JP2010060366A - 計測方法、光学素子の製造方法、基準原器及び計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 より少ない数の基準原器を用いて計測誤差を較正し、高精度に被計測面の形状を計測する。
【解決手段】 被計測面からの光と参照光との干渉により被計測面形状を以下のように計測する。マークが設けられている基準原器について被計測面形状の回転対称成分データを取得する。
基準原器を計測対象として基準原器の光軸回りの回転角度を変えて複数回、基準原器の被計測面を計測する。回転角度毎の計測データを用いて基準原器の被計測面形状の回転非対称成分を算出し、回転対称成分と回転非対称成分とを回転角度毎の計測データから差し引いて計測装置による被計測面の法線方向の計測誤差を算出する。回転角度毎の計測データに含まれる前記マークの位置に関するデータを用いて計測装置による被計測面の接線方向の計測誤差を算出する。被計測物の被計測面を計測する。被計測物の被計測面の計測データを算出された各計測誤差を用いて較正する。
【選択図】 図3
【解決手段】 被計測面からの光と参照光との干渉により被計測面形状を以下のように計測する。マークが設けられている基準原器について被計測面形状の回転対称成分データを取得する。
基準原器を計測対象として基準原器の光軸回りの回転角度を変えて複数回、基準原器の被計測面を計測する。回転角度毎の計測データを用いて基準原器の被計測面形状の回転非対称成分を算出し、回転対称成分と回転非対称成分とを回転角度毎の計測データから差し引いて計測装置による被計測面の法線方向の計測誤差を算出する。回転角度毎の計測データに含まれる前記マークの位置に関するデータを用いて計測装置による被計測面の接線方向の計測誤差を算出する。被計測物の被計測面を計測する。被計測物の被計測面の計測データを算出された各計測誤差を用いて較正する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、計測方法、光学素子の製造方法、基準原器及び計測装置に関する。
レンズやミラーなどの光学素子の表面形状を計測するために干渉計測器が使用されている。干渉計測器は、光学素子(被計測物)の被計測面と参照面とに測定光を照射して、両者の位置関係の差分を干渉縞として計測することによって、被計測面の形状のデータを取得する。干渉計測器は光を利用するため、その他の計測方式、例えば接触式よりも計測精度が高い。
干渉計測器による計測結果には、被計測面の形状データに加えて、干渉計測器自体の計測誤差が含まれている。そのため、干渉計測器の計測データを当該計測誤差で較正することにより、被計測面の形状データを取得することができる。ここで、計測誤差は、被計測面の法線方向の計測誤差(システムエラー)と、被計測面の接線方向の計測誤差(ディストーション)とに分類される。被計測面の法線方向は、被計測面の各点における法線の方向を意味し、被計測面が曲面である場合は曲面上の各点に対応してそれぞれ法線方向が定まる。被計測面の接線方向も同様であり、被計測面の各点における接線の方向を意味する。
従来、システムエラーの較正方法として、被計測面と略同一の形状の基準原器を回転させて複数の計測データを取得して、それらのデータを用いて演算処理を行うことが知られている(特許文献1)。特許文献1に記載の発明では、後述するように、システムエラーは、基準原器の形状データの回転非対称成分と回転対称成分とを、計測データから引くことによって求められる。したがって、計測器による計測データをシステムエラーで較正することによって、被計測面の形状データを取得することができる。しかし、上記の方法では、被計測面の法線方向の計測誤差のみが求められ、被計測面の接線方向の計測誤差(ディストーション)は求められない。
一方、特許文献2には、ディストーションの較正方法が開示されている。具体的には、基準原器の光学有効領域上の特定の座標に遮光部としてのマークを形成することが記載されている。そして、計測された該マークの座標と該マークの座標の真値とから、計測器のディストーションが求められ、較正がなされる。
特開2002−213930号公報(米国特許出願公開第2004/36890号明細書)
特開2002−333305号公報
