JPS63252207A - ステ−ジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、被検光学素子特に非球面光学素子の面形状を
測定する際に用いて便なるステージに関する。 ［従来の技術］ ト記この種のステージは、一般的に第６図にて示すごと
く構ＪＪｉ’Ｓれており、かかるステージｌは、第７図
にて示すごと〈］−渉先光学系の測定光学系２に用いら
れて被検光学素子３（第８図参照）の面形状を測定する
ものである。 ステージｌは、被検光学素子３を保持するための３つ爪
チャック４を有するクランプ部５と。 ３つ爪チャック４に保持された被検光字素７−３をＸ力
向（第６図において紙筒に垂直な方向）。 Ｙ方向（第６図において−１：下刃向）に可動調節させ
るべくＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ移動自在に構成された
一軸スライダ６．７と、支持具８．支持ベース（台）９
とより構成されている。１０で示すのは、−軸スライダ
６をＸ方向に移動調節するための調節ねじ、１１で示す
のは、−輌スライダ７をＹ方向に移動調節するための調
節ねじである。 ステージｌと協働して被検光学素子３の面形状を測定す
るための１；先光学系２は、第７図にて示すごと〈、対
物レンズ１２を具備した干渉光学系本体１３．定盤１４
とより構成してあり、ステージｌは、図示を省略してい
る粗微動駆動機構を介して光軸１５方向に＋４（動自在
の構成となっている。 １０渉光学系２から放射された光束１６は、第８図にて
示すごとく一度点Ｆに収束された後に発散し、被検光学
素子３を照射するように設定しである。又、被検光学素
子３にて反射された照明光束は、１ユ渉光学系２により
、例えばシアリング１′−渉が行なわれて撮ａ′素子１
７１．に−「渉縞が形成されるように設定してあり、［
浮編解析装置１８により被検光字素ｆ３の面形状につい
ての情報が得られるようになっている。干渉光学系２の
光軸１５とステージｌに保持されている被検光学素子３
の光軸とは、！Ｌいに直交するＸ、Ｙ方向に１■■動自
在の一軸スライダ６．７を介して光軸合せかＩＩｒ濠と
なっている・ ［発明が解決しようとする問題点１ に記構成よりなるステージｌによれば、干渉光学系２の
照明系に対する被検光学素子３の７ライメントを、−輌
スライダ６．７及び粗微動駆ｇｊａ構を介して行なうこ
とができるものであるが、上記従来の技術においては次
のような問題点があった。 即ち、従来のステージｌは、フィゾーあるいは、トワイ
マン−グリーン型のに渉計に適したものであり、被検光
学素子３として球面のものを対象としている０球面の被
検光字素Ｊ’−３の場合には、球の中心を光軸１−に合
せるようにｘ、Ｙ方向にシフトさせれば、アライメント
はデフォーカスを除き完了する０次に、光軸方向にｆ行
移動させればデフォーカスを補正すことがで、これによ
りアライメントが完ｒする。従って、上記従来技術の構
成によれば、球面の被検光学友−ｆ−３の面形状を１１
′、確に測定することができるものである。 しかしながら、非球面の被検光字素ｒ−の面形状を測定
する場合には、非球面が一般に頂点、対称軸を有するこ
とから、さらにティルト（＃Ｉき）を補＋ｌＥする補正
機構が必要となる。即ち、第９図すはアライメントを行
なう前の状態を示すものであるが、非球面の場合には図
に示すように非球面対称軸１９と１−先光学系２の光軸
１５とが傾き角αの傾きを生じている。０で示すのは、
照明光束が形成する半径Ｒ（第９図す参照）の参照球面
２０と光軸１５との交点、Ｏ′で示すのは、非球面２１
の頂点である。第９図すは７ライメントが完ｒした状態
を示すものであるが、第９図ａの状態から第９図すの状
態にアライメントするには単なるモ行移動だけでは行な
えず、非球面対称軸１９と光軸１５とのなす角α、換言
するとティルトを補正しなければならない、このティル
トが残っていると、被検光字素ｆ３にて反射された波面
は自由空間を伝播する場合と異なり、干渉光学系２を通
過する際に非対称な収差を受け、重なる座Ｐｙ！変換で
は除土しえない測定誤差を発生する。 これは、光線が一■０先光学系２を通過する際、七′の
瞳への入射高に応じて３次あるいは５次の多項式で近似
される非線型の横収差を受けるためで。 従ってできるだけ光軸１５に対称な形で被検面からの反
射波面が干渉光学素子２に入るように調節する必要があ
