JPH07234173A - Interference measuring instrument and method - Google Patents

Interference measuring instrument and method

Info

Publication number
JPH07234173A
JPH07234173A JP6338189A JP33818994A JPH07234173A JP H07234173 A JPH07234173 A JP H07234173A JP 6338189 A JP6338189 A JP 6338189A JP 33818994 A JP33818994 A JP 33818994A JP H07234173 A JPH07234173 A JP H07234173A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
interference
test
order
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6338189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsunehiko Sonoda
恒彦 園田
Masahiro Ono
政博 大野
Masato Noguchi
正人 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP6338189A priority Critical patent/JPH07234173A/en
Publication of JPH07234173A publication Critical patent/JPH07234173A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To maintain a high measurement accuracy even if a setting error exists between an interferometer and an object to be measured by compensating the measurement value of the object to be measured based on the amount of compensation of aberration obtained while a setting error is given to a reference object to be measured. CONSTITUTION:While a setting error is given to the relative position of a reference object 80 to be measured for an interferometer 1a, a reference light reflected on a reference surface 71 of a primary standard lens 7 and a light to be inspected which is reflected on a reference spherical surface 810 are overlapped to obtain interference fringes. The interference fringes are subjected to fringe analysis and wave front aberration is expanded to an approximation polynomial and at the same time the amount of compensation of aberration is obtained and is stored at a memory 15 exclusively for data. Then, the wave front aberration is expanded to an approximate polynomial by analyzing interference fringes obtained by measuring the surface of an optical element such as a lens and an object to be inspected such as a mold and then aberration terms are compensated based on the amount of compensation obtained previously to obtain the shape of the surface to be inspected, thus accurately measuring the spherical surface shape of the object to be inspected without performing an accurate alignment even if there are setting errors such as defocusing and tilting.

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。また、前記特開昭62−1
29707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。
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. Further, the above-mentioned JP-A-62-1
In the interferometer device described in Japanese Patent No. 29707, the prototype surface is rotated to perform measurement at several points, and this is subtracted from the measured value as correction data to remove the internal aberration of the interferometer.

【0005】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、例えば、正弦条件を満たしていない集光レン
ズを参照レンズとして用いた場合に、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 described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-129707,
Correcting aberrations newly generated due to the setting state of the test object, for example, when a condenser lens that does not satisfy the sine condition is used as a reference lens, It is difficult to correct the newly generated aberration.

【0006】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。特に、被検物が明るい面、
あるいは明るいレンズの場合、必要性が大きい。
For this reason, when the object to be inspected is installed on 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. In particular, the surface where the test object is bright,
Or in the case of a bright lens, there is a great need.

【0007】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。
[0007] Therefore, there is a problem in that the workability is poor and a highly accurate alignment device is required because alignment must be performed carefully when the object to be inspected is installed in the interferometer.

【0008】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、ディフォーカスやティルト等)を完全に
0にすることは困難である。このように、被検物の設定
誤差が存在することにより、球面収差やコマ収差等のよ
うな高次の収差が発生し、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-accuracy alignment device, the setting error (eg, defocus or tilt) of the object to be inspected cannot be completely reduced to zero. Have difficulty. In this way, due to the existence of the setting error of the object to be inspected, high-order aberrations such as spherical aberration and coma are generated, which lowers the measurement accuracy.

【0009】前述した、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、被検物の設定誤差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。
NA 0 of the condenser lens of the interferometer described above.
When the value of (numerical aperture) is large, that is, when a bright lens is used, there is a problem that the measurement accuracy is greatly reduced due to the setting error of the test object.

【0010】[0010]

【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.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(24)の本発明により達成される。
The above object is achieved by the present invention described in (1) to (24) below.

【0012】(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、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
に展開し、被検領域に入射または被検領域から出射する
有効な光束の開口数に基づいて、前記近似多項式の各項
の係数に相当する値を求める第1の手段と、基準被検物
の前記干渉測定装置に対する相対位置に設定誤差を与え
た状態で、設定誤差量を変化させて少なくとも2回の干
渉測定を行ない、前記第1の手段により得られた前記基
準被検物の測定値に基づいて、収差の補正量を求める第
2の手段と、被検物の干渉測定において、前記補正量に
基づき、前記第1の手段により得られた前記被検物の測
定値を補正する第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. First means for developing into a polynomial and obtaining a value corresponding to the coefficient of each term of the approximate polynomial on the basis of the numerical aperture of the effective light flux that enters the test area or exits from the test area; In a state where a setting error is given to the relative position of the object with respect to the interference measuring device, the setting error amount is changed to perform the interference measurement at least twice, and the measurement of the reference object is obtained by the first means. Second means for obtaining the correction amount of aberration based on the value, and the object to be inspected In the interferometric measurement, the interferometer according to claim 3, further comprising: third means for correcting the measured value of the object obtained by the first means based on the correction amount.

【0013】(2) 前記近似多項式は、下記数6に示
す(1)式である上記(1)に記載の干渉測定装置。
(2) The interference measuring apparatus according to the above (1), wherein the approximate polynomial is the equation (1) shown in the following Expression 6.

【0014】[0014]

【数6】 [Equation 6]

【0015】(3) 前記干渉測定装置は、前記被検光
の光路中に集光光学部材を有している上記(1)または
(2)に記載の干渉測定装置。
(3) The interference measuring apparatus according to (1) or (2), wherein the interference measuring apparatus has a condensing optical member in the optical path of the test light.

【0016】(4) 前記設定誤差は、少なくとも前記
集光光学部材の光軸方向に与えられ、前記補正される測
定値は、前記近似多項式における4次以上の偶数次数項
の係数である上記(3)に記載の干渉測定装置。
(4) The setting error is given at least in the optical axis direction of the condensing optical member, and the measured value to be corrected is a coefficient of an even-order term of 4th order or more in the approximation polynomial. The interferometer according to 3).

【0017】(5) 前記補正量は、前記近似多項式の
2次項の係数W20を用いて、前記近似多項式における4
次以上の偶数次数項の係数を一次関数で表わしたもので
ある上記(4)に記載の干渉測定装置。
(5) The correction amount is 4 in the approximation polynomial using the coefficient W 20 of the quadratic term of the approximation polynomial.
The interferometer according to (4) above, wherein the coefficient of an even-order term equal to or higher than the order is represented by a linear function.

【0018】(6) 前記第3の手段は、前記被検物に
おける前記近似多項式の偶数次数項の係数Wn0’を、下
記数7に示す(13)式により補正するものである上記
(5)に記載の干渉測定装置。
(6) The third means is to correct the coefficient W n0 'of the even-order term of the approximate polynomial in the object to be measured by the equation (13) shown in the following equation (5). ).

【0019】[0019]

【数7】 [Equation 7]

【0020】(7) 前記設定誤差は、少なくとも前記
集光光学部材の光軸に対して垂直方向に与えられ、前記
補正される測定値は、前記近似多項式における3次以上
の奇数次数項の係数である上記(3)に記載の干渉測定
装置。
(7) The setting error is given at least in a direction perpendicular to the optical axis of the condensing optical member, and the measured value to be corrected is a coefficient of an odd-order term of third order or more in the approximate polynomial. The interference measurement device according to (3) above.

【0021】(8) 前記補正量は、前記近似多項式の
1次項の係数W11およびW12のそれぞれを用いて、前記
近似多項式における3次以上の奇数次数項の係数を一次
関数で表わしたものである上記(7)に記載の干渉測定
装置。
(8) The correction amount is obtained by using the coefficients W 11 and W 12 of the first-order term of the approximation polynomial to represent the coefficients of the third-order or higher odd-order terms in the approximation polynomial by a linear function. The interference measurement apparatus according to (7) above.

【0022】(9) 前記第3の手段は、前記被検物に
おける前記近似多項式の奇数次数項の係数Wnm’を、下
記数8に示す(25)式により補正するものである上記
(8)に記載の干渉測定装置。
(9) The third means corrects the coefficient W nm ′ of the odd-order term of the approximate polynomial in the object to be measured by the equation (25) shown in the following equation (8). ).

【0023】[0023]

【数8】 [Equation 8]

【0024】(10) 前記基準被検物が被検物である
上記(1)ないし(5)、(7)、(8)のいずれかに
記載の干渉測定装置。
(10) The interference measuring apparatus according to any one of (1) to (5), (7), and (8) above, wherein the reference test object is a test object.

【0025】(11) 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、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方法で
あって、基準被検物の前記干渉測定装置に対する相対位
置に設定誤差を与えた状態で、設定誤差量を変化させて
少なくとも2回の干渉測定を行なって複数の干渉縞を
得、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、被検領域に入射または被検領域から出射する有
効な光束の開口数に基づいて、前記近似多項式の各項の
係数に相当する値を求め、前記基準被検物の測定値に基
づいて、収差の補正量を求め、被検物の干渉測定におい
て、前記補正量に基づき、前記被検物の測定値を補正す
ることを特徴とする干渉測定方法。
(11) 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. Along with obtaining interference fringes together, an interference measurement method for detecting a phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringes, the relative position of the reference test object with respect to the interference measurement device. In the state where the setting error is given to, the setting error amount is changed and the interference measurement is performed at least twice to obtain a plurality of interference fringes, and the interference fringes are expanded into an approximate polynomial for specifying the phase difference, Based on the numerical aperture of the effective light flux incident on the inspection region or emitted from the inspection region, the value corresponding to the coefficient of each term of the approximate polynomial is obtained, based on the measured value of the reference object, the aberration Obtain the correction amount, and based on the correction amount in the interferometric measurement of the test object. And an interferometric measuring method, characterized in that the measured value of the test object is corrected.

【0026】(12) 前記被検光は、集光光学部材を
経たものである上記(11)に記載の干渉測定方法。
(12) The interference measuring method according to (11), wherein the test light is passed through a condensing optical member.

【0027】(13) 前記設定誤差は、少なくとも前
記集光光学部材の光軸方向に与えられ、前記補正される
測定値は、前記近似多項式における4次以上の偶数次数
項の係数である上記(12)に記載の干渉測定方法。
(13) The setting error is given at least in the optical axis direction of the condensing optical member, and the measured value to be corrected is a coefficient of an even-order term of 4th order or more in the approximation polynomial. The interference measurement method according to 12).

【0028】(14) 前記補正量は、前記近似多項式
の2次項の係数W20を用いて、前記近似多項式における
4次以上の偶数次数項の係数を一次関数で表わしたもの
である上記(13)に記載の干渉測定方法。
(14) The correction amount is obtained by using a coefficient W 20 of a quadratic term of the approximate polynomial to represent a coefficient of an even-order term of 4th order or higher in the approximate polynomial as a linear function. Interference measuring method described in ().

【0029】(15) 前記被検物における前記近似多
項式の偶数次数項の係数Wn0’を、下記数9に示す(1
3)式により補正する上記(14)に記載の干渉測定方
法。
(15) The coefficient W n0 'of the even-order term of the approximate polynomial in the test object is shown in the following Expression 9 (1
The interference measurement method according to (14) above, which is corrected by the equation (3).

【0030】[0030]

【数9】 [Equation 9]

【0031】(16) 前記設定誤差は、少なくとも前
記集光光学部材の光軸に対して垂直方向に与えられ、前
記補正される測定値は、前記近似多項式における3次以
上の奇数次数項の係数である上記(12)に記載の干渉
測定方法。
(16) The setting error is given at least in the direction perpendicular to the optical axis of the condensing optical member, and the corrected measured value is a coefficient of an odd-order term of third order or more in the approximate polynomial. The interference measurement method according to (12) above.

【0032】(17) 前記補正量は、前記近似多項式
の1次項の係数W11およびW12のそれぞれを用いて、前
記近似多項式における3次以上の奇数次数項の係数を一
次関数で表わしたものである上記(16)に記載の干渉
測定方法。
(17) The correction amount is obtained by using the coefficients W 11 and W 12 of the first-order term of the approximation polynomial to represent the coefficients of odd-order terms of the third or higher order in the approximation polynomial by a linear function. The interference measurement method according to (16) above.

【0033】(18) 前記被検物における前記近似多
項式の奇数次数項の係数Wnm’を、下記数10に示す
(25)式により補正する上記(17)に記載の干渉測
定方法。
(18) The interference measuring method according to the above (17), wherein the coefficient W nm 'of the odd-order term of the approximate polynomial in the test object is corrected by the equation (25) shown in the following Expression 10.

【0034】[0034]

【数10】 [Equation 10]

【0035】(19) 前記基準被検物として被検物を
用いる上記(11)ないし(14)、(16)、(1
7)のいずれかに記載の干渉測定方法。
(19) The above items (11) to (14), (16), (1) using an object as the reference object.
The interference measurement method according to any one of 7).

【0036】(20) 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し、被検領域に入射また
は被検領域から出射する有効な光束の開口数に基づい
て、前記近似多項式の各項の係数に相当する値を求める
第1の手段と、基準被検面の前記干渉測定装置に対する
相対位置に設定誤差を与えた状態で、設定誤差量を変化
させて少なくとも2回の干渉測定を行ない、前記第1の
手段により得られた前記基準被検面の測定値に基づい
て、収差の補正量を求める第2の手段と、被検面の干渉
測定において、前記補正量に基づき、前記第1の手段に
より得られた前記被検面の測定値を補正する第3の手段
とを有することを特徴とする干渉測定装置。
(20) The light from the light source is divided into two, one of which is reflected by the reference surface as a reference light, and the other of which is converged light or 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. In the interference measurement device for detecting, the interference fringes, expanded into an approximate polynomial for specifying the phase difference, based on the numerical aperture of the effective light flux incident on the test area or exiting from the test area, A first means for obtaining a value corresponding to the coefficient of each term of the approximate polynomial and a setting error in the relative position of the reference surface to be measured with respect to the interference measuring device are changed at least twice by changing the setting error amount. Before performing the interferometric measurement of Second means for obtaining a correction amount of aberration based on the measured value of the reference test surface, and in the interferometric measurement of the test surface, the test value obtained by the first means based on the correction value. And a third means for correcting the measurement value of the surface.

【0037】(21) 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(20)に記載の干渉測定
装置。
(21) The interference measuring apparatus according to (20), wherein the optical member is a standard lens having the reference surface.

【0038】(22) 前記光学部材は、正のパワーを
有するレンズである上記(20)に記載の干渉測定装
置。
(22) The interference measuring apparatus according to the above (20), wherein the optical member is a lens having a positive power.

【0039】(23) 前記光学部材は、負のパワーを
有するレンズである上記(20)に記載の干渉測定装
置。
(23) The interference measuring apparatus according to the above (20), wherein the optical member is a lens having negative power.

【0040】(24) 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し、被検
領域に入射または被検領域から出射する有効な光束の開
口数に基づいて、前記近似多項式の各項の係数に相当す
る値を求める第1の手段と、光束を集束または発散させ
る作用を有する基準被検物の前記干渉測定装置に対する
相対位置に設定誤差を与えた状態で、設定誤差量を変化
させて少なくとも2回の干渉測定を行ない、前記第1の
手段により得られた前記基準被検物の測定値に基づい
て、収差の補正量を求める第2の手段と、光束を集束ま
たは発散させる作用を有する被検物の干渉測定におい
て、前記補正量に基づき、前記第1の手段により得られ
た前記被検物の測定値を補正する第3の手段とを有する
ことを特徴とする干渉測定装置。
(24) 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 value corresponding to the coefficient of each term of the approximate polynomial is developed based on the numerical aperture of the effective light flux that enters into the test area or exits from the test area. (1) and at least two times the interference measurement is performed by changing the setting error amount in the state where the setting error is given to the relative position of the reference test object having the action of converging or diverging the light beam. , Obtained by the first means Second means for obtaining a correction amount of aberration based on the measured value of the reference test object, and interference measurement of the test object having the action of converging or diverging a light beam, the first means based on the correction amount. And a third means for correcting the measured value of the test object obtained by the means.

【0041】[0041]

【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および図2は、面形状を測定する場合の例で、
それぞれ、補正量を求めるために基準被検物を設置した
本発明の干渉測定装置および被検物を設置した本発明の
干渉測定装置の第1実施例を模式的に示す図である。
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. 1 and 2 show an example of measuring the surface shape,
FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of an interference measuring apparatus of the present invention in which a reference object is installed for obtaining a correction amount and an interference measuring apparatus of the present invention in which an object is installed.

【0042】図1に示すように、干渉測定装置1a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。
As shown in FIG. 1, the interference measuring device 1a 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, and an arithmetic unit 13.
2, a monitor device 14, and a data-only memory (hereinafter referred to as a memory) 15 that is a storage unit.

【0043】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
く移動させ干渉縞の定量化の公知の方法である位相シフ
ト法を行うためのPZT等の駆動手段711と、反射部
材を兼ねる基準被検物80と、基準被検物80および後
述する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、調整量制御手段43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 standard lens 7 also serving as a condensing optical member and a reference member, and the standard lens 7 are moved with respect to the optical axis 73 with high precision to cause interference fringes. Driving means 711 such as PZT for performing a phase shift method, which is a known method of quantifying the above, a reference object 80 also serving as a reflecting member, a reference object 80 and an object also serving as a reflecting member described later. It has a moving means 9 for positioning 8 in the optical axis 73 direction of the prototype lens 7 and a direction perpendicular to the optical axis 73, an adjustment amount control means 43, and an observation lens 10. In the interference measuring apparatus 1a having such a configuration, as shown in FIG.
An x-y-z coordinate system having the optical axis 73 of z as the z axis is assumed.

