Development of a superior PS-PDI(Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer) for Absolute Shape Measurement of Large-Diameter Surfaces

开发用于大直径表面绝对形状测量的优质 PS-PDI（移相点衍射干涉仪）

• 批准号: 13555034
• 负责人: KATAOKA Toshihiko
• 金额: $ 8.45万
• 依托单位: Graduate School of Engineering, Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13555034/
• 关键词: diffracted Spherical wavefront; point light source; phase shift interferometry; single mode optical fiber; Helium-Neon laser; optical interferometry; absolute shape measurement; repeatability; 光ファイバ; フェムト秒レーザー; 絶対形状計測; 点光源回折干渉法; EUVL露光装置

We have developed a novel phase-shifting interferometer using a spherical wavefront, as a reference surface, come out from single-mode optical fibers. This interferometer measures an absolute shape of a distorted spherical wavefront which reflected from a sample concave mirror by using another spherical wavefront. Accuracy of the spherical wavefront is estimated to be below 10^-5-6λ. In principle, this interferometer can perform an extremely accurate measurement of concave surfaces. A key factor for the development was a low-frequency vibration of the system. The effect of the vibration restricted by accepting both phase control system in light source side and an air suspension type table. As a result, a large concave mirror(200mm diameter, 1500mm radius of curvature) was measures by this system. With a newly developed data processing program which can eliminate a systematic error caused by the optical configuration of the interferometer, the absolute shape of the mirror surface was measured with a repeatability of +/-18nmPV.

我们开发了一种新型的移相干涉仪，利用单模光纤的球面波前作为参考面。该干涉仪通过使用另一个球面波前测量从凹面镜反射的畸变球面波前的绝对形状。球面波前精度估计在10^-5-6λ以下。原则上，这种干涉仪可以对凹面进行极为精确的测量。开发的一个关键因素是系统的低频振动。同时接受光源侧相位控制系统和空气悬架式工作台，对振动的影响受到限制。利用该系统测量了一个直径200mm、曲率半径1500mm的大凹面镜。利用新开发的数据处理程序，消除了干涉仪光学结构引起的系统误差，测量了镜面的绝对形状，重复性为+/-18nmPV。

项目成果

井上, 片岡他: "レーザ光散乱法によるSiウエハ表面上の超微小欠陥計測"精密工学会誌. 68. 1337-1341 (2002)

Inoue, Kataoka 等人：“使用激光散射法测量硅晶片表面的超细缺陷”日本精密工程学会杂志 68. 1337-1341 (2002)。

押鐘, 南, 片岡, 中野, 井上: "点光源回折球面波を計測基準とした位相シフト光干渉計に開発-ズーミング計測による横分解能の向上-"2003年度精密工学会 秋季大会 学術講演会講演論文集. B75 (2003)

Oshikane、Minami、Kataoka、Nakano、Inoue：“使用点光源衍射球面波作为测量标准的相移光学干涉仪的开发-通过变焦测量提高横向分辨率-”2003年日本精密工程学会秋季会议学术会议讲座论文集。B75 (2003)

押鐘, 片岡, 遠藤, 井上, 玄羽, 宮本: "3次元境界要素法を用いた走査型近接場光学顕微鏡用の微粒子プローブ周りの電磁場伝搬解析"2001年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 208-208 (2001)

Oshikane、Kataoka、Endo、Inoue、Genba、Miyamoto：“使用三维边界元法扫描近场光学显微镜的粒子探针周围的电磁场传播分析”2001年日本精密工程学会秋季会议学术会议论文集208-208（2001）

"Development of PS-PDI with Diffracted Spherical Wavefronts from Point Sources -Measurement Repeatability of φ200mm Concave Mirror -(in Japanese)"Proceedings of the Spring Meeting of Journal of the Japan Society for Precision Engineering. N61. (2004)

“点源衍射球面波前的 PS-PDI 的开发 - φ200mm 凹面镜的测量重复性 -（日文）”日本精密工程学会春季会议论文集 N61。

押鐘, 片岡他: "光ファイバからの点光源回折球面波を計測の絶対基準とした位相シフト光干渉計の開発"精密工学会誌. (2003年1月校閲終了→掲載予定).

Oshikane、Kataoka 等人：“使用来自光纤的点光源衍射球面波作为测量的绝对标准开发相移光学干涉仪”，日本精密工程学会杂志。