JPH1194694A - 表面反射率の測定方法およびその装置、面精度の測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シングルビームを用い表面反射率を高い精度
で測定する。 【解決手段】 シングルビームの入射光路73上の所定位
置Ｃに、被測定物75を、ビームの入射角がθとなるよう
挿入する。挿入した被測定物で反射され生じる反射光Ｌ
_R を、その光軸が入射光路73に対し所定位置Ｃにπ／２
−θの角度で交わる線分ABに一致するよう変更されるよ
うに、第１および第２の反射手段77a,77bを用いて、光
路変更する。この光路変更した光を受光装置79で測光し
て、被測定物75からの反射光強度Ｉ_R を求める。所定位
置Ｃに被測定物を入れない状態にし、かつ、第１および
第２の反射手段77a,77b を、反射光強度Ｉ_R を求めた位
置から、線分ABを軸に、線対称の位置に移動する（図１
（Ｂ））。そして、受光装置79で入射光強度Ｉ_I を求め
る。これら反射光強度Ｉ_R および入射光強度Ｉ_I を用
い、Ｉ_R ／Ｉ_I を算出して、絶対反射率を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ミラー、プリズ
ム等の光学素子等の表面反射率を測定する場合に好適な
表面反射率測定方法およびその実施に好適な装置、並び
に、前記光学素子等の面精度を測定する場合に好適な面
精度測定方法およびその実施に好適な装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】光学素子の性能評価の項目として、光学
素子の表面反射率と、光学素子の面精度（表面形状が所
定の形状になっているか否かの精度）とが不可欠であ
る。そのため、表面反射率の測定と面精度の測定とが必
要になる。両者ともに、基準物に対する相対値を測定す
る場合と、基準物に依存しない絶対値を測定する場合と
の２通りの測定がある。

【０００３】表面反射率測定および面精度測定を行なう
場合、通常、分光光度計が用いられる。分光光度計は、
測定用のビームの使い方により、シングルビーム方式と
ダブルビーム方式とに大別できる（例えば文献Ｉ：「分
光研究 第３４巻 第４号（１９８５），ｐｐ．２５３
−２５５）。

【０００４】シングルビーム方式により絶対表面反射率
を測定する従来方法の例として、例えば文献II（「光学
的測定ハンドブック」，田幸 敏治 他編、朝倉書店
（１９８１．７．２５初版），第４７７頁）に開示の方
法がある。この方法について、図１０（Ａ）〜（Ｃ）を
参照して説明する。

【０００５】この従来方法では、図１０（Ａ）に示した
ように、モノクロメータ１１から出力された光を、被測
定物１３に、入射光Ｌ_i として、入射角θで入射する。
すると、被測定物１３から反射光Ｌ_r が得られる。この
被測定物１３表面の、入射光Ｌ_i が入射される点Ｐか
ら、反射光Ｌ_r の光路上に沿って任意の距離ｔだけ離れ
た位置に、受光装置１５を配置する。この受光装置１５
により、前記反射光Ｌ_rの強度Ｉ_r を、測定する。また
上記の操作とは別に、図１０（Ｂ）に示したように、被
測定物１３を取り去った状態にする。然も、入射光Ｌ_i
の光軸の延長上でかつ上記Ｐ点から上記距離ｔだけ離れ
た位置に、受光装置１５を移動させて、入射光Ｌ_i の強
度Ｉ_i を測定する。或は、図１０（Ｃ）に示したよう
に、受光装置１５を移動させるのではなく、第２の受光
装置１７を、前記移動位置に相当する位置に別途に設け
ておいて、入射光Ｌ_i の強度Ｉ_i を測定する。これら測
定したＩ_r およびＩ_i を用いて、Ｉ_r ／Ｉ_i の計算をす
ることにより、被測定物の絶対表面反射率が求まる。

【０００６】次に、ダブルビーム方式により絶対表面反
射率を測定する従来方法について説明する。この方法は
例えば上記の文献IIに開示されている。以下、図１１
（Ａ）および（Ｂ）を用いて説明する。

【０００７】この従来方法では、モノクロメータ２１か
ら出力された波長λの光を、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波
数で回転するチョッパミラー２３ａ，２３ｂにより、リ
ファレンス光Ｌ_R とサンプル光Ｌ_S との２つに、分割す
る。すなわち、チョッピング周波数に応じて時間分割さ
れたダブルビームが形成される。このリファレンス光Ｌ
_R は、ミラー２５ａおよびチョッパミラー２３ｂにより
受光装置２７に送られ、そこで電気信号に変換される。
一方、サンプル光Ｌ_S は、チョッパミラー２３ａおよび
ミラー２５ｂにより前記受光装置２７に送られ、そこで
電気信号に変換される。この方法では、実際の測定に先
立ち、受光装置２７の暗電流に起因する出力を測定する
処理（ダークレベル測定とも称される）が行なわれる。
さらに、いわゆるベースライン補正という処理が行なわ
れる。このベースライン補正とは、次の様な処理であ
る。波長λの光が、被測定物を設置していない状態のサ
ンプル光路を経て受光装置２７に至った場合のサンプル
光量をＩ_S ( λ）とし、同じくリファレンス光量をＩ_R
( λ）とし、これらに重畳しているダークレベルをＩ_d
とする。すると、ダークレベルを除外したサンプル光量
のリファレンス光量に対する比率Ｋ_BS( λ）は、以下の
式で与えられる。このＫ_BS( λ）を求める一連の処理が
ベースライン補正と呼ばれる。

【０００８】Ｋ_BS( λ）＝（Ｉ_R ( λ）−Ｉ_d ）／（Ｉ
_S ( λ）−Ｉ_d ） このダブルビームを用いる従来方法で、反射率を実際に
測定する場合、サンプル光路中に、例えば図１１（Ｂ）
に示したように、いわゆるＶ／Ｎ型と称される、光路を
可変できる光学系２９を挿入する。このＶ／Ｎ型の光学
系２９を挿入する例は、例えば文献III （日立製作所の
正反射付属装置の取扱説明書ｐｐ．１５−１７）に開示
されている。以下、図１１、図１２（Ａ）および（Ｂ）
を参照して、このＶ／Ｎ型の光学系２９を用いた従来の
反射率測定法を簡単に説明する。

【０００９】図１１を用い説明した測定系のサンプル光
路中にＶ／Ｎ型の光学系２９を挿入する。そして、まず
ベースライン補正をする場合は、図１２（Ａ）に示した
ように、第１〜第３のミラー２９ａ〜２９ｃを用いサン
プル光路中にＶ型形状の光路を形成する。そして、上述
した手順でＫ_BS( λ）を求める。一方、被測定物の反射
率を測定する場合は、図１２（Ｂ）に示したように、サ
ンプル光路中にさらに被測定物３１を挿入する。ただ
し、サンプル光路中に被測定物３１を挿入するに当た
り、ベースライン補正時と同じに第１〜第３のミラー２
９ａ〜２９ｃそれぞれに光を反射させつつ、かつ、サン
プル光路の光路長をベースライン補正時と同じにするた
め、第２および第３の反射手段２９ｂ，２９ｃの位置
を、変更・回転する手当をする。そして、被測定物３１
を挿入した場合のサンプル光量をＩ_M (λ）とし、同じ
くリファレンス光量をＩ_R ( λ）とし、これらに重畳し
ているダークレベルをＩ_d として、ダークレベルを除外
したサンプル光量Ｉ_M のリファレンス光量Ｉ_R に対する
比率Ｋ_M ( λ）を、以下の式で求める。

【００１０】Ｋ_M ( λ）＝（Ｉ_R ( λ）−Ｉ_d ）／（Ｉ
_M ( λ）−Ｉ_d ） これらＫ_BS( λ）およびＫ_M ( λ）を用い、Ｋ_BS( λ）
／Ｋ_M ( λ）を計算することで、被測定物の絶対表面反
射率が求まる。

【００１１】また、被測定物表面の面精度を測定する従
来の最も一般的な方法として、干渉計を用いる方法があ
る。また、このように干渉計を用いて面精度を測定する
場合の典型的な従来方法として、トワイマン・グリーン
干渉計を利用する方法と、フィゾー干渉計を利用する方
法とがある。これら方法は、例えば文献IV（「高精度鏡
面形状測定法」、辻内 順平 他監修、ｐｐ．４６−５
７）に開示されている。以下、簡単に説明する。

【００１２】図１３は、トワイマン・グリーン干渉計を
利用した従来の面精度測定法の説明図である。この方法
の場合、光源（典型的にはレーザ）４１の光を、ハーフ
ミラー４３により、第１および第２の光路４５ａ，４５
ｂに分配する。この第１の光路４５ａを進む第１の光を
リファレンス面４７に入射してその反射光（第１の反射
光）Ｌ_r1を得る。また、この第２の光路４５ｂを進む第
２の光を被測定物４９に入射してその反射光（第２の反
射光）Ｌ_r2を得る。そして、これら第１および第２の反
射光同士を干渉させてそれに起因する波面収差を測定す
る。そして、この波面収差に基づいて被測定物４９の面
精度を算出する。この波面収差の測定およびこの測定し
た波面収差に基づいて面精度を算出する処理それぞれ
は、上記干渉で生じる干渉縞を、例えば周知の縞解析法
に基づく画像処理ができる周知の縞解析装置５１により
解析することで、行なえる。

【００１３】また、図１４は、フィゾー干渉計を利用し
た従来の面精度測定法の説明図である。この方法の場
合、リファレンス面６１ａを有した基準試料６１および
面精度測定対象物である被測定物６３を、光源（典型的
にはレーザ）６５から見てこの順に配置する。次に、光
源６５からの出射光Ｌ₀ を、発散レンズ６７ａおよびコ
リメータレンズ６７ｂを経由させる。コリメータレンズ
６７ｂを経由した出射光Ｌ₀ は基準試料６１で一部反射
されるが、被測定物６３にも至る。そのため、前記リフ
ァレンス面６１ａからの反射光ａ（第１の反射光）と被
測定物６３からの反射光ｂ（第２の反射光）とが得られ
る。そして、これら第１および第２の反射光同士を干渉
させそれに起因する波面収差を測定し、該波面収差に基
づいて被測定物６３の面精度を算出する。波面収差の測
定および面精度の算出に当たっては、上記の２つの反射
光をハーフミラー６８により周知の縞解析装置６９に入
力する。この縞解析装置６９は、波面収差の測定および
面精度の算出をする。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面反
射率を測定するための従来の各方法では、以下に説明す
るような問題点があった。

