JPH07167630A - Equipment and method for measuring interference - Google Patents

Equipment and method for measuring interference

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JPH07167630A
JPH07167630A JP26123194A JP26123194A JPH07167630A JP H07167630 A JPH07167630 A JP H07167630A JP 26123194 A JP26123194 A JP 26123194A JP 26123194 A JP26123194 A JP 26123194A JP H07167630 A JPH07167630 A JP H07167630A
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JP
Japan
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light
interference
test
equation
lens
Prior art date
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Application number
JP26123194A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsunehiko Sonoda
恒彦 園田
Masahiro Ono
政博 大野
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP26123194A priority Critical patent/JPH07167630A/en
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable highly accurate measurement even when there is a defocus in the measurement of the aberration of an article to be detected. CONSTITUTION:An interference measuring equipment 1a has a Fizeau type interferometer 2a, an image sensing section 11, an image processor 12, an arithmetic means 13, a monitor device 14 and a memory 15 exclusive for data. The interferometer 2a has a light source 3, an objective 4, a collimator lens 5, a half mirror 6, a prototype lens 7, a driving means 711, a moving means 9 and an observation lens 10. The arithmetic means 13 develops a value obtained by interference fringe analysis to an approximate polynomial displaying a wavefront aberration, acquires values corresponding to each term, and corrects quaternary or more of axially symmetric aberrations from a secondary aberration component generated by a de-focus in the measurement of the aberration of the surface to be detected 81 of the an article to be detected 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、干渉測定装置および干
渉測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interference measuring device and an interference measuring method.

【0002】[0002]

【従来の技術】干渉計を用いて、光学素子等の種々の光
学系の面形状を測定する測定方法およびその測定装置は
数多く知られているが、その測定精度は、干渉計自身の
収差、例えば、干渉計に設置されている参照レンズまた
は参照面の精度等によって限定されてしまう。
2. Description of the Related Art There are many known measuring methods and measuring devices for measuring surface shapes of various optical systems such as optical elements using an interferometer. For example, it is limited by the accuracy of the reference lens or reference surface installed in the interferometer.

【0003】このような干渉計自身の収差を取り除く方
法として、ブラウニング(Bruning)らによって
提案されている球面形状の測定方法および特開昭62−
129707号公報に記載されている干渉計装置等が知
られている。
As a method of removing the aberration of the interferometer itself, a spherical surface measuring method proposed by Browning et al.
An interferometer device and the like described in Japanese Patent No. 129707 are known.

【0004】前記ブラウニングらによって提案された測
定方法では、被検物(被測定物)を動かして3つの条件
下で測定を行い、演算処理によって干渉計の固有収差を
取り除くというものである。
In the measuring method proposed by Browning et al., An object to be measured (object to be measured) is moved to perform measurement under three conditions, and an inherent aberration of the interferometer is removed by arithmetic processing.

【0005】また、前記特開昭62−129707号公
報に記載されている干渉計装置では、原器面を回転させ
て数点で測定を行い、これを補正データとして測定値か
ら差し引くことにより干渉計の内部収差を取り除くとい
うものである。
Further, in the interferometer device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 62-129707, the standard surface is rotated to perform measurement at several points, and this is subtracted from the measured value as correction data to cause interference. The internal aberration of the meter is removed.

【0006】しかし、前記ブラウニングらによって提案
された測定方法および前記特開昭62−129707号
公報に記載されている干渉計装置のいずれにおいても、
被検物の設定状態に起因して新たに発生した収差を補正
することは困難である。
However, in both the measuring method proposed by Browning et al. And the interferometer device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-129707,
It is difficult to correct the aberration newly generated due to the setting state of the test object.

【0007】このような理由から、干渉計に対して被検
物を設置する際には、被検物の設定誤差による収差が生
じないように、被検物を所定の位置および所定の角度に
正確に配置する必要がある。
For this reason, when the object to be inspected is installed in the interferometer, the object to be inspected is set at a predetermined position and at a predetermined angle so that aberration due to setting error of the object does not occur. Must be placed exactly.

【0008】従って、干渉計に被検物を設置する際のア
ライメントに関しては、慎重に行う必要があるので作業
性が悪いとともに、高精度のアライメント装置が必要と
なるといった問題がある。
[0008] Therefore, there is a problem in that the alignment when the object to be inspected is installed in the interferometer needs to be carried out carefully, so that the workability is poor and a highly accurate alignment device is required.

【0009】しかも、高精度のアライメント装置を用い
て被検物の配置の設定を慎重に行っても、被検物の設定
誤差(例えば、ディフォーカス)を完全に0にすること
は困難である。このように、ディフォーカスが存在する
ことにより、球面収差のような軸対称性のある高次収差
が発生し、これにより測定精度が低下してしまう。
Moreover, even if the placement of the object to be inspected is carefully set using a high-precision alignment apparatus, it is difficult to completely eliminate the setting error (for example, defocus) of the object to be inspected. . As described above, the presence of the defocus causes high-order aberrations having axial symmetry such as spherical aberration, which lowers the measurement accuracy.

【0010】更に、干渉計の集光レンズのNA0 (開口
数)の値が大きい場合、すなわち明るいレンズを用いた
場合には、ディフォーカスによる測定精度の低下はより
大きいものとなるといった問題がある。
Further, when the NA 0 (numerical aperture) value of the condensing lens of the interferometer is large, that is, when a bright lens is used, there is a problem that the measurement accuracy is greatly reduced due to defocus. is there.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、干渉
計と被検物間の設定誤差によらず、高い測定精度が得ら
れる干渉測定装置および干渉測定方法を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an interference measuring device and an interference measuring method which can obtain high measurement accuracy regardless of the setting error between the interferometer and the object to be measured.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(23)の本発明により達成される。
These objects are achieved by the present invention described in (1) to (23) below.

【0013】(1) 光源からの光を二つに分割して一
方を参照面からの参照光とし、他方を被検物からの被検
光とし、該参照光と該被検光とを重ね合わせて干渉縞を
得るとともに、前記干渉縞に基づいて前記参照光と前記
被検光との間の位相差を検出する干渉測定装置であっ
て、前記干渉縞を、前記位相差を特定する近似多項式に
展開する第1の手段と、前記被検物の被検領域に入射ま
たは前記被検物の被検領域から出射する有効な光束の開
口数に基づいて、前記被検物の前記干渉測定装置に対す
る設定位置誤差に起因して前記近似多項式の特定項に現
れる誤差情報を演算する第2の手段と、前記第2の手段
によって得た前記誤差情報および前記開口数に基づい
て、前記第1の手段によって得た近似多項式における位
相差を特定する項の係数を補正する第3の手段とを有す
ることを特徴とする干渉測定装置。
(1) The light from the light source is divided into two, one is used as the reference light from the reference surface and the other is used as the test light from the test object, and the reference light and the test light are superposed. An interference measurement device that obtains an interference fringe in combination and detects a phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringe, wherein the interference fringe is an approximation that specifies the phase difference. The first means for developing into a polynomial and the interference measurement of the test object based on the numerical aperture of an effective light beam that is incident on the test area of the test object or exits from the test area of the test object. Second means for calculating error information appearing in a specific term of the approximate polynomial due to a set position error with respect to the apparatus; and the first information based on the error information and the numerical aperture obtained by the second means. The coefficient of the term that specifies the phase difference in the approximate polynomial obtained by And a third means for correcting the interference.

【0014】(2) 前記干渉測定装置は、集光光学部
材を有している上記(1)に記載の干渉測定装置。
(2) The interference measuring apparatus according to the above (1), wherein the interference measuring apparatus has a condensing optical member.

【0015】(3) 前記集光光学部材は、正弦条件を
満たしている上記(2)に記載の干渉測定装置。
(3) The interference measuring apparatus according to (2), wherein the condensing optical member satisfies a sine condition.

【0016】(4) 前記第1の手段における近似多項
式は、下記数9に示す(1)式である上記(2)または
(3)に記載の干渉測定装置。
(4) The interference measuring apparatus according to (2) or (3), wherein the approximate polynomial in the first means is the equation (1) shown in the following equation 9.

【0017】[0017]

【数9】 [Equation 9]

【0018】(5) 前記第2の手段は、前記近似多項
式の2次項の係数W20を演算するものである上記(4)
に記載の干渉測定装置。
(5) The second means calculates the coefficient W 20 of the quadratic term of the approximate polynomial. (4)
An interferometer according to item 1.

【0019】(6) 前記第3の手段は、前記位相差を
特定する項の係数を補正するための補正値を、前記近似
多項式の2次項の係数W20と、下記数10に示す(3)
式とに基づいて演算するものである上記(5)に記載の
干渉測定装置。
(6) The third means shows a correction value for correcting the coefficient of the term that specifies the phase difference and the coefficient W 20 of the quadratic term of the approximate polynomial and the following expression (10). )
The interference measuring apparatus according to (5), which is calculated based on the equation.

【0020】[0020]

【数10】 [Equation 10]

【0021】(7) 前記第3の手段は、前記近似多項
式の4次項の係数W40を、下記数11に示す(6)式に
より補正するものである上記(6)に記載の干渉測定装
置。
(7) The interference measuring apparatus according to the above (6), wherein the third means corrects the coefficient W 40 of the fourth-order term of the approximate polynomial by the equation (6) shown in the following Expression 11. .

【0022】[0022]

【数11】 [Equation 11]

【0023】(8) 前記第3の手段は、前記近似多項
式の6次項の係数W60を、下記数12に示す(7)式に
より補正するものである上記(6)または(7)に記載
の干渉測定装置。
(8) The third means is for correcting the coefficient W 60 of the 6th order term of the approximate polynomial by the equation (7) shown in the following expression 12 or (6) or (7). Interferometer.

【0024】[0024]

【数12】 [Equation 12]

【0025】(9) 光源からの光を二つに分割して一
方を参照面からの参照光とし、他方を被検物からの被検
光とし、該参照光と該被検光とを重ね合わせて干渉縞を
得るとともに、前記干渉縞に基づいて前記参照光と前記
被検光との間の位相差を検出する干渉測定方法であっ
て、第1の手段により、前記干渉縞を、前記位相差を特
定する近似多項式に展開し、第2の手段により、前記被
検物の被検領域に入射または前記被検物の被検領域から
出射する有効な光束の開口数に基づいて、前記被検物の
前記干渉測定装置に対する設定位置誤差に起因して前記
近似多項式の特定項に現れる誤差情報を演算し、第3の
手段により、前記第2の手段によって得た前記誤差情報
および前記開口数に基づいて、前記第1の手段によって
得た近似多項式における位相差を特定する項の係数を補
正することを特徴とする干渉測定方法。
(9) The light from the light source is divided into two, one is used as the reference light from the reference surface, and the other is used as the test light from the test object, and the reference light and the test light are overlapped. An interference measurement method of obtaining an interference fringe in combination and detecting a phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringe, wherein the interference fringe is obtained by a first means. It is expanded to an approximate polynomial for specifying the phase difference, and by the second means, based on the numerical aperture of the effective light flux that is incident on the test area of the test object or exits from the test area of the test object, The error information appearing in the specific term of the approximate polynomial due to the set position error of the object to be measured with respect to the interferometer is calculated, and the error information and the aperture obtained by the second means are calculated by the third means. The approximate polynomial obtained by the first means based on the number An interferometry method characterized by correcting a coefficient of a term that specifies a phase difference.

【0026】(10) 前記参照光または被検光は、集
光光学部材を経たものである上記(9)に記載の干渉測
定方法。
(10) The interference measuring method according to the above (9), wherein the reference light or the test light passes through a condensing optical member.

【0027】(11) 前記集光光学部材は、正弦条件
を満たしている上記(10)に記載の干渉測定方法。
(11) The interference measuring method according to (10), wherein the condensing optical member satisfies a sine condition.

【0028】(12) 前記第1の手段における近似多
項式は、下記数13に示す(1)式である上記(10)
または(11)に記載の干渉測定方法。
(12) The approximate polynomial in the first means is the equation (1) shown in the following equation 13 and the above (10)
Alternatively, the interference measurement method according to (11).

【0029】[0029]

【数13】 [Equation 13]

【0030】(13) 前記第2の手段により、前記近
似多項式の2次項の係数W20を演算する上記(12)に
記載の干渉測定方法。
(13) The interference measuring method according to (12), wherein the second means calculates the coefficient W 20 of the quadratic term of the approximate polynomial.

【0031】(14) 前記第3の手段により、前記位
相差を特定する項の係数を補正するための補正値を、前
記近似多項式の2次項の係数W20と、下記数14に示す
(3)式とに基づいて演算する上記(13)に記載の干
渉測定方法。
(14) The correction value for correcting the coefficient of the term that specifies the phase difference by the third means is shown by the coefficient W 20 of the quadratic term of the approximate polynomial and the following Expression 14 (3 ) The interference measurement method according to (13) above, which is calculated based on

【0032】[0032]

【数14】 [Equation 14]

【0033】(15) 前記第3の手段により、前記近
似多項式の4次項の係数W40を、下記数15に示す
(6)式に基づいて補正する上記(14)に記載の干渉
測定方法。
(15) The interference measuring method according to (14), wherein the third means corrects the coefficient W 40 of the fourth-order term of the approximate polynomial based on the equation (6) shown in the following Expression 15.

【0034】[0034]

【数15】 [Equation 15]

【0035】(16) 前記第3の手段により、前記近
似多項式の6次項の係数W60を、下記数16に示す
(7)式に基づいて補正する上記(14)または(1
5)に記載の干渉測定方法。
(16) The above-mentioned (14) or (1) in which the coefficient W 60 of the sixth-order term of the approximate polynomial is corrected based on the equation (7) shown in the following equation 16 by the third means.
The interference measurement method described in 5).

