(57)【要約】【課題】  被検光学系の透過波面を高精度に計測できる干渉計を提供する。【解決手段】  披検レンズの物体面上に光束を集光させる集光光学系と前記披検レンズの像面上に曲率中心が配置された反射光学系と干渉縞を観察する為の検出光学系と前記干渉縞を検出するCCDから構成される透過波面測定装置において、前記検出光学系は披検波面の空間周波数成分を選択する第１空間フィルターと異なる空間周波数成分を選択する第２空間フィルターと前記２つの空間フィルターを光路中に切り替えるための空間フィルター切り替え装置と前記第１及び第２の空間フィルターで得られた第１及び第２の波面収差をから前記披検レンズの波面収差を計算する波面収差演算部を有することを特徴とした波面収差測定装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光束と披検レンズを透過した披検光束を検出光学系を介して、CCDカメラにより干渉縞を検出し、前記干渉縞から前記披検レンズの透過波面収差を測定する波面収差測定方法において、前記検出光学系が有する第１の空間フィルターにより、第１の波面収差を測定する過程と前記検出光学系が有する第２の空間フィルターにより、第２の波面収差を測定する過程と前記第１及び第２の波面収差から演算により披検レンズの波面収差を得る過程を有することを特徴とした波面収差測定方法。
【請求項２】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させ、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数の２倍周波数以下の波面収差成分を通過させることを特徴とした特許請求項１記載の波面収差測定方法。
【請求項３】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させ、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以上かつナイキスト２倍周波数以下の波面収差成分を通過させることを特徴とした特許請求項１記載の波面収差測定方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の波面収差から演算により披検レンズの波面収差を得る過程は、第１及び第２の波面収差をフーリエ変換し、空間周波数領域で演算することを特徴とした特許請求項１記載の波面収差測定方法。
【請求項５】
前記空間周波数領域における演算は、第２の波面収差のナイキスト以下の成分から第１の波面収差のナイキスト周波数以下の成分を減算後、ナイキスト周波数を基準に周波数対称に折り返し、第１の波面収差のナイキスト周波数以下の成分と加算することを特徴とした特許請求項1、２、４記載の波面収差測定方法。
【請求項６】
前記空間周波数領域における演算は、第２の波面収差のナイキスト周波数以下の成分をナイキスト周波数を基準に周波数対称に折り返し、第１の波面収差のナイキスト周波数以下と加算することを特徴とした特許請求項1、３、４記載の波面収差測定方法。
【請求項７】
披検レンズの物体面上に光束を集光させる集光光学系と前記披検レンズの像面上に曲率中心が配置された反射光学系と干渉縞を観察する為の検出光学系と前記干渉縞を検出するCCDから構成される透過波面測定装置において、前記検出光学系は披検波面の空間周波数成分を選択する第１空間フィルターと異なる空間周波数成分を選択する第２空間フィルターと前記２つの空間フィルターを光路中に切り替えるための空間フィルター切り替え装置と前記第１及び第２の空間フィルターで得られた第１及び第２の波面収差をから前記披検レンズの波面収差を計算する波面収差演算部を有することを特徴とした波面収差測定装置。
【請求項８】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有し、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数の２倍周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有することを特徴とした特許請求項７記載の波面収差測定装置。
【請求項９】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有し、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以上かつナイキスト２倍周波数以下の波面収差成分を通過させる輪帯状開口を有することを特徴とした特許請求項７記載の波面収差測定装置。
