JPS59183310A - 形状測定装置 - Google Patents
形状測定装置Info
- Publication number
- JPS59183310A JPS59183310A JP5528183A JP5528183A JPS59183310A JP S59183310 A JPS59183310 A JP S59183310A JP 5528183 A JP5528183 A JP 5528183A JP 5528183 A JP5528183 A JP 5528183A JP S59183310 A JPS59183310 A JP S59183310A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- optical system
- light
- signal
- defect
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は主として円盤体の形状測定装置に関する。
円盤体の表面に現われている微小な高さを非接触で検出
する場合、従来技術の一つに干渉法を用いてＩＴＶのモ
ニター画像上に干渉パターンを表示してみる迎」定装置
が考えられる。しかし、一度に広い画面をＩＴＶに取り
込むと分解能に制限され、微小な欠陥は検出できない。
する場合、従来技術の一つに干渉法を用いてＩＴＶのモ
ニター画像上に干渉パターンを表示してみる迎」定装置
が考えられる。しかし、一度に広い画面をＩＴＶに取り
込むと分解能に制限され、微小な欠陥は検出できない。
さらに自動検査とするためには、超高速の画像処理機能
が必要と々す、実際的ではない。また、干渉法で画像処
理を使わないで行う場合は、可干渉光であるレーザ光を
二つに分け、一方の光を参照用ミラーに照射し、また、
円盤体を回転させながら、他方の光を半径方向に移動さ
せて照射し、円盤体からの反射光を参照用ミラーからの
反射光と干渉させる。しかし、この場合、円盤体の表面
の検出点と参照用ミラーの位置が離れていると、外部か
らの振動や円盤体を回転させる回転機構による振動、そ
の他で光路差が不安定に変化するため、Ｓ／Ｎの高い計
測ができない欠点があった。また、回転に伴ない円盤体
が上下動すると、二つの光路がずれてしまい、干渉縞が
消滅するなどの欠点があった。
が必要と々す、実際的ではない。また、干渉法で画像処
理を使わないで行う場合は、可干渉光であるレーザ光を
二つに分け、一方の光を参照用ミラーに照射し、また、
円盤体を回転させながら、他方の光を半径方向に移動さ
せて照射し、円盤体からの反射光を参照用ミラーからの
反射光と干渉させる。しかし、この場合、円盤体の表面
の検出点と参照用ミラーの位置が離れていると、外部か
らの振動や円盤体を回転させる回転機構による振動、そ
の他で光路差が不安定に変化するため、Ｓ／Ｎの高い計
測ができない欠点があった。また、回転に伴ない円盤体
が上下動すると、二つの光路がずれてしまい、干渉縞が
消滅するなどの欠点があった。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、被測定物およ
びこれを照射する測定用の光の相対的な変動が生じても
測定精度に影響なく測定する装置を提供することを目的
とする。
びこれを照射する測定用の光の相対的な変動が生じても
測定精度に影響なく測定する装置を提供することを目的
とする。
本発明は一つの光源から発せられる可干渉光を入射させ
て二つの平行な光束に分けるとともに、両方の光束を集
束して回転させた被測定物に相対的に半径方向に移動さ
せながら照射し、この照射による二つの反射光を干渉光
として入射方向と異なる方向に偏向させる光学系を配（
１し、この干渉光を演算処理することにより欠陥となる
微小高さあるいけ深さの形状およびその位置を検出する
ように構成したものである。
て二つの平行な光束に分けるとともに、両方の光束を集
束して回転させた被測定物に相対的に半径方向に移動さ
せながら照射し、この照射による二つの反射光を干渉光
として入射方向と異なる方向に偏向させる光学系を配（
１し、この干渉光を演算処理することにより欠陥となる
微小高さあるいけ深さの形状およびその位置を検出する
ように構成したものである。
本発明の一実施例を第１乃至第４図にて説明する。すな
わち、この一実施例における構成は投光部とこの投光部
