(57)【要約】  光学素子（５）の製造方法は、検査された光学素子（５）の副開口部のみを照明する測定光のビーム（１３）を発生させる干渉計光学系（１）を用いて光学素子（５）を検査する工程を含む。干渉計光学系（１）は、ホログラムを備えている。副開口部測定の結果が組み合わされ、光学素子（５）の表面全体に関する測定結果が得られる。さらに、干渉計光学系（１）を較正する方法は、干渉計光学系（１）によって発生した測定光のビーム（１３）の全断面の副開口部のみをカバーするホログラムを有する較正光学系を用いた干渉測定を行う工程と、干渉計光学系（１）の全断面を示す結果を得るために、副開口部測定値を組み合わせる工程とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転対称軸を有する、目標とする非球面形状の光学面を備えた光学素子の製造方法であって、
ホログラムを有する少なくとも１つの基板を備えた干渉計光学系であって、測定光のビームの少なくとも１つの部分が、前記ホログラムを有する前記少なくとも１つの基板を横切り、前記基板を横切る前記部分が、前記光学面の一部分のみを照明し、前記光学面上の前記照明される部分の面積が、前記光学面の総面積の約８０％未満である干渉計光学系を用いて、前記測定光のビームを前記光学面上へ導く工程と、
前記光学面の前記目標とする形状の前記回転対称軸と略一致する回転軸を中心とした複数の回転位置に前記光学面の位置決めを行い、参照光と、前記光学面上の前記照明された部分と相互作用した前記測定光とを重ね合わせることにより、前記光学素子の前記複数の回転位置のそれぞれにおいて、少なくとも１つの第１の干渉測定を行う工程と、
前記光学素子の前記複数の回転位置において行われた、前記第１の干渉測定に基づいて、前記光学面の、その目標とする形状からのずれを決定する工程と、
前記決定されたずれに基づいて、前記光学素子の前記光学面を加工する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記光学面の前記照明される部分が、前記回転対称軸を中心とした領域を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記干渉計光学系が、前記測定光のビームによって横切られ、かつ、前記測定光のビームにおける前記ホログラムの上流に配置された、少なくとも１つの第１のレンズをさらに備え、前記少なくとも１つの第１のレンズが、光軸に対して回転対称な形状を有する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板が、前記少なくとも１つの第１のレンズの前記光軸に対して９０°とは異なる角度で方向づけられた平面内で広がる、略平坦な基板である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記回転軸が、前記光軸に平行である請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記干渉計光学系が、前記測定光のビームによって横切られ、かつ、前記測定光のビームにおける前記ホログラムの下流に配置された、少なくとも１つの第２のレンズをさらに備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
それぞれがホログラムを有する複数の基板が、それぞれの基板が前記測定光のビームの別々の部分によって横切られるように、互いに隣り合って配置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
回転対称軸を有する、目標とする非球面形状の光学面を備えた光学素子の製造方法であって、
ホログラムを有する少なくとも１つの基板を備えた較正光学系であって、測定光のビームの一部分のみが、前記少なくとも１つの基板に入射し、前記基板の面積が、前記基板の位置における前記測定光のビームの断面積の約８０％未満である前記較正光学系に、干渉計光学系を用いて前記測定光のビームを導く工程と、
回転軸を中心とした複数の回転位置に前記較正光学系の位置決めを行い、参照光と、前記較正光学系と相互作用した前記測定光とを重ね合わせることにより、前記光学素子の前記複数の回転位置のそれぞれにおいて、少なくとも１つの第２の干渉測定を行う工程と、
前記較正光学系が前記測定光のビームから取り外されている間、前記測定光のビームを前記光学面上へ導き、前記参照光と、前記光学面と相互作用した前記測定光とを重ね合わせることにより、少なくとも１つの第１の干渉測定を行う工程と、
前記較正光学系の前記複数の回転位置において行われた、前記第２の干渉測定と、前記少なくとも１つの第１の干渉測定とに基づいて、前記光学面の、その目標とする形状からのずれを決定する工程と、
前記決定されたずれに基づいて、前記光学素子の前記光学面を加工する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記回転軸が、前記少なくとも１つの基板と交差する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記較正光学系が、前記ホログラムを有する前記基板からある距離を置いて配置されたミラーをさらに備えた請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ミラーが凸面鏡である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記干渉計光学系が、前記測定光のビームによって横切られる、少なくとも１つの第１のレンズをさらに備え、前記少なくとも１つの第１のレンズが、光軸に対して回転対称な形状を有する請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記回転軸が、前記少なくとも１つの第１のレンズの前記光軸に平行である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記較正光学系が複数の基板を備え、前記複数の基板のそれぞれがホログラムを有し、かつ、前記複数の基板が、前記測定光のビームの別々の部分がそれぞれの基板に入射するように、互いに隣り合って配置される請求項８〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記測定光のビームが、前記光学面で反射される請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記測定光のビームが、前記光学面を横切る請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記干渉計光学系が、前記参照光が反射し、前記測定光ビームによって横切られる、フィゾー面を備えた請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記光学素子の前記光学面の前記加工が、ミリング、研削、ルース・アブラシブ研削、研磨、イオンビーム面出し、磁気レオロジー面出し、反応性イオンビームエッチング、及び、前記光学素子の前記光学面の仕上げ加工のうちの、少なくとも１つを含む請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記仕上げ加工が、前記光学面にコーティングを塗布することを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記コーティングが、反射コーティング、反射防止コーティング及び保護コーティングのうちの、少なくとも１つを含む請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の製造方法に関する。特に、本発明は、回転対称性を有する光学非球面を備えた光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学面を有する光学素子は、例えば、天文学において用いられる望遠鏡などの光学系、及び、リソグラフ法において、マスクやレチクル上に形成された構造体などの構造体を、レジストなどの放射線感応基板上に結像するために用いられる光学系において使用される、光学レンズや光学ミラーなどの光学部品である。このような光学系の合否は、光学系の設計者によって決定された目標とする形状となるように、光学面をいかに精度良く機械加工又は製造できるかによって実質的に決まる。このような製造においては、機械加工された光学面の形状を目標とする形状と比較し、機械加工された面と目標とする面との差を決定する必要がある。そして、光学面は、機械加工された面と目標とする面との差が、例えば、所定の閾値を超える部分において、さらに機械加工されてもよい。
