(57)【要約】【課題】検出系への反射光を抑えられるニッポウディスクとこれを用いたコンフォーカルスキャニング装置を提供すること。【解決手段】円板状の硝子基板６ｂの片面６ｃに形成された光遮光部材２０に螺旋放射状にピンホール６ａを形成したニッポウディスク６において、前記光遮光部材２０の表面２０ａ，２０ｂが前記硝子基板のもう一方の面６ｃに対して傾斜していること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の硝子基板の片面に形成された光遮光部材に螺旋放射状にピンホールを形成したニッポウディスクにおいて、
前記光遮光部材の表面が前記硝子基板のもう一方の面に対して傾斜していることを特徴とするニッポウディスク。
【請求項２】
前記光遮光部材は、前記ピンホール間に照明光の入射側に凸頂点を有する多角錐形状または円錐形状を有することを特徴とする請求項１に記載のニッポウディスク。
【請求項３】
前記光遮光部材は、前記ピンホール間に照明光の入射側に凹頂点を有する多角錐形状または円錐形状を有することを特徴とする請求項１に記載のニッポウディスク。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のニッポウディスクを用いたことを特徴とするコンフォーカルスキャニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッポウディスクとこれを用いたコンフォーカルスキャニング装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、コンフォーカルスキャニング装置において、円板状の硝子基板の片面に形成された光遮光部材（例えば、クロム膜など）に螺旋放射状にピンホールを形成し、円板を回転させることで被検物に照明光をスキャニングすることが提案されている。そして、ニッポウディスクの表面からの反射光が検出器に入射することを防ぐために、ニッポウディスクを光軸に対して傾けて配置することが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許明細書第４，９２７，２５４号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、コンフォーカルスキャニング装置において、広い視野を一度に、かつ高解像度でスキャニングできる照明光学系および測定光学系を有するコンフォーカルスキャニング装置が求められている。このようなコンフォーカルスキャニング装置では、対物レンズの開口数ＮＡを大きくし、被検物からの反射光をニッポウディスクに等倍で戻す必要があり、ニッポウディスクのピホール位置で対物レンズのＮＡと同等のＮＡとしている。このため、特許文献１に開示されているように、ニッポウディスクからの照明光の反射光が検出器に入射するのを抑えるためにニッポウディスクを光軸に対して傾けて配置した場合、ニッポウディスクを透過した被検物からの光に、コマ収差や非点収差が発生し、得られる画像が劣化し、測定精度が悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、検出系への反射光を抑えられるニッポウディスクとこれを用いたコンフォーカルスキャニング装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、円板状の硝子基板の片面に形成された光遮光部材に螺旋放射状にピンホールを形成したニッポウディスクにおいて、前記光遮光部材の表面が前記硝子基板のもう一方の面に対して傾斜していることを特徴とするニッポウディスクを提供する。
【０００７】
また、本発明のニッポウディスクでは、前記光遮光部材は、前記ピンホール間に照明光の入射側に凸頂点を有する多角錐形状または円錐形状を有することが好ましい。
【０００８】
また、本発明のニッポウディスクでは、前記光遮光部材は、前記ピンホール間に照明光の入射側に凹頂点を有する多角錐形状または円錐形状を有することが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、前記ニッポウディスクを用いたことを特徴とするコンフォーカルスキャニング装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態にかかるニッポウディスクを搭載したコンフォーカルスキャニング装置の概略構成図を示す。図２は、本発明の第１実施形態にかかるニッポウディスクの部分拡大断面図である。図３は、本発明の第２実施形態にかかるニッポウディスクの部分拡大断面図である。
【００１２】
（第１実施形態）
