結合して出射ビーム182
となる。
の代わりとして、実質的にそれと同じ結果を得ることが
でき、さらに光学的デザインを簡素化し、疑似(spurio
us)回折の効果を低減するという新たな利益を得る可能
性をもつホログラムを用いることがあげられる。図9は
ホログラフィー素子からなる回折光学アセンブリ73を
用いた実施例のための適当な光学構造を示す図である。
れらが光をビーム153および163の形の様々の回折
次数に分割し、最後に表面170で反射させるだけでな
く、レンズと類似の仕様で光をコリメートし焦点を結ば
せるという点において、普通の回折格子と異なる。この
ように、図1に示されるコリメーターレンズ60と80
は、図9に示されるホログラフィーによる実施例にとっ
ては必要ではない。図10は回折光学アセンブリ73に
おける2つのホログラフィー素子123と133の配置
の可能性の1つを示す図である。
は、回折次数はトータルでゼロになるが、図10に示す
ホログラフィーの実施例では、出射ビーム183はホロ
グラム123の補償されない+1次の回折に相当する。
この回折次数が光の焦点を結ぶので、コリメータ光学素
子を追加する必要がない。ホログラム123は、当該技
術分野において公知のホログラフィーの原理(例えば
R.J.コリエル、C.B.バークハルトおよびL.
H.リンによる書籍「光学ホログラフィー」(アカデミ
ックプレス社、ニューヨーク、1971)を参照)に従
って、それを2つの発散波面に露出させることにより写
真術的に生成することができる。この実施例のもう1つ
の利点は、疑似(spurious)回折次数が正しく焦点を結
ばないので所期の画像から除去することが容易であるこ
とにある。
的実施例で、図1に示したここでの望ましい実施例と実
質的に同じであるがその装置を商業化するにあたって有
利になる様々の光学素子を追加したものを示す図であ
る。図11においてビーム39を出射するレーザー光源
34が示されている。ビーム39はレンズ44によって
焦点を結び発散ビーム39を生成する。ビーム39は、
物体20の反射率によって光の強度レベルを最適化する
ために用いる可変中性(neutral)密度フィルタ54を通
過する。
似ビームがカメラ110に到達するのを阻止する2つの
絞り94と81も示されている。図11には、カメラ信
号を連続的に見るための画像モニタ11も示されてい
る。また図11には、図5に示した配列に従って干渉パ
ターンの位相変移を制御するための手段250も示され
ている。当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱するこ
となく、ここに開示する方法と装置の形あるいは中味に
対して更に置き換えや削除や変更をなすことができるこ
とを理解するであろう。
公知の光学および電子手段を改変して物体を照明し撮像
して大きい等価波長で干渉パターンを生成するために用
いることができる。例えばこの回折光学アセンブリは顕
微鏡的物体を観察し特性を調べるための従来型の顕微鏡
対物レンズと光学システムに関連して用いることができ
る。
り、粗面を測定でき、大きい変形や大きい勾配を持つ表
面を測定でき、発散白色光を含む殆どどのような光源で
あっても表面を測定でき、面平行表面をもつ部分的に透
明の物体を測定でき、干渉縞解析の公知の方法と両立で
き、位置合わせが簡単で、干渉ビームが両方とも物体表
面からの反射光であるためすぐれた縞コントラストをも
ち、高い光効率を有し、振動に対して感度が低く、反射
力の高い表面と低い表面のどちらに対しても測定を行う
ことができ、同時に測定のための実用的作業距離をとる
ことができて、高価あるいは厄介な要素あるいは装置に
たよらなくてもよい、光学的形状(測定器)が提供され
る。
光源と回折素子と電子カメラと、物体を照明し干渉パタ
ーンを操作するのに必要なその他の光学素子を示すもの
である。
ビーム経路を詳細に示す図である。
れた図1の望ましい装置の一部分を示す図である。
れた図1の望ましい装置の一部分を示す図である。
ための追加手段を備えた図1の装置の代替的実施形態を
示す図である。
配列の方法を示す図である。
レンズを共有している、図1に示す本発明の代替的実施
形態を示す図である。
形態のビーム経路を詳細に示す図である。
って替わるホログラフィー素子を備える図1の本発明の
もう1つ別の代替的実施形態を示す図である。
ンブリを用いた図9の代替的実施形態のビーム経路を詳
細に示す図である。
施形態を示す図である。
Claims (55)
- 【請求項1】 減感された干渉縞を用いて実用的な作業
距離で物体表面の表面形状を測定する方法であって、 回折光学アセンブリを光源で照明し、 回折光学アセンブリを照明する光源の光を回折光学アセ
ンブリを介して2つの異なる方向に進む2つのビームに
分割して、回折光学アセンブリを出たビームを、2つの
異なる入射角で実質的に同じ位置で物体表面に衝突させ
ることによって、適当な作業距離をおいて物体表面で実
質的に重なり合せ、 物体表面からの衝突光を回折光学アセンブリの方へ反射
させて、反射ビームを異なる方向で回折光学アセンブリ
を逆方向に通過させ、そして、 回折光学アセンブリを逆方向に通過した反射ビームを再
結合して物体表面の表面形状を表わす、表面歪みと表面
粗さに対して低減された感度を有する干渉パターンを形
成し、それによって、前記物体表面が比較的長い仕事距
離に設置され得る方法。 - 【請求項2】 前記照明工程が、広帯域で部分的に非コ
ヒーレントな光源で回折光学アセンブリを照明する工程
からなる請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 広帯域で部分的に非コヒーレントな光源
が白色光源からなる請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 白色光源が放散白色光源からなる請求項
3記載の方法。 - 【請求項5】 物体表面が、部分的に透明で平面状の平
行物体からなる請求項2記載の方法。 - 【請求項6】 光源が白熱電球からなる請求項2記載の
