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事例紹介

 

CDピックアップレンズの波面検査:FI1251N

[写真]

某光学メーカーではCD用非球面プラスチックの波面検査用に汎用型干渉計FI1251Nと解析装置を導入しています。成形ラインに設置することでスピーディな性能確認が可能となりました。


ガラスレンズの波面検査:F601

[写真]

某光学機器メーカーの海外工場では、ガラスレンズの出荷検査用に小型干渉計F601が導入されています。モニター上の確認ができ効果的な検査が可能となりました。


フジノン平面干渉システムを産業技術総合研究所へ納入

納入状況

[写真]

当社は、通産省工業技術院計量研究所(茨城県つくば市、現在は独立法人 産業技術総合研究所に改組)の発注を受け、「フジノン平面干渉計システム」を製作、平成12年3月,同研究所に納入いたしました。
「フジノン平面干渉計システム」は、当社がこれまでに培ってきたレーザー応用計測技術を駆使して開発した大口径・高精度平面測定用レーザー干渉計で、計測精度はλ/100 以下を最終的な目標としています。
「フジノン平面干渉計システム」は、同研究所において今後さまざまな研究により計測の不確かさ(*1)を確認後、本格運用が開始される予定です。この装置が稼働しはじめると、日本国内で平面度を保証する最高の測定機となり、一般に市販されているオプティカルフラットやレーザー干渉計基準板の絶対値の確認が可能となります。この結果、平面度のトレーサビリティ体系が確立し、さまざまな研究や高精度製品の開発に貢献するものと期待されます。


  • *1 不確かさ:真の値が存在する範囲を示す推定値

開発の背景

[写真]

日本における平面度測定に関しては未だ明確な基準が確立しておらず、同研究所においては早急にトレーサビリティー体系を確立し、研究機関や企業で、今後進展する高精度な工業製品の研究や開発を支援することが急務になっています。
このような状況のもと、同研究所では従来のレーザー干渉計による表面形状計測技術を応用し、超高精度化(λ/100)および大型被検物(φ310mmまで)の測定を可能とする超高精度平面計測方法を考案、これを受け「フジノン平面干渉計システム」が製作されました。
なお、「フジノン平面干渉計システム」の用途としては、オプティカルフラットやハードディスク用ガラス基板を始めとする光学パーツおよび、シリコンウェハの金属表面の平面度測定など、広範囲での使用が考えられています。


システム概要

[写真]システム概要の図

主な仕様

■レーザー干渉計本体

タイプ フィゾー型
光源レーザー波長 633nm
測定口径 φ310mm、基準板3枚組による絶対平面度測定
サンプルステージ X、Y、Z、θ、チルトステージ
撮像カメラ ノイズフリー、高感度・高解像度CCDカメラ
1,024×1,024×12ビット入力

■解析装置

本体 パーソナルコンピュータ(DOS/Vマシン)
OS Microsoft Windows NT
測定口径 φ310mm,基準板3枚組による絶対平面度測定
解析手法 3軸PZTによるフリンジスキャンニング法
画像取り込み枚数 最大128枚
解析画素数 1,024×1,024
  • * Microsoft Windows NTは米国マイクロソフト社の米国および他国における登録商標です。

主な特長

超高精度測定の実現を目指す

[写真]

計測にあたっては,平面基準板3枚を組み合わせて測定する「3枚組み測定」(*2)と高精度な「フリンジスキャンニング解析法」(*3)により,超高精度計測を目指します。なお,本格運用時には「測定の不確かさ≦λ/100以下」と世界トップクラスの測定精度が実現する見込みです。


  • *2 3枚の平面基準板から2枚を選ぶ組み合わせは3とおりありますが,この全ての組み合わせについて測定、解析を行い、方程式を解いて各々の面形状を求める方法です。
  • *3 参照面とサンプル面の間隔を、干渉縞が1ピッチ分移動するだけ変化させ、その間に数枚の干渉縞画像を取り込んで、画面の明るさの変化から光の位相を求め、サンプル面の形状を解析する方法です。高精度な解析が可能です。

高精度で堅固なメカニズムを採用

[写真]

干渉計本体は防振装置との一体構造を採用。基準面と被検面が相互に変動しにくく、振動や変形に強い構造を実現しました。さらに、被検面はX、Y、Z、Θ、チルトステージにホールドされているため、3枚組み測定時にいろいろな位置、角度で測定できることから、基準板全体の形状を正確に測定することを可能とします。


大口径サンプルを測定可能

[写真]

大口径コリメーターレンズと大口径基準板(直径φ350mm)の搭載により、世界でもトップクラスの測定口径(有効径φ310mm)を確保。大口径サンプルの計測が可能となります。現在一般に普及している干渉計(口径はφ60mm~φ150mm程度)の基準板の値付け(絶対値の評価)はもちろん、今後主流となるであろう12インチウェハの測定などにも威力を発揮するものと期待されます。


高い信頼性の実現

[写真]

「フジノン平面干渉計システム」は、高精度と高い信頼性で世界の開発・製造現場で活躍する汎用型レーザー干渉計(G102、F601など)で培った技術をもとに製作されました。その高い信頼性が「フジノン平面干渉計システム」においても十分に発揮されるものと期待されます。


使い易く拡張性の高い干渉縞解析装置

[写真]

「フジノン平面干渉計システム」の干渉縞解析装置は、使いやすさで定評のあるベストセラー機「フジノン干渉縞解析装置A1」をベースに製作いたしました。なお、ソフトウエアに関しては同研究所での今後の研究成果を反映できるよう、高い拡張性を持たせた設計となっています。


インタビュー

[写真]

産業技術総合研究所 主任研究官 高辻利之さんにお話しをお伺いしました。


■平面度トレーサビリティー体系の確立が急務

現在、日本は世界最大の平面度測定機の生産国ですが、平面度のトレイサビリティー体系は残念ながら確立していないのが現状です。言い換えれば、測定はできても「どれだけ正しいか」ということが保証されていないことになります。そこで計量研究所ではこの「平面度トレーサビリティー体系」の構築を急務として取り組んでいます。

■世界最高水準の測定装置

計量研究所ではトレーサビリティー体系の構築に向け、世界最高水準の精度を持つ「測定機」の製作に取り組む計画をスタートさせました。そしてフジノンを始めとするメーカー各社の協力を得て、最高の技術とコンセプトを盛り込んで製作されたのがこの「平面干渉計システム」です。現在、この「平面干渉計システム」に匹敵する装置は海外の国立研究所にも存在しないことから、世界最高水準の平面度計測機器となるものと確信しています。

■最終目標精度λ/100

「平面干渉計システム」の原理はフィゾー型で、レーザー光を使って基準板(平面)とサンプルとの差(ズレ)を算出します。今後、さらに研究を進め2年後を目処に本格的な運用を始める予定ですが、最終的な目標精度はλ/100を目指しています。なお、基準板は350φとこれまでない大型で、310φまでの大きさのオプチカルフラットや、今後主流になる12インチ(30cm)シリコンウエハーなどの、高精度部品の計測に威力を発揮するものと期待しています。

ユーザーインタビュー

サン精密化工研究所 研究開発課 鈴木 亨 さん

[写真]

埼玉県久喜市にある金型加工、精密成形部品メーカー、サン精密化工研究所でフジノン干渉計F601と解析装置A1をお使いいただいています。導入のきっかけや活用の様子をお聞きしました。


■導入のきっかけは

当社は精密金型製造やその金型を使った精密プラスチック部品の成形などを行っています。そこで、金型や製品、さらにさまざまな試作品などの形状を高精度に測るための計測機器を探していました。そんな折、取引会社の方からフジノン干渉計と解析装置のことを聞き興味を持ちました。実際にデモをしてもらい使ってみると、自分の考えていたイメージどおりの計測ができ、これしかないと導入しました。

■導入の決め手は

表面粗さ計など接触式の計測機の導入も考えたのですが、被検物にキズを付けてしまうとか部分的な計測しかできず計測時間も長いなどの問題がありました。その点フジノン干渉計は、非接触で、短時間で面全体の計測ができるなど他にないこれらの利点が決めてとなりました。また、購入となると費用は大きなポイントとなりますが、フジノンF601は、解析装置をセットしても他の測定機の価格を大きく下回ったこともみのがせないと思います。

■実際にはどのように使われましたか

[写真]

主に金型の開発や試作品など研究用途での使用が多いのですが量産品の抜き取り検査など製造に直結した使い方もしています。また、操作が極めてシンプルで簡単なためオペレーションが誰にでも簡単に出きる点が良いですね。装置に関する知識や技能がないと扱えない装置が多いので、とても助かっています。


お問い合わせ・資料請求

富士フイルム(株)として干渉計の販売は代理店からになります。ご購入についてのご相談は、販売代理店である株式会社ナガタもしくは株式会社マブチ・エスアンドティーが窓口となります。

電話でのお問い合わせ
株式会社ナガタ 0266-22-4592
株式会社マブチ・エスアンドティー 0266-41-0001
製造元連絡先:富士フイルム株式会社 048-668-2146
Webでのお問い合わせ

株式会社ナガタ

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