專利名稱：平行度測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對復數(shù)個光反射面間的平行度進行高精度地測定的平行度測定方法，特別是涉及一種例如關(guān)于一種象在基座上帶有間隔地配置極薄的玻璃板的場合那樣，在存在有復數(shù)個光反射平面的情況下，可對其平面間的平行度進行測定的平行度測定方法。
背景技術(shù)：
例如，在那種在基座上以微小的間隔配置極薄的玻璃板的部件中，就存在需要對平行平面玻璃的表面或背面與基座之間的平行度(因為包括局部的平行度，所以在以下的說明中也稱作平行不均)進行高精度地測定的要求。
眾所周知，由于這種測定要求排除因被檢面以外的面所造成的干涉條紋干擾，所以在現(xiàn)有習知技術(shù)中，是利用搭載了能夠輸出可干涉距離短的光束的米切爾森型等的等光程長型干涉儀裝置而進行的。
以下對利用該米切爾森型等的干涉儀裝置的測定的一個例子進行具體說明，其可將該部件以平行平面玻璃位于上方的形態(tài)設置于被檢測體載置用的載物臺上，首先將該載物臺沿上下方向移動到能夠由平行平面玻璃的表面或背面觀察干涉條紋的位置，并得到第1干涉條紋圖像，接著將該載物臺沿上下方向移動至能夠由基座觀察干涉條紋的位置，并得到第2干涉條紋圖像，然后根據(jù)第1干涉條紋圖像和第2干涉條紋圖像的各個傾斜信息的差，對兩者的平行不均進行測定。
由于象上述那樣的被檢測體載置用載物臺是搭載于干涉儀裝置上的，所以雖然采用使其上下移動順利且能保持被檢測體的姿勢的高精度的構(gòu)成，但是移動后的被檢測面與移動前的被檢測面無論如何也多少會有些傾斜。因此，象上述例子那樣，在必須以高精度對平行平面玻璃的表面或背面與基座的平行不均進行測定的場合，由于伴隨被檢測體載置用載物臺的移動的被檢測面的傾斜度的變化，難以在精度上得到滿意的測定結(jié)果。
由此可見，上述現(xiàn)有的平行度測定方法仍存在有缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決現(xiàn)有的平行度測定方法的缺陷，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的平行度測定方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新的平行度測定方法，能夠改進一般現(xiàn)有的平行度測定方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設計，并經(jīng)反復試作及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的平行度測定方法存在的缺陷，而提供一種新的平行度測定方法，所要解決的技術(shù)問題是使其提供一種在利用能夠防止產(chǎn)生來自被檢測面以外的面的干涉條紋干擾的照明光，并利用干涉儀裝置對復數(shù)個光反射面間的平行度進行高精度地測定時，即使伴隨使應測定的被檢測面移動至所需位置的被檢測體載置用載物臺的移動操作，而使被檢測體的姿勢產(chǎn)生傾斜，也能夠?qū)⒃搩A斜進行高精度地校正的平行度測定方法，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種平行度測定方法，是一種將具有由沿上下方向排列的復數(shù)個光反射面構(gòu)成的被檢測面的被檢測體載置于載物臺上，并利用干涉儀裝置對該復數(shù)個被檢測面的平行度進行測定的方法，其包括以下步驟作為干涉儀裝置的照明光，采用可將依據(jù)前述被檢測面和干涉儀裝置的參照面的距離而產(chǎn)生對比度變化的干涉條紋的第1光束、不依據(jù)該被檢測面和該參照面的距離而產(chǎn)生一定對比度的干涉條紋的第2光束進行轉(zhuǎn)換而構(gòu)成；關(guān)于從復數(shù)個前述被檢測面中所選擇的第1被檢測面，在利用前述第1光束產(chǎn)生干涉條紋的第1位置設定前述載物臺，并在該狀態(tài)下對該干涉條紋進行拍照得到第1干涉條紋圖像，同時關(guān)于與前述復數(shù)個被檢測面相對略平行固定的傾斜校正面，將利用前述第2光束所得到的干涉條紋進行拍照得到第2干涉條紋圖像；之后，使前述載物臺在上下方向進行移動，并關(guān)于從前述復數(shù)個被檢測面中所選擇的第2被檢測面，在利用前述第1光束產(chǎn)生干涉條紋的第2位置設定前述載物臺，且在該狀態(tài)下對該干涉條紋進行拍照得到第3干涉圖像，同時關(guān)于前述傾斜校正面，對利用前述第2光束所得到的干涉條紋進行拍照得到第4干涉條紋圖像；之后，根據(jù)分別從前述第2干涉條紋圖像和前述第4干涉條紋圖像所得到的傾斜信息的差，對分別從前述第1干涉條紋圖像和前述第3干涉條紋圖像所得到的傾斜信息的差進行校正，并測定前述第1被檢測面和前述第2被檢測面的平行度。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的平行度測定方法，其中所述的第1光束由可干涉距離短的光構(gòu)成，前述的第2光束由可干涉距離長的光構(gòu)成。
