JP2000146541A - 面形状測定装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィゾー干渉計等を用いて非球面を測定した
場合でも、良好なコントラストの干渉縞を得ることが出
来、高精度に被検面の形状を測定できる面形状測定装置
を提供すること。 【解決手段】 光束を射出する光源１と、前記光源から
の光束を参照光と、被検面に導く測定光とに分割する光
束分割部材１４と、前記参照光と前記被検面からの測定
光との干渉縞を検出する干渉検出部１１と、前記干渉縞
に基づいて前記被検面の表面形状を算出する演算部１２
とを有する面形状測定装置において、前記光束分割部材
は回折光学素子１６〜１８を含み、前記回折光学素子で
反射された光束を前記参照光とし、前記回折光学素子か
らの回折光を前記測定光とし、前記回折光学素子は、基
板１８と、前記基板上に形成された少なくとも第１の媒
質で形成された第１薄膜層１７と第２の媒質で形成され
た第２薄膜層１６とを有することを特徴とする。
場合でも、良好なコントラストの干渉縞を得ることが出
来、高精度に被検面の形状を測定できる面形状測定装置
を提供すること。 【解決手段】 光束を射出する光源１と、前記光源から
の光束を参照光と、被検面に導く測定光とに分割する光
束分割部材１４と、前記参照光と前記被検面からの測定
光との干渉縞を検出する干渉検出部１１と、前記干渉縞
に基づいて前記被検面の表面形状を算出する演算部１２
とを有する面形状測定装置において、前記光束分割部材
は回折光学素子１６〜１８を含み、前記回折光学素子で
反射された光束を前記参照光とし、前記回折光学素子か
らの回折光を前記測定光とし、前記回折光学素子は、基
板１８と、前記基板上に形成された少なくとも第１の媒
質で形成された第１薄膜層１７と第２の媒質で形成され
た第２薄膜層１６とを有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
品の面精度を高精度に測定するための面形状測定装置、
特にゾ一ンプレートを用いたフィゾー干渉計に関する。
品の面精度を高精度に測定するための面形状測定装置、
特にゾ一ンプレートを用いたフィゾー干渉計に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学部品の面精度を高精度に測定する場
合は従来から干渉計が用いられている。特に、フィゾー
干渉計は参照光路と物体光路とがほぼ共通であり、共通
光路部分の収差が相殺されること、外乱などに比較的強
いこと等の利点を有しているため面精度測定等に用いら
れている。図８は従来のフィゾー干渉計の光学系の構成
を示す図である。可干渉性を有する光源１から射出した
紙面に平行な偏光方位を有する直線偏光の光束は、レン
ズ２とレンズ３とからなるビームエキスパンダで光束径
を拡大され、偏光ビームスプリッタ４に入射する。偏光
ビームスプリッタ４を透過した光束は１／４波長板５を
介して、フィゾーレンズ６に入射する。そして、フィゾ
ー面６ａで入射光の一部が反射されて参照光となり、該
参照光は１／４波長板５を介して偏光ビームスプリッタ
４で反射される。一方、フィゾーレンズ６を透過した光
束は、測定光として被検面７で反射されて、再びフィゾ
ーレンズ６，１／４波長板５を介して偏光ビームスプリ
ッタ４で反射される。参照光と測定光とは偏光板８を介
して干渉し、干渉縞がレンズ９，１０から構成される結
像レンズによって撮像素子１１の撮像面上に結像され
る。レンズ９とレンズ１０との間の焦点位置近傍にはノ
イズとなる迷光等を除去するための絞りＳが設けられて
いる。演算器１２は、撮像素子１１により取り込まれた
干渉縞画像に基づいて被検面７の位相分布を演算し、モ
ニタ１３に被検面７の面形状を出力する。
合は従来から干渉計が用いられている。特に、フィゾー
干渉計は参照光路と物体光路とがほぼ共通であり、共通
光路部分の収差が相殺されること、外乱などに比較的強
いこと等の利点を有しているため面精度測定等に用いら
れている。図８は従来のフィゾー干渉計の光学系の構成
を示す図である。可干渉性を有する光源１から射出した
紙面に平行な偏光方位を有する直線偏光の光束は、レン
ズ２とレンズ３とからなるビームエキスパンダで光束径
を拡大され、偏光ビームスプリッタ４に入射する。偏光
ビームスプリッタ４を透過した光束は１／４波長板５を
介して、フィゾーレンズ６に入射する。そして、フィゾ
ー面６ａで入射光の一部が反射されて参照光となり、該
参照光は１／４波長板５を介して偏光ビームスプリッタ
４で反射される。一方、フィゾーレンズ６を透過した光
束は、測定光として被検面７で反射されて、再びフィゾ
ーレンズ６，１／４波長板５を介して偏光ビームスプリ
ッタ４で反射される。参照光と測定光とは偏光板８を介