からの可干渉光を二つの平行な光束にする光学系と、二
つの光束を被測定物に照射する照射光学系と、被照射物
を回転する機構と、照射光学系を被測定物の半径方向へ
移動する駆動機構および被測定物からの反射光による干
渉光の検出部および検出部からの信号と被測定物に対す
る位置信号とを演算表示する処理部とからガっている。
わち、この一実施例における構成は投光部とこの投光部
からの可干渉光を二つの平行な光束にする光学系と、二
つの光束を被測定物に照射する照射光学系と、被照射物
を回転する機構と、照射光学系を被測定物の半径方向へ
移動する駆動機構および被測定物からの反射光による干
渉光の検出部および検出部からの信号と被測定物に対す
る位置信号とを演算表示する処理部とからガっている。
すなわち、たとえばＨｅ −Ｈｅレーザ光を放出するレ
ーザ発振器（１）を有し、とのレーザ発振器（１）から
放出されたレーザ光（Ｌ）の光路上にケスタープリズム
（２）が設けられている。ケスタープリズム（２）によ
って偏向された二つの平行な光束（Ｌｓ）。
ーザ発振器（１）を有し、とのレーザ発振器（１）から
放出されたレーザ光（Ｌ）の光路上にケスタープリズム
（２）が設けられている。ケスタープリズム（２）によ
って偏向された二つの平行な光束（Ｌｓ）。
（Ｌ２）を入射する位置に上記光束（Ｌｌ）、 （Ｌ、
Ｑ）の光軸方向（Ｘ方向）に図示せぬ移動機構によシ移
動自在な光学系（３）が設けられている。この光学系（
３）は鏡筒（３ａ）を有し、との鏡筒内に上記光束（Ｌ
ｌ）、（Ｌ２）を下部方向に反射させる反射鏡（４）と
その直角に反射された光束（Ｌυ、 （Ｌ２）とを集束
する集光レンズ（５）とを設けた構成になっている。集
光レンズ（５）は反射鏡（４）に対して遠近自在になっ
ている。上記集光レンズ（５）に被測定物であるビディ
オディスク（６）（（狭下ディスクと略す）を対面させ
、このディスク（６）を保持して回転させる駆動機構（
力が設けられている。この駆動機構（７）には回転角（
のを検出するエンコーダ（８）が備えられている。一方
、上記ディスク（６）に照射される光束（Ｌｓ）、 （
Ｌｔ）のディスク（６）よりの反射光（、Ｌ３）、 （
ＬＡ）は集光レンズ（５）１反射鏡（１）を経、さらに
ケスタープリズム（２）に戻った後出光するようになっ
ておシ、この出光した反射光（ＬＡ）、 （ＬＡ）を検
出して電気信号に変換するだめに、ピンホール（９）を
介し受光素子０〔が設けられている。
Ｑ）の光軸方向（Ｘ方向）に図示せぬ移動機構によシ移
動自在な光学系（３）が設けられている。この光学系（
３）は鏡筒（３ａ）を有し、との鏡筒内に上記光束（Ｌ
ｌ）、（Ｌ２）を下部方向に反射させる反射鏡（４）と
その直角に反射された光束（Ｌυ、 （Ｌ２）とを集束
する集光レンズ（５）とを設けた構成になっている。集
光レンズ（５）は反射鏡（４）に対して遠近自在になっ
ている。上記集光レンズ（５）に被測定物であるビディ
オディスク（６）（（狭下ディスクと略す）を対面させ
、このディスク（６）を保持して回転させる駆動機構（
力が設けられている。この駆動機構（７）には回転角（
のを検出するエンコーダ（８）が備えられている。一方
、上記ディスク（６）に照射される光束（Ｌｓ）、 （
Ｌｔ）のディスク（６）よりの反射光（、Ｌ３）、 （
ＬＡ）は集光レンズ（５）１反射鏡（１）を経、さらに
ケスタープリズム（２）に戻った後出光するようになっ
ておシ、この出光した反射光（ＬＡ）、 （ＬＡ）を検
出して電気信号に変換するだめに、ピンホール（９）を
介し受光素子０〔が設けられている。
受光素子ａ０の出力信号は増幅器ａυに入シさλらに増
幅された信号は演算処理部α２で処理され、そ゛の結果
は表示部０３に表示されるようになっている。なお、演
算処理部ａ４はエンコーダ（８）の回転中における信号
（Δθ）と上記光学系（３）の移動機構における移動距
離信号（ΔＸ）とが常時入力されるようになっている。
幅された信号は演算処理部α２で処理され、そ゛の結果
は表示部０３に表示されるようになっている。なお、演
算処理部ａ４はエンコーダ（８）の回転中における信号
（Δθ）と上記光学系（３）の移動機構における移動距
離信号（ΔＸ）とが常時入力されるようになっている。
次に上記装置の作用について説明する。
ディスク（６）を回転しさらにレーザ光（Ｌ）を放出せ