【０００３】
光学面の高精度測定においては、一般的に干渉装置が用いられる。このような装置は、例えば、米国特許第４，７３２，４８３号明細書（特許文献１）、米国特許第４，３４０，３０６号明細書（特許文献２）、米国特許第５，４７３，４３４号明細書（特許文献３）、米国特許第５，７７７，７４１号明細書（特許文献４）、米国特許第５，４８８，４７７号明細書（特許文献５）に開示されている。これらの文献の全内容を本願に引用して援用する。
【０００４】
球面状の光学面を測定する従来の干渉計装置は、一般に、測定光の波面が、検査される表面の位置において、検査中の表面の目標とする形状と同一の形状となるように、十分に可干渉性を有する光の光源と、検査される表面に入射する測定光のビームを発生させる干渉計光学系とを含む。このような状況において、測定光のビームは、検査中の表面に直角に入射し、その表面で反射して干渉計光学系へと戻る。その後、検査中の表面で反射した測定ビームの光は、基準面で反射した光と重ね合わされ、その結果生じる干渉縞から、検査中の表面の形状と目標とする形状とのずれが決定される。
【０００５】
球面状の光学面を検査するための球面状の波面は、従来の干渉計光学系によって比較的高精度で生成することができるが、光が検査中の非球面の各位置に直角に入射するように非球面状の波面を有する測定光のビームを発生させるためには、補償器、ヌルレンズ配置、又はＫ−システムとも称される、より改良された光学系が必要とされる。ヌルレンズ配置又は補償器に関する背景情報は、例えば、ダニエル  マラカラ（Daniel Malacara）のテキストブック「光学工場試験（Optical Shop Testing）」、第２版、ジョン  ワイリー  アンド  サンズ（John Wiley &Sons）株式会社、１９９２年、第１２章（非特許文献１）から入手可能である。  様々な種類の光学非球面を検査するためには、検査中の非球面の径に対応する径の１つ以上のレンズを有する、ヌルレンズ系又は補償器を備える必要がある。特に、凸状の非球面に対しては、補償器のレンズの径が、非球面レンズの径よりも大きくなければならないであろう。
【０００６】
径が大きい高精度のレンズを有するヌルレンズ系の製造は、かなり困難であり、高いコストを必要とするだけではない。M. Brayによる論文"Stitching interferometer for large optics: Recent Developments of a System for Laser Megajoule Components", Lawrence Livermore Nat. Lab., CEA. in Proc. SPIE - Int. Soc. Opt. Eng.(USA), USA: SPIE - Int. Soc. Opt. Eng., vol.3492, pt.1-2［＋suppl.］, 1999, pages 946-956（非特許文献２）により、検査される光学面の複数の重なり合う部分又は副開口部（sub-aperture）において干渉検査を行うことによって球面形状を有する大きなミラーを検査する方法が知られている。それぞれの部分は、検査される表面よりも小さい径を有している。それぞれの部分の測定された表面データが組み合わされ、検査されたミラーの表面形状のマップを表わす表面データが生成される。様々なデータ部を組み合わせるためのデータ処理には、隣接した、重なり合う部分の間のピストン・タームの大きさ（magnitudes of a piston term）、チルト、横方向の移動を決定することが含まれる。これは、以下の理由により可能である。すなわち、ミラーは、表面全体のそれぞれの測定される部分が球面全体の小さな部分を表わし、例えば、ピストン、チルト及び横方向の移動など、上記のそれぞれのパラメータのみを決定することにより、すべての部分が互いに組み合わされて、全体の球面が表されるような球面形状を有しているからである。
【０００７】
干渉法を組み合わせる方法は、倍率（diameter）のより小さい干渉計光学系を使用することにより、大きな光学球面を測定するのに有用である一方、ヌルレンズ系又は倍率の小さい補償器を用い、干渉法の組み合わせを大きな非球面の検査に適用することにより、満足のいく結果が得られたことは、過去にはなかった。
【特許文献１】米国特許第４，７３２，４８３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３４０，３０６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，４７３，４３４号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７７７，７４１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，４８８，４７７号明細書
【非特許文献１】ダニエル  マラカラ（Daniel Malacara）のテキストブック「光学工場試験（Optical Shop Testing）」、第２版、ジョン  ワイリー  アンド  サンズ（John Wiley &Sons）株式会社、１９９２年、第１２章
【非特許文献２】M. Brayによる論文"Stitching interferometer for large optics: Recent Developments of a System for Laser Megajoule Components", Lawrence Livermore Nat. Lab., CEA. in Proc. SPIE - Int. Soc. Opt. Eng.(USA), USA: SPIE - Int. Soc. Opt. Eng., vol.3492, pt.1-2［＋suppl.］, 1999, pages 946-956
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題を考慮してなされたものである。
【０００９】
従って、本発明の目的は、比較的大きな径を有する光学面を、検査し、製造する方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、特に、比較的大きな径を有する光学非球面の、改良された検査方法及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、測定光のビームがホログラムを横切ることによって形成され、前記測定光のビームが、特定の時間において、前記光学面の測定される部分にのみ入射し、それぞれの部分と関連する測定結果が組み合わされることにより、前記光学面の大部分の表面形状が決定され、目標とする形状の回転対称軸と略一致する軸を中心として前記光学面を回転させることにより、前記測定光のビームに対する、前記光学面の横方向のずれのみが生じることを特徴とする、非球面の回転対称な目標とする形状の光学面を有する光学素子を検査する干渉方法を提供することによって達成される。
【００１１】