方法。 - 【請求項7】 光源が、光放射ダイオードからなる請求
項2記載の方法。 - 【請求項8】 前記照明工程が、広帯域で部分的にコヒ
ーレントな光源で回折光学アセンブリを照明する工程か
らなる請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 前記照明工程が、狭帯域で部分的に非コ
ヒーレントな光源で回折光学アセンブリを照明する工程
からなる請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 前記照明工程が、狭帯域で部分的にコ
ヒーレントな光源で回折光学アセンブリを照明する工程
からなる請求項1記載の方法。 - 【請求項11】 狭帯域で部分的にコヒーレントな光源
がレーザからなる請求項10記載の方法。 - 【請求項12】 前記再結合工程が、再結合されたビー
ムを感光変換して干渉パターンに対応する電子画像を生
成する工程からなる請求項1記載の方法。 - 【請求項13】 電子画像を処理して物体表面の画像を
提供する工程をさらに備えてなる請求項12記載の方
法。 - 【請求項14】 干渉パターンに結びつくデータから表
面高さを決定する工程をさらに備えてなる請求項1記載
の方法。 - 【請求項15】 光源の光が連合照明波長を有し、干渉
パターンが照明波長より大きい連合等価波長を有し、有
効波長が物体表面上の入射角に依存する請求項1記載の
方法。 - 【請求項16】 所望の最大有効波長を提供するために
入射角を変化させる工程をさらに備える請求項15記載
の方法。 - 【請求項17】 有効な波長が、次式 【数1】 で表わされ、ここで、Λが有効波長、dψが物体から回
折光学アセンブリまでの距離hにおける微小変化dhに
対応する干渉位相の微小変化、ψは物体表面に衝突する
2ビーム間の位相差であると共に、ψはλを平均照明波
長とし、OPDを2ビームが通る光路の差とするとき、
次式 【数2】 で表わされる請求項15記載の方法。 - 【請求項18】 回折光学アセンブリが、一対の回折格
子からなり、前記2ビームが通る光路の差が、次式 【数3】 で表わされ、θが物体表面に関して出射するビームの入
射角であり、φは物体表面に関して回折光学アセンブリ
を介して通過するビームの一つの入射角であり、hは物
体表面から物体表面に最も近い回折格子までの距離であ
り、h’は回折光学アセンブリを構成する回折格子間の
距離であり、前記作業距離が、物体表面に最も近い回折
格子の厚さよりも小さい距離hからなる請求項17記載
の方法。 - 【請求項19】 有効波長が、次式 【数4】 で表わされ、ここでθが物体表面に関して出射ビームの
入射角であり、φは物体表面に関し回折光学アセンブリ
を介して通過するビームの1つの入射角であり、それに
よっていずれの有効波長Λ≧λも、適当な角度θ、φを
適当に選択することにより生成される請求項15記載の
方法。 - 【請求項20】 物体表面が、部分的に透明な平面状の
平行物体の前面からなり、前記物体が前後面を有し、前
記部分的透明平面状平行物体の前後面を独立して測定す
る工程をさらに備える請求項5記載の方法。 - 【請求項21】 回折光学アセンブリが、一対の回折格
子からなり、前記2ビームが通る光路の差が、次式 【数5】 で表わされ、θが物体表面に関して出射するビームの入
射角であり、φは物体表面に関して回折光学アセンブリ
を介して通過するビームの一つの入射角であり、hは物
体表面から物体表面に最も近い回折格子までの距離であ
り、h’は回折光学アセンブリを構成する回折格子間の
距離であり、前記作業距離が、物体表面に最も近い回折
格子の厚さを距離hからひいたものである請求項20記
載の方法。 - 【請求項22】 形状を測定する物体表面を、回折光学
アセンブリに関して距離hに設置する工程をさらに備え
てなる請求項21記載の方法。 - 【請求項23】 光源が連合照明波長を有し、干渉パタ
ーンが照明波長より大きい連合等価波長を有し、有効波
長が物体表面上の入射角に依存する請求項21記載の方
法。 - 【請求項24】 有効波長が、次式 【数6】 で表わされ、ここでθが物体表面に関して出射ビームの
入射角であり、φは物体表面に関し回折光学アセンブリ
を介して通過するビームの1つの入射角であり、それに
よっていずれの有効波長Λ≧λも、適当な角度θ、φを
適当に選択することにより生成される請求項23記載の
方法。 - 【請求項25】 前記干渉パターン中で制御される位相
シフトを生成する工程をさらに備える請求項1記載の方
法。 - 【請求項26】 制御される位相シフトを生成する工程
が、物体表面に関して回折光学アセンブリの少くとも一
部を移す工程からなる請求項23記載の方法。 - 【請求項27】 回折光学アセンブリが、ホログラフィ
ックの要素を備えてなる請求項1記載の方法。 - 【請求項28】 減感された干渉縞を用いて実用的な作
業距離で物体表面の表面形状を測定する光学的表面形状
測定器であって、 照明光源と、照明光源と物体表面との間に光学的に配列
された回折光学アセンブリを備え、照明光源は回折光学
アセンブリを照明し、回折光学アセンブリは、回折光学
アセンブリを照明する光を回折光学アセンブリを介して
2つの異なる方向に進む2つのビームに分割する手段を
備え、前記ビームは回折光学アセンブリを出て2つの異
なる入射角で実質的に同じ位置で物体表面に衝突し、物
体表面は物体表面からの衝突ビームを回折光学アセンブ
リの方へ反射させ、反射ビームを異なる方向で回折光学
アセンブリを逆方向に通過させ、前記反射ビームを再結
合して物体表面の表面形状を表わす干渉パターンを形成
する手段を備え、それによって前記回折光学アセンブリ
と前記物体表面との間に比較的大きい仕事距離が、表面
歪みと粗さに対して低減された感度を有する干渉パター
ンによって得られる測定器。 - 【請求項29】 前記照明光源が、広帯域で部分的に非
コヒーレントな光源からなる請求項28記載の光学的表
面形状測定器。 - 【請求項30】 広帯域で部分的に非コヒーレントな光
源が白色光源からなる請求項29記載の光学的表面形状
