(57)【要約】【課題】本発明の目的は、従来と同じ演算式を用いながらも干渉縞の位相分布を高精度に求めることのできる干渉縞解析方法を提供することにある。【解決手段】本発明の干渉縞解析方法は、干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系に適用される干渉縞解析方法であって、前記干渉測定系が取得した輝度分布データ群に生じているドリフト誤差を補正する補正手順（Ｓ１２，Ｓ１１）と、前記輝度分布データ群と所定の演算式とに基づき前記干渉縞の位相分布を算出する算出手順（Ｓ１３）とを含むことを特徴とする。【選択図】      図３
2006294972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系に適用される干渉縞解析方法であって、
前記干渉測定系が取得した輝度分布データ群に生じているドリフト誤差を補正する補正手順と、
前記補正後の輝度分布データ群と所定の演算式とに基づき前記干渉縞の位相分布を算出する算出手順と
を含むことを特徴とする干渉縞解析方法。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉縞解析方法において、
前記補正手順では、
前記輝度分布データ群内の各輝度分布データ間に生じている輝度積分値のばらつきを前記ドリフト誤差とみなす
ことを特徴とする干渉縞解析方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の干渉縞解析方法において、
前記補正手順では、
前記輝度分布データ群のうち、前記ドリフト誤差が所定範囲から外れている輝度分布データを排除する
ことを特徴とする干渉縞解析方法。
【請求項４】
請求項３に記載の干渉縞解析方法において、
前記所定範囲は、
前記補正後の輝度分布データ群Ｉk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4と、輝度分布データＩkを基準とした輝度分布データＩk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4の各ドリフト誤差ΔＩk+1，ΔＩk+2，ΔＩk+3，ΔＩk+4とが、前記干渉縞の位相の算出誤差に許容される値の最大値Δθmaxに対し、少なくとも以下の式を満たすように設定される
Δθmax≧ｔａｎ-1［（ｃｏｓθ・ΔＩｓ−ｓｉｎθ・ΔＩｃ）／（１＋ｃｏｓθ・ΔＩｃ＋ｓｉｎθ・ΔＩｓ）］
但し、ΔＩｓ＝２ΔＩk+3−２ΔＩk+1，ΔＩｃ＝ΔＩk+4−２ΔＩk+2，ｃｏｓθ＝Ｉk＋Ｉk+4−２Ｉk+2，ｓｉｎθ＝２Ｉk+3−２Ｉk+1
ことを特徴とする干渉縞解析方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の干渉縞解析方法において、
前記補正手順では、
前記ドリフト誤差が無くなるように前記輝度分布データ群を正規化する
ことを特徴とする干渉縞解析方法。
【請求項６】
請求項１に記載の干渉縞解析方法において、
前記補正手順では、
前記干渉測定系の光量変動の実測データに基づき前記ドリフト誤差を求める
ことを特徴とする干渉縞解析方法。
【請求項７】
干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系に適用される干渉縞解析装置であって、
前記干渉測定系が取得した輝度分布データ群に生じているドリフト誤差を補正する補正手段と、
前記補正後の輝度分布データ群と所定の演算式とに基づき前記干渉縞の位相分布を算出する算出手段と
を備えたことを特徴とする干渉縞解析装置。
【請求項８】
請求項７に記載の干渉縞解析装置において、
前記補正手段は、
前記輝度分布データ群内の各輝度分布データ間に生じている輝度積分値のばらつきを前記ドリフト誤差とみなす
ことを特徴とする干渉縞解析装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の干渉縞解析装置において、
前記補正手段は、
前記輝度分布データ群のうち、前記ドリフト誤差が所定範囲から外れている輝度分布データを排除する
ことを特徴とする干渉縞解析装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の干渉縞解析装置において、
前記所定範囲は、
前記補正後の輝度分布データ群Ｉk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4と、輝度分布データＩkを基準とした輝度分布データＩk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4の各ドリフト誤差ΔＩk+1，ΔＩk+2，ΔＩk+3，ΔＩk+4とが、前記干渉縞の位相の算出誤差に許容される値の最大値Δθmaxに対し、少なくとも以下の式を満たすように設定される
Δθmax≧ｔａｎ-1［（ｃｏｓθ・ΔＩｓ−ｓｉｎθ・ΔＩｃ）／（１＋ｃｏｓθ・ΔＩｃ＋ｓｉｎθ・ΔＩｓ）］
但し、ΔＩｓ＝２ΔＩk+3−２ΔＩk+1，ΔＩｃ＝ΔＩk+4−２ΔＩk+2，ｃｏｓθ＝Ｉk＋Ｉk+4−２Ｉk+2，ｓｉｎθ＝２Ｉk+3−２Ｉk+1
ことを特徴とする干渉縞解析装置。
【請求項１１】
請求項７又は請求項８に記載の干渉縞解析装置において、
前記補正手段は、
前記ドリフト誤差が無くなるように前記輝度分布データ群を正規化する
ことを特徴とする干渉縞解析装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の干渉縞解析装置において、
前記補正手段は、
前記干渉測定系の光量変動の実測データに基づき前記ドリフト誤差を求める
ことを特徴とする干渉縞解析装置。
【請求項１３】
干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系に適用されるコンピュータが実行するための干渉縞解析プログラムであって、
前記干渉測定系が取得した輝度分布データ群に生じているドリフト誤差を補正する補正手順と、
前記補正後の輝度分布データ群と所定の演算式とに基づき前記干渉縞の位相分布を算出する算出手順と
を備えたことを特徴とする干渉縞解析プログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の干渉縞解析プログラムにおいて、
前記補正手順では、
前記輝度分布データ群内の各輝度分布データ間に生じている輝度積分値のばらつきを前記ドリフト誤差とみなす
ことを特徴とする干渉縞解析プログラム。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の干渉縞解析プログラムにおいて、
前記補正手順では、
前記輝度分布データ群のうち、前記ドリフト誤差が所定範囲から外れている輝度分布データを排除する
ことを特徴とする干渉縞解析プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の干渉縞解析プログラムにおいて、
前記所定範囲は、
前記補正後の輝度分布データ群Ｉk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4と、輝度分布データＩkを基準とした輝度分布データＩk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4の各ドリフト誤差ΔＩk+1，ΔＩk+2，ΔＩk+3，ΔＩk+4とが、前記干渉縞の位相の算出誤差に許容される値の最大値Δθmaxに対し、少なくとも以下の式を満たすように設定される
Δθmax≧ｔａｎ-1［（ｃｏｓθ・ΔＩｓ−ｓｉｎθ・ΔＩｃ）／（１＋ｃｏｓθ・ΔＩｃ＋ｓｉｎθ・ΔＩｓ）］
但し、ΔＩｓ＝２ΔＩk+3−２ΔＩk+1，ΔＩｃ＝ΔＩk+4−２ΔＩk+2，ｃｏｓθ＝Ｉk＋Ｉk+4−２Ｉk+2，ｓｉｎθ＝２Ｉk+3−２Ｉk+1
ことを特徴とする干渉縞解析プログラム。
【請求項１７】
請求項１３又は請求項１４に記載の干渉縞解析プログラムにおいて、
前記補正手順では、
前記ドリフト誤差が無くなるように前記輝度分布データ群を正規化する
ことを特徴とする干渉縞解析プログラム。
【請求項１８】
請求項１３に記載の干渉縞解析プログラムにおいて、