【請求項１０】
前記波面収差演算部は、第１及び第２の波面収差をフーリエ変換する手段と空間周波数領域で第１及び第２の波面収差から前記披検レンズの波面収差を演算する手段を有することを特徴とした特許請求項７記載の波面収差測定装置。
【請求項１１】
前記波面収差演算部は、第２の波面収差から第１の波面収差を減算する手段と波面収差をナイキスト周波数基準に周波数対称に折り返す手段と前記折り返された波面収差と第１の波面収差を加算する手段を有することを特徴とした特許請求項７、８、１０記載の波面収差測定装置。
【請求項１２】
前記波面収差演算部は、第１及び第２の波面収差を加算する手段を有することを特徴とした特許請求項７、９、１０記載の波面収差測定装置。
【請求項１３】
参照光束と披検レンズを反射した披検光束を検出光学系を介して、CCDカメラにより干渉縞を検出し、前記干渉縞から前記披検レンズの面形状を測定する面形状測定方法において、前記検出光学系が有する第１の空間フィルターにより、第１の波面収差を測定する過程と前記検出光学系が有する第２の空間フィルターにより、第２の波面収差を測定する過程と前記第１及び第２の波面収差から演算により前記披検レンズの面形状を得る過程を有することを特徴とした面形状測定装置。
【請求項１４】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させ、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数の２倍周波数以下の波面収差成分を通過させることを特徴とした特許請求項１３記載の面形状測定方法。
【請求項１５】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させ、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以上かつナイキスト２倍周波数以下の波面収差成分を通過させることを特徴とした特許請求項１３記載の面形状測定方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２の波面収差から演算により披検レンズの面形状を得る過程は、第１及び第２の波面収差をフーリエ変換し、空間周波数領域で披検レンズの面形状を演算することを特徴とした特許請求項１３記載の面形状測定方法。
【請求項１７】
前記面形状を演算する方法は、第２の波面収差のナイキスト以下の成分から第１の波面収差のナイキスト周波数以下の成分を減算後、ナイキスト周波数を基準に周波数対称に折り返し、第１の波面収差のナイキスト周波数以下の成分と加算することを特徴とした特許請求項１３、１４、１６記載の面形状測定方法。
【請求項１８】
前記面形状を演算する方法は、第２の波面収差のナイキスト周波数以下の成分をナイキスト周波数を基準に周波数対称に折り返し、第１の波面収差のナイキスト周波数以下と加算することを特徴としたことを特徴とした特許請求項１３、１５、１６記載の面形状測定方法。
【請求項１９】
披検レンズの曲率中心に光束を集光させる集光又は発散光学系と
干渉縞を観察する為の検出光学系と前記干渉縞を検出するCCDから構成される面形状測定装置において、前記検出光学系は披検波面の空間周波数成分を選択する第１空間フィルターと異なる空間周波数成分を選択する第２空間フィルターと前記２つの空間フィルターを光路中に切り替えるための空間フィルター切り替え装置と前記第１及び第２の空間フィルターで得られた第１及び第２の波面収差から前記披検レンズの面形状を計算する面形状演算部を有することを特徴とした面形状測定装置。
【請求項２０】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有し、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数の２倍周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有することを特徴とした特許請求項１９記載の面形状測定装置。
【請求項２１】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有し、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以上かつナイキスト２倍周波数以下の波面収差成分を通過させる輪帯状開口を有することを特徴とした特許請求項１９記載の面形状測定装置。