測定器。 - 【請求項31】 白色光源が放散白色光源からなる請求
項30記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項32】 物体表面が、部分的に透明で平面状の
平行物体からなる請求項29記載の光学的表面形状測定
器。 - 【請求項33】 前記物体表面が、前記部分的に透明な
平面状の平行物体の前面からなり、前記物体が前後面を
有し、前記物体を選択的に移動して後面又は前面を1つ
の共通平面に設置し他方の物体表面を共通平面から離す
手段をさらに備え、その平面に選択的に設置された物体
表面上の同じ場所に2つの異なる入射角で前記ビームが
入射し、それによって、前記部分的に透明な平面状の平
行物体の前後面が独立的に測定できる請求項32記載の
光学的表面形状測定器。 - 【請求項34】 回折光学アセンブリが、一対の回折格
子からなり、前記2ビームが通る光路の差が、次式 【数7】 で表わされ、ここで、θが物体表面に関して出射するビ
ームの入射角であり、φは物体表面に関して回折光学ア
センブリを介して通過するビームの一つの入射角であ
り、hは物体表面から物体表面に最も近い回折格子まで
の距離であり、h’は回折光学アセンブリを構成する回
折格子間の距離であり、前記作業距離が、物体表面に最
も近い回折格子の厚さを距離hからひいたものである請
求項33記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項35】 前記移動手段は、形状測定する物体表
面を回折光学アセンブリに関して距離hに設置し、距離
hが共通平面内に配置される請求項34記載の光学的表
面形状測定器。 - 【請求項36】 前記光源の光が連合照明波長を有し、
前記干渉パターンが前記照明波長より大きい連合等価波
長を有し、前記有効波長が前記物体表面上の入射角に依
存する請求項34記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項37】 有効波長が、次式 【数8】 で表わされ、ここでθが物体表面に関して出射ビームの
入射角であり、φは物体表面に関し回折光学アセンブリ
を介して通過するビームの1つの入射角であり、それに
よっていずれの有効波長Λ≧λも、適当な角度θ、φを
適当に選択することにより生成される請求項36記載の
光学的表面形状測定器。 - 【請求項38】 照明光源が、白熱電球からなる請求項
29記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項39】 前記照明光源が、広帯域で部分的にコ
ヒーレントな光源からなる請求項28記載の光学的表面
形状測定器。 - 【請求項40】 前記照明光源が、狭帯域で部分的に非
コヒーレントな光源からなる請求項28記載の光学的表
面形状測定器。 - 【請求項41】 前記照明光源が、狭帯域で部分的にコ
ヒーレントな光源からなる請求項28記載の光学的表面
形状測定器。 - 【請求項42】 狭帯域で部分的にコヒーレントな光源
がレーザからなる請求項41記載の光学的表面形状測定
器。 - 【請求項43】 照明光源が、光放射ダイオードからな
る請求項29記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項44】 光源からの光が連合照明波長を有し、
干渉パターンが照明波長より大きい連合等価波長を有
し、有効波長が物体表面上の入射角に依存する請求項2
8記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項45】 有効な波長が、次式 【数9】 で表わされ、Λが有効波長、dψが物体から回折光学ア
センブリまでの距離hにおける微小変化dhに対応する
干渉位相の微小変化、ψは物体表面に衝突する2ビーム
間の位相差であると共に、ψはλを平均照明波長とし、
OPDを2ビームが通る光路の差とするとき、次式 【数10】 で表わされる請求項44記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項46】 回折光学アセンブリが、一対の回折格
子からなり、前記2ビームが通る光路の差が、次式 【数11】 で表わされ、θが物体表面に関して出射するビームの入
射角であり、φは物体表面に関して回折光学アセンブリ
を介して通過するビームの一つの入射角であり、hは物
体表面から物体表面に最も近い回折格子までの距離であ
り、h’は回折光学アセンブリを構成する回折格子間の
距離であり、前記作業距離が、物体表面に最も近い回折
格子の厚さを距離hからひいたものである請求項45記
載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項47】 有効波長が、次式 【数12】 で表わされ、ここでθが物体表面に関して出射ビームの
入射角であり、φは物体表面に関し回折光学アセンブリ
を介して通過するビームの1つの入射角であり、それに
よっていずれの有効波長Λ≧λも、適当な角度θ、φを
適当に選択することにより生成される請求項44記載の
光学的表面形状測定器。 - 【請求項48】 前記干渉パターン中で制御される位相
シフトを生成する手段をさらに備える請求項28記載の
光学的表面形状測定器。 - 【請求項49】 位相シフト生成手段が、物体表面に関
して回折光学アセンブリを移動する手段からなる請求項
48記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項50】 回折光学アセンブリが、少なくとも2
つの間隔を有して設けられた回折格子からなり、前記移
動手段が、前記回折格子の少くとも1つを他方に対して
移動させる手段からなる請求項49記載の光学的表面形
状測定器。 - 【請求項51】 回折光学アセンブリが、ホログラフィ
ックの要素を備えてなる請求項28記載の光学的表面形
状測定器。 - 【請求項52】 回折光学アセンブリが、複数の回折格