【００１５】（１）．先ず、図１０を参照して説明した
シングルビーム方式による従来の表面反射率測定方法の
場合で、受光装置１５を、点Ｐを中心として、反射光強
度測定時、入射光強度測定時それぞれで、別々の位置に
移動させる方法の場合は、反射光強度の測定時刻と入射
光強度の測定時刻とが、受光装置１５を移動させる時間
だけ、ずれてしまう。反射率を高い精度で測定する意味
から、受光装置１５として一般に光電子増倍管が用いら
れる。光電子増倍管は精密部品でありかつ配線等の付属
物も多いので、これを上記のごとく移動させる時間は、
短くても１０数秒〜数分となる。したがって、反射光強
度の測定時と入射光強度の測定時とでは、モノクロメー
タからの光自体の例えば強度等が変動したり、測定環境
温度が変動する等が生じる。これら測定条件の変動によ
って、反射率の測定精度が低下するという問題が生じ
る。さらにこの場合は、反射光強度測定時と入射光強度
則定時とで、受光装置１５を異なる位置に置くため、そ
れぞれの位置での受光装置への磁界の影響が異なる。こ
れによっても、反射率の測定精度が低下するという問題
が生じる。

【００１６】（２）．また、図１０を参照して説明した
シングルビーム方式による従来の表面反射率測定方法の
場合で、反射光強度測定用の受光装置１５と、入射光強
度測定用の受光装置１７とを別々に用いる場合（図１０
（Ｃ）の場合）、２つの受光装置の固体差が反射率の測
定精度に影響する。この固体差を補正することも考えら
れる。しかし、反射率の測定精度を高めるにはこの補正
処理を頻繁にする必要がある等を考えると、２つの受光
装置を用いるこの従来方法も好ましい方法ではない。

【００１７】（３）．一方、図１１を用い説明したダブ
ルビーム方式の場合は、チョッパミラーの駆動周波数程
度の速度で２つのビームを生成し、かつ、これらビーム
を共通な１つの受光装置で測光する。そのため、シング
ルビーム方式の場合に挙げた、反射光強度の測定時刻
と入射光強度の測定時刻とが大きく異なることによる問
題点や、２つの受光装置を用いることによる問題点は
解決できる。しかし、その反面、以下のような問題点が
ある。

【００１８】(i).チョッパミラーを含む多数の構成部品
を必要とするため、光学系・機構部の複雑化を招く。

【００１９】(ii). ベースライン補正という操作が必要
であるため、その分、シングルビーム方式に比べて、測
定の手間がかかる。

【００２０】(iii).ダブルビーム測光が成立する前提
は、ベースライン補正時に測定したＫ_BS( λ）が反射率
測定時にも保存されること（変化していないこと）であ
る。しかし、ベースライン補正の実施時刻と、反射率測
定時刻との時間差はそれ程小さくはできない。この時間
差は、短くても数分程度となる。然も、この時間差は、
測定波長範囲が広くなるほど、大きくなる。この時間差
が大きい程、この間での光源自体の光強度変動や装置の
発熱による光学系の伸縮や空気の攪乱などに起因する反
射率測定の精度低下が生じる。

【００２１】(iv). 多数枚のミラーの反射損失により光
源の光量を大幅に減殺する。具体的には、例えば図１１
の例でいえば、チョッパミラー２３ａと、ミラー２５ｂ
と、Ｖ／Ｎ光学系２９での第１〜第３の反射手段２９ａ
〜２９ｃという５枚のミラーが必要である。これらミラ
ーとしてそれぞれ反射率９０％のミラーを用いても被測
定物での反射を含めると反射回数は６回となるので、光
量は約半分に減少する。これは高分解を目的としてＦ値
の大きい（暗い）モノクロメータを用いる場合、或は高
反射率ミラーが得られない紫外域からＸ線領域などの反
射率測定では致命的である。

【００２２】(V).また、Ｖ／Ｎ型の光学系を用いた場
合、図１２（Ａ）、（Ｂ）を比較することで明らかなよ
うに、光路をＶ型形状とした場合とＮ型形状とした場合
とで、ミラーの位置が異なる。そのため、特に、測定光
として、平行光ではなく、光線が光学系により収束され
たり発散される光（これを収束・発散光と称する）を用
いた場合、Ｖ型形状の場合とＮ型形状の場合とで、反射
面でのビーム径が異なってしまう。すなわち、測定光が
収束・発散光の場合、図１２（Ａ）の例えば第２の反射
手段２９ｂ，２９ｃそれぞれでの光のビーム径と、図１
２（Ｂ）の第２の反射手段２９ｂ，２９ｃそれぞれでの
光のビーム径とは、異なってしまう。そのため、Ｖ型の
場合とＮ型の場合とで、ミラー面での光の照射面積が違
ってくる。すると、ミラー面の反射率ムラや、またミラ
ー面に汚れやゴミがあった場合のこれら汚れ等が、表面
反射率の測定誤差を生じさせる。しかしながら、このＶ
／Ｎ型の光学系の場合、上記の問題を回避出来ない。

【００２３】（４）また、干渉計により面精度を測定す
る従来方法では以下の問題が生じていた。

【００２４】(i) 理想的な平面または球面と見なすこと
のできるような高精度なリファレンス面を有した基準試
料を作製する必要がある。

【００２５】(ii)本質的に基準試料との相対的な比較測
定しかできないため、絶対面精度の測定が不可能であっ
た。

【００２６】この出願は上述のような点に鑑みてなされ
たもので、従って、表面反射率測定に関する発明の目的
は、構造が簡単なシングルビーム系で、かつ、高精度の
反射率測定を実現することにある。また、面精度測定に
関する発明の目的は、高精度な基準面を必要とせずに絶
対面精度の測定を実現することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】

（１）．そこで、この出願の表面反射率の測定方法の発
明では、シングルビームを用いて被測定物の表面反射率
を測定する方法において、前記被測定物を前記ビームの
入射光路上の所定位置に挿入した第１の状態と、挿入し
ない第２の状態とを、順に形成する。ただし、前記第１
の状態と第２の状態とはいずれを先に形成しても良い。

【００２８】また、前記の第１の状態で被測定物で反射
されて生じる前記ビームの反射光と、前記第２の状態で
前記所定位置を通過する前記ビームとを、１つの光ガイ
ド装置、すなわち両光に共通の一の光ガイド装置を用い
て、一の固定された受光装置、すなわち両光に共通の受
光装置に案内する。

【００２９】然も、この光ガイド装置として、前記反射
光または前記ビームを受光できる位置に前記第１または
第２の状態が形成されるタイミングに同期して移動さ
れ、かつ、該移動がされても受光光、すなわち前記反射
光または前記ビームを一定の導波条件で案内する光ガイ
ド装置を用いる。

【００３０】そして、上記の一の固定された受光装置で
測定される前記反射光の強度と、前記ビームの強度とに
基づいて前記被測定物の表面反射率を算出する。

【００３１】この表面反射率の測定方法の発明によれ
ば、被測定物の光路への出し入れに同期させて光ガイド
装置を移動するのみで、入射光強度および反射光強度が
求まる。この光ガイド装置は、簡単な光学系（例えば好
適例では２枚のミラー）、または、光ファイバ等で構成
出来る。すると、この光ガイド装置は、受光装置（例え
ば光電子増倍管）を移動する場合に比べ、充分に高速に
移動できる。これに限られないが、光ガイド装置は、例
えば１０^-1秒以下の速度で移動できる。

【００３２】さらに、この発明の表面反射率の測定方法
では、光ガイド装置として、該光ガイド装置の位置を移
動しても受光光を一定の導波条件で案内する光ガイド装
置を用いている。そのため、被測定物からの反射光と、
被測定物を光路に挿入しない場合の入射ビームとに対
し、光ガイド装置の光学系の特性は、同様に及ぶ。すな
わち、光ガイド装置を例えばミラー等一般的な光学系で
構成した場合でも、反射光強度測定時とビーム光強度測
定時それぞれで、該光学系での例えば焦点距離・収差・
受光面上の光束の位置・強度分布・入射角及び光路長等
の条件は、同じになる。したがって、反射光およびビー
ムへの光ガイド装置の影響は無視できる。さらに、この
発明では受光装置は固定状態でよい。

【００３３】これらのことから、従来のシングルビーム
方式での２つの受光装置を用いた場合の固体差の問題
と、受光装置を移動させる場合の移動時間がかかること
による問題とを解決でき、然も、簡易なシングルビーム
方式であるにもかかわらず高精度に表面反射率を測定で
きる方法が実現される。

【００３４】上述の表面反射率の測定方法の発明を容易
に実施するために、シングルビームを用い被測定物の表
面反射率を測定する装置として、前記ビームの入射光路
上の所定位置に前記被測定物を任意に出し入れするため
の第１の移動装置と、前記被測定物を前記所定位置に挿
入した時は、該被測定物で反射されて生じる前記ビーム
の反射光を受光できる第１の位置に移動され、挿入しな
い時は前記所定位置を通過する前記ビームを受光できる
第２の位置に移動され、該移動がされても受光光を一定
の導波条件で一の固定された受光装置に案内できる光ガ
イド装置と、該光ガイド装置を前記第１の位置および前
記第２の位置を含む任意の位置に移動するための第２の
移動装置と、一の固定された当該受光装置と、該受光装
置で受光される前記反射光強度および前記ビーム強度に
基づいて前記被測定物の表面反射率を算出する演算装置
とを具えた装置を用意するのが好適である。

【００３５】（２）．また、この出願の面精度の測定方
法の第１の発明によれば、光を第１および第２の光路に
伝搬させ、該第１の光路を進む第１の光をリファレンス
面に入射して第１の反射光を得、該第２の光路を進む第
２の光を被測定物に入射して第２の反射光を得、これら
第１および第２の反射光同士を干渉させてそれに起因す
る波面収差を測定し、該波面収差に基づいて前記被測定
物の面精度を測定する方法において、前記被測定物を前
記第２の光路上の所定位置に挿入した第１の状態と、挿
入しない第２の状態とを、順に形成する。ただし、前記
第１の状態と第２の状態とはいずれを先に形成しても良
い。