前述的平行度測定方法，其中所述的第1光束由可變波長激光光源所輸出的多波長波型光構(gòu)成，所述的第2光束由可變波長激光光源所輸出的單波長波型光構(gòu)成。
前述的平行度測定方法，其中所述的傾斜校正面為配置于前述載物臺上的鏡面。
前述的平行度測定方法，其中所述的干涉儀裝置為米切爾森型等的等光程長型干涉儀裝置。
前述的平行度測定方法，其中所述的干涉儀裝置為菲佐型等的不等光程長型干涉儀裝置。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明的平行度測定方法，是一種將具有由沿上下方向排列的復數(shù)個光反射面構(gòu)成的被檢測面的被檢測體載置于載物臺上，并利用干涉儀裝置對該復數(shù)個被檢測面的平行度進行測定的方法，其特征在于作為干涉儀裝置的照明光，是采用可將依據(jù)前述被檢測面和干涉儀裝置的參照面的距離而產(chǎn)生對比度變化的干涉條紋的第1光束、不依據(jù)該被檢測面和該參照面的距離而產(chǎn)生一定對比度的干涉條紋的第2光束進行轉(zhuǎn)換而構(gòu)成；關(guān)于從復數(shù)個前述被檢測面中所選擇的第1被檢測面，在利用前述第1光束產(chǎn)生干涉條紋的第1位置設定前述載物臺，并在該狀態(tài)下對該干涉條紋進行拍照得到第1干涉條紋圖像，同時關(guān)于與前述復數(shù)個被檢測面相對略平行固定的傾斜校正面，是將利用前述第2光束所得到的干涉條紋進行拍照得到第2干涉條紋圖像；之后，使該載物臺在上下方向進行移動，并關(guān)于從前述復數(shù)個被檢測面中所選擇的第2被檢測面，在利用前述第1光束產(chǎn)生干涉條紋的第2位置設定前述載物臺，且在該狀態(tài)下對該干涉條紋進行拍照得到第3干涉圖像，同時關(guān)于前述的傾斜校正面，是對利用前述第2光束所得到的干涉條紋進行拍照得到第4干涉條紋圖像；之后，根據(jù)分別從前述第2干涉條紋圖像和前述第4干涉條紋圖像所得到的傾斜信息的差，對分別從前述第1干涉條紋圖像和前述第3干涉條紋圖像所得到的傾斜信息的差進行校正，并測定前述第1被檢測面和前述第2被檢測面的平行度。
而且，可使前述的第1光束為可干涉距離短的光，并使前述的第2光束為可干涉距離長的光。
在這種情況下，使前述的干涉儀裝置為米切爾森型等的等光程長型干涉儀裝置。
而且，可使前述第1光束為從可變波長激光光源輸出的多波長波型光，并使前述的第2光束為從可變波長激光光源輸出的單波長波型光。
在這種情況下，使前述的干涉儀裝置為菲佐型等的不等光程長型干涉儀裝置。
而且，前述的傾斜校正面可為配置于前述載物臺上的鏡面。
在這里，上述的平行度是指2個光反射面的平行程度，是全體的平行程度及局部的平行程度(平行不均)兩者的總稱。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是關(guān)于一種平行度測定方法，其是在利用可干涉距離短的第1光束對被檢測體的各光反射面進行干涉條紋測定時，也利用可干涉距離長的第2光束進行關(guān)于傾斜校正面的測定，并根據(jù)來自各傾斜校正面的干涉條紋圖像信息的校正數(shù)據(jù)，對各光反射面的傾斜信息進行校正，從而高精度地進行光反射面間的平行度測定。其是將載物臺30設定于第1位置，并利用可干涉距離短的光源11所發(fā)出的光，得到關(guān)于光反射面20a的第1干涉條紋圖像信息，利用可干涉距離長的光源12所發(fā)出的光，得到關(guān)于反射鏡26的第2干涉條紋圖像信息。將載物臺30設定于第2位置，并與上述同樣地得到關(guān)于光反射面20b的第3干涉條紋圖像信息及關(guān)于反射鏡26的第4干涉條紋圖像信息。求第2、第4干涉條紋圖像信息的傾斜信息，并據(jù)此對第1、第3干涉條紋圖像信息的傾斜信息的差進行校正，且測定光反射面20a、b間的平行不均。