JPWO2003102529A1 - 光学部材の屈折率均質性を評価する方法 - Google Patents

Abstract

光学部材の屈折率均質性の評価方法は、光リソグラフィー用光学部材（１）に光を通過させることを含む。光学部材（１）の光軸（ＡＸ）に対する側面（１ａ）を、等間隔の複数位置にて弾性部材（４）で保持し、光学部材（１）に光を通過させて波面収差を測定する。光軸（ＡＸ）の周りに等間隔だけ回転させて、再度波面収差を測定し、最初の測定値との差分を求める。光軸（ＡＸ）と直交する方向に光学部材（１）を移動し、再度波面収差を測定し、最初の測定値との差を求める。それらの差分からツェルニケ円筒関数によるフィッティングを用いて光学部材の屈折率均質性を正確に評価することができる。

Description

発明の分野
本発明は、光リソグラフィー技術に用いられるレンズ、プリズム等の光学素子用光学部材の評価方法に関する。
背景技術
ＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等を製造するのに光リソグラフィー用露光装置が用いられる。このような露光装置では、光源からの光が、照明光学系を介して、マスクあるいはレチクル等の投影原版上に形成されたパターンに照射される。光が照射されたパターンは投影光学系により、予めフォトレジストを塗布したウェハあるいはガラスプレートなどの感光性基板上に投影される。投影光学系の形式としては、露光波長の光を透過して屈折させるレンズのみで構成された屈折型の投影光学系、露光波長の光を反射するミラーのみで構成された反射型の投影光学系、及びレンズとミラーとを組み合わせて構成された反射屈折型の投影光学系がある。
近年、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等の集積度はますます高まり、基板上に転写されるパターンは微細化の一途をたどっている。そのため、光リソグラフィー用露光装置は、その光源をｉ線（３６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）、更に、Ｆ_２レーザー（１５７ｎｍ）へと変更することで短波長化が進められている。これに伴って、光リソグラフィー用露光装置の光学系に対しては、より高い光学性能が要求されてきている。特に、マスク上の微細なパターンをウェハの感光面上に転写するための投影光学系は、高解像力で無収差に近い極めて高い光学性能が要求されている。このような要求を満たすために、光リソグラフィー用露光装置の光学系の構成要素となるレンズ、プリズム、フォトマスク等に用いる光学材料（以下、光リソグラフィー用光学部材ともいう）の屈折率均質性に対しては非常に高いレベルが要求されてきている。即ち、光リソグラフィー用光学部材としては、その屈折率にムラがないこと（屈折率均質性）が重要である。
光リソグラフィー用光学部材の屈折率均質性の評価は、光学部材に光を通過させ、その際に生じる波面収差を測定し、最大値と最小値の差（以下、ＰＶ値という）や、自乗平均平方根（以下、ＲＭＳ値という）等を指標としてこれまで行なわれてきた。即ち、ＰＶ値やＲＭＳ値が小さいほど優秀な光学部材であると評価されるので、高品質とされる光学部材は、これらの値を小さくすることを目標として製造されてきた。
特開平８−５５０５号公報には、上記の屈折率均質性の評価方法について記載されている。この方法の具体的手順について図１０を用いて以下簡単に説明する。
（１）円柱あるいは角柱状に研磨加工された光リソグラフィー用光学部材を干渉計にセットし、研磨加工面に対して参照波面を発射し波面収差を測定する。測定された波面収差には、光学部材の屈折率分布に起因した誤差収差を含むので、この収差を解析することで屈折率分布に関する情報が得られる。このうち、曲率成分に起因する誤差収差をパワー成分もしくはフォーカス成分と呼び、傾き成分に起因する誤差収差をチルト成分と呼ぶ。
（２）測定された波面収差からパワー成分とチルト成分を除去する。
（３）更に、アス成分に起因する波面収差を除去する。
（４）残った波面収差を、回転対称成分と非回転対称成分（ランダム成分）に分離する。
（５）非回転対称成分（ランダム成分）のＰＶ値及びＲＭＳ値を求め、これらの値により評価を行なう。
（６）回転対称成分を最小自乗法により非球面公式にフィッティングし、２次及び４次成分を除去し、残った６次以上の偶数次の波面収差成分（以下、２次４次残差という）のＰＶ値及びＲＭＳ値を求め、これらの値により評価を行なう。即ち、非回転対称成分（ランダム成分）及び２次４次残差が小さい光学部材が屈折率均質性の良好な光学部材とされ、このような光学部材を製造するよう努力が払われてきた。
光リソグラフィー用光学部材の波面収差の測定は干渉計を用いて行なう。干渉計としては波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とする平面光学部材測定用のフィゾー型干渉計を用いるのが一般的である。干渉計は、被測定物を２枚の平行平板の間に挟んで固定する構造となっている。波面収差測定に用いる光源としてはＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）を用いる方が原理に対してより忠実ではある。しかし、干渉計のコスト、大きさ、測定安定性等の理由からＨｅ−Ｎｅレーザーを用いることが多い。
干渉計により光学部材の波面収差を高精度に測定するためには、被検物の表面から測定光の散乱を有効に防止しつつ干渉光を測定する必要がある。測定光の散乱の影響を低減するために、２枚の平行平板の間に被検物である光学部材を挟み、それらの隙間に透明なオイルを充填するオイルオンプレート法と呼ばれる方法が望ましい。