しめて光束（Ｌｓ ）、 （Ｌ２ ）をディスク（６）
上に照射して測定は開始される。すなわち、光束（Ｌｓ
）、 （Ｌｔ）はディスク（６）の上面に間隔（Ｄ）に
なる二つのスポット（Ａ）および（Ｂ）を投影し、これ
らのスポットは一方が参照点′、他方が観測点としての
役割がなされる。したがって、例えば第４図に示すよう
に、ディスク（６）に凸状の欠陥（財）があった場合、
平坦部におけるスボッ） （Ａ）を参照点とし、その反
射光（Ｌｓ）と、欠陥（１３）におけるスポット（Ｂ）
を観測点とし、その反射光（ＬＡ）とは欠陥Ｑ４１の高
さに応じた干渉光となってケスタープリズム（２）より
出光し受光されるわこのときの受光信号は欠陥と認めら
れない程度の平坦部における受光信号とは異なるため、
演算処理部ｕ２によシ処理され、また同時にエンコーダ
（８）と光学系（３）の移動機構との各信号が処理され
、ディスク（６）の座標位置とともに欠陥（１４）の形
状の程度（高さでの表示）が表示される。
しめて光束（Ｌｓ ）、 （Ｌ２ ）をディスク（６）
上に照射して測定は開始される。すなわち、光束（Ｌｓ
）、 （Ｌｔ）はディスク（６）の上面に間隔（Ｄ）に
なる二つのスポット（Ａ）および（Ｂ）を投影し、これ
らのスポットは一方が参照点′、他方が観測点としての
役割がなされる。したがって、例えば第４図に示すよう
に、ディスク（６）に凸状の欠陥（財）があった場合、
平坦部におけるスボッ） （Ａ）を参照点とし、その反
射光（Ｌｓ）と、欠陥（１３）におけるスポット（Ｂ）
を観測点とし、その反射光（ＬＡ）とは欠陥Ｑ４１の高
さに応じた干渉光となってケスタープリズム（２）より
出光し受光されるわこのときの受光信号は欠陥と認めら
れない程度の平坦部における受光信号とは異なるため、
演算処理部ｕ２によシ処理され、また同時にエンコーダ
（８）と光学系（３）の移動機構との各信号が処理され
、ディスク（６）の座標位置とともに欠陥（１４）の形
状の程度（高さでの表示）が表示される。
なお、集光レンズ（５）の上下動の調整によシスボッ）
（Ａ）、 （１３）の間隔（Ｄ）を任童に変化でき、
測定の自由度を増すことができる。まだ、ケスタープリ
ズム（２）にかえて、二つの平行光束に偏向して干渉さ
せる他の光学系を設けることは自由である。
（Ａ）、 （１３）の間隔（Ｄ）を任童に変化でき、
測定の自由度を増すことができる。まだ、ケスタープリ
ズム（２）にかえて、二つの平行光束に偏向して干渉さ
せる他の光学系を設けることは自由である。
参照点と観測点の両方を被測定物上にとっているため、
１辰動や外部ノイズに強く、かつ被測定物の上下動にも
影響されずにｓ／ｎ比の高い干渉信号が得られ、高精度
の測定が実施できる。
１辰動や外部ノイズに強く、かつ被測定物の上下動にも
影響されずにｓ／ｎ比の高い干渉信号が得られ、高精度
の測定が実施できる。
第１図は本、発明の一実施例を示す平面図、第２図は上
記実施例の要部を示す斜視図、第３図はケブラープリズ
ムにおける光の透過を示す図、第４図は測定の一例を示
す断面図である。 （１）・・・レーザ発振器、（２）・・・ケスタープリ
ズム。 （３）・・・光学系、（７）・・・駆動機構。 （８１・・・エンコーダ、 （９）・・・コ
リメータ。 （１Ｇ・・・受光素子、（１２・・・演算処理部。 ０３・・・表示部。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第 ｌ／ｉＪ 第 ２１ス ２ ３・Ｌ４ ５７ 第 ４ ／Ｅ
記実施例の要部を示す斜視図、第３図はケブラープリズ
ムにおける光の透過を示す図、第４図は測定の一例を示
す断面図である。 （１）・・・レーザ発振器、（２）・・・ケスタープリ
ズム。 （３）・・・光学系、（７）・・・駆動機構。 （８１・・・エンコーダ、 （９）・・・コ
リメータ。 （１Ｇ・・・受光素子、（１２・・・演算処理部。 ０３・・・表示部。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第 ｌ／ｉＪ 第 ２１ス ２ ３・Ｌ４ ５７ 第 ４ ／Ｅ
Claims (3)
- （１）可干渉光を投光する投光器と、上記可干渉光を二
つの光束に分割する分割光学系と、上記二つの光束を被
測定物に集束照射する集光光学系と、上記被測定物から
の反射光を上記分割光年系内で干渉した光を受光する光
電変換素子と、上記被測定物を回転する回転機構と、上