して干渉し、干渉縞がレンズ９，１０から構成される結
像レンズによって撮像素子１１の撮像面上に結像され
る。レンズ９とレンズ１０との間の焦点位置近傍にはノ
イズとなる迷光等を除去するための絞りＳが設けられて
いる。演算器１２は、撮像素子１１により取り込まれた
干渉縞画像に基づいて被検面７の位相分布を演算し、モ
ニタ１３に被検面７の面形状を出力する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のフィゾー干
渉計において被検面が非球面である場合、被検非球面に
入射する波面が球面波であると、被検非球面と入射球面
波との偏差が大きいため干渉縞が非常に多く生じてしま
い、撮像素子の解像力との関係から解析が困難となる場
合がある。このため、被検非球面へ入射させる波面を被
検非球面と同じ形状とするヌルテストを行うことが望ま
しい。ここで、フィゾーレンズから非球面波を発生させ
ることは容易ではないので、フィゾーレンズの設計に大
きな負担を与えてしまう。そこで、フィゾーレンズの代
わりに非球面波を射出する素子としてゾーンプレート等
の回折格子を用いることが考えられる。
渉計において被検面が非球面である場合、被検非球面に
入射する波面が球面波であると、被検非球面と入射球面
波との偏差が大きいため干渉縞が非常に多く生じてしま
い、撮像素子の解像力との関係から解析が困難となる場
合がある。このため、被検非球面へ入射させる波面を被
検非球面と同じ形状とするヌルテストを行うことが望ま
しい。ここで、フィゾーレンズから非球面波を発生させ
ることは容易ではないので、フィゾーレンズの設計に大
きな負担を与えてしまう。そこで、フィゾーレンズの代
わりに非球面波を射出する素子としてゾーンプレート等
の回折格子を用いることが考えられる。
【０００４】回折光学素子としてゾーンプレートを用い
た場合は、該ゾーンプレートで直接反射する光（以下
「反射０次光」という）を参照光とし、透過する光のう
ち１次回折光（以下「透過１次光」という）を測定光と
する。そして、測定光の強度は、往路のゾーンプレート
の１次回折効率と復路のゾーンプレートの１次回折効率
と被検面の反射率との積になるのため、参照光に比較し
て強度がかなり小さくなる。この結果、参照光と測定光
の強度の差が大きくなるので、干渉縞のコントラストが
低くなり、計測時のノイズ等に弱く高精度な干渉測定が
困難であるという問題がある。
た場合は、該ゾーンプレートで直接反射する光（以下
「反射０次光」という）を参照光とし、透過する光のう
ち１次回折光（以下「透過１次光」という）を測定光と
する。そして、測定光の強度は、往路のゾーンプレート
の１次回折効率と復路のゾーンプレートの１次回折効率
と被検面の反射率との積になるのため、参照光に比較し
て強度がかなり小さくなる。この結果、参照光と測定光
の強度の差が大きくなるので、干渉縞のコントラストが
低くなり、計測時のノイズ等に弱く高精度な干渉測定が
困難であるという問題がある。
【０００５】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、フィゾー干渉計等を用いて非球面を測定した場
合でも、良好なコントラストの干渉縞を得ることが出
来、高精度に被検面の形状を測定できる面形状測定装置
を提供することを目的とする。
であり、フィゾー干渉計等を用いて非球面を測定した場
合でも、良好なコントラストの干渉縞を得ることが出
来、高精度に被検面の形状を測定できる面形状測定装置
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明では、光束を射出する光源
と、前記光源からの光束を参照光と、被検面に導く測定
光とに分割する光束分割部材と、前記参照光と前記被検
面からの測定光との干渉縞を検出する干渉検出部と、前
記干渉縞に基づいて前記被検面の表面形状を算出する演
算部と、を有する面形状測定装置において、前記光束分
割部材は回折光学素子を含み、前記回折光学素子で反射
された光束を前記参照光とし、前記回折光学素子からの
回折光を前記測定光とし、前記回折光学素子は、基板
と、前記基板上に形成された少なくとも第１の媒質から
なる第１薄膜層と第２の媒質からなる第２薄膜層とを有
することを特徴とする。
めに、請求項１記載の発明では、光束を射出する光源
と、前記光源からの光束を参照光と、被検面に導く測定
光とに分割する光束分割部材と、前記参照光と前記被検
面からの測定光との干渉縞を検出する干渉検出部と、前
記干渉縞に基づいて前記被検面の表面形状を算出する演
算部と、を有する面形状測定装置において、前記光束分
割部材は回折光学素子を含み、前記回折光学素子で反射
された光束を前記参照光とし、前記回折光学素子からの
回折光を前記測定光とし、前記回折光学素子は、基板