ることが理解できる。 １−記従来技術は、前記のごとくティルトの補＋Ｆａ構
を全く有していないので、非球面光学書ｆ−の面形状を
高精度に測定できなかった。 又、被検光学素子３の而形状を高精度に測定する場合、
−１ユ渉光学系２．の収差が聞届となるが、この収差の
うち回転非対称な成分についての情報をうるためには、
被検光学素子３に光軸回りの回転をｊｐえる機構を具備
することが望ましい、特に、非球面光学素子を測定する
場合には、第１θ図にて示すごとく反射光束２５は入射
光束２６と異なる光路をとることから、球面測定の場合
に比して［先光学系２の収差は増大し、この影響を軽減
するためにも回転機構を具備することが望ましい。 又、シアリング１ゝ渉計の場合には、被検光字素ｆ−３
の而形状の２次元的情報をうるためには、直交する２方
向のシアを行なうかあるいはシアを一方向とし、被検物
３を９０’回転させる必要がある。この場合、９０’回
転させる際には、ステージｌに回転機構が必要となる。 従来技術は、かかる回転機構がないので、極めて不満足
な構成であった。 本発明は、１：記従来技術のＩＦ、１題点に鑑みなされ
たものであって、非球面の光学素子を測定する場合にも
高精度に測定しうるようにしたステージを提供すること
をＩｉ的とする。 ［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、被
検光学素子を保持するためのクランプ部と、直交する２
方向のティルトを調整するための傾き角調整部と、直交
する２方向のシフトを調整するためのスライダ部と、被
検光学素子を光輌回りに回転するための回転部と、前記
各構成部を光軸方向に移動可１１に保持するための支持
部とより構成し、シフト、デフォーカス及びティルトの
補正を可能にするとともに、非球面光学素子に対して測
定光学系である干渉光学系固有の収差の影響を軽減し、
より高精度の測定を可能にするものである。 ［実施例１ 以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。 （第１実施例） 第１図は、本発明に係るステージ３０Ｌ７５第１実施例
を装備した縦型の１渉光学系３１の側面図を示すもので
ある。 ［先光学系３１は、゛「先光学系本体３２と干渉光学系
本体３２に装備された対物レンズ３３等より構成しであ
る。 ステージ３０は、被検光学素子−３４を保持するための
クランプ部３５、アライメント機構部３６、及び回転部
３７とより構成しである。ステージ３０は、支持板３８
にて支持されており、支持板３８は、レール３９に七ド
方向、即ち光軸４０方向に摺動［１在に保持されている
。 対物レンズ３３を装備したに先光学系本体３２と、ステ
ージ３０．支持板３８を保持するレール３９とは、それ
ぞれ別々に第４１に取り付けられるようになっている。 ４２で示すのは台４１の足である。 回転部３７と支持板３８の詳細構成を第２図に示す０回
転部３７は、可動部と固定部とより構成してあり、回転
摺動部にはベアリング（図示省略）が配備しである。可
動部には、アライメントａｌＪｌｉ部３６が固定してあ
り、固定部はたがいに対向配置された調整具４２．４３
を介して支持板３８に固定されている。この固定時には
１回転部３７の下面と支持板３８との間に隙間４４が形
成されるように固定する。調整具４２は、スリ割り４５
を有する調整部材４６と、調整部材４６に水乎に貫通し
て螺着された調整ねじ４７と、スリ割り４５を利用して
調整部材４６における回転部３７取付而の傾きを調整す
るための押しねじ４８等より構成しである。調整ねじ４
７は、対向配置された調整具４３側の筒体４９と対をな
しており、筒体４９はその内部にばね（図示省略）を内
装して水平方向に可動自在に付勢されている。 即ち、調整ねじ４７と筒体４９との協働作用により、光
軸４０と回転部３７の回転軸との横ずれを補正しうるよ
うになっている。調整具４３のその外の構成は調整具４
２と同様であるので、同一部材には同一符合を付してそ
の説明表省略する。 ５０で示すのは１回転部３７を各調整部材４６に固定す
るためのねじ、５１で示すのは、各調整具４２．４３を
支持板３８に固定するためのねじである。　！Ｅに対向
配置された調整具４２．４３と同様の調整具が紙面と直
交する方向にも配設してあり、従って、回転部３７は合
計４個の調整具を介して支持板３８に固定される構成と
なっている。 アライメント機構部３６は、第３図にて示すごとく、直
交する２方向の傾き角を調整する傾き角調整部６０と、