前記補正手順では、
前記干渉測定系の光量変動の実測データに基づき前記ドリフト誤差を求める
ことを特徴とする干渉縞解析プログラム。
【請求項１９】
被検物に光束を投光し、その被検物を経由した光束で複数のフリンジを有した干渉縞を生成すると共に、その干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系と、
請求項７〜請求項１１の何れか一項に記載の干渉縞解析装置と
を備えたことを特徴とする干渉測定装置。
【請求項２０】
被検物に光束を投光し、その被検物を経由した光束で干渉縞を生成すると共に、その干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系と、
前記干渉測定系の光量変動の実測データを取得する検出器と、
請求項１２に記載の干渉縞解析装置と
を備えたことを特徴とする干渉測定装置。
【請求項２１】
請求項１９又は請求項２０に記載の干渉測定装置を用いて投影光学系の波面収差を測定する手順と、
前記測定された前記波面収差に応じて前記投影光学系を調整する手順と
を含むことを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項２２】
請求項１９又は請求項２０に記載の干渉測定装置を用いて投影光学系の少なくとも１つの光学面の面精度誤差を測定する手順と、
前記測定された前記面精度誤差に応じて前記光学面を加工する手順と
を含むことを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項２３】
マスクのパターンを被露光物に投影する投影光学系と、
前記投影光学系の波面収差を測定する請求項１９又は請求項２０に記載の干渉測定装置と
を備えたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２４】
請求項１３〜請求項１８の何れか一項に記載の干渉縞解析プログラムを記録した
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶＬ（EUVL：Extreme Ultra Violet Lithography）用の投影露光装置などの投影露光装置に関する。
また、本発明は、投影露光装置に搭載される投影光学系を製造する投影光学系の製造方法に関する。
また、本発明は、投影光学系の製造時、その投影光学系の面精度や波面収差の測定に適用される干渉測定装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、その干渉測定装置に適用される干渉縞解析方法、干渉縞解析装置、干渉縞解析プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、半導体回路素子のパターンの微細化が進み、その製造装置である投影露光装置の露光波長には従来以上に短いものが要求されるようになった。
そこで開発されたのが、１３．５ｎｍ以下のＥＵＶ光（EUV：Extreme Ultra Violet）を用いるＥＵＶＬ（EUVL：Extreme Ultra Violet Lithography）である。
ＥＵＶＬ用の投影光学系には高性能が要求されるので、その波面収差の許容範囲は０．５ｎｍＲＭＳ程度である。それに伴い、その波面収差の測定に要求される精度も、０．１ｎｍＲＭＳ以下と厳しい。また、ＥＵＶＬ用の投影光学系をＥＵＶ光で測定するに当たっては、短波長光を吸収し易い屈折レンズを用いることができないので、波面収差を測定する測定系においては、使用可能な光学部材も制限される。
【０００４】
よって、その測定系には、反射面や回折面を組み合わせたものが適用される。この測定系の１つに、シアリング干渉測定系がある（特許文献１など）。
シアリング干渉測定系は、被検光学系を通過した光束の波面を回折格子で横ずらし（シア）し、それらの波面同士が成す干渉縞を検出するものである。このシアリング干渉測定系において回折格子の位置をシア方向にシフトさせると、干渉稿の位相がシフトする。よって、回折格子の位置をシフトさせながら干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得すると共に、取得された輝度分布データ群を所定の演算式に当てはめれば、干渉縞の位相分布を高精度に算出することができる。この位相分布は、被検光学系を通過した光束の波面に生じた歪み（すなわち被検光学系の波面収差）を高精度に表す。
【０００５】
以上のように、位相をシフトさせながら複数の輝度分布データを取得し、それを解析する手法は、「位相シフト干渉法」、「フリンジスキャン干渉法」などと呼ばれ、それに適用される演算式も公知である。また、位相シフト干渉法には、輝度分布データの数によって５バケット法、７バケット法、９バケット法、１１バケット法などがあり、それぞれに適した演算式は異なる。また、最近は、測定系の特定の誤差要因を排除するために、係数の最適化された演算式も提案されている（特許文献２，非特許文献１など）。
【特許文献１】特開２００３−８６５０１号公報
【特許文献２】特開２００１−４３３５号公報
【非特許文献１】Zhu and Gemma,"Method for designing error-compensating Phase-calculation algorithms for phase-shifting interferometry",APPLIED OPTICS,1 September 2001,Vol.40,NO.25,P4540-P4546
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した複数の輝度分布データは、互いに異なるタイミングで取得されたものなので、ばらつきが生じている。その一方で、上述した演算式は何れも、位相シフト中に干渉縞の位相以外の量が変動しないことを前提としている。したがって、位相分布の算出結果には、誤差が生じている。
そこで本発明の目的は、従来と同じ演算式を用いたとしても従来より高精度に干渉縞の位相分布を算出することのできる干渉縞解析方法、干渉縞解析装置、干渉縞解析プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、及び干渉測定装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の干渉縞解析方法は、干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系に適用される干渉縞解析方法であって、前記干渉測定系が取得した輝度分布データ群に生じているドリフト誤差を補正する補正手順と、前記補正後の輝度分布データ群と所定の演算式とに基づき前記干渉縞の位相分布を算出する算出手順とを含むことを特徴とする。
【０００９】
前記補正手順では、前記輝度分布データ群内の各輝度分布データ間に生じている輝度積分値のばらつきを前記ドリフト誤差とみなしてもよい。
また、前記補正手順では、前記輝度分布データ群のうち、前記ドリフト誤差が所定範囲から外れている輝度分布データを排除してもよい。。
また、前記所定範囲は、前記補正後の輝度分布データ群Ｉk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4と、輝度分布データＩkを基準とした輝度分布データＩk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4の各ドリフト誤差ΔＩk+1，ΔＩk+2，ΔＩk+3，ΔＩk+4とが、前記干渉縞の位相の算出誤差に許容される値の最大値Δθmaxに対し、少なくとも以下の式を満たすように設定されてもよい。
【００１０】
Δθmax≧ｔａｎ-1［（ｃｏｓθ・ΔＩｓ−ｓｉｎθ・ΔＩｃ）／（１＋ｃｏｓθ・ΔＩｃ＋ｓｉｎθ・ΔＩｓ）］
但し、ΔＩｓ＝２ΔＩk+3−２ΔＩk+1，ΔＩｃ＝ΔＩk+4−２ΔＩk+2，ｃｏｓθ＝Ｉk＋Ｉk+4−２Ｉk+2，ｓｉｎθ＝２Ｉk+3−２Ｉk+1
また、前記補正手順では、前記ドリフト誤差が無くなるように前記輝度分布データ群を正規化してもよい。
【００１１】
また、前記補正手順では、前記干渉測定系の光量変動の実測データに基づき前記ドリフト誤差を求めてもよい。