組み合わされた干渉法を非球面に適用する際の１つの問題点は、前記非球面の形状が不均一な表面形状であり、前記非球面形状の特定の部分を検査することによって生じる干渉縞を十分に分析できないほど、前記非球面の隣り合う部分の形状が大きく異なるという事実に依る。しかし、本発明者らは、回転対称非球面の回転軸を中心として円周方向に互いに配置された、隣り合う部分が、略同一の形状を有しており、即座に分析されるであろう個々の部分からの干渉縞を得ることが可能であれば、対称軸を中心として円周方向に配置された多数の部分が、個々の部分を検査することによって生じた複数の干渉縞の分析に基づいて、表面形状について分析されるであろうことを見出した。このためには、前記光学面の検査される部分に入射する測定光のビームであって、前記光が、前記照明される部分のそれぞれの位置において直角に入射するように、照明される部分の位置において、非球面の形状に略対応する波面を有する測定光のビームを、発生させる必要がある。一般に、このような表面形状や波面形状は、それぞれ、球面形状とは異なるであろう。特に、このような波面形状は、前記光学素子の前記照明される部分に入射する測定光のビームの断面全体において、回転対称軸を持たない。また、従来のヌルレンズ配置又は補償器が、１つ又は複数の回転対称なレンズを含むため、このような種類の波面を発生させるためのヌルレンズ配置又は補償器を設計することは容易ではなかった。
【００１２】
本発明者らは、所望の非球面の部分の形状に対応する形状の波面を発生させるための、ヌルレンズ系又は補償器を設計するために、ホログラム又は光学格子が好適に用いられるであろうことを見出した。従って、前記測定光のビームを発生させるための、適切に設計されたホログラム又は光学格子を用いることにより、かつ、前記光学面の個々の測定部分の間にある、検査中の前記光学面を、前記非球面の前記対称軸を中心として円周方向に移動させることにより、干渉法を組み合わせる方法を非球面レンズの検査に適用させることが可能であった。
【００１３】
特定の実施の形態によれば、干渉法の組み合わせには、照明される部分又は副開口部の面積が、前記光学面の総面積又は全開口部（full aperture）の約８０％未満もしくは約５０％未満となるような、表面全体の一部分のみ又は副開口部、もしくは、同時に検査される前記表面の全開口部の干渉検査が含まれる。
【００１４】
一実施の形態によれば、前記光学面とその目標とする形状とのずれは、副開口部の前記複数の干渉測定に基づいて決定され、前記光学素子の前記光学面は、前記決定されたずれに基づいて機械加工され、これによって、前記光学素子の目標とする形状により対応する光学素子の表面形状が得られる。
【００１５】
本発明の一実施の形態によれば、前記光学面の前記照明される部分又は副開口部は、前記回転軸を中心とした領域を含む。従って、それぞれの副開口部の測定には、前記光学面の共通の領域が含まれ、また、前記光学面の表面全体の測定された形状を形づくるために、測定された表面形状の組み合わせが、より良い精度で行われるであろう。
【００１６】
本発明の例示的な一実施の形態によれば、干渉計光学系は、前記測定光のビームによって横切られる、少なくとも１つの第１のレンズをさらに備え、この第１のレンズは、前記測定光のビームにおける、前記ホログラムの上流又は下流に配置され、前記少なくとも１つの第１のレンズが回転対称軸を有する。これによれば、前記測定光のビームを形成又は成形するために必要なパワーの実質的な量を、前記ホログラムの回折力ではなく、前記第１のレンズの屈折力によって与えることが可能となる。
【００１７】
ここで、さらなる一実施の形態によれば、前記ホログラムは、前記測定光のビームにおける、前記少なくとも１つの第１のレンズの下流に配置され、前記光軸に対して９０°とは異なる角度で方向づけられた平面内で広がる、略平坦な基板上に設けられる。そして、前記ホログラムは、前記ホログラムを横切ることによって前記測定光のビームの実質的な偏向をもたらす搬送周波数を含み、本実施の形態は、前記測定光のビームの波面に所望の効果をもたらすように、前記ホログラムを製造する精度を改善できる点で有利である。
【００１８】
ここで、例示的な一実施の形態によれば、前記回転軸は、前記少なくとも１つの第１のレンズの前記光軸に平行に配置され、これは、構成要素が互いに対して正確に配列できるという点で有利である。
【００１９】
例示的な一実施の形態によれば、前記干渉計光学系は、それぞれがホログラムを備え、前記測定光のビームにおいて互いに隣り合って配置された、複数の基板を含んでいる。
【００２０】
さらなる例示的な一実施の形態によれば、前記干渉計光学系は、それぞれがホログラムを備えた複数の基板を含み、前記複数の基板は、それぞれの基板が前記測定光の別々のビームによって横切られるように、互いに隣り合って配置され、前記測定光のそれぞれのビームは、別々の干渉計装置によって発生される。
【００２１】
これにより、前記光学面の全開口部の２つ以上の副開口部における干渉測定を同時に行うことが可能となる。このことは、光軸を中心とする複数の必要な回転位置において前記光学素子の全開口部を検査するために必要な時間をさらに短縮すること、達成可能な測定精度をさらに改善すること、及び、より小型化された個々のホログラムの使用を可能にすることのうち、少なくとも１つにおいて有利であろう。
【００２２】
さらなる局面によれば、本発明は、較正される干渉計光学系によって発生した測定光のビームの一部分のみに配置された基板上に設けられた少なくとも１つのホログラムを用いて、干渉法を組み合わせる原理を較正測定に適用することにより、干渉計光学系を較正する方法を提供する。前記ホログラムによって干渉した測定光は、参照光と重ね合わされて、干渉縞を生成し、前記ホログラムを備えた基板は、回転軸を中心として回転する。
【００２３】
例示的な一実施の形態によれば、製造される光学素子の光学面は、このような較正された干渉計光学系によって検査され、前記光学面とその目標とする形状とのずれは、前記較正光学系の前記複数の回転位置における複数の測定、及び、前記光学面の前記少なくとも１つの干渉測定に基づいて決定される。
【００２４】
例示的な一実施の形態によれば、前記較正光学系は、さらに、前記ホログラムを有する前記基板からある距離を置いて配置されたミラーを備えている。この構成は、前記測定光のビームが、前記ホログラムのある偏向力によって偏向され、前記ミラーによって反射される点で有利であろう。もしくは、前記ホログラムは、前記ホログラムのみとの干渉により、前記測定光のビームがある角度で反射及び偏向されるように設計されていてもよい。ミラーを用いた実施の形態と比較して、後者の形態では、ホログラムの強い偏向力が必要とされる。
【００２５】
ここで、例示的な一実施の形態によれば、前記ミラーは凸面鏡であり、前記測定光のビームの必要な偏向のうちのいくつかは、前記ホログラムではなく前記ミラーによって与えられる。
【００２６】
さらなる例示的な一実施の形態によれば、前記較正光学系が複数の基板を備え、前記複数の基板のそれぞれがホログラムを有し、かつ、前記複数の基板が、前記測定光のビーム内で互いに隣り合って配置されている。これによれば、干渉計光学系を較正する精度を高めること、及び／又は、前記回転軸を中心とする前記較正光学系の前記複数の必要な回転位置において較正測定を行うために必要な時間を短縮すること、及び／又は、より小型化された個々のホログラムを使用することが可能となる。
【００２７】
本発明の両特徴における（under both aspects）、例示的な一実施の形態によれば、前記測定光のビームが前記光学面で反射されるように、前記光学面の干渉測定が行われる。他の実施の形態によれば、前記光学面は、前記光学面及び前記光学素子を横切る前記測定光のビームによって検査される。
【００２８】
さらなる例示的な一実施の形態によれば、製造される前記光学面は、非球面である。つまり、製造される前記光学面は、球面形状との実質的なずれを有している。従って、球面を検査するのに適した干渉法により、前記光学面の表面プロファイルを十分正確に決定づけることは不可能である。本願の文脈中においては、非球面とその最も球面に近い形状との差が所定の基準よりも大きい場合に、光学面を非球面とみなすことができる。このような基準の１つは、非球面とその最も球面に近い形状との差の勾配に基づき、このような勾配が、６(ｍを光学面の有効径で割った値を超える場合に、光学面は非球面とみなされる。
【００２９】
前記光学面の機械加工は、ミリング、研削、ルース・アブラシブ研削、研磨、イオンビーム面出し、磁気レオロジー面出し、反応性イオンビームエッチング、及び、前記光学素子の前記光学面の仕上げ加工などの機械加工を含むであろう。