【００３６】また、前記第１の状態で前記被測定物で反
射されて生じる反射光（第２の反射光）と、前記第２の
状態で前記所定位置を通過する前記第２の光とを、一の
光ガイド装置すなわち両光に共通な一の光ガイド装置を
用いて、光を往路に戻す帰還装置に順に案内する。

【００３７】ただし、この一の光ガイド装置として、該
第２の反射光または該第２の光を受光できる位置に前記
第１または第２の状態が形成されるタイミングに同期し
て移動され、該移動がされても受光光を一定の導波条件
で案内する光ガイド装置を用いる。

【００３８】そして、該帰還装置によって順に前記第２
の光路上に戻る前記第２の反射光および第２の光それぞ
れと、前記リファレンス面からの前記第１の反射光とを
干渉させて、第１の波面収差および第２の波面収差をそ
れぞれ測定する。

【００３９】そしてこれら第１の波面収差および第２の
波面収差に基づいて前記被測定物の絶対面精度を算出す
る。

【００４０】この面精度の測定方法の第１の発明で得ら
れる第１の波面収差は、被測定物の面状態が反映された
波面収差である。一方、第２の波面収差は、被測定物を
除いた状態（すなわち第２の光路側の測定光学系のみの
状態）が反映された波面収差である。すると、第１およ
び第２の波面収差の差をとることで、被測定物の絶対面
精度が得られる。また、基準試料は第１の波面収差およ
び第２の波面収差を測定する際に共通なものでありさえ
すれば良いので、極端に高精度なリファレンス面を有す
る必要がない。したがって、この面精度の測定方法の第
１の発明によれば、高精度な基準面を必要とせずに、被
測定物の絶対面精度を測定できる。

【００４１】上述の面精度の測定方法の第１の発明を容
易に実施するために、トワイマン・グリーン干渉計を利
用して面精度を測定する装置として、光源と、該光源か
らの光を第１の光路を進む第１の光および第２の光路を
進む第２の光に分配するための光分配装置と、前記第１
の光路上に配置され、リファレンス面を有し、前記第１
の光を反射して第１の反射光を生成する基準試料と、前
記第２の光路上の所定位置に被測定物を出し入れするた
めの第１の移動装置と、前記被測定物を前記所定位置に
挿入した時は、該被測定物で反射されて生じる前記第２
の光の反射光（第２の反射光）を受光できる第１の位置
に移動され、挿入しない時は前記所定位置を通過する前
記第２の光を受光できる第２の位置に移動され、該移動
がされても受光光を一定の導波条件で、光を往路に戻す
帰還装置に案内できる光ガイド装置と、該光ガイド装置
を前記第１の位置および前記第２の位置を含む任意の位
置に移動するための第２の移動装置と、当該帰還装置
と、該帰還装置によって順に前記第２の光路上に戻る前
記第２の反射光および第２の光それぞれと、前記リファ
レンス面からの前記第１の反射光との干渉に起因する第
１の波面収差および第２の波面収差をそれぞれ測定し、
これら第１および第２の波面収差に基づいて前記被測定
物の絶対面精度を算出する演算装置とを具えた装置を用
意するのが好適である。

【００４２】（３）．また、この出願の面精度の測定方
法の第２の発明によれば、リファレンス面を有した基準
試料および被測定物を光源から見てこの順に配置し、光
源からの出射光を前記基準試料および前記被測定物にそ
れぞれ照射して前記リファレンス面からの第１の反射光
と前記被測定物からの第２の反射光とを得、これら第１
および第２の反射光同士を干渉させそれに起因する波面
収差を測定し、該波面収差に基づいて前記被測定物の面
精度を測定する方法において、前記被測定物を前記基準
試料の後段でかつ前記出射光の光路上の所定位置に挿入
する第１の状態と、挿入しない第２の状態とを、順に形
成する。ただし、前記第１の状態と第２の状態とはいず
れを先に形成しても良い。

【００４３】また、前記第１の状態で前記被測定物で反
射されて生じる反射光（第２の反射光）と、前記第２の
状態で前記所定位置を通過する前記出射光とを、一のガ
イド装置すなわち両光に共通な一の光ガイド装置を用い
て、光を往路に戻す帰還装置に順に案内する。

【００４４】ただし、この一の光ガイド装置として、該
第２の反射光または該出射光を受光できる位置に前記第
１または第２の状態が形成されるタイミングに同期して
移動され、該移動がされても受光光を一定の導波条件で
案内する光ガイド装置を用いる。

【００４５】そして、該帰還装置によって前記光源側に
戻る前記第２の反射光および前記出射光と、前記リファ
レンス面からの前記第１の反射光とを干渉させて、第１
の波面収差および第２の波面収差をそれぞれ測定する。

【００４６】そして、これら第１の波面収差および第２
の波面収差に基づいて前記被測定物の絶対面精度を算出
する。

【００４７】この面精度の測定方法の第２の発明で得ら
れる第１の波面収差は、被測定物の面状態が反映された
波面収差である。一方、第２の波面収差は、被測定物を
除いた状態（すなわち基準試料より後段の測定光学系の
みの状態）が反映された波面収差である。すると、これ
ら第１および第２の波面収差の差をとることで、被測定
物の絶対面精度が得られる。また、基準試料は第１の波
面収差および第２の波面収差を測定する際に共通なもの
でありさえすれば良いので、極端に高精度なリファレン
ス面を有する必要がない。したがって、この面精度の測
定方法の第２の発明によれば、高精度な基準面を必要と
せずに、被測定物の絶対面精度を測定できる。

【００４８】上述の面精度の測定方法の第２の発明を容
易に実施するために、フィゾー干渉計を利用して面精度
を測定する装置として、光源と、該光源からの出射光の
光路上に配置され、リファレンス面を有し、前記出射光
を反射して第１の反射光を生成する基準試料と、前記光
源から見て前記基準試料より後方でかつ前記光路上の所
定位置に、被測定物を出し入れする第１の移動装置と、
前記被測定物を前記所定位置に挿入した時は、該被測定
物で反射されて生じる前記出射光の反射光（第２の反射
光）を受光できる第１の位置に移動され、挿入しない時
は前記所定位置を通過する前記出射光を受光できる第２
の位置に移動され、該移動がされても受光光を一定の導
波条件で、光を往路に戻す帰還装置に案内できる光ガイ
ド装置と、該光ガイド装置を前記第１の位置および前記
第２の位置を含む任意の位置に移動するための第２の移
動装置と、当該帰還装置と、該帰還装置によって順に前
記光源側に戻る前記第２の反射光および前記出射光それ
ぞれと、前記リファレンス面からの前記第１の反射光と
の干渉に起因する第１の波面収差および第２の波面収差
をそれぞれ測定し、これら第１および第２の波面収差に
基づいて前記被測定物の絶対面精度を算出する演算装置
とを具えた装置を用意するのが好適である。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの出願の
各発明の実施の形態についてそれぞれ説明する。しかし
ながら説明に用いる各図はこの発明を理解出来る程度
に、各構成成分の寸法、形状および配置関係を概略的に
示してあるにすぎない。

【００５０】１−１．表面反射率の測定方法の発明の第
１の実施の形態 はじめに、図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この出願の
表面反射率の測定方法の第１の実施の形態について説明
する。

【００５１】図１に示したように、モノクロメータ等の
好適な光源７１から出射されたビームの入射光路７３上
の所定位置Ｃで該入射光路７３に対しθ＋π／２の角度
で交わる線分ＡＢと、前記入射光路７３とを含む平面
を、考える。

【００５２】この発明では、詳細は後述するが、表面反
射率を測定するために、上記の平面に垂直にかつ前記ビ
ームに対する入射角がθ（θ≠９０度）となるように、
被測定物７５を前記所定位置Ｃに挿入した第１の状態
（図１（Ａ）参照）と、挿入しない第２の状態（図１
（Ｂ）参照）とを順に形成する。ただし、第１の状態と
第２の状態とはいずれを先に形成しても良い。この実施
の形態では第１の状態を先に形成する。

【００５３】また、この実施の形態では、光ガイド装置
７７として、第１のミラー７７ａと第２のミラー７７ｂ
とで構成した光ガイド装置を用いる。

【００５４】この第１のミラー７７ａは、上記所定位置
Ｃに上記のように入射角θの条件で挿入した被測定物７
５で反射されて生じる反射光Ｌ_R を受光でき、かつ、該
反射光Ｌ_R を前記線分ＡＢに交差するように反射するミ
ラーである。また、この第２のミラー７７ｂは、反射面
が上記の線分ＡＢと交差していてかつ前記第１のミラー
７７ａからの光を上記の線分ＡＢ上に沿うように反射す
るミラーである。

【００５５】ただし、これら第１および第２のミラー７
７ａ，７７ｂは、上記の線分ＡＢを回転中心軸として、
一体に、任意の角度で移動できる構成としてある（詳細
は後述する。）。これら第１および第２のミラー７７
ａ，７７ｂは、このように移動できるので、上記の第２
の状態での、入射光測定の光ガイド装置としても機能す
る。

【００５６】また、この実施の形態では、第２のミラー
７７ｂから反射される光を直接受光できるようにするた
めに、上記の線分ＡＢ上に受光面を位置させた受光装置
７９を用意する。この受光装置７９は、固定しておく。

【００５７】上述の第１および第２のミラー７７ａ，７
７ｂそれぞれは、公知の任意好適なミラーで構成出来
る。これら第１および第２のミラーそれぞれの反射率
は、なるべく高い方が好ましい。その方が、前記ビーム
が減衰される程度を軽減できるからである。

【００５８】また、光ガイド装置７７は、第１および第
２のミラー７７ａ，７７ｂの他にさらに他の光学素子
（例えばミラー）を有する場合があっても良い。しか
し、光学素子の数が増す程、前記ビームが減衰されるの
で、好ましくは、光ガイド装置７７は、この実施の形態
のように、第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂで構
成するのが良い。