【請求項２２】
前記面形状演算部は、第１及び第２の波面収差をフーリエ変換する手段と空間周波数領域で披検レンズの面形状を演算する手段を有することを特徴とした特許請求項１９記載の面形状測定装置。
【請求項２３】
前記面形状演算部は、第２の波面収差から第１の波面収差を減算する手段と波面収差をナイキスト周波数基準に周波数対称に折り返す手段と前記折り返された波面収差と第１の波面収差を加算する手段を有することを特徴とした特許請求項１９、２０、２２記載の面形状測定装置。
【請求項２４】
前記面形状演算部は、第１及び第２の波面収差を加算する手段を有することを特徴とした特許請求項１９、２１、２２記載の面形状測定装置。
【請求項２５】
参照光束と披検硝材を透過した披検光束を検出光学系を介して、CCDカメラにより干渉縞を検出し、前記干渉縞から前記披検硝材の透過波面収差を測定するホモジニティ測定方法において、前記検出光学系が有する第１の空間フィルターにより、第１の波面収差を測定する過程と前記検出光学系が有する第２の空間フィルターにより、第２の波面収差を測定する過程と前記第１及び第２の波面収差から演算により披検硝材のホモジニティを得る過程を有することを特徴としたホモジニティ測定方法。
【請求項２６】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させ、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数の２倍周波数以下の波面収差成分を通過させることを特徴とした特許請求項２５記載のホモジニティ測定方法。
【請求項２７】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させ、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以上かつナイキスト２倍周波数以下の波面収差成分を通過させることを特徴とした特許請求項２５記載のホモジニティ測定方法。
【請求項２８】
前記第１及び第２の波面収差から演算により披検レンズの波面収差を得る過程は、第１及び第２の波面収差をフーリエ変換し、空間周波数領域で披検硝材のホモジニティを演算することを特徴とした特許請求項２５記載のホモジニティ測定方法。
【請求項２９】
前記空間周波数領域における演算は、第２の波面収差のナイキスト以下の成分から第１の波面収差のナイキスト周波数以下の成分を減算後、ナイキスト周波数を基準に周波数対称に折り返し、第１の波面収差のナイキスト周波数以下の成分と加算することを特徴とした特許請求項２５、２６、２８記載のホモジニティ測定方法。
【請求項３０】
前記空間周波数領域における演算は、第２の波面収差のナイキスト周波数以下の成分をナイキスト周波数を基準に周波数対称に折り返し、第１の波面収差のナイキスト周波数以下と加算することを特徴とした特許請求項２５、２７、２８記載のホモジニティ測定方法。
【請求項３１】
前記第１及び第２の波面収差を測定する方法は、披検硝材の表及び裏面からの反射光、披検硝材の透過光、披検硝材なしの前記４種類の波面を測定することを特徴としたこと特許請求項第２５項記載のホモジニティ測定方法。
【請求項３２】
前記第１及び第２の波面収差を測定する方法は、２枚のオイルプレートの透過波面と前記オイルオンプレートで披検硝材を挟んだ状態の波面収差の２種類の波面を測定することを特徴としたこと特許請求項第２５項記載のホモジニティ測定方法。
【請求項３３】
参照光束を生成する手段と披検硝材の透過波面を含んだ披検光束生成手段と干渉縞を観察する為の検出光学系と前記干渉縞を検出するCCDから構成されるホモジニティ測定装置において、前記検出光学系は披検波面の空間周波数成分を選択する第１空間フィルターと異なる空間周波数成分を選択する第２空間フィルターと前記２つの空間フィルターを光路中に切り替えるための空間フィルター切り替え装置と前記第１及び第２の空間フィルターで得られた第１及び第２の波面収差をから前記披検硝材のホモジニティを計算するホモジニティ演算部を有することを特徴としたホモジニティ測定装置。
【請求項３４】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有し、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数の２倍周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有することを特徴とした特許請求項３３記載のホモジニティ測定装置。