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的平行度測定方法，提供了一種在利用能夠防止產(chǎn)生來自被檢測面以外的面的干涉條紋干擾的照明光，并利用干涉儀裝置對復數(shù)個光反射面間的平行度進行高精度地測定時，即使伴隨使應測定的被檢測面移動至所需位置的被檢測體載置用載物臺的移動操作，而使被檢測體的姿勢產(chǎn)生傾斜，也能夠?qū)⒃搩A斜進行高精度地校正的平行度測定方法，從而更加適于實用。其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類方法中未見有類似的設計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在方法上或功能上皆有較大改進，在技術(shù)上有較大進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的平行度測定方法具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。


圖1是本發(fā)明的第1實施形態(tài)的干涉儀裝置的概略示意圖。
圖2是本發(fā)明的第2實施形態(tài)的干涉儀裝置的概略示意圖。
圖3是圖2中的干涉儀裝置的作用的示意圖。
圖4是利用圖2中的干涉儀裝置，并將多波長波型光作為照明光使用，且關(guān)于被檢測面得到干涉條紋圖像時的說明示意圖。
圖5是利用圖2中的干涉儀裝置，在被檢測體載物臺與圖4的測定時相同的狀態(tài)下，將單波長波型光作為照明光使用，并關(guān)于反射鏡面得到干涉條紋圖像時的說明示意圖。
圖6是利用圖2中的干涉儀裝置，并將多波長波型光作為照明光使用，且關(guān)于被檢測體背面得到干涉條紋圖像時的說明示意圖。
圖7是利用圖2中的干涉儀裝置，在被檢測體載物臺與圖6的測定時相同的狀態(tài)下，將單波長波型光作為照明光使用，并關(guān)于反射鏡面得到干涉條紋圖像時的說明示意圖。
圖8是利用圖2中的干涉儀裝置，并將多波長波型光作為照明光使用，且使載物臺移動所得的關(guān)于被檢測面的干涉條紋圖像圖。
圖9是利用圖2中的干涉儀裝置，在被檢測體載物臺與圖8的測定時相同的狀態(tài)下，將單波長波型光作為照明光使用所得的關(guān)于反射鏡面的干涉條紋圖像圖。
圖10是利用圖2中的干涉儀裝置，并將多波長波型光作為照明光使用，且使載物臺移動所得的關(guān)于被檢測體背面的干涉條紋圖像圖。
圖11是利用圖2中的干涉儀裝置，在被檢測體載物臺與圖10的測定時相同的狀態(tài)下，將單波長波型光作為照明光使用所得的關(guān)于反射鏡面的干涉條紋圖像圖。
10干涉儀主體11第1光源12第2光源 13光束轉(zhuǎn)換鏡14射束擴展器15射束分裂器16基準板16a基準面17聚焦透鏡 18攝像透鏡19攝像裝置(CCD照相機) 20被檢測體20a～c光反射面(被檢測面)25PZT載物臺26反射鏡30被檢測體載物臺40計算機50監(jiān)視器100干涉儀裝置 101干涉儀裝置110干涉儀主體 111半導體激光光源(LD)112準直儀透鏡 113發(fā)散透鏡114射束分裂器 115準直儀透鏡
116基準板 116a基準面117平行平面玻璃板(被檢測體)117a被檢測面117b被檢測面背面 118攝像透鏡119攝像裝置(CCD照相機) 120計算機121監(jiān)視器 122電源(LD電源)123函數(shù)發(fā)生器 124壓電元件126反射鏡 130被檢測體載物臺140激光光具體實施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的平行度測定方法其具體方法、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。以下利用圖示對關(guān)于本發(fā)明的實施形態(tài)的平行度測定方法進行具體說明。
第1實施形態(tài)請參閱圖1所示，是用于實施關(guān)于第1實施形態(tài)的平行度測定方法的干涉儀裝置的構(gòu)成的概略示意圖。
如圖中所示，該干涉儀裝置100采用配備有米切爾森型(特懷曼-格林型)的干涉儀主體10、使具有復數(shù)個光反射面20a～c的被檢測體20保持可上下移動及可沿2軸周圍偏斜的被檢測體載物臺30、計算機40以及監(jiān)視器50，并藉由在使被檢測體20保持于被檢測體載物臺30上的狀態(tài)下，將復數(shù)個光反射面20a～c分別作為被檢測面進行干涉條紋測定，從而可高精度地測定這些復數(shù)個光反射面間的平行不均而構(gòu)成。