【００３０】
一実施の形態によれば、前記仕上げ加工は、前記光学面にコーティングを塗布することを含む。前記コーティングは、反射コーティング、反射防止コーティング及び保護コーティングなどのコーティングを含むであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の上記及びその他の有利な特徴は、添付の図面を参照した以下の本発明の典型的な実施の形態の詳細な説明から、より明らかになるであろう。
【００３２】
以下に記載する例示的な実施の形態において、機能及び構造が等しい構成要素は、可能な限り同じ参照符号で示す。従って、特定の実施の形態の個々の構成要素の特徴を理解するために、他の実施の形態の説明及び課題を解決するための手段を参照されたい。
【００３３】
以下に記載する方法の例示的な実施の形態には、干渉計装置によって与えられる測定光の入射ビームが、測定される表面で反射されることによって発生する波面を、干渉計を用いて測定する工程が含まれる。このような測定の基礎として、複数の従来の干渉法が使用される。このような干渉法は、例えば、米国特許第５，３６１，３１２号明細書、米国特許第５，９８２，４９０号明細書及び米国特許出願公開第２００２／００６３８６７号明細書に開示されている。これらの全開示を参照により本明細書に援用する。
【００３４】
図１に、本発明の一実施の形態における干渉計システム１が図示されている。干渉計システム１は、ミラー５の非球面鏡面３を検査するために使用される。ミラー５は、回転軸９を中心として回転可能な試験片ホルダー７に搭載される。非球面鏡面３は、対称軸に対して回転対称な形状を有し、ミラー５は、非球面鏡面３の対称軸が試験片ホルダー７の回転軸９に略一致するように、試験片ホルダー７上に配置及び搭載される。
【００３５】
干渉計システム１は、測定光のビーム１３を発生させるための光源１１を備えている。光源１１は、レーザビーム１７を出射するヘリウムネオンレーザ１５を備えている。コヒーレント光の発散ビーム１８がピンホール絞りから発生するように、レーザビーム１７は、集束レンズ１９によって、空間フィルタ２０の前記ピンホール絞り上に集束される。発散ビーム１８の波面は、実質的に球状の波面である。発散ビーム１８は、実質的に平坦な波面を有する測定光の平行ビーム１３を形成するために、レンズ群２１によって平行にされる。干渉計光学系１５によって供給され光学面（非球面鏡面）３に入射するビーム１３'が、それぞれの位置において光学面３の目標とする形状に対応する形状の波面を有するように、測定光のビーム１３は、当該測定光のビーム１３を変形し成形する干渉計光学系１５を横切る。従って、光学面３が、その表面形状が目標とする形状に対応するように機械加工される場合、ビーム１３'の光は、それぞれの位置において、光学面３上に直角に入射する。その後、光学面３で反射された光は、光学面３に入射した際と略同一の経路を逆向きに進み、干渉計光学系１５を横切って、その一部分が、測定光のビーム１３の前記部分内に配置されたビームスプリッタ３１で反射される。ここで、ビーム１３は、平坦な波面を有する平行ビームである。ビームスプリッタ３１で反射されたビーム２９は、カメラ３４の対物レンズ系３５を通って、カメラチップ３９の感光面３７上に結像され、その結果、光学面３がカメラチップ３９上に結像される。
【００３６】
干渉計光学系１５は、基板１７を横切った測定光の平行ビーム１３に対して直角に向けられた、平面１９を有するくさび形基板１７を備えている。平面１９は、測定光のビーム１３の一部が反射する、干渉計システム１のフィゾー面を形成する。測定光のビーム１３の反射された部分は、干渉法のための参照光を形成する。平面（フィゾー面）１９で逆方向に反射された参照光は、平面１９に入射した際と同一の経路を逆向きに進むため、光学面３で反射された測定光と重ね合わされる。また、参照光は、ビームスプリッタ３１によって偏向され、カメラチップ３９の感光面３７上に結像され、その結果、光学面３で反射された波面と、フィゾー面１９で逆方向に反射された波面とが重ね合わされることによって発生した干渉縞が、カメラチップ３９によって検出されてもよい。
【００３７】
上記のとおり、干渉計光学系１５は、光学面３の位置において、平行な波面を有する測定光の入射ビーム１３を、非球面の波面を有する測定光のビーム１３'に変形するように、設計されている。このために、干渉計光学系１５は、光学面３の向かい側の１つの面２５がホログラムを備えた、２つの平行な平面を有する基板２３を含んでいる。ホログラムは、平坦な波面を有するビーム１３を正確に偏向し、光学面３の位置におけるビーム１３'の波面が、光学面３の目標とする形状に略対応する形状を有するように設計された、コンピュータ生成ホログラム（ＣＧＨ）である。ホログラムは、写真乾板を、参照光と、目標とする形状に対応する表面を有する光学面で高精度に反射された光とに露光することによって得ることができる。もしくは、ホログラムは、光線追跡などの方法を含む、コンピュータを用いて対応する格子を計算し、かつ、計算された格子を基板２３の面２５上にプロットすることによって得ることもできる。格子は、例えば、リソグラフ法によって形成することができる。干渉法において用いられるホログラムに関する背景情報は、上記したダニエル  マラカラのテキストブックの第１５章により入手可能であろう。
【００３８】
任意の所望の大型のホログラム２５の製造は、不可能であり、今日の商業上の技術において、ホログラムを備えた基板は、６インチ×６インチの正方形の基板に限られる。その結果、必要な周辺部（peripheral portion）が設けられたときに使用されるホログラムの径は、約１４０ｍｍ未満に限られる。
【００３９】
光学面３の径は、ホログラムの径よりも大きく、ホログラムから出射するときの測定光のビーム１３'の径よりも大きい。特に、光学面３の径は、ホログラムの径の約１．８倍である。測定光のビーム１３'は、光学面３の部分２７のみを同時に照明する。光学面３が「全」開口部（"full" aperture）であるとき、部分２７は、光学面３の一部分を形づくる副開口部（sub-aperture）である。
【００４０】
光学面３を検査するための干渉法は、図１に図示される副開口部２７の干渉測定を行う工程と、試験片ホルダー７とその上に固定された光学面３とを、軸９を中心として約３０°の角度だけ回転させる工程と、測定光の入射ビーム１３'によって照明される副開口部１に対して、次の干渉測定を行う工程とを含む。光学面３をこのように回転させる工程と、照明された副開口部の干渉測定を行う工程とを繰り返すことにより、光学面３上の略全ての位置について、一回又は複数回検査することが可能である。
【００４１】
図２は、連続して検査された、ミラー５の光学面３上の副開口部２７、２７1 、・・・、２７11の配列を示している。
【００４２】
副開口部２７、２７1 、・・・、２７11におけるそれぞれの干渉測定から導き出された測定データは、全開口部表面３の全体の表面形状が計算されるように、処理される。このように繰り返された、副開口部の干渉検査、測定された光学面の移動、及び測定データの処理は、M.Brayの論文を参照して既に述べたように、干渉法の組み合わせとして言及されている。
【００４３】
しかし、上記実施の形態によれば、全開口部表面全体の副開口部に対応する適切な形状の波面を発生させるためのホログラムを使用することにより、かつ、次の干渉測定との間に、光学面を、横方向にずらすか、対称軸を中心として回転させることにより、干渉法を組み合わせる方法を非球面の検査に適用することが可能となる。
【００４４】
図１の実施の形態において、測定光のビーム１３'は、それぞれ、回転軸９と光学面３の対称軸とに一致する、光学面３上の中央部分を照明する。従って、光学面３の中央部分は、データ処理の結果の正確な検証を可能にする、副開口部２７、２７1 、・・・、２７11のうちの１つのそれぞれの測定により、測定される。しかし、複数の副開口部２７、２７1 、・・・、２７11が、光学面３のリング状多層重複部分（ring shaped multi-overlapped portion）をカバーするように、副開口部２７、２７1 、・・・、２７11を、回転軸（対称軸）９からある距離を置いて配置することも可能である。
