JPH08122013A - 干渉計用基準板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光反射率を低減させる処理を施した基準面を
形成することにより、１％程度以下の極めて低い反射率
を有する被検面に対してもコントラストの良好な干渉縞
画像を形成する。 【構成】 基準面９ａは研磨表面に反射防止膜をコーテ
ィングすることにより形成されており、１％程度の反射
率に設定されている。基準面９ａを極めて低い反射率の
平面とすることで、１％程度の超低反射率を有する被検
面10ａを測定する際にコントラストの良好な干渉縞画像
を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は干渉計に使用される基準
板に関し、詳しくは低反射率の被検面を測定するために
用いられる基準板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、機械、光学あるいは半導体部品の
加工精度の向上に鑑み、非加工面の凹凸あるいは表面あ
らさ等を高精度で計測する技術が要求されている。

【０００３】このような計測技術としては、基準板とこ
の被検体との間で生じる光干渉を干渉計で測定してその
干渉縞を得、この干渉縞を解析してその被検体の表面形
状を計測するものが知られている。

【０００４】上記干渉計としては例えばフィゾー型等の
干渉計が広く使用されている。このフィゾー型等の干渉
計においてコントラストのよい干渉縞を得るためには、
特に被検体の表面（以下、被検面と称する）からの反射
光量と基準板の表面（以下、基準面と称する）からの反
射光量とが同等となるように両表面の反射率を調整する
ことが必要となる。一般に、基準板は基準面の反射率に
応じ、高反射率基準板、中反射率基準板、低反射率基準
板等に分類されており、そのうち低反射率基準板は、通
常、ガラス板の表面を良好に研磨した面をそのまま用い
ていることから、４％程度の反射率とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、干渉
計自体の外光遮蔽技術や光ノイズ低減技術の進歩に伴な
い１％程度以下の反射率を有する被検面を測定する環境
が整備されてきたため、このような超低反射率の被検面
の表面形状を干渉計を用いて測定する試みもなされてい
る。しかしながら、上記低反射率基準板の使用によって
はコントラストの良好な干渉縞を得ることは困難であっ
た。

【０００６】一方、精度の高い解析結果が得られる干渉
縞解析方法として、被検面と基準面との相対距離を変化
させ、この変化に伴なう所定位置の輝度変化に基づき干
渉縞の解析を行なうフリンジスキャニング法が知られて
いるが、このフリンジスキャニング法ではコントラスト
の良好な干渉縞画像が必要となることから、上記の如き
低反射率基準板を用いて１％程度以下の反射率を有する
被検面を測定することは難しかった。

【０００７】本願発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、１％程度以下の極めて低い反射率を有する被
検面に対してもコントラストの良好な干渉縞画像を得る
ことのできる干渉計用基準板を提供することを目的とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明の干渉計用基準
板は、光反射率を低減させる処理が施されてなる基準面
を有することを特徴とするものである。

【０００９】前記光反射率を低減させる処理は反射防止
膜を形成する処理とすることが好ましい。

【００１０】さらに、前記基準面とは反対側に、研磨処
理された基準面を形成することも可能である。

【００１１】

【作用および発明の効果】本願発明の干渉計用基準板
は、光反射率を低減させる処理が施された基準面を有し
ており、これにより、従来コントラストの良い干渉縞画
像を得ることが困難であった１％程度以下の被検面を測
定する場合にも、基準面の反射率をこの被検面の反射率
に合わせることができるので、良好なコントラストを有
する干渉縞画像を得ることができる。

【００１２】なお、従来、反射率を増加するための処理
がなされた基準面は広く知られているが、通常の研磨面
よりも低い反射率の基準面を作成しようとする試みはな
されていなかった。

【００１３】これは、コントラストの良い鮮明な干渉縞
画像を得るためには、基準面は少なくとも４％程度以上
の反射率を有することが必要であると考えられていたの
であり、本願発明者はまさにこのような既成概念の打破
と、干渉計の遮光技術およびノイズ低減技術の進歩を考
慮した上での発想の転換から本願発明を成したのであ
り、本発明技術の実用的な価値は極めて高い。