另外，在本實施形態(tài)中的被檢測體20，是一種例如在基座上以微小間隔配置有厚度薄的玻璃板的部件，例如，光反射面20a為不透光面，光反射面20b、c為透光面。
上述的干涉儀主體10，包括可干涉距離短的鹵素燈等第1光源11、可干涉距離長的激光器等第2光源12、對這兩個光源11、12進行二選一式的轉(zhuǎn)換的光束轉(zhuǎn)換鏡13、射束擴展器14、射束分裂器15、反射型的基準板16、聚焦透鏡17、攝像透鏡18及CCD照相機等的攝像裝置19。
在干涉儀主體10中，使第1光源11或第2光源12所輸出的照明光向射束分裂器15的光束分割面15a入射，并在該光束分割面15a中分割為透過光束和反射光束2部分。而且，使透過光束入射基準板16并將其反射光作為參照光，且使反射光束入射被檢測面并將其反射光作為物體光，并利用攝像裝置19獲取由這些參照光及物體光的光干涉所產(chǎn)生的干涉條紋且對干涉條紋圖像信息進行測定。
另外，基準板16通過圖中未示的PZT驅(qū)動電路所連接的復數(shù)個壓電元件(圖中未示)，由PZT載物臺25進行支持。而且，在干涉儀裝置100中，利用來自計算機40的指示，藉由在一定的標記時間對壓電元件施加一定電壓而驅(qū)動該壓電元件，可使基準板16沿光軸方向進行移動，且使根據(jù)該移動進行變化的干涉條紋的圖像數(shù)據(jù)從CCD照相機19向計算機40輸出。
而且，在本實施形態(tài)中，在檢測體載物臺30上保持有作為要點的反射鏡26。
如上所述，來自可干涉距離短的第1光源11的輸出光和來自可干涉距離長的第2光源12的輸出光，利用光束轉(zhuǎn)換鏡13被轉(zhuǎn)換，在光束轉(zhuǎn)換鏡13配置于圖示的位置的情況下來自第2光源12的輸出光，另一方面在光束轉(zhuǎn)換鏡13從圖示的位置移動至一定的退避位置(圖中未示；下同)的情況下來自第1光源11的輸出光，分別向射束擴展器14入射。另外，該光束轉(zhuǎn)換鏡13的移動既可利用手動進行，也可依據(jù)計算機40的程序而自動進行。
而且，來自上述第1光源11的輸出光因為可干涉距離短，所以當來自基準板16的參照光和來自一定的光反射面20a～c的物體光恰好為等光程長時，即只在被檢測體載物臺30的移動范圍內(nèi)的所定位置，產(chǎn)生關(guān)于一定的光反射面20a～c的干涉條紋。因此，當利用被檢測體載物臺30的上下方向(箭頭符號A)的移動，關(guān)于所需的光反射面20a～c形成產(chǎn)生干涉條紋的狀態(tài)時，就不會產(chǎn)生來自其它光反射面20a～c的干涉條紋，所得到的干涉條紋信息可排除干涉條紋干擾，而能夠良好地體現(xiàn)所需的光反射面20a～c的表面形狀。
另一方面，來自上述第2光源12的輸出光因為可干涉距離長，所以來自基準板16的參照光和來自一定的光反射面20a～c的物體光即使不為等光程長，也可產(chǎn)生關(guān)于一定的光反射面20a～c的干涉條紋，可在被檢測體載物臺30的移動范圍內(nèi)的整個范圍，得到關(guān)于所需的光反射面20a～c的干涉條紋信息。因此，在本實施形態(tài)中，來自第2光源12的輸出光被用來得到關(guān)于反射鏡26的各位置的干涉條紋信息，其中該反射鏡26伴隨上下移動的被檢測體載物臺30的移動而只移動相同的距離。
以下將利用上述干涉儀100的第1實施形態(tài)的平行度測定方法的測定程序進行說明。
(1)、首先，將光束轉(zhuǎn)換鏡13從圖1所示的位置向一定的退避位置移動設定，并將來自可干涉距離短的第1光源11的輸出光作為照明光使用。進行被檢測體載物臺30的上下移動操作及2軸周圍的偏斜操作，以利用來自第1光源11的輸出光，在攝像裝置19的攝像元件上形成關(guān)于第1光反射面20a的干涉條紋。
(2)、對利用第1光源11所得到的，關(guān)于第1光反射面20a的干涉條紋由攝像裝置19進行拍照，并將所得的干涉條紋圖像信息(第1干涉條紋圖像信息)存儲于計算機40的存儲器(圖中未示)中。
(3)、接著，在被檢測體載物臺30保持不動的狀態(tài)下，使光束轉(zhuǎn)換鏡13移動至圖1所示的位置，并將來自可干涉距離長的第2光源12的輸出光作為照明光使用。
(4)、對利用第2光源12所得到的，關(guān)于反射鏡26的干涉條紋由攝像裝置19進行拍照，并將所得到的干涉條紋圖像信息(第2干涉條紋圖像信息)存儲于計算機40的存儲器中。