子からなる請求項28記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項53】 前記再結合手段が、前記干渉パターン
に対応する電子画像を、前記再結合ビームから生成する
感光変換器をさらに備えてなる請求項28記載の光学的
表面形状測定器。 - 【請求項54】 前記電子画像を処理して前記物体表面
の画像を提供するデータ処理手段をさらに備えてなる請
求項53記載の光学的表面形状測定器。 - 【請求項55】 前記入射角を変化させて所望の最大有
効波長を提供する手段をさらに備えてなる請求項44記
載の光学的表面形状測定器。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/334,939 US5526116A (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | Method and apparatus for profiling surfaces using diffractive optics which impinges the beams at two different incident angles |
US08/334939 | 1994-11-07 | ||
US08/365,589 US5671050A (en) | 1994-11-07 | 1994-12-28 | Method and apparatus for profiling surfaces using diffracative optics |
US08/365589 | 1994-12-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08226806A true JPH08226806A (ja) | 1996-09-03 |
JP3568297B2 JP3568297B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=26989463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28899695A Expired - Fee Related JP3568297B2 (ja) | 1994-11-07 | 1995-11-07 | 回折光学素子を用いて表面形状を測定する方法および装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5671050A (ja) |
JP (1) | JP3568297B2 (ja) |
KR (1) | KR100398666B1 (ja) |
CN (1) | CN1060267C (ja) |
DE (1) | DE19541312A1 (ja) |
FR (1) | FR2726641B1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6765684B2 (en) | 2001-03-30 | 2004-07-20 | Nidek Co., Ltd | Surface shape measurement apparatus |
KR100465784B1 (ko) * | 2002-05-03 | 2005-01-13 | 한국과학기술원 | 경사단면 광섬유 광원을 이용한 점회절 간섭계 및 측정방법 |
JP2005512048A (ja) * | 2001-11-27 | 2005-04-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 特に自動車に用いられるレインセンサ |
JP2009544036A (ja) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | セルオプティック、インコーポレイテッド | 受信電磁放射線から物体の3次元情報を抽出するシステム、装置および方法 |
JP2019510214A (ja) * | 2016-02-24 | 2019-04-11 | ベルツ,マルティン | 三次元インターフェロメータ及び電界の位相を決定する方法 |
Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5973784A (en) * | 1997-01-08 | 1999-10-26 | Electro-Optical Sciences, Inc. | Common path, interferometric systems and methods using a birefringent material for topographic imaging |
US6188483B1 (en) * | 1997-12-03 | 2001-02-13 | Dr. Ettemeyer Gmbh & Co. | Method and apparatus for determining deformation and elongation on curved bodies |
US6072581A (en) * | 1998-10-30 | 2000-06-06 | Zygo Corporation | Geometrically-desensitized interferometer incorporating an optical assembly with high stray-beam management capability |
US6181430B1 (en) | 1999-03-15 | 2001-01-30 | Ohio Aerospace Institute | Optical device for measuring a surface characteristic of an object by multi-color interferometry |
DE19919096A1 (de) * | 1999-04-27 | 2000-11-02 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope |
US6226092B1 (en) | 1999-05-27 | 2001-05-01 | Zygo Corporation | Full-field geometrically desensitized interferometer using refractive optics |
US6341259B1 (en) | 1999-06-04 | 2002-01-22 | Interscience, Inc. | Microsystems integrated testing and characterization system and method |
US6369888B1 (en) | 1999-11-17 | 2002-04-09 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for article inspection including speckle reduction |
DE50005933D1 (de) * | 1999-11-24 | 2004-05-06 | Haag Streit Ag Koeniz | Verfahren und vorrichtung zur messung optischer eigenschaften wenigstens zweier voneinander distanzierter bereiche in einem transparenten und/oder diffusiven gegenstand |
US6708132B1 (en) | 2000-06-02 | 2004-03-16 | Interscience, Inc. | Microsystems integrated testing and characterization system and method |
WO2001094881A1 (en) * | 2000-06-02 | 2001-12-13 | Gsi Lumonics Corporation | System of fabricating plane parallel substrates with uniform optical paths |
US6819438B2 (en) * | 2000-06-02 | 2004-11-16 | Gsi Lumonics Corporation | Technique for fabricating high quality optical components |
KR100392082B1 (ko) * | 2000-07-08 | 2003-07-22 | 정하철 | 모아레 무늬 촬상장치 |
NO321629B1 (no) * | 2000-11-30 | 2006-06-12 | Tomra Systems Asa | Anordning for bruk ved spektroskopi |
US6473185B2 (en) | 2001-03-07 | 2002-10-29 | Plx, Inc. | Alignment free interferometer and alignment free method of profiling object surfaces |
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 |
IL144805A (en) | 2001-08-08 | 2006-08-01 | Nova Measuring Instr Ltd | Method and system for measuring the topograpy of a sample |
US7030995B2 (en) * | 2001-12-10 | 2006-04-18 | Zygo Corporation | Apparatus and method for mechanical phase shifting interferometry |
EP1537532A2 (en) * | 2002-09-12 | 2005-06-08 | Nline Corporation | System and method for detecting differences between complex images |
WO2004025462A2 (en) * | 2002-09-12 | 2004-03-25 | Nline Corporation | Flow control method for maximizing resource utilization of a remote system |
US20040130762A1 (en) * | 2002-09-12 | 2004-07-08 | Thomas Clarence E. | Optical acquisition systems for direct-to-digital holography and holovision |
DE10303364A1 (de) * | 2003-01-29 | 2004-08-05 | Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co.Kg | Vorrichtung zur Bestimmung des Höhenprofils eines Objekts |
US7019840B2 (en) * | 2003-06-17 | 2006-03-28 | Seagate Technology Llc | Dual-beam interferometer for ultra-smooth surface topographical measurements |
US7436504B2 (en) * | 2003-09-10 | 2008-10-14 | Shear Graphics, Llc | Non-destructive testing and imaging |
US6934018B2 (en) * | 2003-09-10 | 2005-08-23 | Shearographics, Llc | Tire inspection apparatus and method |
