JPH09280813A - 光波干渉装置の被検体ポジショニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可干渉距離の短い光を用いた光波干渉装置に
おいて、第１の集光レンズを被検光光束内で、その焦点
位置が被検面の干渉可能範囲内に、かつ第２の集光レン
ズを第１の集光レンズの光軸上で、合波後の観察光路内
に各々設定することにより被検面全体を干渉可能範囲に
容易に位置設定する。 【構成】 光路内に、上記干渉可能範囲６内に焦点位置
Ｆを有する３つの集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃからなる
第１の集光レンズ、およびこの第１の集光レンズの各々
と共通な光軸を有する３つの集光レンズ３９ａ，３９
ｂ，３９ｃからなる第２の集光レンズを配設している。
被検面５ａが干渉可能範囲６内に位置するときはスクリ
ーン３８上に点状の光スポットが形成され、この透過型
スクリーン３８の裏面側からこのスクリーン３８の表面
上に形成された光スポットの径の大きさを観察すること
により、被検面５ａが干渉可能範囲内にあるか否かを明
確に、しかも簡単に判断することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光波干渉装置の被検
体ポジショニング装置に関し、特に薄板状の被検体の被
検面の表面形状を可干渉距離の短い光を用いて測定する
場合において、該被検面を干渉可能範囲内に位置決めす
る際に用いられる光波干渉装置の被検体ポジショニング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、マイケルソン型の干渉計におい
ては、可干渉性を有する平行光を光分割手段で参照光と
被検光とに分割し、これら参照光および被検光を参照面
および被検面で各々反射させて上記光分割手段で再度合
成した後観察面上に干渉縞を形成させるように構成され
ており、この干渉縞を観察することにより被検面の凹凸
形状等の評価を行えるようになっている。

【０００３】ところで、上記干渉計として、レーザ干渉
計を用いる場合には、レーザ光の干渉距離が長いことか
ら、参照面に対して被検面の位置を正確に設定する必要
はないものの、逆にガラス等の透明性薄板の場合、被検
体の裏面からの反射光も、被検面からの反射光や参照面
からの反射光と干渉を生じてしまい、本来の干渉縞上に
ノイズ成分の干渉縞を重畳させてしまう。

【０００４】このため、従来は、レーザ干渉計を用いて
薄板ガラス等を測定する場合は、ゴーストを発生する裏
面に屈折率マッチングオイルを塗るなどの対策が必要で
あった。しかし、このような対策を施すことは多大な手
間を要し、被検体を汚染するなどの問題もあった。

【０００５】また、特に被検体の厚さが極めて薄い場合
には、この裏面にマッチングオイル等を塗布するとその
表面張力の影響で被検体が歪み被検面の正確な測定が行
えないという問題も発生する。そこで、薄板ガラス等の
表面形状を測定する場合には可干渉距離の短い光（被検
体の厚みｔの２倍よりも可干渉距離の短い光）を測定光
として用い、被検面のみを干渉可能範囲に設定すること
が考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、光源からの光の可干渉距離をＳ_CLとす
ると、被検面を配設すべき干渉可能な被検面範囲Ｌは、
Ｌ＜Ｓ_CL／２となる。例えば、光源として赤色発光ダイ
オード（ＬＥＤ）のように可干渉距離が３０μｍ程度の
ものを用いると干渉可能範囲Ｌは１５μｍよりも短いも
のとなってしまう。