(5)、使光束轉(zhuǎn)換器13從圖1所示的位置移動到所定的退避位置，并將來自可干涉距離短的第1光源11的輸出光作為照明光使用。進行被檢測體載物臺30的上下移動操作及2軸周圍的偏斜操作，以利用來自第1光源11的輸出光，在攝像裝置19的攝像元件上形成關(guān)于第2光反射面20b的干涉條紋。
(6)、對利用第1光源11所得到的，關(guān)于第2光反射面20b的干涉條紋由攝像裝置19進行拍照，并將所得的干涉條紋圖像信息(第3干涉條紋圖像信息)存儲于計算機40的存儲器中。
(7)、接著，在被檢測體載物臺30保持不動的狀態(tài)下，使光束轉(zhuǎn)換鏡13移動至圖1所示的位置，并將來自可干涉距離長的第2光源12的輸出光作為照明光使用。
(8)、對利用第2光源12所得到的，關(guān)于反射鏡26的干涉條紋由攝像裝置19進行拍照，并將所得到的干涉條紋圖像信息(第4干涉條紋圖像信息)存儲于計算機40的存儲器中。
(9)、求取分別從存儲器所存儲的上述第2干涉條紋圖像信息和上述第4干涉條紋圖像信息中抽出的傾斜信息的差，并根據(jù)該差對分別從上述第1干涉條紋圖像信息和上述第3干涉條紋圖像信息中抽出的傾斜信息的差進行校正。
(10)、依據(jù)需要，對第3光反射面20c進行上述程序(5)～(8)，得到關(guān)于第3光反射面20c的第5干涉條紋圖像信息及關(guān)于此時的反射鏡26的第6干涉條紋圖像信息，并進行上述程序(9)，對該光反射面20c和光反射面20a或光反射面20b之間的平行不均進行校正。
在本實施形態(tài)中，如上所述，在各光反射面20a～c的測定時，也進行關(guān)于反射鏡26的測定，并分別得到傾斜校正數(shù)據(jù)，所以可對根據(jù)該校正數(shù)據(jù)被校正的各光反射面20a～c的傾斜信息的差，即各光反射面20a～c間的平行不均進行高精度的測定。
另外，光反射面20b和光反射面20c之間的平行不均，在前述例子中為玻璃板的厚度不均。
在上述實施形態(tài)中，使來自第1光源11的輸出光由可干涉距離短的光構(gòu)成，來自第2光源12的輸出光由可干涉距離長的光構(gòu)成，并將這2個輸出在光反射面20a～c的測定時和反射鏡26的測定時彼此進行轉(zhuǎn)換，但是也可象以下所說明的實施形態(tài)那樣，使用可變波長激光光源所輸出的多波長波型光取代上述可干涉距離短的光，使用可變波長激光光源所輸出的單波長波型取代上述可干涉距離長的光，并利用多波長波型的光進行光反射面的測定，利用單波長波型的光進行反射鏡的測定。這樣一來，可如后述那樣，使用不等光程長型的菲佐型等干涉儀裝置作為干涉儀裝置。
第2實施形態(tài)以下，對關(guān)于第2實施形態(tài)的平行度測定方法進行說明，但是首先利用圖2對用于實施該平行度測定方法的干涉儀裝置進行說明。
如圖中所示，該干涉儀裝置101，包括利用干涉條紋對透明平行平面玻璃板(被檢測體)117的被檢測面117a的表面形狀進行觀察的菲佐型的干涉儀主體110、計算機120、監(jiān)視器121、半導體激光光源(LD)111的電源(LD電源)122、用于產(chǎn)生對來自該電源(LD電源)122的輸出電流值進行控制的控制信號的函數(shù)發(fā)生器123。
上述干涉儀主體110包括來自半導體激光光源111的可干涉光入射的準直儀透鏡112、發(fā)散透鏡113、射束分裂器114、準直儀透鏡115、在與被檢測體(平行平面玻璃板)117之間通過工作空間相對并具有基準面116a的基準板116以及對利用光干涉所得的干涉條紋進行拍照的攝像透鏡118及CCD攝像裝置119。
在該干涉儀主體110中，使來自半導體激光光源111的激光光140入射基準板116的基準面116a，在該基準面116a中分割為透過光束和反射光束2部分，并使透過光束入射平行平面玻璃板117的被檢測面117a，將其反射光作為物體光，且將基準面116a中的反射光作為參照光，并將利用這些物體光及參照光的光干涉所產(chǎn)生的干涉光通過準直儀透鏡115、射束分裂器114、攝像透鏡118導向CCD攝像裝置119，且在該CCD攝像裝置119中對干涉條紋進行拍照。
所拍攝到的干涉條紋在計算機120被解析，并可藉此對被檢測面117a的表面形狀進行測定。另外，所拍攝到的干涉條紋及所解析的被檢測面117a的表面形狀在監(jiān)視器121中進行顯示。
而且，作為被檢測體的平行平面玻璃板117被保持在用于使被檢測體保持可上下移動及可沿2軸周圍偏斜的被檢測體載物臺130上。
在被檢測體載物臺130上，保持有上述第1實施形態(tài)的反射鏡26和發(fā)揮相同作用的反射鏡126。
