2010 Fiscal Year Annual Research Report
次世代高精度ミラー製作のための法線ベクトル追跡型高速ナノ精度形状測定法の開発
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22226005
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
遠藤 勝義 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90152008)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
打越 純一 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90273581)
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| Keywords | 形状測定 / 高精度ミラー / 非球面ミラー / 法線ベクトル / ナノ精度 / 形状誤差 / 走査型形状測定装置 / 5軸同時制御 |
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| Research Abstract |
第三世代放射光施設やX線自由電子レーザー、波長13.5nmの極紫外光を用いたリソグラフィー、多くのデジタル映像機器からは、多種多様の形状を持つ高精度ミラー・レンズが要請されている。本研究の目的は、平面から平均曲率半径10mm以下の非球面の形状を、測定精度1nm PV以上、スロープエラー0.1μrad以下、測定時間5min/sample以下で測定できる法線ベクトル追跡型高速超精密形状測定法を開発することである。提案した形状計測法の原理は、レーザーの直進性を活用し、光源から出射されたレーザービームがミラーに反射されて、光源の位置にある検出器の中心に戻るように2軸2組のゴニオメータを制御して、ミラーの任意測定点(座標)の法線ベクトルを測定することから形状を求めるものである。
本年度は、平成19～22年度科学研究費基盤研究Aから引続き開発しているプロトタイプ機を完成した。試料系2軸のゴニオメータを搭載し、5軸同時制御のための制御システムを導入することによって、プロトタイプ超精密形状計測装置を完成した。そして、その装置の基本性能を評価し、設計運動精度を有することを明らかにした。また、測定点座標とその点での法線ベクトルから形状を導出するフーリエ級数最小自乗法のアルゴリズムに新規な手法を取り入れた。その結果、従来問題となっていた非周期成分による形状端のギプス現象を抑えるとともに、計算時間を大幅に短縮する画期的な形状導出プログラムの開発に成功した。さらに、本装置を用いてR=400mmの球面ミラーを形状測定したところ、測定再現性はPVlnm程度で、フィゾー干渉計による形状測定結果とは、PV10nm以下で一致した。形状の微細構造(短空間波長)が一致していることから、この形状測定結果の差は、それぞれの測定機の系統誤差に起因することが分かった。
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