この方法について、図１１（ａ）及び（ｂ）の説明図により説明する。まず、測定に用いるフィゾー型干渉計について説明する。フィゾー型干渉計は、本体部分２１、参照面物体２２、二枚の平行平板２３、及び反射面２５から成り立っている。この干渉計に被測定物である光学部材２４をセットする前に、前記二枚の平行平板２３を接近させて配置し、その隙間に被測定物とほぼ同じ屈折率を有する透明なオイル２６を充填する。この状態でレーザービームによる参照波面を照射して透過した光を撮像し、波面収差データを得る。この状態を図１１（ａ）に示す。次に、光学部材２４を前記二枚の平行平板２３の間にセットした状態で、前記透明なオイル２６を平行平板２３と光学部材２４の隙間に充填し、この状態で透過した光を撮像して波面収差データを得る。この状態を図１１（ｂ）に示す。次に、光学部材２４をセットした状態で測定された波面収差データから、光学部材をセットしない状態で測定された波面収差データを減算する。これにより、光学部材２４の表面形状による波面収差に起因する測定誤差の影響を除くと同時に、干渉計に起因する波面収差による誤差も除いて、光学部材２４内部の波面収差のみを測定することができる。即ち、光学部材固有の波面収差を求めることができる。
この原理について詳しく説明する。光学部材の内部均質性に依存する波面収差をＷ、干渉計に依存する波面収差をＥ、オイルに依存する波面収差をＯとすると、光学部材をセットした状態で測定した波面測定データＤ_１は、
Ｄ_１＝Ｗ＋Ｅ＋Ｏ （１）
と表せる。また、光学部材をセットしない状態で測定した波面収差測定データＤ_２には干渉計に依存する波面収差Ｅとオイルに依存する波面収差Ｏが含まれるので、
Ｄ_２＝Ｅ＋Ｏ （２）
と表せる。従って、光学部材をセットした状態で測定された波面収差測定データＤ_１から、光学部材をセットしない状態で測定された波面収差測定データＤ_２を減算すると、
Ｄ_１−Ｄ_２＝Ｗ＋Ｅ＋Ｏ−（Ｅ＋Ｏ）＝Ｗ （３）
となり、光学部材の内部均質性に依存する波面収差Ｗのみが分離されて求まる。
実際の波面収差の測定は、測定領域を複数の測定要素に分割し、各要素毎の測定値を得て、それらの測定値をつなぎ合わせることで、測定領域全体の測定領域全体の波面収差を把握する。測定要素の数は、断面が円形の場合、それを内接円とする正方形領域を５０×５０メッシュ以上に分割した要素の数として、各要素毎の測定値を得ることが望ましい。なお、要素の数（測定点数）は被測定物の径に応じて変更するのが望ましく、更に、その光学部材を加工したレンズを用いる際の光束径（パーシャル径）も考慮して決定することがより望ましい。例えば、図９に示した光学系で、レチクルＲを透過した光束は、Ｇ１からＧ６のレンズ群を通過してウェハＷの表面上に焦点を結ぶが、その際、各レンズを透過する光束径（パーシャル径）は異なる。即ち、レチクルＲに近い側のレンズの光束径は、レチクルＲから遠い（ウェハＷに近い）レンズの光束径に比べて小さい。このような各レンズに用いる光学部材に対して、レンズの光束径内の測定点数がほぼ同等になるように測定要素数を設定することで、複数の種類のレンズに対してほぼ同等な精度の測定が可能となる。なお、光束径を考慮して測定要素数を設定する方法においては、有効径が大きく光束径が小さいレンズに用いる光学部材では、レンズの有効径内を網羅して測定しようとすると、測定要素数が非常に多くなってしまう。このような場合には、光学部材の複数の領域毎に波面収差測定を行ない、得られた波面収差データを合成することで全体の波面収差データを得ることができる。波面収差の測定には、フィゾー型干渉計以外に、トワイマングリーン型干渉計、シアリング型干渉計などを用いることもできる。
測定された波面収差データは、図８に示すように、光学部材の射出瞳面８０上に座標系を定めて、得られた波面収差をその座標系で表わす。即ち、射出瞳面上に極座標を定め、得られた波面収差ＷをＷ（ρ，θ）として表わす。
特開２００２−１６２６２８には、光学部材の透過波面データをツェルニケ展開して、回転対称成分、奇数対称成分及び偶数対称成分に分離し、それらを次数に応じて複数の部分（低次、中次、高次）にさらに分離して、各ＲＭＳ値により評価することが記載されている。光学部材を回転し横ずらしして、光学部材の透過波面データを回転対称成分と非回転対称成分に分離することも記載されている。
ところで、干渉計には、光学部材に光が入射する面を鉛直方向となるようにセットするタイプ（即ち、光軸が水平となるので横型と呼ぶ）と、光学部材の光が入射する面が水平方向となるようにセットするタイプ（即ち、光軸が鉛直となるので縦型と呼ぶ）の二通りがある。
横型の場合、光学部材を立ててセットするため、光学部材の荷重が下側の支えに集中し、光学部材に歪が発生し易い。また、平行平板と光学部材との間に充填したオイルが自重により下方に流動するため、このことによる誤差が測定値に混入し易い。従って、横型は高精度な波面収差の測定には不向きである。
従って、波面収差を高精度に測定するには縦型を用いることになる。しかし、縦型では、光学部材の荷重はオイルを介して下側の平行平板で受けることになるため、下側の平行平板には撓みが発生する。また、光学部材と下側の平行平板の間に充填されたオイルは、光学部材の荷重により外側に押し出されて流動する。これらの現象による誤差は測定値に混入するという問題がある。
発明の開示
本発明は、上記従来技術の問題を解決するために達成されたものであり、その目的は、オイルの流動を抑制し、かつ、平行平板を用いることにより発生する光学部材の応力歪による影響をキャンセルすることができる屈折率均質性を評価する方法を提供することである。本発明の別の目的は、縦型の干渉計を用いて波面収差を高精度に測定することにより、半導体露光装置などの光リソグラフィー用途に用いる光学部材の屈折率均質性を正確に評価する方法を提供することである。
本発明に従えば、光学部材の波面収差を測定することによって屈折率均質性を評価する方法であって、光学部材の光軸に対する側面を等間隔の複数位置で保持し、前記光学部材に光を通過させて波面収差を測定することを含む光学部材の屈折率均質性の評価方法が提供される。本発明の方法では、光学部材の荷重を各保持位置で均等に保持することができるので、波面収差データを高精度に測定することができ、高精度な屈折率均質性の測定ができる。
本発明の方法において、前記光学部材の光が入射する面が水平となるように、光学部材の上記側面を保持することが望ましい。光学部材をこのように保持することにより、保持部分にかかる荷重を一層低減して光学部材の歪みを抑えることができる。また、例えば、半導体露光装置の投影光学系に収容された光学部材は、通常、光軸が鉛直方向に配置されているので、このような使用態様に応じた保持方法で波面収差を測定することが望ましい。
本発明の方法において用いる光学部材は光軸を回転中心とする円柱状光学部材にし得る。この場合、光学部材を、前記光軸を中心に、前記等間隔に相当する角度の整数倍だけ回転させ、回転前に測定した波面収差データと回転後に測定した波面収差データとを用いて前記光学部材の屈折率均質性を評価し得る。このような操作により、光学部材の保持部分にかかる荷重により発生する応力歪みをキャンセルし、高精度な屈折率均質性の測定ができる。
前記光学部材は、光学部材からの散乱を防止するために、前記光学部材とほぼ同じ屈折率を有するオイルを介して２枚の平行平板の間に配置させ得る。
本発明の方法において、前記光学部材に光を通過させるのに先立って、前記２枚の平行平板を互いに平行に近接させて配置し、前記２枚の平行平板の隙間に、前記光学部材とほぼ同じ屈折率を有するオイルを満たした状態で、前記２枚の平行平板に光を通過させて第一の波面収差データを測定する第一測定工程と、前記２枚の平行平板の間に、前記光学部材を保持し、前記平行平板と前記光学部材の隙間に前記オイルを満たした状態で前記２枚の平行平板と前記光学部材に光を通過させて第二の波面収差データを測定する第二測定工程と、前記第一の波面収差データと前記第二の波面収差データの差から第三の波面収差データを算出し、前記第三の波面データから前記光学部材の屈折率均質性を評価する工程を含み得る。この追加工程により、測定装置に起因する誤差をキャンセルできるので、より一層、高精度な屈折率均質性の測定が可能となる。
本発明の方法は、さらに、回転前の第三の波面収差データと回転後の第三の波面収差データの平均値と、回転前の第三の波面収差データとの差から波面収差の非回転対称成分を求める工程と、
前記光学部材を光軸と直交する方向に移動させ、移動後の前記光学部材に光を透過させて得た波面収差データと、移動させる前に得た波面収差データの差を求め、求めた差から波面収差の回転対称成分を求める工程とを含み、
前記求めた非回転対称成分と前記回転対称成分を加えた波面収差データから前記光学部材の屈折率均質性を評価し得る。これらの追加工程により、一層誤差の少ない波面収差データを得ることができるので、より高精度な屈折率均質性の測定が可能となる。
本発明の方法において、前記光学部材の側面の複数位置を弾性部材でそれぞれ保持し得る。これにより、応力が一点に集中することが防止される。また、複数点を保持したことにより発生する応力歪のパターンを均一化してそれらを有効にキャンセルするには、前記弾性部材を前記光学部材の側面に前記光学部材の光軸に向かって押圧することが望ましい。前記光学部材の側面を保持する位置の数は、４以上、特には８以上、一層特には１２以上であることが望ましい。
本発明の方法は、光リソグラフィー用途、特に半導体露光装置の投影光学系に搭載される光学部材の屈折率均質性の評価に用いるのが好ましい。
発明を実施する最良の形態
本発明の評価方法を、以下に具体的に説明するが、本発明はそれらに限定されない。
まず、出発材料を合成してインゴットを得る。材料としては、合成石英、フッ素ドープ石英、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、その他の結晶材料等が用いられる。材料の種類により合成方法が異なるので、各材料に適した方法で合成する。合成したインゴットから光リソグラフィー用光学部材を切出す。光学部材は直径４００ｍｍ、厚さ６０ｍｍで、上面と下面は平面になるよう研削または研磨加工を施す。
光学部材の波面収差は波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とする平面光学部材測定用の縦型フィゾー型干渉計で測定する。レーザー光線が光学部材へ入射する面が水平な状態に保たれるように光学部材の側面を等間隔に複数の位置で保持する。また、光学部材は２枚の平行平板の間に位置させる。光学部材と２枚の平行平板の隙間にはオイルを満たす。オイルの屈折率は、光学部材の屈折率とほぼ同一となるようにオイルの種類を選択する。波面収差の測定はオイルオンプレート法により行なう。この方法の原理については既に説明した通りである。
具体的な光学部材側面の保持方法の例を図１（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図示した光学部材１は、円柱状であり、その光軸ＡＸは円板の回転中心に位置し、紙面に垂直方向に延在する。この光学部材１が実際に使用されるときに光が入射する面は、紙面に平行な面（上面または底面）１ａである。光学部材１が弾性部材４により保持される面は、光軸ＡＸを回転中心とした場合の側面（光軸に対する側面）であり、光学部材が円柱状または円板状部材である場合には外周面に相当する。
図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、先端に弾性部材４を取り付けた複数のロッド３により、光学部材の側面１ｂの８箇所に荷重をかけ、それにより発生する摩擦力によって光学部材１を保持する。ロッド３は光学部材の側面に沿って等間隔に配置する。荷重は光学部材のほぼ中心、すなわち光軸ＡＸに向かうようにすることが望ましい。ロッド３は、図示しないアクチュエータの作用により光学部材１の放射方向（図中矢印方向）に動作して光学部材１を保持及び開放する。アクチュエータとして、例えば、同一容積の８本のエアシリンダー及びピストンから構成し得る。この場合、各ロッド３は、それぞれ、ピストンとなる。各ピストンを摺動するエアシリンダーはマニホールドを介して共通の圧力配管に連結することができ、圧力配管に所定ガス圧力を供給することによりピストンを介して弾性部材を移動する。それゆえ、弾性部材４と接している光学部材の８点には均一な付勢力をかけることが出来る。弾性部材４として、例えば、フッ素系ゴム、シリコン系ゴムなどから形成されたリング状の部材を用いることが出来る。付勢力が１点に集中しないように、そのようなリング状部材を光軸方向に複数重ねて用いることもできる。
図１では８本のロッド３を用いたが、ロッドの個数は４以上であることが望ましく、８以上であればより望ましく、１２以上であれば一層望ましい。図２には、弾性部材を取り付けたロッド３を１２個用いて、光学部材の側面を１２箇所で保持した例を示す。
このように光学部材を保持して波面収差を測定する。その際、光学部材の外周（光学部材が円柱状の場合）を内接円とする正方形領域を５０×５０メッシュ程度以上の要素に分割し、各要素について波面収差の値を測定する。この要素の数（測定点数）は、被測定物である光学部材の大きさや、光束径（パーシャル径）に応じて決定する。
測定された波面収差データは、既に説明した通り、図８に示すように、光学部材の射出瞳面８０上に座標系を定めて、得られた波面収差をその座標系で表わす。即ち、射出瞳面上に極座標を定め、得られた波面収差ＷをＷ（ρ，θ）として表わす。
次に、波面収差Ｗを直交関数系に展開する。本発明では、波面収差を前記光学部材の瞳を中心とする回転対称成分と、奇数対称成分と、偶数対称成分に分離するために、直交関数系としてツェルニケの円筒関数を用いる。この一連の手順を図７に示す。ρは射出瞳の半径を１に規格化した規格化瞳半径、θは極座標の動径角である。即ち、波面収差Ｗ（ρ，θ）を、ツェルニケの円筒関数系Ｚｎ（ρ，θ）を用いて、
Ｗ（ρ，θ）＝ΣＣｎＺｎ（ρ，θ） （４）
と展開する。ここでＣｎは展開係数である。大きなｎの値まで展開するほど精度よくフィッティングできる。しかし、ｎがあまりに大きいと計算のための負担が大きくなるので適度な大きさが望ましい。このような観点から、ｎ＝０〜３５、または、０〜８０とするのが適当である。ｎ＝０〜３５の場合は１０次の係数までフィッティングでき、また、ｎ＝０〜８０の場合は１６次の係数までフィッティングできる。
次いで、（１）式の各項を、
（ａ）θを含まない項、即ち、ある座標での値と、その座標を瞳の中央を中心として任意の角度だけ回転した座標での値とが等しい回転対称成分；
（ｂ）ｓｉｎ（又はｃｏｓ）θ、ｓｉｎ（又はｃｏｓ）３θなどの、動径角θの奇数倍の三角関数を含む項、即ち、ある座標での値と、その座標を瞳の中央を中心として３６０°の奇数分の１だけ回転した座標での値とが等しい奇数対称成分；
（ｃ）ｓｉｎ（又はｃｏｓ）２θ、ｓｉｎ（又はｃｏｓ）４θなどの、動径角θの偶数倍の三角関数を含む項、即ち、ある座標での値と、その座標を瞳の中央を中心として３６０°の偶数分の１だけ回転した座標での値とが等しい偶数対称成分；
の三種類に分離する。即ち、波面収差の回転対称成分、奇数対称成分、及び偶数対称成分をそれぞれ、Ｗ_ｒｏｔ、Ｗ_ｏｄｄ、及びＷ_ｅｖｎとすると、下記のように表される。
Ｗ_ｒｏｔ（ρ，θ）＝Ｃ_０＋Ｃ_３Ｚ_３＋Ｃ_８Ｚ_８＋Ｃ_１５Ｚ_１５＋Ｃ_２４Ｚ_２４＋‥‥（５）
Ｗ_ｏｄｄ（ρ，θ）＝Ｃ_１Ｚ_１＋Ｃ_２Ｚ_２＋Ｃ_６Ｚ_６＋Ｃ_７Ｚ_７＋Ｃ_９Ｚ_９＋Ｃ_１０Ｚ_１０‥‥（６）
Ｗ_ｅｖｎ（ρ，θ）＝Ｃ_４Ｚ_４＋Ｃ_５Ｚ_５＋Ｃ_１１Ｚ_１１＋Ｃ_１２Ｚ_１２＋Ｃ_１６Ｚ_１６＋‥‥（７）
更に、（４）式の波面収差のＲＭＳ値（自乗平均平方根）をｒ_ｗ、（５）式の波面取差の回転対称成分Ｗ_ｒｏｔのＲＭＳ値をｒ_ｒｏｔ、（６）式の波面収差の奇数対称成分Ｗ_ｏｄｄのＲＭＳ値をｒ_ｏｄｄ、そして（７）式の波面収差の偶数対称成分Ｗ_ｅｖｎのＲＭＳ値をｒ_ｅｖｎとする。ｒ_ｗ、ｒ_ｒｏｔ、ｒ_ｏｄｄ、及びｒ_ｅｖｎの間には、
（ｒ_ｗ）^２＝（ｒ_ｒｏｔ）^２＋（ｒ_ｏｄｄ）^２＋（ｒ_ｅｖｎ）^２
の関係が成り立つ。ｒ_ｒｏｔ、ｒ_ｏｄｄ、及びｒ_ｅｖｎは、それぞれ、光学部材の屈折率分布の球面収差成分、コマ収差成分、及び非点収差成分と関連付けることができる。
ここで、光学部材を加工してレンズとし、それを組み合せて光学系を構成する場合を考える。ｎが比較的小さい成分、即ち、次数の低い成分の収差については、レンズ間隔の変更や、一部レンズを光軸の回りに回転させたり、傾けたり、あるいはシフトしたりすることで低減し易い。ｎがそれより大きい次数の収差成分では、低減することは難しくなるが、それでもレンズを回転させたり、レンズの組合せを変更したりすることである程度は低減できる。そして、このような方法で低減できない場合には、一部レンズの表面形状を修正することで低減することができる。しかし、更にｎが大きい次数の収差成分については低減することは難しい。
本発明者らの研究によれば、ｎが小さい成分、例えばｎ＝０〜３の成分に関しては収差が除去可能なので、これらの成分については評価の対象から除いても問題はないと考えられる。そして、ｎが４以上の成分に関して、ｎの大きさにより複数の領域に分けて収差成分を評価することで、光学部材の屈折率均質性について合理的な評価ができる。例えば、ｎ＝４〜８の成分を低次、ｎ＝９〜３５の成分を中次、ｎ＞３５の成分を高次とする３つの領域に分けて収差成分を評価することで、光学部材の屈折率均質性について合理的な評価ができる。
そこで、Ｗ_ｒｏｔ、Ｗ_ｏｄｄ、及びＷ_ｅｖｎを、それぞれ低次（ｎ＝４〜８）、中次（ｎ＝９〜３５）、及び高次（ｎ＞３５）に分け、それらの波面収差成分のＲＭＳ値をそれぞれ低次ｒ_ｒｏｔ、低次ｒ_ｏｄｄ、低次ｒ_ｅｖｎ、中次ｒ_ｒｏｔ、中次ｒ_ｏｄｄ、中次ｒ_ｅｖｎ、高次ｒ_ｒｏｔ、高次ｒ_ｏｄｄ、及び高次ｒ_ｅｖｎとし、フィッティングしきれずに残った波面収差成分を残差と定義する。また、残差のＲＭＳ値及びＰＶ値を残差ＲＭＳ及び残差ＰＶと定義する。
なお、ｎ＝０〜３５でフィッティングした場合には、高次ｒ_ｒｏｔ高次ｒ_ｏｄｄ、及び高次ｒ_ｅｖｎは定義せず、低次及び中次の各項でフィッティングしきれずに残った波面収差成分を高次残差と定義する。そして、高次残差のＲＭＳ値及びＰＶ値を高次残差ＲＭＳ及び高次残差ＰＶと呼ぶ。
また、上記説明では、波面収差をまず、回転対称成分、奇数回転対称成分、偶数回転対称成分に分離した後、それぞれの成分を次数により低次、中次、高次に分離したが、この順序は逆でも構わない。即ち、波面収差をまず、次数により、低次、中次、高次の成分に分離した後、それぞれの成分を、回転対称成分、奇数回転対称成分、偶数回転対称成分に分離することでも全く同じ結果が得られる。このようにツェルニケフィッティングにより光学部材の波面収差を複数の成分に分けて評価することで、高精度に屈折率均質性を評価することが可能となる。
ところで、既に説明した通り、光学部材はその側面の複数の位置を等間隔に保持する。保持するためには荷重を加えることになるため、光学部材の保持部分には応力歪が発生する。この応力歪の測定例を図１４に示す。この例では、図２（ａ）及び（ｂ）に示した保持方法で光学部材の側面１２箇所を保持した場合の歪を測定している（ロッドに連結する共通配管に供給した空気の駆動圧力０．１ＭＰａ、光学部材の寸法：φ３０２×５２ｔ）。図から分るように、保持した１２ヶ所に応力歪が発生している（歪み平均値：−３．５０、標準偏差：０．０９、１２点の歪幅：０．３５）。このような応力歪は、光学部材に固有のものではないので、正確な屈折率均質性を評価する妨げとなる。
そこで、より高精度に被測定物の波面収差を計測する、即ち、高精度に屈折率均質性を評価するために、本発明者らは次に説明する方法を用いた。まず、非測定物としての光学部材を縦型のフィゾー干渉計にセットしてオイルオンプレート法により波面収差データを求める。
次に、図１２（ｂ）に示したように、光学部材２４を光軸を中心に矢印方向に回転させ、所定の回転角度毎に波面収差測定を行う。所定の回転角度とは、光学部材の隣り合う保持位置間の角度の整数倍の角度とする。次に、各波面測定収差データを平均化して得られたデータを、光学部材を回転させる前に測定した波面収差データから減算する。これにより、光学部材固有の波面収差を構成する回転対称成分と非回転対称成分のうち非回転対称成分が求まる。同時に、光学部材を保持することで発生する応力歪による波面収差データへの影響もキャンセルすることができる。
次に、図１３（ａ）及び１３（ｂ）に示したように、光学部材２４を、図１２（ａ）及び（ｂ）に示した状態から、光軸に直角方向にずらせた状態で波面収差データを求め、ずらせる前に測定した波面収差データから減算する。これにより、光学部材固有の波面収差を構成する回転対称成分と非回転対称成分のうち回転対称成分が求まる。このようにして求めた回転対称成分と非回転対称成分を加算することで光学部材固有の波面収差が求められる。光学部材を回転させたりずらせたりするのに要する時間は短いので、この間の干渉計やオイルの状態の変化は殆ど無視できる程度と考えられる。従って、このような方法によれば、より精度よく波面収差の測定を行なうことが可能となる。
上記の光学部材の波面収差の測定原理に従う演算処理を以下に説明する。まず、光学部材の内部均質性に依存する波面収差Ｗを構成する成分によって分類し、回転対称成分をＷｓ、非回転対称成分（奇数回転対称成分、偶数回転対称成分、及び残差の合計）をＷａとすると、
Ｗ＝Ｗｓ＋Ｗａ （８）
と表される。図１２（ｂ）に示すように、光学部材を３６０°／ｎずつ回転させながら、それぞれの角度で測定した各波面収差データを、Ｄｗ（１）、Ｄｗ（２）、…Ｄｗ（ｎ）、各角度における光学部材の波面収差（内部均質性）をＷ（１）、Ｗ（２）、…Ｗ（ｎ）とする。
ここで、回転対称成分を下記式（９）のように定義する。
Ｗｓ＝ΣＷ（ｉ）／ｎ （９）
回転平均化した非回転対称成分の値はゼロとなる。このことを以下に示す。即ち、（８）式より、
Ｗ（ｉ）＝Ｗｓ＋Ｗａ（ｉ） （１０）
であるので、
ΣＷ（ｉ）／ｎ＝ΣＷｓ／ｎ＋ΣＷａ（ｉ）／ｎ
移項すると、
ΣＷａ（ｉ）／ｎ＝ΣＷ（ｉ）／ｎ−ΣＷｓ／ｎ＝Ｗｓ−Ｗｓ＝０
即ち、回転平均化した非回転対称成分の値はゼロとなることが示された。回転平均化データは、平行平板の波面収差をＳ、オイルを含む干渉計の測定光学系の波面収差をＫ、反射面の波面収差をＭとすると、（９）式の定義より、下記（１１）式が得られる。
ΣＤｗ（ｉ）／ｎ＝ΣＷ（ｉ）／ｎ＋Ｓ＋Ｋ＋Ｍ＝Ｗｓ＋Ｅ＋Ｏ （１１）
式（１１）の右辺は、式（１）を用いて波面収差を、干渉計由来の成分Ｅとオイル由来の成分Ｏに分けている。光学部材の０°方向の波面収差データＤｗ（１）は（１０）式より、下記（１２）式のように表される。
Ｄｗ（１）＝Ｗ（１）＋Ｓ＋Ｋ＋Ｍ＝Ｗｓ＋Ｗａ（１）＋Ｅ＋Ｏ （１２）
よって、（１２）式から回転平均化データ（１１）式を減算すると、下記式（１２’）のようになる。
Ｄｗ（１）−ΣＤ（ｉ）／ｎ＝Ｗａ（１） （１２’）
こうして、非回転対称成分Ｗａが得られた。
次に、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、光学部材を横にずらせたときの波面収差データをＤｗ（ｘ）、このときの光学部材内部均質性の回転対称成分をＷｓ（ｘ）、非回転対称成分をＷａ（ｘ）とすると、下記式（１３）のように表される。
Ｄｗ（ｘ）＝Ｗｓ（ｘ）＋Ｗａ（ｘ）＋Ｅ＋Ｏ （１３）
この波面収差データＤｗ（ｘ）を０°方向（ずらせない状態）の波面収差データＤｗ（１）から減算すると、（１２）式及び（１３）式より、下記式（１４）のようになる。
Ｄｗ（１）−Ｄｗ（ｘ）＝（Ｗｓ＋Ｗａ）−（Ｗｓ（ｘ）＋Ｗａ（ｘ）） （１４）
ここで、Ｗａは既知であり、それに基づいてＷａ（ｘ）も求まるので既知である。未知の項を左辺に、測定データの項を右辺に移項すると、下記（１５）式のようになる。
Ｗｓ−Ｗｓ（ｘ）＝Ｄｗ（１）−Ｄｗ（ｘ）−（Ｗａ−Ｗａ（ｘ）） （１５）
これは、回転対称成分Ｗｓが横ずらし重畳されたデータであり、回転対称成分の等高線が同心円状の分布となる性質を利用するとＷｓ（ｘ）が求まるので、この項も右辺に移項すると、下記（１６）式のようになる。
Ｗｓ＝Ｄｗ（１）−Ｄｗ（ｘ）−（Ｗａ−Ｗａ（ｘ））＋Ｗｓ（ｘ） （１６）
こうして、回転対称成分Ｗｓが求まる。即ち、光学部材固有の波面収差のデータ構造は（８）式に示した通りなので、光学部材固有の波面収差（内部均質性）が求まることになる。
光学部材を回転させて波面データを得る際の回転角度に関しては、既に説明した通り、光学部材を保持する位置の数に関連する。例えば光学部材の側面（外周）を均等に１２箇所で保持する場合には、隣り合う保持位置間の角度は３０°であるから、回転させる角度は、この整数倍、即ち、３０°、６０°、９０°・・・のような角度とする必要がある。回転させて測定する回数については、多い方が原理的に測定精度が高いが、その反面、測定に要する時間が長くなり、干渉計やオイルの状態の変動する可能性が高くなるため、測定精度が低下する要因となる。従って、実際の測定では、３〜４回が適当と考えられる。短時間で測定したい場合には２回とすることも可能である。この場合、必ずしも回転角度は対角線の位置関係（例えば、０°と１８０°）とする必要はなく、例えば、０°と６０°のような組合せでも可能である。
また、光学部材を横にずらせる量に関しては、原理的には大きい方が測定精度は高くなるが、反面、光学部材の保持状態等が変化し、測定精度が低下する恐れもある。従って、横にずらせる量はむやみに大きな量とすべきでなく、光学部材の直径の１０％程度が適当と考えられる。
このようにして求めた波面収差を、既に説明したツェルニケの円筒関数等の直交関数系へ展開する。以下、本発明の方法を実施例により具体的に説明する。
実施例１
ダイレクト法により、直径５００ｍｍ、長さ８００ｍｍの石英硝子インゴットを製造し、このインゴットから円板状のテストピースを水平に切出す。この時、インゴットの回転中心と円板の中心を一致させる。このテストピースを歪の除去と均質性の調整のため、中心対称の温度分布を有するアニール炉の中央にセットして、回転させながらアニール処理を行なう。アニール処理条件は、１０００℃を２４時間維持した後、−１０℃／分の温度勾配で５００℃まで降温し、以後放冷する。次に、このテストピースからコアドリルにより、直径３００ｍｍ、厚さ６０ｍｍの円板状部の光学部材を抜き出し、上下面を研磨する。この時、インゴットの回転中心と円板の中心を一致させる。この光学部材の屈折率均質性を評価するためには、まず、屈折率の傾斜成分を知っておく必要がある。その理由は、屈折率の傾斜成分を干渉計で直接測定することは困難なためである。そこで、この部材の径方向の両端から２つのプリズム形状のサンプルを採取し、高精度のスペクトロメーターを使用して最小偏角法により１０^−７オーダーの精度で屈折率の測定を行なう。この場合、２つのサンプルの屈折率差は測定限界以下、即ち、１０^−７以下であった。このことから、円板状のサンプルの回転中心は光軸とほぼ平行である（光軸にほぼ一致している）ことが分る。
次に、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とする平面光学部材測定用の縦型フィゾー型干渉計を用意する。まず、この干渉計に２枚の円板状の平行平板を接近させてセットし、その隙間に測定する光学部材の屈折率とほぼ同じ屈折率を有するオイルを充填する。平行平板は、直径４６０ｍｍ、厚さ７０ｍｍであり、被検物が配置される側とは反対側の面にＭｇＦ_２／Ａｌ_２Ｏ_３（ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３でもよい）の多層膜が形成された石英ガラスを用いた。この状態で、第一の波面収差データを１００×１００メッシュの測定点（ρ，θ）について測定する。
次に、光学部材を２枚の平行平板の間に、平行平板とほぼ平行に配置し、光学部材の上側および下側の平行平板との隙間にオイルを充填した。ここで、図１に示した通り、光学部材はレーザービームの入射する面が水平となるように、側面１ｂの８箇所にロッド３に設けられた弾性部材４を介して荷重をかけることにより摩擦力を発生させることで保持した。ここで、各ロッド３は、それぞれ、図示しない同一内径のエアシリンダー（不図示）に収容されており、８本のエアシリンダーはマニホールド（不図示）を介して共通の圧力配管（不図示）に連結されている。従って、共通の圧力配管に供給されたガス圧力はエアシリンダーを介して各弾性部材に供給される。それゆえ、弾性部材４と接している光学部材１の８点には均一な付勢力が作用している。この例では、共通の圧力配管に０．１ＭＰａのガスを供給した。
図１では、弾性部材４を簡略化して描いたが、弾性部材として、市販の内径１７．６ｍｍ、太さ２．４ｍｍのフッ素系ゴム製（またはシリコン系ゴム製）のＯリングを２個、回転軸方向に重ね合わせて使用した。
上記のように光学部材を弾性部材４で均一に保持した状態で１００×１００メッシュの測定点（ρ，θ）について第二の波面収差データ（２１）を得る。第一の波面収差データ（１１）と第二の波面収差データ（２１）の差を求め、第三の波面収差データ（３１）を算出する。第二の波面データ（２１）を得るに先立って、光学部材を光軸の周りに所定角度回転させた後、元の位置に戻すという動作を行うことで、オイルの厚さや密度のバラツキを低減し、より高精度な測定が行えることも期待できる。回転させる角度は４５〜９０°程度が適当であり、場合によってはこれより小さくてもあるいは大きくても良い。また、回転させた後に元の位置に戻さなくても構わない。回転動作の繰り返し回数は適宜選択すればよい。回転速度は、オイルに気泡が巻き込まれない程度とするのが望ましく、光学部材の大きさやオイルの粘性に応じて適宜決定すればよい。
次に、光学部材を保持したまま４５°回転させ、その状態で第二の波面収差データ（２２）を得る。第一の波面収差データ（１１）と第二の波面収差データ（２２）から、同様に第三の波面収差データ（３２）を得る。次に、光学部材を更に４５°回転させ、その状態で第三の波面収差データ（３３）を得る。この操作を繰り返して、第三の波面収差データ（３８）まで合計８個の波面収差データ得る。次に、これら８個の波面収差データの平均値を第三の波面収差データ（３１）から減算し、非回転対称成分Ｗａを分離する。
その後、光学部材を回転させる前の位置（第一の波面収差データを測定した位置）に戻し、その状態から光軸と直角の方向（横方向）に５０ｍｍ移動させ、その状態で第二の波面収差データ（Ｘ）を得る。この波面収差データを第１の波面収差データ（１１）から減算し、回転対称成分Ｗｓを分離する。
得られた非回転対称成分Ｗａと回転対称成分Ｗｓを加算して波面収差データＷを求め、これをｎ＝０〜８０の項までツェルニケの円筒関数系Ｚｎ（ρ，θ）にフィッティングする。即ち、複数の測定データから最小自乗法によりＣ_０〜Ｃ_８０の展開係数を求める。
次に、求めた展開係数を（１）式に代入して計算することで、各測定点毎にＷ（ρ，θ）を求める。（５）〜（１３）式に求めた展開係数を代入して計算することで、各測定点毎の低次Ｗ_ｒｏｔ、低次Ｗ_ｏｄｄ、低次Ｗ_ｅｖｎ、中次Ｗ_ｒｏｔ、中次Ｗ_ｏｄｄ、中次Ｗ_ｅｖｎ、高次Ｗ_ｒｏｔ、高次Ｗ_ｏｄｄ、及び高次Ｗ_ｅｖｎを算出し、更に、これらの値から低次ｒ_ｒｏｔ、低次ｒ_ｏｄｄ、低次ｒ_ｅｖｎ、中次ｒ_ｒｏｔ、中次ｒ_ｏｄｄ、中次ｒ_ｅｖｎ、高次ｒ_ｒｏｔ、次ｒ_ｏｄｄ、及び高次ｒ_ｅｖｎを算出する。また、各測定点毎に、実際の測定データと（１）式に代入して計算したＷ（ρ，θ）の差を求めることで残差を求め、これらの値から残差ＲＭＳ値を算出する。各成分の値は、図６に示した通りである。即ち、光源波長λに対して、低次ｒ_ｒｏｔが０．０１λ、低次ｒ_ｏｄｄが０．０１λ、低次ｒ_ｅｖｎが０．０１λ、中次ｒ_ｒｏｔが０．００５λ、中次ｒ_ｏｄｄが０．００６λ、中次ｒ_ｅｖｎが０．００３λ、高次ｒ_ｒｏｔが０．００１５λ、高次ｒ_ｏｄｄが０．００１５λ、高次ｒ_ｅｖｎが０．００２λ、残差ＲＭＳが０．００１λであった。各ｒ値がかなり小さいことから、光学部材の屈折率均質性がかなり高いことが分る。これらの値を既知の基準値と比較して、この光学部材は光リソグラフィー用途、特に半導体露光装置の投影光学系のレンズに使用可能と判断された。
実施例２
実施例１で用いたものと同一の光学部材を、実施例１に用いたものと同一の縦型フィゾー型干渉計にセットする。光学部材の保持は、図３（ａ）及び（ｂ）に示したようにロッド５を１２本用いて光学部材の周方向の１２点を等間隔で支持した以外は実施例１と同様に行った。
波面取差データの測定及び測定値の演算処理は、実施例１と同様に行った。各成分の値は、図６に示した通りである。即ち、光源波長λに対して、低次ｒ_ｒｏｔが０．００８λ、低次ｒ_ｏｄｄが０．００８λ、低次ｒ_ｅｖｎが０．００９λ、中次ｒ_ｒｏｔが０．００４λ、中次ｒ_ｏｄｄが０．００５λ、中次ｒ_ｅｖｎが０．００２λ、高次ｒ_ｒｏｔが０．００１５高次ｒ_ｏｄｄが０．００１５λ、高次ｒ_ｅｖｎが０．００１λ、残差ＲＭＳが０．０００８λであった。各成分は実施例１で得られた値以下であり、これは実施例１の場合よりも保持の均一性が向上したことによると考えられる。これらの値を既知の基準値と比較して、この光学部材は光リソグラフィー用途、特に半導体露光装置の投影光学系のレンズに使用可能と判断された。
比較例１
実施例１で用いたものと同一の光学部材を、実施例１に用いたものと同一の縦型フィゾー型干渉計にセットする。但し、光学部材を、図１に示した保持装置で保持せずに、図１１（ｂ）に示すようにオイルを介して２枚の平行平板の間に挟んだ。
波面収差データの測定及び測定値の演算処理は、実施例１と同様に行った。求められた各成分の値を図６に示す。即ち、光源波長λに対して、低次ｒ_ｒｏｔが０．０５λ、低次ｒ_ｏｄｄが０．０２λ、低次ｒ_ｅｖｎが０．０２λ、中次ｒ_ｒｏｔが０．０１５λ、中次ｒ_ｏｄｄが０．００８λ、中次ｒ_ｅｖｎが０．００８λ、高次ｒ_ｒｏｔが０．００３λ、高次ｒ_ｏｄｄが０．００３λ、高次ｒ_ｅｖｎが０．００３λ、残差ＲＭＳが０．００４λであった。この光学部材は光リソグラフィー用として使用不可能と判断された。実施例１および２と同じ光学部材を測定したにもかかわらず、本比較例では使用不可能と判断されたのは次の理由によるものと考えられる。即ち、光学部材の荷重が全て下側の平行平面板にかかったために平行平面板に撓みが生じ、光学部材をセットした状態としない状態で干渉計固有の波面収差に大きな違いが出たこと、及び、光学部材の荷重によりオイルが流動したことによるものと考えられる。
比較例２
実施例１で用いたものと同一の光学部材を、横型の平面光学部材測定用のフィゾー型干渉計にセットする。即ち、光学部材はビームの入射する面が鉛直方向になるように、側面下側の２箇所で光学部材の質量を保持する。なお、この横型フィゾー型干渉計は、光学系の配置が横型である以外は、実施例１で用いた縦型フィゾー型干渉計と構成が類似であり、その測定性能も前記縦型フィゾー型干渉計と同等である。この状態で、オイルオンプレート法により１００×１００メッシュの測定点（ρ，θ）について波面収差を測定する。測定されたこれらの波面収差データをツェルニケフィッティングする手順は、実施例１と同様に行なう。各成分の値を、図６に示す。即ち、光源波長λに対して、低次ｒ_ｒｏｔが０．０４λ、低次ｒ_ｏｄｄが０．０２λ、低次ｒ_ｅｖｎが０．０２λ、中次ｒ_ｒｏｔが０．０１λ、中次ｒ_ｏｄｄが０．００８λ、中次ｒ_ｅｖｎが０．００８λ、高次ｒ_ｒｏｔが０．００３λ、高次ｒ_ｏｄｄが０．００３λ、高次ｒ_ｅｖｎが０．００３λ、残差ＲＭＳが０．００３λであった。これらの値を、既知の基準値と比較して、この光学部材は光リソグラフィー用途には使用不可能と判断された。実施例１と同じ光学部材を測定したにもかかわらず、本比較例では使用不可能と判断されたのは次の理由によるものと考えられる。即ち、光学部材の荷重が全て下側の支持部に集中したため光学部材に撓みが生じたこと、および、オイルが自重により下方に流動したことによるものと考えられえる。
変形例１
以下に、光学部材の保持方法の変形例を示す。図３（ａ）及び（ｂ）に示したように、光学部材１の側面を段付き加工して、段部１ａを４枚のプレート２を用いて下方から保持することができる。プレートの先端２ａは、円柱状の光学部材の外周形状に合うように加工されている。この方法もまた本発明で言う側面保持方法の一形態である。この方法は、測定する光学部材全てをこのような形状に加工しなければならない。しかしながら、図１に示した保持法と異なり、光学部材１の中心に向かう押圧力が発生しない。
変形例２
この例では、図４（ａ）及び（ｂ）に示したように、光学部材の外周面のほぼ１／４を保持することができるような円弧状の先端１２ａを有する保持プレート１２を４枚用いて、それらを光学部材１の中心方向に押し付けた。光学部材１は、プレート１２との間に発生する摩擦力により保持されている。この方法では、プレート１２を光学部材の外周曲率と高精度の一致するように加工する必要がある。
さらなる変形例として、図５（ａ）及び（ｂ）に示したように、プレート１２の先端部に弾性部材１２ｂを設けてもよい。
産業上の利用可能性
以上説明した通り、本発明によれば、光学部材を保持しながら波面収差を測定しているので、光学部材や平行平板の撓みやオイルの流動による測定誤差を抑制し、光学部材の屈折率均質性を高精度に測定することができる。それゆえ、本発明の方法は、半導体露光装置などの解像度の高い露光が要求される光リソグラフィーの用途に用いられる光学部材の評価に有用である。
【図面の簡単な説明】
図１（ａ）及び（ｂ）は、光学部材の側面を８点で保持する光学部材の保持方法を示し、（ａ）は光軸方向から見た平面図であり、（ｂ）は光軸と直交する方向から見た側面図である。
図２（ａ）及び（ｂ）は、光学部材の側面を１２点で保持する光学部材の別の保持方法を示し、（ａ）は光軸方向から見た平面図であり、（ｂ）は光軸と直交する方向から見た側面図である。
図３（ａ）及び（ｂ）は、段付きの光学部材の保持方法を示し、（ａ）は光軸方向から見た平面図であり、（ｂ）は光軸と直交する方向から見た側面図である。
図４（ａ）及び（ｂ）は、先端が円弧状の保持プレートによる光学部材の保持方法を示し、（ａ）は光軸方向から見た平面図であり、（ｂ）は光軸と直交する方向から見た側面図である。
図５（ａ）及び（ｂ）は、先端に弾性部材を備える円弧状保持プレートによる光学部材の保持を示し、（ａ）は光軸方向から見た平面図であり、（ｂ）は光軸と直交する方向から見た側面図である。
図６は、光学部材の各ＲＭＳ値と判定結果を示す表である。
図７は、ツェルニケ円筒関数によるフィッティングにより光リソグラフィー用光学部材の屈折率均質性の評価方法を説明するフローチャートである。
図８は、測定された波面収差データを表すための座標系を説明する概念図である。
図９は、エキシマレーザーステッパ用投影光学系と光束径を示す概念図である。
図１０は、従来から行なわれている光リソグラフィー用光学部材の屈折率均質性の評価方法を説明するフローチャートである。
図１１は、オイルオンプレート法による光学部材の波面収差測定を示す説明図であり、（ａ）は光学部材をセットしていない状態を示し、（ｂ）は光学部材をセットした状態を示す。
図１２は、光学部材を矢印方向に回転させて波面収差測定する状態を示す説明図であり、（ａ）は光学部材の光軸に直角な方向から見た状態を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線方向から見た光学部材を示す。
図１３は、光学部材を光軸に直交する方向に移動させて波面収差測定する状態を示す説明図であり、（ａ）は光学部材の光軸に直角な方向から見た状態を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線方向から見た光学部材を示す。
図１４は、光学部材の側面１２箇所で保持した際に発生する応力歪の分布を示す概念図である。

Claims (12)

1. 光学部材の波面収差を測定することによって屈折率均質性を評価する方法であって、
   光学部材の光軸に対する側面を等間隔の複数位置で保持し、
   前記光学部材に光を通過させて波面収差を測定することを含む光学部材の屈折率均質性の評価方法。
2. 前記光学部材の光が入射する面が水平となるように、光学部材の前記側面を保持することを特徴とする請求項１に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
3. 前記光学部材が光軸を回転中心とする円柱状光学部材であり、
   前記光学部材を、前記光軸を中心に、前記等間隔に相当する角度の整数倍だけ回転させ、回転前に測定した波面収差データと回転後に測定した波面収差データとを用いて前記光学部材の屈折率均質性を評価することを特徴とする請求項２に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
4. 前記光学部材を、前記光学部材とほぼ同じ屈折率を有するオイルを介して２枚の平行平板の間に配置させることを特徴とする請求項３に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
5. 前記光学部材に光を通過させるのに先立って、前記２枚の平行平板を互いに平行に近接させて配置し、前記２枚の平行平板の隙間に、前記光学部材とほぼ同じ屈折率を有するオイルを満たした状態で、前記２枚の平行平板に光を通過させて第一の波面収差データを測定する第一測定工程と、
   前記２枚の平行平板の間に、前記光学部材を保持し、前記平行平板と前記光学部材の隙間に前記オイルを満たした状態で前記２枚の平行平板と前記光学部材に光を通過させて第二の波面収差データを測定する第二測定工程と、
   前記第一の波面収差データと前記第二の波面収差データの差から第三の波面収差データを算出し、前記第三の波面データから前記光学部材の屈折率均質性を評価する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
6. 回転前の第三の波面収差データと回転後の第三の波面収差データの平均値と、回転前の第三の波面収差データとの差から波面収差の非回転対称成分を求め、
   前記光学部材を光軸と直交する方向に移動させ、移動後の前記光学部材に光を透過させて得た波面収差データと、移動させる前に得た波面収差データの差を求め、求めた差から波面収差の回転対称成分を求め、
   前記求めた非回転対称成分と前記回転対称成分を加えた波面収差データから前記光学部材の屈折率均質性を評価することを特徴とする請求項５に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
7. 前記光学部材の側面の複数位置を弾性部材でそれぞれ保持することを特徴とする請求項１に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
8. 前記弾性部材を、前記光学部材の側面に、前記光学部材の光軸に向かって押圧することを特徴とする請求項７に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
9. 前記光学部材の側面の複数位置は、４以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
10. 前記光学部材の側面の複数位置は、８以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
11. 前記光学部材の側面の複数位置は、１２以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。
12. 前記光学部材が、光リソグラフィー用途に用いられる光学部材であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材の屈折率均質性の評価方法。

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