【００４５】
図３は、回転軸９ａを中心として回転可能な試験片ホルダーに搭載された光学非球面３ａを検査するための、さらなる干渉計システム１ａの一部分を図示している。光源、カメラ、試験片ホルダーなどの構成要素の詳細は、図示簡略化のため、図３には示されていない。略平坦な波面を有する測定光の平行ビーム１３ａは、光学非球面３ａ上の照明されたそれぞれの位置において、直角に入射するように、干渉計光学系１５ａを横切る。特に、ビーム１３ａは、フィゾー面１９ａを横切り、基板２３ａの表面上に設けられたホログラム２５ａによって偏向される。その後、ホログラム２５ａから出射されたビーム１３ａ'は、レンズ５１から出射されたビーム１３ａ''が、光学面３ａの副開口部２７ａに入射する前に、正の屈折力の２つの球面５２、５３を有するレンズ５１を横切る。ホログラム２５ａ及びレンズ５１は、それぞれ、回折光強度と屈折光強度（diffractive and refractive optical power）とを有し、その結果、ビーム１３ａ''の光は、それぞれの位置において、光学非球面３ａに直角に入射する。
【００４６】
光学面３ａの全体を検査するために、上記したように、副開口部の干渉測定を繰り返し行い、光学面３ａを回転させる方法が実施される。
【００４７】
図４は、図３に示す実施の形態に類似した、干渉計システム１ｂの一部分のさらなる実施の形態を示している。しかし、図４に示す干渉計システム１ｂの実施の形態において、平面５３ｂと軸外球面５２ｂとを有するレンズ５１ｂは、ホログラム２５ｂを有する基板２３ｂの上流にある、測定光のビーム１３ｂ'の一部分内に配置されている。ホログラム２５ｂとレンズ５１ｂとは、ホログラム２５ｂから出射されたビーム１３ｂ''が、照明された部分又は副開口部２７ｂ内におけるそれぞれの位置において、光学非球面３ｂに直角に入射するように、設計されている。
【００４８】
他の実施の形態において、レンズ５１ｂは、一般的な意味において、その一方又は両方の面が、球面又は非球面形状の軸外面であるような、軸外レンズであろう。
【００４９】
図５に図示された干渉計システム１ｃの一部分は、略平坦な波面を持つ測定光のビーム１３ｃによって横切られるフィゾー面１９ｃを有する干渉計光学系１５ｃと、平行ビーム１３ｃを、図５において線５７によって示された略球面波面を持つ発散ビーム１３ｃ'に変換する、２つの凹状の球面５２ｃ、５３ｃを有するレンズ５１ｃとを備えている。２つの基板２３ｃ1 及び２３ｃ2 は、ビーム１３ｃ'のビーム経路内において、互いに隣り合って固定して配置されており、基板２３ｃ1 及び２３ｃ2 は、それぞれ、ホログラム２５ｃ1 及び２５ｃ2 を備えている。ビーム１３ｃ1 ''及び１３ｃ2 ''のそれぞれが、副開口部２７ｃ1 及び２７ｃ2 内のそれぞれの位置において、検査される非球面３ｃに直角に入射するように、ホログラム２５ｃ1 及び２５ｃ2 は、それぞれ、ビーム１３ｃ'の一部分を、非球面波面を持つビーム１３ｃ1 ''及び１３ｃ2 ''に変換する。
【００５０】
従って、図５に示す干渉計システム１ｃの構成によれば、２つの副開口部２７ｃ1 及び２７ｃ2 の干渉計測定データを同時に得ることができる。光学面３ｃの回転軸（対称軸）９ｃを中心とした複数の回転位置において、このようなデータを得ることにより、かつ、測定結果を組み合わせることにより、比較的小さな径のホログラム２５ｃ1及び２５ｃ2 を用いて、大きい光学面３ｃの形状を得ることができる。
【００５１】
図６に図示された干渉計システム１ｄは、図１に示したものと同様の構成を有する干渉計光学系１５ｄを備えている。平坦な波面を有するビーム１３ｄは、フィゾー面１９ｄを横切り、かつ、基板２３ｄに設けられたホログラム２５ｄにより、非球面波面を有し検査されるレンズ５ｄに入射する、ビーム１３ｄ'に変換される。レンズ５ｄは、ホログラム２５ｄを備えた基板２３ｄの向かい側の光学面３ｄと、光学面４ｄとを有している。図１に示す実施の形態と別の実施の形態において、干渉測定において用いられる測定光のビーム１３ｄ'は、ホログラム２５ｄの向かい側の光学面３ｄで反射されない。また、ビーム１３ｄ'は、レンズ５ｄを横切り、測定光のビーム１３ｄ'のビーム経路におけるレンズ５ｄの下流に配置されたミラー５８で反射される。ホログラムは、レンズ５ｄを横切るビーム１３ｄ'に対するレンズ５ｄの効果を補うように、また、ミラー５８に入射するビーム１３ｄ'の光が、それぞれの位置において直角に入射するように設計されている。繰り返すが、測定光のビーム１３ｄ'は、光学面３ｄ全体の一部分又は副開口部２７ｄのみに入射する。レンズ５ｄが搭載された試験片ホルダー７ｄの回転軸９ｄを中心としてレンズ５ｄを回転させることにより、複数の副開口部２７ｄに対する干渉測定データが得られる。回転軸９ｄを中心とする複数の回転位置において得られた干渉測定データは、互いに組み合わされ、レンズ５ｄがレンズ５ｄを横切るビーム１３ｄ'に対して有する効果を表わす測定データが得られる。このような効果は、レンズ５ｄの面３ｄ及び４ｄの形状により、また、レンズ５ｄの材質の屈折率及び不均質性により、決定される。このようなレンズ５ｄの光学的効果の決定に基づいて、面３ｄ及び４ｄのさらなる機械加工が行われる。
【００５２】
図７は、光学素子５ｅの光学面３ｅを検査するための干渉計システム１ｅの一部分を示している。光学面３ｅの目標とする形状は、軸９ｅに対して回転対称である。干渉計光学系１５ｅは、フィゾー面１９ｅと、軸９ｅに対して回転対称でもある球面を有する２つのレンズ５１ｅ及び５３とを備えている。レンズ５１ｅ及び５３は、略平坦な波面を有する測定光のビーム１３ｅを、非球面波面を有するビーム１３ｅ'に変換し、それらを、表面において光学面３ｅの目標とする形状に略対応させる（つまり、ビーム１３ｅ'の光を、それぞれの位置において光学面３ｅに直角に入射させる）。測定光のビーム１３ｅ'は、光学面３ｅの全開口部を照明する。図７に示す干渉計光学系１５ｅは、ホログラムを備えておらず、また、ビーム１３ｅ'の非球面波面は、レンズ５１ｅ及び５３の効果によってのみ発生する。従って、測定光のビーム１３ｅ'は大きな径を有することが可能であり、その径は、レンズ５１ｅ及び５３の径のみによって制限され、大きな径のホログラムが入手可能か否かには依らない。従って、比較的大きな光学面３ｅでも、干渉法の組み合わせ方法を使用する必要なしに、検査され得る。上記に示される限りでは、干渉計光学系１５ｅは、基本的に従来の干渉法に対応する。
【００５３】
しかし、非球面波面を発生させるためのヌルレンズ系又は補償器を含む、このような干渉計光学系における根本的な問題は、所望の形状の非球面波面を発生させるという点に鑑みて、光学系の所望の正確な性能を容易に検証できないことにある。
【００５４】
図８は、干渉計光学系１５ｃを較正するための配置を示している。このために、検査される光学素子５ｅは、ビーム１３ｅ'のビーム経路から取り外され、較正光学系６１が、その中に配置される。較正光学系６１は、平坦な表面のうちの１つにホログラム６５を有する基板６３を備えている。ホログラム６５の面積は、基板６３が配置される位置におけるビーム１３ｅの断面積よりも小さい。従って、ビーム１３ｅ'の一部分のみがホログラム６５に入射し、もしくは、ホログラム６５がビーム１３ｅ'の全開口部の副開口部のみをカバーする。非球面波面を有するビーム１３ｅ'の前記部分は、ホログラム６５によって、球面波面を有するビーム１３ｅ''に変換され、その後、ビーム１３ｅ''は、球面ミラー６７に直角に入射する。ミラー６７は、高精度で検査され、製造される。ビーム１３ｅ''は、ミラー６７で反射され、ホログラム６５と基板６３を逆方向に通過し、ビーム１３ｅ'の前記部分がホログラム６５に入射した際と同じビーム経路を通って、干渉計光学系１５ｅに入射する。このため、光学素子５ｅが図７に示すようにビーム１３ｅ'内に配置された場合に、光学素子５ｅの光学面３ｅがビーム１３ｅ'の前記部分に対して有するであろう効果と同一の効果を、較正光学系６１がビーム１３ｅ'の前記部分に対して有するように、ホログラム６５及びミラー６７の配置が計算及び設計される。