另外，基準板116通過與未圖示的PZT驅(qū)動電路連接的壓電元件124，由未圖示的基準板支持構(gòu)件進行支持。而且，依據(jù)來自計算機120的指示，在該壓電元件124上施加一定的電壓并使該壓電元件124被驅(qū)動，且藉此使基準板116沿光軸方向(圖中的左右方向)只移動一定相位部分。利用該移動進行變化的干涉條紋的圖像數(shù)據(jù)被輸出至計算機120，并對這些復數(shù)張圖像數(shù)據(jù)進行條紋圖像解析。
上述的半導體激光光源111使用具有溫度控制機能的類型，如前述的那樣，當使注入電流一定時，可振蕩得到單波長波型的激光光(例如波長λ在650nm附近的單波長)，另一方面，當使注入電流變化時，所輸出的激光光的波長和光強度產(chǎn)生變化，形成多波長波型的激光光。
而且，上述攝像裝置119使用1光存儲期間為1/30(秒)的CCD。
使上述函數(shù)發(fā)生器123所輸出的上述控制信號為矩形波(包括階梯狀矩形波)，其頻率為例如200HZ左右，且速度設定在將利用CCD所拍攝的圖像信息進行再生時不產(chǎn)生閃爍的程度。
而且，在本實施形態(tài)的干涉儀裝置101中，為了阻止干涉條紋干擾的產(chǎn)生，采用以下所示的構(gòu)成。
即，在輸出多波長波型的激光光時，利用單縱波型的半導體激光光源111，并對受光干涉條紋的元件(CCD攝像裝置119的CCD)的1光存儲期間，以足夠短的周期將光源111所輸出的激光光140調(diào)制為復數(shù)個波長，且將來自被檢測體117的干涉光利用上述元件受光，從而可使該干涉光在上述1光存儲期間中進行積分。
半導體激光光源具有通過使注入電流變化可使波長也產(chǎn)生變化的特征，受光干涉條紋的元件由于具有一定的光存儲期間，所以在本實施形態(tài)的多波長波型中，藉由以較其1光存儲期間足夠快的速度對波長進行掃描，與利用同時輸出多波長光的光源對干涉條紋進行觀察的場合相比，可得到同樣的結(jié)果。
接著，利用表示干涉條紋對比度的變化的圖3，關(guān)于由上述多波長波型的光對被檢測面117a的表面進行測定的情況進行概念性地說明。在本實施形態(tài)的干涉儀裝置101中，如圖3所示，當對光軸的距離變化時，干涉條紋對比度產(chǎn)生周期性的變化。在圖3中，藉由進行設定以在被檢測面117a(第1光反射面)變成峰值，可在基準面116a和被檢測體表面117a形成對比度良好的干涉條紋，并使被檢測體背面117b的干涉條紋對比度為0，從而消除被檢測體背面117b的干涉條紋干擾。
這樣，在本實施形態(tài)中，利用多波長波型的光相當于在上述第1實施形態(tài)中利用可干涉距離短的光，另一方面，利用單波長波型的光相當于在上述第1實施形態(tài)中利用可干涉距離長的光。
以下，對利用上述干涉儀裝置所進行的，關(guān)于第2實施形態(tài)的平行度測定方法的測定程序，一面參照圖4～圖7一面進行說明。另外，在這里，關(guān)于對作為第1測定面的上述被檢測面117a和作為第2測定面的上述被檢測體背面117b的平行不均(厚度不均)進行測定的情況進行說明。
(1)、首先，調(diào)整函數(shù)發(fā)生器123，并進行設定以使半導體激光光源111所輸出的光束為一定的多波長波型，且將該多波長波型的激光光作為照明光使用。進行被檢測體載物臺130的上下移動操作及2軸周圍的偏斜操作，以利用多波長波型的激光光，在攝像裝置119的攝像元件上形成關(guān)于被檢測面117a的對比度良好的干涉條紋(如圖4所示)。
(2)、對利用多波長波型的激光光所得到的，關(guān)于被檢測面117a的干涉條紋由攝像裝置119進行拍照，并將所得的干涉條紋圖像信息(第1干涉條紋圖像信息)存儲于計算機120的存儲器(圖中未示)中。
(3)、接著，在被檢測體載物臺130保持不動的狀態(tài)下，調(diào)整函數(shù)發(fā)生器123，并進行轉(zhuǎn)換使半導體激光光源111所輸出的光束變成一定的單波長波型，且將該單波長波型的激光光作為照明光使用。
(4)、對利用單波長波型的激光光所得到的，關(guān)于反射鏡126的干涉條紋(參照圖5)由攝像裝置119進行拍照，并將所得到的干涉條紋圖像信息(第2干涉條紋圖像信息)存儲于計算機120的存儲器中。
(5)、調(diào)整函數(shù)發(fā)生器123，并進行轉(zhuǎn)換以使半導體激光光源111所輸出的光束變成一定的多波長波型，且將該多波長波型的激光光作為照明光使用。進行被檢測體載物臺130的上下移動操作及2軸周圍的偏斜操作，以利用該多波長波型的激光光，在攝像裝置119的攝像元件上形成關(guān)于被檢測體背面117b的干涉條紋(如圖6所示)。