【0044】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における基準被検物80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 reference object 80 is
It constitutes the 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. Further, the center of curvature of the reference surface 71 is defined by the standard lens 7
It coincides with the condensing point 75 of the light transmitted through.

【0045】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.

【0046】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 is an arbitrary height of incident light on the standard lens 7 (hereinafter referred to as incident height), and f is 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).

【0047】基準被検物80は、後述する補正量を作成
するために設置されるものであり、所定の曲率中心85
0を有する凹状の基準球面(基準被検面)810を備え
ている。この基準球面810は、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。また、基
準被検物80としては、基準球面810が原器レンズ7
からの光束の全ての範囲をカバーし得る程度の寸法のも
のを用いる。なお、前記基準球面とは、面精度が良好に
加工された球面をいう。この場合、基準球面の曲率半径
は特に限定されず、後述する被検物8の曲率半径と異な
っていてもよい。
The reference object 80 is installed to create a correction amount described later, and has a predetermined curvature center 85.
A concave reference spherical surface (reference test surface) 810 having 0 is provided. The reference spherical surface 810 is configured to be able to reflect at least a part of the emitted light. As the reference object 80, the reference spherical surface 810 is the prototype lens 7
The size used is such that it can cover the entire range of the luminous flux from. The reference spherical surface is a spherical surface that has been processed to have good surface accuracy. In this case, the radius of curvature of the reference spherical surface is not particularly limited and may be different from the radius of curvature of the object 8 to be described later.

【0048】図2に示すように、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。
As shown in FIG. 2, the surface of the object 8 facing the prototype lens 7, that is, the surface 81 to be inspected is formed into a concave curved surface having a predetermined center of curvature 85, and the irradiated light is irradiated. Is configured to be capable of reflecting at least a part of.

【0049】移動手段9は、基準被検物80および被検
物8をそれぞれ固定するための基台と、基準球面810
および被検面81をそれぞれ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73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。調整
量制御手段43は、前記移動手段9による基準被検物8
0および被検物8の調整量をそれぞれ制御するためのも
のである。
The moving means 9 includes a base for fixing the reference object 80 and the object 8 and a reference spherical surface 810.
And means for moving the base in the optical axis 73 direction (z direction) of the prototype lens 7 and in the directions (x direction, y direction) perpendicular to the optical axis 73 for aligning the test surface 81, respectively. (Not shown). The adjustment amount control means 43 is used for the reference object 8 by the moving means 9.
This is for controlling the adjustment amounts of 0 and the test object 8, respectively.

【0050】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、適当な倍率で基準球面81
0および被検面81の像をそれぞれ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 has a reference spherical surface 81 at an appropriate magnification.
The images of 0 and the surface 81 to be inspected are respectively formed on the observation surface.

【0051】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、補正量を求めたり、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 described later based on digital data (digital signal) obtained by the image processing device 12, obtaining a correction amount, and performing a predetermined calculation process in aberration correction or the like. , A microcomputer.

【0052】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し、被検領域に入射
または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、基準球面810のの干渉測定においては、基
準球面810の被検領域に入射または被検領域から出射
する有効な光束の開口数、被検面81の干渉測定におい
ては、被検面81の被検領域に入射または被検領域から
出射する有効な光束の開口数)に基づいて、この近似多
項式の各項の係数に相当する値を求める第1の手段と、
基準被検物80の干渉測定装置1aに対する相対位置に
設定誤差を与えた状態で、干渉測定を行ない、前記第1
の手段により得られた基準被検物80の測定値に基づい
て、収差の補正量を求める第2の手段と、被検物8の干
渉測定において、前記補正量に基づき、前記第1の手段
により得られた被検物8の測定値を補正する第3の手段
とを有している。
In this case, the calculating means 13 develops the interference fringes into an approximate polynomial that specifies the phase difference (optical path difference) between the reference light and the test light, as will be described later, and places it in the test area. Numerical aperture of an effective light beam emitted from the incident or test region (in the present embodiment, in the interferometric measurement of the reference spherical surface 810, the effective light beam incident on or emitted from the test region of the reference spherical surface 810 is measured). In the interferometric measurement of the numerical aperture and the surface to be inspected 81, the coefficient of each term of this approximate polynomial is determined based on the effective numerical aperture of the light beam which is incident on or is emitted from the area to be inspected of the surface to be inspected 81. A first means for obtaining a corresponding value,
The interference measurement is performed in the state where a setting error is given to the relative position of the reference object 80 with respect to the interference measuring apparatus 1a, and the first measurement is performed.
Second means for obtaining a correction amount of aberration based on the measured value of the reference object 80 to be obtained by the means, and the first means based on the correction amount in the interference measurement of the object 8 to be measured. The third means for correcting the measured value of the test object 8 obtained by

【0053】ここで、「有効な光束」とは、基準被検物
(基準被検面)の干渉測定においては、基準被検物(基
準被検面)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い、被検物(被検面)の干渉測定に
おいては、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。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
形状に対応する。
The term "effective luminous flux" as used herein means that in the interferometric measurement of the reference object (reference object surface), it covers the entire area of the reference object object (reference object surface), and , Refers to a light beam that can interfere with the reference light, and in the interference measurement of the test object (test surface), can cover the entire test region of the test object (test surface) and can interfere with the reference light. Refers to the luminous flux. When the test object has a predetermined test surface as in the present embodiment, the phase difference between the reference light and the test light corresponds to the shape of the test surface.

【0054】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、基準被検物80の設定誤差
(基準被検物80の設置位置が適正でない場合の適正位
置からのズレ)を与えた状態で基準被検物80の基準球
面810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、収差の補正量を求める。そして、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に展開するとともに、前
記補正量に基づいて、前記近似多項式で展開された収差
項を補正し、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 set an error in the reference object 80 (deviation from an appropriate position when the installation position of the reference object 80 is not appropriate). Is measured, the reference spherical surface 810 of the reference object 80 is measured, fringe analysis is performed on the obtained interference fringes, the wavefront aberration is expanded to an approximate polynomial (approximate polynomial of aberration), and the correction amount of the aberration is calculated. Ask for. Then, the surface to be inspected 81 of the object to be inspected 8 is measured, fringe analysis is performed on the obtained interference fringes, and the wavefront aberration is expanded into an approximate polynomial, and is expanded with the approximate polynomial based on the correction amount. The aberration terms are corrected, and the shape of the surface 81 to be inspected is obtained from the corrected aberration terms (including the case where both the corrected aberration terms and the uncorrected aberration terms are used).

【0055】まず、本発明の干渉測定方法の概略を説明
する。図1に示すように、基準被検物80の干渉測定装
置1aに対する相対位置に設定誤差を与えた状態で、原
器レンズ7の参照面71で反射した参照光と基準被検物
80の基準球面810で反射した被検光とを重ね合わせ
て干渉させ、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わす近似多項
式に展開され、各項の係数に相当する値(測定値)が求
められる。このような測定を、基準被検物80の設置位
置を変更して、2ケ所以上で行う。
First, the outline of the interference measuring method of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the reference light reflected by the reference surface 71 of the prototype lens 7 and the reference of the reference object 80 are subjected to a setting error in the relative position of the reference object 80 with respect to the interferometer 1a. The test light reflected by the spherical surface 810 is superposed and interfered 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 the coefficient of each term is obtained. Such measurement is performed at two or more locations by changing the installation position of the reference test object 80.

【0056】そして、第2の手段により、前記近似多項
式の各項の係数に相当する値に基づいて、収差の補正量
を求める。この補正量については、通常は、干渉計と被
検物の配置が決まれば、一度求めたものをメモリー15
に記憶させておき、被検物8の干渉測定の度にメモリー
15から読み出して用いればよい。
Then, the second means obtains the correction amount of the aberration based on the value corresponding to the coefficient of each term of the approximate polynomial. This correction amount is normally obtained once in the memory 15 once the arrangement of the interferometer and the object to be inspected is decided.
It may be stored in the memory 15 and read from the memory 15 every time the interference measurement of the test object 8 is performed.

【0057】被検物8の干渉測定の際には、図2に示す
ように、被検物8を設置し、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わす近
似多項式に展開され、各項の係数に相当する値(測定
値)が求められる。なお、基準被検物81および被検物
8の干渉測定における前記近似多項式の各項の係数に相
当する値(測定値)は、それぞれ、第1の手段により、
被検領域に入射または被検領域から出射する有効な光束
の開口数(NA0 )に基づいて求められる。
At the time of interferometric measurement of the object 8 to be inspected, as shown in FIG.
The reference light reflected at and the test light reflected at 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 the coefficient of each term is obtained. The values (measured values) corresponding to the coefficients of the respective terms of the approximate polynomial in the interference measurement of the reference test object 81 and the test object 8 are respectively calculated by the first means.
It is obtained based on the numerical aperture (NA 0 ) of the effective light beam that enters or is emitted from the test area.

【0058】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)には、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、被検
物8と原器レンズ7との間の原器レンズ7の光軸73方
向の位置設定誤差(ディフォーカスという)Δzにより
生じる収差が含まれている。
In the aberration terms (axisymmetric aberrations) of fourth or higher order in this approximation polynomial, in addition to the aberration caused by the surface shape of the surface 81 to be measured, which is originally to be measured, the object 8 to be measured and the prototype are also included. An aberration caused by a position setting error (referred to as defocus) Δz between the lens 7 and the prototype lens 7 in the optical axis 73 direction is included.

【0059】また、正弦条件を満足していない集光レン
ズを用いた場合、前記近似多項式における3次以上の奇
数次数の収差項には、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、被検物8と原器
レンズ7との間の原器レンズ7の光軸73に垂直な方向
の位置設定誤差(ディセンターまたはティルトという)
Δx、Δyにより生じる収差が含まれている。
When a condensing lens that does not satisfy the sine condition is used, the aberration term of the third or higher order odd number in the approximation polynomial is caused by the surface shape of the surface 81 to be measured that is originally to be measured. In addition to the aberration, a position setting error (referred to as decenter or tilt) between the object 8 and the standard lens 7 in the direction perpendicular to the optical axis 73 of the standard lens 7.
Aberrations caused by Δx and Δy are included.

【0060】そこで、第3の手段により、収差の補正量
に基づいて、設定誤差Δzにより生じる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4次以
上の偶数次数項の値(測定値)を補正する。
Therefore, the third means obtains an even-order aberration (axisymmetric aberration) of the fourth order or more caused by the setting error Δz based on the correction amount of the aberration, and uses this aberration as a correction value (correction data). It is used to correct the value (measured value) of the fourth-order or higher even-order terms of the approximate polynomial.

【0061】また、第3の手段により、収差の補正量に
基づいて、設定誤差Δx、Δyにより生じる3次以上の
奇数次数の収差を求め、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3次以上の奇数次
数項の値を補正する。なお、前記補正値に、設定誤差に
より生じる収差の他、干渉計2a自体の収差を含めるこ
ともある。
Further, the third means obtains the aberrations of the third and higher odd orders caused by the setting errors Δx and Δy based on the correction amount of the aberration, and uses this aberration as the correction value (correction data). The value of the odd-order terms of the third order or higher of the approximate polynomial is corrected. Note that the correction value may include the aberration of the interferometer 2a itself, in addition to the aberration caused by the setting error.

【0062】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、下
記数11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. 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. Less than,
The value after the least-squares fitting is called the measured value.

【0063】[0063]

【数11】 [Equation 11]

【0064】上記数11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
次数で表わされている。例えば、球面収差は、4次以上
の偶数次数の項で表わされ、コマ収差は、3次以上の奇
数次数の項で表わされている。
In the formula (1) (approximate polynomial of aberration) shown in the above-mentioned equation 11, each aberration is represented by a different order. For example, spherical aberration is represented by terms of even order of 4th order or higher, and coma aberration is represented by terms of odd order of 3rd order or higher.

【0065】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 aberration terms (axisymmetric aberrations) of the fourth and higher order in the above equation (1) are not only the aberrations caused by the surface shape of the surface to be measured 81 to be originally measured, It also includes aberrations caused by defocus.

【0066】すなわち、上記(1)式の4次以上の偶数
次数項は、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次以上の偶数次数の成分
が含まれている。
That is, although the fourth and higher even-order terms in the above equation (1) are spherical aberrations, in reality, in addition to the spherical aberrations caused by the surface 81 to be inspected, the aberrations caused by defocusing Of these, even-order components of 4th order or higher are included.

【0067】なお、前記ディフォーカスとは、図2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と平行なz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で表わす。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.
5 is a setting error (shift) in the z direction parallel to the optical axis 73. The magnitude of this setting error, that is, the magnitude of defocus is represented by Δz. in this case,
In reality, since it is a reflective system, twice the actual amount of deviation is
z.

【0068】また、正弦条件を満足していない集光レン
ズを用いた場合には、上記(1)式における3次以上の
奇数次数の収差項は、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、ティルト(ディ
センター)により生じる収差も含んでいる。
When a condensing lens that does not satisfy the sine condition is used, the aberration terms of the third and higher odd orders in the above equation (1) are the surfaces of the surface 81 to be inspected that are to be measured. In addition to the aberration caused by the shape, it also includes the aberration caused by the tilt (decenter).

【0069】すなわち、上記(1)式の3次以上の奇数
次数項は、コマ収差とされているが、実際には、被検面
81によって生じるコマ収差に加えて、ティルトによっ
て生じる収差のうちの3次以上の奇数次数の成分が含ま
れている。
That is, although the third and higher order odd-numbered terms in the above equation (1) are coma aberrations, actually, in addition to the coma aberrations caused by the surface 81 to be inspected, among the aberrations caused by the tilt, The third-order or higher odd-order component is included.

【0070】なお、前記ティルトとは、図2に示す原器
レンズ7の集光点75と、被検物8の曲率中心85との
光軸73に垂直なx、y方向における設定誤差(ズレ)
をいうものである。この場合、x軸方向の設定誤差の大
きさ、すなわちx軸方向のティルトの大きさを△xで表
し、y軸方向の設定誤差の大きさ、すなわちy軸方向の
ティルトの大きさを△yで表わす。
The tilt is a setting error (deviation) in the x and y directions perpendicular to the optical axis 73 between the focal point 75 of the prototype lens 7 and the center of curvature 85 of the object 8 shown in FIG. )
Is meant. In this case, the magnitude of the setting error in the x-axis direction, that is, the magnitude of the tilt in the x-axis direction is represented by Δx, and the magnitude of the setting error in the y-axis direction, that is, the magnitude of the tilt in the y-axis direction is represented by Δy. Express with.

【0071】また、上記(1)式の第3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、
設定誤差として処理される。同様に、上記(1)式の第
1項および第2項は、それぞれ、ティルトがあることに
よって発生する1次の成分であり、設定誤差として処理
される。
The third term of the above equation (1) is a quadratic component generated due to defocus,
It is treated as a setting error. Similarly, the first term and the second term of the equation (1) are first-order components generated by the presence of the tilt, and are processed as setting errors.

【0072】ここで、前記ディフォーカスおよびティル
トによる収差への影響について、それぞれ、具体的に説
明する。図3および図4は、それぞれ、実質的に正弦条
件が満たされた集光レンズおよび正弦条件が満たされて
いない集光レンズの構成例を示す図である。なお、図4
に示すレンズは、図3に示すレンズの設計パラメータを
少々変え、正弦条件のみ変えたものである。
Here, the influence of the defocus and the tilt on the aberration will be specifically described. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing configuration examples of a condenser lens that substantially satisfies the sine condition and a condenser lens that does not satisfy the sine condition, respectively. Note that FIG.
The lens shown in (1) is obtained by slightly changing the design parameters of the lens shown in FIG. 3 and changing only the sine condition.

【0073】また、図5は、図3に示す実質的に正弦条
件が満たされた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6
は、図4に示す正弦条件が満たされていない集光レンズ
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5および図6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
線の入射高を表わす。
FIG. 5 is a graph (aberration diagram) showing the spherical aberration (SA) and the sine condition (SC) of the condenser lens substantially satisfying the sine condition shown in FIG.
[Fig. 4] is a graph (aberration diagram) showing spherical aberration (SA) and sine condition (SC) of a condenser lens that does not satisfy the sine condition shown in Fig. 4. The horizontal axis of each of the graphs shown in FIGS. 5 and 6 represents the amount of spherical aberration, and the vertical axis represents the incident height of the light beam.

【0074】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次以上の偶数次数の収差と、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 types 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 types of (12 lines) are given, the relationship between the fourth-order and even-order aberrations generated by this defocus and the incident height (h) was obtained by ray tracing.

【0075】図7は、前記正弦条件が満たされた集光レ
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
上の偶数次数の収差と、入射高(h)との関係を示すグ
ラフであり、図8は、前記正弦条件が満たされていない
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次以上の偶数次数の収差と、入射高(h)との関係を
示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the incident height (h) and the aberrations of the fourth and higher even-numbered orders generated by the defocusing of the condenser lens satisfying the sine condition, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the fourth-order and even-order aberrations caused by defocusing of a condenser lens that does not satisfy the sine condition, and the incident height (h).