【０００７】この狭い範囲の中に被検体の被検面をポジ
ショニングしなければ参照面との相対的形状を示す干渉
縞は発生しない。さらに、このポジショニングは、この
被検面の一点をこの範囲内にポジショニングした際に、
面内の他の部分も全てこの範囲内に入る程度にその傾き
が調整されていることが必要となる。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑み、可干渉距離の
短い光を用いた光波干渉装置において、簡易な構成で、
被検面を干渉可能範囲内に容易に位置設定し得る光波干
渉装置の被検体ポジショニング装置を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明の光波干渉装置の被検体ポジショニング
装置は、光源からの光を２系に分割し、一方を被検体の
被検面上に、他方を参照面上に照射し、該被検面からの
被検光と該参照面からの参照光を合波し、その干渉によ
り生じる干渉縞を観察し、該観察結果に基づき該被検面
の表面形状を測定する光波干渉装置において、前記光の
可干渉距離を、前記被検体の厚みの２倍に比べ短い距離
とし、前記光の分割位置と、前記被検面の干渉可能範囲
位置との間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を
有する第１の集光レンズを配設するとともに、前記被検
光と参照光を合波した後の光路内に前記第１の集光レン
ズと共通の光軸を有する第２の集光レンズを配設し、該
第２の集光レンズの焦点位置における光像を観察するよ
うに構成されてなることを特徴とするものである。

【００１０】また、前記第１の集光レンズが、同一直線
上にない少なくとも３つの集光レンズからなり、前記第
２の集光レンズが、該第１の集光レンズの各々の集光レ
ンズの光軸上に１つずつ配された３つの集光レンズから
なるように構成するのが望ましい。また、前記第１およ
び第２の集光レンズは、前記配設位置からの脱着あるい
は出し入れを可能とすることが望ましい。

【００１１】また、前記第１および第２の集光レンズ
の、前記配設位置からの脱着あるいは出し入れが互いに
連動してなされるように構成してもよい。また、前記第
２の集光レンズの焦点位置に透過型スクリーンが着脱自
在あるいは出入自在に配設され、該透過型スクリーン上
に形成された光スポット像を該透過型スクリーンの裏面
側から観察するように構成されてなることが望ましい。

【００１２】また、前記被検面をポジショニングする際
に、前記２系の光の分割位置と前記参照面との間の光路
中に挿入されるシャッタを設けることが望ましい。さら
に、前記第１および第２の集光レンズが互いに同程度の
明るさを有し、各々ＮＡ＜０．６とすることが望まし
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に
係る被検体ポジショニング装置を示す概略図であり、マ
イケルソン型干渉計に適用されたものである。このう
ち、図１（ａ）は干渉縞測定時、図１（ｂ）はポジショ
ニング時における装置構成を示すものである。図１
（ａ）に示すように、このマイケルソン型干渉計は、光
源１と、コリメータレンズ２と、ビームスプリッタ３
と、参照板４と、撮像レンズ７と、ＣＣＤ素子８と、図
示されない被検体搬送機構とを備えてなっている。

【００１４】上記光源１は可干渉距離の短い光を射出す
る光源であり、該光源１から射出された光１ａは、コリ
メータレンズ２で平行光にされた後、ビームスプリッタ
３で参照光と被検光とに分割されるようになっている。
そして、これら参照光および被検光は、参照板４の参照
面４ａおよび被検体搬送機構に支持された被検体５の被
検面５ａで各々反射した後ビームスプリッタ３で再度合
成され、撮像レンズ７によりＣＣＤ８の結像面上に干渉
縞を形成するように構成されている。

【００１５】ところで、この干渉装置においては被検体
５の被検面５ａからの反射光と参照板４の参照面４ａか
らの反射光とにより形成される干渉縞上に、被検体５の
裏面５ｂからの反射光に基づく干渉縞ノイズが重畳しな
いように光源１として干渉距離の極めて短い光１ａが射
出される光源を選択している。このように干渉装置にお
いて可干渉距離の短い光を射出する光源を用いた場合に
は、参照光および被検光の光路長が互いに等しくなるよ
う被検面５ａの光軸方向の位置を調整する被検面距離合
わせを行う必要がある。