【００５５】
図８に示す配置での、検出された干渉縞は、干渉計光学系１５ｅによって発生した波面と、この波面の所望の形状とのずれを表わす。しかし、このようなずれは、測定光のビーム１３ｅ'全体の一部分又は副開口部を表わすに過ぎない。ビーム１３ｅの全開口部をカバーする干渉計光学系１５ｅによって発生した波面の歪みに関する全データを得るために、較正光学系６１が、軸９ｅを中心として回転可能であるように、図８に示されていない適切なマウントに搭載される。図８に示すように、ビーム１３ｅ'の副開口部の干渉測定を行った後、較正光学系６１を軸９ｅを中心として例えば３０°ずつ繰り返し回転させ、較正光学系６１のそれぞれの回転位置において干渉測定が行われる。そして、その測定値（measurement）が組み合わされ、ビーム１３ｅ'の断面全体における波面と、この波面の所望の形状とのずれを表わすマップが作られる。これらの波面のずれは、図７に示すような配置において光学面３ｅが測定されるとき、光学素子５ｅの光学面３ｅの干渉測定を評価する際に考慮される。例えば、その波面のずれは、光学面３ｅの形状の測定結果から減算されてもよい。
【００５６】
上記方法は、干渉法の組み合わせを、干渉計光学系１５ｅを較正するために適用する。そして、上記方法によれば、実質的により小型のホログラム６５を用いて、大きな径のレンズ５１ｅ及び５３を有する干渉計光学系１５ｅを較正することができる。
【００５７】
図７に示す実施の形態において、干渉計光学系は、レンズ５１ｅ及び５３のみを含んでいる。しかし、他の実施の形態の干渉計光学系は、非球面波面を有する測定光のビーム１３ｅ'を発生させるためのホログラムを含んでいてもよい。
【００５８】
非球面３ｅを高精度に製造する方法について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。処理手順を開始した後、ステップ１０１において、較正光学系６１がビーム１３ｅ'のビーム経路内に配置され、ステップ１０３において、カウンタｎがゼロに設定される。ステップ１０５において、カウンタｎを増加させ、ステップ１０７において、第１の干渉測定Ｕ1 が行われる。その後、ステップ１０９において、較正光学系６１が軸９ｅを中心として３０°だけ回転され、必要な較正測定が全て行われたかどうかを決定するための決定１１１が行われる。カウンタｎが１２よりも小さい場合には、さらなる干渉測定Ｕn （ステップ１０７）と、較正光学系のさらなる回転（ステップ１０９）とを繰り返し行うために、ステップ１０５から処理が続けられる。決定ステップ１１１においてカウンタｎの値が１２になって、較正測定が完了した後、ステップ１１３において、干渉計ビーム経路から較正光学系を取り外し、また、ステップ１１５において、干渉計光学系１５ｅによって発生したビーム１３ｅ'内で検査される、非球面（光学面）３ｅを有する光学素子５ｅを搭載することにより、前記処理が続けられる。ステップ１１７において、非球面（光学面）３ｅの干渉測定Ｖが行われ、ステップ１１９において、光学面３ｅの表面マップが決定される。この表面マップの決定は、光学面３ｅの干渉測定Ｖと、較正測定Ｕ1、・・・Ｕ12とに基づいて行われる。このため、ビーム１３ｅ'の断面全体のずれＵを決定するために、較正測定Ｕ1、・・・Ｕ12が最初に処理され、その後、表面マップを決定するために、結果Ｕが干渉測定Ｖと共に処理されてもよい。しかし、測定Ｕ1、・・・Ｕ12と測定Ｖとを１つの操作で処理し、光学面の表面マップを決定することも可能である。
【００５９】
ステップ１２１において、ステップ１１９で決定された表面マップに基づき、測定された非球面の形状とその目標とする形状との差が計算される。ステップ１２３において、検査された非球面が、完成した光学面３ｅの仕様と対応しているかどうかが決定される。その差が、適切に選択された閾値よりも小さい場合、光学面（非球面）３ｅに対して仕上げステップ１２５が行われる。仕上げ工程は、光学面３ｅの仕上げ磨き工程や、スパッタリングのような適切な方法によって光学面３ｅに塗布される、反射コーティング、反射防止コーティング及び保護コーティング等の、適切なコーティングを堆積する工程を含んでいてもよい。反射コーティングは、例えば、複数層（例えば、酸化モリブデンや酸化シリコンといった誘電体材料が交互に並んだ１０層）を含んでいてもよい。このような層の厚みは、約５ｎｍとすることができ、反射率が実質的に高くなるように、光学面３ｅで反射される波長に適合される。最後に、反射コーティングを皮膜で保護するための保護キャップ層によって当該反射コーティングを被覆してもよい。保護キャップ層は、ルテニウムのような材料を堆積することによって形成される層を含んでいてもよい。レンズ素子などの光学素子の光学面における放射線の反射を低減させることを目的とする反射防止コーティングは、フッ化マグネシウム、酸化ランタン及び他の適切な材料などの材料を含んでいてもよい。また、反射防止コーティングは、保護キャップ層によって保護されていてもよい。
【００６０】
ステップ１２３において、決定された差が閾値未満である場合には、光学面を加工するステップ１２９において処理手順が継続される。このために、光学素子５ｅは、干渉計光学系１ｅのビーム経路から取り外され、決定された表面形状と目標とする形状との差が閾値を超える光学面３ｅの表面部分を取り除くために適切な機械工具（machine tool）に搭載される。その後、ステップ１１５において処理手順が継続され、光学素子が再び干渉計システム１ｅにおける測定光のビーム１３ｅ'中に搭載され、光学面３ｅの表面形状が測定され、目標とする形状との差を決定する工程と、機械加工工程とが、その差が前記閾値よりも小さくなるまで繰り返される。
【００６１】
機械加工は、ミリング、研削、ルース・アブラシブ研削、研磨、イオンビーム面出し及び磁気レオロジー面出しなどの動作を含み得る。
【００６２】
ステップ１２５において光学面３ｅが仕上げられた後、ステップ１２７において、光学素子が送出されて光学系に組み込まれる。その後、ステップ１１５において、次の検査される光学素子５ｅが干渉計ビーム経路内に搭載され、この次の表面が仕様を満たすまで、この次の表面を測定する工程と機械加工工程とが繰り返し行われる。
【００６３】
従って、干渉計光学系１１５ｅは、一度だけ較正され、その後、複数の光学素子を検査するために用いられる。
【００６４】
上記閾値は、光学系に合わせて設計された光学面の光学系における用途に依存するであろう。例えば、光学面が、波長λ＝１９３ｎｍの放射線によってレチクル構造をレジスト上に結像するための対物レンズにおけるレンズ面である場合、このような閾値は、約１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲とすることができ、光学面が、波長λ＝１３．５ｎｍのＥＵＶ（超紫外線）を用いた結像対物レンズにおける鏡面として使用される場合、閾値は、約０．１ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲となるであろう。尚、上記閾値は、光学面の全体にわたって一定である必要はない。閾値は、例えば、光学面の中心からの距離や他のいくつかのパラメータに依存することもあり得る。特に、測定された表面とその目標とする形状との差の、異なる範囲の空間周波数のそれぞれに対して複数の閾値を定義してもよい。
【００６５】
光学素子の製造方法については、ホログラムを有する光学系を較正する副開口部を用いて干渉計光学系の較正を行う工程を含む実施の形態に関して、図７〜図９を参照しながら説明した。図９のフローチャートのステップ１１５〜１２９は、上記図１〜図６を参照しながら説明された実施の形態において検査される光学面の製造に適用してもよい。ここで、干渉測定Ｖ（図９のステップ１１７）は、光学素子の複数の回転位置において複数の干渉測定を行う工程を含み、表面マップの決定（図９のステップ１１９）は、このような複数の干渉測定に基づくであろう。図９に示す実施の形態に関して上述した機械加工の詳細は、光学素子の複数の回転位置における副開口部干渉測定によって検査されるレンズの製造にも適用される。