【0076】なお、図7および図8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を示し、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次以上の偶数次数の収差量を示す。
The horizontal axis of each of the graphs shown in FIGS. 7 and 8 represents the incident height (h) when the maximum incident height (h max ) is 1, that is, ρ, and the vertical axis represents a predetermined value. The aberration amount of the even-numbered fourth or more order due to the defocus obtained by the calculation at the incident height (h) is shown.

【0077】図7に示すグラフと、図8に示すグラフと
を比較すれば、正弦条件が満たされていない集光レンズ
の方が、ディフォーカスによる4次以上の偶数次数の収
差が多くなることが判る。また、図7および図8に示す
グラフから、ディフォーカスによる4次以上の偶数次数
の収差量は、ディフォーカスの大きさに比例する(ディ
フォーカスの大きさに対し、ほぼ直線的に変化する)こ
とが判る。
Comparing the graph shown in FIG. 7 with the graph shown in FIG. 8, it can be seen that the condenser lens which does not satisfy the sine condition has more aberrations of the fourth and higher even orders due to defocus. I understand. Further, from the graphs shown in FIGS. 7 and 8, the amount of aberration of the fourth and higher even orders due to defocus is proportional to the size of the defocus (changes substantially linearly with respect to the size of the defocus). I understand.

【0078】また、前記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、ティルトを往復で10λ(10本)および50λ
(50本)の2通り与えた時、このティルトによって発
生した3次以上の奇数次数の収差と、入射高(h)との
関係をそれぞれ光線追跡により求めた。
Regarding the two types of condenser lenses,
Tilts are reciprocated by 10λ (10 pieces) and 50λ on the test surface 81 of the test object 8 having no shape error.
When two types (50 lines) were given, the relation between the third-order and higher odd-order aberrations caused by this tilt and the incident height (h) was obtained by ray tracing.

【0079】図9は、前記正弦条件が満たされた集光レ
ンズについてのティルトによって発生した3次以上の奇
数次数の収差と、入射高(h)との関係を示すグラフで
あり、図10は、前記正弦条件が満たされていない集光
レンズについてのティルトによって発生した3次以上の
奇数次数の収差と、入射高(h)との関係を示すグラフ
である。
FIG. 9 is a graph showing the relation between the incident height (h) and the aberrations of the third and higher odd-numbered orders caused by the tilt of the condenser lens satisfying the sine condition, and FIG. 3 is a graph showing a relationship between an incident aberration (h) and an aberration of an odd-numbered order of 3 order or more caused by tilting of a condenser lens that does not satisfy the sine condition.

【0080】なお、図9および図10に示すそれぞれの
グラフの横軸は、最大入射高(hma x )を1とした場合
の入射高(h)、すなわちρを示し、縦軸は、所定の入
射高(h)における計算により求めたティルトによる3
次以上の奇数次数の収差量を示す。
[0080] The horizontal axis of each graph shown in FIGS. 9 and 10, the maximum incidence height (h ma x) the incidence height in the case of a 1 (h), i.e. shows a [rho, the vertical axis, a predetermined By tilt calculated from the incident height (h) of 3
The aberration amounts of odd-numbered orders and higher are shown.

【0081】図9に示すグラフと、図10に示すグラフ
とを比較すれば、正弦条件が満たされている集光レンズ
の場合には、ティルトによる3次以上の奇数次数の収差
は発生しない(実際には正弦条件が完全には満たされて
いないので、ティルトによる3次以上の奇数次数の収差
がわずかに発生している)が、正弦条件が満たされてい
ない集光レンズの場合には、ティルトによる3次以上の
奇数次数の収差、すなわちコマ収差が発生することが判
る。
Comparing the graph shown in FIG. 9 with the graph shown in FIG. 10, in the case of the condensing lens satisfying the sine condition, the aberrations of the third and higher odd orders due to tilt do not occur ( Actually, since the sine condition is not completely satisfied, an aberration of an odd-numbered third order or higher due to tilt is slightly generated.) However, in the case of a condenser lens where the sine condition is not satisfied, It can be seen that third-order and higher odd-order aberrations due to tilt, that is, coma, occur.

【0082】また、図10に示すグラフから、ティルト
による3次以上の奇数次数の収差量は、ティルトの大き
さに比例する(ティルトの大きさに対し、ほぼ直線的に
変化する)ことが判る。
Further, from the graph shown in FIG. 10, it is understood that the amount of aberration of the third and higher odd orders due to the tilt is proportional to the magnitude of the tilt (it changes almost linearly with respect to the magnitude of the tilt). .

【0083】本発明では、このようなディフォーカスに
より生じる4次以上の偶数次数の収差や、ティルトによ
り生じる3次以上の奇数次数の収差を求めて、この収差
を補正値(補正データ)とし、測定値から前記補正値を
差し引くことにより、被検物と干渉測定装置の相対的な
位置関係によらず、正確な補正済測定結果(補正済測定
値)を得る。以下、ディフォーカスと、ティルトとを場
合分けし、ディフォーカスの場合には、代表的に、4次
および6次の係数を補正する場合について、ティルトの
場合には、代表的に、3次および5次の係数を補正する
場合についてそれぞれ説明する。
In the present invention, even-order aberrations of the fourth order or higher caused by such defocus and odd-order aberrations of the third order or higher caused by the tilt are obtained, and these aberrations are used as correction values (correction data), By subtracting the correction value from the measurement value, an accurate corrected measurement result (corrected measurement value) can be obtained regardless of the relative positional relationship between the test object and the interferometer. Hereinafter, defocus and tilt are divided into cases, and in the case of defocus, the case of correcting the 4th and 6th order coefficients is representative, and in the case of tilt, the case of the 3rd order and representative The case of correcting the fifth-order coefficient will be described.

【0084】[ディフォーカスの場合]予め、下記の通
り収差の補正量を求め、この補正量をメモリー15に記
憶しておく。補正量を求めるには、まず、図11に示す
ように、基準被検物80にディフォーカスを与えた状態
で、原器レンズ7の参照面71で反射した参照光と基準
被検物80の基準球面810で反射した被検光とを干渉
させ干渉縞を得、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、上記(1)式の近似多項式
に展開するとともに、基準球面810の被検領域に入射
(または基準球面810の被検領域から出射)する有効
な光束の開口数NA0 に基づいて、各項の係数に相当す
る値(測定値)を求める。
[In case of defocus] The correction amount of the aberration is obtained in advance as described below, and this correction amount is stored in the memory 15. In order to obtain the correction amount, first, as shown in FIG. 11, the reference light reflected by the reference surface 71 of the prototype lens 7 and the reference object 80 are defocused. By interfering with the test light reflected by the reference spherical surface 810 to obtain interference fringes, fringe analysis is performed, and analysis data is subjected to least-squares fitting to develop into an approximate polynomial of the above formula (1), and A value (measured value) corresponding to the coefficient of each term is obtained based on the numerical aperture NA 0 of the effective light flux that enters the test area (or exits from the test area of the reference spherical surface 810).

【0085】ここで、有効な光束が原器レンズ(光学部
材)7に入射するときの光軸73からの最大入射高をh
max 、原器レンズ(光学部材)7の焦点距離をf、原器
レンズ(光学部材)7を透過後の有効な光束の最も外側
の光線と光軸73とのなす角をθmax とした場合、前記
開口数NA0 は、下記式のように表わされる。 NA0 =hmax /f=sinθmax
Here, the maximum incident height from the optical axis 73 when an effective light beam enters the prototype lens (optical member) 7 is h
max , f is the focal length of the prototype lens (optical member) 7, and θ max is the angle between the outermost ray of the effective luminous flux after passing through the prototype lens (optical member) 7 and the optical axis 73. , The numerical aperture NA 0 is expressed by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max

【0086】また、基準被検物80の設置位置を変更し
て、すなわち、ディフォーカスの大きさ△z(△z=0
(理想位置)の場合を含む)を変えて、前記と同様に上
記(1)式の近似多項式に展開するとともに、基準球面
810の被検領域に入射する有効な光束の開口数NA0
に基づいて、各項の係数に相当する値を求める。このよ
うにして、基準被検物80についての干渉測定を2ケ所
以上で行う。基準被検物80の設置位置を変更するに
は、例えば、光軸73方向における基準位置(偏差0の
位置)からの基準被検物80の偏差を変更する。この場
合、図11に示すように、例えば、偏差△z1 、△z2
および△z3 の3ケ所で測定し、それぞれの近似多項式
が求まったものとする。なお、基準被検物80の測定に
おいて、原器レンズ7への入射高をh0 、撮像部11の
観測面上に形成される干渉縞45の半径をr0 とする。
Further, the installation position of the reference object 80 is changed, that is, the size of the defocus Δz (Δz = 0.
(Including the case of the ideal position) is changed to develop the approximation polynomial of the above equation (1) in the same manner as described above, and the numerical aperture NA 0 of the effective light beam incident on the test region of the reference spherical surface 810 is changed.
Based on, the value corresponding to the coefficient of each term is obtained. In this way, the interference measurement for the reference object 80 is performed at two or more places. To change the installation position of the reference test object 80, for example, the deviation of the reference test object 80 from the reference position (position with zero deviation) in the optical axis 73 direction is changed. In this case, as shown in FIG. 11, for example, the deviations Δz 1 and Δz 2
It is assumed that the approximate polynomials are obtained by making measurements at three points, and Δz 3 . In the measurement of the reference object 80, it is assumed that the incident height on the prototype lens 7 is h 0 and the radius of the interference fringes 45 formed on the observation surface of the imaging unit 11 is r 0 .

【0087】次いで、各設定位置における測定値に基づ
いて、上記(1)式の2次の係数(ディフォーカス係
数)W20に対する、4次以上の偶数次数の係数(軸対称
収差係数)W40、W60の関係を求める。W20に対するW
40、W60にそれぞれ最適にフィットするような関数を最
小2乗法で求め、これを補正量とする。
Next, based on the measured values at each set position, a coefficient of an even order of four or more (axisymmetric aberration coefficient) W 40 with respect to the second-order coefficient (defocus coefficient) W 20 of the above equation (1). , W 60 relationship is sought. W against W 20
A function that best fits 40 and W 60 is obtained by the least squares method, and this is set as the correction amount.

【0088】図12および図13は、それぞれ、各設定
位置における測定値に基づいて求められたW20とW40
の関係、W20とW60との関係を示すグラフである。図1
2に示すように、この補正量は、下記数12に示す
(2)式のように、W20とW40との一次関数で表わされ
る。
12 and 13 are graphs showing the relationship between W 20 and W 40 and the relationship between W 20 and W 60, which are obtained based on the measured values at each set position. Figure 1
As shown in FIG. 2, this correction amount is represented by a linear function of W 20 and W 40 as shown in the equation (2) below.

【0089】[0089]

【数12】 [Equation 12]

【0090】この場合、メモリー15には、上記(2)
式の係数(傾き)a4 および係数(切片)b4 が記憶さ
れ、被検物8の干渉測定の度に、メモリー15から係数
4およびb4 が読み出される。また、図13に示すよ
うに、この補正量は、下記数13に示す(3)式のよう
に、W20とW60との一次関数で表わされる。
In this case, the memory 15 has the above (2)
The coefficient (slope) a 4 and the coefficient (intercept) b 4 of the equation are stored, and the coefficient a 4 and b 4 are read from the memory 15 each time the interference measurement of the object 8 is performed. Further, as shown in FIG. 13, this correction amount is represented by a linear function of W 20 and W 60 as shown in the equation (3) below.

【0091】[0091]

【数13】 [Equation 13]

【0092】この場合、メモリー15には、上記(3)
式の係数(傾き)a6 および係数(切片)b6 が記憶さ
れ、被検物8の干渉測定の度に、メモリー15から係数
6およびb6 が読み出される。
In this case, the memory 15 has the above (3)
The coefficient (slope) a 6 and the coefficient (intercept) b 6 of the equation are stored, and the coefficient a 6 and b 6 are read from the memory 15 each time the interference measurement of the object 8 is performed.

【0093】ここで、原器レンズ7が干渉計2aのレン
ズであるので、上記(2)式および(3)式のb4 、b
6 は、それぞれ、干渉計2a自身の収差である。このb
4 、b6 は、既知の方法(例えば、Bruningらの
方法)で取り除くことが可能である。従って、補正量の
4 およびa6 をそれぞれ一定にしたまま、b4 =0、
6 =0とすることもできる。
Here, since the prototype lens 7 is the lens of the interferometer 2a, b 4 and b in the above equations (2) and (3) are used.
6 is the aberration of the interferometer 2a itself. This b
4 , b 6 can be removed by a known method (for example, the method of Bruning et al.). Therefore, with the correction amounts a 4 and a 6 kept constant, b 4 = 0,
It is also possible to set b 6 = 0.

【0094】また、基準被検物80として被検物8を用
いた場合には、上記(2)式および(3)式のb4 、b
6 は、それぞれ、干渉計2aの収差と、被検物8の収差
とを示すものである。このb4 、b6 は、既知の方法
(例えば、Bruningらの方法)で、下記数14に
示す(4)式および(5)式のように、干渉計2aの収
差α4 、α6 と、被検物8の収差β4 、β6 とに分離す
ることが可能である。
When the test object 8 is used as the reference test object 80, b 4 and b in the above equations (2) and (3) are used.
Reference numeral 6 shows the aberration of the interferometer 2a and the aberration of the test object 8, respectively. These b 4 and b 6 are the known methods (for example, the method of Bruning et al.) And are expressed by the aberrations α 4 and α 6 of the interferometer 2a as shown in the equations (4) and (5) below. , Β 4 and β 6 of the test object 8 can be separated.

【0095】[0095]

【数14】 [Equation 14]

【0096】従って、基準被検物80として被検物8を
用いた場合には、補正量のb4 、b6 から、上記(4)
式および(5)式における被検物8の収差β4 、β6
すなわち、4次の補正済測定値および6次の補正済測定
値を求めることができる。
Therefore, when the test object 8 is used as the reference test object 80, from the correction amounts b 4 and b 6 , the above (4)
The aberrations β 4 , β 6 , of the test object 8 in the expressions and (5),
That is, the corrected measurement value of the fourth order and the corrected measurement value of the sixth order can be obtained.

【0097】なお、上記(2)式により得られるW40
らb4 を差し引いた値が、ディフォーカスにより生じる
4次の収差の係数、上記(3)式により得られるW60
らb6 を差し引いた値が、ディフォーカスにより生じる
6次の収差の係数である。
The value obtained by subtracting b 4 from W 40 obtained by the above equation (2) is the coefficient of the 4th-order aberration caused by defocus, and subtracting b 6 from W 60 obtained by the above equation (3). Is the coefficient of the 6th-order aberration caused by defocus.

【0098】このようにして、予め、収差の補正量を求
め、この補正量をメモリー15に記憶しておき、被検物
8の干渉測定を行う。被検物8の干渉測定では、図14
に示すように、基準被検物80に換えて被検物8を設置
し、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、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、上記(1)式の近似多項式に展開する
とともに、被検面81の被検領域に入射(または被検面
81の被検領域から出射)する有効な光束の開口数NA
0 に基づいて、各項の係数に相当する値(測定値)を求
める。
In this way, the aberration correction amount is obtained in advance, the correction amount is stored in the memory 15, and the interference measurement of the test object 8 is performed. In the interferometric measurement of the test object 8, FIG.
As shown in FIG. 7, the reference object 80 is replaced by the inspection object 8, and the reference light reflected by the reference surface 71 of the prototype lens 7 and the inspection light reflected by the inspection surface 81 of the inspection object 8 By interfering with each other to obtain interference fringes, fringe analysis is performed, and least-squares fitting of the analysis data is performed to develop into an approximate polynomial of the above equation (1) and incident (or to Numerical aperture NA of the effective light beam emitted from the inspection area of the inspection surface 81)
The value (measured value) corresponding to the coefficient of each term is obtained based on 0 .

【0099】ここで、前記基準被検物80の干渉測定と
同様に、有効な光束が原器レンズ(光学部材)7に入射
するときの光軸73からの最大入射高をhmax 、原器レ
ンズ(光学部材)7の焦点距離をf、原器レンズ(光学
部材)7を透過後の有効な光束の最も外側の光線と光軸
73とのなす角をθmax とした場合、前記開口数NA0
は、下記式のように表わされる。 NA0 =hmax /f=sinθmax
Here, as in the case of the interferometric measurement of the reference object 80, the maximum incident height from the optical axis 73 when the effective light beam enters the standard lens (optical member) 7 is h max , and the standard When the focal length of the lens (optical member) 7 is f and the angle between the outermost ray of the effective light beam after passing through the prototype lens (optical member) 7 and the optical axis 73 is θ max , the numerical aperture is NA 0
Is represented by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max

【0100】この被検物8の測定においては、測定範
囲、すなわち原器レンズ7への入射高h1 を予め決めて
おく。そして、入射高h1 において撮像部11の観測面
上に形成される干渉縞47の半径をr1 とし、r1 /r
0 =h1 /h0 =sとおく。
In the measurement of the test object 8, the measurement range, that is, the height of incidence h 1 on the standard lens 7 is determined in advance. The radius of the interference fringes 47 formed on the observation surface of the imaging unit 11 at the incident height h 1 is r 1 and r 1 / r
It is assumed that 0 = h 1 / h 0 = s.