と、前記基板上に形成された少なくとも第１の媒質から
なる第１薄膜層と第２の媒質からなる第２薄膜層とを有
することを特徴とする。
【０００７】また、請求項２記載の発明では、前記回折
光学素子の前記第１薄膜層又は第２薄膜層は、前記干渉
検出部において前記参照光の強度と前記測定光の強度と
が略等しくなるように前記光源からの光束を反射又は回
折させる厚さを有していることを特徴とする。
光学素子の前記第１薄膜層又は第２薄膜層は、前記干渉
検出部において前記参照光の強度と前記測定光の強度と
が略等しくなるように前記光源からの光束を反射又は回
折させる厚さを有していることを特徴とする。
【０００８】また、請求項３記載の発明では、前記回折
光学素子の前記第１薄膜層又は第２薄膜層は、前記回折
光学素子で生ずる迷光の強度を最小にする厚さを有して
いることを特徴とする。なお、迷光とは、回折格子によ
る反射０次光及び透過１次光以外のものをいう。
光学素子の前記第１薄膜層又は第２薄膜層は、前記回折
光学素子で生ずる迷光の強度を最小にする厚さを有して
いることを特徴とする。なお、迷光とは、回折格子によ
る反射０次光及び透過１次光以外のものをいう。
【０００９】また、請求項４記載の発明では、前記回折
光学素子は位相型ゾーンプレートであることを特徴とす
る。
光学素子は位相型ゾーンプレートであることを特徴とす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態にかかる面形状測定装置について説明す
る。 （第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態にかか
る面形状測定装置の構成を示す図である。本実施形態の
装置はフィゾー干渉計を用いており、被検面７は非球面
である。可干渉性を有する光源１から射出した紙面に平
行な偏光方位を有する直線偏光の光束は、レンズ２とレ
ンズ３とからなるビームエキスパンダで光束径を拡大さ
れ、偏光ビームスプリッタ４に入射する。次に、偏光ビ
ームスプリッタ４を透過した光束は１／４波長板５を介
して、ゾーンプレート１４に入射する。ゾーンプレート
１４は位相型ゾーンプレートであり、透過１次光の波面
形状（位相分布）が、被検非球面７の形状と同様となる
ように設計されている。そして、位相膜が形成されてい
るパターン面１４ａで直接反射する反射０次光を参照光
とし、パターン面１４ａでの透過１次光を測定光として
用いる（図２参照）。ゾーンプレートの詳細な構成につ
いては後述する。パターン面１４ａで反射した参照光
は、１／４波長板５を再び透過することで偏光方位が往
路に対して９０度回転するので、偏光ビームスプリッタ
４で反射される。一方、ゾーンプレート１４を透過した
１次回折光は、被検非球面７で反射され、被検面の面形
状に対応して位相分布が変化した測定光となり、再びゾ
ーンプレート１４，１／４波長板５を介して偏光ビーム
スプリッタ４で反射される。また、ゾーンプレート１４
と被検非球面７との間の集光点近傍には迷光を遮光し
て、必要な光束のみを透過させるための絞り１５が設け
られている。最後に、参照光と測定光とは偏光板８を介
して干渉し、干渉縞がレンズ９，１０から構成される結
像レンズによって撮像素子１１の撮像面上に結像され
る。また、レンズ９とレンズ１０との間の集光点（焦点
位置）近傍にもノイズ除去用の絞りＳが設けられてい
る。演算器１２は、撮像素子１１により取り込まれた干
渉縞画像に基づいて被検非球面７の位相分布を演算し、
モニタ１３に被検非球面７の面形状を出力する。さらに
好ましくは、被検非球面７の位相分布を演算する場合
に、ゾーンプレート１４を光軸ＡＸ方向にピエゾ素子Ｐ
ＺＴで段階的に数箇所微小変位させ、変位毎に数枚の干
渉縞画像を取り込み、各々の干渉縞画像を用いて演算す
る、いわゆる縞走査法を行うことが望ましい。
の実施の形態にかかる面形状測定装置について説明す
る。 （第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態にかか
る面形状測定装置の構成を示す図である。本実施形態の
装置はフィゾー干渉計を用いており、被検面７は非球面
である。可干渉性を有する光源１から射出した紙面に平
行な偏光方位を有する直線偏光の光束は、レンズ２とレ
ンズ３とからなるビームエキスパンダで光束径を拡大さ
れ、偏光ビームスプリッタ４に入射する。次に、偏光ビ
ームスプリッタ４を透過した光束は１／４波長板５を介
して、ゾーンプレート１４に入射する。ゾーンプレート
１４は位相型ゾーンプレートであり、透過１次光の波面
形状（位相分布）が、被検非球面７の形状と同様となる
ように設計されている。そして、位相膜が形成されてい
るパターン面１４ａで直接反射する反射０次光を参照光