本発明の干渉縞解析装置は、干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系に適用される干渉縞解析装置であって、前記干渉測定系が取得した輝度分布データ群に生じているドリフト誤差を補正する補正手段と、前記補正後の輝度分布データ群と所定の演算式とに基づき前記干渉縞の位相分布を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
前記補正手段は、前記輝度分布データ群内の各輝度分布データ間に生じている輝度積分値のばらつきを前記ドリフト誤差とみなしてもよい。
また、前記補正手段は、前記輝度分布データ群のうち、前記ドリフト誤差が所定範囲から外れている輝度分布データを排除してもよい。
また、前記所定範囲は、前記補正後の輝度分布データ群Ｉk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4と、輝度分布データＩkを基準とした輝度分布データＩk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4の各ドリフト誤差ΔＩk+1，ΔＩk+2，ΔＩk+3，ΔＩk+4とが、前記干渉縞の位相の算出誤差に許容される値の最大値Δθmaxに対し、少なくとも以下の式を満たすように設定されてもよい。
【００１３】
Δθmax≧ｔａｎ-1［（ｃｏｓθ・ΔＩｓ−ｓｉｎθ・ΔＩｃ）／（１＋ｃｏｓθ・ΔＩｃ＋ｓｉｎθ・ΔＩｓ）］
但し、ΔＩｓ＝２ΔＩk+3−２ΔＩk+1，ΔＩｃ＝ΔＩk+4−２ΔＩk+2，ｃｏｓθ＝Ｉk＋Ｉk+4−２Ｉk+2，ｓｉｎθ＝２Ｉk+3−２Ｉk+1
また、前記補正手段は、前記ドリフト誤差が無くなるように前記輝度分布データ群を正規化してもよい。
【００１４】
また、前記補正手段は、前記干渉測定系の光量変動の実測データに基づき前記ドリフト誤差を求めてもよい。
本発明の干渉縞解析プログラムは、干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系に適用されるコンピュータが実行するための干渉縞解析プログラムであって、前記干渉測定系が取得した輝度分布データ群に生じているドリフト誤差を補正する補正手順と、前記補正後の輝度分布データ群と所定の演算式とに基づき前記干渉縞の位相分布を算出する算出手順とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記補正手順では、前記輝度分布データ群内の各輝度分布データ間に生じている輝度積分値のばらつきを前記ドリフト誤差とみなしてもよい。
また、前記補正手順では、前記輝度分布データ群のうち、前記ドリフト誤差が所定範囲から外れている輝度分布データを排除してもよい。
また、前記所定範囲は、前記補正後の輝度分布データ群Ｉk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4と、輝度分布データＩkを基準とした輝度分布データＩk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4の各ドリフト誤差ΔＩk+1，ΔＩk+2，ΔＩk+3，ΔＩk+4とが、前記干渉縞の位相の算出誤差に許容される値の最大値Δθmaxに対し、少なくとも以下の式を満たすように設定されてもよい。
【００１６】
Δθmax≧ｔａｎ-1［（ｃｏｓθ・ΔＩｓ−ｓｉｎθ・ΔＩｃ）／（１＋ｃｏｓθ・ΔＩｃ＋ｓｉｎθ・ΔＩｓ）］
但し、ΔＩｓ＝２ΔＩk+3−２ΔＩk+1，ΔＩｃ＝ΔＩk+4−２ΔＩk+2，ｃｏｓθ＝Ｉk＋Ｉk+4−２Ｉk+2，ｓｉｎθ＝２Ｉk+3−２Ｉk+1
また、前記補正手順では、前記ドリフト誤差が無くなるように前記輝度分布データ群を正規化してもよい。
【００１７】
また、前記補正手順では、前記干渉測定系の光量変動の実測データに基づき前記ドリフト誤差を求めてもよい。
本発明の干渉測定装置は、被検物に光束を投光し、その被検物を経由した光束で複数のフリンジを有した干渉縞を生成すると共に、その干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系と、本発明の干渉縞解析装置とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の別の干渉測定装置は、被検物に光束を投光し、その被検物を経由した光束で干渉縞を生成すると共に、その干渉縞の位相をシフトさせながらその干渉縞の輝度分布データを繰り返し取得する干渉測定系と、前記干渉測定系の光量変動の実測データを取得する検出器と、本発明の干渉縞解析装置とを備えたことを特徴とする。
本発明の投影光学系の製造方法は、本発明の干渉測定装置を用いて投影光学系の波面収差を測定する手順と、前記測定された前記波面収差に応じて前記投影光学系を調整する手順とを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の別の投影光学系の製造方法は、本発明の干渉測定装置を用いて投影光学系の少なくとも１つの光学面の面精度誤差を測定する手順と、前記測定された前記面精度誤差に応じて前記光学面を加工する手順とを含むことを特徴とする。
本発明の投影露光装置は、マスクのパターンを被露光物に投影する投影光学系と、前記投影光学系の波面収差を測定する本発明の干渉測定装置とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の干渉縞解析プログラムを記録したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、従来と同じ演算式を用いたとしても従来より高精度に干渉縞の位相分布を算出することのできる干渉縞解析方法、干渉縞解析装置、干渉縞解析プログラム、及び干渉測定装置が実現する。
また、本発明によれば、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法が実現する。
【００２２】
また、本発明によれば、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置が実現する。
また、本発明によれば、前記干渉縞解析プログラムをコンピュータに実行させることのできるコンピュータ読み取り可能な記録媒体が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１実施形態］
図１、図２、図３に基づき本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態は、干渉測定装置の実施形態である。本測定装置は、被検光学系に測定光束を投光し、被検光学系を通過した測定光束を横ずらしして干渉させる「シアリング干渉測定装置」である。
【００２４】
図１は、本測定装置の構成図である。
図１に示した被検光学系ＴＯは、１３．５ｎｍのＥＵＶ光によるＥＵＶＬ用の縮小投影光学系である。被検光学系ＴＯには、そのＥＵＶ光を反射する特性を有した複数のミラー（例えば６枚のミラー）が配置される。このような被検光学系ＴＯに適合するよう、本測定装置の照明光学系１１の光源には、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光源、例えば、レーザプラズマ光源、放電プラズマ光源などが用いられる。
【００２５】
本測定装置においては、この照明光学系１１から順に、反射型のピンホール部材１２、被検光学系ＴＯ、透過型の回折格子Ｇ、透過型の次数選択マスク１５、撮像素子１７が配置される。このうち、ピンホール部材１２のピンホールＰ12は被検光学系ＴＯの測定対象物点に位置しており、次数選択マスク１５の配置面は被検光学系ＴＯの像面の近傍である。その他に、本測定装置には、回折格子Ｇを移動させる移動機構（ピエゾ素子やステージなどからなる）１６、本測定装置の各部を制御する制御回路２０、制御部２０に接続されたコンピュータ（請求項の干渉縞解析装置に対応）２１なども備えられる。
【００２６】