このように、従来、マークを有する基準原器はディストーションの較正のみに用いられている。したがって、システムエラーを較正するためには別途、マークのない基準原器を用意する必要があり、製造コストが増加してしまう。また、干渉計測器のシステムエラーの較正とディストーションの較正を別々の工程で行う必要があるため、計測シーケンスのタクトタイムが増加するという問題があった。
そこで本発明は、より少ない数の基準原器を用いて計測誤差を較正し、高精度に被計測面の形状を計測することができる計測方法と計測装置、該較正に用いられる基準原器、及び、該計測に基づいた光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の側面としての計測方法は、被計測面からの光と参照面からの光との干渉のより前記被計測面の形状を計測する計測装置を用いて、前記被計測面の形状を計測する計測方法において、マークが設けられている基準原器について、前記基準原器の被計測面形状の回転対称成分のデータを取得するステップと、前記基準原器を前記計測装置の計測対象として、前記基準原器の光軸回りの回転角度を変えて複数回、前記基準原器の被計測面を計測する基準原器計測ステップと、前記基準原器計測ステップにおいて得られた前記回転角度毎の計測データを用いて前記基準原器の被計測面形状の回転非対称成分を算出し、前記回転対称成分と前記回転非対称成分とを前記回転角度毎の計測データから差し引いて前記計測装置による前記被計測面の法線方向の計測誤差を算出する算出ステップと、前記基準原器計測ステップにおいて得られた前記回転角度毎の計測データに含まれる前記マークの位置に関するデータを用いて、前記計測装置による前記被計測面の接線方向の計測誤差を算出する算出ステップと、被計測物を前記計測装置の計測対象として、前記被計測物の被計測面を計測する被計測物計測ステップと、前記被計測物計測ステップにおいて得られた前記被計測物の被計測面の計測データを、前記各算出ステップにおいて算出された各計測誤差を用いて較正するステップとを有することを特徴とする。
本発明によれば、より少ない数の基準原器を用いて計測誤差を較正し、高精度に被計測面の形状を計測することができる。
(実施例1)
本発明の第1の実施例を説明する。図1に、被計測物の面形状を計測する計測装置としてのフィゾー干渉計1の概略図を示した。光源11から光は測定光Lとして、ファイバ12に入射する。そして、光学系13により所望の平行光束となった測定光Lは、ハーフミラー14により反射され、フィゾー面(参照面)を有するフィゾーレンズ(参照レンズ)15に入射する。測定光Lは参照面で反射光LRと透過光LTとに分離される。透過光LTは、光学素子15の参照面に対してフィゾーギャップGの間隔で配置されている、被計測物としての被計測素子16aにより反射される。そして、反射光LRおよび透過光LTは同一の光路を戻り、ハーフミラー14を透過し、光学系17を介してCCD18の撮像面に干渉縞を形成する。CCDはその干渉縞の光量分布を計測する。
本発明の第1の実施例を説明する。図1に、被計測物の面形状を計測する計測装置としてのフィゾー干渉計1の概略図を示した。光源11から光は測定光Lとして、ファイバ12に入射する。そして、光学系13により所望の平行光束となった測定光Lは、ハーフミラー14により反射され、フィゾー面(参照面)を有するフィゾーレンズ(参照レンズ)15に入射する。測定光Lは参照面で反射光LRと透過光LTとに分離される。透過光LTは、光学素子15の参照面に対してフィゾーギャップGの間隔で配置されている、被計測物としての被計測素子16aにより反射される。そして、反射光LRおよび透過光LTは同一の光路を戻り、ハーフミラー14を透過し、光学系17を介してCCD18の撮像面に干渉縞を形成する。CCDはその干渉縞の光量分布を計測する。
光源11は、例えばアルゴンイオンレーザ等の単波長レーザであってもよいし、多波長レーザでもよい。多波長レーザの場合、多波長レーザの偏光状態を波長ごとに変化させる構成を有していることが望ましい。光学系17を、多波長レーザを偏光状態ごとに分離する構成、例えばビームスプリッタで構成し、CCD18が多波長を分離して計測できる構成を有していることが望ましい。
光学素子15の参照面は、被計測素子16aの被計測面に対して、全面にわたってギャップGが略等しくなるように配置されていることが望ましい。また、参照面は、ギャップGを通過した透過光LTが被計測素子16aの被計測面に略垂直に入射し、略同一の光路を戻るよう設計されていることが望ましい。
被計測素子16aの被計測面は、本実施例では光軸に対して回転対称な非球面とするが、これに限定されない。
被計測素子16aの表面形状を計測する前に、フィゾー干渉計1のシステムエラーおよびディストーションを較正する必要がある。そのために、被計測素子16aと切り換えて、基準原器16bを計測対象として計測位置に配置する。なお、被計測素子16aを計測位置に配置して計測する場合と、基準原器16bを計測位置に配置して計測する場合とで、被計測素子16aと基準原器16b以外のフィゾー干渉計1の構成に変更はない。
次に、基準原器16bの構成を説明する。図2に基準原器16bの構成図を示す。基準原器16aの被計測面の計測領域内には、三次元形状と被計測面内の座標とが予め特定されているマークMが、少なくとも1つ形成されている。ここで、三次元形状は、被計測面の法線方向における形状と接線方向(面内方向)における形状とを含む。
図2(a)は、測定光の入射方向から見て、円形状の複数のマークが配置されている基準原器を示す。図2(b)は、測定光の入射方向から見て、方形状の複数のマークが配置されている基準原器を示す。図2(c)は、測定光の入射方向から見て、同心円状に形成されたマークを有する基準原器を示す。図2(c)は、測定光の入射方向から見て、放射線およびその他の直線で構成されるマークを有する基準原器を示す。このように、マークMの被計測面内の形状は、その形状が計測データ上で確認できる限り任意の形状でよく、例えば、円形状、方形状、直線または曲線によって構成される形状でもよい。また、基準原器の被計測面上に、形状が互いに異なる複数種類のマークが形成されていてもよい。
マークMは、研磨機による研磨加工や、集束イオンビームによる除去・堆積加工などで形成される。マークMは、エッジが立っていてもよいし、マークMの形状および座標が計測データ上で確認できる限り、エッジがふちだれしていてもよい。
次に、基準原器16bを用いた計測誤差の較正について述べる。図3は、計測誤差の較正の流れを示すフローチャートである。
まず、基準原器16bを、参照面を有する光学素子15に対して、基準原器16b(干渉計)の光軸回りの所定の角度i1に配置して計測を行う(S101(基準原器計測))。得られた計測データMDi1には、該光軸回りに回転対称な成分MDi1Sと、回転非対称な成分MDi1Aが含まれる。つまり、基準原器16bの形状データGi1は、該光軸回りに回転対称な成分GRSと回転非対称な成分GRAi1に分かれる、また、システムエラーSも、該光軸回りに回転対称な成分SRSと回転非対称な成分SRAに分かれる。以上より、基準原器16bを角度i1で配置した場合の計測データMDi1は下記のように表される。
MDi1=Gi1+S=GRS+GRAi1+SRS+SRA
次に、基準原器16bを光学素子15に対して、基準原器16b(干渉計)の光軸回りの角度i2(≠i1)に配置して計測を行う(S102(基準原器計測))。得られた計測データMDi2は、データMDi1と同様にして下記のように表される。
MDi2=Gi2+S=GRS+GRAi2+SRS+SRA
ただし、Gi2は基準原器16bを角度i2で配置した場合の基準原器16bの形状データ、GRAi2は、その形状データにおける該光軸回りに回転非対称な成分である。
MDi1=Gi1+S=GRS+GRAi1+SRS+SRA
次に、基準原器16bを光学素子15に対して、基準原器16b(干渉計)の光軸回りの角度i2(≠i1)に配置して計測を行う(S102(基準原器計測))。得られた計測データMDi2は、データMDi1と同様にして下記のように表される。
MDi2=Gi2+S=GRS+GRAi2+SRS+SRA
ただし、Gi2は基準原器16bを角度i2で配置した場合の基準原器16bの形状データ、GRAi2は、その形状データにおける該光軸回りに回転非対称な成分である。
この際、基準原器16bが回転しても、システムエラーSと、基準原器16bの形状データの回転対称成分GRSは変化しない。そのため、計測データMDi1とMDi2との差分は、基準原器16bの被計測面形状データの回転非対称成分GRAが変化した分である。したがって、上記の特許文献1に記載のように、この計測(基準原器データ取得)を、回転角度を変えて、所定の角度で複数回行い、回転角度毎の計測データの差分からGRAのみを算出することができる(S103)。一方、基準原器16bの被計測面形状の回転対称成分GRSのデータは、別途、接触式の計測器や干渉計により計測することで取得できる(S104)。また、特許文献1に記載されているようにゾーンプレートなどの光学素子を用いて計測してもよい。なお、S104は、下記のS105の前に実行されていればよく、予め計測されて記憶手段に記憶されたデータを読み出すことによって基準原器16bの形状の回転対称成分データを取得してもよい。
このようにして得られた基準原器16bの形状データの回転非対称成分GRAと回転対称成分GRSとを計測データから引くことによって、システムエラーSが求められる(S105)。
特許文献1に記載のように、被計測面と略同一の形状の(マークのない)従来の基準原器では、被計測面の法線方向の計測誤差(システムエラー)のみが求められ、被計測面の接線方向の計測誤差(ディストーション)は求められなかった。
しかし、本実施例では、図2に示すようにマークMが形成された基準原器16bを用いることにより、マークMの位置データからディストーションを求める(S106)。ディストーションを求めるために、S101又はS102で得られた計測データを用いる。図4は、フィゾー干渉計のディストーションを説明する図である。S101又はS102の計測では、基準原器16bのマークは、干渉計のディストーションにより、基準原器16bの予め特定された真のマーク座標MRからずれた位置MDに計測される。この座標の差分がディストーション量Dである。基準原器16bのマークの座標(位置)の算出は、計測データから各マークM1、M2、M3の重心を算出することによって求めてもよい。なお、マークの形状自体もディストーションにより変形して計測される可能性があるため、計測データ上のマークの形状とマークの真の形状とを予めフィッティングしておいてもよい。例えば、計測データ上のマークの形状を、ディストーションによる計測誤差データを用いて補正してから、マーク座標を算出してもよい。
次に、被計測素子16aの被計測面を計測して(S107(被計測物計測))得られた面形状計測データを、S105及びS106で求めたシステムエラーSとディストーションDで較正する(S108)。このようにして、被計測素子16aの被計測面の表面形状データを取得することができる。なお、ディストーションの較正方法として、ディストーション量Dを被計測面上の座標の関数として、これに1次元ないし2次元フィッティングを行い、被計測面全面にわたってディストーションを較正してもよい。また、S107はS108の前に実行されていればよい。
基準原器において、被計測面の法線方向のマークMの形状(法線方向形状)は、被計測面の全体の大きさに対して大きすぎると、S101及びS102のそれぞれにおいて、回転対称成分GRSが変化してしまう。そのため、S103において回転非対称成分GRAの算出誤差が生じる。このため、マークMの三次元形状は、基準原器の回転対称成分GRSを大きく劣化させないような形状とする必要がある。
マークMの法線方向形状は、干渉計測においては位相情報として計測されるため、位相が測定光波長の±1/2より大きくなると、法線方向形状を一意に決定することが困難になる。測定光の光路は基準参照面と被計測面の距離の2倍分長いため、マークMの法線方向形状は、基準原器の被計測面の設計形状に対して、測定光波長の±1/4より小さい寸法で形成されていることが望ましい。一例として、測定光波長を488nmとした場合、マークMの法線方向の寸法は±122nm以下であることが望ましい。
基準原器において、被計測面の面内方向のマークMの形状(面内方向形状)は、計測データ上で識別できるよう、データ中の1画素の大きさより十分大きい必要がある。1画素より小さい場合には、被計測面と撮像手段(CCD等)の位置関係により、計測データ上で正確な形状として認識されないおそれがある。確実に1画素として確認したい場合には、面内方向のマークMの寸法を1.5画素以上の大きさとすることが望ましい。被計測面の直径をDiam、撮像手段の構成画素数NPとすれば、1画素あたりの長さPRは、PR=Diam/NP、のように求められる。1画素のあたりの長さPRは、被計測面の直径が大きくなるほど大きくなり、また画素数NPが減少するほど大きくなる。
一般的に露光装置に用いられる光学素子は、直径100mmないし300mm程度の大きさで設計されている。計測装置の撮像手段として、2000画素四方のCCDカメラを用いることを考える。このCCDカメラにより被計測面の全面が計測されるとすると、光学素子上での1画素あたりの長さPRは、50〜150μm程度となる。以上より、マークMの面内方向の寸法は225μm以上の大きさが必要である。
前述したように、マークMの寸法が大きすぎると、基準原器の形状の回転対称成分および回転非対称成分の精度が悪化することになり望ましくない。そこで、マークMの加工寸法の許容量についてシミュレーションによる検討を行った。なお、被計測面の中心から半径の半分の距離の位置に方形のマークがあると想定し、マークの面積(面内方向寸法)および加工の深さ(法線方向寸法)をパラメータとして、どの程度まで被計測面の形状を悪化させずに加工できるかを検討した。
図5は、被計測面に対するマークの占有面積と、被計測面形状の回転対称成分GRSの誤差とをグラフに示したものである。このグラフから分かるように、マークの占有面積と回転対称成分の誤差は略線形に変化している。マークの法線方向寸法を10nmとした場合には、マークの被計測面内における占有面積の合計は6000画素以下であることが望ましい。これは、10画素四方のマークであれば面上に60個配置することが可能であることを意味している。
以上のように、本実施例によれば、同一の基準原器を用いて計測器のシステムエラーとディストーションを算出することが可能となる。さらに、より少ない数の基準原器を用いて干渉計測器の計測誤差(システムエラーとディストーション)を較正し、高精度に被計測面の形状を計測することができる。
(実施例2)
次に、本発明の第2の実施例について説明する。干渉計1の基準原器以外の構成は実施例1と同じである。本実施例における基準原器16cを図6に示す。基準原器16cの被計測面上には、少なくとも2種類のマークMM、MPが形成されている。マークMPは、基準原器の被計測面の法線方向であって基準原器から参照面に向かう方向に延びた凸部マークである。マークMMは基準原器の被計測面の法線方向であって参照面から基準原器に向かう方向に窪んだ凹部マークである。基準原器16cには、図6に示すように、マークMP及びMMがそれぞれ複数個形成されている。ただし、マークMP及びMMがそれぞれ少なくとも1つ形成されていればよい。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。干渉計1の基準原器以外の構成は実施例1と同じである。本実施例における基準原器16cを図6に示す。基準原器16cの被計測面上には、少なくとも2種類のマークMM、MPが形成されている。マークMPは、基準原器の被計測面の法線方向であって基準原器から参照面に向かう方向に延びた凸部マークである。マークMMは基準原器の被計測面の法線方向であって参照面から基準原器に向かう方向に窪んだ凹部マークである。基準原器16cには、図6に示すように、マークMP及びMMがそれぞれ複数個形成されている。ただし、マークMP及びMMがそれぞれ少なくとも1つ形成されていればよい。
凸部マークMPおよび凹部マークMMは、基準原器16bの光軸上の点を中心とする被計測面上の任意の円を仮定した場合、その円の周上に少なくとも1つずつ形成されている。さらに、凸部マークMPおよび凹部マークMMは、前記円の周上について積算した凸部マークMPの高さの積算値と、凹部マークMMの深さの積算値とが等しくなるように、寸法及び配置が設計され、形成されている。なお、マークの高さ及び深さは共に、被計測面の法線方向の寸法を表す。
マークMP及びMMは、研磨機で加工して形成してもよいし、集束イオンビームによる除去・堆積加工で形成してもよい。特に、凸部マークMPの形成は、マーク部分のみを残して被計測面の全面を除去する加工により凸型に形成してもよいし、集束イオンビームによる堆積加工により凸型に形成してもよい。
基準原器16cを用いると、基準原器の被計測面の光軸を中心とした回転を行っても回転平均化により、被計測面形状の回転対称成分の変化はほぼない。すなわち、実施例1のS101及びS102において、被計測面形状の回転対称成分のマークMP及びMMによる劣化が低減されるため、基準原器に形成されるマークの三次元形状についての設計制約が緩くなる。
ただし、被計測面内における、マークMP及びMMの加工誤差により、被計測面形状の回転対称成分の誤差を生じさせるおそれがある。つまり、マークMP及びMMの面内方向位置が被計測面の光軸を中心とした回転に対してずれるおそれがある。そこで、マークの加工による面内方向ずれの許容量についてシミュレーションによる検討を行った。
図7はマークの面内方向の位置ずれ量と被計測面形状の回転対称成分GRSの誤差をグラフに示したものである。マークの面内方向位置ずれ量と回転対称成分の誤差は略線形に変化している。回転対称成分の誤差の許容量を1nmRMSとすると、マーク面内方向の位置ずれは60画素程度ずれても問題にならない。
本実施例によれば、上記の基準原器16cを用いることにより、さらに計測器の計測誤差(システムエラーとディストーション)を精度良く算出することが可能となる。
なお、基準原器16cの被計測面に少なくとも1つのマークが設けられ、上述のように仮定された円の周上において積算したマークの被計測面の法線方向の寸法の積算値が既知であれば、同様の効果を奏する。つまり、干渉計1がその積算値を記憶したメモリなどの記憶手段を有し、記憶手段からその積算値のデータを読み出すことによって、干渉計の計測誤差を算出することができる。
(実施例3)
次に、本発明の第3の実施例を説明する。本実施例では、上記の各実施例により計測された光学素子の被計測面形状のデータを用いて、光学素子の被計測面を加工し、光学素子を製造する。図8に被計測面の加工の流れを示す。
次に、本発明の第3の実施例を説明する。本実施例では、上記の各実施例により計測された光学素子の被計測面形状のデータを用いて、光学素子の被計測面を加工し、光学素子を製造する。図8に被計測面の加工の流れを示す。
まず、基準原器を加工機で加工し、基準原器の被計測面に実施例1または2で説明したマークを形成する(S201)。加工機は、その要求精度および要求サイズに応じて研磨加工機であってもよく、集束イオンビームにより除去・堆積を行う加工機であってもよい。加工機は、基準原器の被計測面上にマークを形成する際の座標基準を加工機内に有している。
次に、図4のS101及びS102のように、複数の回転角度で基準原器の被計測面を計測する(S202)。そして、上述のように、計測器のシステムエラーとディストーションを算出する(S203)。次に、被計測素子の面形状を計測し(S204)、S203で算出した計測誤差で、S204で得られた計測データを較正する(S205)。このようにして、被計測素子の面形状データが求められる。
そして、求められた被計測素子の面形状データを用いて、被計測素子の被計測面を面内方向において、加工すべき部分について修正加工する(S206)。被計測素子と基準原器はマークを除いて略同様形状であるため、被計測素子を計測結果に基づいて修正加工する際、修正加工する座標を加工機内の座標を基準に取ることができる。したがって、より高精度な加工を行うことができる。
上述の各実施例では、フィゾー型干渉計測装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、公知の他の干渉計測装置に対して適用することを妨げるものではない。
上述の実施例における被計測面の計測方法や加工方法をコンピュータに実行させるためのプログラムも本発明の一側面を構成する。また、当該プログラムは、コンピュータで読取可能な記憶媒体に記憶されうる。
1 フィゾー干渉計
11 光源
15 光学素子(参照面)
16a 被計測素子
16b 基準原器
16c 基準原器
18 CCD
11 光源
15 光学素子(参照面)
16a 被計測素子
16b 基準原器
16c 基準原器
18 CCD
Claims (8)
- 被計測面からの光と参照面からの光との干渉により前記被計測面の形状を計測する計測装置を用いて、前記被計測面の形状を計測する計測方法において、
マークが設けられている基準原器について、前記基準原器の被計測面形状の回転対称成分のデータを取得するステップと、
前記基準原器を前記計測装置の計測対象として、前記基準原器の光軸回りの回転角度を変えて複数回、前記基準原器の被計測面を計測する基準原器計測ステップと、
前記基準原器計測ステップにおいて得られた前記回転角度毎の計測データを用いて前記基準原器の被計測面形状の回転非対称成分を算出し、前記回転対称成分と前記回転非対称成分とを前記回転角度毎の計測データから差し引いて前記計測装置による前記被計測面の法線方向の計測誤差を算出する算出ステップと、
前記基準原器計測ステップにおいて得られた前記回転角度毎の計測データに含まれる前記マークの位置に関するデータを用いて、前記計測装置による前記被計測面の接線方向の計測誤差を算出する算出ステップと、
被計測物を前記計測装置の計測対象として、前記被計測物の被計測面を計測する被計測物計測ステップと、
前記被計測物計測ステップにおいて得られた前記被計測物の被計測面の計測データを、前記各算出ステップにおいて算出された各計測誤差を用いて較正するステップと
を有することを特徴とする計測方法。 - 被計測面からの光と参照面からの光との干渉により前記被計測面の形状を計測する計測装置を用いて、前記被計測面の形状を計測する計測方法において、
マークが設けられている基準原器について、前記基準原器の被計測面形状の回転対称成分のデータを取得するステップと、
前記基準原器を前記計測装置の計測対象として、前記基準原器の光軸回りの回転角度を変えて複数回、前記基準原器の被計測面を計測することで得られる計測データを取得する基準原器データ取得ステップと、
前記基準原器データ取得ステップにおいて得られた前記回転角度毎の計測データを用いて前記基準原器の被計測面形状の回転非対称成分を算出し、前記回転対称成分と前記回転非対称成分とを前記回転角度毎の計測データから差し引いて前記計測装置による前記被計測面の法線方向の計測誤差を算出する算出ステップと、
前記基準原器データ取得ステップにおいて得られた前記回転角度毎の計測データに含まれる前記マークの位置に関するデータを用いて、前記計測装置による前記被計測面の接線方向の計測誤差を算出する算出ステップと、
被計測物を前記計測装置の計測対象として計測された前記被計測物の被計測面の計測データを、前記各算出ステップにおいて算出された各計測誤差を用いて較正するステップと
を有することを特徴とする計測方法。 - 前記被計測物の被計測面は、前記被計測物の光軸に対して回転対称な非球面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の計測方法。
- 光学素子の製造方法において、
請求項1又は2に記載の計測方法を用いて、被計測物としての前記光学素子の被計測面の形状を計測する計測ステップと、
前記基準原器の被計測面を加工した加工手段を用いて、前記計測ステップにおける計測結果に基づき前記光学素子の被計測面を加工する加工ステップと
を有することを特徴とする製造方法。 - 被計測面からの光と参照面からの光との干渉により前記被計測面の形状を計測する計測装置の計測データの較正に用いられる基準原器において、
前記基準原器の被計測面に少なくとも1つの凸部マークおよび少なくとも1つの凹部マークが形成され、
前記基準原器の光軸上の点を中心とした前記被計測面上の円を仮定した場合、前記基準原器の被計測面の法線方向における前記凸部マークの寸法を前記円の周上について積算した積算値と、前記基準原器の被計測面の法線方向における前記凹部マークの寸法を前記円の周上について積算した積算値とが等しくなるように、前記凸部マークおよび前記凹部マークが形成されていることを特徴とする基準原器。 - 被計測面からの光と参照面からの光との干渉により前記被計測面の形状を計測する計測装置において、
前記計測装置の計測データの較正に用いられ、被計測面にマークが設けられている基準原器について、前記基準原器の光軸上の点を中心とした前記被計測面上の円を仮定した場合、前記基準原器の被計測面の法線方向における前記マークの寸法を前記円の周上について積算した積算値を記憶する記憶手段を有することを特徴とする計測装置。 - 被計測面からの光と参照面からの光との干渉により前記被計測面の形状を計測する計測装置において、
マークが設けられている基準原器について、前記基準原器の被計測面形状の回転対称成分のデータを記憶する記憶手段と、
前記基準原器を前記計測装置の計測対象として、前記基準原器の光軸回りの回転角度を変えて複数回、前記基準原器の被計測面を計測し、かつ、被計測物を前記計測装置の計測対象として前記被計測物の被計測面を計測する計測手段と、
前記計測手段によって得られた前記回転角度毎の計測データを用いて前記基準原器の被計測面の回転非対称成分を算出し、前記回転非対称成分と前記回転対称成分とを前記回転角度毎の計測データから差し引いて前記計測装置による前記被計測面の法線方向の計測誤差を算出し、かつ、前記回転角度毎の計測データに含まれる前記マークの位置に関するデータを用いて前記計測装置による前記被計測面の接線方向の計測誤差を算出する算出手段と、
前記被計測物の被計測面の計測データを、前記算出手段により算出された各計測誤差を用いて較正する較正手段と
を有することを特徴とする計測装置。 - 前記被計測物の被計測面は、前記被計測物の光軸に対して回転対称な非球面であることを特徴とする請求項7に記載の計測装置。
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