(6)、對利用多波長波型的激光光所得到的，關(guān)于被檢測面117b的干涉條紋由攝像裝置119進行拍照，并將所得的干涉條紋圖像信息(第3干涉條紋圖像信息)存儲于計算機120的存儲器(圖中未示)中。
(7)、接著，在被檢測體載物臺130保持不動的狀態(tài)下，調(diào)整函數(shù)發(fā)生器123，并進行轉(zhuǎn)換使半導體激光光源111所輸出的光束變成一定的單波長波型，且將該單波長波型的激光光作為照明光使用。
(8)、對利用單波長波型的激光光所得到的，關(guān)于反射鏡126的干涉條紋(參照圖7所示)由攝像裝置119進行拍照，并將所得到的干涉條紋圖像信息(第4干涉條紋圖像信息)存儲于計算機120的存儲器中。
(9)、求取分別從存儲器所存儲的上述第2干涉條紋圖像信息和上述第4干涉條紋圖像信息中抽出的傾斜信息的差，并根據(jù)該差對分別從上述第1干涉條紋圖像信息和上述第3干涉條紋圖像信息中抽出的傾斜信息的差進行校正。
在本實施形態(tài)中，如上所述，在被檢測面117a及被檢測體背面117b的測定時，也進行關(guān)于反射鏡26的測定，并分別得到傾斜校正數(shù)據(jù)，所以可對根據(jù)該校正數(shù)據(jù)被校正的被檢測面 17a及被檢測體背面117b的傾斜信息的差，即被檢測面117a及被檢測體背面117b的平行不均(厚度不均)進行高精度的測定。
請參閱圖8-圖11所示，是利用上述各測定程序所得到的各干涉條紋圖像信息。另外，在各圖中，右側(cè)的大干涉條紋為關(guān)于被檢測面117a及被檢測體背面117b的，左側(cè)的小圓形內(nèi)的干涉條紋為關(guān)于反射鏡126的。
即，圖8是為將多波長波型的光作為照明光使用，并使被檢測體載物臺130移動，得到關(guān)于被檢測面117a的干涉條紋圖像信息(對應第1干涉條紋圖像信息)時的圖示，圖9是為在被檢測體載物臺130保持不動的狀態(tài)下，將單波長波型的光作為照明光使用，得到關(guān)于反射鏡126的干涉條紋圖像信息(對應第2干涉條紋圖像信息)時的圖示。
而且，圖10是為將多波長波型的光作為照明光使用，并使被檢測體載物臺130移動，得到關(guān)于被檢測體背面117b的干涉條紋圖像信息(對應第3干涉圖像信息)時的圖示，圖11是為在被檢測體載物臺130保持不動的狀態(tài)下，將單波長波型的光作為照明光使用，得到關(guān)于反射鏡126的干涉條紋圖像信息(對應第4干涉條紋圖像信息)時的圖示。
另外，作為本發(fā)明的平行度測定方法，并不限定于上述實施形態(tài)，也可采用其它各種變更的形態(tài)。例如，測定光反射面的順序無論采用什么樣的順序都可以，可按照從距離光源較遠一側(cè)的光反射面開始的順序，或按照從距離光源較近一側(cè)的光反射面開始的順序進行測定。
而且，作為測定所得的光反射面，并不限定于上述的類型，如果為例如成階梯狀配置的光反射面，則即使為不透光的光反射面也可測定。
作為對上述復數(shù)個被檢測面的平行度進行校正時的運算順序，可考慮各種各樣的形態(tài)，只要使結(jié)果為本發(fā)明所說明的“根據(jù)分別從第2干涉條紋圖像信息和第4干涉條紋圖像信息得到的傾斜信息的差，對分別從第1干涉條紋圖像信息和第3干涉條紋圖像信息得到的傾斜信息的差進行校正的狀態(tài)”即可。
另外，即使作為測定所用的干涉儀裝置，也并不限定于上述實施形態(tài)，可使用各種類型的干涉儀裝置。
而且，本發(fā)明的平行度測定方法可適用于各種形態(tài)的被檢測體，在對例如象半導體制造過程等所應用的光學部件那樣的，尺寸小、具有需要進行高精度設定的復數(shù)個光反射面的部件等的測定中，特別有用。