互に直交する２方向（Ｘ、Ｙ方向）に摺動「１在に構成
された一軸スライダ６１゜６２とより構成しである。ア
ライメントａ構部３６の各構成部６０，６１．６２は、
それぞれｉ＋）動部と固定部から構成してあり、クラン
プ部３５はす１き角調整？Ｂ６０の＋ｉ（動部に固定し
である。又、傾き角調整部６０の固定部は、−軸スライ
ダ６１のｎｌ動部に固定してあり、　−軸スライダ６１
の固定部は一軸スライダ６２の可＋ｈ部に固定しである
。又、−・軸スライダ６２の固定部は、回転部３７のＩ
Ｉ丁動部に固定しである。なお、Ｉｉいに直交する２つ
の一軸スライダ６１．６２の代りに、２つの二軸のスラ
イダを適用しうるのは勿論であり、又、回転部３７とし
てベアリングによる機構の代りにエアーベアリングを用
いてもよい。 又、調整具４２．４３を回転部３７の外部に配設したが
、回転部３７内に内蔵させる構成であってもよい。 次に、ｌ−記構成に基づく作用について説明する。 ｆ先光学系３１とステージ３０．支持板３８を具備した
レール３９とは、別々に台４１に取付けられる。このた
め、光軸４０とレール３９の摺動方向１回転部３７の回
転軸との間の整合が必要となる０通常は、レール３９の
摺動方向に平行となるように光軸４０を調整し、次に、
回転部３７の回転軸を光軸４０に合せる。このときには
調整具４２．４３にて調整する０以上にて測定系の輌合
せが完Ｙする。 測定時には、被検光学素子３をクランプ部３５に取付け
、アライメント機構部３６を介して光軸４０に対するテ
ィルト、シフトの調整を行なう。又１回転部３７により
光軸４０回りの回転がＩＩ）能となっている。 特に、本実施例においては、傾き角の調整と横ずれの調
整とが独立しており、さらに、直交する２方向に分れて
調整しうるので、調整に安する時間の大幅な短縮が１１
ｆ能になるとともに、残存する光軸４０と回転軸間のず
れ、光軸４０と非球面の被検光学素子３の対称軸間のず
れを小さくし、測定に伴ういわゆる系統誤差を軽減し、
高精度の面形状の測定がｕ［ｆｌとなる。又、１′−先
光学系３１にて発生する収差のうち、回転非対称な成分
についての情報が得易くなる利点がある。 （第２実施例） 第４図に、本発明に係るステージ３０の第２実施例を示
す０図は、ＩＲ直型のステージ３０を例示している。な
お、以−ドの説ＩＪＩにおいて、第１図〜第３図にて示
した構成部と同様の構Ｊ＆部には同一符合を付して説明
する。 図に示すように、ステージ３０は、３つ爪チャック７０
を備えたクランプＦｉＩＩ３５．傾き角調整部６０，２
つの直交する一軸スライダ６１゜６２、回転部３７．支
持板３８．Ｚ軸スライド７１、レール７２．スペーサ７
３２台７４から構成されており、クランプ部３５から回
転部３７に至る各部の中心部には孔７５がそれぞれｒｒ
通して設けられ、支持板３８には鏡７６を備えた支持枠
７７、ポール７８．調節ネジ７９及び図示を省略いてい
るばね、調節ねじが具備されている。 傾き角調整部６０．−軸スライダ６１，６２゜回転？Ｂ
３７は、それぞれｒｒ（動部と周定部に分れており、ク
ランプ部３５は傾き角調整部６０の可動部に固定されて
いる。又、傾き角調整部６０の固定部は一輌スライダ６
１の■ｆｆ！ｈ部に固定されており、−軸スライダ６１
の固定部は一軸スライダ６２の１１丁動部に固定されて
いる。又、−輌スライダ６２の固定部は回転部３７の可
動部に固定されており、回転部３７の固定部は、支持板
３８に固定されている。支持板３８は、Ｚ軸スライド７
１に１．’ｉｌ定され、Ｚ軸スライド７１はレール７２
に１ｍ　動ｏｒ　ｔＦ、に保持されている。２つのレー
ル７２は、スペーサ７３及び台７４により間隔を保持さ
れて固定されている。各可動部の駆動装置及び機構は図
示を省略しであるが１例えば、パルスモータ、ポールネ
ジ、クロスローラネジベアリング等にて構成しである。 支持枠７７の四部８０に収納保持された鏡７６は、ポー
ル７８．調節ねじ７９．及び図示を省略しているばね並
びに調節ねじにより直交する２方向の傾きの調整が１１
ｆ能なように設定しである。１Ｑ７６は１例えばアルミ
ニウム全反射鏡にて構成しである。又１図示を省略しで
あるが、クランプ部３５に鏡７６に向う光路を遮断、開
放するためのシャッターが設けである。鏡７６は、被検
光字素ｒ−８１（第５図参照）の透過波面をＡ一定する
際に有効に機能するものである。即ち、第５図にて示す
ように、［先光学系８２から発した光束８３は被検光字