【００１６】図１（ａ）に示される、被検面５ａの干渉
可能範囲Ｌは、光１ａの可干渉距離をＳ_CLとすると、
Ｌ＜Ｓ_CL／２となる。しかも、可干渉距離Ｓ_CLは被検体
５の厚みｔに比べて極めて小さくなるように設定されて
いる。例えば、光源１を可干渉距離Ｓ_CL≒３０μｍの赤
色のＬＥＤとした場合、上記干渉可能範囲Ｌは１５μｍ
よりも小さい値となる。これにより、干渉縞測定時にお
いて被検体５の被検面５ａに基づく干渉縞が観察されて
いるときは、被検体５の裏面５ｂに基づく干渉縞は観察
されない。

【００１７】そして、被検体５は、被検体搬送機構によ
って矢印Ａ方向に移動され、被検面５ａがこの干渉可能
範囲内に位置決めされることになるが、このように極め
て短い範囲６内に被検体５の被検面５ａをポジショニン
グするのは容易ではない。特にＣＣＤ８上に結像される
干渉縞をモニタ上で観察し、干渉縞が出現した瞬間に被
検体の移動を停止することで上記ポジショニングを行お
うとすると、干渉縞がモニタ上に出現した際には、被検
面５ａの移動に応じて干渉縞も高速で移動することにな
るので干渉縞の出現を確認すること自体が極めて困難な
作業となる。

【００１８】また、このポジショニングは被検面５全体
のポジショニングであることが必要となる。すなわち、
上述した被検体搬送機構によって被検体５を移動せし
め、被検面５ａ上の一部が干渉可能範囲内に位置する状
態で上記移動を停止するようにしても、被検体５が傾き
を有していれば被検面全体を干渉可能範囲内に位置せし
めることは困難となり、被検面５ａ全体の干渉縞を観察
することはできない。

【００１９】そこで、上記装置においては、図１（ｂ）
に示す如く、ポジショニング時において、光路内に、上
記干渉可能範囲６内に焦点位置Ｆを有する３つの集光レ
ンズ９ａ，９ｂ，９ｃからなる第１の集光レンズ、この
第１の集光レンズの各々と共通な光軸を有する３つの集
光レンズ３９ａ，３９ｂ，３９ｃからなる第２の集光レ
ンズ、この第２の集光レンズの焦点位置に配される透過
型スクリーン３８、および前記結像レンズ７と置換され
るアライメント用結像レンズ１１とが光路内に配設され
る。

【００２０】以下、この第１の集光レンズおよび第２の
集光レンズの作用を説明する。まず、図２および図３を
用いて第１の集光レンズ（９で代表させる）および第２
の集光レンズ（３９で代表させる）によるポジショニン
グ操作の概念を説明し、次に、図４および図５を用い
て、実際の、３つの集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃよりな
る第１の集光レンズ９、および３つの集光レンズ３９
ａ，３９ｂ，３９ｃよりなる第２の集光レンズ３９を用
いた装置の作用効果を説明する。

【００２１】図２は第１の集光レンズ９について説明す
るものであり、そのうち、図２（ａ）は、被検体５の被
検面５ａが干渉可能範囲６内に到達せず、第１の集光レ
ンズ９からの光が発散状態で被検面５ａに照射され、反
射される場合を示す。この第１の集光レンズ９は、図１
に示すビームスプリッタ３から射出された平行光束中に
配されており、この第１の集光レンズ９の焦点位置Ｆよ
り遠い位置に被検面５ａが存在すると、この第１の集光
レンズ９を通過した光束は被検面５ａに照射され、反射
されることになるが、この反射された光束は被検面５ａ
を挟んでＦと対称な位置Ｆ′に発光点があたかも存在す
るように進む。

【００２２】この光束が再び第１の集光レンズ９を通過
すると、図２（ａ）に示されるように、平行光にはなら
ず集束光として上記ビームスプリッタ３に戻ることにな
る。図２（ｂ）は、被検面５ａが第１の集光レンズ９の
焦点位置Ｆにちょうど到達した場合を示す。この場合は
被検面５ａで反射された光束は焦点位置Ｆを発光点とす
る光束となり、この光束が再び第１の集光レンズ９にお
いて平行光束とされて上記ビームスプリッタ３に戻るこ
とになる。