【請求項３５】
前記第１の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以下の波面収差成分を通過させる円形開口を有し、前記第２の空間フィルターは、前記CCDカメラのナイキスト周波数以上かつナイキスト２倍周波数以下の波面収差成分を通過させる輪帯状開口を有することを特徴とした特許請求項３３記載のホモジニティ測定装置。
【請求項３６】
前記ホモジニティ演算部は、第１及び第２の波面収差をフーリエ変換する手段と空間周波数領域で披検硝材のホモジニティを演算する手段を有することを特徴とした特許請求項３３記載の波面収差測定装置。
【請求項３７】
前記ホモジニティ演算部は、第２の波面収差から第１の波面収差を減算する手段と波面収差をナイキスト周波数基準に周波数対称に折り返す手段と前記折り返された波面収差と第１の波面収差を加算する手段を有することを特徴とした特許請求項３３、３４、３６記載の波面収差測定装置。
【請求項３８】
前記ホモジニティ演算部は、第１及び第２の波面収差を加算する手段を有することを特徴とした特許請求項３３、３５、３６記載の波面収差測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過波面、面形状、ホモジニティの測定方法及び測定装置、さらには、これらの方法、装置を用いて製造した投影レンズ、投影露光装置に関するものであり、特に、波面収差の高周波成分の測定に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
投影露光装置に搭載される投影レンズの透過波面収差については例えば特許文献１が知られている。近年、従来からのいわゆるZernike係数で表現されるようないわゆる形状として扱われる極低周波数における特性のみでなく、波面収差の測定に使われる干渉計の検出系（CCD等）の空間分解能で上限が制限される検出可能な空間周波数ぎりぎりまでのいわゆるリップル波面を高精度に計測し、投影レンズの組み立て調整工程で検査する必要が高まってきている。
【０００３】
従来、干渉計を用いて、上記リップル波面の測定は以下のように行われていた。ここでは、干渉方式はフィゾー型を例にとり、以下に、図７を用いて、詳細説明するが、フィゾー干渉計以外でもかまわない。
【０００４】
被検レンズ６の使用波長に近い発振波長を有する可干渉性のよい光源１（例えば、レーザ光源等）からの光を干渉計ユニット２へ導光する。干渉計ユニット２の内部においては、集光レンズ３により空間フィルター４上へ、光束は集められる。ここで、空間フィルター４の径はコリメータレンズ６のNAにより決まるエアリーディスク径の１／２程度に設定されている。これにより、空間フィルター４からの出射光は理想球面波となり、ハーフミラー５を反射後、コリメータレンズ６により平行光に変換されて、干渉計ユニット２から出射する。その後、TSレンズ７により被検レンズ８の物体面（Reticle面）上へと集光され、被検レンズ８を透過後に、像面（Wafer面）上に再結像される。
【０００５】
さらに、RSミラー９により反射後、被検レンズ８、TSレンズ７、ほぼ同一光路で逆行し、再び、干渉計ユニット２へと逆入射する。
【０００６】
干渉計ユニット２へ入射後は、コリメータレンズ６、ハーフミラー５を透過し、空間フィルター１０上に集光される。ここで、空間フィルター１０は、迷光及び急傾斜波面を遮断するためのものである。空間フィルター１０を通過後は、結像レンズ１１によりCCDカメラ１２上にほぼ平行光束として入射する。以上が、被検光の説明である。
【０００７】
一方、参照光は、TSレンズ７へ往路で入射した光の１部を反射させる。つまり、TSレンズの最終面であるフィゾー面からの表面反射光を得て、これを同一光路で逆行させ、参照光として、CCDカメラ１２上へと入射させている。これら、参照光と被検光の重ね合わせにより干渉縞を得ている。
【０００８】
ここで、前述の空間フィルター１０の開口径は、CCDカメラ１２の所謂ナイキスト周波数以上に相当するリップル波面が通過しないように設定される。なぜならば、ナイキスト周波数以上の波面を透過させた場合、所謂エリアシング効果により、ナイキスト周波数をはさんで対称な低周波帯域の擬似干渉縞として検出されていまい、ナイキスト周波数以下の測定精度を劣化させてしまうからである。