素Ｔ−８１に入射した後、光軸４０に１１行な光束８４
に変換され、鏡７６で反射された後も同じ光路を逆行し
て丙び被検光字素ｆ−８１を通過し、その後「先光学系
８２に向うようになっており、これは、光ディスクのピ
ックアップレンズ等の上行光束を一点に収束する非球面
光学素子の評価に有効である。 ステージ３０を駆動制御する誤差信号は、次のようにし
て得られる。即ち、第８図において説ＩＪ１したように
被検光学素子の光軸１５からのシフトには、Ｔ−先光学
系中に設けられた図示されていない２次元の位置検知素
子（ＰＳＤ）で知ることが。 でき、又、デフォーカス量は、フォトダイオードとピン
ホールの組合せで概略のイ１を知ることができる。さら
に、撮像素子１７と干渉縞解析装置１８により得られた
シアリング干渉縞の解析からさらに微細なシフト量、デ
フォーカスｒ＋）を得ることができる。そして、シフト
賃、デフォーカス量をステージ３０のアライメント機構
部で補正した後、もう−庶子渉縞の解析を行ない残った
波面の非対称性からティルトに関する情報をうることか
できるものである。 上記構成においても、第１実施例と同様に被検光字素Ｙ
−８１の光軸４０からの横ずれ、即ちシフトの調整及び
デフォーカスの調整、並びにティルトの袖１１：、が１
−１）　ｆ駈となり、非球而光学素ｒ−に対して測定光
学系である１０渉光学系固有の収差の影響を軽減し、よ
り高精度の測定がＩＴｆ能となるものである。又、縦型
のステージ３０であるために、液体面を用いた絶対を面
による「先光学系の較ｉ１Ｅがｉ＋（能となり、又、各
調整部がほぼ独σしているため、アライメント誤差の補
正が容易となる。又、Ｊｌｌ画面回転ＩＩｆ能であるか
ら、Ｌ先光学系の有している回転非対称な１°渉光学系
固有の誤差についての情報かえられる。さらに、シアを
′ｊ−える機構が１次元で済み、又、１つのステージ３
０で被検光学系の透過波面の測定が”ｆ　（ｋになり、
より適確な、；市価が１菫ｆ能になる。 なお、■−記実施例では、シフトを補＋ｌＥする機構と
して２つの直交する−・輔スライダ６１．６２を積み重
ねた例を示したが、これに限定されるものではなく、こ
れを−＋面Ｉ−で構成してもよい、この場合には１重ｊ
ｌｓ：　＋体積ともに軽減の方向に向い、ステージ３０
の駆動制御によい効果をり−える。又、被検光学素子８
１をクランプする機構として３つ爪チャック７０を示し
たが、物によっては真空吸着などの手段も可能である。 又、回転部３７はベアリングによるものが通常用いられ
るが、エアーベアリングを用いることができることはい
うまでもない、さらに、Ｚ軸のスライドは、パルスモー
タとポールネジによる駆動とピエゾ素ｒ−による微動と
を組合せて用い、移動ｉ１１を光スケール、レーザ測長
などの測長手段により制御することができるものである
。 なお、上記各実施例においては、縦型のステージを例示
したが、横型にしても同様の作用効果が得られるのは勿
論である。 ［発明の効果］ 以」二のように本発明によれば、シフト、ディフォーカ
ス及びティルトの補正が可能となり、非球面光学素子の
面形状の測定が可能となる。又。 非球面光学素子に対して測定光学系である干渉光学系固
有の収差の影響を軽減し、より高制度の測定が１１ｆ能
となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係るステージの第１実施例を示す側
面図、 第２図、第３図は、第１図の要部の説明図、第４図は、
未発１１に係るステージの第２実施例を示す正面図、 第５図は、第４図の要部の光路説明図。 第６図、第７図、第８図、第９図ａ、ｂ、及び第１０図
は、従来技術の説明図である。 ３０・・・ステージ ３４・・・被検光学素子− ３５・・・クランプ部 ３６・・・アライメント機構部 ３７・・・回転部 ３８・・・支持板 特許出願人　　オリンパス光学丁！株式会社代理人　弁
理ト　　仝　　　良　　　　　　　武　　　゛第１図 ３０　ステージ 第４図 罰 第５図 Ｉ 第６図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検光学素子を保持するためのクランプ部と、直
   交する２方向のティルトを調整するための傾き角調整部
   と、直交する２方向のシフトを調整するためのスライダ
   部と、被検光学素子を光軸回りに回転するための回転部
   と、前記各構成部を光軸方向に移動可能に保持するため
   の支持部とより構成したことを特徴とするステージ。