【００２３】図２（ｃ）は、被検面５ａが第１の集光レ
ンズ９の焦点位置Ｆを通り過ぎてしまった場合を示す。
この場合には、被検面５ａを挟んで焦点位置Ｆと対称な
位置Ｆ′が実際の点光源となり、この点光源からの発散
光束が第１の集光レンズ９に再入射することになる。こ
の位置Ｆ′は第１の集光レンズ９の焦点位置Ｆの内側に
あたるためこの第１の集光レンズ９から射出され、逆行
する光束は発散光となって、上記ビームスプリッタ３に
戻る。

【００２４】次に、第２の集光レンズ３９について図３
により説明する。この第２の集光レンズ３９は第１の集
光レンズ９と共通の光軸を有し、ビームスプリッタ３と
透過型スクリーン３８の間の観察光路中に配されてい
る。また、この第２の集光レンズ３９はその焦点位置が
この透過型スクリーン３８の表面上に位置するように配
されている。

【００２５】前述したように、第１の集光レンズ９から
射出され、ビームスプリッタに戻された光束は、このビ
ームスプリッタ３を透過し、第１の集光レンズ９の光軸
上に配された第２の集光レンズ３９に入射する。しか
し、この第２の集光レンズ３９に入射する光束が発散光
束であるか、平行光束であるか、集束光束であるかによ
って、この光束がスクリーン３８上に形成する光スポッ
トの径が相違する。

【００２６】すなわち、図２（ａ）に示すように第１の
集光レンズ９から射出された光束が集束光束である場合
には、光束は、第２の集光レンズ３９に集束光束（図３
（ｃ））の状態で入射し、スクリーン３８の表面上に径
の大きい光スポット４０ａ，４０ｃを形成する。また、
図２（ｃ）に示すように、第１の集光レンズ９から射出
された光束が発散光束である場合にも、光束は、第２の
集光レンズ３９に発散光束（図３（ａ））の状態で入射
し、スクリーン３８の表面上に径の大きい光スポット４
０ａを形成する。

【００２７】一方、図２（ｂ）に示すように第１の集光
レンズ９から射出された光束が平行光束である場合に
は、光束は、第２の集光レンズ３９に平行光束の状態で
入射し、スクリーン３８の表面上に極めて明るい点状の
光スポット４０ｂが形成される。

【００２８】したがって、図２（ｂ）に示す如く、被検
面５ａが干渉可能範囲６内に位置するときはスクリーン
３８上に点状の光スポット４０ｂが形成され、図２
（ａ）および図２（ｃ）に示す如く被検面５ａが干渉可
能範囲６外に位置するときはスクリーン３８上に径の大
きい光スポット４０ａ，４０ｃが形成されることとな
り、この透過型スクリーン３８の裏面側からこのスクリ
ーン３８の表面上に形成された光スポット４０ａ，４０
ｂ，４０ｃの径の大きさを観察することにより、被検面
５ａが干渉可能範囲内にあるか否かを明確に、しかも簡
単に判断することが可能となる。

【００２９】次に、上述した如き作用をなす第１の集光
レンズ９および第２の集光レンズ３９として３つの集光
レンズ９ａ，９ｂ，９ｃおよび３つの集光レンズ３９
ａ，３９ｂ，３９ｃを用いた実際の被検体ポジショニン
グ装置によりポジショニング調整された状態を図４に示
す。すなわち、被検面５ａが、干渉可能範囲に位置す
る、各集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃの焦点位置Ｆ１ａ，
Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃを含む平面上に到達した場合を示す。