【特許文献１】特開２００２−０７１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、より高い周波数のリップル波面の計測を実現するには、CCDカメラの画素数を増加させ、ナイキスト周波数を高くするしか手段がなかった。この場合、現存するCCDカメラのナイキスト周波数を超えることが不可能であり、さらに、CCDカメラの画素数の増加は、検出時間の長時間化へとつながり、波面収差の測定時間が増大し、測定の効率を低下させていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の透過波面、面形状、ホモジニティの高周波成分の測定方法及び測定装置においては、上述の問題点を解決するために、以下の手段を設けた。
【００１１】
・高周波波面を遮断するための空間フィルターを２種類準備し、それらの光路内配置の切り替えを可能とする。
【００１２】
・２種類の空間フィルターの１つは、従来と同じもの（ナイキスト周波数以上を遮断する作用があるもの）とし、もう一方は、ナイキスト周波数を超えた帯域まで透過させる作用があるもの（例えば、ナイキストの２倍以上を遮断するもの）或いは、ナイキスト周波数以下は透過せず、ナイキストの２倍周波数までを透過するさようがあるのも（例えば、輪帯状の開口をゆうするもの）とする。
【００１３】
・上記２種類の空間周波数のそれぞれを光路中に配置した状態で２種類の波面収差を計測する。
【００１４】
・上記、２種類の波面収差から、演算により、ナイキスト周波数を超えた帯域のリップル波面を求める。
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
以上、述べたように、２種類の空間フィルターでの波面測定値から、演算により、ナイキスト周波数以上の波面測定値を得ることが可能である。これにより、披検レンズの透過波面、面形状、ホモジニティのより高周波な成分の測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の第１の実施例を示す。図１において、第２空間フィルター１４と空間フィルター切り替え機構１５以外は、従来例（図７）と同じである。つまり、干渉計ユニット２は２種類の第１空間フィルター１０と第２空間フィルター１４を有し、空間フィルター切り替え機構１５により、光路中への配置が切り替え可能となっている。
【００１７】
図２を用いて、空間フィルター10及び第2空間フィルター１４について詳細説明する。空間フィルター１０は、φn(ナイキスト周波数以下を透過させる)の径を有するピンホール板である。また、第２空間フィルター１４は、φ2n=2・φn（ナイキスト周波数の２倍以下を透過させる）の径を有するピンホール板である。
【００１８】
これら２種類の空間フィルターにより、２種類の波面収差を測定し、それらからナイキスト周波数以上の高周波波面を演算により求めることが可能となる。以下、図４を使って測定の手順及び演算の方法に関して詳細説明する。
【００１９】
まず、第１空間フィルター１０が配置された状態で干渉縞が検出され、波面収差の測定が行われる。（ステップ４０１）
披検レンズ８の波面収差の高周波成分φ(X)(Xは瞳座標)は、次式により表される。
【００２０】
φ(X)=B1・cos(2πf1x・X+φ1)+ B2・cos(2πf2x・X+φ2)
ここで、f1xは、空間周波数を示し、ナイキスト周波数(fn)以下とする。また、f2xも空間周波数を示し、ナイキスト周波数以上とする。つまり、f1x、f2x、fnは、次式の関係にある。
【００２１】
f1x < fn < f2x
また、B1、B2は、周波数f1x、f2xにおける高周波波面の振幅、φ1、φ2は初期位相を示す。
【００２２】
ここでは、簡略のため、波面収差の高周波成分を１次元方向(X)のみで示している。また、f1x、f2xは、実際には、0からナイキスト周波数及びナイキスト周波数からその２倍周波数までの区間で連続的に存在しているが、説明の簡略化のため、それぞれ単一周波数を表すものとする。
【００２３】
従って、披検光の複素振幅は以下のように表せる。（空間振幅分布をAt(x)とすれば）
At(x)・exp(I*φ(X))
= At(x)・exp(I*(B1・cos(2πf1x・X+φ1)+ B2・cos(2πf2x・X+φ2)))
ここで、B1<<1、B2<<1と仮定すれば、
= At(x)・I*( B1・cos(2πf1x・X+φ1)+ B2・cos(2πf2x・X+φ2))