とし、パターン面１４ａでの透過１次光を測定光として
用いる（図２参照）。ゾーンプレートの詳細な構成につ
いては後述する。パターン面１４ａで反射した参照光
は、１／４波長板５を再び透過することで偏光方位が往
路に対して９０度回転するので、偏光ビームスプリッタ
４で反射される。一方、ゾーンプレート１４を透過した
１次回折光は、被検非球面７で反射され、被検面の面形
状に対応して位相分布が変化した測定光となり、再びゾ
ーンプレート１４，１／４波長板５を介して偏光ビーム
スプリッタ４で反射される。また、ゾーンプレート１４
と被検非球面７との間の集光点近傍には迷光を遮光し
て、必要な光束のみを透過させるための絞り１５が設け
られている。最後に、参照光と測定光とは偏光板８を介
して干渉し、干渉縞がレンズ９，１０から構成される結
像レンズによって撮像素子１１の撮像面上に結像され
る。また、レンズ９とレンズ１０との間の集光点（焦点
位置）近傍にもノイズ除去用の絞りＳが設けられてい
る。演算器１２は、撮像素子１１により取り込まれた干
渉縞画像に基づいて被検非球面７の位相分布を演算し、
モニタ１３に被検非球面７の面形状を出力する。さらに
好ましくは、被検非球面７の位相分布を演算する場合
に、ゾーンプレート１４を光軸ＡＸ方向にピエゾ素子Ｐ
ＺＴで段階的に数箇所微小変位させ、変位毎に数枚の干
渉縞画像を取り込み、各々の干渉縞画像を用いて演算す
る、いわゆる縞走査法を行うことが望ましい。
【００１１】次に、図２に基づいてゾーンプレート１４
について説明する。ゾーンプレート１４は、基板１８と
エッチング止め層１７と位相膜１６とから構成されてい
る位相型のゾーンプレートである。位相膜１６はエッチ
ングにより形成される。ゾーンプレート１４に平行に入
射した光１０１ａ，１０２ａ，１０３ａは、透過０次光
１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃと、反射０次光１０１
ｄ，１０２ｄ，１０３ｄと、位相膜１６により回折され
る透過１次光１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂとなる。な
お、図示した回折光に加えて、高次回折光も生じるが、
簡単のため省略する。そして、上述したように、透過１
次光の波面形状（位相分布）は、被検非球面７の形状と
同じになるように位相膜１６が形成されている。
について説明する。ゾーンプレート１４は、基板１８と
エッチング止め層１７と位相膜１６とから構成されてい
る位相型のゾーンプレートである。位相膜１６はエッチ
ングにより形成される。ゾーンプレート１４に平行に入
射した光１０１ａ，１０２ａ，１０３ａは、透過０次光
１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃと、反射０次光１０１
ｄ，１０２ｄ，１０３ｄと、位相膜１６により回折され
る透過１次光１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂとなる。な
お、図示した回折光に加えて、高次回折光も生じるが、
簡単のため省略する。そして、上述したように、透過１
次光の波面形状（位相分布）は、被検非球面７の形状と
同じになるように位相膜１６が形成されている。
【００１２】次に、図３，４を用いて、エッチング止め
層１７と位相膜１６の最適な厚さを求める。例えば入射
光の波長をλ＝６３２．８ｎｍ、基板１８の材質をＳｉ
Ｏ2（λ＝６３２．８ｎｍにおける屈折率１．４５
７）、エッチング止め層１７の媒質をＡｌ2Ｏ3（λ＝６
３２．８ｎｍにおける屈折率１．６４４）、位相膜１６
の媒質をＳｉＯ2（λ＝６３２．８ｎｍにおける屈折率
１．４５７）とそれぞれする。図３は、位相膜１６の膜
厚（横軸）と観察される干渉縞のコントラスト（横軸）
との関係を示すグラフである。本実施形態にかかる面形
状測定装置のゾーンプレートが有する位相膜１６の膜厚
は、測定時のノイズ等に強くするために干渉縞のコント
ラストが最良（最大）、即ち図３のＡ点（膜厚０．７２
５μｍ）の条件を満たしている。換言すると、干渉縞が
形成される位置において、参照光の強度と測定光の強度
とが等しくなるように位相膜１６の膜厚が設定されてい
る。また、迷光となるゾーンプレート１４を直接透過す
る透過０次光は、絞り１５により除去することができ
る。このため、点Ａの条件を満足する位相膜１６の厚さ
は、迷光となる透過０次光に関しては必ずしも最適な条
件である必要はない。
層１７と位相膜１６の最適な厚さを求める。例えば入射
光の波長をλ＝６３２．８ｎｍ、基板１８の材質をＳｉ
Ｏ2（λ＝６３２．８ｎｍにおける屈折率１．４５
７）、エッチング止め層１７の媒質をＡｌ2Ｏ3（λ＝６
３２．８ｎｍにおける屈折率１．６４４）、位相膜１６