本第１実施形態にかかるニッポウディスクを搭載したコンフォーカルスキャニング装置１は、被検物８を照明するための落射照明用光源２と、落射照明用光源２からの照明光を被検物８上へ集光しかつ該被検物８からの反射光を結像するための落射コンフォーカル光学系Ｋとを備える。
【００１３】
詳細には、図１において、落射照明用光源２から射出される照明光の光路上には、コレクタレンズ３と、ハーフプリズム４とが順に配置されている。また、ハーフプリズム４の反射光路上には、装置１の上方から順に、結像レンズ５と、落射照明用光源２からの照明光をｘｙ平面方向へスキャニングするためのニッポウディスク（ＮｉｐｋｏｗＤｉｓｃ）６と、両テレセントリック対物光学系７と、被検物８を載置するための不図示のステージとが配置されている。さらに、結像レンズ５の結像位置には、照明された被検物８からの反射光を撮像するための撮像素子１０が配置されている。尚、落射コンフォーカル光学系Ｋは、ハーフプリズム４と、リレーレンズ５と、ニッポウディスク６と、両テレセントリック対物光学系７とからなる。両テレセントリック対物光学系７は、ニッポウディスク６のピンホール６ａと被検物８とを共役関係にする１倍光学系である。
【００１４】
なお、本実施形態では、ニッポウディスク６は光軸に対して垂直に配置されている。また、本実施形態において両テレセントリック対物光学系７は上述のように１倍光学系であるが、本発明はこれに限られるものでなく、他の倍率の両テレセントリック対物光学系７を配置することも可能である。また、両テレセントリック光学系に限らず、片側テレセントリック光学系であっても良い。
【００１５】
ニッポウディスク６は、同径の多数のピンホール６ａが所定の間隔で螺旋放射状に配列されている円盤であり、不図示の回転駆動部によって軸６ｂを中心に回転駆動される構成となっている。この構成により、回転駆動部によってニッポウディスク６を回転駆動することで、被検物８に導かれる照明光は該被検物８上をｘｙ平面方向にスキャニングすることができる。
【００１６】
また、ニッポウディスク６のピンホール６ａ成形面は、両側テレセントリック対物光学系７の結像位置（結像面）に配置されており、これによりコンフォーカル光学系が実現されている。
【００１７】
以上の構成の下、落射照明用光源２から射出された光は、コレクタレンズ３を経てハーフプリズム４によって反射され、ニッポウディスク６に照射される。この光は、ニッポウディスク６のピンホール６ａを通過し、両側テレセントリック対物光学系７によって、不図示のステージに載置された被検物８上に集光される。尚、図１では、ニッポウディスク６の複数のピンホール６ａをそれぞれ通過した光のうちの１つの光の光路のみを示しているが、実際は落射照明用光源２からの光が照射されるニッポウディスク６の照射領域内に位置する複数のピンホール６ａを通過した光がそれぞれ被検物８上の異なる位置に集光される。
【００１８】
そして、被検物８からの反射光は再び両側テレセントリック対物光学系７を介して、ニッポウディスク６のピンホール６ａを通過する。ここで、この反射光の通過したピンホール６ａは、被検物８上に集光された照明光が通過した上述のピンホール６ａと同じである。
【００１９】
ニッポウディスク６のピンホール６ａを通過した光は、リレーレンズ５によってハーフプリズム４を介して撮像素子１０の撮像面１０ａ上に結像され、該撮像素子１０によって撮像される。
【００２０】
回転駆動部によってニッポウディスク６を回転駆動することで、被検物８に導かれる照明光は該被検物８上をｘｙ平面方向にスキャニングすることができ照明光のｘｙ平面方向へのスキャニング範囲内の被検物８面全体について照明光をスキャニングすることができる。
【００２１】
本第１実施形態にかかるニッポウディスク６は、図２に示すように、円板状の硝子基板６ｂの片面６ｃ上のピンホール６ａの間に照明光の入射面側に断面が凸の略三角形状の光遮蔽部材２０が形成されている。光遮蔽部材２０の三角形状の平面２０ａ、２０ｂは光を反射するミラー面である。それぞれの平面２０ａ、２０ｂがガラス面６ｃとなす角度θａ、θｂは、ニッポウディスク６に入射する照明光が平面２０ａ、２０ｂで反射されたとき、その反射光３０が、結像レンズ５に戻らない角度に設定されている。なお、図２中、光遮蔽部材２０のガラス面６ｃに接触する部分２０ｃは、図示するために高さを有するように書かれているが、実際は、光を遮蔽する程度の厚さを有する薄いものである。なお、光遮蔽部材２０は、説明のために拡大して図示されている。
【００２２】
このように、光遮光部材２０の平面２０ａ、２０ｂの角度θａ、θｂをそれぞれ設定しておくことによって、ニッポウディスク６を光軸に対して垂直に配置しても、照明光が結像レンズ５に戻らないため、戻り光（フレア−光）が撮像素子１０に入射してノイズとなり、測定精度を低下させる恐れもない。