また、干渉計測における変調(TS7又はRS9のPZT等による移動)振動数をωとすれば、参照光の複素振幅は、（空間振幅分布をAr(x)として、）
Ar(x)・exp(I*ω・t)
と表すことができる。
従って、干渉縞I(X)は、次式により表される。
【００２４】
I(X)=| Ar(x) ・exp(I*ω・t) +At(x)・exp(I*φ(X))|2
= Ar(x)2+ At(x)2
+2・Ar(x)・At(x)・(cosωt+( B1・cos(2πf1x・X+φ1)+ B2・cos(2πf2x・X+φ2))・sinωt)
干渉計測においては、干渉縞を時間変調した際のSin変調成分とCos変調成分の係数比から波面収差が計算されるから、上式から、干渉計により計測される波面収差Wn(X)は、
Wn(X)= B1・cos(2πf1x・X+φ1)+ B2・cos(2πf2x・X+φ2)
と表される。
【００２５】
以上が、ステップ４０１における波面収差測定の詳細説明である。
次に、ステップ４０１で得られた波面収差Wn(X)をフーリエ変換する。(ステップ４０２)この結果を、
FftW1(f)=Pw1(f)・exp(I*φ1(f))          …(1)
(Pw1(f)、φ1(f)は、空間周波数fおける振幅と位相を示す。)
とすれば、振幅Pw1(f)は、図5のような特性となる。つまり、第１空間フィルター１０はナイキスト周波数以上の成分は通過しないため、図5中に点線502で示すナイキスト周波数fn以上の成分は見えず、ナイキスト周波数以下の成分501のみが正しく測定される。
【００２６】
次にホストコンピュータ１３からの指令により、空間フィルター切り替え機構１５を使って、第１空間フィルター１０を光路外、第２空間フィルター１４を光路中に配置する。ここで、第２空間フィルター１４はピンホール版であり、その開口は、CCD１２の画素サイズで決まるナイキスト周波数の２倍周波数まで通過可能な径となっている。この第２空間フィルターを使って、再度、波面収差の測定を行う。（ステップ４０３）同様に、測定波面W2n(X)をフーリエ変換する。（ステップ４０４）
その結果を、
FftW2(f)=Pw2(f)・exp(I*φ2(f))          …(2)
とすれば、振幅Pw2(f)は、図６のような特性となる。
【００２７】
今回は、図８に示すように、fn〜f2nの帯域の成分が空間フィルターで遮断されていないため、CCD面へ入射する。その結果、エリアシング効果により、fn〜f2nの帯域の成分(図５における５０２)が、fnに対して対称に折り返した形で、0〜fnの帯域の成分(図６における６０１)として計測される。さらに、空間フィルターを通過した0〜fnの帯域の成分(図６における５０１)は、CCDにより、そのままの周波数成分(0〜fn)として検出される。つまり、CCD１２により実際に検出されるのは、図６における５０１と６０１の和である６０２となる。
【００２８】
従って、0〜fnの領域において、(2)から(1)を減算し、fnに対して対称にfn〜f2nに折り返せばfn〜f2nの帯域の波面特性FftW3(f)を求めることが可能である。(ステップ４０５)つまり、次式のように表される。
【００２９】
FftW3(f)=FftW2(f-2・Δf)-FftW1(f-2・Δf)(f=fn〜f2n、Δf=f-fn)    …(3)
(3)に、ステップ４０４、４０２の結果を代入すれば、ナイキスト周波数を超えた帯域の特性を得ることができる。測定波面Wn(x)に戻したければ、(3)を逆フーリエ変換すればよい。
【００３０】
図３に本発明の第２の実施例を示す。
【００３１】
第２の実施例においては、第２空間フィルターは、図３(B)に示すように、輪帯状の開口を有している。輪帯開口部は、CCD１２のナイキスト周波数fn以上、ナイキストの２倍周波数f2n以下を通過させる径を有している。測定の手順は、第１実施例と前半部分（第１空間フィルターによる波面測定：ステップ４０１、４０２）は同じである。第２空間フィルターにおける測定では、図７に示すように、fn〜f2nの帯域の成分が空間フィルターで遮断されていないため、CCD面へ入射する。その結果、エリアシング効果により、fn〜f2nの帯域の成分(図７における５０２)が、fnに対して対称に折り返した形で、0〜fnの帯域の成分(図７における７０１)として計測される。従って、図７における0〜fnの特性をfnに対して対称にfn〜f2nに折り返せばfn〜f2nの帯域の波面特性FftW3(f)を求めることが可能である。(ステップ４０５)つまり、次式のように表される。
【００３２】
FftW3(f)= FftW2(f-2・Δf)(f=fn〜f2n、Δf=f-fn)          …(4)
以上の手順で、ナイキスト周波数を超えた帯域の特性を得ることができる。また、測定波面Wn(x)に戻したければ、(4)のFftW3(f)を逆フーリエ変換すればよい。
【００３３】
図８に本発明の第３の実施例を示す。
【００３４】
第１、第２の実施例は、披検レンズの透過波面計測において、ナイキスト周波数以上の特性を測定するための方法を示したが、第３実施例は、第１、２実施例の方法を面形状計測に適用したものである。披検レンズ８０１以外は、図１と同じである。TSレンズ７から出射下光束は、披検レンズ８０１の第１面でほぼ垂直反射後に往路と同一光路を逆行し、CCD１２上で参照光と干渉縞を形成する。第１、２実施例と同様の手順（図４）で、本面形状測定においても、ナイキスト周波数以上の面形状特性を測定することが可能である。
【００３５】
図９に本発明の第４の実施例を示す。
【００３６】
第４の実施例は、第１、２実施例をホモジニティ測定に適用したものである。TF９０１（透過平面）、披検硝材９０２、RF（反射平面）９０３以外は、第１、２実施例と同じである。干渉計２から出射した光束は、TF９０１、披検硝材９０２を透過し、RF９０３の第１面で反射し、往路を逆行し、CCD１２へ披検光として入射する。一方、参照光は、TF９０１の第２面で反射し、CCDへ入射する。その結果、披検硝材９０２の透過波面が測定される。披検硝材９０２は、表裏面のくさび角を有し、迷光の発生を防ぐようになっている。また、上記測定に加えて、披検硝子９０２の第１面反射と参照光を干渉させて測定、第２面反射と参照光を干渉させて測定、及び、披検硝材９０２がない状態でのRF反射光と参照光を干渉させた測定の４種類の測定値から、演算により、ホモジニティの測定を行うことができる。いわゆる研磨ホモジニティ測定法である。この場合も、第１、２実施例と同じ手順で、２種類の空間フィルターでの測定値から、ナイキスト周波数以上のホモジニティを測定することが可能である。研磨法でなく、いわゆるオイルプレート法に適用しても同様にナイキスト周波数以上のホモジニティ測定が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例である波面収差測定装置及び方法を示す図。
【図２】第１実施例の空間フィルターの詳細図。
【図３】第２実施例の空間フィルターの詳細図。
【図４】第１、２実施例における測定手順を示す図。
【図５】第１実施例における第１空間フィルターによる波面測定値周波数特性を示す図。
【図６】第１実施例における第２空間フィルターによる波面測定値周波数特性を示す図。
【図７】第２実施例における第２空間フィルターによる波面測定値周波数特性を示す図。
【図８】第３の実施例（面形状測定への適用）を示す図。
【図９】第４の実施例（ホモジニティ測定への適用）を示す図。
【図１０】従来の波面収差測定装置及び方法を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１  光源
２  干渉計ユニット
３  集光レンズ
４  空間フィルター
５  ハーフミラー
６  コリメーターレンズ
７  TSレンズ
８  披検レンズ
９  RSミラー
１０  第１空間フィルター
１１  結像レンズ
１２  CCDカメラ
１３  ホストコンピューター
１４  第２空間フィルター
１５  空間フィルター駆動機構
２０１  円形開口部（径φｎ）
２０２  ピンホール基盤
２０３  円形開口部（径φ２ｎ）
２０４  ピンホール基盤
３０１  円形開口部（径φｎ）
３０２  ピンホール基盤
３０３  輪帯開口部（径φｎ〜φ２ｎ）
３０４  ピンホール基盤
５０１  波面収差パワースペクトル測定値（周波数０〜ｆｎ）
５０２  波面収差パワースペクトル遮断値（周波数ｆｎ〜ｆ２ｎ）
６０１  エリアシング効果による波面収差パワースペクトル特性値（周波数０〜ｆｎ）
６０２  波面収差パワースペクトル測定値（周波数０〜ｆｎ）
７０１  エリアシング効果による波面収差パワースペクトル測定値（周波数０〜ｆｎ）
８０１  披検レンズ
９０１  ＴＦ
９０２  披検硝材
９０３  ＲＦ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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