照明光学系１１から射出したＥＵＶ光は、ピンホール部材１２のピンホールＰ12にて制限されて球面波状の発散光束（測定光束）となり、被検光学系ＴＯに入射する。その測定光束は、被検光学系ＴＯ内の各ミラーを経由することで、被検光学系ＴＯの波面収差の情報を重畳させた状態で、回折格子Ｇに入射する。その測定光束は、回折格子Ｇの回折作用により０次，１次，・・・の各次数の回折光束に横ずらし（シア）される。０次回折光束は、回折せずに回折格子Ｇを透過した光束のことである。それらの回折光束は、次数選択マスク１５上の互いにずれた位置に集光する。図１では、回折格子Ｇの刻線方向が、紙面表裏方向（Ｙ方向）に一致しており、回折格子Ｇによる横ずらし方向（シア方向）が左右方向（Ｘ方向）となったときの様子を示した。
【００２７】
これらの回折光束のうち特定の１対の回折光束（ここでは、±１次回折光束とする。）のみが、次数選択マスク１５によって選択的に透過され、他の回折光束は次数選択マスク１５によってカットされる。次数選択マスク１５を透過した±１次回折光束は、撮像素子１７の撮像面に入射し、多数のフリンジを有した干渉縞を生起させる。撮像素子１７は、その干渉縞を撮像し、その干渉縞の画像データ（輝度分布データ）を取得する。
【００２８】
以上の本測定装置には、位相シフト干渉法を適用することが可能である。すなわち、移動機構１６を駆動し、回折格子Ｇを刻線と垂直な方向（図１ではＸ方向）にシフトさせると、干渉縞の位相がシフトする。この位相シフト中に、撮像素子１７は、連続したフレームの撮像を行い、互いに位相のずれた輝度分布データ群を取得する。このときの回折格子Ｇのシフトパターンと撮像素子１７による撮像のタイミングとは、隣接フレーム間の干渉縞の位相シフト量がπ／２となるように制御されている。この制御は、制御回路２０によって行われる。
【００２９】
この位相シフト中に取得された輝度分布データ群は、制御回路２０を介してコンピュータ２１に送出され、そのコンピュータ２１のメモリ（ハードディスクなど）２１ａに格納される。コンピュータ２１は、その輝度分布データ群を解析して干渉縞の特定タイミングにおける位相分布（初期位相分布）を算出し、その位相分布から被検光学系ＴＯの波面収差を復元する。コンピュータ２１には、その解析に必要なプログラムが予めインストールされている。このプログラムは、例えば、可搬の記録媒体（コンピュータ読み取り可能な記録媒体）やインターネットなどの通信網を介してインストールされたものである。
【００３０】
ここで、本測定装置には、「５バケット法」が適用されるとする。ここでいう５バケット法は、「位相分布の算出に用いる輝度分布データを、連続する５フレーム分の輝度分布データとした位相シフト干渉法」を指す。但し、本測定装置が取得する輝度分布データの数は、位相分布の算出に用いる輝度分布データの数（５）よりも十分に多く、例えば２倍以上（１０以上）である。
【００３１】
図２は、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNのイメージ（＝干渉縞の概略イメージ）を示す模式図である。輝度分布データＩに付与した添え字ｊ＝０，１，２，・・・Ｎは、フレーム番号を表している。
図２に示すとおり、位相シフト中には、干渉縞の暗部と明部の生起位置が変動する。しかし、干渉縞の明部及び暗部の数（フリンジの数）は、位相シフト中に変動しない。したがって、理想的な測定系においては、位相シフト中に干渉縞の全体的輝度は変動しないはずである。
【００３２】
よって、仮に、干渉縞の全体的輝度が変動したら、それは、本測定装置のドリフト（特に光量変動）のせいである。図２においては、本測定装置のドリフトの影響で、フレーム番号ｊ＝３に対応する干渉縞の全体的輝度が他よりも高く、フレーム番号ｊ＝Ｎに対応する干渉縞の全体的輝度が他よりも低くなった様子を示した。
図３は、本実施形態のコンピュータ２１による解析の動作フローチャート、及びそれを補足する概念図である。
【００３３】
図３のステップＳ１１では、コンピュータ２１は、図３（ａ）に示すように、干渉縞の輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNの各々から、干渉縞の輝度積分値ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNを個別に抽出する。
なお、輝度分布データＩj（ｊ＝０，１，２，・・・，Ｎ）は、撮像素子１７の撮像面上の座標（ｘ，ｙ）を用いて式（１）で表される。
【００３４】
【数１】
2006294972.tif 000003
但し、Ｉａ（ｘ，ｙ）は、干渉縞の輝度分布のＤＣ成分、Ｉｂ（ｘ，ｙ）は干渉縞のコントラスト、Ｌ（ｘ，ｙ）は、被検光学系ＴＯの波面収差に起因する成分である。
したがって、輝度積分値ａj（ｊ＝０，１，２，・・・，Ｎ）は、式（２）で表される。
【００３５】
【数２】
2006294972.tif 000004
このように、干渉縞の輝度分布データＩjから抽出された輝度積分値ａjは、その干渉縞の全体的輝度を示す。したがって、輝度積分値群ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNのばらつきは、本測定装置のドリフトに起因して輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNに生じた誤差（ドリフト誤差）を表す。
【００３６】
次のステップＳ１２では、コンピュータ２１は、図３（ｂ）に示すように、輝度積分値群ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNのうち、連続する５フレーム分の輝度積分値セットＡi＝（ａi，ａi+1，ａi+2，ａi+3，ａi+4）（ｉ＝０，１，２，・・・Ｎ−４）をそれぞれ参照する。なお、輝度積分値セットＡに付与した添え字ｉ＝０，１，２，・・・Ｎ−４は、輝度積分値セットの先頭のフレーム番号を示す。
【００３７】
そして、コンピュータ２１は、それら輝度積分値セットＡi（ｉ＝０，１，２，・・・，Ｎ−４）の中で、ばらつきが最も小さいものを選出する。ここでは、図３（ｂ）に点線で囲ったように、輝度積分値セットＡ4＝（ａ4，ａ5，ａ6，ａ7，ａ8）のばらつきが最も小さかったとする。
このとき、その輝度積分値セットＡ4＝（ａ4，ａ5，ａ6，ａ7，ａ8）の抽出元である輝度分布データセット（Ｉ4，Ｉ5，Ｉ6，Ｉ7，Ｉ8）には、他の輝度分布データセットよりもドリフト誤差が少ししか生じなかったとみなせる。
【００３８】
次のステップＳ１３では、コンピュータ２１は、図３（ｃ）に示すように、その輝度分布データセット（Ｉ4，Ｉ5，Ｉ6，Ｉ7，Ｉ8）をメモリ２１ａから読み出す。そして、図３（ｄ）に示すように、その輝度分布データセット（Ｉ4，Ｉ5，Ｉ6，Ｉ7，Ｉ8）を５バケット法の演算式に当てはめて、干渉縞の位相分布（初期位相分布）θ（ｘ，ｙ）を算出する。この演算式は、従来の５バケット法の何れかの演算式と同じでよく、例えば、式（３）のとおり表される。
【００３９】
【数３】
2006294972.tif 000005
なお、輝度分布データセット（Ｉ4，Ｉ5，Ｉ6，Ｉ7，Ｉ8）は、フレーム番号順に、式（３）中の文字Ｉk，Ｉk+1，・・・に当てはめられる。
そして、算出された位相分布θ（ｘ，ｙ）と本測定装置の設計データなどに基づき、コンピュータ２１は、被検光学系ＴＯの波面収差を復元する。
【００４０】
以上、本測定装置のコンピュータ２１は、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNから抽出された輝度積分値群ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNのばらつきをドリフト誤差とみなし、そのドリフト誤差が最小になるような輝度分布データセットを、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNの中から演算対象として選出する。つまり、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNから、ドリフト誤差の大きいものを排除する。
【００４１】
したがって、その演算に従来と同じ演算式が用いられたとしても、位相分布θ（ｘ，ｙ）は高精度に求まる。