如上所述，如利用本發(fā)明的平行度測定方法，作為干涉儀裝置的照明光，采用可將依據(jù)被檢測面和干涉儀裝置的參照面的距離而產(chǎn)生對比度變化的干涉條紋的第1光束、不依據(jù)該被檢測面和該參照面的距離而產(chǎn)生一定對比度的干涉條紋的第2光束進行轉(zhuǎn)換的構(gòu)成；當利用上述第1光束對被檢測體上的各光反射面進行干涉條紋測定時，也可利用第2光束，對關(guān)于與上述反射鏡相對略平行固定配置的傾斜校正面進行測定，并從各傾斜校正面的干涉條紋圖像信息中得到傾斜校正數(shù)據(jù)，所以能夠高精度地對根據(jù)該校正數(shù)據(jù)被校正的各光反射面的傾斜信息的差，即各光反射面間的平行度進行測定。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平行度測定方法，是一種將具有由沿上下方向排列的復數(shù)個光反射面構(gòu)成的被檢測面的被檢測體載置于載物臺上，并利用干涉儀裝置對該復數(shù)個被檢測面的平行度進行測定的方法，其特征在于其包括以下步驟作為干涉儀裝置的照明光，采用可將依據(jù)前述被檢測面和干涉儀裝置的參照面的距離而產(chǎn)生對比度變化的干涉條紋的第1光束、不依據(jù)該被檢測面和該參照面的距離而產(chǎn)生一定對比度的干涉條紋的第2光束進行轉(zhuǎn)換而構(gòu)成，關(guān)于從復數(shù)個前述被檢測面中所選降的第1被檢測面，在利用前述第1光束產(chǎn)生干涉條紋的第1位置設定前述載物臺，并在該狀態(tài)下對該干涉條紋進行拍照得到第1干涉條紋圖像，同時關(guān)于與前述復數(shù)個被檢測面相對略平行固定的傾斜校正面，將利用前述第2光束所得到的干涉條紋進行拍照得到第2干涉條紋圖像，之后，使前述載物臺在上下方向進行移動，并關(guān)于從前述復數(shù)個被檢測面中所選擇的第2被檢測面，在利用前述第1光束產(chǎn)生干涉條紋的第2位置設定前述載物臺，且在該狀態(tài)下對該干涉條紋進行拍照得到第3干涉圖像，同時關(guān)于前述傾斜校正面，對利用前述第2光束所得到的干涉條紋進行拍照得到第4干涉條紋圖像，之后，根據(jù)分別從前述第2干涉條紋圖像和前述第4干涉條紋圖像所得到的傾斜信息的差，對分別從前述第1干涉條紋圖像和前述第3干涉條紋圖像所得到的傾斜信息的差進行校正，并測定前述第1被檢測面和前述第2被檢測面的平行度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行度測定方法，其特征在于其中所述的第1光束由可干涉距離短的光構(gòu)成，前述第2光束由可干涉距離長的光構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行度測定方法，其特征在于其中所述的第1光束由可變波長激光光源所輸出的多波長波型光構(gòu)成，所述的第2光束由可變波長激光光源所輸出的單波長波型光構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的平行度測定方法，其特征在于其中所述的傾斜校正面為配置于前述載物臺上的鏡面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平行度測定方法，其特征在于其中所述的干涉儀裝置為米切爾森型等的等光程長型干涉儀裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平行度測定方法，其特征在于其中所述的干涉儀裝置為米切爾森型等的等光程長型干涉儀裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的平行度測定方法，其特征在于其中所述的干涉儀裝置為菲佐型等的不等光程長型干涉儀裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平行度測定方法，其特征在于其中所述的干涉儀裝置為菲佐型等的不等光程長型干涉儀裝置。
全文摘要
一種平行度測定方法，在用干涉距離短的第1光束對被檢測體各光反射面進行干涉條紋測定時，也用干涉距離長的第2光束進行傾斜校正面測定，并根據(jù)來自各傾斜校正面干涉條紋圖像信息的校正數(shù)據(jù)，對各光反射面傾斜信息校正，高精度進行光反射面間平行度測定。將載物臺30設于第1位置，利用干涉距離短的光源11發(fā)出的光，得到光反射面20a第1干涉條紋圖像信息，利用干涉距離長的光源12發(fā)出的光得到反射鏡26的第2干涉條紋圖像信息。將載物臺30設于第2位置，得到光反射面20b第3干涉條紋圖像信息及反射鏡26第4干涉條紋圖像信息。求第2、第4干涉條紋圖像信息的傾斜信息，而對第1、第3干涉條紋圖像信息的傾斜信息的差進行校正，且測定光反射面20a、b間的平行不均。
文檔編號G01B11/26GK1624421SQ20031011691
公開日2005年6月8日 申請日期2003年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者植木伸明 申請人:富士能株式會社