【００３０】この場合、被検面５ａの各レンズ焦点位置
Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃで反射された光束は、この各レ
ンズ焦点位置Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ１ｃを発光点とする光
束となり、これらの光束が再び第１の集光レンズ９の各
集光レンズ９ａ，９ｂ,９ｃにおいて平行光束とされて
上記ビームスプリッタ３を通過し、該各集光レンズ９
ａ，９ｂ，９ｃと共通の光軸を有する第２の集光レンズ
３９の３つの集光レンズ３９ａ、３９ｂ、３９ｃによ
り、スクリーン３８の表面上における、３つの集光レン
ズ３９ａ、３９ｂ、３９ｃの各レンズ焦点位置Ｆ２ａ，
Ｆ２ｂ，Ｆ２ｃに点状の明るい光スポットを形成する。

【００３１】この場合におけるスクリーン３８上に形成
された光スポットはアライメント用結像レンズ１１でＣ
ＣＤ８上に結像されて光電変換され、モニタ上において
視野２０内に図５の如く表示される。

【００３２】なお、このポジショニングをより正確なも
のとするためには、上記明るさの変化あるいはスポット
の大きさの変化に対する感度を敏感にすればよい。その
ためには、図２からも明らかなように、ビームスプリッ
タ３から射出された光束の第１の集光レンズ９による集
光角が大きいほど望ましい。すなわち、第１の集光レン
ズ９の径のサイズに対して焦点位置Ｆまでの距離が小さ
いレンズ、換言すれば、第１の集光レンズ９の径のサイ
ズをＤとし、焦点位置Ｆまでの距離（焦点距離）をｆと
したとき、ｆ／Ｄがなるべく小さい程感度がよく望まし
い。ここで、ｆ／Ｄはレンズの開口数（Ｆナンバ）であ
り、Ｆナンバが小さい程明るいレンズである。具体的に
はＮＡ＜０．６とするのが望ましい。また、第２の集光
レンズ３９の感度は第１の集光レンズ９と略同様の感度
とすることが、効率の点で望ましい。

【００３３】このように、装置のポジショニング操作に
おいては、第２の集光レンズ３９の各集光レンズ３９
ａ，３９ｂ，３９ｃにより形成された光スポットが図５
に示す如きパターンとなるように、前述した被検体搬送
機構および後述する傾き調整機構による調整操作を行う
ことになる。ところで、上記ポジショニング装置におけ
る被検体５の傾き調整機構は図６に示す如く構成されて
いる。なお、図６において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
側面図、（Ｃ）は正面図である。

【００３４】図示されるように、第１の集光レンズ９の
３つの集光レンズ９ａ，９ｂ，９ｃは被検面５ａの直上
において、互いに直角３角形の各頂点に位置するように
配されている。すなわち、集光レンズ９ａと集光レンズ
９ｂを結ぶ直線３１ａと、集光レンズ９ｂと集光レンズ
９ｃを結ぶ直線３１ｂとは互いに直角に交わる。そし
て、集光レンズ９ａ，９ｃの各焦点位置Ｆ１ａ，Ｆ１ｃ
の直下に、被検体５の傾き調整用のねじ３４ａ，３４ｃ
の先端が位置せしめられる。また、集光レンズ９ｂの焦
点位置Ｆ１ｂと対応する位置には後述する基台３２の底
部を支持する支持部材（上下動せず）が配されている。

【００３５】すなわち、被検体保持部材３３は、ボール
ねじ３６とガイド３７とに懸架されており、図示されな
い駆動モータによりボールねじ３６が回転されると、そ
の回転方向および回転速度に応じて図示される矢印方向
に移動することになる。そして、集光レンズ９ｂからの
戻り光が光スポットをスクリーン３８上に形成した時点
でこの移動を停止する。