の媒質をＳｉＯ2（λ＝６３２．８ｎｍにおける屈折率
１．４５７）とそれぞれする。図３は、位相膜１６の膜
厚（横軸）と観察される干渉縞のコントラスト（横軸）
との関係を示すグラフである。本実施形態にかかる面形
状測定装置のゾーンプレートが有する位相膜１６の膜厚
は、測定時のノイズ等に強くするために干渉縞のコント
ラストが最良（最大）、即ち図３のＡ点（膜厚０．７２
５μｍ）の条件を満たしている。換言すると、干渉縞が
形成される位置において、参照光の強度と測定光の強度
とが等しくなるように位相膜１６の膜厚が設定されてい
る。また、迷光となるゾーンプレート１４を直接透過す
る透過０次光は、絞り１５により除去することができ
る。このため、点Ａの条件を満足する位相膜１６の厚さ
は、迷光となる透過０次光に関しては必ずしも最適な条
件である必要はない。
【００１３】図４は、エッチング止め層１７の厚さと干
渉縞のコントラストとの関係を示すグラフである。位相
膜の厚さと同様に、エッチング止め層１７の厚さも図４
で示す点Ｂ１又はＢ２の条件を満足するようにする。図
４から明らかなように、干渉縞のコントラストが最良に
なるエッチング止め層１７の厚みは周期的に現れるの
で、点Ｂ１（膜厚０．１６６μｍ）又はＢ２（膜厚０．
３５７μｍ）を満足するいずれの厚さでも良い。
渉縞のコントラストとの関係を示すグラフである。位相
膜の厚さと同様に、エッチング止め層１７の厚さも図４
で示す点Ｂ１又はＢ２の条件を満足するようにする。図
４から明らかなように、干渉縞のコントラストが最良に
なるエッチング止め層１７の厚みは周期的に現れるの
で、点Ｂ１（膜厚０．１６６μｍ）又はＢ２（膜厚０．
３５７μｍ）を満足するいずれの厚さでも良い。
【００１４】本実施形態の面形状測定装置は、ゾーンプ
レート１４を形成する位相膜１６の膜厚とエッチング止
め層１７の厚みとを共に最適化することで、ゾーンプレ
ートを用いたフィゾー干渉計において、計測時のノイズ
に強く、高精度に被検面の面形状を求めることができ
る。
レート１４を形成する位相膜１６の膜厚とエッチング止
め層１７の厚みとを共に最適化することで、ゾーンプレ
ートを用いたフィゾー干渉計において、計測時のノイズ
に強く、高精度に被検面の面形状を求めることができ
る。
【００１５】（第２実施形態）図５は本発明の第２実施
形態にかかる面形状測定装置の構成を示す図である。本
実施形態にかかる装置の構成は上記第１実施形態と基本
的に同じであり、被検面２０が凸面である点と、ゾーン
プレート１９が凸面測定用のゾーンプレートである点が
異なっている。したがって、上記第１実施形態と説明が
重複する部分は省略する。
形態にかかる面形状測定装置の構成を示す図である。本
実施形態にかかる装置の構成は上記第１実施形態と基本
的に同じであり、被検面２０が凸面である点と、ゾーン
プレート１９が凸面測定用のゾーンプレートである点が
異なっている。したがって、上記第１実施形態と説明が
重複する部分は省略する。
【００１６】ゾーンプレート１９の構成は、図２に示し
たゾーンプレート１４に用いた媒質及び位相膜の構成と
同じであるが、各媒質の層の厚さが異なっている。
たゾーンプレート１４に用いた媒質及び位相膜の構成と
同じであるが、各媒質の層の厚さが異なっている。
【００１７】被検面２０が凸面の場合は、第１実施形態
のようにゾーンプレートと被検面の間に絞りを配置する
事が困難であるため、迷光となる透過０次光を絞りで除
去する事が出来ない。迷光となる透過０次光は、干渉計
のノイズ等となり、最終的には測定精度を低下させるの
で、極力小さく抑えることが望ましい。このため、本実
施形態では、ゾーンプレート１９の位相膜の膜厚は図６
の点Ｃ（膜厚０．６９２μｍ）に示す透過０次光１０１
ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ（図２参照）が最小となる条件
を満足している。
のようにゾーンプレートと被検面の間に絞りを配置する
事が困難であるため、迷光となる透過０次光を絞りで除
去する事が出来ない。迷光となる透過０次光は、干渉計
のノイズ等となり、最終的には測定精度を低下させるの
で、極力小さく抑えることが望ましい。このため、本実
施形態では、ゾーンプレート１９の位相膜の膜厚は図６
の点Ｃ（膜厚０．６９２μｍ）に示す透過０次光１０１
ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ（図２参照）が最小となる条件
を満足している。
【００１８】また、エッチング止め層１７の厚さは、透
過０次光の発生には殆ど影響を及ぼさない。このため、
反射０次光を最良に、すなわち図７の点Ｄ（膜厚０．１
８μｍ）で示す条件を満足する厚さとする事が望まし
い。
過０次光の発生には殆ど影響を及ぼさない。このため、