なお、本測定装置のコンピュータ２１が被検光学系ＴＯの波面収差を完全に復元するためには、本測定装置のシア方向を互いに直交する２方向に設定して得られる２種類のデータ（２種類の位相分布θ（ｘ，ｙ））が必要である。よって、本測定装置には、刻線の互いに直交する２種類の回折格子Ｇ、及びそれら２種類の回折格子Ｇに適合する２種類の次数選択マスク１５が用いられる。或いは、２種類の回折格子Ｇを用いる代わりに、１種類の回折格子Ｇを９０°回転させて用いてもよい。また、２種類の次数選択マスク１５を用いる代わりに、１種類の次数選択マスク１５を９０°回転させて用いてもよい。
【００４２】
また、本測定装置には、フレーム数が５である「５バケット法」が適用されたが、フレーム数が７である「７バケット法」や、フレーム数が９である「９バケット法」や、フレーム数が１１である「１１バケット法」などを、同様に適用することもできる。因みに、７バケット法の演算式には例えば式（４）を、９バケット法の演算式には例えば式（５）を用いることができる。
【００４３】
【数４】
2006294972.tif 000006
【００４４】
【数５】
2006294972.tif 000007
また、５バケット法の演算式の他の例として、式（６）がある。また、７バケット法の演算式の例として、式（７）がある。
【００４５】
【数６】
2006294972.tif 000008
【００４６】
【数７】
2006294972.tif 000009
また、本測定装置には、位相分布を算出するための公知の何れの演算式をも適用することが可能である。因みに、位相分布を算出するための公知の演算式を一般化すると、次式（８）のとおり表される。
【００４７】
【数８】
2006294972.tif 000010
すなわち、公知の演算式の間で異なるのは、係数Ａ0，Ａ1，Ａ2，・・・，Ｂ0，Ｂ1，Ｂ2，・・・の組み合わせだけである。
なお、これらの係数Ａ0，Ａ1，Ａ2，・・・，Ｂ0，Ｂ1，Ｂ2，・・・は、本測定装置の特定の誤差要因（振動、収差など）が位相分布の算出結果から排除されるように最適化されていると、より好ましい。係数の最適化された各種の演算式については、非特許文献１などに記載されている。
【００４８】
また、本実施形態のコンピュータ２１は、輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNから抽出する物理量を、輝度積分値ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNとしたが、輝度積分値を示す他の物理量（輝度平均値など）としてもよい。
［第２実施形態］
図４に基づき本発明の第２実施形態を説明する。
【００４９】
本実施形態は、干渉測定装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。相違点は、コンピュータ２１による解析内容にある。
また、本測定装置には、第１実施形態と同様に「５バケット法」が適用されるが、本測定装置が取得する輝度分布データの数を、位相分布の算出に用いる輝度分布データの数（５）よりも多くする必要は無い。よって、ここでは、簡単のため、本測定装置が取得した輝度分布データの数を「５」として説明する。
【００５０】
図４は、本実施形態のコンピュータ２１による解析の動作フローチャート、及びそれを補足する概念図である。
図４のステップＳ１１では、コンピュータ２１は、図３のステップＳ１１と同様、図４（ａ）に示すとおり、干渉縞の輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4から、干渉縞の輝度積分値ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，ａ4を個別に抽出する。
【００５１】
次のステップＳ１２’では、コンピュータ２１は、図４（ｂ）に示すように、輝度積分値ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，ａ4に基づき、次式（９）により正規化係数Ｃ0，Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4を生成する。
【００５２】
【数９】
2006294972.tif 000011
これらの正規化係数Ｃ0，Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4は、輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4に生じたドリフト誤差を補正するための係数である。
コンピュータ２１は、輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4をメモリ２１ａから読み出して、正規化係数Ｃ0，Ｃ1，Ｃ3，Ｃ4を次式（１０）のとおり個別に乗算することによって、輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4を正規化する（図４（ｃ））。ここでは、正規化後の輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4を、それぞれＩ0’，Ｉ1’，Ｉ2’，Ｉ3’，Ｉ4’とおいた。
【００５３】
【数１０】
2006294972.tif 000012
これらの正規化後の輝度分布データＩ0’，Ｉ1’，Ｉ2’，Ｉ3’，Ｉ4’からは、ドリフト誤差が消去されている。
次のステップＳ１３’では、コンピュータ２１は、図４（ｄ）に示すように、ドリフト誤差の消去された輝度分布データＩ0’，Ｉ1’，Ｉ2’，Ｉ3’，Ｉ4’を、５バケット法の演算式（上述した式（３），（６）など）に当てはめて、干渉縞の位相分布θ（ｘ，ｙ）を算出する。
【００５４】
なお、輝度分布データＩ0’，Ｉ1’，Ｉ2’，Ｉ3’，Ｉ4’は、フレーム番号順に、式（３）又は式（６）中の文字Ｉk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4に対し個別に当てはめられる。
そして、算出された位相分布θ（ｘ，ｙ）と本測定装置の設計データなどに基づき、コンピュータ２１は、被検光学系ＴＯの波面収差を復元する。
【００５５】
以上、本測定装置のコンピュータ２１は、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4から抽出された輝度積分値群ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，ａ4に基づいて、ドリフト誤差が無くなるように輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，Ｉ4を正規化する。そして、正規化後の輝度分布データＩ0’，Ｉ1’，Ｉ2’，Ｉ3’，Ｉ4’を演算に用いる。
したがって、その演算に従来と同じ演算式が用いられたとしても、位相分布θ（ｘ，ｙ）は、高精度に求まる。
【００５６】
［第３実施形態］
図５に基づき本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態は、干渉測定装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。相違点は、コンピュータ２１による解析内容にある。
図５は、本実施形態のコンピュータ２１による解析の動作フローチャート、及びそれを補足する概念図である。
【００５７】
図５のステップＳ１１では、コンピュータ２１は、図３のステップＳ１１と同様、図５（ａ）に示すとおり、干渉縞の輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2・・・，ＩNから、干渉縞の輝度積分値ａ0，ａ1，ａ2，・・・，ａNを個別に抽出する。
次のステップＳ１２”では、コンピュータ２１は、図５（ｂ）に示すように、輝度積分値群ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNのうち、ばらつきが所定値以下となる輝度積分値セットを選出する。ここで、選出される輝度積分値セットは、連続又は不連続な４フレーム分以上の輝度積分値からなる。
【００５８】
ここでは、図５（ｂ）に点線で囲ったように、不連続な５フレーム分の輝度成分値セット（ａ0，ａ1，ａ2，ａ6，ａ7）が選出されたとする。