【００６６】
図１０は、干渉計システム１ｆにおいて用いられる干渉計光学系１５ｆを較正する、さらなる実施の形態を示しており、図１０には、干渉計システム１ｆの一部分のみが示されている。図７及び図８を参照して図示された実施の形態と同様に、干渉計光学系１５ｆは、フィゾー面１９ｆと、略非球面波面を有する測定光のビーム１３ｆ'を発生させるための、２つのレンズ１５ｆ及び５３ｆとを備えている。較正光学系６１ｆは、ビーム１３ｆ'の一部分内に配置されている。較正光学系６１ｆ'は、軸９ｆを中心として回転可能である。較正光学系６１ｆは、基板６３ｆ1 及び６３ｆ2 にそれぞれ備えられた、２つのホログラム６５ｆ1 及び６５ｆ2 を含んでいる。ビーム１３ｆ'の全断面の副開口部２７ｆ1 及び２７ｆ2 のみが、ホログラム６５ｆ1 及び６５ｆ2 に入射するように、ホログラム６５ｆ1 、６５ｆ2 のそれぞれは、ビーム１３ｆ'の全断面と比較して小型である。ホログラム６５ｆ1 、６５ｆ2 に入射するビーム１３ｆ'の前記部分は、ミラー６７ｆ1 及び６７ｆ2 のそれぞれに直角に入射する、略平坦な波面を有する平行ビームに変換される。副開口部２７ｆ1 及び２７ｆ2 の干渉測定は、図１０に示すような構成において行われ、その後、較正光学系６１ｆが、軸９ｆを中心として繰り返し回転されて、較正光学系６１ｆのそれぞれの回転位置において干渉測定が行われる。
【００６７】
ミラー６７ｆ1 及び６７ｆ2 で反射される副開口部ビームが、干渉計光学系１５ｆに再入射する際、検査される光学素子が測定光のビーム１３ｆ'内に配置された場合にビームが有するであろう波面と略同一の形状の波面を有するように、ホログラム６５ｆ1 及び６５ｆ2 が設計及び計算される。
【００６８】
測定光のビーム内に同時に搭載されないホログラム６３ｆ1 、６３ｆ2 及びミラー６７ｆ1 、６７ｆ2 を、別個の較正光学系に搭載することも可能である。そして、ホログラム６３ｆ1 及びミラー６７ｆ1 を用いた較正が、ホログラム６３ｆ2 及びミラー６７ｆ2 を用いた較正の後に行われてもよい。
【００６９】
図５及び図１０を参照した実施の形態においては、ホログラムを備えた基板が、互いにある距離を置いて配置されるように図示されている。基板が、互いに有限な距離を置いて配置されている間、円周方向において互いにオフセットされるが、回転軸に対して半径方向において重なり合うように、基板を配置することが可能である。このような配置によれば、より高い精度で副開口部測定を組み合わせることを可能とし、両ホログラムの副開口部測定によってカバーされた、重なり合う部分が、測定光のビーム内に存在する。さらに、図５及び図１０に示す実施の形態においては、２つ以上のホログラムが用いられてもよい。
【００７０】
上記実施の形態において、検査される光学面は、光学非球面である。しかし、図示された方法は、検査される球面又は平面に適用することもできる。球面は、特定のタイプの一般化された非球面として理解されるであろう。
【００７１】
上記した実施の形態において、検査される光学面は回転対称な形状の面であり、光学素子も回転軸に対して回転対称である。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。検査される光学素子は、軸外光学素子であり、それは、光学面が回転対称な形状の一部にすぎず、その形状の回転対称軸が、その上に配置される光学素子又は光学面の中心と一致しないことを意味している。特に、その形状の回転対称軸は、光学素子の外側に配置されていてもよい。
【００７２】
上記した実施の形態において、干渉計システムは、フィゾー型のものである。しかし、本発明は、このような型の干渉計に限定されるものではない。他の型の干渉計、例えば、トワイマン−グリーン型の干渉計（その例は、ダニエル  マラカラにより編集されたテキストブック、光学工場試験、第２版、ワイリー  インターサイエンス  パブリケーション（Wiley Interscience Publication）（１９９２）の第２．１章に説明されている）、マイケルソン型の干渉計（その例は、ダニエル  マラカラにより編集されたテキストブックの第２．１章に説明されている）、マッハ−ツェンダー型の干渉計（その例は、ダニエル  マラカラにより編集されたテキストブックの第２．６章に説明されている）、点回折型の干渉計（その例は、米国特許第５,５４８,４０３号明細書、及びパトリック  Ｐ．  ナウレアウ（Patrick P. Naulleau）らによる記事「超紫外線位相シフト点回折干渉計：サブオングストロームの参照波精度を有する波面計測器具」、応用光学‐ＩＰ、第３８巻、第３５項、７２５２〜７２６３頁、１９９９年１２月に説明されている）、及び他の適切な型の干渉計を用いてもよい。
【００７３】
また、上記干渉法に関係する光学部品は、測定中、重力の影響を受ける。そして、これにより、干渉計のビーム経路内に光学部品を配置するために適切なマウントに固定された、これらの光学部品の表面が変形する。図１〜図８及び図１０において、光軸が水平方向を向いている場合であっても、光軸が重力場において垂直又は他のいかなる方向を向いている場合における測定と同様の測定を行うことが可能である。いずれにしても、重力場における光学部品の変形をシミュレートするための数学的方法を用いることが可能である。このような方法の１つとして、ＦＥＭ（有限要素法）が知られている。上記された全ての光学的特徴及びずれは、決定された結果を修正及び／又は改善するための、このような数学的方法の結果を考慮に入れて決定される。
【００７４】
要約すると、光学素子の製造方法は、検査された光学素子の副開口部のみを照明する測定光のビームを発生させる干渉計光学系を用いて光学素子を検査する工程を含む。干渉計光学系は、ホログラムを備えている。副開口部測定の結果が組み合わされ、光学素子の表面全体に関する測定結果が得られる。さらに、干渉計光学系を較正する方法は、干渉計光学系によって発生した測定光のビームの全断面の副開口部のみをカバーするホログラムを有する較正光学系を用いた干渉測定を行う工程と、干渉計光学系の全断面を示す結果を得るために、副開口部測定値を組み合わせる工程とを含む。
【００７５】
本発明についてその例示的な実施の形態を参照して説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。当業者は、添付の特許請求の範囲に記載の本発明及びその均等の範囲から逸脱することなく、変形や改良を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における、干渉法の組み合わせを用いて光学素子を検査するための干渉計システムを図示したものである。
【図２】図２は、図１に示された干渉計システムを用いて検査された光学素子の複数の副開口部を図示したものである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態における、光学素子を検査するための干渉計システムの一部分を概略的に図示したものである。
【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態における、光学素子を検査するための干渉計システムの一部分を概略的に図示したものである。
【図５】図５は、本発明の第４の実施の形態における、光学素子を検査するための干渉計システムの一部分を概略的に図示したものである。
【図６】図６は、本発明の第５の実施の形態における、光学素子を検査するための干渉計システムの一部分を概略的に図示したものである。
【図７】図７は、光学面を検査するための干渉計システムの一部分を図示したものである。
【図８】図８は、本発明の第６の実施の形態における、図７に示した干渉計システムの干渉計光学系を較正する方法を図示したものである。
【図９】図９は、図７に示した光学素子の製造方法のフローチャートである。
【図１０】図１０は、本願の第７の実施の形態における、干渉計光学系を較正するさらなる方法を図示したものである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月16日(2007.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転対称軸を有する、目標とする非球面形状の光学面を備えた光学素子の製造方法であって、
ホログラムを有する少なくとも１つの基板を備えた干渉計光学系であって、測定光のビームの少なくとも１つの部分が、前記ホログラムを有する前記少なくとも１つの基板を横切り、前記基板を横切る前記部分が、前記光学面の一部分のみを照明し、前記光学面上の前記照明される部分の面積が、前記光学面の総面積の約８０％未満である干渉計光学系を用いて、前記測定光のビームを前記光学面上へ導く工程と、
前記光学面の前記目標とする形状の前記回転対称軸と略一致する回転軸を中心とした複数の回転位置に前記光学面の位置決めを行い、参照光と、前記光学面上の前記照明された部分と相互作用した前記測定光とを重ね合わせることにより、前記光学素子の前記複数の回転位置のそれぞれにおいて、少なくとも１つの第１の干渉測定を行う工程と、
前記光学素子の前記複数の回転位置において行われた、前記第１の干渉測定に基づいて、前記光学面の、その目標とする形状からのずれを決定する工程と、
前記決定されたずれに基づいて、前記光学素子の前記光学面を加工する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記光学面の前記照明される部分が、前記回転対称軸を中心とした領域を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記干渉計光学系が、前記測定光のビームによって横切られ、かつ、前記測定光のビームにおける前記ホログラムの上流に配置された、少なくとも１つの第１のレンズをさらに備え、前記少なくとも１つの第１のレンズが、光軸に対して回転対称な形状を有する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板が、前記少なくとも１つの第１のレンズの前記光軸に対して９０°とは異なる角度で方向づけられた平面内で広がる、略平坦な基板である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記回転軸が、前記光軸に平行である請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記干渉計光学系が、前記測定光のビームによって横切られ、かつ、前記測定光のビームにおける前記ホログラムの下流に配置された、少なくとも１つの第２のレンズをさらに備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
それぞれがホログラムを有する複数の基板が、それぞれの基板が前記測定光のビームの別々の部分によって横切られるように、互いに隣り合って配置される請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
回転対称軸を有する、目標とする非球面形状の光学面を備えた光学素子の製造方法であって、
ホログラムを有する少なくとも１つの基板を備えた較正光学系であって、測定光のビームの一部分のみが、前記少なくとも１つの基板に入射し、前記基板の面積が、前記基板の位置における前記測定光のビームの断面積の約８０％未満である前記較正光学系に、干渉計光学系を用いて前記測定光のビームを導く工程と、
回転軸を中心とした複数の回転位置に前記較正光学系の位置決めを行い、参照光と、前記較正光学系と相互作用した前記測定光とを重ね合わせることにより、前記光学素子の前記複数の回転位置のそれぞれにおいて、少なくとも１つの第２の干渉測定を行う工程と、
前記較正光学系が前記測定光のビームから取り外されている間、前記測定光のビームを前記光学面上へ導き、前記参照光と、前記光学面と相互作用した前記測定光とを重ね合わせることにより、少なくとも１つの第１の干渉測定を行う工程と、
前記較正光学系の前記複数の回転位置において行われた、前記第２の干渉測定と、前記少なくとも１つの第１の干渉測定とに基づいて、前記光学面の、その目標とする形状からのずれを決定する工程と、
前記決定されたずれに基づいて、前記光学素子の前記光学面を加工する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記回転軸が、前記少なくとも１つの基板と交差する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記較正光学系が、前記ホログラムを有する前記基板からある距離を置いて配置されたミラーをさらに備えた請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ミラーが凸面鏡である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記干渉計光学系が、前記測定光のビームによって横切られる、少なくとも１つの第１のレンズをさらに備え、前記少なくとも１つの第１のレンズが、光軸に対して回転対称な形状を有する請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記回転軸が、前記少なくとも１つの第１のレンズの前記光軸に平行である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記較正光学系が複数の基板を備え、前記複数の基板のそれぞれがホログラムを有し、かつ、前記複数の基板が、前記測定光のビームの別々の部分がそれぞれの基板に入射するように、互いに隣り合って配置される請求項８〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記測定光のビームが、前記光学面で反射される請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記測定光のビームが、前記光学面を横切る請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記干渉計光学系が、前記参照光が反射し、前記測定光ビームによって横切られる、フィゾー面を備えた請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記光学素子の前記光学面の前記加工が、ミリング、研削、ルース・アブラシブ研削、研磨、イオンビーム面出し、磁気レオロジー面出し、反応性イオンビームエッチング、及び、前記光学素子の前記光学面の仕上げ加工のうちの、少なくとも１つを含む請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記仕上げ加工が、前記光学面にコーティングを塗布することを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記コーティングが、反射コーティング、反射防止コーティング及び保護コーティングのうちの、少なくとも１つを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
光学素子の製造方法であって、
少なくとも１つの回折光学素子を備えた干渉計光学系であって、測定光のビームの少なくとも１つの部分が光学面の一部分のみを照明する干渉計光学系を用いて、前記測定光のビームを前記光学面上へ導く工程と、
回転軸を中心とした複数の回転位置に前記光学面の位置決めを行い、参照光と、前記光学面上の前記照明された部分と相互作用した前記測定光とを重ね合わせることにより、前記光学素子の前記複数の回転位置のそれぞれにおいて、少なくとも１つの第１の干渉測定を行う工程と、
前記光学素子の前記複数の回転位置において行われる前記第１の干渉測定に基づいて、前記光学素子の前記光学面を加工する工程とを含むことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2007537426.tif 000013
2007537426.tif 000014