【００３６】また、前述した２つの傾き調整用のねじ３
４ａ，３４ｃは上記被検体保持部材３３に螺合されてお
り、その先端は被検体５を載設する基台３２の底部の凹
部に係合するようになっている。なお、この基台３２は
ねじ３４ａ，３４ｃの付近に配されたバネ３５によって
被検体保持部材３３方向に付勢されている。そして、こ
れらの２つのねじ３４ａ，３４ｃを被検体保持部材３３
に対し任意の量だけ回動させ、基台３２のその先端当接
部分を上下させることにより被検体５をいずれの方向に
も所望する量だけ傾けることが可能となる。

【００３７】これにより、被検体搬送機構による被検体
５の搬送動作が停止した状態で、２つの集光レンズ９
ａ，９ｃからの戻り光のうちスクリーン３８上に点状の
スポットを形成していないものについて、その集光レン
ズ９ａ，９ｃに対応するねじ３４ａ，３４ｃを回転さ
せ、図５に示す如く、全ての戻り光について点状のスポ
ットをスクリーン３８上に形成するように調整する。

【００３８】この状態で、３つの集光レンズ９ａ，９
ｂ，９ｃを通過した光束の、被検面５ａ上の集光位置は
干渉可能範囲に設定されることとなり、したがって、こ
の３位置で規定される平面に近似する被検面５ａ全体を
この干渉可能範囲に位置せしめることができる。これに
より被検面５ａのアラインメントを含む干渉可能範囲へ
のポジショニング操作が完了する。

【００３９】ところで、上述したポジショニング装置で
は、各集光レンズ９ａ，９ｃの光軸上に各々傾き調整用
のねじ３４ａ，３４ｃが配されており、１つのねじ３４
ａ、３４ｃを回転させることで１つのスポット２３ａ、
２３ｃの大きさあるいは明るさのみを変化させることが
でき、傾き調整操作が極めて容易となるように構成され
ている。なお、上記光軸上にねじ２３ａ、２３ｃを各々
配しなくとも、３つの集光レンズ９ａ、９ｂ、９ｃを結
んで得られる直角３角形の直角を挟む２辺の延びる方向
と、被検面５ａの傾きを調整する直交２軸機構の回転２
軸の軸方向とが一致するように設定すれば１つの傾き調
整部材の移動量と１つのスポットの大きさあるいは明る
さの変化を１対１に対応させることができるので傾き調
整操作が容易となる。

【００４０】また、上記集光レンズ９ａ、９ｂ、９ｃは
平行光束の周辺光束位置に配設して、それにより生じる
光スポットが、アライメント中に透過型スクリーン３８
上で干渉縞の観察をも行いたい場合に支障のない観察画
面の端部となるようにすることが望ましい。このポジシ
ョニング終了後の干渉縞測定時においては、集光レンズ
９ａ，９ｂ，９ｃよりなる第１の集光レンズ９、集光レ
ンズ３９ａ，３９ｂ，３９ｃよりなる第２の集光レンズ
３９および透過型スクリーン３８を平行光束外に退避す
ると共に、アライメント用結像レンズ１１を撮像レンズ
７と切替あるいは取り替えることができる構成としてお
けばよい。なお、この場合の動作において、第１の集光
レンズ９、第２の集光レンズ３９、透過型スクリーン３
８の平行光束内外への出入を連動させ、かつその動作に
連動してアライメント用結像レンズ１１と撮像レンズ７
との切替を連動させて構成すれば、一層操作的に好まし
いものである。

【００４１】もちろん、ポジショニング時と干渉縞測定
時の別を認識し得る信号に基づき上記動作、すなわち第
１および第２の集光レンズ９および３９、透過型スクリ
ーン３８の平行光束内外への出入、並びにアライメント
用結像レンズ１１と撮像レンズ７との切替を自動的に行
えるようにすることも可能である。また、ＣＣＤ８上に
形成される光スポットの径のサイズに基づき、図示され
ないＣＰＵにより現在の状態が所定位置にポジショニン
グされている状態であるか否かを自動的に判断し、この
判断結果に応じて前述した被検体搬送機構をコントロー
ルし、所定位置に被検体５を停止、位置決めするように
してもよい。