反射０次光を最良に、すなわち図７の点Ｄ（膜厚０．１
８μｍ）で示す条件を満足する厚さとする事が望まし
い。
【００１９】また、上記の位相膜の膜厚とエッチング止
め層の厚さが、迷光となる透過０次光を最小にするよう
に最適化されたゾーンプレートを用いてもよい。
め層の厚さが、迷光となる透過０次光を最小にするよう
に最適化されたゾーンプレートを用いてもよい。
【００２０】また、上記実施形態では、位相型ゾーンプ
レートを用いているが、これに限られるものではない。
レートを用いているが、これに限られるものではない。
【００２１】さらに、エッチング止め層の代わりに干渉
縞のコントラスト又は反射０次光の強度を調整するため
の層を設けても良い。
縞のコントラスト又は反射０次光の強度を調整するため
の層を設けても良い。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の面形状測
定装置によれば、フィゾー干渉計等において、ゾーンプ
レートのパターンを形成する位相膜の膜厚と、ゾーンプ
レートを作成するときに用いるエッチング止め層の厚さ
が、干渉縞のコントラストが最大になるように最適化さ
れている。このため、ゾーンプレート等の回折光学素子
を用いて非球面を測定した場合でも、ノイズに強く、良
好なコントラストの干渉縞を得ることができ、高精度に
被検面の形状を測定できる。
定装置によれば、フィゾー干渉計等において、ゾーンプ
レートのパターンを形成する位相膜の膜厚と、ゾーンプ
レートを作成するときに用いるエッチング止め層の厚さ
が、干渉縞のコントラストが最大になるように最適化さ
れている。このため、ゾーンプレート等の回折光学素子
を用いて非球面を測定した場合でも、ノイズに強く、良
好なコントラストの干渉縞を得ることができ、高精度に
被検面の形状を測定できる。
【図１】本発明の第１実施形態にかかる面形状測定装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に用いるゾーンプレート
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に用いるゾーンプレートの位相膜
の膜厚と干渉縞のコントラストとの関係を示すグラフで
ある。
の膜厚と干渉縞のコントラストとの関係を示すグラフで
ある。
【図４】第１実施形態に用いるゾーンプレートのエッチ
ング止め層の厚さと干渉縞のコントラストとの関係を示
すグラフである。
ング止め層の厚さと干渉縞のコントラストとの関係を示
すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる面形状測定装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図６】第２実施形態に用いるゾーンプレートの位相膜
の膜厚と透過０次光との関係を示すグラフである。
の膜厚と透過０次光との関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に用いるゾーンプレートのエッチ
ング止め層の厚さと干渉縞のコントラストとの関係を示
すグラフである。
ング止め層の厚さと干渉縞のコントラストとの関係を示
すグラフである。
【図８】従来の干渉計の光学系を示す図である。
１ 光源 ２，３，９，１０ レンズ ４ 偏光ビームスプリッタ ５ １／４波長板 ６ フィゾーレンズ ７，２０ 被検面 ８ 偏光板 １１ 撮像素子 １２ 演算器 １３ モニタ １４，１９ ゾーンプレート １５，Ｓ 絞り １６ 位相膜 １７ エッチング止め層 １８ 基板 ＰＺＴ ピエゾ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F064 AA09 EE05 GG23 GG32 GG38 GG47 GG49 GG61 HH03 HH08 HH09 2F065 AA54 BB22 BB25 CC22 DD09 DD12 FF48 FF52 GG04 JJ03 JJ19 JJ26 LL32 LL36 LL37 LL42 QQ31 2G086 EE12 FF01
Claims (4)
- 【請求項１】 光束を射出する光源と、 前記光源からの光束を参照光と、被検面に導く測定光と
に分割する光束分割部材と、 前記参照光と前記被検面からの測定光との干渉縞を検出
する干渉検出部と、 前記干渉縞に基づいて前記被検面の表面形状を算出する
演算部と、を有する面形状測定装置において、 前記光束分割部材は回折光学素子を含み、前記回折光学
素子で反射された光束を前記参照光とし、前記回折光学
素子からの回折光を前記測定光とし、 前記回折光学素子は、基板と、前記基板上に形成された
少なくとも第１の媒質からなる第１薄膜層と第２の媒質
からなる第２薄膜層とを有することを特徴とする面形状