【0036】[0036]

【数16】 [Equation 16]

【0037】(17) 光源からの光を二つに分割して
一方を参照面で反射させて参照光とし、他方を光学部材
により集束光または発散光にして被検面に入射させ、該
被検面で反射させて被検光とし、前記参照光と前記被検
光とを重ね合わせて干渉縞を得るとともに、前記干渉縞
に基づいて前記参照光と前記被検光との間の位相差を検
出する干渉測定装置であって、前記干渉縞を、前記位相
差を特定する近似多項式に展開する第1の手段と、前記
被検面の被検領域に入射する有効な光束の開口数に基づ
いて、前記被検面の前記干渉測定装置に対する設定位置
誤差に起因して前記近似多項式の特定項に現れる誤差情
報を演算する第2の手段と、前記第2の手段によって得
た前記誤差情報および前記開口数に基づいて、前記第1
の手段によって得た近似多項式における位相差を特定す
る項の係数を補正する第3の手段とを有することを特徴
とする干渉測定装置。
(17) The light from the light source is divided into two, one of which is reflected by the reference surface to be a reference light, and the other of which is made into a convergent light or a divergent light by an optical member and made incident on the surface to be inspected. As the test light reflected on the inspection surface, while obtaining the interference fringes by superimposing the reference light and the test light, the phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringes. An interference measuring device for detecting the interference fringes, wherein the interference fringes are expanded into an approximate polynomial for specifying the phase difference, and a numerical aperture of an effective light beam incident on a test region of the test surface is determined. Second means for calculating error information appearing in a specific term of the approximate polynomial due to a position error of the surface to be measured with respect to the interference measuring device; and the error information obtained by the second means. And the first based on the numerical aperture
And a third means for correcting the coefficient of the term for specifying the phase difference in the approximate polynomial obtained by the means.

【0038】(18) 前記光学部材は、前記参照面を
有する原器レンズである上記(17)に記載の干渉測定
装置。
(18) The interference measuring apparatus according to the above (17), wherein the optical member is a standard lens having the reference surface.

【0039】(19) 前記光学部材は、正のパワーを
有するレンズである上記(17)に記載の干渉測定装
置。
(19) The interference measuring apparatus according to (17), wherein the optical member is a lens having a positive power.

【0040】(20) 前記光学部材は、負のパワーを
有するレンズである上記(17)に記載の干渉測定装
置。
(20) The interference measuring apparatus according to the above (17), wherein the optical member is a lens having negative power.

【0041】(21) 前記開口数NA0 は、下記式よ
り得られる上記(17)ないし(20)のいずれかに記
載の干渉測定装置。 NA0 =hmax /f=sinθmax (但し、hmax は、前記被検領域に照射される有効な光
束が前記光学部材に入射するときの光軸からの最大入射
高、fは、前記光学部材の焦点距離、θmax は、前記光
学部材を透過後の前記有効な光束の最も外側の光線と光
軸とのなす角である。)
(21) The interference measuring apparatus according to any one of (17) to (20), wherein the numerical aperture NA 0 is obtained by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max (where, h max is the maximum incident height from the optical axis when an effective light beam irradiating the test region is incident on the optical member, and f is the optical The focal length of the member, θ max, is the angle between the outermost ray of the effective luminous flux and the optical axis after passing through the optical member.)

【0042】(22) 光源からの光を二つに分割して
一方を参照光とし、他方を、光束を集束または発散させ
る作用を有する被検物を透過させて被検光とし、前記参
照光と前記被検光とを重ね合わせて干渉縞を得るととも
に、前記干渉縞に基づいて前記参照光と前記被検光との
間の位相差を検出する干渉測定装置であって、前記干渉
縞を、前記位相差を特定する近似多項式に展開する第1
の手段と、前記被検物により集束または発散された有効
な光束の開口数に基づいて、前記被検物の前記干渉測定
装置に対する設定位置誤差に起因して前記近似多項式の
特定項に現れる誤差情報を演算する第2の手段と、前記
第2の手段によって得た前記誤差情報および前記開口数
に基づいて、前記第1の手段によって得た近似多項式に
おける位相差を特定する項の係数を補正する第3の手段
とを有することを特徴とする干渉測定装置。
(22) The light from the light source is divided into two, one of which is used as a reference light, and the other of which is transmitted as an inspection light by passing through an object having a function of converging or diverging a light beam. An interference measuring device for detecting the phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringe, while obtaining an interference fringe by superimposing the test light and the test light on each other. , A first expansion into an approximate polynomial specifying the phase difference
Means and the numerical aperture of the effective light flux focused or diverged by the test object, the error appearing in the specific term of the approximate polynomial due to the set position error of the test object with respect to the interferometer. Second means for calculating information, and correction of a coefficient of a term specifying a phase difference in the approximation polynomial obtained by the first means, based on the error information and the numerical aperture obtained by the second means. And a third means for performing the interference measurement apparatus.

【0043】(23) 前記開口数NA0 は、下記式よ
り得られる上記(22)に記載の干渉測定装置。 NA0 =hmax /f=sinθmax (但し、hmax は、前記被検物により集束または発散さ
れる有効な光束が前記被検物に入射するときの光軸から
の最大入射高、fは、前記被検物の焦点距離、θmax
は、前記被検物を透過後の前記有効な光束の最も外側の
光線と光軸とのなす角である。)
(23) The interference measuring apparatus according to (22), wherein the numerical aperture NA 0 is obtained by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max (where, h max is the maximum incident height from the optical axis when an effective light beam focused or diverged by the object is incident on the object, f is , Focal length of the test object, θ max
Is the angle between the outermost ray of the effective luminous flux and the optical axis after passing through the test object. )

【0044】[0044]

【実施例】以下、本発明の干渉測定装置および干渉測定
方法を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。図1は、本発明の干渉測定装置の第1実施例を模式
的に示す図である。同図に示すように、干渉測定装置1
aは、フィゾー型干渉計(以下、干渉計という)2a
と、干渉縞検出手段である撮像部11と、A/D変換器
および画像メモリーからなる画像処理装置12と、演算
手段13と、モニター装置14と、記憶手段であるデー
タ専用メモリー(以下、メモリーという)15とを有し
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The interference measuring apparatus and the interference measuring method of the present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. As shown in FIG.
a is a Fizeau interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2a
An image pickup unit 11 which is an interference fringe detection unit, an image processing device 12 including an A / D converter and an image memory, a calculation unit 13, a monitor unit 14, and a data dedicated memory (hereinafter, memory) which is a storage unit. 15).

【0045】干渉測定装置1aにおける干渉計2aは、
光源3と、対物レンズ4と、コリメートレンズ5と、ハ
ーフミラー6と、集光光学部材および参照部材を兼ねる
原器レンズ7と、原器レンズ7を光軸73に対し精度良
く移動させ位相シフト法を行うためのPZT等の駆動手
段711と、反射部材を兼ねる被検物8を原器レンズ7
の光軸73方向および光軸73に垂直な方向に位置決め
を行うための移動手段9と、観測レンズ10とを有して
いる。なお、このような構成の干渉測定装置1aにおい
て、図1に示すように、原器レンズ7の光軸73をz軸
とするx−y−z座標系を想定する。
The interferometer 2a in the interferometer 1a is
The light source 3, the objective lens 4, the collimator lens 5, the half mirror 6, the prototype lens 7 also serving as a condensing optical member and a reference member, and the prototype lens 7 are moved with respect to the optical axis 73 with high precision, and the phase shift is performed. The driving means 711 such as PZT for performing the method and the object 8 also serving as the reflecting member are the prototype lens 7
It has a moving means 9 for positioning in the optical axis 73 direction and a direction perpendicular to the optical axis 73, and an observation lens 10. In the interference measuring apparatus 1a having such a configuration, as shown in FIG. 1, an xyz coordinate system in which the optical axis 73 of the prototype lens 7 is the z axis is assumed.

【0046】ここで、前記原器レンズ7の最終面、すな
わち原器レンズ7における被検物8の対向面は、参照面
71を構成している。この参照面71は、所定の曲率中
心を有するよう凹曲面状に形成され、かつ入射光の一部
を反射し、一部を透過し得るように構成されている。ま
た、前記参照面71の曲率中心は、原器レンズ7を透過
した光の集光点75と一致している。
Here, the final surface of the prototype lens 7, that is, the surface of the prototype lens 7 facing the object 8 constitutes a reference surface 71. The reference surface 71 is formed into a concave curved surface having a predetermined center of curvature, and is configured to reflect a part of incident light and allow a part of the incident light to pass through. The center of curvature of the reference surface 71 coincides with the condensing point 75 of the light transmitted through the prototype lens 7.

【0047】一般に、原器レンズには、実質的に正弦条
件を満たし、かつ実質的に球面収差のないアプラナティ
ックなレンズが用いられる。正弦条件を満足している場
合には、f・sinθ=hが成立する。
In general, an aplanatic lens that substantially satisfies the sine condition and has substantially no spherical aberration is used as the prototype lens. When the sine condition is satisfied, f · sin θ = h holds.

【0048】この場合、図1に示すように、前記hは原
器レンズ7への入射光の任意の高さ(以下、入射高とい
う)、前記fは原器レンズ7の焦点距離をそれぞれ示
す。また、図1に示すように、前記θは、入射高hで原
器レンズ7への入射光線が参照面71から射出した光線
16と、原器レンズ7の光軸73とのなす角(以下、集
光角という)を示す。
In this case, as shown in FIG. 1, h represents an arbitrary height of incident light on the standard lens 7 (hereinafter referred to as incident height), and f represents a focal length of the standard lens 7. . In addition, as shown in FIG. 1, θ is an angle (hereinafter, referred to as an angle between the light beam 16 incident from the reference surface 71 of the light ray incident on the standard lens 7 at the incident height h and the optical axis 73 of the standard lens 7). , Collection angle).

【0049】被検物8における原器レンズ7の対向面、
すなわち被検面81は、所定の曲率中心85を有するよ
う凹曲面状に形成され、かつ照射された光の少なくとも
一部を反射し得るように構成されている。
The surface of the object 8 facing the prototype lens 7,
That is, the test surface 81 is formed into a concave curved surface having a predetermined center of curvature 85, and is configured to be able to reflect at least a part of the emitted light.

【0050】移動手段9は、被検物8を固定するための
基台と、被検面81をアライメントするために前記基台
を原器レンズ7の光軸73方向(z方向)および光軸7
3に垂直な方向(x方向、y方向)に移動させる手段
(いずれも図示せず)により構成されている。
The moving means 9 includes a base for fixing the object 8 to be inspected and a base for aligning the surface 81 to be inspected with the base in the optical axis 73 direction (z direction) of the prototype lens 7 and the optical axis. 7
It is configured by means (neither shown) for moving in a direction perpendicular to 3 (x direction, y direction).

【0051】干渉測定装置1aにおける撮像部11は、
例えば、固体撮像素子(CCD)17およびCCD17
を駆動する図示しない駆動回路等により構成されてい
る。前記観測レンズ10は、適当な倍率で被検面81の
像を観測面に結像させるためのものである。
The image pickup section 11 in the interference measuring apparatus 1a is
For example, the solid-state image sensor (CCD) 17 and the CCD 17
And a drive circuit (not shown) for driving the. The observation lens 10 is for forming an image of the surface 81 to be inspected on the observation surface at an appropriate magnification.

【0052】干渉測定装置1aにおける演算手段13
は、画像処理装置12により得られたデジタルデータ
(デジタル信号)に基づいて、後述する干渉縞を解析す
るとともに、収差補正等において所定の演算処理を行う
ものであり、例えば、マイクロコンピュータにより構成
されている。
Computing means 13 in the interference measuring device 1a
Is for analyzing interference fringes, which will be described later, based on digital data (digital signal) obtained by the image processing device 12, and for performing predetermined arithmetic processing in aberration correction and the like, and is configured by, for example, a microcomputer. ing.

【0053】この場合、前記演算手段13は、後述する
ように、干渉縞を、参照光と被検光との間の位相差(光
路差)を特定する近似多項式に展開する第1の手段と、
被検物8の被検領域に入射または被検物8の被検領域か
ら出射する有効な光束の開口数(本実施例では、被検面
81の被検領域に入射する有効な光束の開口数)に基づ
いて、被検物8の干渉測定装置1aに対する設定位置誤
差に起因して前記近似多項式の特定項に現れる誤差情報
を演算する第2の手段と、この第2の手段によって得た
前記誤差情報および前記開口数に基づいて、前記第1の
手段によって得た近似多項式における位相差を特定する
項の係数を補正する第3の手段とを有している。ここ
で、「有効な光束」とは、被検物(被検面)の被検領域
全域をカバーし、かつ、参照光と干渉し得る光束をい
う。
In this case, the calculating means 13 is a first means for expanding the interference fringes into an approximate polynomial for specifying the phase difference (optical path difference) between the reference light and the test light, as will be described later. ,
Numerical aperture of an effective light beam that enters or is emitted from the inspection region of the inspection object 8 (in the present embodiment, the aperture of the effective light beam that is incident on the inspection region of the inspection surface 81). The second means for calculating the error information appearing in the specific term of the approximate polynomial due to the position error of the object to be measured 8 with respect to the interference measuring device 1a, and the second means. Third means for correcting the coefficient of the term that specifies the phase difference in the approximate polynomial obtained by the first means based on the error information and the numerical aperture. Here, the “effective light flux” refers to a light flux that covers the entire area of the test object (test surface) under test and can interfere with the reference light.

【0054】なお、本実施例のように被検物が所定の被
検面を有するものの場合には、前記参照光と被検光との
間の位相差は、被検面の形状に対応し、被検物がレンズ
の場合には、前記参照光と被検光との間の位相差は、レ
ンズの波面収差に対応する。
When the test object has a predetermined test surface as in this embodiment, the phase difference between the reference light and the test light corresponds to the shape of the test surface. When the test object is a lens, the phase difference between the reference light and the test light corresponds to the wavefront aberration of the lens.

【0055】次に、本発明の干渉測定方法について説明
する。本発明の干渉測定方法は、図1に示す前述した干
渉測定装置1aを用いて、被検物8の被検面81を測定
し、得られた干渉縞に対し縞解析を行い、波面収差を近
似多項式(収差の近似多項式)に展開するとともに、光
軸73方向の被検物8の設定誤差(被検物8の設置位置
が適正でない場合の適正位置からのズレ)により生じる
収差の2次の成分(2次の項)、すなわちディフーカス
項により、前記近似多項式で展開された4次以上の偶数
次数の収差項(軸対称収差)を補正し、補正された収差
項(補正された収差項および補正がされていない収差項
の双方を用いる場合も含む)により、被検面81の形状
を求めようというものである。
Next, the interference measuring method of the present invention will be described. The interference measuring method of the present invention uses the above-described interference measuring device 1a shown in FIG. 1 to measure the surface 81 to be inspected of the object to be inspected 8 and perform fringe analysis on the obtained interference fringes to determine wavefront aberration. Along with developing into an approximate polynomial (approximate polynomial of aberration), a second-order aberration caused by a setting error of the inspection object 8 in the direction of the optical axis 73 (deviation from an appropriate position when the installation position of the inspection object 8 is not appropriate) Component (second order term), that is, the Difukas term, is used to correct the even-order aberration terms (axisymmetric aberrations) of the fourth order and above developed by the approximate polynomial, and the corrected aberration term (corrected aberration term) And the case where both the uncorrected aberration terms are used), the shape of the surface 81 to be inspected is obtained.

【0056】まず、本発明の干渉測定方法の概略を説明
する。原器レンズ7の参照面71で反射した参照光と被
検物8の被検面81で反射した被検光とを干渉させ、干
渉縞を得る。得られた干渉縞に対して公知の方法で縞解
析を行い定量化された値を得る。第1の手段によって、
縞解析により得られた値は、最小2乗フィッティングす
ることにより波面収差を表す近似多項式に展開され、第
2の手段により、各項に相当する値(測定値)が求めら
れる。この近似多項式における4次以上の偶数次数の収
差項(軸対称収差)は、本来測定しようとしている被検
面81の面形状により生ずる収差の他に、被検物8と原
器レンズ7との間の位置設定誤差(ディフォーカス)Δ
zにより生じる収差も含んでいる。
First, the outline of the interference measuring method of the present invention will be described. The reference light reflected by the reference surface 71 of the prototype lens 7 and the test light reflected by the test surface 81 of the test object 8 are caused to interfere with each other to obtain an interference fringe. The interference fringes thus obtained are subjected to fringe analysis by a known method to obtain quantified values. By the first means
The value obtained by the fringe analysis is expanded into an approximate polynomial representing the wavefront aberration by performing least square fitting, and the value (measured value) corresponding to each term is obtained by the second means. In addition to the aberration caused by the surface shape of the surface to be inspected 81 that is originally to be measured, the aberration terms (axisymmetric aberrations) of the fourth and higher order in this approximation polynomial are also measured between the object 8 and the prototype lens 7. Position setting error (defocus) Δ
It also includes the aberration caused by z.

【0057】そこで、第3の手段により、この近似多項
式におけるディフォーカス項、すなわち設定誤差Δzに
より生じる2次の収差成分から、設定誤差Δzに相当す
る値を算出し、算出されたΔzに相当する値から、設定
誤差Δzにより生ずる4次以上の偶数次数の収差(軸対
称収差)を求め、この収差を補正値(補正データ)とし
て使用して前記近似多項式の各項の値(測定値)を補正
する。
Therefore, the third means calculates the value corresponding to the setting error Δz from the defocus term in this approximation polynomial, that is, the quadratic aberration component caused by the setting error Δz, and corresponds to the calculated Δz. From the value, an even-order aberration (axisymmetric aberration) of 4th order or more caused by the setting error Δz is obtained, and the value (measurement value) of each term of the approximate polynomial is used by using this aberration as a correction value (correction data). to correct.

【0058】以下、本発明の干渉測定方法について具体
的に説明する。干渉縞パターンの各収差への展開には、
例えば、ツェルニケやザイデルの係数展開式が用いら
れ、干渉縞パターンの収差W(ρ,φ)は、例えば、軸
対称の収差のみを考えると、下記数17に示す(1)式
のように展開される。なお、下記(1)式における各項
に相当する値は、それぞれ、被検物8の被検面81を測
定し、縞解析し、解析データを最小2乗フィッティング
することにより求まる。以下、最小2乗フィッティング
後の値を測定値という。
The interference measuring method of the present invention will be specifically described below. To develop the interference fringe pattern for each aberration,
For example, the Zernike or Seidel coefficient expansion formula is used, and the aberration W (ρ, φ) of the interference fringe pattern is expanded as shown in formula (1) below when only the axially symmetric aberration is considered. To be done. The values corresponding to the respective terms in the following formula (1) are obtained by measuring the surface 81 to be inspected of the object 8 to be subjected to fringe analysis and fitting the analysis data to least squares. Hereinafter, the value after the least-squares fitting will be referred to as a measured value.

【0059】[0059]

【数17】 [Equation 17]

【0060】上記数17に示す(1)式(収差の近似多
項式)において、各収差は、それぞれ、互いに異なった
次数で表されている。例えば、球面収差は、4次以上の
偶数次数の項で表されている。
In the expression (1) (approximate polynomial of aberration) shown in the above-mentioned equation 17, each aberration is represented by a different order. For example, spherical aberration is represented by terms of even orders of 4th and higher.

【0061】しかし、実際には、上記(1)式における
4次以上の偶数次数の収差項(軸対称収差)は、本来測
定しようとしている被検面81の面形状により生じる収
差の他に、ディフォーカスにより生じる収差も含んでい
る。
However, in practice, the even-order aberration terms (axisymmetric aberrations) of the fourth or higher order in the above equation (1) are not limited to the aberrations caused by the surface shape of the surface to be measured 81 to be measured, and It also includes aberrations caused by defocus.

【0062】すなわち、上記(1)式の第4項以上は、
球面収差とされているが、実際には、被検面81によっ
て生じる球面収差に加えて、ディフォーカスによって生
じる収差のうちの4次以上の成分が含まれている。
That is, the fourth or more terms of the above equation (1) are
The spherical aberration is described as a spherical aberration, but actually, in addition to the spherical aberration generated by the surface 81 to be inspected, a fourth or higher order component of the aberration generated by the defocus is included.

【0063】なお、前記ディフォーカスとは、図1に示
す原器レンズ7の集光点75と、被検物8の曲率中心8
5との光軸73方向における設定誤差(ズレ)をいうも
のである。この設定誤差の大きさ、すなわちディフォー
カスの大きさを△zで表す。この場合、実際には、反射
系であるので、実際のズレ量の2倍が△zとなる。
The defocus means the focal point 75 of the prototype lens 7 and the center of curvature 8 of the object 8 shown in FIG.
This is a setting error (deviation) with respect to 5 in the optical axis 73 direction. The magnitude of this setting error, that is, the magnitude of defocus is represented by Δz. In this case, since the reflection system is actually used, Δz is twice the actual deviation amount.

【0064】ここで、原器レンズ7等の正弦条件を満た
している集光光学部材(集光レンズ)において、ディフ
ォーカスによって生じる波面収差WC は、下記数18に
示す(2)式のように表される。
Here, in the converging optical member (condensing lens) that satisfies the sine condition of the prototype lens 7 or the like, the wavefront aberration W C caused by defocusing is expressed by the following equation (2). Represented by.

【0065】[0065]

【数18】 [Equation 18]

【0066】上記数18に示す(2)式をsinθ=N
A=h/fとしてテーラー展開すると、下記数19に示
す(3)式のように表される。
Equation (2) shown in the above equation 18 is given by sin θ = N
When Taylor expansion is carried out with A = h / f, it is expressed by the following equation (3).

【0067】[0067]

【数19】 [Formula 19]

【0068】ここで上記(1)式と、上記数19に示す
(3)式とを比較する。上記(3)式カッコ内の第1項
は、ディフォーカスがあることによって発生する2次の
成分であり、アライメント誤差として処理されるので、
被検面81の形状測定には影響しない。
Here, the equation (1) is compared with the equation (3) shown in the equation (19). The first term in the parentheses in the equation (3) above is a quadratic component generated due to the presence of defocus, and is processed as an alignment error.
It does not affect the shape measurement of the test surface 81.

【0069】一方、上記(3)式カッコ内の第2項以降
は、ディフォーカスがあることによって発生する4次以
上の成分である。この4次以上の成分が、本来の被検面
81の面形状(形状誤差)により生じた4次以上の成分
に対して、上記(1)式の第4項以降に包含されている
ので、正確な収差を求めるには、測定値からディフォー
カスによって発生する4次以上の偶数次数の収差を差し
引くことが必要である。
On the other hand, the second and subsequent terms in the parentheses in the equation (3) above are the fourth or higher order components generated by the presence of defocus. The components of the fourth or higher order are included in the fourth and subsequent terms of the equation (1) with respect to the components of the fourth or higher order caused by the original surface shape (shape error) of the surface 81 to be inspected. In order to obtain an accurate aberration, it is necessary to subtract the aberrations of the fourth and higher even-numbered orders generated by defocus from the measured values.

【0070】ここで、原器レンズ7の開口数、すなわ
ち、被検面81の被検領域に入射する有効な光束の開口
数をNA0 (=hmax /f=sinθmax )とすると、
上記(1)式の第3項は上記(3)式の第1項に対応す
るので、W20は下記数20に示す(4)式のように表さ
れる。
Here, letting NA 0 (= h max / f = sin θ max ) be the numerical aperture of the prototype lens 7, that is, the numerical aperture of the effective light beam incident on the test region of the test surface 81.
Since the third term of the above equation (1) corresponds to the first term of the above equation (3), W 20 is represented by the following equation (4).

【0071】[0071]

【数20】 [Equation 20]

【0072】上記数20に示す(4)式から△zは、下
記数21に示す(5)式のように表される。
From Expression (4) shown in Expression 20 above, Δz is expressed as Expression (5) shown in Expression 21 below.

【0073】[0073]

【数21】 [Equation 21]

【0074】上記数21に示す(5)式に、原器レンズ
7の開口数NA0 および干渉縞解析の結果上記(1)式
より求まったW20を代入することにより、実際の設定ズ
レ量の2倍の量に相当する△zが求められる。この△z
を上記(3)式の第2項以降の高次(4次以上)の項に
代入すれば、ディフォーカスがあることによって発生す
る4次以上の偶数次数の収差が求まる。
By substituting the numerical aperture NA 0 of the prototype lens 7 and the W 20 obtained from the above equation (1) as a result of the interference fringe analysis into the equation (5) shown in the above equation 21, the actual set deviation amount is obtained. Δz corresponding to twice the amount is obtained. This △ z
Is substituted into the second and subsequent higher-order (fourth and higher) terms of the above equation (3), the fourth and higher even-order aberrations caused by defocusing can be obtained.

【0075】このようにして、ディフォーカスによって
発生する4次以上の偶数次数の収差を求め、この収差を
補正データ(補正値)とし、測定値から前記補正データ
を差し引くことにより、正確な補正済測定結果(補正済
測定値)を得る。
In this way, an even-order aberration of the fourth or higher order generated by defocus is obtained, and this aberration is used as correction data (correction value), and the correction data is subtracted from the measured value to obtain an accurate correction. Obtain the measurement result (corrected measurement value).

【0076】例えば、4次の収差(測定値)を補正する
場合には、上記(5)式を上記(3)式の第2項に代入
して、ディフォーカスによって発生する4次の収差を求
め、この収差を補正データとし、縞解析により求めた上
記(1)式のW40から前記補正データを差し引く。すな
わち、4次の収差の補正済測定値A4 は、下記数22に
示す(6)式から求まる。
For example, when correcting the fourth-order aberration (measurement value), the above-mentioned equation (5) is substituted into the second term of the above-mentioned equation (3), and the fourth-order aberration generated by defocus is calculated. This aberration is used as correction data, and the correction data is subtracted from W 40 of the above equation (1) obtained by fringe analysis. That is, the corrected measurement value A 4 of the fourth-order aberration is obtained from the equation (6) shown in the following Expression 22.

【0077】[0077]

【数22】 [Equation 22]

【0078】また、6次の収差(測定値)を補正する場
合には、上記(5)式を上記(3)式の第3項に代入し
て、ディフォーカスによって発生する6次の収差を求
め、この6次の収差を補正データとし、縞解析により求
めた上記(1)式のW60から前記補正データを差し引
く。すなわち、6次の収差の補正済測定値A6 は、下記
数23に示す(7)式から求まる。
When correcting the 6th-order aberration (measurement value), the above-mentioned equation (5) is substituted into the third term of the above-mentioned equation (3), and the 6th-order aberration generated by defocusing is corrected. This 6th-order aberration is used as correction data, and the correction data is subtracted from W 60 of the above equation (1) obtained by fringe analysis. That is, the corrected measurement value A 6 of the 6th-order aberration is obtained from the equation (7) shown in the following formula 23.

【0079】[0079]

【数23】 [Equation 23]

【0080】以下、8次以上の偶数次数の収差(測定
値)を補正する場合にも前記と同様にして、ディフォー
カスによって発生する8次以上の偶数次数の収差を求
め、この8次以上の偶数次数の収差を補正データとし、
それぞれ、縞解析により求めた値から前記補正データを
差し引く。
Similarly, when correcting aberrations (measured values) of 8th or higher even-numbered orders, the aberrations of 8th-order or higher even-orders generated by defocus are obtained in the same manner as described above. Aberrations of even orders are used as correction data,
Each of the correction data is subtracted from the value obtained by the fringe analysis.

【0081】このように干渉縞を解析して近似多項式に
展開した収差の2次の係数W20より、4次以上の軸対称
収差についての補正データが容易に求められる。なお、
前記2次の係数W20は、通常の縞解析法ではディフォー
カス項と呼ばれ、前述したようにアライメント誤差とし
て処理される。
As described above, the correction data for the axially symmetric aberrations of the fourth or higher order can be easily obtained from the second-order coefficient W 20 of the aberration developed by analyzing the interference fringes into the approximate polynomial. In addition,
The quadratic coefficient W 20 is called a defocus term in the usual fringe analysis method, and is processed as an alignment error as described above.

【0082】本発明では、前述したように、縞解析によ
り求めた4次以上の偶数次数の収差、すなわち4次以上
の軸対称収差について補正を行う。この場合、補正を行
う収差の次数は、原器レンズ7の開口数NA0 (sin
θmax )の値や目標とする測定精度等の諸条件に応じて
適宜決定するが、通常は、4、6次程度で十分である。
In the present invention, as described above, the aberrations of the fourth and higher even-numbered orders obtained by the fringe analysis, that is, the axisymmetric aberrations of the fourth and higher orders are corrected. In this case, the order of the aberration to be corrected is the numerical aperture NA 0 (sin
The value is determined according to various conditions such as the value of (θ max ), the target measurement accuracy, etc., but normally, the fourth and sixth orders are sufficient.

【0083】ここで、上記(3)式からも判るように、
原器レンズ7のNA0 の値が大きい場合には、ディフォ
ーカスによって生じる収差が大きくなるので、ディフォ
ーカスによる測定値への影響はより大きいものとなる
が、本発明によれば、原器レンズ7のNA0 の値が大き
い場合でも、例えば、補正を行う収差の次数を高くする
ことによって、高精度の補正済測定値が得られる。
Here, as can be seen from the above equation (3),
When the NA 0 value of the prototype lens 7 is large, the aberration caused by the defocus becomes large, so that the influence of the defocus on the measured value becomes larger. However, according to the present invention, the prototype lens 7 Even if the value of NA 0 of 7 is large, a highly accurate corrected measurement value can be obtained, for example, by increasing the order of the aberration to be corrected.

【0084】次に、具体的に原器レンズ7のNA0 の値
の大小により、ディフォーカスによって生じる収差がど
う変化するかを、代表的に、ディフォーカスによって生
じる4次以上の収差について説明する。
Next, how the aberration caused by the defocus changes depending on the magnitude of the NA 0 value of the prototype lens 7 will be described as a representative of the aberrations of the fourth or higher order caused by the defocus. .

【0085】図4および図5は、それぞれ、NA0 が比
較的大きい集光レンズすなわち明るい集光レンズ(F値
=0.7)およびNA0 が比較的小さい集光レンズ(F
値=1.4)の構成例を示す図である。
FIGS. 4 and 5 show a condenser lens having a relatively large NA 0, that is, a bright condenser lens (F value = 0.7) and a condenser lens having a relatively small NA 0 (F, respectively).
It is a figure which shows the structural example of value = 1.4).

【0086】なお、F値(Fナンバー)とは、レンズの
焦点距離(f)をレンズの有効直径(d)で除した値、
すなわちf/dをいうものであり、正弦条件が補正され
たレンズでは、NA0 =1/(2F)の関係が成立す
る。
The F number (F number) is a value obtained by dividing the focal length (f) of the lens by the effective diameter (d) of the lens,
That is, it means f / d, and in the lens in which the sine condition is corrected, the relationship of NA 0 = 1 / (2F) is established.

【0087】また、図6は、図4に示す集光レンズの球
面収差(SA)および正弦条件(SC)を示すグラフ
(収差図)であり、図7は、図5に示す集光レンズの球
面収差(SA)および正弦条件(SC)を示すグラフ
(収差図)である。なお、図8および図9に示すそれぞ
れのグラフの横軸は、球面収差量を表し、縦軸は、光線
の入射高を表す。
FIG. 6 is a graph (aberration diagram) showing the spherical aberration (SA) and the sine condition (SC) of the condenser lens shown in FIG. 4, and FIG. 7 shows the condenser lens shown in FIG. It is a graph (aberration chart) showing spherical aberration (SA) and sine condition (SC). The horizontal axis of each graph shown in FIGS. 8 and 9 represents the amount of spherical aberration, and the vertical axis represents the incident height of the light beam.

【0088】このような2種類の集光レンズについて、
形状誤差の全くない被検物8の被検面81に、それぞ
れ、ディフォーカスを往復で6λ(6本)および12λ
(12本)の2通り与えた時、このディフォーカスによ
って発生した4次以上の収差と、入射高(h)との関係
をそれぞれ光線追跡により求めた。
Regarding such two kinds of condenser lenses,
On the surface 81 to be inspected of the object 8 having no shape error, the defocus is reciprocated by 6λ (6 lines) and 12λ, respectively.
When two kinds of (12 lines) are given, the relation between the aberration of the fourth order or higher caused by this defocus and the incident height (h) was obtained by ray tracing.

【0089】図8は、図4に示す集光レンズについての
ディフォーカスによって発生した4次以上の収差と、入
射高(h)との関係を示すグラフであり、図9は、図5
に示す集光レンズについてのディフォーカスによって発
生した4次以上の収差と、入射高(h)との関係を示す
グラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the fourth or higher-order aberrations caused by defocusing of the condenser lens shown in FIG. 4 and the incident height (h), and FIG.
6 is a graph showing the relationship between the fourth-order and higher-order aberrations caused by defocusing of the condenser lens shown in FIG.

【0090】なお、図8および図9に示すそれぞれのグ
ラフの横軸は、最大入射高(hmax)を1とした場合の
入射高(h)、すなわちρを示す。また、図8および図
9に示すそれぞれのグラフの縦軸は、所定の入射高
(h)における計算により求めたディフォーカスによる
4次以上の収差量を示す。
The horizontal axes of the graphs shown in FIGS. 8 and 9 represent the incident height (h) when the maximum incident height (h max ) is 1, that is, ρ. Further, the vertical axes of the respective graphs shown in FIGS. 8 and 9 represent the amount of aberration of the fourth order or higher due to the defocus obtained by the calculation at the predetermined incident height (h).

【0091】図8に示すグラフと、図9に示すグラフと
を比較すれば、集光レンズの明るさの2乗に比例して、
ディフォーカスによって発生する4次の収差が多くなる
ことが判る。なお、図示しないが、ディフォーカスによ
って発生する6次の収差については、集光レンズの明る
さの4乗に比例して収差量が多くなる。また、同じ明る
さ(同じF値、同じNA0 )の場合には、ディフォーカ
ス量△zに比例して、ディフォーカスによって発生する
4次以上の収差量が大きくなる。以上の傾向は、上記
(6)式および(7)式の第2項の傾向と一致する。
A comparison between the graph shown in FIG. 8 and the graph shown in FIG. 9 shows that it is proportional to the square of the brightness of the condenser lens.
It can be seen that the fourth-order aberration generated by defocus increases. Although not shown, regarding the 6th-order aberration generated by the defocus, the aberration amount increases in proportion to the fourth power of the brightness of the condenser lens. In the case of the same brightness (the same F value and the same NA 0 ), the aberration amount of the 4th order or more generated by the defocus increases in proportion to the defocus amount Δz. The above tendency is in agreement with the tendency of the second term of the equations (6) and (7).

【0092】このように、干渉測定装置に比較的明るい
集光レンズを用いた場合には、ディフォーカスによる影
響が測定値に顕著に現れるが、本発明では、ディフォー
カスによって発生する4次以上の偶数次数の収差を測定
値から差し引くことにより補正しており、比較的明るい
集光レンズを用いた場合であっても、例えば、補正を行
う収差の次数を高くすることによって、より高精度の補
正済測定値が得られる。
As described above, when a comparatively bright condenser lens is used in the interferometer, the influence of defocus appears remarkably on the measured value. The aberration of even order is corrected by subtracting it from the measurement value, and even when a relatively bright condenser lens is used, for example, by increasing the order of aberration to be corrected, a higher precision correction The measured value is obtained.

【0093】次に、被検物8の被検面81の収差測定
(形状測定)を行う場合における干渉測定装置1aの動
作について説明する。被検面81の収差測定を行う前
に、被検物8のアライメントを行う。図1に示すよう
に、被検物8を干渉測定装置1aの移動手段9の基台に
固定し、移動手段9により、被検物8を光軸73方向お
よび光軸73に垂直な方向に移動させて、被検物8を所
定の位置に設置する。この場合、例えば、光源3から光
を照射し、図示しないモニター装置で確認しつつ干渉縞
が現れるように、すわわち原器レンズ7の集光点75
と、被検物8の曲率中心85とが略一致するように、被
検物8を配置する。
Next, the operation of the interference measuring apparatus 1a when measuring the aberration (shape measurement) of the surface 81 to be inspected of the object 8 will be described. The alignment of the test object 8 is performed before the aberration measurement of the test surface 81. As shown in FIG. 1, the test object 8 is fixed to the base of the moving means 9 of the interference measuring apparatus 1a, and the moving means 9 moves the test object 8 in the optical axis 73 direction and the direction perpendicular to the optical axis 73. The inspection object 8 is moved and installed at a predetermined position. In this case, for example, light is emitted from the light source 3 so that interference fringes appear while checking with a monitor device (not shown), that is, the condensing point 75 of the prototype lens 7.
And the object to be inspected 8 are arranged so that the center of curvature 85 of the object to be inspected 8 substantially matches.

【0094】干渉測定装置1aにおいて光源3から出射
された光は、対物レンズ4およびコリメートレンズ5を
順次経て、所望の光束径に広げられた平行光になる。こ
の平行光は、ハーフミラー6に入射し、その一部はハー
フミラー6を透過する。
The light emitted from the light source 3 in the interference measuring apparatus 1a passes through the objective lens 4 and the collimator lens 5 in order and becomes a parallel light expanded to a desired light beam diameter. The parallel light enters the half mirror 6, and a part of the parallel light passes through the half mirror 6.

【0095】前記ハーフミラー6を透過した光は、原器
レンズ7に入射し、原器レンズ7を透過する際、参照面
71の各部に垂直に入射し、その一部は参照面71を透
過し、その残部は参照面71で反射する。
The light transmitted through the half mirror 6 is incident on the standard lens 7, and when passing through the standard lens 7, is vertically incident on each part of the reference surface 71, and a part of the light is transmitted through the reference surface 71. However, the remaining portion is reflected by the reference surface 71.

【0096】前記参照面71で反射した光は、原器レン
ズ7を透過して再び平行光となり、さらにハーフミラー
6で観測レンズ10側に一部反射する。この反射光は、
観測レンズ10を経て撮像部11のCCD17上に到
り、参照光となる。
The light reflected by the reference surface 71 passes through the prototype lens 7 to become parallel light again, and is further partially reflected by the half mirror 6 toward the observation lens 10. This reflected light is
It reaches the CCD 17 of the image pickup section 11 through the observation lens 10 and becomes reference light.

【0097】一方、前記参照面71を透過した光は、集
光点75に一度集光した後、被検物8の被検面81に照
射され、この被検面81で反射し、被検面81の曲率中
心85またはその近傍に一度集光した後、再度、参照面
71に入射する。そして、参照面71に入射した光は、
原器レンズ7を透過して再び平行光となり、さらにハー
フミラー6に入射し、その一部はハーフミラー6で観測
レンズ10側に反射する。この反射光は、観測レンズ1
0を経て撮像部11のCCD17上に到り、被検光とな
る。
On the other hand, the light transmitted through the reference surface 71 is once condensed at the condensing point 75, and then is irradiated on the surface 81 to be inspected of the object 8 to be inspected and reflected by the surface 81 to be inspected. The light is once focused on the center of curvature 85 of the surface 81 or in the vicinity thereof, and then is incident on the reference surface 71 again. Then, the light incident on the reference surface 71 is
After passing through the prototype lens 7, it becomes parallel light again and then enters the half mirror 6, and a part of it is reflected by the half mirror 6 toward the observation lens 10 side. This reflected light is the observation lens 1
After passing through 0, the light reaches the CCD 17 of the imaging unit 11 and becomes the test light.

【0098】このようにして、参照面71で反射した光
(参照光)と、参照面71を透過して被検面81で反射
した光(被検光)とが互いに干渉することにより、撮像
部11のCCD17上には干渉縞が形成される。
In this way, the light reflected by the reference surface 71 (reference light) and the light transmitted through the reference surface 71 and reflected by the surface to be inspected 81 (light to be inspected) interfere with each other, whereby an image is picked up. Interference fringes are formed on the CCD 17 of the unit 11.

【0099】撮像部11では、前記干渉縞のパターンを
アナログ電気信号に変換する。このアナログ電気信号
は、画像処理装置12のA/D変換器によりデジタル信
号に変換され、この後、演算手段13および図示しない
モニター装置のそれぞれに入力される。
The image pickup section 11 converts the interference fringe pattern into an analog electric signal. This analog electric signal is converted into a digital signal by the A / D converter of the image processing device 12, and then input to the computing means 13 and the monitor device (not shown).

【0100】図示しないモニター装置では、入力された
デジタル信号に対し所定の信号処理を行ない、干渉縞の
パターンに応じた映像が写し出され、この映像を通じて
干渉縞を観察することができる。なお、ディフォーカス
がある場合には、干渉縞が同心円状になる。
A monitor device (not shown) performs predetermined signal processing on the input digital signal to project an image corresponding to the pattern of the interference fringes, and the interference fringes can be observed through this image. When there is defocus, the interference fringes are concentric.

【0101】演算手段13は、前述したように、画像処
理装置12から入力されるデジタル信号に基づいて、図
示しない手段により、駆動手段711により原器レンズ
7を駆動して公知の位相シフト法等により干渉縞の定量
化、すなわち縞解析を行う。そして、縞解析で得られた
離散的な波面収差の値から最小2乗フィッティング等の
演算により、被検面81の波面収差(被検面81の面形
状による収差およびディフォーカスにより生じる収差を
含んだ波面収差)を算出するとともに、前述した所定の
補正を行う。
As described above, the calculating means 13 drives the standard lens 7 by the driving means 711 by a means (not shown) based on the digital signal input from the image processing device 12, and the well-known phase shift method or the like. The interference fringes are quantified by, that is, fringe analysis is performed. Then, the wavefront aberration of the test surface 81 (including the aberration caused by the surface shape of the test surface 81 and the aberration caused by defocusing) is calculated from the discrete wavefront aberration values obtained by the fringe analysis by calculation such as least square fitting. The wavefront aberration) is calculated and the above-described predetermined correction is performed.

【0102】次に、被検物8の被検面81の収差の算出
および補正の方法について、4次以上の偶数次数の収差
のうち、代表的に4次および6次の収差のみを補正する
場合を説明する。
Next, regarding the method of calculating and correcting the aberration of the surface 81 to be inspected of the object to be inspected 8, of the aberrations of the even-numbered orders of 4th and higher, only the 4th and 6th order aberrations are typically corrected. The case will be described.

【0103】図10は、被検物8の被検面81の収差測
定を行う場合であって、4次および6次の収差のみを補
正する際の干渉測定装置1aの動作を示すフローチャー
トである。以下、このフローチャートを説明する。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the interference measuring apparatus 1a when correcting the aberration of the surface 81 to be inspected of the object 8 and correcting only the 4th and 6th aberrations. . The flowchart will be described below.

【0104】まず、作業者が、被検物8を干渉測定装置
1aにセットする(ステップ101)。そして、干渉測
定装置1aの干渉計2aにより被検物8の被検面81の
形状測定を開始する(ステップ102)。
First, the operator sets the object to be inspected 8 on the interference measuring apparatus 1a (step 101). Then, the interferometer 2a of the interferometer 1a starts measuring the shape of the surface 81 to be inspected of the object 8 (step 102).

【0105】演算手段13は、画像処理装置12から入
力されるデジタル信号に基づいて縞解析を行い、上記
(1)式における各項の係数に相当する値、すなわち、
11、W12、W20、W40、W60・・・をそれぞれ算出す
る(ステップ103)。なお、前記の算出されたW11
12、W20、W40、W60・・・をそれぞれ測定値とす
る。
The calculation means 13 performs fringe analysis based on the digital signal input from the image processing device 12, and obtains a value corresponding to the coefficient of each term in the above equation (1), that is,
W 11 , W 12 , W 20 , W 40 , W 60, ... Are calculated (step 103). Note that the calculated W 11 ,
Let W 12 , W 20 , W 40 , W 60, ... Be measured values.

【0106】次いで、前記各測定値をそれぞれメモリー
15の所定の領域に記憶する(ステップ104)。次い
で、演算手段13の第3の手段は、上記(3)式の第2
項、すなわち、下記数24に示す(8)式に、前記W20
およびその他の既知の値を代入して、ディフォーカスに
よって生じる4次の収差を算出し、この値を4次の補正
データとする。そして、上記(6)式により4次の収差
を補正する。
Then, the measured values are stored in predetermined areas of the memory 15 (step 104). Next, the third means of the calculating means 13 is the second means of the above equation (3).
Term, that is, below the number 24 (8), wherein W 20
And other known values are substituted to calculate the fourth-order aberration caused by the defocus, and this value is used as the fourth-order correction data. Then, the fourth-order aberration is corrected by the equation (6).

【0107】[0107]

【数24】 [Equation 24]

【0108】また、演算手段13の第3の手段は、上記
(3)式の第3項、すなわち、下記数25に示す(9)
式に、前記W20およびその他の既知の値を代入して、デ
ィフォーカスによって生じる6次の収差を算出し、この
値を6次の補正データとする。そして、上記(7)式に
より6次の収差を補正する(ステップ105)。
The third means of the calculating means 13 is the third term of the above equation (3), that is, (9) shown in the following equation 25.
The above-mentioned W 20 and other known values are substituted into the equation to calculate the 6th-order aberration caused by defocus, and this value is used as the 6th-order correction data. Then, the sixth-order aberration is corrected by the equation (7) (step 105).

【0109】[0109]

【数25】 [Equation 25]

【0110】このようにして、4次および6次の補正済
収差(補正済測定値)、すなわち、ディフォーカスがな
い場合の4次および6次の収差が得られる。なお、奇数
次数の収差については、それぞれ、前記4次および6次
の収差のような補正は行わない。
In this way, the corrected aberrations (corrected measurement values) of the 4th and 6th orders, that is, the 4th and 6th order aberrations when there is no defocus are obtained. Note that the odd-order aberrations are not corrected like the fourth-order and sixth-order aberrations, respectively.

【0111】次いで、各次数の収差について、それぞ
れ、収差量を表示する(ステップ106)。この場合、
各次数の収差量は、それぞれ、例えば、モニター装置1
4に映像として表示されたり、または、図示しないプリ
ンターにより出力される。以上でこのプログラムは終了
する。
Then, the aberration amount is displayed for each aberration of each order (step 106). in this case,
The aberration amount of each order is, for example, the monitor device 1
4 is displayed as an image or is output by a printer (not shown). This is the end of this program.

【0112】次に、本発明の干渉測定装置の第2実施例
を説明する。図2は、本発明の干渉測定装置の第2実施
例を模式的に示す図である。同図に示す干渉測定装置1
bは、前述した干渉測定装置1aと同様、フィゾー型干
渉計を用いたもので、被検物がレンズ(被検レンズ)2
3であり、この被検レンズ23が集光光学部材を兼ねて
いる場合の装置である。
Next, a second embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing a second embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. Interferometer 1 shown in FIG.
Similarly to the interferometer 1a described above, b is a Fizeau interferometer, and the object to be inspected is a lens (lens to be inspected) 2
3, which is a device in the case where the lens 23 to be inspected also serves as a condensing optical member.

【0113】干渉測定装置1bは、フィゾー型干渉計
(以下、干渉計という)2bと、干渉縞検出手段である
撮像部28と、図示しないA/D変換器および画像メモ
リーからなる画像処理装置と、演算手段と、モニター装
置と、記憶手段であるメモリーとを有している。この場
合、干渉測定装置1bの撮像部28、画像処理装置、演
算手段、モニター装置およびメモリーは、それぞれ、前
記干渉測定装置1aの撮像部11、画像処理装置12、
演算手段13、モニター装置14およびメモリー15と
同じ構成であるので説明を省略する。
The interference measuring apparatus 1b includes a Fizeau interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2b, an image pickup unit 28 which is an interference fringe detecting unit, and an image processing apparatus (not shown) including an A / D converter and an image memory. , A calculation device, a monitor device, and a memory that is a storage device. In this case, the image pickup unit 28, the image processing device, the calculation means, the monitor device, and the memory of the interference measuring device 1b are respectively the image pickup unit 11, the image processing device 12, and the image processing device 12 of the interference measuring device 1a.
Since it has the same configuration as the computing means 13, the monitor device 14, and the memory 15, the description thereof will be omitted.

【0114】干渉測定装置1bにおける干渉計2bは、
光源18と、対物レンズ19と、コリメートレンズ20
と、ハーフミラー21と、参照部材である平面原器22
と、平面原器22を光軸26に対し精度良く移動させ位
相シフト法を行うためのPZT等の駆動手段222と、
反射部材である反射鏡24と、反射鏡24を光軸26方
向および光軸26に垂直な方向に移動し得る移動手段2
5と、観測レンズ27とを有している。
The interferometer 2b in the interference measuring device 1b is
Light source 18, objective lens 19, collimator lens 20
, Half mirror 21, and flat prototype 22 as a reference member
And a drive means 222 such as a PZT for moving the plane prototype 22 with high precision with respect to the optical axis 26 and performing the phase shift method.
A reflecting mirror 24 that is a reflecting member, and a moving unit 2 that can move the reflecting mirror 24 in the direction of the optical axis 26 and in the direction perpendicular to the optical axis 26.
5 and an observation lens 27.

【0115】この場合、干渉計2bの光源18、対物レ
ンズ19、コリメートレンズ20、ハーフミラー21、
移動手段25および観測レンズ27は、それぞれ、前記
干渉計2aの光源3、対物レンズ4、コリメートレンズ
5、ハーフミラー6、移動手段9および観測レンズ10
と同じ構成であるので説明を省略する。
In this case, the light source 18, the objective lens 19, the collimator lens 20, the half mirror 21, of the interferometer 2b,
The moving means 25 and the observation lens 27 respectively include the light source 3, the objective lens 4, the collimator lens 5, the half mirror 6, the moving means 9 and the observation lens 10 of the interferometer 2a.
Since the configuration is the same as that of, the description will be omitted.

【0116】干渉計2bにおける平面原器22は、入射
光の一部を反射し、一部を透過するものである。この平
面原器22の最終面、すなわち平面原器22における被
検レンズ23の対向面は、参照面221を構成してい
る。干渉計2bにおける反射鏡24は、所定の曲率中心
を有するよう凹曲面状に形成されており、面精度は、非
常に良好に製作されている。
The flat prototype 22 in the interferometer 2b reflects a part of the incident light and transmits a part thereof. The final surface of the flat prototype 22, that is, the surface of the flat prototype 22 that faces the lens 23 under test constitutes a reference surface 221. The reflecting mirror 24 in the interferometer 2b is formed into a concave curved surface so as to have a predetermined center of curvature, and the surface accuracy is very good.

【0117】このような構成の干渉測定装置1bの場合
には、移動手段25により、反射鏡24を光軸26方向
および光軸26に垂直な方向に移動させて、反射鏡24
を所定の位置に設置する。または、図示しない移動手段
により、被検レンズ23を光軸26方向および光軸26
に垂直な方向に移動させて、被検レンズ23を所定の位
置に設置する。
In the case of the interference measuring apparatus 1b having such a configuration, the moving means 25 moves the reflecting mirror 24 in the direction of the optical axis 26 and in the direction perpendicular to the optical axis 26, and the reflecting mirror 24 is moved.
Are set in place. Alternatively, the lens 23 to be inspected is moved in the direction of the optical axis 26 and the optical axis 26 by a moving means (not shown).
The lens 23 to be inspected is set at a predetermined position by moving the lens 23 in a direction perpendicular to.

【0118】干渉測定装置1bにおいて光源18から出
射された光は、対物レンズ19およびコリメートレンズ
20を順次経て、所望の光束径に広げられた平行光にな
る。この平行光は、ハーフミラー21に入射し、その一
部はハーフミラー21を透過する。
The light emitted from the light source 18 in the interference measuring apparatus 1b passes through the objective lens 19 and the collimating lens 20 in order, and becomes a parallel light expanded to a desired light beam diameter. The parallel light enters the half mirror 21, and a part of the parallel light passes through the half mirror 21.

【0119】前記ハーフミラー21を透過した光は、平
面原器22に入射し、その一部は平面原器22(参照面
221)を透過し、その残部は平面原器22の参照面2
21で反射する。
The light transmitted through the half mirror 21 is incident on the flat prototype 22, a part of which is transmitted through the flat prototype 22 (reference surface 221), and the rest is the reference surface 2 of the flat prototype 22.
It reflects at 21.

【0120】前記平面原器22の参照面221で反射し
た光は、再度、ハーフミラー21に入射し、その一部は
ハーフミラー21で観測レンズ27側に反射する。この
反射光は、観測レンズ27を経て撮像部28の固体撮像
素子(CCD)29上に到り、参照光となる。
The light reflected by the reference surface 221 of the flat prototype 22 again enters the half mirror 21, and a part of the light is reflected by the half mirror 21 toward the observation lens 27 side. The reflected light reaches the solid-state image sensor (CCD) 29 of the image pickup unit 28 through the observation lens 27 and serves as reference light.

【0121】一方、前記参照面221を透過した光は、
被検レンズ23に入射し、被検レンズ23を透過して一
度集光した後、反射鏡24に照射され、この反射鏡24
で反射する。反射鏡24で反射した光は、元来た経路を
戻り被検レンズ23を透過して再び平行光となり、さら
に平面原器22に入射し、その一部は平面原器22を透
過してハーフミラー21に入射し、その一部はハーフミ
ラー21で観測レンズ27側に反射する。この反射光
は、観測レンズ27を経て撮像部28のCCD29上に
到り、被検光となる。
On the other hand, the light transmitted through the reference surface 221 is
The light enters the lens 23 to be inspected, passes through the lens 23 to be inspected, and is once condensed, and then is irradiated to the reflecting mirror 24.
Reflect on. The light reflected by the reflecting mirror 24 returns to the original path, passes through the lens to be inspected 23, becomes parallel light again, and is incident on the flat plate prototype 22. The light enters the mirror 21, and a part of the light is reflected by the half mirror 21 toward the observation lens 27 side. The reflected light reaches the CCD 29 of the image pickup unit 28 through the observation lens 27 and becomes the test light.

【0122】以下、撮像部28、画像処理装置、演算手
段、モニター装置およびメモリーの動作については、そ
れぞれ、前記干渉測定装置1aと同様である。この場合
において、この干渉測定装置1bでは、前記(4)〜
(9)式中に示される開口数NA0 は、下記数26に示
す(10)式により求められ、このNA0 に基づいて、
前述した干渉測定装置1aと同様に、所定の演算がなさ
れる。
Hereinafter, the operations of the image pickup unit 28, the image processing device, the calculating means, the monitor device and the memory are the same as those of the interference measuring device 1a. In this case, in the interference measurement device 1b, (4) to
The numerical aperture NA 0 shown in the equation (9) is obtained by the equation (10) shown in the following equation 26, and based on this NA 0 ,
Similar to the interference measuring device 1a described above, a predetermined calculation is performed.

【0123】[0123]

【数26】 [Equation 26]

【0124】なお、この干渉測定装置1bは、光束を集
光させる作用を有する被検物(正のパワーを有する被検
レンズ23)の測定用の装置であるが、本発明の干渉測
定装置は、光束を発散させる作用を有する被検物(負の
パワーを有する被検レンズ)の測定用の装置であっても
よい。この場合には、例えば、干渉測定装置1bにおい
て、反射鏡24の曲率等を適宜変更すればよい。
The interference measuring apparatus 1b is an apparatus for measuring an object to be inspected (lens 23 to be inspected having a positive power) having a function of condensing a light beam. An apparatus for measuring an object to be inspected (a lens to be inspected having a negative power) having a function of diverging a light beam may be used. In this case, for example, in the interferometer 1b, the curvature of the reflecting mirror 24 may be changed appropriately.

【0125】次に、本発明の干渉測定装置の第3実施例
を説明する。図3は、本発明の干渉測定装置の第3実施
例を模式的に示す図である。同図に示す干渉測定装置1
cは、トワイマン−グリーン型干渉計(以下、干渉計と
いう)2cと、干渉縞検出手段である撮像部41と、図
示しないA/D変換器および画像メモリーからなる画像
処理装置と、演算手段と、モニター装置と、記憶手段で
あるメモリーとを有している。この場合、干渉測定装置
1cの撮像部41、画像処理装置、演算手段、モニター
装置およびメモリーは、それぞれ、前記干渉測定装置1
aの撮像部11、画像処理装置12、演算手段13、モ
ニター装置14およびメモリー15と同じ構成であるの
で説明を省略する。
Next, a third embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing a third embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. Interferometer 1 shown in FIG.
Reference character c denotes a Twyman-Green type interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2c, an image pickup unit 41 which is an interference fringe detection unit, an image processing device (not shown) including an A / D converter and an image memory, and an arithmetic unit. , A monitor device and a memory as a storage means. In this case, the image pickup unit 41, the image processing device, the calculation means, the monitor device, and the memory of the interference measurement device 1c are respectively provided in the interference measurement device 1c.
The image pickup unit 11, the image processing device 12, the calculation unit 13, the monitor device 14, and the memory 15 of a have the same configurations, and thus description thereof will be omitted.

【0126】干渉測定装置1cにおける干渉計2cは、
光源30と、対物レンズ31と、コリメートレンズ32
と、ビームスプリッター33と、参照部材である反射鏡
34と、反射鏡34を駆動させる駆動系35と、集光光
学部材である集光レンズ(正のパワーを有するレンズ)
36と、反射部材を兼ねる被検物38を集光レンズ36
の光軸37方向および光軸37に垂直な方向に移動し得
る移動手段39と、観測レンズ40とを有している。こ
の場合、干渉計2cの光源30、対物レンズ31、コリ
メートレンズ32、移動手段39、観測レンズ40およ
び被検物38は、それぞれ、前記干渉計2aの光源3、
対物レンズ4、コリメートレンズ5、移動手段9、観測
レンズ10および被検物8と同じ構成であるので説明を
省略する。
The interferometer 2c in the interference measuring apparatus 1c is
Light source 30, objective lens 31, collimator lens 32
A beam splitter 33, a reflecting mirror 34 as a reference member, a drive system 35 for driving the reflecting mirror 34, and a condenser lens (lens having a positive power) as a condensing optical member.
36 and an object 38 which also serves as a reflecting member
It has a moving means 39 capable of moving in the direction of the optical axis 37 and a direction perpendicular to the optical axis 37, and an observation lens 40. In this case, the light source 30, the objective lens 31, the collimator lens 32, the moving means 39, the observation lens 40 and the object 38 of the interferometer 2c are the light source 3 of the interferometer 2a,
Since the objective lens 4, the collimator lens 5, the moving means 9, the observation lens 10 and the test object 8 have the same configuration, the description thereof will be omitted.

【0127】干渉計2cにおける反射鏡34の反射面、
すなわち反射鏡34におけるビームスプリッター33の
対向面は、参照面341を構成している。また、縞解析
に位相シフト法等を利用するために、この反射鏡34を
駆動する駆動系35には、例えば、ピエゾ素子等が用い
られる。また、干渉計2cにおける集光レンズ36に
は、アプラナティックなレンズを用いる。
The reflecting surface of the reflecting mirror 34 in the interferometer 2c,
That is, the facing surface of the beam splitter 33 in the reflecting mirror 34 constitutes a reference surface 341. Further, in order to utilize the phase shift method or the like for the fringe analysis, a piezo element or the like is used in the drive system 35 for driving the reflecting mirror 34. An aplanatic lens is used as the condenser lens 36 in the interferometer 2c.

【0128】このような構成の干渉測定装置1cの場合
には、移動手段39により、被検物38を光軸37方向
および光軸37に垂直な方向に移動させて、被検物38
を所定の位置に設置する。
In the case of the interference measuring apparatus 1c having such a structure, the moving means 39 moves the test object 38 in the direction of the optical axis 37 and in the direction perpendicular to the optical axis 37 to move the test object 38.
Are set in place.

【0129】干渉測定装置1cにおいて光源30から出
射された光は、対物レンズ31およびコリメートレンズ
32を順次経て、所望の光束径に広げられた平行光にな
る。この平行光は、ビームスプリッター33に入射し、
その一部はビームスプリッター33を透過し、その残部
はビームスプリッター33で参照面341側に反射す
る。
The light emitted from the light source 30 in the interference measuring apparatus 1c passes through the objective lens 31 and the collimator lens 32 in order and becomes a parallel light expanded to a desired light beam diameter. This collimated light enters the beam splitter 33,
Part of the light is transmitted through the beam splitter 33, and the rest is reflected by the beam splitter 33 toward the reference surface 341.

【0130】前記ビームスプリッター33で反射した光
は、参照面341に照射され、この参照面341で反射
し、再度、ビームスプリッター33に入射し、その一部
はビームスプリッター33を透過する。この透過光は、
観測レンズ40を経て撮像部41の固体撮像素子(CC
D)42上に到り、参照光となる。
The light reflected by the beam splitter 33 is applied to the reference surface 341, reflected by the reference surface 341, and incident on the beam splitter 33 again, and a part of the light passes through the beam splitter 33. This transmitted light is
Via the observation lens 40, the solid-state image sensor (CC
D) It reaches above 42 and becomes reference light.

【0131】一方、前記コリメートレンズ32を透過し
てさらにビームスプリッター33を透過した光は、集光
レンズ36に入射し、集光レンズ36を透過して一度集
光した後、被検物38の被検面381に照射され、この
被検面381で反射する。被検面381で反射した光
は、元来た経路を戻り集光レンズ36を透過して再び平
行光となり、さらにビームスプリッター33に入射し、
その一部はビームスプリッター33で観測レンズ40側
に反射する。この反射光は、観測レンズ40を経て撮像
部41のCCD42上に到り、被検光となる。
On the other hand, the light transmitted through the collimator lens 32 and further transmitted through the beam splitter 33 is incident on the condenser lens 36, transmitted through the condenser lens 36 and condensed once, and then the object 38 to be inspected. The surface 381 to be inspected is irradiated and reflected by the surface 381 to be inspected. The light reflected by the surface to be inspected 381 returns to the original path, passes through the condenser lens 36, becomes parallel light again, and further enters the beam splitter 33,
A part of the light is reflected by the beam splitter 33 toward the observation lens 40. The reflected light reaches the CCD 42 of the image pickup unit 41 through the observation lens 40 and becomes the test light.

【0132】以下、撮像部41、画像処理装置、演算手
段、モニター装置およびメモリーの動作については、そ
れぞれ、前記干渉測定装置1aと同様であり、図示およ
び説明を省略する。
The operations of the image pickup section 41, the image processing device, the calculating means, the monitor device and the memory are the same as those of the interference measuring device 1a, and the illustration and description thereof will be omitted.

【0133】次に、本発明の干渉測定装置の第4実施例
を説明する。図11は、本発明の干渉測定装置の第4実
施例を模式的に示す図である。同図に示す干渉測定装置
1dは、トワイマン−グリーン型干渉計(以下、干渉計
という)2dと、干渉縞検出手段である撮像部54と、
図示しないA/D変換器および画像メモリーからなる画
像処理装置と、演算手段と、モニター装置と、記憶手段
であるメモリーとを有している。この場合、干渉測定装
置1dの撮像部54、画像処理装置、演算手段、モニタ
ー装置およびメモリーは、それぞれ、前記干渉測定装置
1aの撮像部11、画像処理装置12、演算手段13、
モニター装置14およびメモリー15と同じ構成である
ので説明を省略する。
Next, a fourth embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 11 is a diagram schematically showing a fourth embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. An interference measuring apparatus 1d shown in the figure includes a Twyman-Green type interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2d, an image pickup unit 54 which is an interference fringe detecting unit,
It has an image processing device (not shown) including an A / D converter and an image memory, a calculation means, a monitor device, and a memory that is a storage means. In this case, the image pickup unit 54, the image processing device, the calculating means, the monitor device, and the memory of the interference measuring device 1d are respectively the image pickup unit 11, the image processing device 12, the calculating device 13, and the calculating device 13 of the interference measuring device 1a.
Since it has the same configuration as the monitor device 14 and the memory 15, the description thereof will be omitted.

【0134】干渉測定装置1dにおける干渉計2dは、
光源43と、対物レンズ44と、コリメートレンズ45
と、ビームスプリッター46と、参照部材である反射鏡
47と、反射鏡47を駆動させる駆動系48と、発散光
学部材である発散レンズ(負のパワーを有するレンズ)
49と、反射部材を兼ねる被検物51を発散レンズ49
の光軸50方向および光軸50に垂直な方向に移動し得
る移動手段52と、観測レンズ53とを有している。こ
の場合、干渉計2dの光源43、対物レンズ44、コリ
メートレンズ45、移動手段52、観測レンズ53およ
び被検物51は、それぞれ、前記干渉計2aの光源3、
対物レンズ4、コリメートレンズ5、移動手段9、観測
レンズ10および被検物8と同じ構成であるので説明を
省略する。
The interferometer 2d in the interferometer 1d is
Light source 43, objective lens 44, collimator lens 45
A beam splitter 46, a reflecting mirror 47 as a reference member, a drive system 48 for driving the reflecting mirror 47, and a diverging lens as a diverging optical member (a lens having negative power).
49 and a test object 51 that also serves as a reflection member
It has a moving means 52 capable of moving in the direction of the optical axis 50 and a direction perpendicular to the optical axis 50, and an observation lens 53. In this case, the light source 43 of the interferometer 2d, the objective lens 44, the collimator lens 45, the moving means 52, the observation lens 53, and the test object 51 are the light source 3 of the interferometer 2a,
Since the objective lens 4, the collimator lens 5, the moving means 9, the observation lens 10 and the test object 8 have the same configuration, the description thereof will be omitted.

【0135】干渉計2dにおける反射鏡47の反射面、
すなわち反射鏡47におけるビームスプリッター46の
対向面は、参照面471を構成している。また、縞解析
に位相シフト法等を利用するために、この反射鏡47を
駆動する駆動系48には、例えば、ピエゾ素子等が用い
られる。また、干渉計2dにおける発散レンズ49に
は、アプラナティックなレンズを用いる。
The reflecting surface of the reflecting mirror 47 in the interferometer 2d,
That is, the facing surface of the beam splitter 46 in the reflecting mirror 47 constitutes a reference surface 471. Further, in order to utilize the phase shift method or the like for the fringe analysis, a piezo element or the like is used in the drive system 48 for driving the reflecting mirror 47. An aplanatic lens is used as the diverging lens 49 in the interferometer 2d.

【0136】このような構成の干渉測定装置1dの場合
には、移動手段52により、被検物51を光軸50方向
および光軸50に垂直な方向に移動させて、被検物51
を所定の位置に設置する。
In the case of the interference measuring apparatus 1d having such a structure, the moving means 52 moves the test object 51 in the direction of the optical axis 50 and in the direction perpendicular to the optical axis 50, and the test object 51 is moved.
Are set in place.

【0137】干渉測定装置1dにおいて光源43から出
射された光は、対物レンズ44およびコリメートレンズ
45を順次経て、所望の光束径に広げられた平行光にな
る。この平行光は、ビームスプリッター46に入射し、
その一部はビームスプリッター46を透過し、その残部
はビームスプリッター46で参照面471側に反射す
る。
The light emitted from the light source 43 in the interference measuring apparatus 1d passes through the objective lens 44 and the collimator lens 45 in order and becomes a parallel light expanded to a desired light beam diameter. This collimated light enters the beam splitter 46,
A part of the light is transmitted through the beam splitter 46, and the rest is reflected by the beam splitter 46 toward the reference surface 471.

【0138】前記ビームスプリッター46で反射した光
は、参照面471に照射され、この参照面471で反射
し、再度、ビームスプリッター46に入射し、その一部
はビームスプリッター46を透過する。この透過光は、
観測レンズ53を経て撮像部54の固体撮像素子(CC
D)55上に到り、参照光となる。
The light reflected by the beam splitter 46 is applied to the reference surface 471, reflected by the reference surface 471, again incident on the beam splitter 46, and part of the light passes through the beam splitter 46. This transmitted light is
Through the observation lens 53, the solid-state image sensor (CC
D) It reaches 55 and becomes a reference light.

【0139】一方、前記コリメートレンズ45を透過し
てさらにビームスプリッター46を透過した光は、発散
レンズ49に入射する。発散レンズ49を透過した発散
光は、被検物51の被検面511に照射され、この被検
面511で反射する。被検面511で反射した光は、元
来た経路を戻り発散レンズ49を透過して再び平行光と
なり、さらにビームスプリッター46に入射し、その一
部はビームスプリッター46で観測レンズ53側に反射
する。この反射光は、観測レンズ53を経て撮像部54
のCCD55上に到り、被検光となる。
On the other hand, the light that has passed through the collimator lens 45 and further through the beam splitter 46 enters the divergent lens 49. The divergent light transmitted through the diverging lens 49 is applied to the test surface 511 of the test object 51 and is reflected by the test surface 511. The light reflected by the surface to be inspected 511 returns to the original path, passes through the diverging lens 49, becomes parallel light again, and is incident on the beam splitter 46. Part of the light is reflected by the beam splitter 46 toward the observation lens 53 side. To do. This reflected light passes through the observation lens 53 and the imaging unit 54.
The light reaches the CCD 55 and becomes the test light.

【0140】以下、撮像部54、画像処理装置、演算手
段、モニター装置およびメモリーの動作については、そ
れぞれ、前記干渉測定装置1aと同様であり、図示およ
び説明を省略する。このような構成の干渉測定装置1d
は、被検面の曲率半径が比較的大きい凹面を有する被検
物の測定に用いられる。
The operations of the image pickup section 54, the image processing device, the calculating means, the monitor device and the memory are the same as those of the interference measuring device 1a, and the illustration and description thereof will be omitted. Interference measuring device 1d having such a configuration
Is used to measure an object having a concave surface with a relatively large radius of curvature.

【0141】次に、本発明の干渉測定装置の第5実施例
を説明する。図12は、本発明の干渉測定装置の第5実
施例を模式的に示す図である。同図に示す干渉測定装置
1eは、被検物がレンズ(被検レンズ)62の場合の装
置、すなわち、前述した干渉測定装置1bの変形例であ
る。以下、干渉測定装置1bとの共通点については説明
を省略し、相違点を説明する。
Next, a fifth embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram schematically showing a fifth embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. The interference measuring apparatus 1e shown in the figure is an apparatus in the case where the object to be inspected is a lens (lens to be inspected) 62, that is, a modification of the interference measuring apparatus 1b described above. Hereinafter, description of common points with the interference measuring apparatus 1b will be omitted, and different points will be described.

【0142】干渉測定装置1eは、フィゾー型干渉計
(以下、干渉計という)2eと、干渉縞検出手段である
撮像部66と、図示しないA/D変換器および画像メモ
リーからなる画像処理装置と、演算手段と、モニター装
置と、記憶手段であるメモリーとを有している。
The interference measuring device 1e includes a Fizeau interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2e, an image pickup unit 66 which is an interference fringe detecting means, an image processing device (not shown) including an A / D converter and an image memory. , A calculation device, a monitor device, and a memory that is a storage device.

【0143】干渉測定装置1eにおける干渉計2eは、
光源56と、対物レンズ57と、コリメートレンズ58
と、ハーフミラー59と、参照部材である平面原器60
と、平面原器60を光軸64に対し精度良く移動させ位
相シフト法を行うためのPZT等の駆動手段602と、
集光光学部材である集光レンズ(正のパワーを有するレ
ンズ)61と、反射部材である反射鏡63と、観測レン
ズ65とを有している。
The interferometer 2e in the interference measuring apparatus 1e is
Light source 56, objective lens 57, collimator lens 58
, Half mirror 59, and flat prototype 60 as a reference member
And a drive means 602 such as a PZT for accurately moving the plane prototype 60 with respect to the optical axis 64 to perform the phase shift method,
It has a condensing lens (lens having a positive power) 61 which is a condensing optical member, a reflecting mirror 63 which is a reflecting member, and an observation lens 65.

【0144】干渉計2eにおける集光レンズ61には、
アプラナティックなレンズを用いる。また、干渉計2e
における反射鏡63は、反射面が平面状のものであり、
その面精度は、非常に良好に製作されている。
The condenser lens 61 in the interferometer 2e includes:
Use an aplanatic lens. Also, the interferometer 2e
The reflecting surface of the reflecting mirror 63 in FIG.
The surface accuracy is very good.

【0145】このような構成の干渉測定装置1eの場合
には、図示しない移動手段により、被検レンズ62を光
軸64方向および光軸64に垂直な方向に移動させて、
被検レンズ62を所定の位置に設置する。
In the case of the interference measuring apparatus 1e having such a structure, the lens 62 to be inspected is moved in the direction of the optical axis 64 and in the direction perpendicular to the optical axis 64 by the moving means (not shown),
The test lens 62 is installed at a predetermined position.

【0146】干渉測定装置1eにおいて光源56から出
射された光は、対物レンズ57およびコリメートレンズ
58を順次経て、所望の光束径に広げられた平行光にな
る。この平行光は、ハーフミラー59に入射し、その一
部はハーフミラー59を透過する。
The light emitted from the light source 56 in the interference measuring apparatus 1e passes through the objective lens 57 and the collimator lens 58 in order, and becomes a parallel light having a desired light beam diameter. The parallel light enters the half mirror 59, and a part of the parallel light passes through the half mirror 59.

【0147】前記ハーフミラー59を透過した光は、平
面原器60に入射し、その一部は平面原器60(参照面
601)を透過し、その残部は平面原器60の参照面6
01で反射する。
The light transmitted through the half mirror 59 is incident on the flat prototype 60, a part of which is transmitted through the flat prototype 60 (reference surface 601), and the rest is the reference plane 6 of the flat prototype 60.
Reflect at 01.

【0148】前記平面原器60の参照面601で反射し
た光は、再度、ハーフミラー59に入射し、その一部は
ハーフミラー59で観測レンズ65側に反射する。この
反射光は、観測レンズ65を経て撮像部66の固体撮像
素子(CCD)67上に到り、参照光となる。
The light reflected by the reference surface 601 of the flat prototype 60 again enters the half mirror 59, and a part of the light is reflected by the half mirror 59 toward the observation lens 65 side. The reflected light reaches the solid-state image pickup device (CCD) 67 of the image pickup unit 66 through the observation lens 65 and serves as reference light.

【0149】一方、前記参照面601を透過した光は、
集光レンズ61に入射し、集光レンズ61を透過して一
度集光した後、被検レンズ62に入射し、被検レンズ6
2を透過して再び平行光となり、反射鏡63に照射さ
れ、この反射鏡63で反射する。反射鏡63で反射した
光は、被検レンズ62を透過して一度集光した後、集光
レンズ61を透過して再び平行光となり、さらに平面原
器60に入射し、その一部は平面原器60を透過してハ
ーフミラー59に入射し、その一部はハーフミラー59
で観測レンズ65側に反射する。この反射光は、観測レ
ンズ65を経て撮像部66のCCD67上に到り、被検
光となる。
On the other hand, the light transmitted through the reference surface 601 is
The light enters the condenser lens 61, passes through the condenser lens 61, is condensed once, and then enters the lens 62 to be inspected.
After passing through 2, the light becomes parallel light again, is irradiated onto the reflecting mirror 63, and is reflected by the reflecting mirror 63. The light reflected by the reflecting mirror 63 passes through the lens 62 to be examined, is once focused, then passes through the focusing lens 61 to become parallel light again, and is then incident on the flat plate prototype 60, and a part of it is flat. The light passes through the prototype 60 and enters the half mirror 59, and a part of the light enters the half mirror 59.
Is reflected by the observation lens 65 side. The reflected light reaches the CCD 67 of the image pickup unit 66 through the observation lens 65 and becomes the test light.

【0150】なお、前記各実施例では、干渉測定装置の
干渉計として、それぞれ、フィゾー型干渉計2a、2
b、2e、トワイマン−グリーン型干渉計2c、2dを
用いているが、本発明における干渉計はこれらに限定さ
れず、この他、各種の干渉計を用いて干渉測定装置を構
成してもよい。
In each of the above embodiments, the Fizeau interferometers 2a and 2a are used as the interferometers of the interferometer.
b, 2e and Twyman-Green type interferometers 2c, 2d are used, but the interferometer in the present invention is not limited to these, and other various interferometers may be used to configure the interferometer. .

【0151】また、前記各実施例では、干渉計の集光光
学部材または発散光学部材として、それぞれ、原器レン
ズ7、被検レンズ23、62、アプラナティックな集光
レンズ36、61、発散レンズ49を用いているが、本
発明における集光光学部材または発散光学部材はこれら
に限定されず、この他、集光光学部材または発散光学部
材は、入射光を集光または発散し得る構成であればいか
なるものであってもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, as the condensing optical member or the diverging optical member of the interferometer, the standard lens 7, the lenses to be inspected 23 and 62, the aplanatic condensing lenses 36 and 61 and the diverging lens are respectively diverged. Although the lens 49 is used, the condensing optical member or the diverging optical member in the present invention is not limited to these, and the condensing optical member or the diverging optical member has a configuration capable of condensing or diverging incident light. It may be any one.

【0152】例えば、干渉計の集光光学部材や発散光学
部材としては、正弦条件を満たしていない集光レンズや
発散レンズを用いてもよい。なお、正弦条件を満たして
いない集光レンズや発散レンズを用いても、本発明にお
ける収差補正を行わない場合に比較して、高精度の収差
測定が行える。
For example, a condensing lens or a diverging lens that does not satisfy the sine condition may be used as the condensing optical member or the diverging optical member of the interferometer. Even if a condensing lens or a diverging lens that does not satisfy the sine condition is used, highly accurate aberration measurement can be performed as compared with the case where the aberration correction is not performed in the present invention.

【0153】また、前記第1〜4実施例では、移動手段
として、それぞれ、被検物8を光軸73方向に移動し得
る移動手段9、反射鏡24を光軸26方向に移動し得る
移動手段25、被検物38を光軸37方向に移動し得る
移動手段39および被検物51を光軸50方向に移動し
得る移動手段52を用いているが、本発明における移動
手段はこれらに限定されない。
Further, in the first to fourth embodiments, as the moving means, the moving means 9 for moving the object 8 in the optical axis 73 direction and the moving means for moving the reflecting mirror 24 in the optical axis 26 direction, respectively. The means 25, the moving means 39 capable of moving the test object 38 in the optical axis 37 direction, and the moving means 52 capable of moving the test object 51 in the optical axis 50 direction are used as the moving means in the present invention. Not limited.

【0154】すなわち、本発明における移動手段は、被
検物(反射部材)の集光点と集光光学部材の集光点とを
光軸方向に相対的に移動させ得るもの、被検物(集光光
学部材)の集光点と反射部材の集光点とを光軸方向に相
対的に移動させ得るもの、被検物(反射部材)の集光点
と発散光学部材の焦点(虚像)とを光軸方向に相対的に
移動させ得るもの、または、被検物(発散光学部材)の
焦点と反射部材の集光点とを光軸方向に相対的に移動さ
せ得るもの等であればいかなる構成であってもよい。ま
た、本発明における被検物としては、例えば、レンズの
ような光学素子や金型、または光ディスク装置の出射波
面等が挙げられる。
That is, the moving means in the present invention is capable of relatively moving the condensing point of the object (reflecting member) and the condensing point of the condensing optical member in the optical axis direction, and the object ( What can move the condensing point of the condensing optical member) and the condensing point of the reflecting member relatively in the optical axis direction, the condensing point of the test object (reflecting member) and the focus of the diverging optical member (virtual image) And those that can be moved relative to each other in the optical axis direction, or those that can move the focal point of the test object (divergent optical member) and the condensing point of the reflection member relative to each other in the optical axis direction. It may have any configuration. Examples of the object to be inspected in the present invention include an optical element such as a lens, a mold, and an output wavefront of an optical disk device.

【0155】また、前記各実施例では、4次および6次
の収差のみを補正しているが、本発明において補正を行
なう収差の次数は、前記各実施例には限定されない。す
なわち、本発明において補正される収差の次数は、4次
以上の偶数次数であれば任意の組み合わせが可能であ
る。なお、8次以上の偶数字数の収差を補正する場合に
は、例えば、前記各実施例において4次および6次の収
差を補正した場合と同様の方法で補正を行なえばよい。
以上、本発明を図示の構成例に基づいて説明したが、本
発明はこれに限定されるものではない。
Further, in each of the above embodiments, only the 4th and 6th order aberrations are corrected, but the order of the aberrations to be corrected in the present invention is not limited to the above respective embodiments. That is, any combination of aberration orders corrected in the present invention is possible as long as it is an even order of four or more. When correcting aberrations of an even number of letters of 8th order or more, for example, the correction may be performed in the same manner as in the case of correcting the 4th order and 6th order aberrations in each of the embodiments.
Although the present invention has been described above based on the illustrated configuration example, the present invention is not limited to this.

【0156】[0156]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の干渉測定
装置および干渉測定方法によれば、被検物の収差測定に
おいて、ディフーカスのような被検物の設定誤差がある
場合でも、設定誤差をなくすような正確なアライメント
を行なうことなく高精度の測定を行なうことができる。
特に、干渉測定装置の集光光学部材や発散光学部材とし
て、比較的明るい集光レンズや発散レンズを用いた場合
には、本発明における補正を行なわない場合に比較し
て、測定精度が格段に向上する。
As described above, according to the interference measuring apparatus and the interference measuring method of the present invention, even when there is a setting error of the test object such as Difukas in the measurement of the aberration of the test object, the setting error is set. It is possible to perform high-precision measurement without performing accurate alignment that eliminates
In particular, when a relatively bright condensing lens or a diverging lens is used as the condensing optical member or the diverging optical member of the interferometer, the measurement accuracy is significantly higher than that in the case where no correction is performed in the present invention. improves.

【0157】また、干渉測定装置の集光光学部材や発散
光学部材として、正弦条件を満たす集光レンズや発散レ
ンズを用いた場合には、測定値からディフォーカスによ
って生じた収差を実質的に取り除くことが可能であり、
極めて高精度な測定結果が得られる。
When a condensing lens or a diverging lens satisfying the sine condition is used as the condensing optical member or the diverging optical member of the interferometer, the aberration caused by the defocus is substantially removed from the measured value. Is possible
Extremely accurate measurement results can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の干渉測定装置の第1実施例を模式的に
示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of an interference measuring device of the present invention.

【図2】本発明の干渉測定装置の第2実施例を模式的に
示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a second embodiment of the interference measuring device of the present invention.

【図3】本発明の干渉測定装置の第3実施例を模式的に
示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a third embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention.

【図4】NA0 が比較的大きい集光レンズの構成例を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a condenser lens having a relatively large NA 0 .

【図5】NA0 が比較的小さい集光レンズの構成例を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a condenser lens having a relatively small NA 0 .

【図6】NA0 が比較的大きい集光レンズの球面収差お
よび正弦条件を示すグラフ(収差図)である。
FIG. 6 is a graph (aberration diagram) showing spherical aberration and a sine condition of a condenser lens having a relatively large NA 0 .

【図7】NA0 が比較的小さい集光レンズの球面収差お
よび正弦条件を示すグラフ(収差図)である。
FIG. 7 is a graph (aberration diagram) showing spherical aberration and sine conditions of a condenser lens having a relatively small NA 0 .

【図8】NA0 が比較的大きい集光レンズにおけるディ
フォーカスによって発生した4次以上の収差と、入射高
(h)との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an incident height (h) and a fourth-order or higher-order aberration generated by defocus in a condenser lens having a relatively large NA 0 .

【図9】NA0 が比較的小さい集光レンズにおけるディ
フォーカスによって発生した4次以上の収差と、入射高
(h)との関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the fourth-order and higher-order aberrations caused by defocus in a condenser lens having a relatively small NA 0 and the incident height (h).

【図10】本発明における被検物の被検面の収差測定を
行う場合であって、4次および6次の収差のみを補正す
る際の干渉測定装置の動作を示すフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the interference measuring apparatus when correcting only the fourth-order and sixth-order aberrations when performing the aberration measurement of the surface to be inspected of the object to be inspected according to the present invention.

【図11】本発明の干渉測定装置の第4実施例を模式的
に示す図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a fourth embodiment of the interference measuring device of the present invention.

【図12】本発明の干渉測定装置の第5実施例を模式的
に示す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a fifth embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b、1c、1d、1e 干渉測定装置 2a、2b、2e フィゾー型干渉計 2c、2d トワイマン−グリーン型干渉計 3 光源 4 対物レンズ 5 コリメートレンズ 6 ハーフミラー 7 原器レンズ 71 参照面 711 駆動手段 73 光軸 75 集光点 8 被検物 81 被検面 85 曲率中心 9 移動手段 10 観測レンズ 11 撮像部 12 画像処理装置 13 演算手段 14 モニター装置 15 データ専用メモリー 16 光線 17 固体撮像素子(CCD) 18 光源 19 対物レンズ 20 コリメートレンズ 21 ハーフミラー 22 平面原器 221 参照面 222 駆動手段 23 被検レンズ 24 反射鏡 25 移動手段 26 光軸 27 観測レンズ 28 撮像部 29 固体撮像素子(CCD) 30 光源 31 対物レンズ 32 コリメートレンズ 33 ビームスプリッター 34 反射鏡 341 参照面 35 駆動系 36 集光レンズ 37 光軸 38 被検物 381 被検面 39 移動手段 40 観測レンズ 41 撮像部 42 固体撮像素子(CCD) 43 光源 44 対物レンズ 45 コリメートレンズ 46 ビームスプリッター 47 反射鏡 471 参照面 48 駆動系 49 発散レンズ 50 光軸 51 被検物 511 被検面 52 移動手段 53 観測レンズ 54 撮像部 55 固体撮像素子(CCD) 56 光源 57 対物レンズ 58 コリメートレンズ 59 ハーフミラー 60 平面原器 601 参照面 602 駆動手段 61 集光レンズ 62 被検レンズ 63 反射鏡 64 光軸 65 観測レンズ 66 撮像部 67 固体撮像素子(CCD) 101〜106 ステップ 1a, 1b, 1c, 1d, 1e Interferometer 2a, 2b, 2e Fizeau interferometer 2c, 2d Twyman-Green interferometer 3 Light source 4 Objective lens 5 Collimator lens 6 Half mirror 7 Standard lens 71 Reference surface 711 Drive Means 73 Optical axis 75 Condensation point 8 Test object 81 Test surface 85 Curvature center 9 Moving means 10 Observation lens 11 Imager 12 Image processing device 13 Computing means 14 Monitor device 15 Data dedicated memory 16 Rays 17 Solid-state image sensor (CCD) ) 18 light source 19 objective lens 20 collimator lens 21 half mirror 22 planar prototype 221 reference surface 222 driving means 23 test lens 24 reflecting mirror 25 moving means 26 optical axis 27 observation lens 28 imaging unit 29 solid-state image sensor (CCD) 30 light source 31 Objective Lens 32 Collimating Lens 3 3 Beam Splitter 34 Reflector 341 Reference Surface 35 Drive System 36 Condenser Lens 37 Optical Axis 38 Test Object 381 Test Surface 39 Moving Means 40 Observation Lens 41 Imager 42 Solid-state Image Sensor (CCD) 43 Light Source 44 Objective Lens 45 Collimate Lens 46 Beam splitter 47 Reflecting mirror 471 Reference surface 48 Driving system 49 Divergence lens 50 Optical axis 51 Test object 511 Test surface 52 Moving means 53 Observation lens 54 Imaging unit 55 Solid-state imaging device (CCD) 56 Light source 57 Objective lens 58 Collimate Lens 59 Half mirror 60 Planar prototype 601 Reference surface 602 Driving means 61 Condensing lens 62 Test lens 63 Reflecting mirror 64 Optical axis 65 Observation lens 66 Imaging unit 67 Solid-state imaging device (CCD) 101 to 106 steps

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光を二つに分割して一方を参
照面からの参照光とし、他方を被検物からの被検光と
し、該参照光と該被検光とを重ね合わせて干渉縞を得る
とともに、前記干渉縞に基づいて前記参照光と前記被検
光との間の位相差を検出する干渉測定装置であって、 前記干渉縞を、前記位相差を特定する近似多項式に展開
する第1の手段と、 前記被検物の被検領域に入射または前記被検物の被検領
域から出射する有効な光束の開口数に基づいて、前記被
検物の前記干渉測定装置に対する設定位置誤差に起因し
て前記近似多項式の特定項に現れる誤差情報を演算する
第2の手段と、 前記第2の手段によって得た前記誤差情報および前記開
口数に基づいて、前記第1の手段によって得た近似多項
式における位相差を特定する項の係数を補正する第3の
手段とを有することを特徴とする干渉測定装置。
1. A light from a light source is divided into two, one is used as a reference light from a reference surface, and the other is used as a test light from a test object, and the reference light and the test light are superposed. An interference measuring device for obtaining a phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringe, and obtaining the interference fringe, wherein the interference fringe is an approximate polynomial for specifying the phase difference. The first measuring means and the interference measuring device for the object to be inspected, based on the numerical aperture of an effective light beam that is incident on the object to be inspected or emitted from the object to be inspected. Based on the error information and the numerical aperture obtained by the second means, the second means for calculating error information appearing in the specific term of the approximate polynomial due to the setting position error with respect to The coefficient of the term that specifies the phase difference in the approximate polynomial obtained by An interferometer according to claim 3, characterized in that
【請求項2】 前記干渉測定装置は、集光光学部材を有
している請求項1に記載の干渉測定装置。
2. The interference measuring apparatus according to claim 1, wherein the interference measuring apparatus has a condensing optical member.
【請求項3】 前記集光光学部材は、正弦条件を満たし
ている請求項2に記載の干渉測定装置。
3. The interferometer according to claim 2, wherein the focusing optical member satisfies a sine condition.
【請求項4】 前記第1の手段における近似多項式は、
下記数1に示す(1)式である請求項2または3に記載
の干渉測定装置。 【数1】
4. The approximate polynomial in the first means is
The interference measuring apparatus according to claim 2 or 3, which is represented by the following formula (1). [Equation 1]
【請求項5】 前記第2の手段は、前記近似多項式の2
次項の係数W20を演算するものである請求項4に記載の
干渉測定装置。
5. The second means is 2 of the approximate polynomial.
The interferometer according to claim 4, which calculates a coefficient W 20 in the next item.
【請求項6】 前記第3の手段は、前記位相差を特定す
る項の係数を補正するための補正値を、前記近似多項式
の2次項の係数W20と、下記数2に示す(3)式とに基
づいて演算するものである請求項5に記載の干渉測定装
置。 【数2】
6. The third means indicates a correction value for correcting a coefficient of a term that specifies the phase difference and a coefficient W 20 of a quadratic term of the approximate polynomial, and the following Expression 2 (3). The interference measuring apparatus according to claim 5, wherein the interference measuring apparatus is operated based on the equation. [Equation 2]
【請求項7】 前記第3の手段は、前記近似多項式の4
次項の係数W40を、下記数3に示す(6)式により補正
するものである請求項6に記載の干渉測定装置。 【数3】
7. The third means is 4 of the approximate polynomial.
The interference measuring apparatus according to claim 6, wherein the coefficient W 40 in the next item is corrected by the equation (6) shown in the following Expression 3. [Equation 3]
【請求項8】 前記第3の手段は、前記近似多項式の6
次項の係数W60を、下記数4に示す(7)式により補正
するものである請求項6または7に記載の干渉測定装
置。 【数4】
8. The third means is 6 of the approximate polynomial.
The interference measuring apparatus according to claim 6 or 7, wherein the coefficient W 60 in the next item is corrected by the equation (7) shown in the following Expression 4. [Equation 4]
【請求項9】 光源からの光を二つに分割して一方を参
照面からの参照光とし、他方を被検物からの被検光と
し、該参照光と該被検光とを重ね合わせて干渉縞を得る
とともに、前記干渉縞に基づいて前記参照光と前記被検
光との間の位相差を検出する干渉測定方法であって、 第1の手段により、前記干渉縞を、前記位相差を特定す
る近似多項式に展開し、 第2の手段により、前記被検物の被検領域に入射または
前記被検物の被検領域から出射する有効な光束の開口数
に基づいて、前記被検物の前記干渉測定装置に対する設
定位置誤差に起因して前記近似多項式の特定項に現れる
誤差情報を演算し、 第3の手段により、前記第2の手段によって得た前記誤
差情報および前記開口数に基づいて、前記第1の手段に
よって得た近似多項式における位相差を特定する項の係
数を補正することを特徴とする干渉測定方法。
9. The light from the light source is divided into two, one is used as the reference light from the reference surface, and the other is used as the test light from the test object, and the reference light and the test light are superimposed. An interference measurement method for obtaining a phase difference between the reference light and the test light on the basis of the interference fringes by the first means. It is expanded to an approximate polynomial for specifying the phase difference, and the second means is used to calculate the numerical aperture of the effective light flux that is incident on the test area of the test object or exits from the test area of the test object. The error information appearing in the specific term of the approximate polynomial due to the set position error of the sample with respect to the interferometer is calculated, and the error information and the numerical aperture obtained by the second means are calculated by the third means. The order in the approximate polynomial obtained by the first means based on An interference measurement method, which comprises correcting a coefficient of a term that specifies a phase difference.
【請求項10】 前記参照光または被検光は、集光光学
部材を経たものである請求項9に記載の干渉測定方法。
10. The interference measuring method according to claim 9, wherein the reference light or the test light passes through a condensing optical member.
【請求項11】 前記集光光学部材は、正弦条件を満た
している請求項10に記載の干渉測定方法。
11. The interference measuring method according to claim 10, wherein the condensing optical member satisfies a sine condition.
【請求項12】 前記第1の手段における近似多項式
は、下記数5に示す(1)式である請求項10または1
1に記載の干渉測定方法。 【数5】
12. The approximation polynomial in the first means is the equation (1) shown in the following equation 5.
The interference measurement method described in 1. [Equation 5]
【請求項13】 前記第2の手段により、前記近似多項
式の2次項の係数W20を演算する請求項12に記載の干
渉測定方法。
13. The interference measuring method according to claim 12, wherein the coefficient W 20 of the quadratic term of the approximate polynomial is calculated by the second means.
【請求項14】 前記第3の手段により、前記位相差を
特定する項の係数を補正するための補正値を、前記近似
多項式の2次項の係数W20と、下記数6に示す(3)式
とに基づいて演算する請求項13に記載の干渉測定方
法。 【数6】
14. A correction value for correcting a coefficient of a term specifying the phase difference by the third means is shown by a coefficient W 20 of a quadratic term of the approximate polynomial and the following Expression 6 (3). The interference measurement method according to claim 13, wherein the calculation is performed based on the equation. [Equation 6]
【請求項15】 前記第3の手段により、前記近似多項
式の4次項の係数W40を、下記数7に示す(6)式に基
づいて補正する請求項14に記載の干渉測定方法。 【数7】
15. The interference measuring method according to claim 14, wherein the third means corrects the coefficient W 40 of the fourth-order term of the approximate polynomial based on the equation (6) shown in the following Expression 7. [Equation 7]
【請求項16】 前記第3の手段により、前記近似多項
式の6次項の係数W60を、下記数8に示す(7)式に基
づいて補正する請求項14または15に記載の干渉測定
方法。 【数8】
16. The interference measuring method according to claim 14, wherein the third means corrects the coefficient W 60 of the sixth-order term of the approximate polynomial based on the equation (7) shown in the following Expression 8. [Equation 8]
【請求項17】 光源からの光を二つに分割して一方を
参照面で反射させて参照光とし、他方を光学部材により
集束光または発散光にして被検面に入射させ、該被検面
で反射させて被検光とし、前記参照光と前記被検光とを
重ね合わせて干渉縞を得るとともに、前記干渉縞に基づ
いて前記参照光と前記被検光との間の位相差を検出する
干渉測定装置であって、 前記干渉縞を、前記位相差を特定する近似多項式に展開
する第1の手段と、 前記被検面の被検領域に入射する有効な光束の開口数に
基づいて、前記被検面の前記干渉測定装置に対する設定
位置誤差に起因して前記近似多項式の特定項に現れる誤
差情報を演算する第2の手段と、 前記第2の手段によって得た前記誤差情報および前記開
口数に基づいて、前記第1の手段によって得た近似多項
式における位相差を特定する項の係数を補正する第3の
手段とを有することを特徴とする干渉測定装置。
17. A light from a light source is divided into two, one of which is reflected by a reference surface to be a reference light, and the other of which is converged light or divergent light by an optical member and made incident on a surface to be inspected. As the test light by reflecting on the surface, while obtaining the interference fringes by superimposing the reference light and the test light, the phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringes. An interference measuring device for detecting, wherein the interference fringes are expanded into an approximate polynomial for specifying the phase difference, and based on an effective numerical aperture of a light beam incident on a test region of the test surface. Second means for calculating error information appearing in a specific term of the approximate polynomial due to a position error of the surface to be inspected with respect to the interferometer, and the error information obtained by the second means, An approximation obtained by the first means based on the numerical aperture And a third means for correcting the coefficient of the term that specifies the phase difference in the polynomial.
【請求項18】 前記光学部材は、前記参照面を有する
原器レンズである請求項17に記載の干渉測定装置。
18. The interferometer according to claim 17, wherein the optical member is a standard lens having the reference surface.
【請求項19】 前記光学部材は、正のパワーを有する
レンズである請求項17に記載の干渉測定装置。
19. The interferometer according to claim 17, wherein the optical member is a lens having a positive power.
【請求項20】 前記光学部材は、負のパワーを有する
レンズである請求項17に記載の干渉測定装置。
20. The interferometer according to claim 17, wherein the optical member is a lens having negative power.
【請求項21】 前記開口数NA0 は、下記式より得ら
れる請求項17ないし20のいずれかに記載の干渉測定
装置。 NA0 =hmax /f=sinθmax (但し、hmax は、前記被検領域に照射される有効な光
束が前記光学部材に入射するときの光軸からの最大入射
高、fは、前記光学部材の焦点距離、θmax は、前記光
学部材を透過後の前記有効な光束の最も外側の光線と光
軸とのなす角である。)
21. The interference measuring apparatus according to claim 17, wherein the numerical aperture NA 0 is obtained by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max (where, h max is the maximum incident height from the optical axis when an effective light beam irradiating the test region is incident on the optical member, and f is the optical The focal length of the member, θ max, is the angle between the outermost ray of the effective luminous flux and the optical axis after passing through the optical member.)
【請求項22】 光源からの光を二つに分割して一方を
参照光とし、他方を、光束を集束または発散させる作用
を有する被検物を透過させて被検光とし、前記参照光と
前記被検光とを重ね合わせて干渉縞を得るとともに、前
記干渉縞に基づいて前記参照光と前記被検光との間の位
相差を検出する干渉測定装置であって、 前記干渉縞を、前記位相差を特定する近似多項式に展開
する第1の手段と、 前記被検物により集束または発散された有効な光束の開
口数に基づいて、前記被検物の前記干渉測定装置に対す
る設定位置誤差に起因して前記近似多項式の特定項に現
れる誤差情報を演算する第2の手段と、 前記第2の手段によって得た前記誤差情報および前記開
口数に基づいて、前記第1の手段によって得た近似多項
式における位相差を特定する項の係数を補正する第3の
手段とを有することを特徴とする干渉測定装置。
22. The light from the light source is divided into two, one of which is used as a reference light, and the other of which is transmitted as an inspection light by passing through an inspection object having a function of converging or diverging a light beam. An interference measuring device for detecting the phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringes, while obtaining the interference fringes by superimposing the test light, the interference fringes, First means for expanding into an approximate polynomial for specifying the phase difference, and a setting position error of the test object with respect to the interferometer, based on the numerical aperture of an effective light beam focused or diverged by the test object. Obtained by the first means based on the error information and the numerical aperture obtained by the second means, the second means calculating the error information appearing in the specific term of the approximate polynomial. Specify phase difference in approximate polynomial And a third means for correcting the coefficient of the term.
【請求項23】 前記開口数NA0 は、下記式より得ら
れる請求項22に記載の干渉測定装置。 NA0 =hmax /f=sinθmax (但し、hmax は、前記被検物により集束または発散さ
れる有効な光束が前記被検物に入射するときの光軸から
の最大入射高、fは、前記被検物の焦点距離、θmax
は、前記被検物を透過後の前記有効な光束の最も外側の
光線と光軸とのなす角である。)
23. The interferometer according to claim 22, wherein the numerical aperture NA 0 is obtained by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max (where, h max is the maximum incident height from the optical axis when an effective light beam focused or diverged by the object is incident on the object, f is , Focal length of the test object, θ max
Is the angle between the outermost ray of the effective luminous flux and the optical axis after passing through the test object. )
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6008904A (en) * 1996-09-20 1999-12-28 Nikon Corporation Apparatus and methods for detecting and correcting distortion of interference fringes
JP2007078593A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Fujinon Corp Light wave interference device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6008904A (en) * 1996-09-20 1999-12-28 Nikon Corporation Apparatus and methods for detecting and correcting distortion of interference fringes
JP2007078593A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Fujinon Corp Light wave interference device
JP4738949B2 (en) * 2005-09-15 2011-08-03 富士フイルム株式会社 Lightwave interference device

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