次のステップＳ１３”では、コンピュータ２１は、図５（ｃ）に示すように、その輝度積分値セット（ａ0，ａ1，ａ2，ａ6，ａ7）の抽出元である輝度分布データセット（Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ6，Ｉ7）をメモリ２１ａから読み出し、それを図５（ｄ）に示すように演算式に当てはめて、干渉縞の位相分布θ（ｘ，ｙ）を算出する。
【００５９】
ここで、本測定装置においては、選出された輝度分布データセットの並びパターン（フレーム番号の並びパターン）は、様々なパターンをとりうる。そして、その並びパターンが異なると、位相分布を算出するための最適な演算式も異なる。
そこで、本測定装置のコンピュータ２１のメモリ２１ａには、様々な並びパターンの輝度分布データセットの各々に適した様々な演算式が予め格納されている。それらの演算式の中から、コンピュータ２１は、最適なものを１つ読み出して、位相分布θ（ｘ，ｙ）の算出に用いる。
【００６０】
例えば、輝度分布データセットの並びパターンが、図５（ｃ）に示すように、「０，１，２，６，７」、つまり「ｋ，（ｋ＋１），（ｋ＋２），（ｋ＋６），（ｋ＋７）」であるときには、例えば、次式（１１）で表される演算式が用いられる。
【００６１】
【数１１】
2006294972.tif 000013
なお、輝度分布データセット（Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ6，Ｉ7）は、フレーム番号順に、演算式（１１）中の文字Ｉk，Ｉk+1，・・・に当てはめられる。
そして、算出された位相分布θ（ｘ，ｙ）と本測定装置の設計データなどに基づき、コンピュータ２１は、被検光学系ＴＯの波面収差を復元する。
【００６２】
以上、本測定装置のコンピュータ２１は、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNから抽出された輝度積分値ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNのばらつきをドリフト誤差とみなし、そのドリフト誤差が所定値以下になるような輝度分布データセットを、演算対象として選出する。また、本測定装置のコンピュータ２１のメモリ２１ａには、様々な並びパターンの輝度分布データセットの各々に適した様々な演算式が予め格納されており、コンピュータ２１は、それらの演算式の中から適したものを１つ読み出して用いる。
【００６３】
したがって、本実施形態においても、位相分布θ（ｘ，ｙ）は高精度に求まる。
以下、輝度分布データセットの並びパターンとそれに適した演算式との組み合わせの例を幾つか挙げておく。
「ｋ，（ｋ＋１），（ｋ＋２），（ｋ＋３）」と式（１２）との組み合わせ。
【００６４】
【数１２】
2006294972.tif 000014
「ｋ，（ｋ＋１），（ｋ＋５），（ｋ＋６）」と式（１３）との組み合わせ。
【００６５】
【数１３】
2006294972.tif 000015
「ｋ，（ｋ＋１），（ｋ＋２），（ｋ＋３），（ｋ＋７），（ｋ＋８）」と式（１４）との組み合わせ。
【００６６】
【数１４】
2006294972.tif 000016
なお、本実施形態では、メモリ２１ａに予め格納される情報量やコンピュータ２１による演算量を抑えるために、選出され得る輝度分布データセットの並びパターンを、予め決められた複数種類の並びパターンのみに限定した方が好ましい。
【００６７】
［第４実施形態］
図６に基づき本発明の第４実施形態を説明する。
本実施形態は、干渉測定装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。主な相違点は、図６に示すように、ホトダイオードなどの光検出器ＰＤが測定装置に備えられ、その代わりにコンピュータ２１による解析内容が簡略化された点にある。
【００６８】
光検出器ＰＤの配置箇所は、図６（ａ）に示すように、ピンホール部材１２よりも上流側、例えば、照明光学系１１とピンホール部材１２との間の光路である。
図６（ｂ）は、照明光学系１１から射出した光束の断面と光検出器ＰＤとの関係を示す図である。図６（ｂ）に点線で示すのが、照明光学系１１から射出した光束Ｌ’の断面であり、図６（ｂ）に実線で示すのが、ピンホール部材１２によって制限された後に測定光束となって被検光学系ＴＯへ向かう光束Ｌの断面である。
【００６９】
図６（ｂ）に示すように、光検出器ＰＤが挿入されるのは、光束Ｌ’のうち、光束Ｌよりも外側を進行する光線の光路である。この光線は、測定光束にならずにロスとなっていた「余り光」である。この余り光の光量は測定光束の光量と一緒に変動するので、光検出器ＰＤの出力は、測定光束の光量、つまり干渉縞の全体的輝度を表す。
したがって、光検出器ＰＤが出力する信号のうち、撮像素子１７が輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNを取得した各タイミングで出力された各信号は、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNに生じたドリフト誤差を表す。
【００７０】
なお、光検出器ＰＤは、図６（ｂ）に示すように、光束Ｌの周囲の等間隔の複数位置（例えば４位置）のそれぞれに配置されることが望ましい。なぜなら、これらの各位置に配置された光検出器ＰＤの出力の平均値は、干渉縞の全体的輝度をより正確に表すからである。
本測定装置の制御回路２０は、撮像素子１７による撮像のタイミングで光検出器ＰＤが出力する信号を取り込み、それをコンピュータ２１へと送出する。コンピュータ２１は、制御回路２０から送出された信号から、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNに生じたドリフト誤差を認識する。
【００７１】
よって、本測定装置のコンピュータ２１は、干渉縞の輝度分布データＩ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNから、干渉縞の輝度積分値ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，・・・，ａNを抽出する必要は無い。
以上、本測定装置では、輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNに生じたドリフト誤差を演算で求める代わりに、装置内の光量変動の実測データ（光検出器ＰＤの出力信号）から直接的に求める。それ以外は、第１実施形態と同じである。したがって、第１実施形態と略同様の効果を得ることができる。
【００７２】
なお、本実施形態は、第１実施形態の測定装置を変形したものであるが、第２実施形態又は第３実施形態の測定装置を同様に変形すれば、第２実施形態又は第３実施形態と略同様の効果を得ることができる。
［第１実施形態〜第４実施形態の変形例］
なお、上述したとおり各実施形態には各種の位相シフト干渉法が適用可能であるが、以下、その他の例を幾つか挙げておく。
（第１の例）
・隣接フレーム間の位相シフト量：π／２，
・演算に用いられるフレーム：連続３フレーム，
・演算式：式（１５）
【００７３】
【数１５】
2006294972.tif 000017
（第２の例）
・隣接フレーム間の位相シフト量：２π／３，
・演算に用いられるフレーム：連続３フレーム，
・演算式：式（１６）
【００７４】
【数１６】
2006294972.tif 000018
（第３の例）
・隣接フレーム間の位相シフト量：π／４又は３π／４又は５π／４，
・演算に用いられるフレーム：連続３フレーム，
・演算式：式（１７）
【００７５】
【数１７】
2006294972.tif 000019
因みに、第３の例は「Wyant式」などと呼ばれている。
また、上述した各実施形態の測定装置には、±１次回折光のみを選択的に透過する次数選択マスク１５が用いられたが、そのマスク１５に代えて、図７に示すような点回折干渉用のマスク１５’を用いてもよい。
【００７６】
図７（ａ）は、点回折干渉用のマスク１５’の平面図であり、図７（ｂ）は、マスク１５’の概略断面図である。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、マスク１５’には、±１次回折光束の一方（＋１次回折光束）をそのまま透過する開口部Ｈと、０次回折光束を回折しながら透過して理想的球面波を生成するピンホールＰとが設けられる。このマスク１５’は、それ以外の回折光をカットする。