【0101】ここで、入射高がh1 のときの2次、4次
および6次の収差の係数を、それぞれ、C、DおよびE
とし、各係数C、DおよびEをそれぞれ、入射高がh0
のときの2次、4次および6次の収差の係数W20
40、W60と、前記sとで表わすと、下記数15に示す
(6)、(7)および(8)式のように表わされる。
Here, the coefficients of the second-order, fourth-order and sixth-order aberrations when the incident height is h 1 are C, D and E, respectively.
And each of the coefficients C, D and E has an incident height h 0.
The coefficient W 20 of the second-order, fourth-order and sixth-order aberrations at
When represented by W 40 and W 60 and the above s, they are represented by the following equations (6), (7) and (8).

【0102】[0102]

【数15】 [Equation 15]

【0103】従って、上記(2)式を、係数CおよびD
を用いて書き換えると、下記数16に示す(9)式のよ
うに表わされる。
Therefore, the above equation (2) is converted into the coefficients C and D.
When it is rewritten by using the formula (9), it is expressed as the following formula (9).

【0104】[0104]

【数16】 [Equation 16]

【0105】上記(9)式が、被検物8を入射高h1
測定した場合において、ディフォーカスによって発生す
る4次の収差の係数と、干渉計2a自体の4次の収差の
係数とを求める式、すなわち、4次の収差の係数の補正
値を求める式である。同様に、上記(3)式を、係数C
およびEを用いて書き換えると、下記数17に示す(1
0)式のように表わされる。
The above equation (9) represents the coefficient of the 4th-order aberration generated by defocus and the coefficient of the 4th-order aberration of the interferometer 2a itself when the object 8 is measured at the incident height h 1. Is a formula for obtaining the correction value of the coefficient of the fourth-order aberration. Similarly, the above equation (3) is converted into the coefficient C
When rewritten by using
It is expressed as in equation (0).

【0106】[0106]

【数17】 [Equation 17]

【0107】上記(10)式が、被検物8を入射高h1
で測定した場合において、ディフォーカスによって発生
する6次の収差の係数と、干渉計2a自体の6次の収差
の係数とを求める式、すなわち、6次の収差の係数の補
正値を求める式である。
According to the above equation (10), the incident height h 1 on the test object 8 is
In the case of measurement by the equation (6), a formula for obtaining the coefficient of the 6th-order aberration generated by defocus and the coefficient of the 6th-order aberration of the interferometer 2a itself, that is, a formula for obtaining the correction value of the 6th-order aberration coefficient is there.

【0108】本実施例では、上記(9)、(10)式に
より補正値を求め、被検物8の測定値から前記補正値を
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。すなわち、被検物8の4次の測定値をW
40’、2次の測定値をW20’とした場合、4次の補正済
測定値W40”は、下記数18に示す(11)式から求ま
る。
In this embodiment, a correction value is obtained by the above equations (9) and (10), and the correction value is subtracted from the measurement value of the object 8 to obtain an accurate corrected measurement result (corrected measurement value). ) Get. That is, the fourth measured value of the test object 8 is W
When 40 ′ and the second-order measured value are W 20 ′, the fourth-order corrected measured value W 40 ″ is obtained from the equation (11) shown in the following Eq.

【0109】[0109]

【数18】 [Equation 18]

【0110】また、被検物8の6次の測定値をW60’、
2次の測定値をW20’とした場合、6次の補正済測定値
60”は、下記数19に示す(12)式から求まる。
In addition, the sixth-order measured value of the test object 8 is W 60 ',
When the second-order measurement value is W 20 ′, the sixth-order corrected measurement value W 60 ″ is obtained from the equation (12) shown in the following Expression 19.

【0111】[0111]

【数19】 [Formula 19]

【0112】なお、8次以上の偶数次数の収差の係数
(測定値)を補正する場合にも前記と同様にして、基準
被検物80の測定値に基づいて補正量を求め、この補正
量から8次以上の偶数次数の収差の補正値を求め、縞解
析により求めた値から前記補正値を差し引く。
When correcting the coefficients (measurement values) of aberrations of even-numbered orders of 8th and higher, the correction amount is calculated based on the measurement value of the reference object 80 in the same manner as described above, and the correction amount is calculated. Then, the correction value of the even-order aberrations of 8th order or more is obtained, and the correction value is subtracted from the value obtained by the fringe analysis.

【0113】以上、4次および6次の係数の補正につい
て代表的に説明したが、これらを含むディフォーカスに
関する補正式の一般式は、下記数20に示す(13)式
のように表わされる。
The correction of the fourth-order and sixth-order coefficients has been representatively described above, but the general formula of the correction formula relating to defocus including these is represented by the following formula (13).

【0114】[0114]

【数20】 [Equation 20]

【0115】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および補正量より、4
次以上の軸対称収差についての補正値が容易に求められ
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、前述したように設定誤差と
して処理される。
As described above, from the quadratic coefficient W 20 and the correction amount of the aberration which is obtained by analyzing the interference fringes and developing the approximation polynomial,
A correction value for an axially symmetric aberration of the following or higher can be easily obtained. The quadratic coefficient W 20 is called a defocus term in the usual fringe analysis method and is processed as a setting error as described above.

【0116】本発明では、ディフォーカスに関しては、
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 (sinθmax )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, regarding defocus,
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 appropriately determined according to various conditions such as the value of the numerical aperture NA 0 (sin θ max ) of the prototype lens 7 and the target measurement accuracy.
The 4th and 6th order is sufficient.

【0117】[ティルトの場合]予め、下記の通り収差
の補正量を求め、この補正量をメモリー15に記憶して
おく。補正量を求めるには、まず、図11に示すよう
に、基準被検物80にティルト(例えば、x方向にティ
ルト)を与えた状態で、原器レンズ7の参照面71で反
射した参照光と基準被検物80の基準球面810で反射
した被検光とを干渉させ干渉縞を得、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、上記
(1)式の近似多項式に展開するとともに、基準球面8
10の被検領域に入射(または基準球面810の被検領
域から出射)する有効な光束の開口数NA0に基づい
て、各項の係数に相当する値(測定値)を求める。
[Case of Tilt] The correction amount of the aberration is calculated in advance as described below, and the correction amount is stored in the memory 15. To obtain the correction amount, first, as shown in FIG. 11, the reference light reflected by the reference surface 71 of the prototype lens 7 in a state where the reference object 80 is tilted (for example, tilted in the x direction). And interference with the test light reflected by the reference spherical surface 810 of the reference test object 80 to obtain interference fringes, fringe analysis is performed, and least squares fitting of the analysis data is performed to develop into an approximate polynomial of the above formula (1). And the reference spherical surface 8
A value (measured value) corresponding to the coefficient of each term is obtained based on the numerical aperture NA 0 of the effective light flux that enters (or exits from the test area of the reference spherical surface 810) the 10 test areas.

【0118】この場合、x方向およびy方向のティルト
によって生じる1次の収差項の係数をそれぞれW11およ
びW12、x方向およびy方向のティルトによって生じる
3次の収差が含まれる項の係数をそれぞれW31およびW
32、x方向およびy方向のティルトによって生じる5次
の収差が含まれる項の係数をそれぞれW51およびW52
する。
In this case, the coefficients of the first-order aberration terms caused by the tilts in the x-direction and the y-direction are W 11 and W 12 , respectively, and the coefficients of the terms including the third-order aberrations caused by the tilts in the x-direction and the y-direction are included. W 31 and W respectively
32 , the coefficients of the terms including the fifth-order aberration caused by the tilts in the x-direction and the y-direction are W 51 and W 52 , respectively.

【0119】ここで、有効な光束が原器レンズ(光学部
材)7に入射するときの光軸73からの最大入射高をh
max 、原器レンズ(光学部材)7の焦点距離をf、原器
レンズ(光学部材)7を透過後の有効な光束の最も外側
の光線と光軸73とのなす角をθmax とした場合、前記
開口数NA0 は、下記式のように表わされる。 NA0 =hmax /f=sinθmax
Here, the maximum incident height from the optical axis 73 when an effective light beam enters the prototype lens (optical member) 7 is h
max , f is the focal length of the prototype lens (optical member) 7, and θ max is the angle between the outermost ray of the effective luminous flux after passing through the prototype lens (optical member) 7 and the optical axis 73. , The numerical aperture NA 0 is expressed by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max

【0120】また、基準被検物80の設置位置を変更し
て、すなわち、ティルトの大きさ△x(△x=0(理想
位置)の場合を含む)を変えて、前記と同様に上記
(1)式の近似多項式に展開するとともに、基準球面8
10の被検領域に入射する有効な光束の開口数NA0
基づいて、各項の係数に相当する値を求める。このよう
にして、基準被検物80についての干渉測定を2ケ所以
上で行う。基準被検物80の設置位置を変更するには、
例えば、光軸73に垂直な方向(x方向)における基準
位置(偏差0の位置)からの基準被検物80の偏差を変
更する。なお、基準被検物80の測定において、原器レ
ンズ7への入射高をh0 、撮像部11の観測面上に形成
される干渉縞45の半径をr0 とする。
Further, the installation position of the reference object 80 is changed, that is, the tilt size Δx (including the case of Δx = 0 (ideal position)) is changed, and the same as the above ( It is expanded to the approximate polynomial of equation (1) and the reference sphere 8
Values corresponding to the coefficients of the respective terms are obtained based on the numerical aperture NA 0 of the effective light beam incident on the 10 test areas. In this way, the interference measurement for the reference object 80 is performed at two or more places. To change the installation position of the reference object 80,
For example, the deviation of the reference object 80 from the reference position (position with zero deviation) in the direction perpendicular to the optical axis 73 (x direction) is changed. In the measurement of the reference object 80, it is assumed that the incident height on the prototype lens 7 is h 0 and the radius of the interference fringes 45 formed on the observation surface of the imaging unit 11 is r 0 .

【0121】次いで、各設定位置における測定値に基づ
いて、上記(1)式の1次の係数W11に対する、3次以
上の奇数次数の係数W31、W51の関係を求める。W11
対するW31、W51にそれぞれ最適にフィットするような
関数を最小2乗法で求め、これを補正量とする。この補
正量の一方は、下記数21に示す(14)式のように、
11とW31との一次関数で表わされる。
Then, based on the measured values at the respective set positions, the relationship between the coefficients W 31 and W 51 of odd orders higher than or equal to the third order with respect to the first order coefficient W 11 of the equation (1) is obtained. A function that best fits W 31 and W 51 with respect to W 11 is obtained by the method of least squares, and this is set as a correction amount. One of the correction amounts is expressed by the following equation (14),
It is represented by a linear function of W 11 and W 31 .

【0122】[0122]

【数21】 [Equation 21]

【0123】この場合、メモリー15には、上記(1
4)式の係数(傾き)a3 および係数(切片)b3 が記
憶され、被検物8の干渉測定の度に、メモリー15から
係数a3 およびb3 が読み出される。また、この補正量
の他方は、下記数22に示す(15)式のように、W11
とW51との一次関数で表わされる。
In this case, the memory 15 stores the above (1
The coefficient (slope) a 3 and the coefficient (intercept) b 3 of the equation 4) are stored, and the coefficient a 3 and b 3 are read from the memory 15 each time the interference measurement of the object 8 is performed. Further, the other of the correction amounts is W 11 as expressed by the following equation (15).
And a linear function of W 51 .

【0124】[0124]

【数22】 [Equation 22]

【0125】この場合、メモリー15には、上記(1
5)式の係数(傾き)a5 および係数(切片)b5 が記
憶され、被検物8の干渉測定の度に、メモリー15から
係数a5 およびb5 が読み出される。
In this case, the memory 15 stores the above (1
The coefficient (slope) a 5 and the coefficient (intercept) b 5 of the equation 5) are stored, and the coefficient a 5 and b 5 are read from the memory 15 each time the interference measurement of the object 8 is performed.

【0126】ここで、原器レンズ7が干渉計2aのレン
ズであるので、上記(14)式および(15)式のb
3 、b5 は、それぞれ、干渉計2a自身の収差である。
このb3 、b5 は、既知の方法(例えば、Brunin
gらの方法)で取り除くことが可能である。従って、補
正量のa3 およびa5 をそれぞれ一定にしたまま、b3
=0、b5 =0とすることもできる。
Here, since the prototype lens 7 is the lens of the interferometer 2a, b in the above equations (14) and (15) is used.
3 and b 5 are aberrations of the interferometer 2a itself.
The b 3 and b 5 are obtained by known methods (for example, Brunin
g) and the like). Therefore, while keeping the correction amounts a 3 and a 5 constant, b 3
It is also possible to set = 0 and b 5 = 0.

【0127】また、基準被検物80として被検物8を用
いた場合には、上記(14)式および(15)式のb
3 、b5 は、それぞれ、干渉計2aの収差と、被検物8
の収差とを示すものである。このb3 、b5 は、既知の
方法(例えば、Bruningらの方法)で、下記数2
3に示す(16)式および(17)式のように、干渉計
2aの収差α3 、α5 と、被検物8の収差β3 、β5
に分離することが可能である。
When the test object 8 is used as the reference test object 80, b in the above equations (14) and (15) is used.
3 and b 5 are the aberration of the interferometer 2a and the object to be inspected 8 respectively.
And the aberration of. These b 3 and b 5 are known methods (for example, the method of Bruning et al.),
It is possible to separate the aberrations α 3 and α 5 of the interferometer 2a and the aberrations β 3 and β 5 of the object 8 to be inspected from the equations (16) and (17) shown in FIG.

【0128】[0128]

【数23】 [Equation 23]

【0129】従って、基準被検物80として被検物8を
用いた場合には、補正量のb3 、b5 から、上記(1
6)式および(17)式における被検物8の収差β3
β5 、すなわち、3次の補正済測定値および5次の補正
済測定値を求めることができる。
Therefore, when the test object 8 is used as the reference test object 80, from the correction amounts b 3 and b 5 , the above (1
Aberration β 3 of the test object 8 in the equations (6) and (17),
β 5 , that is, the third-order corrected measurement value and the fifth-order corrected measurement value can be obtained.

【0130】なお、上記(14)式により得られるW31
からb3 を差し引いた値が、ティルトにより生じる3次
の収差の係数、上記(15)式により得られるW51から
5を差し引いた値が、ティルトにより生じる5次の収
差の係数である。以上、代表的にx方向でのティルトに
ついて述べたが、y方向でのティルトについても前記と
同様に行えばよい。
Note that W 31 obtained by the above equation (14)
The value obtained by subtracting b 3 from is the coefficient of the third-order aberration caused by the tilt, and the value obtained by subtracting b 5 from W 51 obtained by the equation (15) is the coefficient of the fifth-order aberration caused by the tilt. The tilt in the x direction has been described above as a representative, but the tilt in the y direction may be performed in the same manner as described above.

【0131】このようにして、予め、収差の補正量を求
め、この補正量をメモリー15に記憶しておき、被検物
8の干渉測定を行う。被検物8の干渉測定では、図14
に示すように、基準被検物80に換えて被検物8を設置
し、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、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、上記(1)式の近似多項式に展開する
とともに、被検面81の被検領域に入射(または被検面
81の被検領域から出射)する有効な光束の開口数NA
0 に基づいて、各項の係数に相当する値(測定値)を求
める。
In this way, the correction amount of the aberration is obtained in advance, the correction amount is stored in the memory 15, and the interference measurement of the test object 8 is performed. In the interferometric measurement of the test object 8, FIG.
As shown in FIG. 7, the reference object 80 is replaced by the inspection object 8, and the reference light reflected by the reference surface 71 of the prototype lens 7 and the inspection light reflected by the inspection surface 81 of the inspection object 8 By interfering with each other to obtain interference fringes, fringe analysis is performed, and least-squares fitting of the analysis data is performed to develop into an approximate polynomial of the above equation (1) and incident (or to Numerical aperture NA of the effective light beam emitted from the inspection area of the inspection surface 81)
The value (measured value) corresponding to the coefficient of each term is obtained based on 0 .

【0132】ここで、前記基準被検物80の干渉測定と
同様に、有効な光束が原器レンズ(光学部材)7に入射
するときの光軸73からの最大入射高をhmax 、原器レ
ンズ(光学部材)7の焦点距離をf、原器レンズ(光学
部材)7を透過後の有効な光束の最も外側の光線と光軸
73とのなす角をθmax とした場合、前記開口数NA0
は、下記式のように表わされる。 NA0 =hmax /f=sinθmax
Here, as in the case of the interference measurement of the reference object 80, the maximum incident height from the optical axis 73 when the effective light beam enters the standard lens (optical member) 7 is h max , and the standard When the focal length of the lens (optical member) 7 is f and the angle between the outermost ray of the effective light beam after passing through the prototype lens (optical member) 7 and the optical axis 73 is θ max , the numerical aperture is NA 0
Is represented by the following equation. NA 0 = h max / f = sin θ max

【0133】この被検物8の測定においては、測定範
囲、すなわち原器レンズ7への入射高h1 を予め決めて
おく。そして、入射高h1 において撮像部11の観測面
上に形成される干渉縞47の半径をr1 とし、r1 /r
0 =h1 /h0 =sとおく。
In the measurement of the object 8 to be inspected, the measurement range, that is, the height of incidence h 1 on the prototype lens 7 is determined in advance. The radius of the interference fringes 47 formed on the observation surface of the imaging unit 11 at the incident height h 1 is r 1 and r 1 / r
It is assumed that 0 = h 1 / h 0 = s.

【0134】ここで、入射高がh1 のときの1次、3次
および5次の収差の係数を、それぞれ、G、HおよびI
とし、各係数G、HおよびIをそれぞれ、入射高がh0
のときの1次、3次および5次の収差の係数W11
31、W51と、前記sとで表わすと、下記数24示す
(18)、(19)および(20)式のように表わされ
る。
Here, the coefficients of the 1st, 3rd and 5th order aberrations when the incident height is h 1 are G, H and I, respectively.
And each of the coefficients G, H, and I has an incident height h 0.
The coefficient W 11 of the first-, third-, and fifth-order aberrations at
When represented by W 31 , W 51 and s, they are represented by the following equations (18), (19) and (20).

【0135】[0135]

【数24】 [Equation 24]

【0136】従って、上記(14)式を、係数Gおよび
Hを用いて書き換えると、下記数25に示す(21)式
のように表わされる。
Therefore, when the above equation (14) is rewritten using the coefficients G and H, it can be expressed as the following equation (21).

【0137】[0137]

【数25】 [Equation 25]

【0138】上記(21)式が、被検物8を入射高h1
で測定した場合において、ティルトによって発生する3
次の収差の係数と、干渉計2a自体の3次の収差の係数
とを求める式、すなわち、3次の収差の係数の補正値を
求める式である。同様に、上記(15)式を、係数Gお
よびIを用いて書き換えると、下記数26に示す(2
2)式のように表わされる。
According to the above equation (21), the incident height h 1 on the test object 8 is
3 caused by tilt when measured at 3
This is an expression for obtaining the coefficient of the next aberration and the coefficient of the third-order aberration of the interferometer 2a itself, that is, an expression for obtaining the correction value of the coefficient of the third-order aberration. Similarly, when the above equation (15) is rewritten using the coefficients G and I, the following equation 26 is obtained (2
It is expressed as in equation (2).

【0139】[0139]

【数26】 [Equation 26]

【0140】上記(22)式が、被検物8を入射高h1
で測定した場合において、ティルトによって発生する5
次の収差の係数と、干渉計2a自体の5次の収差の係数
とを求める式、すなわち、5次の収差の係数の補正値を
求める式である。
According to the above equation (22), the incident height h 1 on the test object 8 is
Generated by tilt when measured at 5
This is an expression for obtaining the coefficient of the next aberration and the coefficient of the fifth-order aberration of the interferometer 2a itself, that is, an expression for obtaining the correction value of the coefficient of the fifth-order aberration.

【0141】本実施例では、上記(21)、(22)式
により補正値を求め、被検物8の測定値から前記補正値
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。すなわち、被検物8の3次の測定値を
31’、1次の測定値をW11’とした場合、3次の補正
済測定値W31”は、下記数27に示す(23)式から求
まる。
In the present embodiment, the correction value is obtained by the equations (21) and (22), and the correction value is subtracted from the measurement value of the object 8 to obtain an accurate corrected measurement result (corrected measurement value). ) Get. That is, assuming that the third-order measured value of the test object 8 is W 31 ′ and the first-order measured value is W 11 ′, the third-order corrected measured value W 31 ″ is shown in the following Expression 27 (23). Obtained from the formula.

【0142】[0142]

【数27】 [Equation 27]

【0143】また、被検物8の5次の測定値をW51’、
1次の測定値をW11’とした場合、5次の補正済測定値
51”は、下記数28に示す(24)式から求まる。
Further, the fifth measured value of the test object 8 is W 51 ',
When the primary measurement value is W 11 ′, the fifth-order corrected measurement value W 51 ″ is obtained from the equation (24) shown in the following Expression 28.

【0144】[0144]

【数28】 [Equation 28]

【0145】なお、7次以上の奇数次数の収差の係数
(測定値)を補正する場合にも前記と同様にして、基準
被検物80の測定値に基づいて補正量を求め、この補正
量から7次以上の奇数次数の収差の補正値を求め、縞解
析により求めた値から前記補正値を差し引く。
When correcting the coefficients (measured values) of the aberrations of the odd orders of 7th and higher, the correction amount is obtained based on the measured value of the reference object 80 in the same manner as described above. A correction value for an odd-order aberration of 7th order or more is calculated from the above, and the correction value is subtracted from the value calculated by the fringe analysis.

【0146】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1次の係数W11および補正量より、3
次以上の奇数次数の収差についての補正値が容易に求め
られる。
As described above, from the first-order coefficient W 11 of the aberration and the correction amount, which are obtained by analyzing the interference fringes and developing the approximation polynomial, 3
A correction value for an odd-order aberration equal to or higher than the order can be easily obtained.

【0147】なお、前記1次の係数W11は、通常の縞解
析法ではティルト項と呼ばれ、前述したように光軸に垂
直な方向(x方向)の設定誤差として処理される。以
上、代表的にx方向について述べたが、y方向について
も前記と同様に行えばよい。
The first-order coefficient W 11 is called a tilt term in the usual fringe analysis method, and is processed as a setting error in the direction (x direction) perpendicular to the optical axis as described above. Although the x direction has been representatively described above, the y direction may be similar to the above.

【0148】以上、3次および5次の係数の補正につい
て代表的に説明したが、これらを含むティルトに関する
補正式の一般式は、下記数29に示す(25)式のよう
に表わされる。
The correction of the third-order and fifth-order coefficients has been described above as a representative, but the general formula of the correction formula relating to the tilt including them is represented by the formula (25) shown in the following formula 29.

【0149】[0149]

【数29】 [Equation 29]

【0150】本発明では、ティルトに関しては、前述し
たように、縞解析により求めた3次以上の奇数次数の収
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 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、
3、5次程度で十分である。
In the present invention, as to the tilt, as described above, the aberrations of the third and higher order odd numbers obtained by the fringe analysis are corrected. In this case, the order of the aberration to be corrected is appropriately determined according to various conditions such as the value of the numerical aperture NA 0 of the prototype lens 7 and the target measurement accuracy.
A third or fifth order is sufficient.

【0151】なお、原器レンズ7の開口数NA0 の値が
大きい場合には、ディフォーカスおよびティルトによっ
て生じる収差がそれぞれ大きくなるので、ディフォーカ
スおよびティルトによる測定値への影響はそれぞれより
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(比較的明るい集光レンズを用
いた場合)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、より高精度の補正済測定値が得られ
る。
When the numerical aperture NA 0 of the prototype lens 7 is large, the aberrations caused by the defocus and the tilt are large, so that the influence of the defocus and the tilt on the measured value is large. However, according to the present invention, even when the value of NA 0 of the prototype lens 7 is large (when a relatively bright condenser lens is used), for example, by increasing the order of aberration to be corrected, More accurate corrected measurement values are obtained.

【0152】また、前記メモリー15として不揮発性メ
モリーを用いれば、干渉測定装置1aの電源を切っても
記憶された補正量またはそれに関するデータは消去され
ないので、一度求めた補正量を被検物8の干渉測定の度
に利用できるといった利点を有する。
If a non-volatile memory is used as the memory 15, the stored correction amount or data related thereto is not erased even when the power of the interference measuring device 1a is turned off. It has the advantage that it can be used for each interferometric measurement.

【0153】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2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(厳密に設定誤差のない位置に合わ
せる必要はない)。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. 2, 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 object 8 to be inspected is moved and set at a predetermined position (it is not necessary to strictly set it to a position having no setting error). In this case, for example, by irradiating light from the light source 3 and confirming it with a monitor device (not shown), so that interference fringes appear, that is, the condensing point 75 of the prototype lens 7,
The test object 8 is arranged so that the center of curvature 85 of the test object 8 is substantially coincident.

【0154】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。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 emitted from the light source 3 in the interference measuring apparatus 1a passes through the objective lens 4 and the collimating 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. The light transmitted through the half mirror 6 is incident on the prototype lens 7, and when transmitted through the prototype 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. The rest is reflected by the reference surface 71.

【0155】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 partially reflected by the half mirror 6 toward the observation lens 10 side. This reflected light is
It reaches the CCD 17 of the image pickup section 11 through the observation lens 10 and becomes reference light.

【0156】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に入射された光
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10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 on 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 passes through the prototype lens 7 to become parallel light again, and further enters the half mirror 6, and a part of the light is reflected by the half mirror 6 toward the observation lens 10 side. This reflected light reaches the CCD 17 of the image pickup section 11 through the observation lens 10 and becomes the test light.

【0157】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, so that an image is picked up. Interference fringes are formed on the CCD 17 of the unit 11.

【0158】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).

【0159】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り、ティルトが
ある場合には干渉縞が等ピッチの平行な直線群となる
(正弦条件が満たされていないと若干形が変わる)。
A monitor device (not shown) performs a 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 the image. When there is defocus, the interference fringes become concentric circles, and when there is tilt, the interference fringes become a group of straight lines with equal pitch (the shape changes slightly if the sine condition is not satisfied). .

【0160】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やティルトにより生
じる収差を含んだ波面収差)を算出するとともに、予め
求めてある収差の補正量に基づいて、前述した所定の補
正を行う。
As described above, the calculating means 13 drives the prototype lens 7 by the driving means 711 by means of 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 (aberration due to the surface shape of the test surface 81 and aberrations caused by defocus or tilt) is calculated from the discrete wavefront aberration values obtained by the fringe analysis by calculation such as least square fitting. Is calculated, and the above-described predetermined correction is performed based on the correction amount of the aberration that is obtained in advance.

【0161】次に、補正量の求め方と、被検物8の被検
面81の収差の算出および補正の方法とについて、ディ
フォーカスの場合には、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、ティルトの場合には、3次以上の奇数次数の収差の
うち、代表的に3次および5次の収差のみを補正する場
合をそれぞれ説明する。
Next, regarding the method of obtaining the correction amount and the method of calculating and correcting the aberration of the surface 81 to be inspected of the object 8, in the case of defocusing, among the aberrations of even-numbered orders of 4 or more. In the case of correcting only the 4th and 6th order aberrations, in the case of tilt, of the case of correcting only the 3rd and 5th order aberrations among the 3rd and higher order odd order aberrations, Each will be explained.

【0162】図15および図16は、ディフォーカスに
ついての補正量を求める際の干渉測定装置1aの動作
と、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の動作とを示すフローチャートである。以下、
ディフォーカスの場合はこのフローチャートを説明す
る。
FIGS. 15 and 16 show the operation of the interferometer 1a for obtaining the correction amount for the defocus and the case where the aberration of the surface 81 to be inspected of the object 8 is measured. It is a flowchart which shows operation | movement of the interference measurement apparatus 1a at the time of correct | amending only 6th-order aberration. Less than,
In the case of defocus, this flowchart will be described.

【0163】まず、作業者が、基準被検物80を干渉測
定装置1aにセットする(ステップ101)。次いで、
基準被検物80にディフォーカスを与える(ステップ1
03)。すなわち、ディフォーカスの大きさ△zを変更
する。次いで、干渉測定装置1aの干渉計2aにより基
準被検物80の基準球面810の形状測定を開始する
(ステップ104)。
First, the operator sets the reference object 80 on the interference measuring apparatus 1a (step 101). Then
Defocus is applied to the reference object 80 (step 1
03). That is, the magnitude of defocus Δz is changed. Next, the interferometer 2a of the interferometer 1a starts measuring the shape of the reference spherical surface 810 of the reference object 80 (step 104).

【0164】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、W22、W31、W32、W40、W51、W
52、W60・・・をそれぞれ算出する(ステップ10
5)。なお、前記の算出されたW11、W12、W20
22、W31、W32、W40、W51、W52、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 equation (1), that is,
W 11 , W 12 , W 20 , W 22 , W 31 , W 32 , W 40 , W 51 , W
52 , W 60 ... Are calculated (step 10).
5). In addition, the calculated W 11 , W 12 , W 20 ,
The measured values are W 22 , W 31 , W 32 , W 40 , W 51 , W 52 , W 60, ...

【0165】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106)。ステ
ップ103〜106を繰り返し実行する。例えば、測定
点を3点にする場合には、ステップ103〜106を3
回実行する。
Then, each of the measured values is stored in a predetermined area of the memory 15 (step 106). Repeat steps 103 to 106. For example, when the number of measurement points is 3, the steps 103 to 106 are 3 times.
Executes once.

【0166】次いで、各△zに対するW20とW40の関係
およびW20とW60の関係を示す補正量をそれぞれ求める
(ステップ108)。すなわち、上記(2)式および
(3)式を求める。次いで、前記各補正量の係数a4
4 、a6 およびb6 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109)。
Next, the correction amount indicating the relationship between W 20 and W 40 and the relationship between W 20 and W 60 for each Δz is obtained (step 108). That is, the equations (2) and (3) are obtained. Next, the coefficient a 4 of each correction amount,
Each of b 4 , a 6 and b 6 is stored in a predetermined area of the memory 15 (step 109).

【0167】次いで、作業者が、基準被検物80に換え
て被検物8を干渉測定装置1aにセットする(ステップ
110)。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111)。
Next, the worker sets the test object 8 in place of the reference test object 80 in the interference measuring apparatus 1a (step 110). Then, the interferometer 2a of the interferometer 1a starts measuring the shape of the surface 81 to be inspected of the object 8 (step 111).

【0168】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、W22、W31、W32、W40、W51、W
52、W60・・・に相当する係数W11’、W12’、
20’、W22’、W31’、W32’、W40’、W51’、W
52’、W60’・・・をそれぞれ算出する(ステップ11
2)。なお、前記の算出されたW11’、W12’、
20’、W22’、W31’、W32’、W40’、W51’、W
52’、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 the value corresponding to the coefficient of each term in the above equation (1), that is,
W 11 , W 12 , W 20 , W 22 , W 31 , W 32 , W 40 , W 51 , W
52 , W 60 ... Coefficients W 11 ', W 12 ',
W 20 ', W 22', W 31 ', W 32', W 40 ', W 51', W
52 ', W 60 ' ... are calculated (step 11)
2). In addition, the calculated W 11 ′, W 12 ′,
W 20 ', W 22', W 31 ', W 32', W 40 ', W 51', W
52 ', W 60 ' ... are measured values.

【0169】次いで、演算手段13は、前記補正量に基
づいて収差補正を行う(ステップ113)。すなわち、
上記(11)式に、前記W20’、W40’、a4 、b4
よびsを代入して、4次の収差の係数W40’を補正し、
4次の補正済測定値W40”を得る。
Then, the calculation means 13 corrects the aberration based on the correction amount (step 113). That is,
Substituting the above W 20 ′, W 40 ′, a 4 , b 4 and s into the above equation (11), the coefficient W 40 ′ of the fourth-order aberration is corrected,
A fourth-order corrected measurement value W 40 ″ is obtained.

【0170】また、上記(12)式に、前記W20’、W
60’、a6 、b6 およびsを代入して、6次の収差の係
数W60’を補正し、6次の補正済測定値W60”を得る。
このようにして、4次および6次の補正済測定値、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、このようなディフォーカスに関す
る補正は、軸対称な収差のみについて行う。
Further, in the above equation (12), W 20 ′, W
By substituting 60 ′, a 6 , b 6 and s, the coefficient W 60 ′ of the 6th-order aberration is corrected, and the corrected measured value W 60 ″ of the 6th-order is obtained.
In this way, corrected measurement values of the 4th and 6th orders, that is, the 4th and 6th order aberrations in the absence of defocus, are obtained. It should be noted that such correction related to defocus is performed only for axially symmetric aberrations.

【0171】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114)。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。
Next, the amount of aberration is displayed for each order of aberration (step 114). 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.

【0172】図17および図18は、ティルトについて
の補正量を求める際の干渉測定装置1aの動作と、被検
物8の被検面81の収差測定を行う場合であって、3次
および5次の収差のみを補正する際の干渉測定装置1a
の動作とを示すフローチャートである。以下、ティルト
の場合はこのフローチャートを説明する。
17 and 18 show the operation of the interferometer 1a for obtaining the correction amount for the tilt and the case where the aberration of the surface 81 to be inspected of the object 8 is measured. Interferometer 1a for correcting only the following aberrations
3 is a flowchart showing the operation of FIG. In the case of tilt, this flowchart will be described below.

【0173】まず、作業者が、基準被検物80を干渉測
定装置1aにセットする(ステップ301)。次いで、
基準被検物80にティルトを与える(ステップ30
3)。すなわち、ティルトの大きさ△xを変更する。次
いで、干渉測定装置1aの干渉計2aにより基準被検物
80の基準球面810の形状測定を開始する(ステップ
304)。
First, the operator sets the reference object 80 on the interference measuring apparatus 1a (step 301). Then
Tilt the reference object 80 (step 30).
3). That is, the tilt size Δx is changed. Next, the interferometer 2a of the interferometer 1a starts measuring the shape of the reference spherical surface 810 of the reference object 80 (step 304).

【0174】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、W22、W31、W32、W40、W51、W
52、W60・・・をそれぞれ算出する(ステップ30
5)。なお、前記の算出されたW11、W12、W20
22、W31、W32、W40、W51、W52、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 the value corresponding to the coefficient of each term in the above equation (1), that is,
W 11 , W 12 , W 20 , W 22 , W 31 , W 32 , W 40 , W 51 , W
52 , W 60 ... Are calculated (step 30).
5). In addition, the calculated W 11 , W 12 , W 20 ,
The measured values are W 22 , W 31 , W 32 , W 40 , W 51 , W 52 , W 60, ...

【0175】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306)。ステ
ップ303〜306を繰り返し実行する。例えば、測定
点を3点にする場合には、ステップ303〜306を3
回実行する。
Then, the measured values are stored in predetermined areas of the memory 15 (step 306). Repeat steps 303 to 306. For example, if the number of measurement points is three, steps 303 to 306 are set to three.
Executes once.

【0176】次いで、各ティルトにおける測定値から、
11に対するW31の関係およびW11に対するW51の関係
を示す補正量をそれぞれ求める(ステップ308)。す
なわち、上記(14)式および(15)式を求める。次
いで、前記各補正量の係数a3 、b3 、a5 およびb5
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309)。y方向についても前記x方向と同様に、
ステップ309までを行う。
Next, from the measured values at each tilt,
Correction amounts indicating the relationship of W 31 with respect to W 11 and the relationship of W 51 with respect to W 11 are obtained (step 308). That is, the above equations (14) and (15) are obtained. Then, the coefficients a 3 , b 3 , a 5 and b 5 of the respective correction amounts
Are stored in predetermined areas of the memory 15 (step 309). Also in the y direction, as in the x direction,
Perform steps up to step 309.

【0177】次いで、作業者が、基準被検物80に換え
て被検物8を干渉測定装置1aにセットする(ステップ
310)。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311)。
Next, the worker sets the test object 8 in place of the reference test object 80 in the interference measuring apparatus 1a (step 310). Then, the shape measurement of the surface 81 to be inspected of the object 8 is started by the interferometer 2a of the interference measuring apparatus 1a (step 311).

【0178】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、W22、W31、W32、W40、W51、W
52、W60・・・に相当する係数W11’、W12’、
20’、W22’、W31’、W32’、W40’、W51’、W
52’、W60’・・・をそれぞれ算出する(ステップ31
2)。なお、前記の算出されたW11’、W12’、
20’、W22’、W31’、W32’、W40’、W51’、W
52’、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 the value corresponding to the coefficient of each term in the above equation (1), that is,
W 11 , W 12 , W 20 , W 22 , W 31 , W 32 , W 40 , W 51 , W
52 , W 60 ... Coefficients W 11 ', W 12 ',
W 20 ', W 22', W 31 ', W 32', W 40 ', W 51', W
52 ', W 60 ' ... are calculated (step 31)
2). In addition, the calculated W 11 ′, W 12 ′,
W 20 ', W 22', W 31 ', W 32', W 40 ', W 51', W
52 ', W 60 ' ... are measured values.

【0179】次いで、演算手段13は、前記補正量に基
づいて収差補正を行う(ステップ313)。すなわち、
上記(23)式に、前記W11’、W31’、a3 、b3
よびsを代入して、3次の収差の係数W31’を補正し、
3次の補正済測定値W31”を得る。
Then, the calculating means 13 performs aberration correction based on the correction amount (step 313). That is,
Substituting the W 11 ′, W 31 ′, a 3 , b 3 and s into the equation (23), the coefficient W 31 ′ of the third-order aberration is corrected,
A third-order corrected measurement value W 31 ″ is obtained.

【0180】また、上記(24)式に、前記W11’、W
51’、a5 、b5 およびsを代入して、5次の収差の係
数W51’を補正し、5次の補正済測定値W51”を得る。
このようにして、3次および5次の補正済測定値、すな
わち、ティルトがない場合の3次および5次の収差が得
られる。なお、このようなティルトに関する補正は、奇
数次の収差にのみについて行う。y方向についても前記
x方向と同様にして補正を行う。
Further, in the above equation (24), W 11 ′, W
51 ', by substituting a 5, b 5 and s, the coefficient W 51 of fifth order aberration' is corrected to obtain a "fifth-order corrected measured value W 51.
In this way, the corrected measurement values of the 3rd and 5th orders, that is, the 3rd and 5th order aberrations in the absence of tilt are obtained. Note that such a tilt correction is performed only for odd-order aberrations. The y direction is also corrected in the same manner as the x direction.

【0181】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314)。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。
Next, the amount of aberration is displayed for each aberration of each order (step 314). 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.

【0182】次に、本発明の干渉測定装置の第2実施例
を説明する。図19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
1b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)
23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。この場合の参照光と被検光と
の間の位相差は、レンズの波面収差に対応する。
Next, a second embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 19 is a diagram schematically showing a second embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. The interference measuring apparatus 1b shown in the figure uses a Fizeau interferometer like the interference measuring apparatus 1a described above, and the object to be measured is a lens (lens to be measured).
23, which is a device in the case where the lens 23 to be inspected also serves as a condensing optical member. The phase difference between the reference light and the test light in this case corresponds to the wavefront aberration of the lens.

【0183】この干渉測定装置1bの場合には、集光レ
ンズが測定の度に変わるので(被検物のため)、補正量
をその都度求める必要があるが、レンズの種類が同じで
あれば概ね正弦条件等の性能は同じとみて、基準被検物
(図示せず)を被検レンズ23の位置に設置して、干渉
測定を行い補正量を求める。
In the case of this interference measuring apparatus 1b, since the condenser lens changes every measurement (because of the object to be inspected), it is necessary to obtain the correction amount each time, but if the lens type is the same. Assuming that performances such as sine conditions are almost the same, a reference object (not shown) is installed at the position of the lens 23 to be inspected, and interference measurement is performed to obtain a correction amount.

【0184】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 device 1b includes a Fizeau interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2b, an image pickup unit 28 which is an interference fringe detecting means, and 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. 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.

【0185】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、図示しない調整量制御手段と、観測レンズ27と
を有している。
The interferometer 2b in the interference measuring apparatus 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, an adjustment amount control means (not shown), and an observation lens 27.

【0186】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、調整量制御手段および観測レンズ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、調整量制御手段43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,
Moving means 25, adjustment amount control means and observation lens 27
Have the same configurations as the light source 3, the objective lens 4, the collimator lens 5, the half mirror 6, the moving means 9, the adjustment amount control means 43, and the observation lens 10 of the interferometer 2a, respectively, and therefore description thereof will be omitted.

【0187】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。
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.

【0188】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。補正量を求める場
合に設置される基準被検物としては、被検レンズの設計
性能を有するレンズを用いる。
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. A lens having the design performance of the lens to be inspected is used as the reference object to be installed when obtaining the correction amount.

【0189】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や基準被検物を光軸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2
3や基準被検物を所定の位置に設置する。
In the case of the interference measuring apparatus 1b having such a structure, 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 and the reference object to be inspected are moved in the direction of the optical axis 26 and in the direction perpendicular to the optical axis 26 by moving means (not shown), and
3 and the reference test object are installed at predetermined positions.

【0190】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に入射され、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 is incident on the half mirror 21, and a part of the parallel light passes through the half mirror 21.

【0191】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。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 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 plane 2 of the flat prototype 22.
It reflects at 21. 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.

【0192】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.

【0193】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(例えば、補正
量の求め方、補正の方法等)については、それぞれ、前
記干渉測定装置1aと同様である。
Hereinafter, the operations of the image pickup unit 28, the image processing device, the calculation means, the monitor device, and the memory (for example, how to obtain the correction amount, the correction method, etc.) are the same as those of the interference measuring device 1a. .

【0194】この干渉測定装置1bでは、基準被検物の
干渉測定の際は、基準被検物に入射する有効な光束の光
軸26からの最大入射高をhmax 、基準被検物の焦点距
離をf、有効な光束の基準被検物による集束光の最も外
側の光線と光軸26とのなす角をθmax とし、被検レン
ズ(被検物)23の干渉測定の際は、被検レンズ(被検
物)23に入射する有効な光束の光軸26からの最大入
射高をhmax 、被検レンズ(被検物)23の焦点距離を
f、有効な光束の被検レンズ(被検物)23による集束
光の最も外側の光線と光軸26とのなす角をθmax とし
た場合、それぞれ、開口数NA0 は、下記式のように表
わされ、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。 NA0 =hmax /f=sinθmax
In this interference measuring apparatus 1b, when performing interference measurement of the reference object, the maximum incident height from the optical axis 26 of the effective light beam incident on the reference object is h max , and the focus of the reference object is Let f be the distance and θ max be the angle between the outermost light beam of the focused light of the effective test light beam and the optical axis 26. When measuring the interference of the lens (test object) 23 under test, The maximum incident height from the optical axis 26 of the effective luminous flux incident on the inspection lens (inspection object) 23 is h max , the focal length of the inspected lens (inspection object) 23 is f, and the inspected lens of the effective luminous flux ( When the angle between the outermost ray of the focused light by the object 23) and the optical axis 26 is θ max , the numerical aperture NA 0 is expressed by the following equations, respectively, and is based on this NA 0 . Then, similar to the interference measuring apparatus 1a described above, a predetermined calculation is performed. NA 0 = h max / f = sin θ max

【0195】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の曲率および基準被検物等を適宜変更す
ればよい。また、有効な光束の基準被検物または被検物
による発散光の最も外側の光線と光軸26とのなす角
が、前記θmax である。
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 interference measuring apparatus 1b, the curvature of the reflecting mirror 24, the reference test object, and the like may be changed appropriately. Further, the angle formed between the optical axis 26 and the outermost light beam of the divergent light from the reference test object or the test object of the effective luminous flux is θ max .

【0196】次に、本発明の干渉測定装置の第3実施例
を説明する。図20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。この干渉測定装置1cの
場合には、干渉測定装置1aと同様、基準被検物(図示
せず)を、被検物38の位置に設置して、干渉測定を行
い補正量を求める。
Next, a third embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 20 is a diagram schematically showing a third embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. In the case of this interference measuring device 1c, a reference object (not shown) is installed at the position of the object 38, and interference measurement is performed to obtain a correction amount, as in the case of the interference measuring device 1a.

【0197】同図に示す干渉測定装置1c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。
An interferometer 1c shown in the figure comprises a Twyman-Green interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2c,
The imaging unit 41, which is an interference fringe detection unit, and an A / D (not shown)
The image processing apparatus includes a converter and an image memory, an arithmetic unit, a monitor unit, and a memory that is a storage unit.

【0198】この場合、干渉測定装置1cの撮像部4
1、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1
1、画像処理装置12、演算手段13、モニター装置1
4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。また、干渉測定装置1cの基準被検物は、前記干
渉測定装置1aの基準被検物80と同じ構成であるので
説明を省略する。
In this case, the image pickup section 4 of the interference measuring apparatus 1c
1. The image processing device, the computing means, the monitor device, and the memory are respectively the image pickup unit 1 of the interference measurement device 1a.
1, image processing device 12, calculation means 13, monitor device 1
4 and the memory 15 have the same configuration, the description thereof will be omitted. Further, the reference object of the interference measuring apparatus 1c has the same configuration as the reference object 80 of the interference measuring apparatus 1a, and therefore its explanation is omitted.

【0199】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、図示しない
調整量制御手段と、観測レンズ40とを有している。
The interferometer 2c in the interference measuring device 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, a condensing lens 36 as a condensing optical member, and an object 38 that also serves as a reflecting member. Optical axis 37 direction of lens 36 and optical axis 37
It has a moving unit 39 that can move in a direction perpendicular to the direction, an adjustment amount control unit (not shown), and an observation lens 40.

【0200】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、調整
量制御手段、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、調整量制御手段43、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。
In this case, the light source 30, the objective lens 31, the collimator lens 32, the moving means 39, the adjustment amount control means, the observation lens 40 and the object 38 of the interferometer 2c are the light source 3, Since the objective lens 4, the collimator lens 5, the moving unit 9, the adjustment amount control unit 43, the observation lens 10 and the object 8 have the same configuration, the description thereof will be omitted.

【0201】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.

【0202】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や基準被検物を
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や基準被検物を所定の位置に設置する。
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。
In the case of the interference measuring apparatus 1c having such a structure, the moving means 39 moves the test object 38 and the reference test object in the optical axis 37 direction and in the direction perpendicular to the optical axis 37 to move the object to be measured. The inspection object 38 and the reference inspection object are installed at predetermined positions.
The light emitted from the light source 30 in the interference measuring device 1c passes through the objective lens 31 and the collimator lens 32 in order, and becomes parallel light expanded to a desired light beam diameter.

【0203】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。
This parallel light enters the beam splitter 33, and a part of the parallel light passes through the beam splitter 33.
The remaining portion is reflected by the beam splitter 33 toward the reference surface 341.

【0204】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.

【0205】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 that has passed through the collimator lens 32 and further through the beam splitter 33 enters the condenser lens 36, passes through the condenser lens 36 and is once condensed, 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.

【0206】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(例えば、補正
量の求め方、補正の方法等)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。
Hereinafter, the operations of the image pickup unit 41, the image processing device, the calculation means, the monitor device, and the memory (for example, how to obtain the correction amount, the correction method, etc.) are the same as those of the interference measuring device 1a. Illustration and description are omitted.

【0207】次に、本発明の干渉測定装置の第4実施例
を説明する。図21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。この干渉測定装置1dの
場合には、干渉測定装置1aと同様、基準被検物(図示
せず)を、被検物59の位置に設置して、干渉測定を行
い補正量を求める。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)2
dと、干渉縞検出手段である撮像部62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。
Next, a fourth embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention will be described. FIG. 21 is a diagram schematically showing a fourth embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention. In the case of this interference measuring apparatus 1d, a reference test object (not shown) is installed at the position of the test object 59 as in the case of the interference measuring apparatus 1a, and interference measurement is performed to obtain a correction amount. An interferometer 1d shown in the figure is a Twyman-Green interferometer (hereinafter referred to as an interferometer) 2
d, an image pickup unit 62 that is an interference fringe detection unit, an image processing device that includes an A / D converter and an image memory (not shown), a calculation unit, a monitor device, and a memory that is a storage unit. .

【0208】この場合、干渉測定装置1dの撮像部6
2、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1
1、画像処理装置12、演算手段13、モニター装置1
4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。また、干渉測定装置1dの基準被検物は、前記干
渉測定装置1aの基準被検物80と同じ構成であるので
説明を省略する。
In this case, the image pickup section 6 of the interference measuring apparatus 1d
2. The image processing device, the calculation means, the monitor device, and the memory are respectively the image pickup unit 1 of the interference measurement device 1a.
1, image processing device 12, calculation means 13, monitor device 1
4 and the memory 15 have the same configuration, the description thereof will be omitted. Further, the reference object of the interference measuring device 1d has the same configuration as the reference object 80 of the interference measuring device 1a, and therefore its explanation is omitted.

【0209】干渉測定装置1dにおける干渉計2dは、
光源51と、対物レンズ52と、コリメートレンズ53
と、ビームスプリッター54と、参照部材である反射鏡
55と、反射鏡55を駆動させる駆動系56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)
57と、反射部材を兼ねる被検物59を発散レンズ57
の光軸58方向および光軸58に垂直な方向に移動し得
る移動手段60と、図示しない調整量制御手段と、観測
レンズ61とを有している。
The interferometer 2d in the interference measuring device 1d is
Light source 51, objective lens 52, collimator lens 53
A beam splitter 54, a reflecting mirror 55 as a reference member, a drive system 56 for driving the reflecting mirror 55, and a diverging lens as a diverging optical member (a lens having negative power).
57 and a test object 59 that also serves as a reflecting member
It has a moving means 60 that can move in the direction of the optical axis 58 and a direction perpendicular to the optical axis 58, an adjustment amount control means (not shown), and an observation lens 61.

【0210】この場合、干渉計2dの光源51、対物レ
ンズ52、コリメートレンズ53、移動手段60、調整
量制御手段、観測レンズ61および被検物59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、調整量制御手段43、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。
In this case, the light source 51 of the interferometer 2d, the objective lens 52, the collimator lens 53, the moving means 60, the adjustment amount control means, the observation lens 61 and the object 59 are respectively the light source 3 of the interferometer 2a, Since the objective lens 4, the collimator lens 5, the moving unit 9, the adjustment amount control unit 43, the observation lens 10 and the object 8 have the same configuration, the description thereof will be omitted.

【0211】干渉計2dにおける反射鏡55の反射面、
すなわち反射鏡55におけるビームスプリッター54の
対向面は、参照面551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55を
駆動する駆動系56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57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 55 in the interferometer 2d,
That is, the facing surface of the beam splitter 54 in the reflecting mirror 55 constitutes a reference surface 551. Further, in order to use the phase shift method or the like for the fringe analysis, for example, a piezo element or the like is used in the drive system 56 that drives the reflecting mirror 55. An aplanatic lens is used as the diverging lens 57 in the interferometer 2d.

【0212】このような構成の干渉測定装置1dの場合
には、移動手段60により、被検物59や基準被検物を
光軸58方向および光軸58に垂直な方向に移動させ
て、被検物59や基準被検物を所定の位置に設置する。
干渉測定装置1dにおいて光源51から出射された光
は、対物レンズ52およびコリメートレンズ53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54に入射し、その一部は
ビームスプリッター54を透過し、その残部はビームス
プリッター54で参照面551側に反射する。
In the case of the interference measuring apparatus 1d having such a structure, the moving means 60 moves the test object 59 and the reference test object in the direction of the optical axis 58 and in the direction perpendicular to the optical axis 58 to move the object to be measured. The inspection object 59 and the reference inspection object are installed at predetermined positions.
The light emitted from the light source 51 in the interference measurement device 1d passes through the objective lens 52 and the collimator lens 53 in order, and becomes parallel light expanded to a desired light beam diameter. The parallel light enters the beam splitter 54, a part of the parallel light passes through the beam splitter 54, and the remaining part is reflected by the beam splitter 54 toward the reference surface 551 side.

【0213】前記ビームスプリッター54で反射した光
は、参照面551に照射され、この参照面551で反射
し、再度、ビームスプリッター54に入射し、その一部
はビームスプリッター54を透過する。この透過光は、
観測レンズ61を経て撮像部62の固体撮像素子(CC
D)63上に到り、参照光となる。一方、前記コリメー
トレンズ53を透過してさらにビームスプリッター54
を透過した光は、発散レンズ57に入射する。発散レン
ズ57を透過した発散光は、被検物59の被検面591
に照射され、この被検面591で反射する。被検面59
1で反射した光は、元来た経路を戻り発散レンズ57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
54に入射し、その一部はビームスプリッター54で観
測レンズ61側に反射する。この反射光は、観測レンズ
61を経て撮像部62のCCD63上に到り、被検光と
なる。
The light reflected by the beam splitter 54 is applied to the reference surface 551, reflected by the reference surface 551, and incident on the beam splitter 54 again, and a part of the light passes through the beam splitter 54. This transmitted light is
Through the observation lens 61, the solid-state image sensor (CC
D) It reaches above 63 and becomes the reference light. On the other hand, the beam splitter 54 is transmitted through the collimator lens 53.
The light that has passed through enters the divergent lens 57. The divergent light transmitted through the diverging lens 57 is the surface 591 to be inspected of the object 59 to be inspected.
And is reflected by the surface 591 to be inspected. Test surface 59
The light reflected by 1 returns to the original path, passes through the divergence lens 57, becomes parallel light again, and is incident on the beam splitter 54. Part of the light is reflected by the beam splitter 54 toward the observation lens 61 side. This reflected light reaches the CCD 63 of the image pickup section 62 through the observation lens 61 and becomes the test light.

【0214】以下、撮像部62、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(例えば、補正
量の求め方、補正の方法等)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。
Hereinafter, the operations of the image pickup unit 62, the image processing device, the calculation means, the monitor device, and the memory (for example, how to obtain the correction amount, the correction method, etc.) are the same as those of the interference measuring device 1a. Illustration and description are omitted. The interference measuring apparatus 1d having such a configuration is used for measuring an object to be inspected having a concave surface having a relatively large curvature radius.

【0215】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、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, Twyman-Green type interferometers 2c and 2d are used, but the interferometer in the present invention is not limited to these.
In addition, the interferometer may be configured using various interferometers.

【0216】また、前記各実施例では、補正量を求める
場合(基準被検物の測定)には、干渉計の集光光学部材
または発散光学部材として、アプラナティックな集光レ
ンズまたは発散レンズで説明しているが、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。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。
Further, in each of the above-described embodiments, when obtaining the correction amount (measurement of the reference object), an aplanatic condensing lens or a diverging lens is used as the converging optical member or the diverging optical member of the interferometer. However, 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 may have a configuration capable of condensing or diverging incident light. It can be anything. 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.

【0217】また、前記各実施例では、移動手段とし
て、それぞれ、被検物8や基準被検物80を光軸73方
向および光軸73に垂直な方向に移動し得る移動手段
9、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25、被検物38や基準被検
物を光軸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、被検物59や基準被検物を光軸58
方向および光軸58に垂直な方向に移動し得る移動手段
60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 each of the above-mentioned embodiments, as the moving means, the moving means 9 and the reflecting mirror capable of moving the test object 8 and the reference test object 80 in the direction of the optical axis 73 and the direction perpendicular to the optical axis 73, respectively. A moving means 25 capable of moving 24 in the direction of the optical axis 26 and a direction perpendicular to the optical axis 26, and a moving means capable of moving the test object 38 and the reference test object in the optical axis 37 direction and the direction perpendicular to the optical axis 37. 39, the inspection object 59 and the reference inspection object on the optical axis 58
However, the moving means in the present invention is not limited to the moving means 60 which can move in the direction perpendicular to the optical axis 58.

【0218】例えば、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
光軸方向および光軸に垂直な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および光軸に垂直な方向に相対的
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)とを光軸方向および光軸に
垂直な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
軸方向および光軸に垂直な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。
For example, the moving means in the present invention relatively moves the condensing point of the object (reflecting member) and the condensing point of the condensing optical member in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis. What can be done, what can be moved relative to the condensing point of the inspection object (condensing optical member) and the condensing point of the reflecting member in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis, the inspection object ( The condensing point of the reflection member),
What can relatively move the focal point (virtual image) of the diverging optical member in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis, or the focal point of the test object (divergent optical member) and the condensing point of the reflecting member. Any structure may be used as long as it can be moved relative to the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis.

【0219】また、本発明における被検物の測定として
は、例えば、レンズのような光学素子や金型の面形状、
透過波面収差の測定、または光ディスク装置の出射波面
の波面収差の測定等が挙げられる。
Further, as the measurement of the test object in the present invention, for example, the surface shape of an optical element such as a lens or a mold,
Examples include measurement of transmitted wavefront aberration, and measurement of wavefront aberration of the output wavefront of the optical disk device.

【0220】また、本発明における基準被検物として
は、被検物に対応するもの、例えば、被検物がレンズで
あれば、基準被検物としてレンズを用い、被検物が反射
面を有しているものであれば、基準被検物として反射面
を有しているものを用いる。
Further, the reference object in the present invention corresponds to the object, for example, if the object is a lens, a lens is used as the reference object and the object is a reflective surface. If it has, a reference object having a reflecting surface is used.

【0221】また、前記各実施例では、補正量が近似一
次式であるが、本発明における補正量は、これに限定さ
れず、例えば、ディフォーカスの場合は、W20とW
n0(例えば、W20とW40、W20とW60等)について、複
数の組み合わせをテーブルとして記憶したものでもよ
く、ティルトの場合は、W1mとWnm(例えば、W11とW
31、W11とW51、W12とW32、W12とW52等)につい
て、複数の組み合わせをテーブルとして記憶したもので
もよい。
In each of the above embodiments, the correction amount is an approximate linear expression, but the correction amount in the present invention is not limited to this. For example, in the case of defocus, W 20 and W
For n0 (for example, W 20 and W 40 , W 20 and W 60, etc.), a plurality of combinations may be stored as a table. In the case of tilt, W 1m and W nm (for example, W 11 and W 60 ) may be stored.
31 , W 11 and W 51 , W 12 and W 32 , W 12 and W 52, etc.) may be stored as a table.

【0222】また、前記各実施例では、補正量を求める
ための基準被検物の干渉測定を、3ケ所の設置位置で行
っているが、本発明では3ケ所には限定されない。この
場合、補正量を求めるための基準被検物の干渉測定は、
通常2ケ所以上の設置位置であればいくつでもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the interference measurement of the reference object for obtaining the correction amount is performed at three installation positions, but the present invention is not limited to three positions. In this case, the interferometric measurement of the reference object for obtaining the correction amount is
Generally, any number of installation positions may be used if there are two or more.

【0223】また、前記各実施例では、予め補正量を求
め、この補正量の係数をメモリーに記憶し、被検物の干
渉測定の度に、補正量の係数をメモリーから読み出して
補正を行っているが、本発明では、例えば、被検物の干
渉測定の度に、補正量を求めてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the correction amount is obtained in advance, the correction amount coefficient is stored in the memory, and the correction amount coefficient is read from the memory and corrected each time the interference measurement of the test object is performed. However, in the present invention, for example, the correction amount may be obtained each time the interference measurement of the test object is performed.

【0224】また、前記各実施例では、ディフォーカス
の場合、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、ディフォーカスの場合、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次以上の偶数次数の収差を補正する場合には、例え
ば、前記実施例において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。
Further, in each of the above embodiments, in the case of defocus, only the 4th and 6th order aberrations are corrected.
The order of the aberration to be corrected in the present invention is not limited to the above embodiment. That is, in the case of defocusing, the aberration orders corrected in the present invention can be any combination as long as they are even orders of four or more. In addition,
When correcting aberrations of even-numbered orders of 8th and higher, 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 the above-described embodiment.

【0225】また、前記各実施例では、ティルトの場
合、3次および5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、ティルトの場合、3次以上の奇数次数であ
れば任意の組み合わせが可能である。なお、7次以上の
奇数次数の収差を補正する場合には、例えば、前記実施
例において3次および5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。
Further, in each of the embodiments, in the case of tilt, only the third-order and fifth-order aberrations are corrected, but the order of the aberrations to be corrected in the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. That is, in the case of tilt, the aberration orders corrected in the present invention can be arbitrarily combined as long as they are odd orders of three or more. In addition, when correcting the aberrations of the 7th and higher odd orders, for example, the correction may be performed in the same manner as the case of correcting the 3rd and 5th order aberrations in the above-described embodiment.

【0226】また、本発明では、ディフォーカスに関す
る4次以上の偶数次数の収差の補正と、ティルトに関す
る3次以上の奇数次数の収差の補正のいずれか一方のみ
を行ってもよいし、ディフォーカスに関する4次以上の
偶数次数の収差の補正と、ティルトに関する3次以上の
奇数次数の収差の補正とをそれぞれ行ってもよい。
Further, in the present invention, only one of the correction of the aberrations of the fourth and higher even orders related to the defocus and the correction of the aberrations of the third and higher order related odds regarding the tilt may be performed, or the defocus may be performed. The correction of the even-numbered aberrations of the fourth order or higher regarding the tilt and the correction of the aberrations of the odd-order higher than the third order related to the tilt may be performed.

【0227】また、前記各実施例では、基準被検物の測
定における集光光学部材や発散光学部材への入射高と、
被検物の測定における集光光学部材や発散光学部材への
入射高との相違による補正を行っているが、例えば、基
準被検物の測定における集光光学部材や発散光学部材へ
の入射高と、被検物の測定における集光光学部材や発散
光学部材への入射高とが同じ場合には、このような補正
は省略されていてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the height of incidence on the condensing optical member or the diverging optical member in the measurement of the reference object,
Although the correction is performed by the difference from the incident height on the condensing optical member or the divergent optical member in the measurement of the test object, for example, the incident height on the condensing optical member or the divergent optical member in the measurement of the reference object is performed. Such correction may be omitted when the incident heights on the converging optical member and the diverging optical member in the measurement of the test object are the same.

【0228】また、前記各実施例では、干渉計自体の収
差を測定値から差し引く補正を行っているが、本発明で
は、このような干渉計自体の収差の補正は省略されてい
てもよい。
Further, in each of the above embodiments, the correction of subtracting the aberration of the interferometer itself from the measurement value is performed, but in the present invention, the correction of the aberration of the interferometer itself may be omitted.

【0229】また、本発明では、被検物と、基準被検物
とが別個のものであってもよく、また、基準被検物が被
検物であってもよい。基準被検物が被検物の場合には、
補正量を求める際の測定値を、被検物の測定値として用
いてもよく、また、補正量を求める際の測定とは別に、
新たに被検物を測定してもよい。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 the present invention, the test object and the reference test object may be separate, and the reference test object may be the test object. When the reference test object is the test object,
The measurement value when obtaining the correction amount may be used as the measurement value of the test object, and in addition to the measurement when obtaining the correction amount,
The test object may be newly measured. Although the present invention has been described above based on the illustrated configuration example, the present invention is not limited to this.

【0230】[0230]

【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、ディフーカスおよびティルトのような被検物の
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。
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 and tilt in the measurement of the aberration of the test object, Highly accurate measurement can be performed without performing accurate alignment that eliminates setting errors.

【0231】この場合、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
発散レンズまた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。すなわち、高価なアプラナティックレンズを使わな
くても同等の精度が得られる。
In this case, in particular, when a relatively bright condensing lens or a diverging lens or a condensing lens or a diverging lens that does not satisfy the sine condition is used as the condensing optical member or the diverging optical member of the interferometer. As compared with the case where the correction is not performed in the present invention, the measurement accuracy is significantly improved. That is, the same accuracy can be obtained without using an expensive aplanatic lens.

【0232】また、基準被検物と被検物とが別個のもの
である場合には、補正量を1度求めてメモリーに記憶し
ておけば、被検物測定の度にメモリーから補正量を読み
出して利用できるので、被検物測定の際には、被検物の
測定をのみを、しかも1ケ所の設置位置で行えばよく、
多数の被検物を測定する量産工程等で作業の簡略化およ
び迅速化を図ることができる。また、基準被検物が被検
物である場合には、補正量を求めた後、基準被検物に換
えて、被検物を設置し直す必要がない。
When the reference object and the object to be inspected are different, if the correction amount is obtained once and stored in the memory, the correction amount is stored in the memory each time the object is measured. Since it can be read out and used, when measuring a test object, it is only necessary to measure the test object and at a single installation position,
The work can be simplified and speeded up in a mass production process in which a large number of test objects are measured. Further, when the reference test object is the test object, it is not necessary to replace the reference test object and re-install the test object after obtaining the correction amount.

【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1実施例を模式的に
示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a first embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention.

【図3】実質的に正弦条件が満たされた集光レンズの構
成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a condenser lens substantially satisfying a sine condition.

【図4】正弦条件が満たされていな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 in which a sine condition is not satisfied.

【図5】実質的に正弦条件が満たされた集光レンズの球
面収差および正弦条件を示すグラフ(収差図)である。
FIG. 5 is a graph (aberration diagram) showing spherical aberration and sine conditions of a condenser lens substantially satisfying the sine condition.

【図6】正弦条件が満たされていな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 that does not satisfy the sine condition.

【図7】実質的に正弦条件が満たされた集光レンズにお
けるディフォーカスによって発生した4次以上の偶数次
数の収差と、入射高(h)との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the fourth-order and even-order aberrations caused by defocus in a condenser lens that substantially satisfies the sine condition, and the incident height (h).

【図8】正弦条件が満たされていな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次以上の偶数次数
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-order and even-order aberrations caused by defocus in a condenser lens that does not satisfy the sine condition and the incident height (h).

【図9】実質的に正弦条件が満たされた集光レンズにお
けるティルトによって発生した3次以上の奇数次数の収
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 third-order and higher odd-order aberrations caused by tilt in a condenser lens that substantially satisfies the sine condition, and the incident height (h).

【図10】正弦条件が満たされていない集光レンズにお
けるティルトによって発生した3次以上の奇数次数の収
差と、入射高(h)との関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the third-order and higher odd-order aberrations caused by tilt in a condenser lens that does not satisfy the sine condition, and the incident height (h).

【図11】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. 11 is a diagram schematically showing a first embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention.

【図12】本発明におけるW20とW40との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between W 20 and W 40 in the present invention.

【図13】本発明におけるW20とW60との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between W 20 and W 60 in the present invention.

【図14】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. 14 is a diagram schematically showing a first embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention.

【図15】本発明において、ディフォーカスについての
補正量を求める際の干渉測定装置の動作と、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とを示すフ
ローチャートである。
FIG. 15 shows the operation of the interferometer when obtaining the correction amount for defocus and the case of performing the aberration measurement of the surface to be inspected of the object in the present invention. 3 is a flowchart showing the operation of the interference measuring device when correcting the error.

【図16】本発明において、ディフォーカスについての
補正量を求める際の干渉測定装置の動作と、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とを示すフ
ローチャートである。
FIG. 16 shows the operation of the interferometer when obtaining the correction amount for defocus and the case of performing the aberration measurement of the surface to be inspected of the object in the present invention. 3 is a flowchart showing the operation of the interference measuring device when correcting the error.

【図17】本発明において、ティルトについての補正量
を求める際の干渉測定装置の動作と、被検物の被検面の
収差測定を行う場合であって、3次および5次の収差の
みを補正する際の干渉測定装置の動作とを示すフローチ
ャートである。
FIG. 17 shows the operation of the interferometer when obtaining the correction amount for tilt in the present invention and the case where the aberration measurement of the surface to be inspected of the object to be inspected is performed. It is a flowchart which shows operation | movement of the interference measuring apparatus at the time of amending.

【図18】本発明において、ティルトについての補正量
を求める際の干渉測定装置の動作と、被検物の被検面の
収差測定を行う場合であって、3次および5次の収差の
みを補正する際の干渉測定装置の動作とを示すフローチ
ャートである。
FIG. 18 shows the operation of the interferometer when obtaining the correction amount for tilt in the present invention and the case where the aberration measurement of the surface to be inspected of the object is performed, and only the third-order and fifth-order aberrations are detected. It is a flowchart which shows operation | movement of the interference measuring apparatus at the time of amending.

【図19】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. 19 is a diagram schematically showing a second embodiment of the interference measuring device of the present invention.

【図20】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. 20 is a diagram schematically showing a third embodiment of the interference measuring apparatus of the present invention.

【図21】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. 21 is a diagram schematically showing a fourth embodiment of the interference measuring device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b、1c、1d 干渉測定装置 2a、2b 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 80 基準被検物 81 被検面 810 基準球面(基準被検面) 85 曲率中心 850 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 調整量制御手段 45 干渉縞 47 干渉縞 51 光源 52 対物レンズ 53 コリメートレンズ 54 ビームスプリッター 55 反射鏡 551 参照面 56 駆動系 57 発散レンズ 58 光軸 59 被検物 591 被検面 60 移動手段 61 観測レンズ 62 撮像部 63 固体撮像素子(CCD) 101〜114 ステップ 301〜314 ステップ 1a, 1b, 1c, 1d Interferometer 2a, 2b 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 Driving means 73 Optical axis 75 Condensing Point 8 Test Object 80 Reference Test Object 81 Test Surface 810 Reference Spherical Surface (Reference Test Surface) 85 Curvature Center 850 Curvature Center 9 Moving Means 10 Observation Lens 11 Imaging Unit 12 Image Processing Device 13 Computing Means 14 Monitor Device 15 Memory for exclusive use of data 16 Rays 17 Solid-state imaging device (CCD) 18 Light source 19 Objective lens 20 Collimating 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 imaging device (CCD) 30 light source 31 objective lens 32 collimator lens 33 beam splitter 34 reflecting mirror 341 reference surface 35 drive system 36 condensing lens 37 optical axis 38 test object 381 test surface 39 moving means 40 observation lens 41 imaging unit 42 solid-state image sensor (CCD) ) 43 adjustment amount control means 45 interference fringe 47 interference fringe 51 light source 52 objective lens 53 collimator lens 54 beam splitter 55 reflecting mirror 551 reference surface 56 drive system 57 divergence lens 58 optical axis 59 test object 591 test surface 60 moving means 61 Observation lens 62 Imaging unit 63 Solid-state imaging device (CCD) 101 to 114 steps 301 to 314 steps

Claims (24)

【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、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
し、被検領域に入射または被検領域から出射する有効な
光束の開口数に基づいて、前記近似多項式の各項の係数
に相当する値を求める第1の手段と、 基準被検物の前記干渉測定装置に対する相対位置に設定
誤差を与えた状態で、設定誤差量を変化させて少なくと
も2回の干渉測定を行ない、前記第1の手段により得ら
れた前記基準被検物の測定値に基づいて、収差の補正量
を求める第2の手段と、 被検物の干渉測定において、前記補正量に基づき、前記
第1の手段により得られた前記被検物の測定値を補正す
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 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 superimposed. 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. A first means for developing a value corresponding to the coefficient of each term of the approximate polynomial, based on the numerical aperture of the effective light flux that enters into the test area or exits from the test area, and a reference test object In the state where a setting error is given to the relative position with respect to the interferometer, the setting error amount is changed to perform the interference measurement at least twice, and the measurement value of the reference object obtained by the first means. Second means for obtaining the correction amount of the aberration based on In the interference measurement, the interference measurement device further comprises a third means for correcting the measured value of the test object obtained by the first means based on the correction amount.
【請求項2】 前記近似多項式は、下記数1に示す
(1)式である請求項1に記載の干渉測定装置。 【数1】
2. The interference measuring apparatus according to claim 1, wherein the approximate polynomial is the equation (1) shown in the following mathematical expression 1. [Equation 1]
【請求項3】 前記干渉測定装置は、前記被検光の光路
中に集光光学部材を有している請求項1または2に記載
の干渉測定装置。
3. The interference measuring apparatus according to claim 1, wherein the interference measuring apparatus has a condensing optical member in an optical path of the test light.
【請求項4】 前記設定誤差は、少なくとも前記集光光
学部材の光軸方向に与えられ、 前記補正される測定値は、前記近似多項式における4次
以上の偶数次数項の係数である請求項3に記載の干渉測
定装置。
4. The setting error is given at least in the optical axis direction of the condensing optical member, and the measured value to be corrected is a coefficient of an even-order term of 4th order or more in the approximation polynomial. An interferometer according to item 1.
【請求項5】 前記補正量は、前記近似多項式の2次項
の係数W20を用いて、前記近似多項式における4次以上
の偶数次数項の係数を一次関数で表わしたものである請
求項4に記載の干渉測定装置。
5. The correction amount is obtained by using a coefficient W 20 of a quadratic term of the approximation polynomial to represent a coefficient of an even-order term of 4th order or more in the approximation polynomial by a linear function. The interference measurement device described.
【請求項6】 前記第3の手段は、前記被検物における
前記近似多項式の偶数次数項の係数Wn0’を、下記数2
に示す(13)式により補正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 calculates a coefficient W n0 ′ of an even-order term of the approximate polynomial in the object under test as
The interference measurement apparatus according to claim 5, wherein the interference measurement apparatus is corrected by the equation (13). [Equation 2]
【請求項7】 前記設定誤差は、少なくとも前記集光光
学部材の光軸に対して垂直方向に与えられ、 前記補正される測定値は、前記近似多項式における3次
以上の奇数次数項の係数である請求項3に記載の干渉測
定装置。
7. The setting error is given at least in a direction perpendicular to the optical axis of the condensing optical member, and the measured value to be corrected is a coefficient of an odd-order term of third order or more in the approximate polynomial. The interferometric measuring device according to claim 3.
【請求項8】 前記補正量は、前記近似多項式の1次項
の係数W11およびW 12のそれぞれを用いて、前記近似多
項式における3次以上の奇数次数項の係数を一次関数で
表わしたものである請求項7に記載の干渉測定装置。
8. The correction amount is a first-order term of the approximate polynomial.
Coefficient of11And W 12Using each of the
The coefficient of the odd-order terms of the third order or higher in the term expression is a linear function
The interference measuring apparatus according to claim 7, which is represented.
【請求項9】 前記第3の手段は、前記被検物における
前記近似多項式の奇数次数項の係数Wnm’を、下記数3
に示す(25)式により補正するものである請求項8に
記載の干渉測定装置。 【数3】
9. The third means calculates a coefficient W nm ′ of an odd-order term of the approximate polynomial in the test object as
The interference measuring apparatus according to claim 8, wherein the interference measuring apparatus is corrected by the equation (25). [Equation 3]
【請求項10】 前記基準被検物が被検物である請求項
1ないし5、7、8のいずれかに記載の干渉測定装置。
10. The interference measuring apparatus according to claim 1, wherein the reference test object is a test object.
【請求項11】 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、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方法であっ
て、 基準被検物の前記干渉測定装置に対する相対位置に設定
誤差を与えた状態で、設定誤差量を変化させて少なくと
も2回の干渉測定を行なって複数の干渉縞を得、 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、被検領域に入射または被検領域から出射する有効な
光束の開口数に基づいて、前記近似多項式の各項の係数
に相当する値を求め、 前記基準被検物の測定値に基づいて、収差の補正量を求
め、 被検物の干渉測定において、前記補正量に基づき、前記
被検物の測定値を補正することを特徴とする干渉測定方
法。
11. 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 detecting a phase difference between the reference light and the test light based on the interference fringe, together with obtaining an interference fringe, wherein a relative position of a reference test object with respect to the interference measurement device is provided. In the state where the setting error is given, the setting error amount is changed and the interference measurement is performed at least twice to obtain a plurality of interference fringes, and the interference fringes are developed into an approximate polynomial for specifying the phase difference, Based on the numerical aperture of the effective light flux incident on the region or emitted from the region to be inspected, the value corresponding to the coefficient of each term of the approximate polynomial is obtained, and the aberration is corrected based on the measured value of the reference object. Calculate the amount, and in the interferometric measurement of the test object, based on the correction amount Interference measurement method characterized by correcting the measured value of the test object.
【請求項12】 前記被検光は、集光光学部材を経たも
のである請求項11に記載の干渉測定方法。
12. The interference measuring method according to claim 11, wherein the test light has passed through a condensing optical member.
【請求項13】 前記設定誤差は、少なくとも前記集光
光学部材の光軸方向に与えられ、 前記補正される測定値は、前記近似多項式における4次
以上の偶数次数項の係数である請求項12に記載の干渉
測定方法。
13. The setting error is given at least in the optical axis direction of the condensing optical member, and the measured value to be corrected is a coefficient of an even-order term of 4th order or more in the approximation polynomial. The interference measurement method described in.
【請求項14】 前記補正量は、前記近似多項式の2次
項の係数W20を用いて、前記近似多項式における4次以
上の偶数次数項の係数を一次関数で表わしたものである
請求項13に記載の干渉測定方法。
14. The correction amount is obtained by using a coefficient W 20 of a quadratic term of the approximation polynomial to represent a coefficient of an even-order term of a fourth order or higher in the approximation polynomial as a linear function. Interference measurement method described.
【請求項15】 前記被検物における前記近似多項式の
偶数次数項の係数Wn0’を、下記数4に示す(13)式
により補正する請求項14に記載の干渉測定方法。 【数4】
15. The interference measuring method according to claim 14, wherein the coefficient W n0 ′ of the even-order term of the approximate polynomial in the test object is corrected by the equation (13) shown in the following Expression 4. [Equation 4]
【請求項16】 前記設定誤差は、少なくとも前記集光
光学部材の光軸に対して垂直方向に与えられ、 前記補正される測定値は、前記近似多項式における3次
以上の奇数次数項の係数である請求項12に記載の干渉
測定方法。
16. The setting error is given at least in a direction perpendicular to the optical axis of the condensing optical member, and the measured value to be corrected is a coefficient of an odd-order term of third order or more in the approximate polynomial. The interference measurement method according to claim 12.
【請求項17】 前記補正量は、前記近似多項式の1次
項の係数W11およびW12のそれぞれを用いて、前記近似
多項式における3次以上の奇数次数項の係数を一次関数
で表わしたものである請求項16に記載の干渉測定方
法。
17. The correction amount represents a coefficient of an odd-order term of a third order or higher in the approximate polynomial as a linear function using each of the coefficients W 11 and W 12 of the primary term of the approximate polynomial. The interference measuring method according to claim 16.
【請求項18】 前記被検物における前記近似多項式の
奇数次数項の係数Wnm’を、下記数5に示す(25)式
により補正する請求項17に記載の干渉測定方法。 【数5】
18. The interference measuring method according to claim 17, wherein the coefficient W nm ′ of the odd-order term of the approximate polynomial in the test object is corrected by the equation (25) shown in the following Expression 5. [Equation 5]
【請求項19】 前記基準被検物として被検物を用いる
請求項11ないし14、16、17のいずれかに記載の
干渉測定方法。
19. The interference measuring method according to claim 11, wherein an object to be inspected is used as the reference object to be inspected.
【請求項20】 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
し、被検領域に入射または被検領域から出射する有効な
光束の開口数に基づいて、前記近似多項式の各項の係数
に相当する値を求める第1の手段と、 基準被検面の前記干渉測定装置に対する相対位置に設定
誤差を与えた状態で、設定誤差量を変化させて少なくと
も2回の干渉測定を行ない、前記第1の手段により得ら
れた前記基準被検面の測定値に基づいて、収差の補正量
を求める第2の手段と、 被検面の干渉測定において、前記補正量に基づき、前記
第1の手段により得られた前記被検面の測定値を補正す
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。
20. The light from the 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 made into a convergent light or a 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 developed into an approximate polynomial that specifies the phase difference, and based on the numerical aperture of an effective light beam that is incident on or emitted from a test region, the approximation A first means for obtaining a value corresponding to the coefficient of each term of the polynomial, and a setting error in the relative position of the reference surface to be measured with respect to the interferometer is changed at least twice. The group obtained by the first means is measured by interferometry. Second means for obtaining a correction amount of aberration based on the measured value of the surface to be inspected, and, in interference measurement of the surface to be inspected, based on the correction amount, the second means of the surface to be inspected obtained by the first means. An interferometric measuring apparatus, comprising: a third means for correcting a measured value.
【請求項21】 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20に記載の干渉測定装置。
21. The interferometer according to claim 20, wherein the optical member is a standard lens having the reference surface.
【請求項22】 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20に記載の干渉測定装置。
22. The interferometer according to claim 20, wherein the optical member is a lens having a positive power.
【請求項23】 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20に記載の干渉測定装置。
23. The interferometer according to claim 20, wherein the optical member is a lens having negative power.
【請求項24】 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
し、被検領域に入射または被検領域から出射する有効な
光束の開口数に基づいて、前記近似多項式の各項の係数
に相当する値を求める第1の手段と、 光束を集束または発散させる作用を有する基準被検物の
前記干渉測定装置に対する相対位置に設定誤差を与えた
状態で、設定誤差量を変化させて少なくとも2回の干渉
測定を行ない、前記第1の手段により得られた前記基準
被検物の測定値に基づいて、収差の補正量を求める第2
の手段と、 光束を集束または発散させる作用を有する被検物の干渉
測定において、前記補正量に基づき、前記第1の手段に
より得られた前記被検物の測定値を補正する第3の手段
とを有することを特徴とする干渉測定装置。
24. 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 an action 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, A value that corresponds to the coefficient of each term of the approximate polynomial is developed based on the numerical aperture of an effective light beam that enters the test area or that exits from the test area. And a setting error is given to the relative position of the reference object having the action of converging or diverging the light beam with respect to the interferometer, the setting error amount is changed to perform the interference measurement at least twice. Said obtained by said first means Based on the measured values of the quasi-specimen, second to determine the amount of correction of aberrations
And a third means for correcting the measurement value of the test object obtained by the first means in the interferometric measurement of the test object having the action of converging or diverging a light beam. An interferometric measuring device comprising:
JP6338189A 1993-12-27 1994-12-26 Interference measuring instrument and method Pending JPH07234173A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6338189A JPH07234173A (en) 1993-12-27 1994-12-26 Interference measuring instrument and method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-353505 1993-12-27
JP35350593 1993-12-27
JP6338189A JPH07234173A (en) 1993-12-27 1994-12-26 Interference measuring instrument and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07234173A true JPH07234173A (en) 1995-09-05

Family

ID=26576030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6338189A Pending JPH07234173A (en) 1993-12-27 1994-12-26 Interference measuring instrument and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07234173A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025648A (en) * 2008-07-17 2010-02-04 Fujinon Corp Aberration measurement and error correction method
JP2014020881A (en) * 2012-07-17 2014-02-03 Olympus Corp Lens inspection device and lens inspection method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025648A (en) * 2008-07-17 2010-02-04 Fujinon Corp Aberration measurement and error correction method
JP2014020881A (en) * 2012-07-17 2014-02-03 Olympus Corp Lens inspection device and lens inspection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5783899B2 (en) Stitching for near-zero sub-aperture measurements
EP1869401B1 (en) Method for accurate high-resolution measurements of aspheric surfaces
JP5971965B2 (en) Surface shape measuring method, surface shape measuring apparatus, program, and optical element manufacturing method
JP2000097666A (en) Interferometer for measuring shape of surface, wavefront aberration measuring machine, manufacture of projection optical system using this interferometer and machine, and method for calibrating this interferometer
US20130044332A1 (en) Surface profile measurement apparatus and alignment method thereof and an improved sub-aperture measurement data acquisition method
JP5486379B2 (en) Surface shape measuring device
JP3613906B2 (en) Wavefront aberration measuring device
JP2000277411A (en) Projection aligner
US6937345B2 (en) Measuring system for measuring performance of imaging optical system
TW201807389A (en) Measurement system for determining a wavefront aberration
JP2006250859A (en) Surface shape measuring method, surface shape measuring instrument, projection optical system manufacturing method, projection optical system, and projection exposure device
US5768150A (en) Device and method for measuring a characteristic of an optical element
JP3352298B2 (en) Lens performance measuring method and lens performance measuring device using the same
JPH07234173A (en) Interference measuring instrument and method
JP2005140673A (en) Aspherical eccentricity measuring device and aspherical eccentricity measuring method
JP5307528B2 (en) Measuring method and measuring device
JP7397096B2 (en) Autofocus methods for imaging devices
JP2009267064A (en) Measurement method and exposure apparatus
JPH07167630A (en) Equipment and method for measuring interference
KR20090094768A (en) Evaluation method, evaluation apparatus, and exposure apparatus
JP5904896B2 (en) Lens inspection apparatus and lens inspection method
JP3590142B2 (en) Interferometer device
JPH1172312A (en) Surface shape measuring apparatus
JPH07332952A (en) Method for measuring and analyzing spherical surface by interferometer
JP3385082B2 (en) Aspherical surface measuring device