測定装置。 - 【請求項２】 前記回折光学素子の前記第１薄膜層又は
第２薄膜層は、前記干渉検出部で前記参照光の強度と前
記測定光の強度とが略等しくなるように前記光源からの
光束を反射又は回折させる厚さを有していることを特徴
とする請求項１記載の面形状測定装置。 - 【請求項３】 前記回折光学素子の前記第１薄膜層又は
第２薄膜層は、前記回折光学素子で生ずる迷光の強度を
最小にする厚さを有していることを特徴とする請求項２
記載の面形状測定装置。 - 【請求項４】 前記回折光学素子は位相型ゾーンプレー
トであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項
に記載の面形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319426A JP2000146541A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319426A JP2000146541A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 面形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146541A true JP2000146541A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18110070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10319426A Withdrawn JP2000146541A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000146541A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005043353A (ja) * | 2003-07-05 | 2005-02-17 | Carl Zeiss Smt Ag | 偏光固有調査方法、光学的結像システムおよび校正方法 |
| JP2006200969A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Yokogawa Electric Corp | 平面モータ |
| CN102589416A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-07-18 | 浙江大学 | 用于非球面测量的波长扫描干涉仪及方法 |
| CN107036554A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-11 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 平面光学元件绝对面形检测装置 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10319426A patent/JP2000146541A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005043353A (ja) * | 2003-07-05 | 2005-02-17 | Carl Zeiss Smt Ag | 偏光固有調査方法、光学的結像システムおよび校正方法 |
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| JP4595554B2 (ja) * | 2005-01-19 | 2010-12-08 | 横河電機株式会社 | 平面モータ |
| CN102589416A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-07-18 | 浙江大学 | 用于非球面测量的波长扫描干涉仪及方法 |
| US9062959B2 (en) | 2012-03-15 | 2015-06-23 | Zhejiang University | Wavelength scanning interferometer and method for aspheric surface measurement |
| CN107036554A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-11 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 平面光学元件绝对面形检测装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |