JP2000088546A - 形状測定装置および測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被検面が非球面であっても、精度良く面形状を
測定できる形状測定装置及び形状測定方法を提供する。 【解決手段】干渉により生じる干渉縞の状態を検知する
ことにより、前記被検面の形状を計測する形状測定方法
において、光源と被検面との間に、反射面を有し点光源
を生成する点光源生成手段を配置し、参照用光束は、点
光源生成手段から射出された光束であり、測定用光束
は、点光源生成手段から射出され、反射面によって反射
された光束であり、参照用光束と測定用光束とを干渉さ
せ、第１の干渉縞の状態を形成し、次いで、点光源生成
手段と被検面との間隔を変化させ、再び参照用光束と測
定用光束とを干渉させ、第２の干渉縞の状態を形成し、
第１の干渉縞の状態と第２の干渉縞の状態とを解析する
ことにより、被検面全体の形状を計測する形状測定方法
を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面形状を高精度に
測定するための形状測定装置および測定方法に関する。
特に、面形状が非球面で、干渉計を用いた形状測定装置
および測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、球面形状の計測には、フィゾー干
渉計やトワイマン・グリーン干渉計が用いられてきた。
これらの干渉計は、基準面を必要とし、その基準面との
比較により球面形状を計測するため、測定精度は基準面
の面精度を超えることが出来なかった。

【０００３】この問題点を解決する、基準面を必要とし
ない干渉計として、例えば、特開平2-228505号公報に開
示されたものがある。（所謂、Point-Diffraction-Inte
rforometerで、以下では、ＰＤＩと称す。）この干渉計
は、ピンホールの回折により生じた理想的な球面波を基
準波面として、球面形状の高精度な計測を実現してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、上述
の様に、球面の形状を高精度に測定することは可能であ
ったが、非球面の形状を測定することは出来なかった。
ＰＤＩを用いて、球面を計測する場合、ピンホールで回
折した球面波の曲率半径と被検球面の曲率半径とが一致
していれば、間隔の粗い干渉縞が生じる。しかし、被検
面が非球面の場合は、面上の場所場所によって曲率半径
が異なるため、干渉縞間隔が粗になる領域は一部であ
り、残りの領域では干渉縞間隔は密になる。このため、
従来のＰＤＩをそのまま用いていては、計測が出来なく
なる。

【０００５】以上の問題点に鑑み、本発明では、被検面
が非球面であっても、精度良く面形状を測定できる形状
測定装置及び形状測定方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明では、光源から出射された光束の一部を測
定用光束として被検面に照射するとともに、前記被検面
で反射された前記測定用光束と、前記光源から出射され
た光束の一部であって所定の波面を有する参照用光束と
を互いに干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検
出器で検知することにより、前記被検面の形状を計測す
る形状測定装置において、前記光源と前記被検面との間
に配置され、反射面を有し、点光源を生成する点光源生
成手段と、該点光源生成手段と前記被検面との間隔を変
化させる間隔変化手段と、前記検出器からの情報とによ
り、干渉縞を解析する解析手段と、を有し、前記参照用
光束は、前記点光源生成手段から射出された光束であ
り、前記測定用光束は、前記点光源生成手段から射出さ
れ、前記反射面によって反射された光束であることを特
徴とする形状測定装置を提供する。

【０００７】また、光源から出射された光束の一部を測
定用光束として被検面に照射するとともに、前記被検面
で反射された前記測定用光束と、前記光源から出射され
た光束の一部であって所定の波面を有する参照用光束と
を互いに干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検
知することにより、前記被検面の形状を計測する形状測
定方法において、前記光源と前記被検面との間に、反射
面を有し点光源を生成する点光源生成手段を配置し、前
記参照用光束は、前記点光源生成手段から射出された光
束であり、前記測定用光束は、前記点光源生成手段から
射出され、前記反射面によって反射された光束であり、
前記参照用光束と前記測定用光束とを干渉させ、第１の
干渉縞の状態を形成し、次いで、前記点光源生成手段と
前記被検面との間隔を変化させ、再び前記参照用光束と
前記測定用光束とを干渉させ、第２の干渉縞の状態を形
成し、前記第１の干渉縞の状態と前記第２の干渉縞の状
態とを解析することにより、前記被検面全体の形状を計
測する形状測定方法も提供する。

【０００８】本発明においては、先ず、第１の干渉縞の
状態で、干渉縞間隔が粗である部分のみを計測する。そ
の後、被検面である被検非球面と点光源生成手段のピン
ホールとの位置関係を変化させる。この様に位置関係を
変化させると、干渉縞間隔が粗である部分が変化する
（つまり、第２の干渉縞の状態になる。）そして、再度
干渉縞間隔が粗である部分の計測を行う、という工程を
繰り返す。この繰り返して得られた計測結果を合成する
ことにより、被検非球面の形状を測定するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においては、点光源である
ピンホールで回折された球面波を基準としており、フィ
ゾー干渉計やトワイマン・グリーン干渉計の様に基準面
を必要としないため、基準面の精度に影響されずに高精
度に非球面の形状を測定することが可能である。ピンホ
ールの直径φが、 λ／２＜φ＜λｒ／２ａ の関係を満足しているときには、ピンホールで回折され
た波面は理想的な球面波と見なすことが出来るため、基
準面を使わずに高精度な計測が実現出来る。ここで、λ
は使用波長、ｒは被測定面の近似曲率半径、ａはその口
径である。

【００１０】ピンホールの代わりに光ファイバーや光導
波路を用いることも可能であり、その場合、上記φは、
光ファイバー或いは光導波路の伝送部分の直径である。
尚、光ファイバーや光導波路を用いるときは、光ファイ
バー或いは光導波路の端面が反射面となる。

【００１１】

【実施例】〔第１実施例〕図１は、本発明の第一実施例
を示す光路図である。本実施例に示す干渉計では、レー
ザ光源１と被検面である被測定非球面４との間に、点光
源生成手段であるピンホールを有する反射鏡（以下、ピ
ンホール・ミラーと称す）が設置されている。本実施例
におけるピンホール・ミラー３は、図４に示すように、
ガラス基板３ｂの表面に金属膜が蒸着されており、金属
膜３ａの略中央部にピンホール３ｃがエッチング等によ
って設けられている。ここで、金属膜３ａは、入射光束
が理想的球面波の場合、反射光束も理想的球面波となっ
て射出されるような特性の膜である。もし、入射光束が
理想的球面波であるにも関わらず、反射光束が非球面波
となっしまうと、被測定非球面４からの本当の測定波面
がどの様なものなのか、分からなくなってしまうからで
ある。また、図４に示す様な構成とせずに、反射鏡に直
接微小な穴を空けることも考えられる。

【００１２】レーザ光源１から出た光は、レンズ２で集
光され、ピンホール・ミラー３に照射され、ピンホール
３ｃで回折されて、理想的な球面波として広がって行
く。この球面波の一部が、測定用光束として被検非球面
４に照射され、被測定非球面４で反射されてピンホール
・ミラー３に再び集光される。測定用光束はさらにピン
ホール・ミラー３で反射され、結像レンズ６で平行光束
となり、検出器であるＣＣＤ７の受光面に到達する。

【００１３】結像レンズ６は、被検非球面４をＣＣＤ７
の受光面に結像する役目もしており、被検非球面４の形
状を正確に知るために、ディストーションを抑えた設計
にしている。ここで、結像レンズ６のディストーション
の設計値や実測値を用い、干渉縞の横座標を補正するこ
とによって、被検非球面４上の座標とＣＣＤ７上での座
標を正確に関係付けることも出来るようになる。

【００１４】ピンホール３ａで回折された理想的な球面
波の一部は、参照用光束として、結像レンズ６で平行光
束となり、ＣＣＤ７に達する。被測定面が球面であると
きとは異なり、非球面の場合には、被測定面で反射され
た光は一点には集光せず、ピンホール・ミラー３上で広
がりを持つ。被測定非球面４に照射された球面波と被測
定非球面との差をＷ(h) とすると、ピンホール・ミラー
３上での広がりの半径は、2r×dW(h)/dhになる。干渉縞
を解析して面形状を求める範囲内でのdW(h)/dhの最大値
をdWmax とすると、ピンホール・ミラーの形状は、半径
2r× dWmaxの範囲内では高精度平面と見なせるだけの精
度を有していなければならない。

【００１５】ＣＣＤ７の受光面では、参照用光束と被検
面からの反射光（測定用光束）との干渉によって干渉縞
が生じる。ＣＣＤ７からの出力は、解析手段であるコン
ピュータ８に取り込まれて解析され、干渉縞の状態から
被測定非球面４の形状（の一部）が算出される。被測定
面が非球面であるため、干渉縞の間隔は、非球面の曲率
半径と照射された球面波の曲率半径が一致した部位では
粗くなるが、その部位から離れると密になる。干渉縞が
観察される範囲は、ＣＣＤ７の画素間隔で制限される。
干渉縞の周期がＣＣＤの２画素よりも短くなると、エリ
アジングと呼ばれる現象が発生し、正確な計測は行えな
い。従って、高精度な計測を行うには、干渉縞の周期
は、ＣＣＤの画素間隔の少なくとも４倍以上であること
が望ましい。

【００１６】非球面形状の球面からの乖離が大きいとき
には、上記の条件のために被測定非球面全面の形状を一
度に計測することが出来なくなる。この様な場合には、
被測定非球面とピンホール・ミラーの間隔を変化させる
（つまり、曲率半径の一致する部位を被測定非球面の光
軸方向に沿って移動させる）ことにより、もう一度計測
を行う。本実施例では、ピンホール・ミラー３を移動手
段であるステッピングモーター９によって移動させてい
る。ステッピングモーター以外にも、超音波モーターや
様々なモーターも適用可能である。また、ステッピング
モーター９は、コンピュータ８に接続されており、移動
量の情報がやりとりされている。尚、ピンホール・ミラ
ー３の移動量が大きい場合は、レンズ２も一緒に移動す
る。こうすることで、ピンホール・ミラー３に入射する
光量損失を低減する。

【００１７】もう一度計測を行う際の計測可能な領域
は、前回の計測を行った領域とは異なっている。これら
２回の計測結果をコンピュータ８で合成することによ
り、一回の測定では測定出来ない広い領域の非球面形状
を計測することが可能になる。これでも測定領域の面積
が不足している場合には、この作業を繰り返せば良い。
測定結果を高い精度で合成するためには、前後２回の計
測で共通に計測されている部分の面積がある程度広くな
くてはならない。被測定非球面とピンホール・ミラーの
間隔を変化させるには、被検面を移動させる方法とピン
ホール・ミラー側を移動させる方法とがあるが、本実施
例では、上述の様に、後者を採用している。尚、前者の
方法を採用し、測定結果の合成を高精度に行うには、被
検面の移動量、姿勢の変化を正確に知る必要がある。被
検面は、高精度ステージ上に搭載され、その移動量を測
長干渉計で計測すること考えられる。また、移動に伴っ
て生じてしまった被検面の傾きも計測される。被検面の
姿勢は、更にアライメント誤差補正ソフトウエアによっ
て計算され、補正することも出来る。

【００１８】このような上述の方法以外にも、以下に示
すやり方で、測定結果の合成を高精度に行うことが可能
である。回転対称な非球面では、常に中心部が測定可能
であり、中心部の測定値は常にλ／２の整数倍となるの
で、どこかの測定値を基準にして輪帯部の値を補正する
ことが可能である。すなわち、輪帯を合成してできた波
面の値Ｗ_I （中心部を０としている）に対し、合成前の
測定値をＷ’（中心部を０としている）とすると、Ｗ_I
を｛Ｗ’＋（λ／２）×整数｝で置き換えることによ
り、合成によって加算（積分）された誤差を除去するこ
とができる。

【００１９】干渉縞から被検非球面４の一部の形状を計
算するために、本実施例の干渉計では被検非球面４をピ
エゾ素子１２で光軸方向に微小に移動することにより
（所謂、周知の位相シフト干渉法により）、高精度に被
検非球面４の面精度を測定している。ところで、本発明
では、部分的に測定した形状を合成するため、全面の形
状を計測するには、測定時間が長くなるおそれがある。
干渉計の測定時間を短時間化させる方法として、基準原
器を用いる方法が知られている。非球面を測定する場
合、被検面に一致した波面を形成する光学系、所謂ヌル
素子を用いると、被検面全面を一括して測定することが
可能になる。この場合、従来の技術で説明したように、
測定精度はヌル素子の製作精度に依存しており、測定精
度を向上させるのは容易ではない。

【００２０】しかし、あらかじめ形状を精密に測定した
基準原器を用いれば、被検面をヌル素子を用いて測定す
ることが可能になる。この場合、先ず、本発明の形状測
定方法を用いて、基準原器を精密に測定する。次に、こ
の基準原器及び干渉計に組み込むヌル素子を用いて、干
渉計測を行う。この計測結果は、ヌル素子自体の誤差を
表すことになる。従って、被検面及びヌル素子を用いて
測定した結果から、基準原器及び同じヌル素子を用いて
測定した結果を減算することにより（つまり、ヌル素子
自体の誤差を取り除くことになり）、被検面の真の形状
を短時間で計測することができるようになる。

【００２１】このように、本発明の形状測定方法を基準
原器の面精度の測定に用いることで、ヌル素子を用いる
一般的な干渉計測法でも、短時間で高精度に非球面の形
状を計測することが可能になる。なお、図１では被検非
球面４がレンズ２の光軸に対して傾いて置かれている
が、被検非球面が軸外し形状の場合には、被検非球面の
光軸をレンズ２の光軸と一致させて設置することが可能
である。また、被検非球面がドーナツ形状をしている場
合にも、被検非球面の光軸をレンズ２の光軸と一致させ
て設置することも可能である。この場合には、レンズ６
及びＣＣＤ７もレンズ２の光軸上に配置できる場合もあ
る。 〔第２実施例〕本実施例は、ピンホール・ミラー３の代
わりに光ファイバー２０を用いたものである。（図２参
照。）光ファイバー２０の端面がピンホール・ミラーの
反射面３ａに、光伝送部がピンホール３ｃに、相当して
いる。光ファイバー２０を用いるメリットは、測定装置
の光学系の構成がシンプルになり、被検非球面毎に光学
系の組み替えを行うことが容易になることにある。被検
非球面４と光ファイバー２０との間隔の調整も、光ファ
イバー２０側を移動することにより、容易に行うことが
可能になる。

【００２２】光ファイバー端面の反射面は、前述した、
半径r × dWmaxよりも大きくなくてはならない。本実施
例に示す干渉計、光ファイバアー２０の変更点以外は、
第１実施例に示した構成と同一構成である。また、発振
波長が異なる複数の光源とそれぞれの光を伝送する光フ
ァイバーとを用いることにより、異なる波長での測定を
比較的容易に行うことが出来る。非球面の形状を一度で
測定できる範囲は波長に反比例して狭くなるが、一方、
測定の分解能は波長に比例して短くなる。複数の波長を
用いて測定を行い、それぞれの結果を総合的に判断する
ことにより、測定精度を向上することが出来る。

【００２３】また、複数の波長を同時に伝送する光ファ
イバーを用いれば、２つの波長の合成波長による計測が
可能になり、一度に測定可能な範囲が増加する。複数の
波長で計測を行う理由はもう一つある。被検面にコーテ
ィングがされている場合である。例えば、被検面が極紫
外線リソグラフィー（以下では、EUVLと称す）用反射ミ
ラーである場合、ミラーの加工後、EUVL露光光に対する
反射膜を形成する。多層膜の形成により、ミラーの面形
状が歪んでいないことを確認するため、多層膜形成前後
で形状測定を行う必要がある。しかし、多層膜形成後の
測定では、多層膜での反射で生じる位相変化と形状変化
の区別が付かない。よって、複数の波長で計測を行うこ
とにより、ミラー面が変形したのか、多層膜による位相
変化なのかを判断することが可能になる。

【００２４】尚、本実施例では、被検非球面４を回転テ
ーブル上に設置し、光軸を中心に回転することを可能に
してもよい。このようにすることで、被検非球面４の方
位を変えて測定した複数の測定結果からの演算により、
被検非球面４の回転対称成分と回転非対称成分とを抽出
することが出来るようになる。また、本実施例では、結
像レンズ６の後にハーフミラーを設置し、２台のＣＣＤ
に光が導かれようにしてもよい。このとき、２台のＣＣ
Ｄカメラは、撮像素子の間隔が異なるものとする。撮像
素子の間隔が異なるので、異なる横分解能で計測を行う
ことが出来るようになる。更に、結像レンズ６を交換可
能にすれば、異なる倍率で測定をすることが可能にな
り、倍率を上げれば、空間周波数の高い成分を計測する
ことも可能になる。

【００２５】更に、本実施例では、測定用光束は光ファ
イバー２０を出射した後、参照用光束よりも長い距離を
進むため、この部分で受けた外乱の影響は測定精度を低
下する要因となる可能性がある。最も重要な外乱は、光
路の屈折率ゆらぎであり、本実施例では、光ファイバー
２０の出射端以降の光学系をヘリウム雰囲気４０中に設
置することが好ましい。ヘリウム・ガスは温度変化に対
する屈折率の変化が空気に比べて小さいため、屈折率ゆ
らぎが生じにくいという利点がある。測定用光路をヘリ
ウム・ガスなどの希ガス雰囲気中に置くばかりでなく、
真空にすることでも同様の効果が得られる。

【００２６】次に重要な外乱は振動である。被検非球面
４と光ファイバー２０の端面との位置関係が振動により
変化すると、干渉縞の位相が変化してしまう。この変化
を防ぐため、通常、干渉計は除振台上に設置されるが、
EUVL光学系のように高い測定精度を求められる場合に
は、それだけでは十分でない。振動の影響を除去する方
法として、能動光学系がある。測定波面を集光レンズで
４分割ディテクタ上に結像すると、光ファイバー２０の
端面と被検非球面との横ずれを測定することが出来る。

【００２７】また、測定波面のフォーカス変化をフーコ
ー法や非点収差法などの周知の方法で測定することによ
り、光ファイバー２０の端面と被検非球面４との間隔の
変化を測定することが出来る。これらの情報をリアルタ
イムでスッテピングモーター９にフィードバックするこ
とにより、光ファイバー２０の端面と被検非球面４との
位置関係を常に一定に保つことが出来る。被検非球面４
の球面からのずれが大きいために、スポット径が大きく
なりすぎるときには、測定波面の中央部だけ用いればよ
い。もちろん、被検非球面ステージにフィードバックす
ることによっても同様の効果を得ることが出来る。

【００２８】本実施例では、光ファイバー２０を用いて
いるが、第１実施例のようにピンホールを用いた場合に
も、上記外乱除去の方法や前行記載の方法が適用可能で
あることは言うまでもない。 〔第３実施例〕図３を参照しながら、本発明の第３実施
例を説明する。

【００２９】時間的にインコヒーレントなレーザ光源１
から出た光は、ビームスプリッター３０によって、測定
用光束と参照用光束とに分離される。測定用光束は、ビ
ームスプリッター３０を透過し、光路調整手段である移
動反射鏡３１に当たり、再びビームスプリッター３０を
透過し、折り曲げミラー３３によって光路を曲げられ、
レンズ２で集光され、ピンホール・ミラー３に照射され
る。ここで、時間的にインコヒーレントなレーザ光源１
としてはエキシマレーザーなどがあるが、ピンホールを
通過させた白色光源等も考えられる。一方、参照用光束
は、ビームスプリッター３０を反射し、固定反射鏡３２
に当たり、再びビームスプリッター３０を反射し、折り
曲げミラー３３によって光路を曲げられ、レンズ２で集
光され、ピンホール・ミラー３に照射される。ピンホー
ル・ミラー３を通過した測定用光束は、被検非球面４に
照射され、被測定非球面４で反射されてピンホール・ミ
ラー３に再び集光される。測定用光束は、さらにピンホ
ール・ミラー３で反射され、結像レンズ６を通り、ＣＣ
Ｄ７の受光面に到達する。

【００３０】ピンホール・ミラー３を通過した参照用光
束は、直接、結像レンズ６を通り、ＣＣＤ７の受光面に
到達する。ＣＣＤ７上に到達した両光束は干渉縞を形成
し、第１実施例同様の処理を経て、被検非球面４の形状
を測定する。ここで、本実施例の干渉計では、移動反射
鏡３１を移動することにより、測定用光束の光路長と参
照光束の光路長とを一致させ、コントラストの最も良い
干渉縞を得ることができるようになっている。

【００３１】更に、本実施例の干渉計では、以下に示す
方法を用いることで、ピンホール・ミラー３と被検非球
面４との間隔を精密に測定している。先ず初めに、被検
非球面４を設置せずに、移動反射鏡３１を移動させるこ
とで、コントラストの最も良い干渉縞が得られるピンホ
ール・ミラー３手前までの光路長を決定する。次に、被
検非球面４を設置し、移動反射鏡３１を移動させ、コン
トラストの最も良い干渉縞が得られるピンホール・ミラ
ー３手前までの光路長を決定する。この光路長と初めに
求めた光路長との差を求めることにより、被検非球面の
設置位置を正確求めることができる。

【００３２】また、２波長以上の光束を用い、且つ、第
１の干渉縞の状態と第２の干渉縞の状態とを解析すると
き、必ず、中心部の計測を行うようにすることでも、ピ
ンホール・ミラーと被検非球面との間隔を精密に測定す
ることが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上の様に、本発明によって、被検面が
非球面であっても、精度良く面形状を測定できる形状測
定装置及び形状測定方法を提供することが可能になっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による第１実施例を示す図であ
る。

【図２】図２は、本発明による第２実施例を示す図であ
る。

【図３】図３は、本発明による第３実施例を示す図であ
る。

【図４】図４は、第１実施例で用いるピンホール・ミラ
ーを示す図である。

【符号の説明】

１ レーザー光源 ２ レンズ ３ ピンホール・ミラー ４ 被検非球面 ６ 結像レンズ ７ ＣＣＤ ８ コンピュータ ９ スッテッピングモーター １２ ピエゾ素子 ２０ 光ファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 EE08 FF01 FF48 FF51 GG05 GG06 GG12 GG23 HH04 JJ03 JJ26 KK01 LL02 LL62 LL63 LL67 NN06 PP02 PP12 QQ31

Claims (45)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から出射された光束の一部を測定用光
   束として被検面に照射するとともに、前記被検面で反射
   された前記測定用光束と、前記光源から出射された光束
   の一部であって所定の波面を有する参照用光束とを互い
   に干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検出器で
   検知することにより、前記被検面の形状を計測する形状
   測定装置において、 前記光源と前記被検面との間に配置され、反射面を有
   し、点光源を生成する点光源生成手段と、 該点光源生成手段と前記被検面との間隔を変化させる間
   隔変化手段と、 前記検出器からの情報により、干渉縞を解析する解析手
   段と、を有し、 前記参照用光束は、前記点光源生成手段から射出された
   光束であり、 前記測定用光束は、前記点光源生成手段から射出され、
   前記反射面によって反射された光束であることを特徴と
   する形状測定装置。
2. 【請求項２】前記点光源生成手段は、ピンホールを有す
   る反射鏡であり、前記ピンホールから出射された波面
   は、回折によって生じた波面であることを特徴とする請
   求項１記載の形状測定装置。
3. 【請求項３】前記点光源生成手段は、光ファイバーであ
   り、該光ファイバーの端面が前記反射面であり、前記光
   ファイバーの光伝送部が点光源を生成し、前記光ファイ
   バーの光伝送部から出射された波面は回折によって生じ
   た波面であることを特徴とする請求項１記載の形状測定
   装置。
4. 【請求項４】前記点光源生成手段は、光導波路であり、
   該光導波路の端面が前記反射面であり、前記光導波路の
   光伝送部が点光源を生成し、前記光導波路の光伝送部か
   ら出射された波面は、回折によって生じた波面であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の形状測定装置。
5. 【請求項５】前記光源は、複数の波長を放射するもので
   あり、前記光源より放射された複数の波長は、波長選択
   手段により単一波長となり、測定を行うことを特徴とす
   る請求項１乃至４記載の形状測定装置。
6. 【請求項６】前記波長選択手段は、分光器であることを
   特徴とする請求項５記載の形状測定装置。
7. 【請求項７】前記光源は、各々異なる波長を放射する複
   数の光源要素の集合体であり、該複数の光源要素の集合
   体のうちの一つの光源要素を選択して測定を行うことを
   特徴とする請求項１乃至４記載の形状測定装置。
8. 【請求項８】前記光源は、複数の波長を同時に放射する
   ものであることを特徴とする請求項１乃至４記載の形状
   測定装置。
9. 【請求項９】前記複数の波長は、２波長であることを特
   徴とする請求項８記載の形状測定装置。
10. 【請求項１０】前記２波長のうち、１つの波長は、他の
    波長の半分であることを特徴とする請求項９記載の形状
    測定装置。
11. 【請求項１１】前記検出器は、２次元強度分布を撮像
    し、読み取る撮像素子であることを特徴とする請求項１
    乃至１０記載の形状測定装置。
12. 【請求項１２】前記点光源生成手段と前記検出器との間
    に、結像レンズを有することを特徴とする請求項１乃至
    １１記載の形状測定装置。
13. 【請求項１３】前記測定用光束及び前記参照用光束は、
    真空中を透過することを特徴とする請求項１乃至１２記
    載の形状測定装置。
14. 【請求項１４】前記測定用光束及び前記参照用光束は、
    希ガス雰囲気中を透過することを特徴とする請求項１乃
    至１２記載の形状測定装置。
15. 【請求項１５】前記希ガスは、ヘリウムであることを特
    徴とする請求項１４記載の形状測定装置。
16. 【請求項１６】前記光源は、半導体レーザであることを
    特徴とする請求項１乃至１５記載の形状測定装置。
17. 【請求項１７】前記光源は、時間的にインコヒーレント
    な光源であり、 前記光源と点光源生成手段との間に、光路調整手段を設
    け、 該光路調整手段により、前記測定用光束の光路長と前記
    参照用光束の光路長とを一致させ、コントラストの最も
    良い干渉縞を得られるようにしたことを特徴とする請求
    項１乃至１６記載の形状測定装置。
18. 【請求項１８】前記光路調整手段は、ビームスプリッタ
    ーと、移動鏡と、から構成されることを特徴とする請求
    項１７記載の形状測定装置。
19. 【請求項１９】前記点光源生成手段の前記反射面には、
    入射光束が理想的球面波の場合、反射光束も理想的球面
    波となって射出される特性の膜が形成されていることを
    特徴とする請求項１乃至１８記載の形状測定装置。
20. 【請求項２０】光源から出射された光束の一部を測定用
    光束として被検面に照射するとともに、前記被検面で反
    射された前記測定用光束と、前記光源から出射された光
    束の一部であって所定の波面を有する参照用光束とを互
    いに干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検知す
    ることにより、前記被検面の形状を計測する形状測定方
    法において、 前記光源と前記被検面との間に、反射面を有し点光源を
    生成する点光源生成手段を配置し、 前記参照用光束は、前記点光源生成手段から射出された
    光束であり、前記測定用光束は、前記点光源生成手段か
    ら射出され、前記反射面によって反射された光束であ
    り、 前記参照用光束と前記測定用光束とを干渉させ、第１の
    干渉縞の状態を形成し、 次いで、前記点光源生成手段と前記被検面との間隔を変
    化させ、 再び前記参照用光束と前記測定用光束とを干渉させ、第
    ２の干渉縞の状態を形成し、 前記第１の干渉縞の状態と前記第２の干渉縞の状態とを
    解析することにより、前記被検面全体の形状を計測する
    形状測定方法。
21. 【請求項２１】前記点光源生成手段は、ピンホールを有
    する反射鏡であり、前記ピンホールから出射された波面
    は、回折によって生じた波面であることを特徴とする請
    求項２０記載の形状測定方法。
22. 【請求項２２】前記点光源生成手段は、光ファイバーで
    あり、該光ファイバーの端面が前記反射面であり、前記
    光ファイバーの光伝送部が点光源を生成し、前記光ファ
    イバーの光伝送部から出射された波面は回折によって生
    じた波面であることを特徴とする請求項２０記載の形状
    測定方法。
23. 【請求項２３】前記点光源生成手段は、光導波路であ
    り、該光導波路の端面が前記反射面であり、前記光導波
    路の光伝送部が点光源を生成し、前記光導波路の光伝送
    部から出射された波面は、回折によって生じた波面であ
    ることを特徴とする請求項２０記載の形状測定方法。
24. 【請求項２４】前記光源は、複数の波長を放射するもの
    であり、前記光源より放射された複数の波長は、波長選
    択手段により単一波長となり、測定を行うことを特徴と
    する請求項２０乃至２３記載の形状測定方法。
25. 【請求項２５】前記波長選択手段は、分光器であること
    を特徴とする請求項２４記載の形状測定方法。
26. 【請求項２６】前記光源は、各々異なる波長を放射する
    複数の光源要素の集合体であり、該複数の光源要素の集
    合体のうちの一つの光源要素を選択して測定を行うこと
    を特徴とする請求項２０乃至２３記載の形状測定方法。
27. 【請求項２７】単一の波長で前記第１の干渉縞の状態及
    び前記第２の干渉縞の状態を形成し、 別の単一の波長で、新たに第３の干渉縞の状態及び第４
    の干渉縞の状態を形成し、 前記第１の干渉縞の状態、前記第２の干渉縞の状態、前
    記第３の干渉縞の状態及び前記第４の干渉縞の状態を基
    に解析することで、被検面の形状を計測することを特徴
    とする請求項２０乃至２６記載の形状測定方法。
28. 【請求項２８】前記光源は、複数の波長を同時に放射す
    るものであることを特徴とする請求項２０乃至２３記載
    の形状測定方法。
29. 【請求項２９】前記複数の波長は、２波長であることを
    特徴とする請求項２８記載の形状測定方法。
30. 【請求項３０】前記２波長のうち、１つの波長は、他の
    波長の半分であることを特徴とする請求項２９記載の形
    状測定方法。
31. 【請求項３１】前記検知は、２次元強度分布を撮像し、
    読み取る撮像素子により行われることを特徴とする請求
    項２０乃至３０記載の形状測定方法。
32. 【請求項３２】前記測定用光束及び前記参照用光束は、
    結像レンズにより平行光束に変換された後、前記撮像素
    子の撮像面に入射することを特徴とする請求項３１記載
    の形状測定方法。
33. 【請求項３３】前記結像レンズにより、前記被検面が、
    前記撮像素子の前記撮像面上に結像していることを特徴
    とする請求項３２記載の形状測定方法。
34. 【請求項３４】前記結像レンズにより前記被測定面が前
    記撮像素子の前記撮像面上に結像する際に生じている歪
    みを、計算機により補正することを特徴とする請求項３
    ３記載の形状測定方法。
35. 【請求項３５】前記計算機による補正は、前記結像レン
    ズの設計値から求めることを特徴とする請求項３４記載
    の形状測定方法。
36. 【請求項３６】前記計算機による補正は、前記結像レン
    ズの歪曲収差の実測値から求めることを特徴とする請求
    項３４記載の形状測定方法。
37. 【請求項３７】被検面が球面であると仮定し、 球面を被測定面として歪みを測定することを特徴とする
    請求項２０記載の干渉計。
38. 【請求項３８】前記測定用光束及び前記参照用光束は、
    真空中を透過することを特徴とする請求項２０乃至３７
    記載の形状測定方法。
39. 【請求項３９】前記測定用光束及び前記参照用光束は、
    希ガス雰囲気中を透過することを特徴とする請求項２０
    乃至３７記載の形状測定方法。
40. 【請求項４０】前記希ガスは、ヘリウムであることを特
    徴とする請求項３９記載の形状測定方法。
41. 【請求項４１】前記光源から放射される波長を変調し、 該波長を変調して得られる、干渉縞の位相変調量を計測
    することにより、前記測定用光束が通過する光路と前記
    参照用光束が通過する光路との光路長差を決定し、 該決定された光路長差の情報により、前記点光源生成手
    段と前記被検面との間隔を正確に決定することを特徴と
    する請求項２０乃至４０記載の形状測定方法。
42. 【請求項４２】前記光源は、半導体レーザであることを
    特徴とする請求項２０乃至４１記載の形状測定方法。
43. 【請求項４３】あらかじめ精密に曲率半径を計測された
    球面を用いて、前記波長の変調量と前記位相変調量の関
    係を校正することを特徴とする前記４１又は４２記載の
    干渉計。
44. 【請求項４４】前記光源は、時間的にインコヒーレント
    な光源であり、 前記光源と前記点光源生成手段との間に、光路を調整す
    ることが可能な光路調整手段を設け、 前記被検面を除去した状態で、前記光路調整手段を用
    い、コントラストの最も良い干渉縞が得られる前記光源
    から前記点光源生成手段までの光路長を求め、 前記被検面を設置した状態で、前記光路調整手段を用
    い、コントラストの最も良い干渉縞が得られる前記光源
    から前記点光源生成手段までの光路長を求め、 前記両光路長の差を求めることにより、前記点光源生成
    手段から前記被検面までの間隔を求めることを特徴とす
    る請求項２０乃至４３記載の形状測定方法。
45. 【請求項４５】前記第１の干渉縞の状態と前記第２の干
    渉縞の状態とを解析するとき、必ず、中心部の計測を行
    うようにし、計測精度を向上させることを特徴とする請
    求項２０乃至４６記載の形状測定方法。