【００４２】また、上記被検体５の傾きを自動調整する
場合には、上記各直線３１ａ，３１ｂについて、その直
線３１ａ、３１ｂ上に位置する２つの集光レンズ９ａ、
９ｂ（もしくは９ｂ、９ｃ）からの戻り光に応じた受光
素子からの出力値を互いに比較し、この比較結果に基づ
き、この直線に対向する被検面５ａ上の位置が所定の傾
きをなすように（通常は傾き量０とするように）他方の
直線３１ｂ、３１ａの延びる方向と一致する被検面５ａ
の回転軸を中心とした被検面５ａの回動量を算出する回
動量算出手段と、この算出された回動量に応じた駆動信
号を、ねじ３４ａ、３４ｃを回転駆動する駆動部に送出
する駆動信号送出手段を設けるようにする。

【００４３】なお、上記回動量算出手段は、図示されな
いＣＰＵを用いソフト的に構成することが可能である。
さらに、図１に示すように、遮蔽板１０を矢印Ｂ方向に
移動させ、参照光の光路中に挿入、退避可能とし、上記
ポジショニング時には参照光が参照板４に入射するのを
遮断するようにすれば、観察視野２０内におけるスポッ
トパターンのＳ／Ｎが向上し、より正確なポジショニン
グ操作を行うことができる。上述した如き装置において
は、第２の集光レンズ３９内に被検面５ａからの戻り光
のみならず参照面４ａからの戻り光も入射することとな
るので、ポジショニング操作時において参照光路中にシ
ャッタを挿入することは、被検面５ａからの位置情報の
みを得ることを可能とすることができ、ポジショニング
操作を正確に行う上で重要である。

【００４４】なお、本発明の光波干渉装置の被検体ポジ
ショニング装置としては上記実施形態のものに限られる
ものではなく、種々の態様に変更が可能である。例え
ば、上記実施形態の装置においては第１および第２の集
光レンズを各々３つの集光レンズにより構成している
が、被検面のアラインメント、すなわち傾き調整がその
他の方法によりなされる場合には、第１および第２の集
光レンズを各々１つもしくは各々２つの集光レンズによ
り構成することも可能である。

【００４５】また、アラインメントを含めたポジショニ
ングを行う場合に第１および第２の集光レンズを各々４
つ以上の集光レンズにより構成することも可能である。
また、受光素子としては、上記ＣＣＤ等の面センサのみ
ならず、ラインセンサや単一素子センサを用いることも
できる。単一素子センサを用いた場合には、各光スポッ
トの中央部分の光量の変化のみを測定できるように該セ
ンサを配設すればよい。

【００４６】また、上記実施形態においては、光スポッ
トを形成する面としてスクリーンを用いているが、この
光スポットの光量がそれ程大きくない場合にはスクリー
ンを用いることなくスクリーン位置にＣＣＤを移動でき
るようにすれば，ＣＣＤ上に光スポットを直接形成する
ことが可能である。なお、本発明の装置はマイケルソン
型干渉装置にのみ適合されるものではなく、被検光と参
照光の光路長を略等しい距離とし得る干渉装置、例えば
マッハツェンダ干渉装置に適用することも可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明装置によれ
ば、可干渉距離が極めて短い光を射出する光源を有し、
ビームスプリッタからの光束の光路内に、被検面の干渉
可能範囲内に焦点位置を有する第１の集光レンズを配設
し、被検体と参照光を合波した後の観察光路中に第１の
集光レンズと共通の光軸を有する第２の集光レンズを配
設し、該第２の集光レンズの焦点位置を観察するように
している。したがって、被検面が干渉可能範囲内に位置
せしめられたときには、第１の集光レンズからの光束が
被検面上で略焦点を結ぶようにして反射され、該第１の
集光レンズによって再び略平行光束とされ、この後第２
の集光レンズによってその焦点位置に集光されるため、
この第２の集光レンズの焦点位置における光スポットが
最小となったタイミングで被検面がこの干渉可能範囲に
設定されたと判断することができる。これにより、被検
面のポジショニングを正確かつ容易に行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る光波干渉装置の被検
体ポジショニング装置を示す構成図