【００２３】
なお、平面２０ａ、２０ｂがなす角度θａ、θｂをそれぞれ場所によって変えることによって、回折の影響も除くことができる。また、角度θａと角度θｂとは等しくても、異なっていてもよい。また、光遮蔽部材２０の形状は、照明光の入射面側に凸の頂点を有する、三角錐、四角錐などの多角錐形状、円錐形状等であってもよい。また、本実施形態では平坦なガラス基板６ｂに多角錐形状または円錐形状の光遮蔽部２０を形成したが、表面に多角錐形状または円錐形状の凹面を有するガラス基板に光遮蔽膜を形成し、多角錐形状または円錐形状の頂点にピンホールを形成しても良い。
【００２４】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態にかかるニッポウディスクの部分拡大断面図を示す。
【００２５】
本第２実施形態にかかるニッポウディスク６は、円板状の硝子基板６ｂの片面６ｃに上にピンホール６ａの間に照明光の入射面側に断面が凹の略三角形状の光遮蔽部材２２が形成されている。光遮蔽部材２２の三角形状の平面２２ａ、２２ｂは光を反射するミラー面である。それぞれの平面２２ａ、２２ｂがガラス面６ｃとなす角度θａ、θｂは、ニッポウディスク６に入射する照明光が平面２２ａ、２２ｂで反射されたとき、その反射光３０が、結像レンズ５に戻らない角度に設定されている。なお、光遮蔽部材２０は、説明のために拡大して図示されている。
【００２６】
このように、光遮光部材２２の平面２２ａ、２２ｂの角度θａ、θｂをそれぞれ設定しておくことによって、ニッポウディスク６を光軸に対して垂直に配置しても、照明光が結像レンズ５に戻らないため、戻り光（フレア−光）が撮像素子１０に入射してノイズとなり、測定精度を低下させる恐れもない。
【００２７】
なお、平面２２ａ、２２ｂがなす角度θａ、θｂをそれぞれ場所によって変えることによって、回折の影響も除くことができる。また、角度θａと角度θｂとは等しくても、異なっていてもよい。また、光遮蔽部材２２の形状は、照明光の入射面側に凹の頂点を有する、三角錐、四角錐などの多角錐形状、円錐形状等であってもよい。また、本実施形態では平坦なガラス基板６ｂに多角錐形状または円錐形状の光遮蔽部２０を形成したが、表面に多角錐形状または円錐形状の凸面を有するガラス基板に光遮蔽膜を形成し、多角錐形状または円錐形状の頂点にピンホールを形成しても良い。
【００２８】
以上述べたように、本実施形態のニッポウディスクを用いることによって、コンフォーカルスキャニング装置の照明光の光軸に対してニッポウディスクを垂直に配置することが可能となり、測定装置を小型にできる。また、光軸に対して傾けていないので、ニッポウディスクによってコマ収差や非点収差を発生することがなく、高ＮＡの等倍対物光学系を用いることが可能となる。さらに、戻り光によるノイズの発生も防止することができ、高精度の測定が可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態にかかるコンフォーカルスキャニング装置を、高さ検査装置や、コンフォーカル顕微鏡に搭載することも可能である。
【００３０】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、検出系への反射光を抑えられるニッポウディスクとこれを用いたコンフォーカルスキャニング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるニッポウディスクを搭載したコンフォーカルスキャニング装置の概略構成図を示す。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるニッポウディスクの部分拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかるニッポウディスクの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１      コンフォーカルスキャニング装置
２      落射照明光源
３      コレクタレンズ
４      ハーフプリズム
５      結像レンズ
６      ニッポウディスク（ＮｉｐｋｏｗＤｉｓｃ）
７      テレセントリック対物光学系
８      被検物
１０    撮像装置
２０    光遮蔽部材
２２    光遮蔽部材
３０    反射光
Ｋ      落射コンフォーカル光学系
【図１】
2004288279.tif 000003
【図２】
2004288279.tif 000004
【図３】
2004288279.tif 000005