記被測定物の回転中の回転角の信号を出力する回転角検
出器と、上記被測定物とこれを照射するレーザ光とを上
記被測定物の半径方向に相対移動させるその移動距離信
号を出力する移動機構と、上記光電変換素子からの出力
信号と上記回転角信号および移動機構における移動距離
信号とをそれぞれ入力して上記被測定物の面上の微小高
さおよびその位置を演算処理する演算部と、この演算部
よシの処理信号を数値もしくは図形表示する表示部とを
備えることを特徴とする形状測定装置。 - （２）分割光学系はケスクープリズムからなることを特
徴とする特許請求の範囲＠１項記載の形状測定装置。 - （３）移動機構は反射鏡とこの反射鏡で反射したレーザ
光を集光する集光光学とで対になり被測定物の半径方向
に移動自在になる移動光学系からなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5528183A JPS59183310A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5528183A JPS59183310A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59183310A true JPS59183310A (ja) | 1984-10-18 |
| JPH0148962B2 JPH0148962B2 (ja) | 1989-10-23 |
Family
ID=12994201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5528183A Granted JPS59183310A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59183310A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0505852A2 (de) * | 1991-03-28 | 1992-09-30 | Firma Carl Zeiss | Vorrichtung zur inteferometrischen Messung der Dicke einer transparenten Schicht |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567006A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-24 | Ibm | Method of extending measurement range of interference |
-
1983
- 1983-04-01 JP JP5528183A patent/JPS59183310A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567006A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-24 | Ibm | Method of extending measurement range of interference |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0505852A2 (de) * | 1991-03-28 | 1992-09-30 | Firma Carl Zeiss | Vorrichtung zur inteferometrischen Messung der Dicke einer transparenten Schicht |
| EP0505852A3 (en) * | 1991-03-28 | 1993-09-29 | Firma Carl Zeiss | Device to interferometrically measure the thickness of a transparent layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0148962B2 (ja) | 1989-10-23 |
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