【００１４】また、上記光反射率を低減させるために基
準面に反射防止膜を形成するようにすれば反射率の設定
が極めて容易で信頼性も高い。

【００１５】また、反射率を低減せしめた基準面とは反
対側の面を、研磨処理された基準面とすれば、一つの基
準板を、４％程度の反射率の被検面と、それより反射率
の低い被検面との２種類の被検面の測定用に使用するこ
とができ、基準板の保管スペースの低減を図ることがで
きる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１７】図１は、本願発明の実施例に係る平板状の
基準板を備えたフィゾー型の干渉計装置を示す概略図で
ある。

【００１８】すなわち、この干渉計装置はレーザ光源１
と、レーザビーム２を発散光５に変換するレンズ４およ
びピンホール板４ａと、ビームスプリッタ６と、コリメ
ータレンズ７と、この平行光８をこの平行光に対して垂
直に配された反射防止膜をコーティングされた基準面９
ａにより一部反射せしめるとともにその残りの平行光８
を透過せしめて被検体10の被検面10ａに照射せしめる断
面円形の平板状の基準板９と、基準面９ａから反射され
てなる参照光と被検面10ａから反射されてなる物体光と
の干渉により形成される干渉縞を観察するためのＴＶカ
メラ11を備えている。

【００１９】この基準板９は緩衝材12を介して円筒形状
の鏡胴（取付部材）13に保持されており、図１に示すよ
うに、この鏡胴13の外表面に形成された雄ネジ部13ｂを
干渉計装置の外壁15の下端部に形成された雌ネジ部15ａ
に螺合することにより基準板９を所定位置に固定保持で
きるようになっている。

【００２０】また、この基準板９は鏡胴13の内壁部分と
螺合する押え板14と、この鏡胴13の内壁から内側に突出
した載設部13ａとにより上下方向の位置決め、保持が確
実になされるようになっている。

【００２１】また、上記緩衝材12は、鏡胴13によって挟
持されることで基準板９に応力歪みが発生するのを防止
するためのものである。

【００２２】ところで、上記基準面９ａは研磨表面に反
射防止膜をコーティングすることにより形成されてお
り、１％程度の反射率に設定されている。

【００２３】このように基準面９ａを極めて低い反射率
の平面とすることで、１％程度の超低反射率を有する被
検面10ａを測定する際にコントラストの良好な干渉縞画
像を形成することができる。すなわち、この基準面９ａ
からの反射光である参照光と、超低反射率の被検面10ａ
からの反射光である物体光との光量を一致させることが
でき、これにより両反射光の各々の光量は小さくてもコ
ントラストの良好な干渉縞画像を得ることが可能とな
る。

【００２４】また、上記反射防止膜は、例えばＺｒＯ₂
とＭｇＦ₂ の薄膜を蒸着法あるいはスパッタリング法を
用いて交互に所定の厚みで積層することにより形成され
る。

【００２５】なお、この反射防止膜の厚みを適宜変化さ
せることで、反射率を所望の値に設定することが可能で
ある。

【００２６】また、上記基準板９は基準面９ａと反対側
に、研磨処理のみを施されてなる４％程度の反射率を有
する基準面９ｂを有している。これら２つの基準面９
ａ，９ｂは互いに異なる反射率を有する平面であって、
干渉縞のコントラストを確保するため被検面10ａの反射
率に応じてオペレータが適宜２つの基準面９ａ，９ｂを
択一的に選択できるようになっている。

【００２７】上記基準面９ｂを使用する場合には、鏡胴
13を図１に示す状態とは反転させることにより両基準面
９ａ，９ｂを反転させ、鏡胴13の雄ネジ部13ｃを上記外
壁15の下端部の雌ネジ部15ａに螺合して鏡胴13を干渉計
装置に取り付ける。

【００２８】これにより１つの基準板９を用いて、互い
に異なる反射率を有する２種類の被検面10ａに対する干
渉縞測定を各々良好なコントラストを確保しつつ行なう
ことができる。