US7187437B2 (en) * | 2003-09-10 | 2007-03-06 | Shearographics, Llc | Plurality of light sources for inspection apparatus and method |
KR100622243B1 (ko) * | 2004-02-17 | 2006-09-14 | 오므론 가부시키가이샤 | 광학식 측정 장치 및 광학식 측정 방법 |
US7483152B2 (en) * | 2004-03-03 | 2009-01-27 | Baker Hughes Incorporated | High resolution statistical analysis of localized corrosion by direct measurement |
US20050275850A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-15 | Timbre Technologies, Inc. | Shape roughness measurement in optical metrology |
FR2897426B1 (fr) * | 2006-02-16 | 2012-07-27 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede d'analyse de surface d'onde par interferometrie multilaterale a difference de frequences |
US7428060B2 (en) * | 2006-03-24 | 2008-09-23 | Timbre Technologies, Inc. | Optimization of diffraction order selection for two-dimensional structures |
US7388675B2 (en) * | 2006-04-03 | 2008-06-17 | Valley Design Corporation | Interferometers for the measurement of large diameter thin wafers |
US7846391B2 (en) | 2006-05-22 | 2010-12-07 | Lumencor, Inc. | Bioanalytical instrumentation using a light source subsystem |
DE102006035022A1 (de) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Carl Zeiss Smt Ag | Verfahren zum Herstellen einer optischen Komponente, Interferometeranordnung und Beugungsgitter |
US7709811B2 (en) | 2007-07-03 | 2010-05-04 | Conner Arlie R | Light emitting diode illumination system |
US8098375B2 (en) | 2007-08-06 | 2012-01-17 | Lumencor, Inc. | Light emitting diode illumination system |
US8120781B2 (en) | 2008-11-26 | 2012-02-21 | Zygo Corporation | Interferometric systems and methods featuring spectral analysis of unevenly sampled data |
US8242462B2 (en) | 2009-01-23 | 2012-08-14 | Lumencor, Inc. | Lighting design of high quality biomedical devices |
US8107084B2 (en) * | 2009-01-30 | 2012-01-31 | Zygo Corporation | Interference microscope with scan motion detection using fringe motion in monitor patterns |
CN102278952B (zh) * | 2010-09-14 | 2012-09-05 | 北京航空航天大学 | 一种光滑反射表面的合成孔径数字全息三维显微观测装置 |
US8389957B2 (en) | 2011-01-14 | 2013-03-05 | Lumencor, Inc. | System and method for metered dosage illumination in a bioanalysis or other system |
US8466436B2 (en) | 2011-01-14 | 2013-06-18 | Lumencor, Inc. | System and method for metered dosage illumination in a bioanalysis or other system |
US8967811B2 (en) | 2012-01-20 | 2015-03-03 | Lumencor, Inc. | Solid state continuous white light source |
US9217561B2 (en) | 2012-06-15 | 2015-12-22 | Lumencor, Inc. | Solid state light source for photocuring |