【図２】上記実施形態装置における第１の集光レンズの
作用を説明するための図

【図３】上記実施形態装置における第２の集光レンズの
作用を説明するための図

【図４】上記実施形態装置の集光レンズ配設位置を示す
図

【図５】上記実施形態装置により得られる光スポットを
示す図

【図６】上記実施形態装置の一部を示す３面図

【符号の説明】 １ 光源 ２ コリメータレンズ ３ ビームスプリッタ ４ 参照板 ４ａ 参照面 ５ 被検体 ５ａ 被検面 ６ 干渉可能範囲 ７ 撮影レンズ ８ ＣＣＤ ９，９ａ，９ｂ，９ｃ 第１の集光レンズ １０ 遮光板 １１ アライメント用結像レンズ ２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ,４０ａ，４０ｂ，４０
ｃ 光スポット ３１ａ，３１ｂ 直線 ３２ 基台 ３３ 被検体保持部材 ３４ａ，３４ｃ ねじ ３６ ボールねじ ３７ ガイド ３８ 透過型スクリーン ３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ 第２の集光レンズ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を２系に分割し、一方を被
   検体の被検面上に、他方を参照面上に照射し、該被検面
   からの被検光と該参照面からの参照光を合波し、その干
   渉により生じる干渉縞を観察し、該観察結果に基づき該
   被検面の表面形状を測定する光波干渉装置において、 前記光の可干渉距離を、前記被検体の厚みの２倍に比べ
   短い距離とし、 前記光の分割位置と、前記被検面の干渉可能範囲位置と
   の間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を有する
   第１の集光レンズを配設するとともに、前記被検光と参
   照光を合波した後の光路内に前記第１の集光レンズと共
   通の光軸を有する第２の集光レンズを配設し、 該第２の集光レンズの焦点位置における光像を観察する
   ように構成されてなることを特徴とする光波干渉装置の
   被検体ポジショニング装置。
2. 【請求項２】 前記第１の集光レンズが、同一直線上に
   ない少なくとも３つの集光レンズからなり、前記第２の
   集光レンズが、該第１の集光レンズの各々の集光レンズ
   の光軸上に１つずつ配された３つの集光レンズからなる
   ことを特徴とする請求項１記載の光波干渉装置の被検体
   ポジショニング装置。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の集光レンズは、前
   記配設位置からの脱着あるいは出し入れが可能であるこ
   とを特徴とする請求項１もしくは２記載の光波干渉装置
   の被検体ポジショニング装置。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の集光レンズの、前
   記配設位置からの脱着あるいは出し入れが互いに連動し
   てなされるように構成されてなることを特徴とする請求
   項３記載の光波干渉装置の被検体ポジショニング装置。
5. 【請求項５】 前記第２の集光レンズの焦点位置に透過
   型スクリーンが着脱自在あるいは出入自在に配設され、
   該透過型スクリーン上に形成された光スポット像を該透
   過型スクリーンの裏面側から観察するように構成されて
   なることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項
   記載の光波干渉装置の被検体ポジショニング装置。
6. 【請求項６】 前記被検面をポジショニングする際に、
   前記２系の光の分割位置と前記参照面との間の光路中に
   挿入されるシャッタを備えてなることを特徴とする請求
   項１〜５のうちいずれか１項記載の光波干渉装置の被検
   体ポジショニング装置。
7. 【請求項７】 前記第１および第２の集光レンズが互い
   に同程度の明るさを有し、各々ＮＡ＜０．６とされてい
   ることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記
   載の光波干渉装置の被検体ポジショニング装置。