【００２９】また、図１に示す基準板９の両基準面９
ａ，９ｂは互いに所定の微小角度（ウェッジ角）だけ傾
くように形成されている。

【００３０】すなわち、例えば図１に示すような状態で
基準板装置が配され、測定に寄与する基準面が基準面９
ａであるとすれば、この基準面９ａからの反射光と被検
面10ａからの反射光による干渉縞がＣＣＤ11の受光面上
に形成されるように各部材がセットされるが、２つの基
準面９ａ，９ｂが互いに平行となるように形成されてい
るとすると、基準面９ｂからの反射光と被検面10ａから
の反射光による干渉縞や、両基準面９ａ，９ｂからの反
射光による干渉縞も上記ＣＣＤ11の受光面上に形成され
てしまう。

【００３１】このような不必要な干渉縞が、測定しよう
とする干渉縞と重なり合うと、この測定しようとする干
渉縞の背景の明るさを上げてしまうことから、結果的に
この測定しようとする干渉縞のコントラストが低下し測
定精度が低下してしまう。あるいは、縞走査時に両者の
干渉縞を分離できないことからフリンジスキャンニング
法による正常な縞解析を不可能にする場合もある。

【００３２】そこで、上記基準板９の両基準面９ａ，９
ｂは、互いに所定の微小角度傾けて形成されているの
で、そのとき使用されている基準面９ａ，９ｂからの反
射光がＣＣＤ11の受光面に戻るようにセットされた状態
では、他の基準面９ａ，９ｂからの反射光は、従来から
の方法、即ち結像光学系にアパーチュアを入れること
や、結像光学系の光路長を長くすることでＣＣＤ11の受
光面に戻らないようになっており、これにより不必要な
干渉縞の発生による、測定用干渉縞のコントラストの低
下という問題を解決している。

【００３３】また、上記ウェッジ角は、余り大きく設定
すると光線の屈折等に伴なう不都合な問題が生じるの
で、そのような影響が問題とならない程度の微小角度に
設定すべきである。

【００３４】なお、本発明の基準板としては上記実施例
のものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可
能である。

【００３５】例えば、反射率を低減せしめた基準面の反
射率としては１％以上としてもよく、さらに、状況に応
じて、この基準面とは反対側の面に形成した基準面は反
射率を増大する処理を施したものとしてもよいし、基準
板の両面に互いに反射防止効率の異なる反射防止膜を形
成したものとしてもよい。

【００３６】また、上記反射率を低減せしめた基準面を
作成するために反射防止膜をコーティングする代わりに
この基準面をわずかに粗面とすることで反射率を低下さ
せることも可能である。

【００３７】また、上記実施例においては、基準板の表
裏両面に形成された２つの基準面を同じ干渉計装置に使
用する場合、ここではフィゾー型干渉計の例で説明して
いるが、このように基準板を透過し基準面で反射した光
を参照面として使用する干渉計と、トワイマン型干渉計
のように基準板を透過せずに基準面の反射光をそのまま
参照波面とする干渉計とに使用しても良い。また、両側
で取り付け可能な構造であることから兼用することも可
能である。

【００３８】さらに、上記基準面の形状としては平面状
のものに限られず、被検面形状に応じ、例えば球面状あ
るいは非球面状のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る干渉計用基準板をフィゾ
ー型干渉計に適用した状態を示す概略図

【符号の説明】

１ レーザ光源 ２ レーザビーム ９ 基準板 ９ａ，９ｂ 基準面 10 被検体 10ａ 被検面 11 ＣＣＤカメラ 12 緩衝材 13 鏡胴 14 押え板 15 外壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光反射率を低減させる処理が施されてな
   る基準面を有することを特徴とする干渉計用基準板。
2. 【請求項２】 前記光反射率を低減させる処理が反射防
   止膜を形成する処理であることを特徴とする請求項１記
   載の干渉計用基準板。
3. 【請求項３】 前記基準面とは反対側に、研磨処理され
   た基準面を有することを特徴とする請求項１もしくは２
   記載の干渉計用基準板。