US20170188010A1 (en) * | 2015-12-29 | 2017-06-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Reconstruction of local curvature and surface shape for specular objects |
CN105675617B (zh) * | 2016-04-06 | 2020-05-01 | 东旭科技集团有限公司 | 用于测量平板玻璃表面颗粒度的方法及设备 |
DE102019212520A1 (de) * | 2019-08-21 | 2021-02-25 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Diffraktives optisches Element für ein Prüfinterferometer |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3958884A (en) * | 1974-04-24 | 1976-05-25 | Vickers Limited | Interferometric apparatus |
US4340306A (en) * | 1980-02-04 | 1982-07-20 | Balasubramanian N | Optical system for surface topography measurement |
DE3173451D1 (en) * | 1981-09-17 | 1986-02-20 | Ibm Deutschland | Method for interferometric surface topography |
JPH0642448B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1994-06-01 | 株式会社東芝 | 位置合わせ方法 |
DE4006365A1 (de) * | 1990-03-01 | 1991-10-17 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmesseinrichtung |
IL100655A (en) * | 1991-02-08 | 1994-11-28 | Hughes Aircraft Co | Profile gauge for interferometric laser |
JP3315805B2 (ja) * | 1993-03-31 | 2002-08-19 | 旭光学工業株式会社 | 像面測定装置 |
US6154278A (en) * | 1993-06-10 | 2000-11-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical encoder for optically measuring displacement of moving body |
JPH07190722A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Canon Inc | 位置ずれ検出方法及びそれを用いた位置ずれ検出装置 |
JPH07130022A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ヘッド装置および光学素子 |
-
1994
- 1994-12-28 US US08/365,589 patent/US5671050A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-11-06 DE DE19541312A patent/DE19541312A1/de not_active Withdrawn
- 1995-11-07 FR FR9513140A patent/FR2726641B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-07 KR KR1019950040164A patent/KR100398666B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-11-07 JP JP28899695A patent/JP3568297B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-07 CN CN95118625A patent/CN1060267C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6765684B2 (en) | 2001-03-30 | 2004-07-20 | Nidek Co., Ltd | Surface shape measurement apparatus |
JP2005512048A (ja) * | 2001-11-27 | 2005-04-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 特に自動車に用いられるレインセンサ |
KR100465784B1 (ko) * | 2002-05-03 | 2005-01-13 | 한국과학기술원 | 경사단면 광섬유 광원을 이용한 점회절 간섭계 및 측정방법 |
JP2009544036A (ja) * | 2006-07-18 | 2009-12-10 | セルオプティック、インコーポレイテッド | 受信電磁放射線から物体の3次元情報を抽出するシステム、装置および方法 |
US11698606B2 (en) | 2006-07-18 | 2023-07-11 | Celloptic, Inc. | System, apparatus and method for extracting three-dimensional information of an object from received electromagnetic radiation |