【００７７】
このマスク１５’を用いれば、干渉縞を生起させる１対の回折光束の一方を、波面収差の情報を持たない理想的球面波とすることができるので、シア方向を互いに直交する２方向に設定しなくとも、被検光学系ＴＯの波面収差を復元することができる。
なお、このマスク１５’を用いた場合も、上述した各実施形態と同様に、公知の演算式を適用することができる。また、マスク１５の使用時とマスク１５’の使用時とで、演算式中の係数を変えてもよい。
【００７８】
また、上述した各実施形態の各測定装置は、被検光学系ＴＯの波面収差を測定するように構成されたが、被検面の面精度を測定するように変形することもできる。面精度を測定する場合には、位相の揃った測定光束を被検面に投光し、被検面で反射した光束を横ずらしして干渉させればよい。
［第１実施形態の補足］
ここで、第１実施形態の干渉測定装置において、波面収差の解析誤差を許容範囲内に確実に収めるための工夫を説明する。
【００７９】
先ず、或る輝度分布データセットをＩk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4とおき、Ｉkを基準としたＩk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4のドリフト誤差（単位：輝度値）をΔＩk+1，ΔＩk+2，ΔＩk+3，ΔＩk+4とおく。
このとき、その輝度分布データセットＩk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4を５バケット法の演算式に当てはめて得られる、干渉縞上各位置の位相（初期位相）θの算出誤差Δθは、５バケット法の演算式を変形した以下の式（１８）で表される。
【００８０】
【数１８】
2006294972.tif 000020
また、波面収差の解析誤差を許容範囲内に収めるために必要な位相θの算出誤差Δθの条件を、式（１９）で表す。
【００８１】
【数１９】
2006294972.tif 000021
式（１９）において、Δθmaxは、位相θの算出誤差Δθに許容される値の最大値である。
したがって、選出された輝度分布データセットＩk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4が式（２０）を満たせば、波面収差の解析誤差が許容範囲内に収まる。
【００８２】
【数２０】
2006294972.tif 000022
そこで、第１実施形態の干渉測定装置では、取得される輝度分布データの個数（Ｎ＋１）を十分に大きく設定し、かつ、前述したステップＳ１２では式（２０）を満たすような輝度分布データセットＩk，Ｉk+1，Ｉk+2，Ｉk+3，Ｉk+4をコンピュータ２１が自動的に選出する。
【００８３】
したがって、本測定装置のユーザは、波面収差の解析誤差の許容範囲の情報を予めコンピュータ２１に与えるだけで、波面収差の測定精度を所望の精度に設定することができる。
なお、選出された輝度分布データセットのドリフト誤差の程度と、波面収差の解析誤差（或いは、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ））との関係は、式（１８）に具体的数値を入力してシミュレーションすれば求まる。そのシミュレーションの結果を、図８（ａ），（ｂ）に示す。
【００８４】
図８（ａ）は、選出された輝度分布データセットのドリフト誤差ΔＩ（輝度変動値。単位：％ｒｍｓ）と、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）（単位：ｒｍｓ・λ又はｒｍｓ・ｎｍ）との関係を表にしたものであり、図８（ｂ）は、その関係をグラフにしたものである。
図８（ｂ）を参照すると、輝度変動値ΔＩが３５％ｒｍｓ以下であるときには、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）は小さいが、輝度変動値ΔＩが３５％ｒｍｓ以上になると、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）が急激に大きくなることがわかる。
【００８５】
したがって、本測定装置では、特に、輝度変動値ΔＩが３５％ｒｍｓ以下となるような輝度分布データセットを選出すれば、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）を効果的に小さくすることができる。
また、図８（ｂ）を参照すると、輝度変動値ΔＩが１５％ｒｍｓ以下になると、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）が０．０００５λｒｍｓ以下になることがわかる。
【００８６】
したがって、上述したように被検光学系ＴＯがＥＵＶＬ用の縮小投影光学系であり、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）に許容される値が小さいときなどには、輝度変動値ΔＩが１５％ｒｍｓ以下となるような輝度分布データセットを選出すればよい。
また、例えば、輝度変動値ΔＩが２０％ｒｍｓ以下となるような輝度分布データセットを選出すれば、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）を１／１００λｒｍｓ以下にすることができる。
【００８７】
また、例えば、輝度変動値ΔＩが５％ｒｍｓ以下となるような輝度分布データセットを選出すれば、位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ）を１／１００００λｒｍｓ以下にすることができる。
［第５実施形態］
以下、図９、図１０を参照して本発明の第５実施形態を説明する。
【００８８】
本実施形態は、投影光学系の製造方法の実施形態である。本実施形態で製造する投影光学系は、図９に示すようなＥＵＶＬ用の投影露光装置に搭載される投影光学系ＰＬである。
図９に示すように、ＥＵＶＬ用の投影露光装置には、照明光学系１０１、反射型のレチクルＲ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷが配置される。レチクルＲは、レチクルステージ１０２によって支持され、ウエハＷはウエハステージ１０６によって支持される。レチクルステージ１０２及びウエハステージ１０６は、駆動回路１０２ｃ，１０６ｃによって駆動される。また、駆動回路１０２ｃ，１０６ｃは、制御部１０９によって制御される。
【００８９】
照明光学系１０１の光源は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を出射する光源である。投影光学系ＰＬは、このＥＵＶ光を反射することのできる特性の複数のミラーＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６を順に配置した反射型の縮小投影光学系である。また、照明光学系１０１の内部の光学面やレチクルＲにも、ＥＵＶ光を反射することのできる特性が付与されている。
【００９０】
図１０は、投影光学系ＰＬの製造方法の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、投影光学系ＰＬの光学設計をする。このステップＳ１０１において、投影光学系ＰＬ内のミラーＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６の各面形状が決定される。
次のステップＳ１０２では、各ミラーＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６を加工する。
【００９１】
次のステップＳ１０２，１０３，１０４では、加工された各ミラーＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６の面形状を測定しつつ、その面精度誤差が小さくなるまで加工を繰り返す。