【００５９】また、受光装置７９は、典型的には光電子
増倍管で構成する。もちろん、受光装置７９を、光電子
増倍管以外の他の任意好適な手段で構成しても良い。第
２のミラー７７ｂからの光を別のミラーを介してこの受
光装置７９に入力する場合があっても良い。しかし、第
２のミラー７７ｂからの光を直接受光装置７９に入力し
た方が、光の損失を低減する意味で、好ましい。

【００６０】被測定物７５を所定位置Ｃに挿入し、か
つ、光ガイド装置７７が図１（Ａ）の状態にある時、被
測定物７５で反射されて生じるビームの反射光Ｌ_R は、
第１のミラー７７ａおよび第２のミラー７７ｂを経た
後、受光装置７９に至る。従って、受光装置７９は、被
測定物の反射光強度Ｉ_R を測定することができる。

【００６１】反射光強度Ｉ_R を上記のごとく求めた後
は、今度は、図１（Ｂ）に示したように、光ガイド装置
の第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂを、線分ＡＢ
を中心にして線対称の位置に、それぞれ移動する。具体
的には、第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂを、線
分ＡＢを回転中心軸にして１８０度回転する。然も、被
測定物７５を、光源７１から出射されたシングルビーム
の光路７３上から外す。すると、光源７１からのビーム
は、光路７３に沿って所定位置Ｃを通過した後、上記の
ごとく移動しておいた第１および第２の反射手段７７
ａ，７７ｂにより反射される。そして、受光装置７９に
入力される。従って、受光装置７９は、前記ビームの入
射光強度Ｉ_I を測定することができる。

【００６２】なお、上述の反射光強度および入射光強度
をそれぞれ求めるために第１および第２のミラー７７
ａ，７７ｂを移動する方法は、特に限定されない。しか
し、好ましくは、上述したように線分ＡＢに沿う軸を回
転軸としてこれら第１および第２のミラー７７ａ，７７
ｂを移動させるのが良い。なぜなら、このような移動方
法であると、第１および第２の反射手段７７ａ，７７ｂ
の上記の移動を高速に行なえ、然も、反射光強度測定お
よび入射光強度測定で要求される位置間の往復移動も容
易に行なえるからである。

【００６３】また、上述の反射光強度および入射光強度
を求めるために第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂ
を移動させる時間は、光源７１の変動や測定系の変動が
無視出来る程度の時間とする。具体的には、反射光強度
測定、ダークレベル測定（後に説明する）および入射光
強度測定の一連の動作を、例えば、数Ｈｚ〜数百Ｈｚの
周期で行なうのが良い。実際、この発明では受光装置７
９は移動させず、第１および第２のミラー７７ａ，７７
ｂのみを移動するだけで良いので、第１および第２のミ
ラー７７ａ，７７ｂを、光源７１の変動や測定系の変動
が無視出来る程度の時間内で移動することは可能であ
る。

【００６４】図１（Ａ）および図１（Ｂ）を比較するこ
とで明らかなように、第１および第２のミラー７７ａ，
７７ｂの位置を、反射光強度測定時と入射光強度測定時
とで変更して、反射光強度および入射光強度をそれぞれ
測定しているが、両測定それぞれにおいて、第１および
第２のミラー７７ａ，７７ｂは、線分ＡＢを挟んで線対
称の位置に移動されているので、両測定では、被測定物
７５の有無を除けば、所定位置Ｃから受光手段７９まで
の光学的な条件は同じになる。すなわち、光路長、焦点
距離、収差、受光面上の光束の位置・強度分布・入射角
等の条件は同じになる。したがって、上記のごとく求め
た反射光強度Ｉ_R および入射光強度Ｉ_Iそれぞれは、絶
対反射率算出に用いることができる。

【００６５】そこで、上記求めた反射光強度Ｉ_R と入射
光強度Ｉ_I とにより、Ｉ_R ／Ｉ_I を計算して、被測定物
７５の絶対反射率を求める。

【００６６】なお、この発明の表面反射率の測定方法を
実施する場合、表面反射率の測定精度を向上させる意味
で、受光手段７９の暗電流に起因する出力、いわゆるダ
ークレベルを測定し、このダークレベルで上記の反射光
強度Ｉ_R と入射光強度Ｉ_I とをそれぞれ補正するのが良
い。測定されるダークレベルをＩ_d とすると、この補正
した反射光強度は（Ｉ_R −Ｉ_d ）となり、補正した入射
光強度は（Ｉ_I −Ｉ_d）となる。従って、ダークレベル
補正を行なった場合の表面反射率は、（Ｉ_R −Ｉ_d ）／
（Ｉ_I −Ｉ_d ）で求まる。

【００６７】このダークレベルＩ_d の測定タイミング
は、任意とできる。ただし、好ましくは、このダークレ
ベルの測定は、反射光強度Ｉ_R を求める処理と入射光強
度Ｉ_Iを求める処理との切換のため光ガイド装置７７の
第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂを移動させる時
間を利用して行なうのが良い。すなわち、図１（Ｃ）に
示したように、第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂ
を移動させている時間は、受光装置７９に至る光をマス
クＭａで遮断した状態を形成して、ダークレベルを測定
するのが良い。こうした方が、表面反射率の測定時間を
短縮できるからである。もちろん、受光装置７９への光
を遮断するための遮光マスクＭａを設置する位置は、図
１（Ｃ）の例に限られない。

【００６８】また、上述の反射光強度測定、入射光強度
測定およびダークレベル補正を複数回繰り返して行なっ
て、複数回の表面反射率を測定し、これらの平均値や、
これらから異常値を除く等の統計処理をした平均値を、
表面反射率としても良い。

【００６９】この発明の表面反射率の測定方法で反射率
を高精度で測定するためには以下の３点が要求される。

【００７０】(1) 測定・演算の期間中にビームの強度、
ダークレベルＩ_d が変化しないこと。

【００７１】(2) 反射光強度測定および入射光強度測定
で、光ガイド装置７７を移動するが、そうしても第１お
よび第２のミラー７７ａ，７７ｂへの光線の入射角や照
射位置の変化及び光学系の収差変動が生じないこと。

【００７２】(3) 反射光強度測定および入射光強度測定
で、光ガイド装置の移動を行なうが、そうしても、それ
ぞれの処理での受光装置７９への光線の入射角・入射位
置・強度分布が変化しないこと。

【００７３】これら(1) 〜(3) の要求に対し、この発明
の表面反射率の測定方法では、第１および第２のミラー
７７ａ，７７ｂを上記のごとく高速で移動できるので、
上記の(1) の要求を満足する。さらに、第１および第２
のミラー７７ａ，７７ｂを上記の線分ＡＢを軸に線対称
に移動するので、上記の(2) の要求を満足する。さら
に、反射光強度測定と入射光強度測定それぞれで受光装
置７９への入力光の光軸は同じとなるようにしてあるの
で、上記の(3) の要求を満足する。従って、この発明の
表面反射率の測定方法によれば、構造が簡単なシングル
ビーム系を用いるにもかかわらず、少ないミラー枚数
で、高精度の反射率測定を実現できる。

【００７４】１−２．表面反射率の測定方法の発明の第
２の実施の形態 次に、表面反射率の入射角依存性を調べることができる
実施の形態（第２の実施の形態）について説明する。こ
の説明を図２および図３を参照して説明する。

【００７５】線分ＡＢと入射光路７３とを含む平面に対
して垂直でかつ線分ＡＢに被測定面を一致させた状態
（入射角θとなる状態）で、所定位置Ｃに被測定物７５
を挿入する。次に、挿入した被測定物７５（図２（Ａ）
参照）を、線分ＡＢを回転中心軸として角度φ回転させ
る（図２（Ｂ）参照）。また、光ガイド装置７７の第１
および第２のミラー７７ａ，７７ｂも、線分ＡＢを回転
中心軸として、被測定物７５を回転させた方向と同じ方
向に、角度φ回転させる。

【００７６】この場合の被測定試料へのビームの入射角
はθではなくγとなる。このγは、初期状態の入射角θ
と上記の回転角φとで以下のように決められる。

【００７７】γ＝ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓθｃｏｓφ） このようにγが与えられる理由は次の通りである。これ
を図３を参照して説明する。ただし、図３中のｘは図２
でφ＝０の時の被測定物７５の法線、ｙは、図２での線
分ＡＢに当たる。

【００７８】φ＝０での被測定物７５の法線ベクトルを
ａ、被測定物７５をＡＢ線（図３ではｙ線）を軸に角度
φ回転させた時の法線ベクトルをＤ、入射ビームのベク
トルをＥとする（図３参照）。ただし、ａ、Ｄ、Ｅはい
ずれも単位ベクトルとする。被測定物７５を線分ＡＢを
軸にφだけ回転させた時の、この被測定物へのビームの
入射角γは、上記ベクトルＤ、Ｅのなす角である。従っ
て、 Ｄ・Ｅ＝｜Ｄ｜｜Ｅ｜ｃｏｓγ と表せる。ここで、Ｄ＝（ｃｏｓθ，−ｓｉｎθ，
０）、Ｅ＝（ｃｏｓφ，０，ｓｉｎφ）、｜Ｄ｜＝｜Ｅ
｜＝１である。従って、 Ｄ・Ｅ＝ｃｏｓθ・ｃｏｓφ＝ｃｏｓγ となる。

【００７９】よって、γ＝ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓθｃｏ
ｓφ）となる。

【００８０】例えば、上記θを１０度に設定した状態
で、上記φを０〜９０度の範囲で変化させた場合、入射
角γを１０〜約９０度に渡って、変化させることができ
る。

【００８１】このように入射角γとされた被測定物７５
からの反射光の強度を受光装置７９で測定する。

【００８２】次に、図２（Ｃ）に示したように、被測定
物７５を所定位置Ｃからはずす。これは、任意の方法で
行なえる。例えば、被測定物７５を、図２（Ａ）を参照
して説明した状態から、線分ＡＢを回転中心軸として９
０度回転させれば良い。また、入射光強度を測定するた
めに、第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂを、該ビ
ームを受光できる位置に移動する（図２（Ｃ））。すな
わち、第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂを、図２
（Ａ）を参照して説明した状態から、線分ＡＢを回転中
心軸として１８０度回転させる。この状態で、入射光強
度を受光装置７９で測定する。

【００８３】これら測定した反射光強度と入射光強度と
に基づいて、被測定物７５の表面反射率を、求める。す
なわち、反射光強度／入射光強度を計算して、該表面反
射率を算出する。これにより、入射角γの時の表面反射
率が求まる。

【００８４】上記φを順次に変更して上記手順で入射角
γの時の被測定物７５の表面反射率を順次に求める。こ
うすると、被測定物７５の表面反射率の入射角依存特性
を、簡便かつ高精度に測定することができる。

【００８５】２．面精度の測定方法の第１の発明の実施
の形態 次に、図４（Ａ）および（Ｂ）を参照して、面精度の測
定方法の第１の発明の実施の形態について説明する。具
体的には、トワイマン・グリーン干渉計を利用する面精
度測定法にこの第１の発明を適用する例を説明する。な
お、図４では、説明の都合上、入射光の光軸と、基準試
料８５のリファレンス面８５ａで反射されてハーフミラ
ー８３に戻った光や、帰還装置９１で反射されてハーフ
ミラー８３に戻った光の光軸とを、ずらして作図してあ
る。

【００８６】はじめに、光源８１としての例えばレーザ
から出た光を、従来と同様、例えばハーフミラー８３に
より第１および第２の光路に分ける。ハーフミラー８３
で分けられ第１の光路を進む第１の光Ｌ₁ は、基準試料
８５が有するリファレンス面８５ａに入射して、その反
射光である第１の反射光Ｌ_1Rを生成する。一方、ハーフ
ミラー８３で分けられた他方の光、すなわち第２の光Ｌ
₂ は、第２の光路を進む。

【００８７】この発明では、この第２の光路上の所定位
置Ｃに被測定物８７を挿入した第１の状態と、挿入しな
い第２の状態とを順に形成する。被測定物を所定位置Ｃ
に挿入する条件は、上述の表面反射率の測定方法と同様
とする。すなわち、所定位置Ｃで第２の光路に対しθ＋
π／２の角度で交わる線分ＡＢと第２の光路とを含む平
面に垂直にかつ第２の光路に対する入射角がθ（θ≠９
０度）となるように、被測定物８７を、前記所定位置Ｃ
に挿入する（図４（Ａ））。

【００８８】またこの第２の光路側には、上述の表面反
射率の測定方法の発明で説明した光ガイド装置７７と同
様な考えの、光ガイド装置８９を設けておく。すなわ
ち、第１のミラー８９ａと第２のミラー８９ｂとで構成
した光ガイド装置８９を設けておく。これら、第１およ
び第２のミラー８９ａ，８９ｂの配置方法等は、上記の
第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂと同様で良いの
で、ここでは説明を省略する。ただし、この光ガイド装
置８９の第２のミラー８９ｂが出力する光は、光を往路
に戻す帰還装置９１で受ける構成とする。

【００８９】この帰還装置９１は、入射角が９０度とな
るように配置したミラーで構成できる。

【００９０】被測定物８７を第２の光路の所定位置Ｃに
挿入しかつ光ガイド装置８９が図４（Ａ）の状態にある
時、第２の光Ｌ₂ は、被測定物８７で反射された後、第
１のミラー８９ａ、第２のミラー８９ｂ、帰還装置９１
を経てから再び往路を戻って、ハーフミラ８３に戻る。
すなわち、第２の反射光Ｌ_2Rとしてハーフミラー８３に
戻る。一方、既に説明したように、第１の光Ｌ₁ は基準
試料８５のリファレンス面８５ａで反射され第１の反射
光Ｌ_1Rとしてハーフミラ８３に戻る。

【００９１】これら第１の反射光Ｌ_1Rと第２の反射光Ｌ
_2Rとは、ハーフミラ８３を経た後は、ほぼ同一の光路を
進むため、干渉する。この干渉に起因する第１の波面収
差を、公知の縞解析装置９３により測定する。

【００９２】上述のごとく第１の波面収差を測定した
後、今度は、図４（Ｂ）に示したように、前記所定位置
Ｃに被測定物８７を挿入しない状態とする。然も、前記
第１および第２のミラー８９ａ，８９ｂを、前記第１の
波面収差を測定した処理での位置に対し、線分ＡＢを回
転中心軸として１８０度回転させて移動する。すると、
第２の光Ｌ₂ は、所定位置Ｃを通過した後、上記のごと
く移動しておいた第１および第２のミラー８９ａ，８９
ｂによって反射される（図４（Ｂ））。そして、帰還装
置９１に至る。すると、この第２の光は、往路を戻って
再び第２の光路上に戻る。このように戻った第２の反射
光Ｌ_2RY （図４（Ｂ））と前記リファレンス面８５ａか
らの第１の反射光Ｌ_1Rとは、ハーフミラー８３を経た後
は、ほぼ同一の光路を進むため、干渉する。この干渉に
起因する第２の波面収差を、縞解析装置９３により測定
する。

【００９３】図４（Ａ）および（Ｂ）を比較することで
明らかなように、第１の波面収差測定時と第２の波面収
差測定時とで、第１および第２のミラー８９ａ，８９ｂ
は移動されるが、これらミラー８９ａ，８９ｂは、上記
線分ＡＢを中心軸として線対称の位置に移動される。そ
のため、第１および第２の波面収差を測定する処理それ
ぞれでは、被測定物８７の有無を除けば、所定位置Ｃか
ら帰還装置９１までの光学的な条件は同じになる。すな
わち、光路長、各反射手段上の光束の位置・強度分布・
入射角等の条件は同じになる。

【００９４】次に、上記のように測定した第１の波面収
差および第２の波面収差に基づいて被測定物８７の絶対
面精度を、縞解析装置９３により算出する。具体的に
は、第１の波面収差をＷ₁ （ｘ，ｙ）とし、第２の波面
収差をＷ₂ （ｘ，ｙ）とすると、絶対面精度Ｗａ（ｘ，
ｙ）を、以下の（１）式に従い算出する。なお、この
（１）式中の第２の波面収差Ｗ₂ のｙ成分に負符号を付
ける理由は、第１の波面収差の測定時に被測定物８７で
波面の左右が入れ替わることを補正するためである。

【００９５】 Ｗａ（ｘ，ｙ）＝Ｗ₁ （ｘ，ｙ）−Ｗ₂ （ｘ，−ｙ）・・・（１） 上述した説明から理解できるように、この面精度の測定
方法の第１の発明では、トワイマン・グリーン干渉計を
利用するにもかかわらず、被測定物の絶対面精度を測定
できる。然も、基準試料８５のリファレンス面８５ａの
面精度を極端に高くせずとも、被測定物の絶対面精度を
測定できる。

【００９６】３．面精度の測定方法の第２の発明の実施
の形態 次に、図５（Ａ）および（Ｂ）を参照して、面精度の測
定方法の第２の発明の実施の形態について説明する。具
体的には、フィゾー干渉計を利用する面精度測定法にこ
の第２の発明を適用する例を説明する。

【００９７】先ず、リファレンス面１０１ａを有した基
準試料１０１および面精度測定対象物である被測定物１
０３を、光源１０５例えばレーザから見てこの順に配置
する。ただし、この発明では、詳細は後述するが、被測
定物１０３を光源１０５からの出射光の光路上に挿入し
た第１の状態と、挿入しない第２の状態とを順に形成す
る。ただし、第１の状態と第２の状態とはいずれを先に
形成しても良い。

【００９８】被測定物１０３を挿入する場合は、基準試
料１０１の後段の光源１０５の光路上の所定位置Ｃで該
光路に角度θ＋π／２で交わる線分ＡＢと、該光路とを
含む平面に対して、被測定面が垂直にかつ光源からの光
の入射角がθとなるように、被測定物１０３を所定位置
Ｃに挿入する（図５（Ａ））。

【００９９】またこの基準試料１０１の後段には、上述
の表面反射率の測定方法の発明で説明した光ガイド装置
７７と同様な考えの、光ガイド装置１０９を設けてお
く。すなわち、第１のミラー１０９ａと第２のミラー１
０９ｂとで構成した光ガイド装置１０９を設けておく。
これら、第１および第２のミラー１０９ａ，１０９ｂの
配置方法等は、上記の第１および第２のミラー７７ａ，
７７ｂと同様で良いので、ここでは説明を省略する。た
だし、この光ガイド装置１０９の第２のミラー１０９ｂ
が出力する光は、光を往路に戻す帰還装置１１１で受け
る構成とする。

【０１００】この帰還装置１１１は、入射角が９０度と
なるように配置したミラーで構成できる。

【０１０１】光源から出た光は発散レンズ１０７ａ及び
コリメータレンズ１０７ｂを経て基準試料１０１、さら
にその後段に至る。基準試料１０１は、上記の光源から
の光の一部を反射して第１の反射光としてハーフミラー
１１３に戻す。

【０１０２】被測定物１０３を基準試料１０１の後段の
所定位置Ｃに挿入しかつ光ガイド装置１０９が図５
（Ａ）の状態にある時、光源１０５からの光は、被測定
物１０３で反射された後、第１のミラー１０９ａ、第２
のミラー１０９ｂ、帰還装置１１１を経てから、再び往
路を戻って、ハーフミラー１１３に戻る。すなわち、第
２の反射光としてハーフミラー１１３に戻る。一方、既
に説明したように、基準試料１０１で反射された第１の
反射光もハーフミラー１１３に戻っている。

【０１０３】これら第１の反射光と第２の反射光とは、
ハーフミラー１１３を経た後は、ほぼ同一の光路を進む
ため、干渉する。この干渉に起因する第１の波面収差
を、公知の縞解析装置１１５により測定する。

【０１０４】上述のごとく第１の波面収差を測定した
後、今度は、図５（Ｂ）に示したように、前記所定位置
Ｃに被測定物１０３を挿入しない状態とする。然も、前
記第１および第２のミラー１０９ａ，１０９ｂを、第１
の波面収差を測定した処理での位置に対し、線分ＡＢを
回転中心軸として１８０度回転させて移動する。する
と、光源１０５からの光は、所定位置Ｃを通過した後、
上記のごとく移動しておいた第１および第２のミラ１０
９ａ，１０９ｂによって反射される（図５（Ｂ））。そ
して、帰還装置１１１に至る。すると、この光は、往路
を戻ってハーフミラー１１３に戻る。このように戻った
反射光と、前記基準試料１０１からの反射光とは、ハー
フミラー１１３を経た後は、ほぼ同一の光路を進むた
め、干渉する。この干渉に起因する第２の波面収差を、
縞解析装置１１５により測定する。

【０１０５】図５（Ａ）および（Ｂ）を比較することで
明らかなように、第１の波面収差測定時と第２の波面収
差測定時とで、第１および第２のミラー１０９ａ，１０
９ｂが移動されるが、これらミラー１０９ａ，１０９ｂ
は、上記線分ＡＢを中心軸として線対称の位置に移動さ
れる。そのため、第１および第２の波面収差を測定する
処理それぞれでは、被測定物１０３の有無を除けば、所
定位置Ｃから帰還装置１１１までの光学的な条件は同じ
になる。すなわち、光路長、各反射手段上の光束の位置
・強度分布・入射角等の条件は同じになる。

【０１０６】次に、上記のように測定した第１の波面収
差および第２の波面収差に基づいて被測定物１０３の絶
対面精度を、縞解析装置１１５により算出する。この絶
対面精度の算出は、面精度の測定方法の第１の発明で説
明したＷａ（ｘ，ｙ）を求める手順に従い行なえる。

【０１０７】上述した説明から理解できるように、この
面精度の測定方法の第２の発明では、フィゾー干渉計を
利用するにもかかわらず、被測定物の絶対面精度を測定
できる。然も、基準試料１０１のリファレンス面１０１
ａの面精度を極端に高くせずとも、被測定物の絶対面精
度を測定できる。

【０１０８】４．被測定物および反射手段を移動する手
段の説明 上述した各発明では、被測定物を光路上に挿入したり光
路から外すという、被測定物の移動動作と、該動作に同
期させて、光ガイド装置を異なる位置に移動させる動作
とが必要であった。これら移動動作を高速かつ高精度に
行なえる方法について、以下、詳細に説明する。

【０１０９】既に説明したように、光ガイド装置の第１
および第２のミラーの上記移動は、上記の線分ＡＢに一
致する軸を中心とした回転運動で実現するのが良い。し
かし、被測定物の移動を、第１および第２のミラーの移
動と同じ軸で行なうと、被測定物はいつも光路上に存在
してしまうので、被測定物を光路から外した状態を形成
出来ない。

【０１１０】そこで、例えば以下に説明する方法をと
る。この説明を図６（Ａ）および（Ｂ）を参照して行な
う。ただし、図６（Ａ）は図１（Ａ）の光学系を、図１
（Ａ）のＢ点からＡ点に向かって見た図、図６（Ｂ）は
図１（Ｂ）の光学系を、図１（Ｂ）のＢ点からＡ点に向
かって見た図である。なお、図６では図１に示さなかっ
たステージ等も図示してある。

【０１１１】第１および第２のミラー７７ａ，７７ｂ
を、第１のステージ１２１に設置する。ただし、第１の
ステージ１２１は回転運動する構造とする。しかも、そ
の回転軸１２１ａは、第１および第２のミラー７７ａ，
７７ｂを、上記の線分ＡＢを中心に線対称に回転移動で
きるよう設定する。具体的には、回転軸１２１ａを、線
分ＡＢに一致させてある。また、第２のステージ１２３
を用意する。この第２のステージ１２３も回転運動する
構造とする。この第２のステージ１２３に、被測定物７
５を設置する。ただし、第２のステージの回転軸１２３
ａは、線分ＡＢからずれた位置としてある。然も、被測
定物７５は、第２のステージ１２３が回転軸１２３ａを
中心に回転したある位置にて、該被測定物が所定位置Ｃ
上に来るように、第２のステージ１２３上に設置してあ
る。

【０１１２】第１のステージ１２１の回転軸１２１ａ
と、第２のステージ１２３の回転軸１２３ａとを、１：
１の回転比で同期させて運動させる。すると、ビームの
入射光強度を測定するとき、被測定物７５は光路上から
離脱する。そのため、この出願の発明での一連の測定が
支障なく行える。また、両者の回転軸１２１ａ，１２３
ａを、歯車またはベルトによって１：１の回転比に結合
しどちらか１軸の駆動によって測定動作を行うと安定性
・精度が向上し構造も簡略化される。

【０１１３】もちろん、第１および第２の反射手段の移
動方法、並びに、被測定物の移動方法は、この図６を参
照して説明した例に限られず、他の方法でも良い。

【０１１４】

【実施例】以下、この出願の各発明の理解を深めるため
にいくつかの実施例を説明する。ただし、ここでは、表
面反射率を測定する実施例を説明する。この説明をいく
つかの図面を参照して行なう。ただし、説明に用いる各
図では、図１や図６を用いて説明した構成成分と同様な
構成成分については、図１や図６で用いた符号と同じ符
号を付し、その重複する説明を省略することもある。ま
た、各図は、この発明を理解できる程度に各構成成分の
寸法、形状および配置関係を概略的に示してあるにすぎ
ない。

【０１１５】１．第１の実施例 図７（Ａ）〜（Ｃ）は第１の実施例の説明図である。具
体的には、入射角θを１０°とした時の、絶対反射率測
定機構の概略図および動作説明図である。

【０１１６】第１のステージ１２１の回転軸１２１ａ
と、第２のステージ１２３の回転軸１２３ａとを、歯車
またはベルト等の連結手段１２５によって結合してあ
る。ただし、１：１の回転比で結合してある。

【０１１７】第１のステージ１２１を回転軸１２１ａを
中心に回転させ所定の第１の位置で止める。すると、図
７（Ａ）に示したように、被測定物７５は、光源７１か
らのビームの光路７３上の所定位置Ｃに入射角θ（ここ
では１０°前後）で挿入される。また、第１および第２
のミラー７７ａ，７７ｂは、反射光強度の測定に適した
位置に位置される。そのため、受光装置７９は被測定物
７５の反射光強度Ｉ_Rを測定できる。

【０１１８】次に、第１のステージ１２１を回転軸１２
１ａを中心に上記の第１の位置から回転させると、その
途中で、図７（Ｂ）に示したように、光源７１からの光
は遮光マスクＭａにより遮られる。この状態で、受光装
置７９のダークレベルＩ_d を測定する。

【０１１９】第１のステージ１２１を、前記第１の位置
に対し１８０°回転させた第２の位置で止める。する
と、図７（Ｃ）に示したように、被測定物７５は、光源
７１からのビームの光路７３上から外れる。また、第１
および第２のミラー７７ａ，７７ｂは、ビームの入射光
強度の測定に適した位置に位置される。そのため、受光
装置７９は光源７１の入射光強度Ｉ_I を測定できる。

【０１２０】これら測定された反射光強度および入射光
強度についてダークレベル補正をし、該補正した反射光
強度および入射光強度から被測定物７５の絶対反射率を
求める。

【０１２１】また、上述の一連の測定および演算を行な
う電気信号処理系として、例えば図８を参照して説明す
る電気信号処理系１４０を用いる。

【０１２２】この電気信号処理系１４０は、回転式のス
イッチ板１４１と、このスイッチ板１４１の周囲の所定
位置に配置された第１〜第３の位置センサ１４３、１４
５、１４７と、第１の位置センサ１４３の出力に応じオ
ン／オフする第１のゲートスイッチ１４９と、第２の位
置センサ１４５の出力に応じオン／オフする第２のゲー
トスイッチ１５１と、第３の位置センサ１４７の出力に
応じオン／オフする第３のゲートスイッチ１５３とを具
える。

【０１２３】このスイッチ板１４１は、例えば、上記の
第１のステージの回転軸１２１ａを回転軸として回転す
るよう、第１のステージ１２１の適性位置に設置する。
第１の位置センサ１４３は、この場合、第１のステージ
１２１が、反射光強度の測定に適した位置に来たか否か
を検出する。第２の位置センサ１４５は、この場合、第
１のステージ１２１が、ダークレベル測定を行なうに適
した位置に来たか否かを検出する。第３の位置センサ１
４７は、この場合、第１のステージ１２１が、ビームの
入射光強度の測定に適した位置に来たか否かを検出す
る。これら第１〜第３の位置センサそれぞれは、目的の
位置検出をした場合、対応するゲートスイッチに、これ
を導通状態にする信号（オン信号）を出力する。

【０１２４】さらに、この電気信号処理系１４０は、受
光装置７９の出力を増幅する増幅手段１５５を具える。
この増幅手段１５５の出力を、第１〜第３のゲートスイ
ッチ１４９、１５１、１５３それぞれの入力端子に並列
に入力する。なお、第１〜第３のゲートスイッチ１４
９、１５１、１５３は、これに対応する位置センサ１４
３、１４５、１４７から上記のオン信号が入力された時
間だけ、増幅手段１５５から入力された信号を、後段回
路（後に説明するバッファ）に送る。

【０１２５】さらに、この電気信号処理系１４０は、第
１のゲートスイッチ１４９の出力に接続された第１のバ
ッファ１５７と、第２のゲートスイッチ１５１の出力に
接続された第２のバッファ１５９と、第３のゲートスイ
ッチ１５３の出力に接続された第３のバッファ１６１と
を具える。これら第１〜第３のバッファは、対応するゲ
ートスイッチから出力された信号を保持する。

【０１２６】さらに、この電気信号処理系１４０は、第
１のバッファ１５７に保持されている信号から第２のバ
ッファ１５９に保持されている信号を減算する第１の減
算手段１６３と、第３のバッファ１６１に保持されてい
る信号から第２のバッファ１５９に保持されている信号
を減算する第２の減算手段１６５と、第２の減算手段１
６５の出力を第１の減算手段１６３の出力で割り算する
割り算手段１６７と、この割り算手段１６７の結果を記
録する出力部１６９とを具える。なお、出力部１６９
は、表示部やプリンタ等任意好適な手段とする。

【０１２７】この電気信号処理系１４０では、反射光強
度測定、ダークレベル測定および入射光強度測定それぞ
れでの受光装置７９の出力を、第１〜第３のバッファに
順次に保持させることができる。また、第３の位置セン
サ１４７のオン信号に応じ、減算手段１６３、１６５お
よび割り算手段１６７が動作して、演算をそれぞれする
ので、絶対反射率を算出できる。

【０１２８】なお、この場合も、入射光強度を測定する
処理を先に実施し、その後にダークレベル測定および反
射光強度測定を順に行なっても良い。そうするには、ス
イッチ板１４１の回転方向を図８の例の逆にし、かつ、
図８では第３の位置センサ１４７の出力を減算手段１６
３、１６５や割り算手段１６７のトリガ信号としていた
ところを、第１の位置センサ１４３の出力を同トリガと
すれば良い。

【０１２９】２．第２の実施例 図９（Ａ）〜（Ｃ）は第２の実施例の説明図である。具
体的には、入射角θが４５°の場合の、絶対反射率測定
機構の概略図および動作説明図である。

【０１３０】ただしこの場合、光源７１からの光の光路
に適当な偏光素子１８１（グランテーラー偏光子、グラ
ントムソン偏光子、ニコルプリズム、またはポラロイド
フィルムなど）を設置した例を示してある。こうした場
合、特定の偏光成分を取り出すことができるので、被測
定物の表面反射率を、偏光特性をも含めて測定できる。

【０１３１】この図９（Ａ）〜（Ｃ）は、この順でいっ
て、反射光強度測定動作、ダークレベル測定動作、入射
光強度測定動作をそれぞれ示している。ただし、これら
動作は、第１の実施例と同じであるので、その説明を省
略する。

【０１３２】なお、この出願の各発明は、上述の各実施
の形態および実施例に何ら限定されるものではなく、多
くの変形または変更を加えることができる。

【０１３３】たとえば、各発明で用いた光ガイド装置
は、上述の例に限られず、他の任意好適な構造の光ガイ
ド装置としても良い。例えば、光ファイバで構成する場
合があっても良い。

【０１３４】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
出願の表面反射率の測定方法の発明によれば、シングル
ビームの光路上の所定位置に被測定物を挿入した第１の
状態と、挿入しない第２の状態とを順に形成する。然
も、この第１の状態では被測定物からの反射光を、ま
た、第２の状態では被測定物への入射光を、それぞれ光
ガイド装置により一の固定された受光装置に案内する。
然も、光ガイド装置として、該装置を移動しても光を導
波する条件が一定である装置を用いる。このようにする
ので、構造が簡単なシングルビーム系を用いるにもかか
わらず、然も、受光装置は移動することなく、高精度の
反射率測定を実現できる。

【０１３５】また、この出願の面精度の測定方法の第１
および第２の発明によれば、干渉計を利用する面精度の
測定方法において、光源から出射された光の光路に被測
定物を出し入れする。然も、該光路に被測定物を挿入し
た場合に生じる反射光と挿入しない場合の光源からの光
とを、光を導波する条件が一定である一の光ガイド装置
および帰還装置を用いて、光源側に順に戻す。そして、
こうして戻した光それぞれを、基準試料からの反射光と
干渉させて、第１の波面収差および第２の波面収差を測
定する。そして、第１の波面収差および第２の波面収差
に基づいて被測定物の面精度を算出する。この第１の波
面収差は、被測定物の面状態が反映された波面収差であ
り、この第２の波面収差は被測定物を除いた状態（被測
定物を出し入れする側の光学系のみの状態）が反映され
た波面収差であるので、これら第１および第２の波面収
差に基づき算出される面精度は絶対面精度になる。ま
た、基準試料は、第１および第２の波面収差測定時に共
通でありさえすれば良いので、極端に高い精度のリファ
レンス面を持たなくても済む。したがって、干渉計を利
用する面精度測定であるにもかかわらず、絶対面精度を
高精度な基準面を必要とせずに測定できる方法が実現出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、表面反射率の測定方法の発
明の第１の実施の形態を説明する図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、表面反射率の測定方法の発
明の第２の実施の形態を説明する図である。

【図３】表面反射率の測定方法の発明の第２の実施の形
態での入射角γの説明図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、面精度の測定方法の第
１の発明の実施の形態を説明する図である。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、面精度の測定方法の第
２の発明の実施の形態を説明する図である。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、光ガイド装置および被
測定物の移動方法の実施の形態の説明図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、表面反射率の測定方法の第
１の実施例を説明する図であり、特に測定手順の説明図
である。

【図８】表面反射率の測定方法の第１の実施例を説明す
る図であり、特に、電気信号処理系の一例の説明図であ
る。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、表面反射率の測定方法の第
２の実施例を説明する図である。

【図１０】従来技術の説明図であり、シングルビーム方
式による従来の表面反射率測定方法の説明図である。

【図１１】従来技術の説明図であり、ダブルビーム方式
による従来の表面反射率測定方法の説明図である。

【図１２】従来技術の説明図であり、ダブルビーム方式
による従来の表面反射率測定方法で用いられるＶ／Ｎ型
の光学系の説明図である。

【図１３】従来技術の説明図であり、トワイマン・グリ
ーン干渉計を利用した従来の面精度測定方法の説明図で
ある。

【図１４】従来技術の説明図であり、フィゾー干渉計を
利用した従来の面精度測定方法の説明図である。

【符号の説明】

７１：光源 ７３：シングルビームの光路 ７５：被測定物 ７７：光ガイド装置 ７７ａ：第１のミラー ７７ｂ：第２のミラー ７９：受光装置 Ｍａ：遮光マスク ８１：光源 ８３：ハーフミラー ８５：基準試料 ８７：被測定物 ８９：光ガイド装置 ８９ａ：第１のミラー ８９ｂ：第２のミラー ９１：帰還装置 ９３：縞解析装置 １０１：基準試料 １０３：被測定物 １０５：光源 １０７ａ：発散レンズ １０７ｂ：コリメータレンズ １０９：光ガイド装置 １０９ａ：第１のミラー １０９ｂ：第２のミラー １１１：帰還装置 １１３：ハーフミラー １１５：縞解析装置 １２１：第１のステージ １２１ａ：第１のステージの回転軸 １２３：第２のステージ １２３ａ：第２のステージの回転軸 １４１：スイッチ板 １４３：第１の位置センサ １４５：第２の位置センサ １４７：第３の位置センサ １４９：第１のゲートスイッチ １５１：第２のゲートスイッチ １５３：第３のゲートスイッチ １５５：増幅手段（プリアンプ） １５７：第１のバッファ １５９：第２のバッファ １６１：第３のバッファ １６３：第１の減算手段 １６５：第２の減算手段 １６７：割り算手段 １６９：出力部 １８１：偏光素子

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シングルビームを用いて被測定物の表面
   反射率を測定する方法において、 前記被測定物を前記ビームの入射光路上の所定位置に挿
   入した第１の状態と、挿入しない第２の状態とを、順に
   形成し、 前記第１の状態で前記被測定物で反射されて生じる前記
   ビームの反射光と、前記第２の状態で前記所定位置を通
   過する前記ビームとを、 一の光ガイド装置であって、前記反射光または前記ビー
   ムを受光できる位置に前記第１または第２の状態が形成
   されるタイミングに同期して移動され、該移動がされて
   も受光光を一定の導波条件で案内する光ガイド装置を用
   いて、一の固定された受光装置に順に案内し、 該受光装置で測定される前記反射光の強度と、前記ビー
   ムの強度とに基づいて前記被測定物の表面反射率を算出
   することを特徴とする表面反射率の測定方法（ただし、
   前記第１の状態と第２の状態とはいずれを先に形成して
   も良い。）。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の表面反射率の測定方法
   において、 前記所定位置で前記入射光路に対しθ＋π／２の角度で
   交わる線分と前記入射光路とを含む平面に垂直にかつ前
   記ビームに対する入射角がθとなるように、前記被測定
   物を前記所定位置に挿入した場合に、該被測定物から反
   射角θで反射される反射光を受光でき、かつ、該受光光
   を前記線分に交差するように反射できる第１のミラー
   と、 反射面が前記線分と交差していてかつ前記第１のミラー
   からの光を前記線分上に沿うように反射できる第２のミ
   ラーとを含み、 これら第１および第２のミラーは前記線分を回転中心軸
   として任意の角度で移動できる構成の光学系を、 前記光ガイド装置として用いることを特徴とする表面反
   射率の測定方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の表面反射率の測定方法
   において、 前記被測定物を前記所定位置に前記入射角θの条件で挿
   入しさらに前記線分を中心に角度φ回転させた状態に相
   当する状態を、前記第１の状態として形成し、一方、前
   記光ガイド装置を、前記被測定物の前記回転角度φに合
   わせて前記線分を中心に角度φ回転させておき、 該状態で前記反射光強度を求め、そして前記表面反射率
   を算出して、表面反射率の角度依存性を測定することを
   特徴とする表面反射率の測定方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の表面反射率の測定方法
   において、 前記受光装置の暗電流に起因する出力を測定し、該測定
   した出力により前記反射光強度および前記入射光強度を
   それぞれ補正し、該補正した反射光強度および入射光強
   度に基づいて前記表面反射率を算出することを特徴とす
   る表面反射率の測定方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の表面反射率の測定方法
   において、 前記暗電流に起因する出力の測定は、前記光ガイド装置
   を移動させている時間を利用して行なうことを特徴とす
   る表面反射率の測定方法。
6. 【請求項６】 シングルビームを用いて被測定物の表面
   反射率を測定する装置において、 前記ビームの入射光路上の所定位置に前記被測定物を任
   意に出し入れするための第１の移動装置と、 前記被測定物を前記所定位置に挿入した時は、該被測定
   物で反射されて生じる前記ビームの反射光を受光できる
   第１の位置に移動され、挿入しない時は前記所定位置を
   通過する前記ビームを受光できる第２の位置に移動さ
   れ、該移動がされても受光光を一定の導波条件で一の固
   定された受光装置に案内できる光ガイド装置と、 該光ガイド装置を前記第１の位置および前記第２の位置
   を含む任意の位置に移動するための第２の移動装置と、 一の固定された当該受光装置と、 該受光装置で受光される前記反射光強度および前記ビー
   ム強度に基づいて前記被測定物の表面反射率を算出する
   演算装置とを具えることを特徴とする表面反射率の測定
   装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の表面反射率の測定装置
   において、 前記所定位置で前記入射光路に対しθ＋π／２の角度で
   交わる線分と前記入射光路とを含む平面に垂直にかつ前
   記ビームに対する入射角がθとなるように、前記被測定
   物を前記所定位置に挿入した場合に、該被測定物から反
   射角θで反射される反射光を受光でき、かつ、該受光光
   を前記線分に交差するように反射できる第１のミラー
   と、 反射面が前記線分と交差していてかつ前記第１のミラー
   からの光を前記線分上に沿うように反射できる第２のミ
   ラーとを含み、 これら第１および第２のミラーは前記線分を回転中心軸
   として任意の角度移動できる構成の光学系を、 前記光ガイド装置として含むことを特徴とする表面反射
   率の測定装置。
8. 【請求項８】 請求項６に記載の表面反射率の測定装置
   において、 前記受光装置の暗電流に起因する出力を測定する装置
   と、 該暗電流に起因する出力により前記反射光強度およびビ
   ーム強度を補正する装置とをさらに具えることを特徴と
   する表面反射率の測定装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の表面反射率の測定装置
   において、 暗電流に起因する出力を測定する前記装置は、前記光ガ
   イド装置を移動させている時間内に動作する装置である
   ことを特徴とする表面反射率の測定装置。
10. 【請求項１０】 光を第１および第２の光路に伝搬さ
    せ、該第１の光路を進む第１の光をリファレンス面に入
    射して第１の反射光を得、該第２の光路を進む第２の光
    を被測定物に入射して第２の反射光を得、これら第１お
    よび第２の反射光同士を干渉させてそれに起因する波面
    収差を測定し、該波面収差に基づいて前記被測定物の面
    精度を測定する方法において、 前記被測定物を前記第２の光路上の所定位置に挿入した
    第１の状態と、挿入しない第２の状態とを、順に形成
    し、 前記第１の状態で前記被測定物で反射されて生じる反射
    光（第２の反射光）と、前記第２の状態で前記所定位置
    を通過する前記第２の光とを、 一の光ガイド装置であって、該第２の反射光または該第
    ２の光を受光できる位置に前記第１または第２の状態が
    形成されるタイミングに同期して移動され、該移動がさ
    れても受光光を一定の導波条件で案内する光ガイド装置
    を用いて、光を往路に戻す帰還装置に順に案内し、 該帰還装置によって順に前記第２の光路上に戻る前記第
    ２の反射光および第２の光それぞれと、前記リファレン
    ス面からの前記第１の反射光とを干渉させて、第１の波
    面収差および第２の波面収差をそれぞれ測定し、 これら第１の波面収差および第２の波面収差に基づいて
    前記被測定物の絶対面精度を算出することを特徴とする
    面精度の測定方法（ただし、前記第１の状態と第２の状
    態とはいずれを先に形成しても良い。）。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の面精度の測定方法
    において、 前記所定位置で前記第２の光路に対しθ＋π／２の角度
    で交わる線分と前記第２の光路とを含む平面に垂直にか
    つ前記ビームに対する入射角がθとなるように、前記被
    測定物を前記所定位置に挿入した場合に、該被測定物か
    ら反射角θで反射される反射光を受光でき、かつ、該受
    光光を前記線分に交差するように反射できる第１のミラ
    ーと、 反射面が前記線分と交差していてかつ前記第１のミラー
    からの光を前記線分上に沿うように反射できる第２のミ
    ラーとを含み、 これら第１および第２のミラーは前記線分を回転中心軸
    として任意の角度で移動できる構成の光学系を、 前記光ガイド装置として用いることを特徴とする面精度
    の測定方法。
12. 【請求項１２】 トワイマン・グリーン干渉計を利用し
    た面精度の測定装置であって、 光源と、 該光源からの光を第１の光路を進む第１の光および第２
    の光路を進む第２の光に分配するための光分配装置と、 前記第１の光路上に配置され、リファレンス面を有し、
    前記第１の光を反射して第１の反射光を生成する基準試
    料と、 前記第２の光路上の所定位置に被測定物を出し入れする
    ための第１の移動装置と、 前記被測定物を前記所定位置に挿入した時は、該被測定
    物で反射されて生じる前記第２の光の反射光（第２の反
    射光）を受光できる第１の位置に移動され、挿入しない
    時は前記所定位置を通過する前記第２の光を受光できる
    第２の位置に移動され、該移動がされても受光光を一定
    の導波条件で、光を往路に戻す帰還装置に案内できる光
    ガイド装置と、 該光ガイド装置を前記第１の位置および前記第２の位置
    を含む任意の位置に移動するための第２の移動装置と、 当該帰還装置と、 該帰還装置によって順に前記第２の光路上に戻る前記第
    ２の反射光および第２の光それぞれと、前記リファレン
    ス面からの前記第１の反射光との干渉に起因する第１の
    波面収差および第２の波面収差をそれぞれ測定し、これ
    ら第１および第２の波面収差に基づいて前記被測定物の
    絶対面精度を算出する演算装置とを具えたことを特徴と
    する面精度の測定装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の面精度の測定装置
    において、 前記所定位置で前記第２の光路に対しθ＋π／２の角度
    で交わる線分と前記第２の光路とを含む平面に垂直にか
    つ前記ビームに対する入射角がθとなるように、前記被
    測定物を前記所定位置に挿入した場合に、該被測定物か
    ら反射角θで反射される反射光を受光でき、かつ、該受
    光光を前記線分に交差するように反射できる第１のミラ
    ーと、 反射面が前記線分と交差していてかつ前記第１のミラー
    からの光を前記線分上に沿うように反射できる第２のミ
    ラーとを含み、 これら第１および第２のミラーは前記線分を回転中心軸
    として任意の角度で移動できる構成の光学系を、 前記光ガイド装置として含むことを特徴とする面精度の
    測定装置。
14. 【請求項１４】 リファレンス面を有した基準試料およ
    び被測定物を光源から見てこの順に配置し、光源からの
    出射光を前記基準試料および前記被測定物にそれぞれ照
    射して前記リファレンス面からの第１の反射光と前記被
    測定物からの第２の反射光とを得、これら第１および第
    ２の反射光同士を干渉させそれに起因する波面収差を測
    定し、該波面収差に基づいて前記被測定物の面精度を測
    定する方法において、 前記被測定物を前記基準試料の後段でかつ前記出射光の
    光路上の所定位置に挿入する第１の状態と、挿入しない
    第２の状態とを、順に形成し、 前記第１の状態で前記被測定物で反射されて生じる反射
    光（第２の反射光）と、前記第２の状態で前記所定位置
    を通過する前記出射光とを、 一の光ガイド装置であって、該第２の反射光または該出
    射光を受光できる位置に前記第１または第２の状態が形
    成されるタイミングに同期して移動され、該移動がされ
    ても受光光を一定の導波条件で案内する光ガイド装置を
    用いて、光を往路に戻す帰還装置に順に案内し、 該帰還装置によって前記光源側に戻る前記第２の反射光
    および前記出射光と、前記リファレンス面からの前記第
    １の反射光とを干渉させて、第１の波面収差および第２
    の波面収差をそれぞれ測定し、 これら第１の波面収差および第２の波面収差に基づいて
    前記被測定物の絶対面精度を算出することを特徴とする
    面精度の測定方法（ただし、前記第１の状態と第２の状
    態とはいずれを先に形成しても良い。）。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の面精度の測定方法
    において、 前記所定位置で前記出射光の光路に対しθ＋π／２の角
    度で交わる線分と前記光路とを含む平面に垂直にかつ前
    記ビームに対する入射角がθとなるように、前記被測定
    物を前記所定位置に挿入した場合に、該被測定物から反
    射角θで反射される反射光を受光でき、かつ、該受光光
    を前記線分に交差するように反射できる第１のミラー
    と、 反射面が前記線分と交差していてかつ前記第１のミラー
    からの光を前記線分上に沿うように反射できる第２のミ
    ーラとを含み、 これら第１および第２のミラーは前記線分を回転中心軸
    として任意の角度で移動できる構成の光学系を、 前記光ガイド装置として用いることを特徴とする面精度
    の測定方法。
16. 【請求項１６】 フィゾー干渉計を利用した面精度の測
    定装置であって、 光源と、 該光源からの出射光の光路上に配置され、リファレンス
    面を有し、前記出射光を反射して第１の反射光を生成す
    る基準試料と、 前記光源から見て前記基準試料より後方でかつ前記光路
    上の所定位置に、被測定物を出し入れする第１の移動装
    置と、 前記被測定物を前記所定位置に挿入した時は、該被測定
    物で反射されて生じる前記出射光の反射光（第２の反射
    光）を受光できる第１の位置に移動され、挿入しない時
    は前記所定位置を通過する前記出射光を受光できる第２
    の位置に移動され、該移動がされても受光光を一定の導
    波条件で、光を往路に戻す帰還装置に案内できる光ガイ
    ド装置と、 該光ガイド装置を前記第１の位置および前記第２の位置
    を含む任意の位置に移動するための第２の移動装置と、 当該帰還装置と、 該帰還装置によって順に前記光源側に戻る前記第２の反
    射光および前記出射光それぞれと、前記リファレンス面
    からの前記第１の反射光との干渉に起因する第１の波面
    収差および第２の波面収差をそれぞれ測定し、これら第
    １および第２の波面収差に基づいて前記被測定物の絶対
    面精度を算出する演算装置とを具えたことを特徴とする
    面精度の測定装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の面精度の測定装置
    において、 前記所定位置で前記出射光の光路に対しθ＋π／２の角
    度で交わる線分と前記光路とを含む平面に垂直にかつ前
    記ビームに対する入射角がθとなるように、前記被測定
    物を前記所定位置に挿入した場合に、該被測定物から反
    射角θで反射される反射光を受光でき、かつ、該受光光
    を前記線分に交差するように反射できる第１のミラー
    と、 反射面が前記線分と交差していてかつ前記第１のミラー
    からの光を前記線分上に沿うように反射できる第２のミ
    ラーとを含み、 これら第１および第２のミラーは前記線分を回転中心軸
    として任意の角度で移動できる構成の光学系を、 前記光ガイド装置として含むことを特徴とする面精度の
    測定装置。