JP2019510214A (ja) * | 2016-02-24 | 2019-04-11 | ベルツ,マルティン | 三次元インターフェロメータ及び電界の位相を決定する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5671050A (en) | 1997-09-23 |
CN1060267C (zh) | 2001-01-03 |
FR2726641B1 (fr) | 1998-09-11 |
FR2726641A1 (fr) | 1996-05-10 |
JP3568297B2 (ja) | 2004-09-22 |
KR960020553A (ko) | 1996-06-17 |
KR100398666B1 (ko) | 2003-12-11 |
DE19541312A1 (de) | 1996-05-30 |
CN1133434A (zh) | 1996-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3568297B2 (ja) | 回折光学素子を用いて表面形状を測定する方法および装置 | |
JP3741472B2 (ja) | 大等価波長を用いた物体表面形状測定方法及びシステム | |
US5526116A (en) | Method and apparatus for profiling surfaces using diffractive optics which impinges the beams at two different incident angles | |
Wyant | White light interferometry | |
US6249351B1 (en) | Grazing incidence interferometer and method | |
US7609388B2 (en) | Spatial wavefront analysis and 3D measurement | |
US6643025B2 (en) | Microinterferometer for distance measurements | |
US7130059B2 (en) | Common-path frequency-scanning interferometer | |
US5995224A (en) | Full-field geometrically-desensitized interferometer employing diffractive and conventional optics | |
US6072581A (en) | Geometrically-desensitized interferometer incorporating an optical assembly with high stray-beam management capability | |
US6226092B1 (en) | Full-field geometrically desensitized interferometer using refractive optics | |
JP7082137B2 (ja) | スペクトル制御干渉法による曲率半径測定 | |
US20040075844A1 (en) | Frequency-scanning interferometer with non-specular reference surface | |
JP3185901B2 (ja) | ホログラム干渉計による干渉縞の測定解析方法 | |
US4221486A (en) | Interferometric measurement with λ/4 resolution | |
US20050111006A1 (en) | Apparatus and method for ellipsometric measurements with high spatial resolution | |
JPH11510251A (ja) | 複合体光学素子を有する干渉計 | |
Biegen et al. | High resolution phase measuring laser interferometric microscope for engineering surface metrology | |
US5452088A (en) | Multimode-laser interferometric apparatus for eliminating background interference fringes from thin-plate measurements | |
JP3714853B2 (ja) | 位相シフト干渉縞同時撮像装置における平面形状計測方法 | |
JP5239049B2 (ja) | 粗さ測定方法及び粗さ測定装置 | |
JP3010085B2 (ja) | ホログラム干渉計 | |
JP3634327B2 (ja) | 光波長分散空間干渉断層画像化装置 | |
Simon et al. | The Mach-Zehnder interferometer: examination of a volume by non-classical localization plane shifting | |
Jacquot et al. | Common-path holographic interferometer for flatness testing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040518 |
|
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: 20040525 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040615 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120625 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |