JP2000249511A - Plane interferometer - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform the absolute correction of the flatness of a plane that is installed vertical to gravity by calibrating the secondary residue (residue that is fitted by a secondary function) of the absolute flatness error of a surface to be inspected and at the same time calibrating the secondary constituent (constituent that is fitted by the secondary function) of the absolute flatness error of the surface to be inspected. SOLUTION: Measurement light entering a Fizeau surface 2a is partially reflected and returns to the inside of an interferometer 1. The remaining light is transmitted and enters vertically to a surface 3a to be inspected of an object 3 to be inspected, and returns the same light path and interferes with reflection light in the interferometer 1, thus forming an interference fringe. The interference fringe is converted into an electrical signal by an image pick-up element, is subjected to operation analysis to measure the relative flatness of the surface 3a to be inspected for the Fizeau surface 2a. Then, in an arithmetic unit, a first calibration means calibrates the secondary residue of the absolute flatness error of the surface to be inspected as the surface accuracy error of the surface to be inspected, and a second calibration means calibrates the secondary constituent of the absolute flatness error of the surface to be inspected as the error constituent of the symmetrical shape (plane) of the surface to be inspected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は平面度を校正するた
めの平面干渉計に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plane interferometer for calibrating flatness.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、平面度を校正する方法として、平
面度が未知数の３枚の平板の内の２枚を、フィゾー干渉
計のフィゾー面と被検面に採用して干渉計測し、この２
枚の組み合わせを入れ替えることにより３組の干渉計測
データを得て、これらの干渉計測データを、平面度を決
定する方程式に代入し、未知数を求めること（３面合わ
せ）が行われていた。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of calibrating flatness, two out of three flat plates having unknown flatness are adopted as a Fizeau surface and a test surface of a Fizeau interferometer, and interference measurement is performed. 2
Three sets of interferometric data are obtained by exchanging combinations of sheets, and these interferometric data are substituted into an equation for determining flatness to obtain an unknown number (three-plane alignment).

【０００３】平面が重力に対して平行に設置された状態
で測定される場合は、特開平６−２８１４２７号公報に
開示されているように、支持部の重力に対する反力が方
向性を有する歪みを平面に与えるため、特殊なホールド
を施すと共に、測定に工夫を加えることにより初めて、
平面度の校正が可能となる。In the case where the measurement is performed in a state where the plane is set in parallel to the gravitational force, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-281427, the reaction force against the gravitational force of the support portion has a directional distortion. For the first time, a special hold is applied to give
Calibration of flatness becomes possible.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平面が
重力に対して垂直に設置された状態で測定される場合
は、平面の撓みが未知数として加わることが避けられ
ず、前記のような３面合わせの適用が不可能であった。However, when the measurement is performed in a state where the plane is set perpendicular to the gravity, it is unavoidable that the deflection of the plane is added as an unknown number, and the three-plane alignment as described above is performed. Was not applicable.

【０００５】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、平面が重力に対して垂直に設置された状態で
測定される場合においても、平面度の絶対校正を可能と
することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the related art, and has an object to enable absolute calibration of flatness even when measurement is performed in a state where a plane is installed perpendicular to gravity. And

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、光源から出射された測定用光束を、被
検物の被検面と同じ幾何学形状を有する測定波面に変換
して被検物の被検面に照射し、被検面から反射された測
定波面と、前記光源から出射されて、所定の面形状を有
するように変換された参照波面とを互いに干渉させ、干
渉により生じる干渉縞を光電検出して解析処理すること
により、被検面の面精度誤差（面形状の幾何学形状から
の乖離の内、幾何学形状の誤差成分は含まない、うねり
誤差成分）を計測する干渉計であって、前記幾何学形状
が平面であり、被検面の面精度誤差として、被検面の絶
対平面度誤差の２次残差（絶対平面度誤差を２次関数で
フィッティングした残差）を校正する第１の校正手段
と、被検面の幾何学形状（平面）の誤差成分として、被
検面の絶対平面度誤差の２次成分（２次関数でフィッテ
ィングされた成分）を校正する第２の校正手段とを有し
てなることを特徴とする平面干渉計（請求項１）であ
る。A first means for solving the above-mentioned problem is to convert a measurement light beam emitted from a light source into a measurement wavefront having the same geometric shape as the surface of a test object. By irradiating the test surface of the test object, the measurement wavefront reflected from the test surface and the reference wavefront emitted from the light source and converted to have a predetermined surface shape interfere with each other, By subjecting the interference fringes generated by the interference to photoelectric detection and analysis and processing, the surface accuracy error of the surface to be inspected (the undulation error component that does not include the error component of the geometric shape among the deviation from the geometric shape of the surface shape). , Wherein the geometric shape is a plane, and a secondary residual of an absolute flatness error of the test surface (an absolute flatness error is expressed by a quadratic function) as a surface accuracy error of the test surface. First calibration means for calibrating the fitted residual) and the geometry of the surface to be inspected A second calibration means for calibrating a quadratic component (a component fitted with a quadratic function) of an absolute flatness error of the surface to be inspected as a shape (plane) error component. This is a plane interferometer (claim 1).

【０００７】本手段によれば、被検面の絶対平面度誤差
の２次残差と、被検面の絶対平面度誤差の２次成分の双
方が校正されるので、被検面の平面度の絶対校正を容易
に行うことが可能になる。According to this means, both the secondary residual of the absolute flatness error of the test surface and the secondary component of the absolute flatness error of the test surface are calibrated, so that the flatness of the test surface is corrected. Can be easily calibrated.

【０００８】なお、「幾何学形状の誤差成分」、「被検
面の面精度誤差（平面の面精度誤差）」、「被検面の絶
対平面度誤差の２次残差」、「被検面の絶対平面度誤差
の２次成分」の正確な意味については、後に「発明の実
施の形態」の欄において、数式を用いて正確に説明す
る。Incidentally, "error component of geometric shape", "surface accuracy error of surface to be inspected (surface accuracy error of plane)", "second-order residual of absolute flatness error of surface to be inspected", " The exact meaning of the "second order component of the absolute flatness error of the surface" will be described later in the section "Embodiments of the Invention" using mathematical expressions.

【０００９】前記課題を解決するための第２の手段は、
光源から出射された測定用光束を、被検物の被検面と同
じ幾何学形状を有する測定波面に変換して、被検物の被
検面に照射し、被検面から反射された測定波面と、前記
光源から出射されて、所定の面形状を有するように変換
された参照波面とを互いに干渉させ、干渉により生じる
干渉縞を光電検出して解析処理することにより、被検面
の面精度誤差（面形状の該幾何学形状からの乖離の内、
幾何学形状の誤差成分は含まない、うねり誤差成分）を
計測する干渉計であって、前記幾何学形状が平面であ
り、測定波面の面精度誤差として、測定波面の絶対平面
度誤差の２次残差（該絶対平面度誤差を２次関数でフィ
ッティングした残差）を校正する第１の校正手段と、被
検面の幾何学形状（平面）の誤差成分として、被検面の
絶対平面度誤差の２次成分（２次関数でフィッティング
された成分）を校正する第２の校正手段とを有してなる
ことを特徴とする平面干渉計（請求項２）である。[0009] A second means for solving the above-mentioned problems is as follows.
The measurement light beam emitted from the light source is converted into a measurement wavefront having the same geometric shape as the test surface of the test object, and is irradiated on the test surface of the test object, and the measurement reflected from the test surface is measured. The wavefront and the reference wavefront emitted from the light source and converted to have a predetermined surface shape interfere with each other, and an interference fringe generated by the interference is photoelectrically detected and analyzed, thereby obtaining a surface of the surface to be measured. Accuracy error (of the deviation of the surface shape from the geometric shape,
An interferometer for measuring a waviness error component that does not include an error component of the geometric shape, wherein the geometric shape is a plane, and a surface accuracy error of the measurement wavefront is a quadratic of an absolute flatness error of the measurement wavefront. First calibration means for calibrating a residual (residual obtained by fitting the absolute flatness error with a quadratic function); and an absolute flatness of the test surface as an error component of the geometric shape (plane) of the test surface. A second interferometer comprising second calibration means for calibrating a second-order component of the error (a component fitted with a quadratic function).

【００１０】本手段においては、一旦、レフ原器を用い
て参照面の絶対校正を行った後、この参照面を用いて、
２次成分校正の対象となる被検面の代わりにダミーの長
尺鏡を用いることが可能となるため、被検面の２次成分
の絶対校正の精度を向上させることが可能になる。In this means, after the reference surface is once calibrated absolutely using a ref prototype, the reference surface is
Since it is possible to use a dummy long mirror instead of the surface to be calibrated for the secondary component calibration, it is possible to improve the accuracy of the absolute calibration of the secondary component of the surface to be calibrated.

【００１１】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、前記第２の校
正手段は、前記第１の校正手段で校正された２次残差を
利用して校正を行うものであることを特徴とするもの
（請求項３）である。A third means for solving the above-mentioned problem is as follows.
The first means or the second means, wherein the second calibration means performs calibration using a secondary residual calibrated by the first calibration means. (Claim 3).

【００１２】これにより、被検面の平面度の絶対校正の
精度を落とすこと無く、第２の校正手段の簡素化が可能
になる。This makes it possible to simplify the second calibration means without lowering the accuracy of the absolute calibration of the flatness of the surface to be inspected.

【００１３】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前
記第２の校正手段は、前記干渉縞が消えないように前記
被検物にシフトを与えるシフト手段と、当該シフトの方
向から、前記被検物のティルトを計測するティルト計測
手段とを有してなることを特徴とするもの（請求項４）
である。A fourth means for solving the above-mentioned problem is as follows.
In any one of the first means to the third means, the second calibration means includes a shift means for shifting the test object so that the interference fringes do not disappear, and And tilt measuring means for measuring the tilt of the test object (claim 4).
It is.

【００１４】本手段においては、第２の校正手段におけ
る校正の際、干渉縞が消えないように前記被検物にシフ
トを与えるようにしているので、被検物のシフトを行っ
ても、測定を続行することができる。また、被検物のシ
フト方向から被検物のティルト量を計測する手段を備え
ているので、第２の校正手段において、ティルト誤差を
取り込んだ形で校正を行うことができる。In this means, when the second calibration means performs calibration, the test object is shifted so that the interference fringes do not disappear. Therefore, even if the test object is shifted, the measurement is performed. Can continue. In addition, since a means for measuring the amount of tilt of the test object from the shift direction of the test object is provided, the second calibration means can perform calibration in a form that incorporates a tilt error.

【００１５】また、ティルト量を測定する別の方法とし
て、被検物のシフトの方向に測定波面を偏向させる偏向
手段を設けることにより、ティルトの干渉計測を可能と
する方法がある。この方法によれば、平面干渉計の光源
から発せられる光線の一部を偏向手段により、被検物の
シフト方向（ほとんどの場合、当該光線の進行方向と直
角の方向）に偏向し、たとえば被検物に取りつけられた
反射面で反射させて、参照波面と干渉させることによ
り、被検物のティルト量を把握することができる。この
ようにすることにより、特別なティルト検出装置を設け
なくても、平面干渉計の構成部品を共用することにより
ティルト量を検出することができ、装置構成をシンプル
にすることができる。As another method for measuring the amount of tilt, there is a method that enables a tilt interference measurement by providing a deflecting means for deflecting the measurement wavefront in the direction of shift of the test object. According to this method, a part of the light beam emitted from the light source of the plane interferometer is deflected by the deflecting means in the shift direction of the test object (in most cases, the direction perpendicular to the traveling direction of the light beam). The amount of tilt of the test object can be grasped by causing the light to reflect off the reflection surface attached to the test object and interfere with the reference wavefront. By doing so, the tilt amount can be detected by sharing the components of the plane interferometer without providing a special tilt detecting device, and the device configuration can be simplified.

【００１６】なお、相対的にこのモニター光学系と平面
フィゾー板の間で発生するティルトの振れが、絶対校正
に必要な精度と比較して無視できない場合等のように、
ティルト計測手段の安定性が問題となる場合は、ティル
ト計測手段の安定性を計測する安定性計測手段を設け、
その測定値により、ティルト測定値を補正することが好
ましい。さらに、安定性計測手段として、前記測定波面
を用いた干渉計測を用いれば、装置構成を簡単化するこ
とができる。Note that, as in the case where the tilt deflection generated relatively between the monitor optical system and the plane Fizeau plate cannot be ignored compared with the accuracy required for the absolute calibration,
If the stability of the tilt measuring means is a problem, provide a stability measuring means for measuring the stability of the tilt measuring means,
It is preferable to correct the tilt measurement value based on the measurement value. Furthermore, if the interference measurement using the measurement wavefront is used as the stability measurement means, the device configuration can be simplified.

【００１７】さらに、前記ティルト計測手段、及び前記
安定性計測手段の少なくとも１方に、前記シフトの方向
に垂直に設けた少なくとも１個の光学素子を追加するこ
とにより、間接的に、前記ティルト、及び前記安定性の
少なくとも１方を計測することが好ましい。Further, by adding at least one optical element provided perpendicularly to the shift direction to at least one of the tilt measuring means and the stability measuring means, the tilt, And it is preferable to measure at least one of the stability.

【００１８】また、前記被検物のティルト、及び前記テ
ィルト計測手段の安定性を、同時刻に計測可能とするこ
とにより、振動等により各光学素子間に相対的な変位が
ある場合でも、その影響を無くすることができるので好
ましい。In addition, the tilt of the test object and the stability of the tilt measuring means can be measured at the same time, so that even when there is a relative displacement between the optical elements due to vibration or the like, the tilt can be measured. This is preferable because the influence can be eliminated.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の基本的な原理を
説明するための図であると共に、本発明の第１の実施の
形態の例の概要図である。図１において、１は干渉計、
２は平面フィゾー板、２ａはフィゾー面、３は被検物、
３ａは被検面、４は基準面、５はモニター光学系、６は
補助ミラー面である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the basic principle of the present invention, and is a schematic diagram of an example of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an interferometer,
2 is a plane Fizeau plate, 2a is a Fizeau surface, 3 is a test object,
3a is a test surface, 4 is a reference surface, 5 is a monitor optical system, and 6 is an auxiliary mirror surface.

【００２０】干渉計１から射出される平面波は、「Ｆ」
の記号を付した平面フィゾー板２のフィゾー面２ａに垂
直に入射する。測定光には、633nmの波長を有するHe−N
eレーザ光源を利用することが一般的であり、干渉計１
内部の光学系との干渉を避けるために、平面フィゾー板
２には、楔角度を設けるか、又は、平行平面板の片方に
ＡＲコート（反射防止膜）を設けることが必要である。
図１では、被検物３には前者の手段を、平面フィゾー板
２には後者の手段を採用している。以降の図において
は、いずれの手段を採っても、平行平面で図示する。The plane wave emitted from the interferometer 1 is "F"
Is perpendicularly incident on the Fizeau surface 2a of the planar Fizeau plate 2 marked with the symbol. He-N having a wavelength of 633 nm is used for the measurement light.
Generally, an e-laser light source is used.
In order to avoid interference with the internal optical system, it is necessary to provide a wedge angle on the plane Fizeau plate 2 or to provide an AR coating (antireflection film) on one of the parallel plane plates.
In FIG. 1, the former means is employed for the test object 3 and the latter means is employed for the plane Fizeau plate 2. In the following figures, whichever means is adopted, it is illustrated by a parallel plane.

【００２１】次に、フィゾー面２ａに入射した測定光
は、一部はそのまま反射し、干渉計１の内部に戻る。残
りの測定光は透過し、「Ｗ」の記号を付した被検物３の
有する被検面３ａに垂直に入射し、同じ光路を逆に戻
る。そして、先述した反射光と、干渉計１の内部で干渉
し、干渉縞を形成する。この干渉縞を図示しない撮像素
子により電気信号に変換し、その情報を図示しない演算
装置により演算解析処理することにより、フィゾー面２
ａに対する、被検面３ａの相対的な平面度が測定でき
る。Next, a part of the measurement light incident on the Fizeau surface 2 a is reflected as it is, and returns to the inside of the interferometer 1. The remaining measurement light is transmitted, enters perpendicularly onto the test surface 3a of the test object 3 with the symbol "W", and returns to the same optical path in the opposite direction. Then, the reflected light interferes with the inside of the interferometer 1 to form an interference fringe. This interference fringe is converted into an electric signal by an image sensor (not shown), and the information is subjected to arithmetic analysis processing by an arithmetic unit (not shown), whereby the Fizeau surface
The relative flatness of the test surface 3a with respect to a can be measured.

【００２２】このように、干渉計測はあくまでも相対的
な測定であるから、参照面となるフィゾー面２ａは極力
高精度に形成されているが、やはり絶対平面では有り得
ない。この参照面が絶対平面に対して有する誤差（「絶
対平面度誤差」という）の校正が本発明の目的である。
このために、特開平５‐２２３５３７号公報に開示され
た干渉計測装置を用いることとする。この測定方法を、
図１８を用いて簡単に説明する。As described above, since the interference measurement is a relative measurement to the last, the Fizeau surface 2a serving as a reference surface is formed with high precision as much as possible, but cannot be an absolute plane. It is an object of the present invention to calibrate the error that the reference plane has with respect to the absolute plane (referred to as “absolute flatness error”).
For this purpose, an interference measurement device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-222337 is used. This measurement method,
This will be briefly described with reference to FIG.

【００２３】図１８において、被検面に回転を与えつつ
測定し、演算装置内で平均化した回転平均化データを、
基準となる回転角度０度方向のデータから減算する。こ
のことにより、フィゾー面の絶対平面度誤差が相殺さ
れ、被検面の非回転対称成分が絶対的に求まる。以上の
手順を、図では、ＡＢＳ−０と称している。このＡＢＳ
−０は、被検面に軸の無い平面から、軸を有する回転対
称な非球面までに適用が可能である。In FIG. 18, the rotation averaged data measured while applying rotation to the surface to be inspected and averaged in the arithmetic unit is
It is subtracted from the reference data in the direction of the rotation angle of 0 °. As a result, the absolute flatness error of the Fizeau surface is canceled, and the non-rotationally symmetric component of the test surface is absolutely obtained. The above procedure is called ABS-0 in the figure. This ABS
The value of −0 is applicable from a plane having no axis to the surface to be tested to a rotationally symmetric aspherical surface having an axis.

【００２４】次に、被検面を横ずらしして測定し、演算
装置内でこの横ずらしデータを、基準となる回転角度０
度方向のデータから減算する。このことにより、フィゾ
ー面の絶対平面度誤差が相殺され、被検面の絶対平面度
誤差が横ずらし減算される。この横ずらし減算データ
を、さらに、先述した非回転対称成分を用いて補正する
ことにより、被検面の回転対称成分の横ずらし減算デー
タが絶対的に求まる。Next, the surface to be inspected is shifted laterally, and the measurement is performed.
Subtract from the data in degrees. As a result, the absolute flatness error of the Fizeau surface is offset, and the absolute flatness error of the test surface is laterally shifted and subtracted. The laterally shifted subtraction data is further corrected using the above-described non-rotationally symmetric component, so that the laterally shifted subtraction data of the rotationally symmetric component of the test surface is absolutely obtained.

【００２５】このデータから、回転対称成分の等高線の
性質を利用して、回転対称成分を絶対的に求め、非回転
対称成分と加算することにより、被検面の絶対面精度誤
差（後述）が測定可能となる。以上の手順を、図では、
ＡＢＳ−３と称している。このＡＢＳ−３は、横ずらし
を併用するために、非球面に関しては、マイルドな非球
面に適用が制限されてしまう。また、ＡＢＳ−３を正確
に行うためには、横ずらし量を正確に把握する手段が必
要である。From this data, a rotationally symmetric component is absolutely obtained by utilizing the properties of the contour line of the rotationally symmetric component, and is added to the non-rotationally symmetric component. It becomes measurable. The above procedure is illustrated in the figure.
It is called ABS-3. Since the ABS-3 is used in combination with a lateral shift, the application of an aspheric surface is limited to a mild aspheric surface. In addition, in order to perform ABS-3 accurately, a means for accurately grasping the lateral shift amount is required.

【００２６】以下、横ずらしにより、被検面の絶対平面
度誤差に、２次成分の誤差が混入することを説明する。
例えば、被検面の、非回転対称成分を除く絶対平面度誤
差を Z1=C_01T(X²+Y²)+C₀₂(X²+Y²)²+C₀₃(X²+Y²)³+・・・ …(1) で表すと、横ずらし量ｓをＸ軸方向に与えた時の、被検
面の、非回転対称成分を除く絶対平面度誤差は、 Z2=C_01T{(X−s)²+Y²}+C₀₂{(X−s)²+Y²}²+C₀₃{(X−s)²+Y²}³＋・・・ …(2) で表される。従って、被検面の横ずらし減算データは、 Z3=Z1-Z2=2sX<C_01T+C₀₂[(X²+Y²)+{(X-s)²+Y²}]+・・・> …(3) で表される。この< >の中の定数項以外の成分は、無視
できることがシミュレーションから確認されており、結
局、 Z3=2C_01TsX …(4) の成分がティルト誤差として、干渉計のティルト誤差
（アライメント誤差）中に混入する。Hereinafter, it will be described that the error of the secondary component is mixed in the absolute flatness error of the surface to be detected due to the lateral shift.
For example, Z1 = C _01T (X ² + Y ² ) + C ₀₂ (X ² + Y ² ) ² + C ₀₃ (X ² + Y ² ) ³ +..., (1), when the lateral shift amount s is given in the X-axis direction, the absolute flatness error of the test surface excluding the non-rotationally symmetric component is Z2 = C _01T {( X−s) ² + Y ² } + C ₀₂ {(X−s) ² + Y ² } ² + C ₀₃ {(X−s) ² + Y ² } ³ + ...… (2) You. Thus, lateral shift subtraction data of the test surface is, Z3 = Z1-Z2 = 2sX <C 01T + C 02 [(X 2 + Y 2) + {(Xs) 2 + Y 2}] + ···> ... It is represented by (3). It has been confirmed by simulation that components other than the constant term in <> can be ignored. In the end, the component of Z3 = 2C _01T sX… (4) is regarded as the tilt error, and the tilt error (alignment error) of the interferometer Mixed in.

【００２７】このアライメント誤差は、干渉計が相対測
定であるために避けられない誤差であり、アライメント
のずれに起因して発生する見掛け上の収差誤差である。
これを演算装置の内部で取り除く作業が、アライメント
誤差補正と呼ばれている。このアライメント誤差補正に
より(4)式で表されるティルト成分も除去されてしまう
ため、絶対平面度誤差の２次の係数：Ｃ_01Tが正確に求
まらないことになる。This alignment error is an unavoidable error because the interferometer is a relative measurement, and is an apparent aberration error caused by misalignment.
The work of removing this inside the arithmetic unit is called alignment error correction. Since the tilt component represented by the equation (4) is also removed by this alignment error correction, the secondary coefficient _{C01T of} the absolute flatness error cannot be accurately obtained.

【００２８】但し、「定数項以外の成分は、無視できる
ことがシミュレーションから確認され」を言い換える
と、「Ｃ₀₂以上の係数は、正確に測定できることがシミ
ュレーションから確認され」ている。この成分は、 Z4=C₀₂(X²+Y²)²+C₀₃(X²+Y²)³+・・・ …(5) で表され、この成分をｒｍｓ的に相殺する２次成分 Z5=C_01H(X²+Y²) …(6) も、演算処理により一義的に求まる。即ち、 Z6=C_01H(X²+Y²)+C₀₂(X²+Y²)²+C₀₃(X²+Y²)³+・・・ …(7) で表される誤差成分を２次フィッティングした２次成分
はゼロであり、数式的には、(1)式の非回転対称成分を
除く絶対平面度誤差を２次フィッティングした残差（狭
義の２次残差）すなわち、「被検面の、非回転対称成分
を除く絶対平面度誤差の２次残差」になっている。[0028] However, "the components other than the constant term, is confirmed from the simulation can be ignored" in other words the "C ₀₂ or more coefficients are exactly can be measured is ascertained from simulation" are. This component is represented by Z4 = C ₀₂ (X ² + Y ² ) ² + C ₀₃ (X ² + Y ² ) ³ +... (5), and a second-order component that cancels this component in rms. Z5 = C _01H (X ² + Y ² ) (6) is also uniquely determined by the arithmetic processing. That is, Z6 = C _01H (X ² + Y ² ) + C ₀₂ (X ² + Y ² ) ² + C ₀₃ (X ² + Y ² ) ³ +... The quadratic component obtained by quadratic fitting is zero, and mathematically speaking, the residual (second narrow residual in a narrow sense) obtained by quadratic fitting the absolute flatness error excluding the non-rotationally symmetric component of the equation (1), that is, “ Second-order residual of the absolute flatness error of the test surface excluding the non-rotationally symmetric component.

【００２９】この狭義の２次残差に、先述した非回転対
称成分を加算した成分が、広義の２次残差であり、この
うねり誤差成分を、「平面の絶対面精度誤差」と定義す
る。これは、ＡＢＳ−３の手法により、絶対校正可能で
ある。この広義の２次残差を演算装置内で回転平均化し
た成分が、非回転対称成分となる。A component obtained by adding the above-described non-rotationally symmetric component to the narrowly defined second-order residual is a broadly-defined second-order residual, and this undulation error component is defined as “absolute surface precision error of a plane”. . This can be absolutely calibrated by the method of ABS-3. A component obtained by rotationally averaging the second-order residual in a broad sense in the arithmetic device is a non-rotationally symmetric component.

【００３０】また、次式 Z6=C_01T(X²+Y²)−C_01H(X²+Y²) …(8) で表される誤差成分を、「平面の幾何学形状の誤差成
分」と定義する。数式的には、「(1)式の、非回転対称
成分を除く絶対平面度誤差を、２次フィッティングした
２次成分」になっている。また、非回転対称成分の性質
から、実際の非回転対称成分も含んだ絶対平面度誤差を
２次フィッティングした２次成分と等しい。この２次成
分の校正は、先述した被検面の横ずらし時のティルト成
分を、正確に把握することにより可能となる。The error component represented by the following equation: Z6 = C _01T (X ² + Y ² ) −C _01H (X ² + Y ² ) (8) is referred to as “error component of the geometric shape of the plane”. Is defined. Numerically, it is “a quadratic component obtained by quadratic fitting the absolute flatness error of the formula (1) excluding the non-rotationally symmetric component”. Also, due to the nature of the non-rotationally symmetric component, the absolute flatness error including the actual non-rotationally symmetric component is equal to the quadratic component obtained by quadratic fitting. The calibration of the secondary component can be performed by accurately grasping the tilt component at the time of shifting the surface to be inspected as described above.

【００３１】この広義の２次残差（被検平面の絶対面精
度誤差）と２次成分（被検平面の幾何学形状の誤差成
分）の校正は、同時に行うことも可能であるし、個別に
行うことも可能である。まず、同時に行う場合につい
て、図１を用いて説明する。The calibration of the second-order residual (absolute surface precision error of the plane to be inspected) and the secondary component (error component of the geometric shape of the plane to be inspected) in a broad sense can be performed at the same time. It is also possible to do it. First, the case where the operations are performed simultaneously will be described with reference to FIG.

【００３２】被検物３を回転軸の周りに回転させてデー
タを採取し、前述のＡＢＳ−３の処理を行う。このＡＢ
Ｓ−３の処理により、広義の２次残差（被検平面の絶対
面精度誤差）を校正する。The test object 3 is rotated around the rotation axis to collect data, and the above-described ABS-3 processing is performed. This AB
By the process of S-3, a second-order residual in a broad sense (absolute surface accuracy error of the test plane) is calibrated.

【００３３】２次成分（被検平面の幾何学形状の誤差成
分）の校正は、ＡＢＳ−３を行う際に、同時に行うこと
が可能である。すなわち、ＡＢＳ−３の横ずらしを図の
矢印の方向に、被検物３の移動手段（不図示）により行
う際に、被検物３の保持手段７に、基準ミラー４を横ず
らしの方向と垂直に設置する。このことにより、被検物
３の横ずらし時に、被検面３ａに発生する横ずらし方向
のティルトは、基準ミラー４に発生する重力方向のティ
ルトと等しくすることが可能となる。この基準ミラー４
のティルトは、モニター光学系５によりモニターする。The calibration of the secondary component (error component of the geometric shape of the plane to be inspected) can be performed simultaneously with the execution of ABS-3. That is, when the lateral displacement of the ABS-3 is performed by the moving means (not shown) of the test object 3 in the direction of the arrow in the drawing, the reference mirror 4 is moved to the holding means 7 of the test object 3 in the direction of the lateral displacement. And installed vertically. Thereby, when the test object 3 is shifted laterally, the tilt in the lateral shift direction generated on the test surface 3 a can be made equal to the tilt in the gravity direction generated on the reference mirror 4. This reference mirror 4
Is monitored by the monitor optical system 5.

【００３４】なお、モニター光学系５自身は平面フィゾ
ー板２と共通の、安定した基盤に設置されるが、相対的
にこのモニター光学系５と平面フィゾー板２の間で発生
するティルトの振れが、絶対校正に必要な精度と比較し
て無視できない場合、一つの手段として、干渉計１から
射出される測定光により、被検面３ａの測定と同時、若
しくは個別に、モニター光学系５の振れを測定する必要
がある。その為の補助ミラー６が、モニター光学系と一
体になるように具備されている。モニター光学系として
は、第２の干渉計でも良いし、コリメータでも良い。The monitor optical system 5 itself is mounted on a stable base common to the plane Fizeau plate 2, but the tilt of the tilt generated between the monitor optical system 5 and the plane Fizeau plate 2 is relatively large. If the accuracy required for absolute calibration cannot be neglected as compared with the absolute calibration, as one means, the measurement light emitted from the interferometer 1 is used to simultaneously or individually measure the vibration of the monitor optical system 5 with the measurement of the surface 3a to be measured. Need to be measured. An auxiliary mirror 6 for that purpose is provided so as to be integrated with the monitor optical system. The monitor optical system may be a second interferometer or a collimator.

【００３５】なお、図で示す「ｇ↓」は重力方向を表し
ており、被検面の回転や横ずらしの方向は、この重力軸
に対して垂直に行うことが必須である。また、被検面３
ａの絶対平面度とは、重力に対する保持手段７の反力に
より面歪みを受けた状態の被検面に対するものであり、
保持手段７に依存する性質を有する さて、１軸だけに着目すると、横ずらし前後で基準ミラ
ー４に発生する、絶対空間上のティルト誤差をＴｚとお
ける。また、横ずらし前後の差分データのアライメント
誤差補正で算出されるアライメントずれもＴａとおけ
る。さらに、横ずらし前後のモニター光学系５のティル
ト振れもＴｍとおける。この時、 Ta−(Tz−Tm)=C０１Ｔ(X２+Y２)−C０１Ｈ(X２+Y２) …(9) の関係が成立するから、２次成分（被検平面の幾何学形
状の誤差成分）の絶対校正が可能となる。Note that "g ↓" shown in the figure represents the direction of gravity, and it is essential that the direction of rotation and lateral displacement of the surface to be measured be perpendicular to the axis of gravity. In addition, the test surface 3
The absolute flatness of a refers to the surface to be inspected in a state where the surface is subjected to surface distortion due to the reaction force of the holding means 7 against gravity,
Now, focusing on only one axis, the tilt error in the absolute space, which occurs in the reference mirror 4 before and after the lateral displacement, can be referred to as Tz. In addition, the alignment shift calculated by the alignment error correction of the difference data before and after the lateral shift is also Ta. Further, the tilt shake of the monitor optical system 5 before and after the lateral shift can be set to Tm. At this time, the relationship Ta− (Tz−Tm) = C01T (X2 + Y2) −C01H (X2 + Y2) (9) holds, so that the secondary component (error component of the geometric shape of the plane to be measured) is satisfied. Absolute calibration becomes possible.

【００３６】横ずらしで発生する実際のティルト成分
は、Ｘティルトだけである保証は無く、Ｙティルトも同
時に発生する。また、横ずらしにより、測定光のアパー
チャで視認される被検面の測定領域が異なるため、被検
面３ａの非回転対称成分に起因して、横ずらし差分デー
タのアライメント誤差補正後も、(9)式のＴａで求める
べきティルト成分に誤差が乗ってくる。The actual tilt component generated by the lateral shift is not guaranteed to be only the X tilt, and the Y tilt is also generated at the same time. Further, since the measurement area of the test surface visually recognized by the aperture of the measurement light is different due to the lateral shift, even after the alignment error correction of the lateral shift difference data due to the non-rotationally symmetric component of the test surface 3a, ( An error is added to the tilt component to be obtained by Ta in equation (9).

【００３７】この対処として、先ず、横ずらしは、撮像
素子のサンプリングに対して対称性を持たせるようにす
る。また、被検面の測定領域も、マスキングや墨塗りな
どにより、同様の配慮をする。そして、被検面の非回転
対称成分に起因するティルト誤差も、演算装置内で、Ａ
ＢＳ−０により求まる被検面の２次残差（非回転対称成
分）を利用して、横ずらし減算データに補正をかける。As a countermeasure for this, first, the lateral shift is made to have symmetry with respect to the sampling of the image sensor. The same consideration is given to the measurement area on the surface to be inspected by masking or black coating. Then, the tilt error due to the non-rotationally symmetric component of the surface to be measured is also calculated by A
The laterally shifted subtraction data is corrected using the second-order residual (non-rotationally symmetric component) of the test surface obtained by BS-0.

【００３８】これらの配慮により、モニターすべきティ
ルト成分として、横ずらし方向の１軸のティルト誤差成
分を抽出するだけでよいことになる。Due to these considerations, it is only necessary to extract a one-axis tilt error component in the lateral shift direction as a tilt component to be monitored.

【００３９】以下、図２から図５を用いて本発明の平面
干渉計の第２の実施の形態について説明する。この実施
の形態は、先述した広義の２次残差（被検平面の絶対面
精度誤差）と２次成分（被検平面の幾何学形状の誤差成
分）の校正を、個別に行う例である。以下の図において
は、前出の図において示された構成要素と同じ符号を有
するものは、当該構成要素と同じものを示す。図２にお
いて、３０はレフ原器、３０ａはレフ原器面である。Hereinafter, a second embodiment of the plane interferometer of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example of individually calibrating the above-described second-order residual (absolute surface accuracy error of a test plane) and secondary component (error component of a geometric shape of a test plane) in a broad sense. . In the following drawings, components having the same reference numerals as those shown in the preceding drawings indicate the same components. In FIG. 2, reference numeral 30 denotes a ref prototype, and 30a denotes a ref prototype surface.

【００４０】この実施の形態では、まず、被検物とは別
にレフ原器３０を準備し、先述したＡＢＳ−３をレフ原
器に適用する。これにより、レフ原器面３０ａの２次残
差と同時に、フィゾー面２ａの２次残差も校正される。
すなわち、測定波面の広義の２次残差（測定波面の絶対
面精度誤差）が校正される。この際、このフィゾー面の
状態を絶対校正に耐えるべく、環境条件を整えて変化を
受けさせないこと、又は、環境変化が無視できる範囲内
でのレフ減算（レフ原器との比較測定）によるフィゾー
面の校正が前提となる。In this embodiment, first, the ref prototype 30 is prepared separately from the test object, and the above-described ABS-3 is applied to the ref prototype. Thereby, the secondary residual of the Fizeau surface 2a is calibrated simultaneously with the secondary residual of the ref prototype surface 30a.
That is, the second-order residual of the measurement wavefront (absolute surface accuracy error of the measurement wavefront) is calibrated. At this time, in order to withstand the absolute calibration, the condition of the Fizeau surface must not be changed by adjusting the environmental conditions, or the Fizeau surface must be subtracted (ref. Calibration of the surface is assumed.

【００４１】また、干渉計測を行う際の位相誤差を偏り
として測定光に与える誤差要因の存在が、フィゾー面と
被検面の干渉アーム間で無視できる場合、フィゾー面は
測定波面と言い換えてもよい。なお、フィゾー面に入射
する波面は、測定光のコヒーレンシーが良好な場合は、
干渉計測がフィゾー面と被検面との相対的な位相差測定
であるため、完全な平面波である必要が無い。従って、
「測定波面」のより正確な表現は、「フィゾー面によっ
て、仮想的に位相をリセットして考えた、測定波面」と
なる。In the case where the existence of an error factor which gives a bias to the phase error when performing the interference measurement and which is applied to the measurement light can be neglected between the interference arm of the Fizeau surface and the test surface, the Fizeau surface can be rephrased as the measurement wavefront. Good. When the wavefront incident on the Fizeau surface has good coherency of the measurement light,
Since the interference measurement is a relative phase difference measurement between the Fizeau surface and the test surface, it is not necessary to use a perfect plane wave. Therefore,
A more accurate expression of “measurement wavefront” is “measurement wavefront that is considered by virtually resetting the phase by the Fizeau surface”.

【００４２】次に、図３〜図５に示すように、レフ原器
の代わりにダミー素子として、長尺鏡３００を用いて、
ダミー面３ａの２次成分（被検平面の幾何学形状の誤差
成分）を校正する。Next, as shown in FIGS. 3 to 5, a long mirror 300 is used as a dummy element instead of the ref prototype.
The secondary component of the dummy surface 3a (error component of the geometric shape of the test plane) is calibrated.

【００４３】このときに、図１と共通な手段として、不
図示の長尺鏡保持手段に、長尺鏡３００と一体に基準ミ
ラー４を設置し、モニター光学系５により、横ずらしの
方向と平行に長尺鏡３００のティルトをモニターする。
このとき、モニター光学系５自身に生じるティルトの振
れは、干渉計１から射出される測定光により、長尺鏡３
００のダミー面３００ａの測定と同時、又は個別に測定
される。そのため補助ミラー６がモニター光学系に具備
されている。モニター光学系としては、第２の干渉計で
も良いし、コリメータでも良い。このモニター光学系
は、「課題を解決する手段」に記載した「ティルト計測
手段の安定性を計測する手段」に相当する。At this time, as a means common to FIG. 1, a reference mirror 4 is installed integrally with the long mirror 300 on a long mirror holding means (not shown), and the monitor optical system 5 controls the direction of the lateral shift. The tilt of the long mirror 300 is monitored in parallel.
At this time, the tilt of the monitor optical system 5 itself is changed by the measuring light emitted from the interferometer 1 by the long mirror 3.
The measurement is performed simultaneously with or separately from the measurement of the dummy surface 300a. Therefore, the auxiliary mirror 6 is provided in the monitor optical system. The monitor optical system may be a second interferometer or a collimator. This monitor optical system corresponds to "means for measuring the stability of the tilt measuring means" described in "means for solving the problem".

【００４４】図１とは異なり、図から明らかなように、
フィゾー平面２ａの有効光束よりもダミー面３００ａが
大きいため、横ずらしの移動手段のストロークを大きく
して、この横ずらし量を正確に把握制御する手段が必要
となる。Unlike FIG. 1, as is apparent from FIG.
Since the dummy surface 300a is larger than the effective luminous flux of the Fizeau plane 2a, it is necessary to increase the stroke of the moving means for laterally shifting and to accurately grasp and control the amount of laterally shifting.

【００４５】図６は、図３〜図５で測定されたダミー面
のデータを波面合成する説明図である。前述した横ずら
し量を、干渉計倍率「ｍｍ／画素」で割ることにより、
演算装置内で等価的に横ずれした画素数が算出され、こ
の量だけ演算装置内で戻すことにより、図示したよう
に、ダミー面３００ａの面精度誤差（うねり誤差：広義
の２次残差）が再現される。FIG. 6 is an explanatory diagram of the wavefront synthesis of the data of the dummy surface measured in FIGS. By dividing the horizontal shift amount by the interferometer magnification “mm / pixel”,
The number of pixels laterally displaced equivalently is calculated in the arithmetic unit, and by returning this amount by this amount in the arithmetic unit, as shown in the figure, the surface accuracy error (undulation error: second-order residual in a broad sense) of the dummy surface 300a is reduced. Will be reproduced.

【００４６】なお、この重ね合わせ領域（以降「重合領
域」と呼ぶ）には、レフ原器３０のレフ面３０ａ、又
は、フィゾー面３ａの面精度誤差が重畳するため、ＡＢ
Ｓ−３により事前に求めた、レフ面３０ａ、又は、フィ
ゾー面３ａの広義の２次残差（絶対面精度誤差）を利用
して、重合領域における偏りを補正することが、より高
精度の２次成分の校正には必要となる。In this superimposed area (hereinafter referred to as "overlapping area"), the surface accuracy error of the reflex surface 30a of the reflex prototype 30 or the Fizeau surface 3a is superimposed.
Correcting the bias in the overlap region using the second-order residual (absolute surface accuracy error) of the reflex surface 30a or the Fizeau surface 3a, which is obtained in advance in S-3, is more accurate. This is necessary for calibration of the secondary component.

【００４７】長尺鏡３００を用いることにより、自重撓
みも含めた２次成分の検出感度の向上が可能となり、こ
の長尺鏡の２次成分を用いて、フィゾー面、従って、被
検面の２次成分も高精度に求めることが可能となる。ま
た、この２次成分の校正された長尺鏡３００を用いれ
ば、２個の面の直角度出しを行う際に、その精度向上が
図れる。By using the long mirror 300, it is possible to improve the detection sensitivity of the secondary component including the deflection due to its own weight. Using the secondary component of the long mirror, the Fizeau surface, and hence the surface to be inspected, can be improved. The secondary component can also be obtained with high accuracy. Further, by using the long mirror 300 in which the secondary component is calibrated, it is possible to improve the accuracy in performing squareness of two surfaces.

【００４８】図７は、本発明の実施の形態の第３の例を
示す図である。この実施の形態では、基本的な構成と機
器の配置は図３と同じであるが、移動鏡の横ずらし方向
から基準ミラー４のティルトをモニターするためのモニ
ター光学系５の代わりに、干渉計１からの測定光を偏向
して基準ミラー４のティルトを干渉計測するための偏向
手段８を用いた点が異なっている。偏向手段８として、
直角三角プリズムを用いているが、反射ミラーでもよ
い。FIG. 7 is a diagram showing a third example of the embodiment of the present invention. In this embodiment, the basic configuration and the arrangement of the devices are the same as in FIG. 3, but an interferometer is used instead of the monitor optical system 5 for monitoring the tilt of the reference mirror 4 from the laterally displaced direction of the movable mirror. The difference is that a deflecting means 8 for deflecting the measurement light from No. 1 and performing interference measurement of the tilt of the reference mirror 4 is used. As the deflecting means 8,
Although a right-angled triangular prism is used, a reflecting mirror may be used.

【００４９】なお、偏向手段８自身は平面フィゾー板２
と共通の、安定した基盤に設置されるが、相対的にこの
偏向手段８と平面フィゾー板２の間で発生するティルト
の振れが、絶対校正に必要な精度と比較して無視できな
い場合、一つの手段として、さらに干渉計１から射出さ
れる測定光により、ダミー面３００ａの測定と同時、又
は個別に、偏向手段８の振れを測定する必要がある。そ
の為の補助ミラー６が、偏向手段８と一体になるように
具備されている。偏向手段８と補助ミラー６は、１個の
光学素子として形成してもよいのは言うまでもない。The deflecting means 8 itself is a flat Fizeau plate 2
If the tilt deflection generated between the deflecting means 8 and the plane Fizeau plate 2 cannot be neglected compared to the accuracy required for absolute calibration, As another means, it is necessary to measure the deflection of the deflecting means 8 at the same time as or separately from the measurement of the dummy surface 300a using the measurement light emitted from the interferometer 1. An auxiliary mirror 6 for that purpose is provided so as to be integrated with the deflecting means 8. It goes without saying that the deflecting means 8 and the auxiliary mirror 6 may be formed as one optical element.

【００５０】また、これら光学素子の角度精度を緩和す
るために、基準ミラー４は可変であり、角度調整が可能
になっている。この場合にも、基準ミラー４は長尺鏡３
００に対して一体に動くように、不図示の長尺鏡保持手
段に取り付けられている。In order to reduce the angle accuracy of these optical elements, the reference mirror 4 is variable so that the angle can be adjusted. Also in this case, the reference mirror 4 is the long mirror 3
It is attached to a long mirror holding means (not shown) so as to move integrally with 00.

【００５１】図１７は、図７で示した補助ミラーと偏向
手段の変形例であり、補助ミラー６に偏向手段である直
角三角プリズム８が貼り付けられている。この場合、図
７における干渉計１からの光の一部は、補助ミラー６に
より反射されて、フィゾー面２ａからの反射光と干渉す
る。他の一部は、プリズム面で直角に反射されて基準ミ
ラー４に入射する。そして、その反射光は、再びプリズ
ム面で直角に反射されてフィゾー面２ａからの反射光と
干渉する。FIG. 17 shows a modification of the auxiliary mirror and the deflecting means shown in FIG. 7, in which a right-angled triangular prism 8 as a deflecting means is attached to the auxiliary mirror 6. In this case, a part of the light from the interferometer 1 in FIG. 7 is reflected by the auxiliary mirror 6 and interferes with the reflected light from the Fizeau surface 2a. The other part is reflected at right angles on the prism surface and enters the reference mirror 4. Then, the reflected light is reflected again at a right angle by the prism surface and interferes with the reflected light from the Fizeau surface 2a.

【００５２】この第３の実施の形態において、広義の２
次残差（被検平面の絶対面精度誤差）と２次成分（被検
平面の幾何学形状の誤差成分）の校正を行う方法は、前
記第２の実施の形態における方法と同じである。In the third embodiment, the broadly defined 2
The method for calibrating the secondary residual (absolute surface precision error of the test plane) and the secondary component (error component of the geometric shape of the test plane) is the same as the method in the second embodiment.

【００５３】以下、以上で説明した第２の実施の形態、
第３の実施の形態の各種の変形例について説明する。図
８は、基準ミラー４を長尺鏡３００の両端面に２個設け
た例であり、平均化効果により、長尺鏡３００のティル
トのモニター精度の向上が期待できる。図８(a)はモニ
ター光学系５を採用した場合であり、１個の補助ミラー
６に対してモニター光学系５の機能を２個に増やした例
である。図８(b)は偏向手段を採用した場合であり、補
助ミラーに対して偏向手段８（直角三角プリズム）を２
個に増やした例であり、図７と同様、基準ミラーの調整
を可能としている。Hereinafter, the second embodiment described above,
Various modifications of the third embodiment will be described. FIG. 8 shows an example in which two reference mirrors 4 are provided on both end surfaces of the long mirror 300, and an improvement in the monitoring accuracy of the tilt of the long mirror 300 can be expected due to the averaging effect. FIG. 8A shows a case in which the monitor optical system 5 is adopted, in which the function of the monitor optical system 5 is increased to two for one auxiliary mirror 6. FIG. 8 (b) shows a case where a deflecting means is employed.
In this example, the number of reference mirrors can be adjusted, as in FIG.

【００５４】図９は、モニター光学系５を２個採用した
場合であり、補助ミラーに対してモニター光学系５の機
能を増やすその他の例である。図６の測定配置と同様、
平均化効果により、長尺鏡ティルトのモニター精度の向
上が期待できる。図９(a)は、基準ミラー４の個数はそ
のままで、長尺鏡３００に対して対称に、モニター光学
系の個数を２個に増やした例である。図９(b)は、図６
(a)と同じ測定要素を、図９(a)と同じく、長尺鏡３００
に対して対称に２個に増やした例である。いずれの測定
も、モニター光学系５の代わりに偏向手段を採用しても
よい。FIG. 9 shows a case where two monitor optical systems 5 are employed, and shows another example in which the function of the monitor optical system 5 is increased with respect to the auxiliary mirror. As with the measurement arrangement of FIG.
The averaging effect can be expected to improve the monitoring accuracy of the long mirror tilt. FIG. 9A shows an example in which the number of monitor optical systems is increased to two symmetrically with respect to the long mirror 300 while the number of reference mirrors 4 remains unchanged. FIG. 9 (b)
The same measuring element as in FIG. 9A is used as in FIG.
This is an example in which the number is symmetrically increased to two. In any measurement, a deflection unit may be employed instead of the monitor optical system 5.

【００５５】図１０は、長尺鏡３００に対して対称に、
補助ミラー６の個数を２個に増やした例であり、ミラー
保持手段９を介して、モニター光学系５に取り付けられ
ている。基準ミラー４の個数の増減に合わせて、モニタ
ー光学系５の機能も増減すればよい。FIG. 10 is symmetrical with respect to the long mirror 300.
This is an example in which the number of auxiliary mirrors 6 is increased to two, and is attached to the monitor optical system 5 via mirror holding means 9. The function of the monitor optical system 5 may be increased or decreased in accordance with the increase or decrease in the number of the reference mirrors 4.

【００５６】なお、モニター光学系５は図では１個であ
るが、重力方向にレーザ測長器を２個設け、レーザ測長
器の測長値の差分値の変化量を、２個のレーザ測長器の
間隔で割ることにより、長尺鏡３００のティルトのモニ
ター光学系の代替とすることも可能である。Although the number of the monitor optical system 5 is one in the figure, two laser measuring devices are provided in the direction of gravity, and the amount of change in the difference between the measured values of the laser measuring devices is changed by two lasers. By dividing by the distance between the length measuring devices, it is possible to use the monitor optical system for the tilt of the long mirror 300 as an alternative.

【００５７】図１１は、補助ミラー６と偏向手段８の機
能を、図５と同じ形状の直角三角プリズム６８により達
成した例である。この光学素子は、補助ミラー面６８ａ
と偏向ミラー面６８ｂが４５度に形成され、偏向ミラー
面６８ｂは高反射面にコートが施されている。また、基
準ミラー４と平行となる面には、反射防止膜が形成され
ている。補助ミラー面６８ａはハーフミラーでも良い。
必要に応じてマスキングをかけ、３光束干渉を避けるた
めに、不図示の遮光板の併用も必要となる。また、図５
と同様、基準ミラー４の調整を可能としている。FIG. 11 shows an example in which the functions of the auxiliary mirror 6 and the deflecting means 8 are achieved by a right-angled triangular prism 68 having the same shape as in FIG. This optical element includes an auxiliary mirror surface 68a.
And the deflecting mirror surface 68b are formed at 45 degrees, and the deflecting mirror surface 68b is coated with a high reflection surface. An antireflection film is formed on a surface parallel to the reference mirror 4. The auxiliary mirror surface 68a may be a half mirror.
It is also necessary to use a light-shielding plate (not shown) in combination in order to perform masking as needed and to avoid three-beam interference. FIG.
Similarly to the above, adjustment of the reference mirror 4 is enabled.

【００５８】以下、本発明の第４の実施の形態について
説明する。図１２に示す実施の形態は、図１０とほぼ同
じ測定機器の配置から成り立っているが、基準ミラー４
の代わりに長尺鏡３００の端面を高精度面に仕上げ、基
準面４０としたものである。この基準面４０は、横ずら
しと平行する方向からモニターするために、横ずらし方
向、及びダミー面３００ａと直交するように、角度出し
がされている。そして、第２の干渉計１０を設け、平面
フィゾー板２０のフィゾー面２０ａが基準面４０と干渉
縞を形成ようにする。Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. The embodiment shown in FIG. 12 consists of almost the same arrangement of measuring instruments as in FIG.
Instead of this, the end surface of the long mirror 300 is finished to a high-precision surface and used as a reference surface 40. In order to monitor the reference plane 40 from a direction parallel to the lateral shift, an angle is set so as to be orthogonal to the lateral shift direction and the dummy surface 300a. Then, the second interferometer 10 is provided so that the Fizeau surface 20a of the plane Fizeau plate 20 forms interference fringes with the reference surface 40.

【００５９】一方、モニター光学系５は、このフィゾー
面２０ａのティルトをモニターする。以上の配置によ
り、平面フィゾー板２０を介して間接的に、モニター光
学系５は基準面４０、即ち、ダミー面３００ａのティル
トを計測することが可能となる。On the other hand, the monitor optical system 5 monitors the tilt of the Fizeau surface 20a. With the above arrangement, the monitor optical system 5 can indirectly measure the tilt of the reference surface 40, that is, the dummy surface 300a via the plane Fizeau plate 20.

【００６０】なお、第２の干渉計１０の代わりに、第２
のモニター光学系を採用してもよい。この時は、フィゾ
ー面２０ａの代わりに補助ミラー面を用意して、第２の
モニター光学系と当該補助ミラー面を一体にセットする
必要がある。In place of the second interferometer 10, a second
Monitor optical system may be adopted. At this time, it is necessary to prepare an auxiliary mirror surface instead of the Fizeau surface 20a, and set the second monitor optical system and the auxiliary mirror surface integrally.

【００６１】この第４の実施の形態において、広義の２
次残差（被検平面の絶対面精度誤差）と２次成分（被検
平面の幾何学形状の誤差成分）の校正を行う方法は、前
記第２の実施の形態における方法と同じである。In the fourth embodiment, in a broad sense, 2
The method for calibrating the secondary residual (absolute surface precision error of the test plane) and the secondary component (error component of the geometric shape of the test plane) is the same as the method in the second embodiment.

【００６２】図１３は、本発明の第５の実施の形態を示
す図である。この実施の形態は、図１２に示された実施
の形態と類似の測定機器配置で構成されており、基準面
４０、平面フィゾー板２０、及び第２の干渉計１０に関
しては図１２と全く同じである。そして、補助ミラー面
６と直交する位置に、一体となるように補助ミラー面６
１を用意し、モニター光学系でフィゾー面２０ａをモニ
ターする代わりに、第２の干渉計により補助ミラー面６
１をモニターすることにより、補助ミラー面６１を介し
て間接的に、第２の干渉計と平面フィゾー板２０で構成
される、第２のモニター光学系の安定性を計測すること
が可能となる。FIG. 13 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention. This embodiment has a measurement device arrangement similar to that of the embodiment shown in FIG. 12, and the reference plane 40, the plane Fizeau plate 20, and the second interferometer 10 are exactly the same as those in FIG. It is. The auxiliary mirror surface 6 is integrated at a position orthogonal to the auxiliary mirror surface 6 so as to be integrated therewith.
1 is prepared, and instead of monitoring the Fizeau surface 20a with the monitor optical system, the auxiliary mirror surface 6 is formed by the second interferometer.
By monitoring 1, it is possible to indirectly measure the stability of the second monitor optical system composed of the second interferometer and the plane Fizeau plate 20 via the auxiliary mirror surface 61. .

【００６３】この第５の実施の形態において、広義の２
次残差（被検平面の絶対面精度誤差）と２次成分（被検
平面の幾何学形状の誤差成分）の校正を行う方法は、前
記第２の実施の形態における方法と同じである。In the fifth embodiment, 2 in a broad sense
The method for calibrating the secondary residual (absolute surface precision error of the test plane) and the secondary component (error component of the geometric shape of the test plane) is the same as the method in the second embodiment.

【００６４】図１４は、本発明の第６の実施の形態を示
す図である。モニター光学系５、及び基準面４０に関し
ては図１２に示した実施の形態と同じ配置であるが、４
５度折り曲げミラー８０を設けることにより、モニター
光学系５の測定光を重力方向に偏向し、平面フィゾー板
２０のフィゾー面２０ａをモニターしている。第２の干
渉計１０、及び平面フィゾー板２０のフィゾー面２０ａ
の役割は、図１２の場合と同じである。FIG. 14 shows a sixth embodiment of the present invention. The monitor optical system 5 and the reference plane 40 have the same arrangement as in the embodiment shown in FIG.
By providing the 5-degree bending mirror 80, the measurement light of the monitor optical system 5 is deflected in the direction of gravity, and the Fizeau surface 20a of the flat Fizeau plate 20 is monitored. Second interferometer 10 and Fizeau surface 20a of plane Fizeau plate 20
Are the same as those in FIG.

【００６５】ダミー面３００ａ、及び補助ミラー面６の
測定と、基準面４０、及び補助ミラー６面の測定の同時
性を問わない場合は、図から明らかなように、第１の干
渉計１を第２の干渉計１０の位置までシフト移動させる
ことにより、代替が可能である。また、第１の干渉計１
の光路を途中で切り替えることによっても代替が可能で
ある。In the case where the simultaneous measurement of the measurement of the dummy surface 300a and the auxiliary mirror surface 6 and the measurement of the reference surface 40 and the auxiliary mirror 6 are not required, as shown in the drawing, the first interferometer 1 is used. An alternative is possible by shifting to the position of the second interferometer 10. Also, the first interferometer 1
Alternatively, it is possible to switch the optical path in the middle.

【００６６】この第６の実施の形態においても、広義の
２次残差（被検平面の絶対面精度誤差）と２次成分（被
検平面の幾何学形状の誤差成分）の校正を行う方法は、
前記第２の実施の形態における方法と同じである。Also in the sixth embodiment, a method of calibrating the second-order residual (absolute surface precision error of the plane to be inspected) and the second-order component (error component of the geometric shape of the plane to be inspected) in a broad sense. Is
This is the same as the method in the second embodiment.

【００６７】図１５は、本発明の第７の実施の形態を示
す図である。この実施の形態における測定方法は、図１
４に示す実施の形態と同様に、４５度折り曲げミラー８
０を設けることにより、第２の干渉計１０の測定光を重
力方向から水平に偏向している点を除いては、図１３に
示した実施の形態の測定方法と同じである。また、第１
の干渉計１と第２の干渉計１０の関係は、図１４で述べ
たのと同様である。FIG. 15 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention. The measuring method in this embodiment is shown in FIG.
Similarly to the embodiment shown in FIG.
13 is the same as the measurement method of the embodiment shown in FIG. 13 except that the measurement light of the second interferometer 10 is horizontally deflected from the direction of gravity by providing 0. Also, the first
The relationship between the interferometer 1 and the second interferometer 10 is the same as that described with reference to FIG.

【００６８】図１６は、本発明の第８の実施の形態を示
す図である。この実施の形態における測定方法は、図１
５に示した実施の形態の測定方法と類似しているが、ハ
ーフミラー８１により、干渉計１から射出される測定光
をフィゾー面２ａを通過させた後、２方向に分割してい
る。反射されて重力方向に分割された測定光は、長尺鏡
３００と補助光学素子６２のミラー面を干渉計測する。
一方、透過した測定光は、折り曲げミラー８２を介し
て、基準面４０と補助光学素子６２のミラー面を干渉計
測する。両方の干渉計測を同時に行うことは困難であ
り、不図示のシャッターにより、３光束干渉を避ける必
要が生じ得る。なお、折り曲げミラー８２の直角度が充
分正確でありさえすれば、補助光学素子６２は不要であ
る。FIG. 16 is a diagram showing an eighth embodiment of the present invention. The measuring method in this embodiment is shown in FIG.
5 is similar to the measuring method of the embodiment shown in FIG. 5, but the measuring light emitted from the interferometer 1 is split by the half mirror 81 in two directions after passing through the Fizeau surface 2a. The measurement light reflected and divided in the direction of gravity interferometrically measures the long mirror 300 and the mirror surface of the auxiliary optical element 62.
On the other hand, the transmitted measurement light interferometrically measures the reference surface 40 and the mirror surface of the auxiliary optical element 62 via the bending mirror 82. It is difficult to perform both interference measurements at the same time, and a shutter (not shown) may need to avoid three-beam interference. Note that the auxiliary optical element 62 is not required as long as the perpendicularity of the bending mirror 82 is sufficiently accurate.

【００６９】上記第７の実施の形態、第８の実施の形態
においても、広義の２次残差（被検平面の絶対面精度誤
差）と２次成分（被検平面の幾何学形状の誤差成分）の
校正を行う方法は、前記第２の実施の形態における方法
と同じである。Also in the seventh and eighth embodiments, the second-order residual (absolute surface precision error of the plane to be inspected) and the second-order component (error of the geometric shape of the plane to be inspected) are broadly defined. The method of calibrating the component) is the same as the method in the second embodiment.

【００７０】以上述べた、被検物のティルトやティルト
計測手段の安定性を、モニター光学系や干渉計で計測す
る際に、各測定を同時刻に行うことが好ましい。このこ
とにより、相対的な振動等による揺れの影響が測定デー
タに有る場合でも、その影響を除去することが可能とな
る。When the stability of the tilt of the test object and the tilt measuring means described above is measured by the monitor optical system or the interferometer, it is preferable to perform each measurement at the same time. This makes it possible to eliminate the influence of shaking due to relative vibration or the like even if the measurement data has such an influence.

【００７１】[0071]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る平面干渉計
を採用すれば、平面の面精度誤差の２次残差のみなら
ず、２次成分の絶対校正も可能となる。また、本発明に
係る平面干渉計により２次成分の校正された長尺鏡を用
いることにより、２個の面の直角度出しの精度向上が図
れる。As described above, when the plane interferometer according to the present invention is employed, not only the second-order residual of the plane surface accuracy error but also the absolute calibration of the second-order component can be performed. Further, by using a long mirror whose secondary component is calibrated by the plane interferometer according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of perpendicularity of two surfaces.

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

【図１】本発明の基本的な原理を説明するための図であ
ると共に、本発明の第１の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 1 is a diagram for explaining a basic principle of the present invention and is a schematic diagram of an example of a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第２の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram of an example of a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第２の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a second embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第２の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 4 is a schematic diagram of an example of a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第２の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram of an example of a second embodiment of the present invention.

【図６】第２の実施例でで測定されたダミー面のデータ
を波面合成する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of wavefront synthesis of data of a dummy surface measured in the second embodiment.

【図７】本発明の第３の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 7 is a schematic diagram of an example of a third embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第３の実施の形態の変形例の概要図で
ある。FIG. 8 is a schematic diagram of a modification of the third embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第３の実施の形態の変形例の概要図で
ある。FIG. 9 is a schematic diagram of a modification of the third embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第３の実施の形態の変形例の概要図
である。FIG. 10 is a schematic diagram of a modification of the third embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の第３の実施の形態の変形例の概要図
である。FIG. 11 is a schematic diagram of a modified example of the third embodiment of the present invention.

【図１２】本発明の第４の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 12 is a schematic diagram of an example of a fourth embodiment of the present invention.

【図１３】本発明の第５の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 13 is a schematic diagram of an example of the fifth embodiment of the present invention.

【図１４】本発明の第６の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 14 is a schematic diagram of an example of the sixth embodiment of the present invention.

【図１５】本発明の第７の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 15 is a schematic diagram of an example of a seventh embodiment of the present invention.

【図１６】本発明の第８の実施の形態の例の概要図であ
る。FIG. 16 is a schematic diagram of an example of the eighth embodiment of the present invention.

【図１７】補助ミラーと偏向手段の変形例を示す図であ
る。FIG. 17 is a view showing a modification of the auxiliary mirror and the deflecting means.

【図１８】公開公報に記載された干渉計測方法を示す図
である。FIG. 18 is a diagram showing an interference measurement method described in the publication.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…干渉計、２…平面フィゾー板、２ａ…フィゾー面、
３…被検物、３ａ…被検面、４…基準面、５…モニター
光学系、６…補助ミラー（面）、８…偏向手段、９…ミ
ラー保持手段、２０…平面フィゾー板、２０ａ…フィゾ
ー面、３０…レフ原器、３０ａ…レフ原器面、４０…基
準面、６１…補助ミラー面、６８…三角プリズム、６８
ａ…補助ミラー面、６８ｂ…偏向ミラー面、８０…折り
曲げミラー、８１…ハーフミラー、８２…折り曲げミラ
ー、３００…長尺鏡、３００ａ…ダミー面1: Interferometer, 2: flat Fizeau plate, 2a: Fizeau surface,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Test object, 3a ... Test surface, 4 ... Reference surface, 5 ... Monitor optical system, 6 ... Auxiliary mirror (surface), 8 ... Deflection means, 9 ... Mirror holding means, 20 ... Plane Fizeau plate, 20a ... Fizeau surface, 30: Ref prototype, 30a: Ref prototype, 40: Reference surface, 61: Mirror surface, 68: Triangular prism, 68
a: auxiliary mirror surface, 68b: deflection mirror surface, 80: bending mirror, 81: half mirror, 82: bending mirror, 300: long mirror, 300a: dummy surface

フロントページの続き (72)発明者 山本 貴広 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 杉山 喜和 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 Ｆターム(参考） 2F064 AA09 DD01 DD09 EE05 FF01 GG12 GG13 GG22 HH03 HH08 JJ01 2F065 AA47 AA54 DD04 EE00 FF52 FF61 JJ03 JJ26 LL12 LL17 LL30 LL46 MM03 MM14 MM24 MM28 QQ31 SS13 Continued on the front page (72) Inventor Takahiro Yamamoto 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nikon Corporation (72) Inventor Yoshikazu Sugiyama 3-2-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikon Corporation F term (reference) 2F064 AA09 DD01 DD09 EE05 FF01 GG12 GG13 GG22 HH03 HH08 JJ01 2F065 AA47 AA54 DD04 EE00 FF52 FF61 JJ03 JJ26 LL12 LL17 LL30 LL46 MM03 MM14 MM24 MM28 QQ

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光源から出射された測定用光束を、被検
物の被検面と同じ幾何学形状を有する測定波面に変換し
て被検物の被検面に照射し、被検面から反射された測定
波面と、前記光源から出射されて、参照波面とを互いに
干渉させ、干渉により生じる干渉縞被検面の面精度誤差
（面形状の幾何学形状からの乖離の内、幾何学形状の誤
差成分は含まない、うねり誤差成分）を計測する干渉計
であって、前記幾何学形状が平面であり、被検面の面精
度誤差として、被検面の絶対平面度誤差の２次残差（絶
対平面度誤差を２次関数でフィッティングした残差）を
校正する第１の校正手段と、被検面の幾何学形状（平
面）の誤差成分として、被検面の絶対平面度誤差の２次
成分（２次関数でフィッティングされた成分）を校正す
る第２の校正手段とを有してなることを特徴とする平面
干渉計。1. A light beam for measurement emitted from a light source is converted into a measurement wavefront having the same geometric shape as the surface of the object to be measured and radiated onto the surface of the object to be measured. The reflected measurement wavefront and the reference wavefront emitted from the light source interfere with each other, and the surface accuracy error of the interference fringe test surface caused by the interference (of the deviation from the geometric shape of the surface shape, the geometric shape The undulation error component does not include the undulation error component), wherein the geometrical shape is a plane, and the surface accuracy error of the test surface is a quadratic residual of the absolute flatness error of the test surface. First calibration means for calibrating the difference (residual obtained by fitting the absolute flatness error with a quadratic function); and an error component of the absolute flatness error of the test surface as an error component of the geometric shape (plane) of the test surface. Second calibration means for calibrating the secondary component (the component fitted with the quadratic function) A plane interferometer, comprising: 【請求項２】 光源から出射された測定用光束を、被検
物の被検面と同じ幾何学形状を有する測定波面に変換し
て、被検物の被検面に照射し、被検面から反射された測
定波面と、前記光源から出射されて、所定の面形状を有
するように変換された参照波面とを互いに干渉させ、干
渉により生じる干渉縞を光電検出して解析処理すること
により、被検面の面精度誤差（面形状の該幾何学形状か
らの乖離の内、幾何学形状の誤差成分は含まない、うね
り誤差成分）を計測する干渉計であって、前記幾何学形
状が平面であり、測定波面の面精度誤差として、測定波
面の絶対平面度誤差の２次残差（該絶対平面度誤差を２
次関数でフィッティングした残差）を校正する第１の校
正手段と、被検面の幾何学形状（平面）の誤差成分とし
て、被検面の絶対平面度誤差の２次成分（２次関数でフ
ィッティングされた成分）を校正する第２の校正手段と
を有してなることを特徴とする平面干渉計。2. A measuring light beam emitted from a light source is converted into a measuring wavefront having the same geometric shape as the surface to be inspected of the object, and is irradiated onto the surface to be inspected of the object. The measurement wavefront reflected from the light source, the reference wavefront emitted from the light source and converted to have a predetermined surface shape interfere with each other, by performing an interference fringe photoelectrically detected and analyzed by the interference processing, An interferometer for measuring a surface accuracy error of a test surface (a swell error component that does not include a geometric error component among deviations of the surface shape from the geometric shape), wherein the geometric shape is a flat surface. And the secondary residual of the absolute flatness error of the measurement wavefront (the absolute flatness error is 2
First calibration means for calibrating the residual fit by a quadratic function, and a quadratic component (a quadratic function) of the absolute flatness error of the test surface as an error component of the geometric shape (plane) of the test surface. A second calibrating means for calibrating the fitted component). 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の平面干渉
計であって、前記第２の校正手段は、前記第１の校正手
段で校正された２次残差を利用して校正を行うものであ
ることを特徴とする平面干渉計。3. The plane interferometer according to claim 1, wherein said second calibration means performs calibration using a second-order residual calibrated by said first calibration means. A plane interferometer characterized by performing. 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
項に記載の平面干渉計であって、前記第２の校正手段
は、前記干渉縞が消えないように前記被検物にシフトを
与えるシフト手段と、当該シフトの方向から、前記被検
物のティルトを計測するティルト計測手段とを有してな
ることを特徴とする平面干渉計。4. One of claims 1 to 3
The plane interferometer according to claim, wherein the second calibration means shifts the test object so that the interference fringes do not disappear, and the shift direction of the test object from the direction of the shift. A plane interferometer comprising: tilt measuring means for measuring tilt.