その後、全てのミラーＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６の面精度誤差が十分に小さくなるとそれらを完成させ（ステップＳ１０４ＯＫ）、ステップＳ１０５において投影光学系ＰＬを組み立てる。
【００９２】
次のステップＳ１０６では、投影光学系ＰＬの波面収差を測定する。この測定に、上述した何れかの実施形態の測定装置が用いられる。
その後のステップＳ１０８では、測定された波面収差に応じて、各ミラーＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６の間隔調整や偏心調整などを行う。
このステップＳ１０６，Ｓ１０８を繰り返し、波面収差が許容範囲内に収まった時点（ステップＳ１０７ＯＫ）で、投影光学系ＰＬを完成させる。
【００９３】
以上、本製造方法では、投影光学系ＰＬの波面収差測定に上述した何れかの実施形態の測定装置が適用される。この測定装置によれば、干渉縞の位相分布が高精度に求まるので、波面収差も高精度に求まる。したがって、間隔調整や偏心調整の方法がたとえ従来と同じであったとしても、波面収差を高精度に測定することができた分だけ、投影光学系ＰＬを高性能にすることができる。
【００９４】
また、この投影光学系ＰＬを備えた投影露光装置（図９参照）は、レチクルＲのパターンをウエハＷに高精度に転写できる高性能な投影露光装置となる。よって、その投影露光装置によれば、高性能なデバイスを製造することができる。
なお、本製造方法では、本発明の測定装置を投影光学系ＰＬの波面収差測定（ステップＳ１０６）に適用したが、投影光学系ＰＬのミラーＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６の面精度測定（ステップＳ１０３）に適用してもよい。
【００９５】
［第６実施形態］
以下、図１１を参照して本発明の第６実施形態を説明する。
本実施形態は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。
図１１は、本投影露光装置の構成図である。
本投影露光装置は、第１実施形態の測定装置（図１）と同じ機能が搭載された投影露光装置である。本露光装置の投影露光装置としての構成は、例えば、第５実施形態で説明した投影露光装置（図９）と同じである。図１１において図９に示した要素と同じものには同じ符号を付した。それに加えて、本露光装置には、反射型のピンホール部材１２、透過型の回折格子Ｇ、移動機構１６、マスク１５、撮像素子１７などが備えられる。
【００９６】
ピンホール部材１２は、第１実施形態のピンホール部材１２と同じものであり、測定時にのみ、レチクルＲに代わり投影光学系ＰＬの物体面に挿入される。
例えば、ピンホール部材１２は、レチクルＲと共にレチクルステージ１０２によって支持される。レチクルステージ１０２の移動により、レチクルＲとピンホール部材１２とが入れ替わる。
【００９７】
回折格子Ｇは、第１実施形態の回折格子Ｇと同じものであり、測定時にのみ、移動機構１６によって投影光学系ＰＬと像面との間に挿入される。
マスク１５は、第１実施形態のマスク１５と同じものであり、測定時にのみ、ウエハＷに代わり投影光学系ＰＬの像面に挿入される。
例えば、マスク１５は、ウエハＷと共にウエハステージ１０６によって支持される。ウエハステージ１０６の移動により、ウエハＷとマスク１５とが入れ替わる。
【００９８】
測定時、ピンホール部材１２、回折格子Ｇ、マスク１５がそれぞれ光路に挿入されると、ピンホール部材１２にて球面波状の測定光束が生成され、投影光学系ＰＬ、回折格子Ｇ、マスク１５を介して干渉縞が形成される。撮像素子１７は、その干渉縞を撮像できる位置に配置される。
また、以上の各部は、本露光装置の制御回路２２０によって制御される。制御回路２２０は、各部を制御して本露光装置を投影露光装置として動作させることができると共に、本露光装置を第１実施形態の測定装置と同様に動作させることができる。また、本露光装置の制御回路２２０に接続されたコンピュータ２２１には、第１実施形態の測定装置と同様のプログラムが予めインストールされており、第１実施形態と同様の解析をすることができる。
【００９９】
したがって、本投影露光装置は、第１実施形態の測定装置と同じ精度で、投影光学系ＰＬの波面収差の自己測定を行うことができる。よって、本投影露光装置の管理者は、適当なタイミングで投影光学系ＰＬの波面収差測定を行い、その測定結果に応じて投影露光装置の何れかの箇所を調整すれば、投影露光装置の性能を維持することができる。
なお、本実施形態では、第１実施形態の測定装置と同じ機能を搭載した投影露光装置を説明したが、第２実施形態、第３実施形態の測定装置と同じ機能を搭載した投影露光装置も同様に構成することもできる。
【０１００】
また、図１１において※で示す箇所に第４実施形態と同じ光検出器ＰＤを配置すれば、第４実施形態の測定装置と同じ機能を搭載した投影露光装置を構成することもできる。
また、本投影露光装置には、ピンホール部材１２とレチクルＲとが別々に用意されたが、ピンホール部材１２を一体化してなるレチクルＲを用いてもよい。このようなレチクルＲは、例えば、レチクルＲの表面に金属膜を蒸着し、その金属膜をエッチングしてピンホールパターンを形成することにより形成される。
【０１０１】
また、本投影露光装置には反射型のレチクルＲが用いられたが、透過型のレチクルが用いられてもよい。その場合、反射型のピンホール部材１２に代えて透過型のピンホール部材が用いられるとよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
なお、上述した各実施形態は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置又はその製造に本発明を適用したものであるが、他の波長の投影露光装置又はその製造にも、本発明は適用可能である。
また、本発明の測定装置は、各種の光学機器の結像光学系の波面収差測定や、各種の光学機器のレンズやミラーの面精度測定に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】干渉測定装置の構成図である。
【図２】輝度分布データ群Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3，・・・，ＩNのイメージ（＝干渉縞の概略イメージ）を示す模式図である。
【図３】第１実施形態のコンピュータ２１による解析の動作フローチャート、及びそれを補足する概念図である。
【図４】第２実施形態のコンピュータ２１による解析の動作フローチャート、及びそれを補足する概念図である。
【図５】第３実施形態のコンピュータ２１による解析の動作フローチャート、及びそれを補足する概念図である。
【図６】第４実施形態の測定装置の部分拡大図である。
【図７】点回折干渉用のマスク１５’を説明する図である。
【図８】ドリフト誤差の程度と波面収差の解析誤差（位相分布θ（ｘ，ｙ）の解析誤差Δθ（ｘ，ｙ））との関係を示す図である。
【図９】ＥＵＶＬ用の投影露光装置の構成図である。
【図１０】第５実施形態の投影光学系ＰＬの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第６実施形態の投影露光装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１，１０１・・・照明光学系，
１２・・・ピンホール部材，
Ｐ12・・・ピンホール，
ＴＯ・・・被検光学系，
１５，１５’・・・マスク，
１７・・・撮像素子，
Ｇ・・・回折格子，
１６・・・移動機構，
２０・・・制御回路，
２１・・・コンピュータ，
２１ａ・・・メモリ，
１０２・・・レチクルステージ，
１０６・・・ウエハステージ，
ＰＬ・・・投影光学系，
ＰＬ１〜ＰＬ６・・・ミラー，
Ｗ・・・ウエハ，
１０６ｃ，１０２ｃ・・・駆動回路，
１０９・・・制御部
【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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【図１１】
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