特開 2017-75909 キャリア法干渉計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-75909(P2017-75909A)

(43)【公開日】2017年4月20日

(54)【発明の名称】キャリア法干渉計

(51)【国際特許分類】

   G01B 9/02 20060101AFI20170331BHJP

【ＦＩ】

   G01B9/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-204716(P2015-204716)

(22)【出願日】2015年10月16日

(71)【出願人】

【識別番号】501193218

【氏名又は名称】株式会社 清原光学

(74)【代理人】

【識別番号】100087446

【弁理士】

【氏名又は名称】川久保 新一

(72)【発明者】

【氏名】清原 元輔

(72)【発明者】

【氏名】清原 耕輔

(72)【発明者】

【氏名】野口 正人

【テーマコード（参考）】

2F064

【Ｆターム（参考）】

2F064AA09

2F064AA15

2F064BB04

2F064CC03

2F064DD08

2F064EE05

2F064FF01

2F064GG20

2F064GG22

2F064GG44

2F064GG66

2F064HH03

2F064HH08

2F064HH10

2F064JJ01

(57)【要約】

【課題】キャリア法を用いた安価な干渉計でも、非点収差を消すことができる干渉計を提供することを目的とする。
【解決手段】参照面から戻った光の波面の点像位置と被検物体から戻った光の波面の点像位置とを、光軸に対して互いに反対方向に表示させ、また、被検物体から戻った光の波面の点像と光軸とを結ぶ直線の延長線上に、参照面から戻った光の波面の点像を表示させるように、参照面と被検物体との傾きを制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリア法に基づいて収差をデジタル計測する干渉計において、
参照面から戻った光の波面の点像位置と被検物体から戻った光の波面の点像位置とを表示する表示手段と；
参照面と被検物体との傾きを調整しながら、参照面から戻った光の波面の点像位置と被検物体から戻った光の波面の点像位置とを、上記表示手段に表示するときに、参照面から戻った光の波面の点像位置と被検物体から戻った光の波面の点像位置とを、光軸に対して互いに反対方向に表示させるように、上記参照面と上記被検物体との傾きを制御する傾き制御手段と；
を有し、傾き制御手段は、光軸と被検物体から戻った光の波面の点像とを結ぶ直線の延長線上に、参照面から戻った光の波面の点像を表示させるように、上記参照面と上記被検物体との傾きを制御する手段であることを特徴とするキャリア法干渉計。

【請求項2】

請求項１において、
被検物体から戻った光の波面と参照面から戻った光の波面との角度差を、δとし、光学系の光軸と被検物体から戻った光の波面との角度を、θｓとし、光軸と参照面から戻った光の波面との角度を、θｒとした場合、
０．２５δ≦ θｓ ≦０．７５δ
θｒ＝θｓ−δ
であることを特徴とするキャリア法干渉計。

【請求項3】

請求項２において、
上記被検物体から戻った光の波面と上記参照面から戻った光の波面との距離のほぼ半分の長さを、上記光軸から離して、上記被検物体から戻った光の波面、上記参照面から戻った光の波面を表示させることを特徴とする請求項１に記載のキャリア法干渉計。

【請求項4】

請求項２において、
θｓ＝δ／２、
θｒ＝−δ／２
であることを特徴とするキャリア法干渉計。

【請求項5】

キャリア法に基づいて収差をデジタル計測する干渉計の制御方法において、
参照面から戻った光の波面の点像位置と被検物体から戻った光の波面の点像位置とを、光軸に対して、互いに反対方向に表示し、しかも、上記被検物体から戻った光の波面の点像と上記光軸とを結ぶ直線の延長線上に、上記参照面から戻った光の波面の点像を表示することを特徴とするキャリア法干渉計の制御方法。

【請求項6】

請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のキャリア法干渉計を構成する各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャリア法を用いた干渉計に関する。

【背景技術】

【0002】

図４は、従来のフィゾー干渉計３００を示す図である。

【0003】

従来のフィゾー干渉計３００は、レーザー１０と、発散レンズ１１と、ハーフミラーＨＭ１と、コリメーターレンズ２０と、参照面３０と、被検物体４０と、ハーフミラーＨＭ２と、点像モニターカメラＣＭ１と、干渉縞モニターカメラＣＭ２とを有する。

【0004】

レーザー１０は、単一の波長を有するレーザー光を射出する。発散レンズ１１は、平行光を受けて屈折させ、発散する。ハーフミラーＨＭ１は、レーザー１０からのレーザー光を半分透過し、また、参照面３０で反射し戻った光の波面Ｗｒと被検物体４０で反射し戻った光の波面Ｗｓとを、それぞれ半分反射する。コリメーターレンズ２０は、レーザー１０が発生したレーザー光を平行光化する。参照面３０は、射入した光の一部を透過し、残りを反射する。参照面３０によって反射された光と、参照面３０を透過した後に被検物体４０を透過し、図示しない反射基準凹面鏡によって反射した光との干渉縞を得ることができる。被検物体４０は、レンズ等の被検査物体である。

【0005】

ハーフミラーＨＭ２は、参照面３０から戻った光の波面Ｗｒと、被検物体４０で反射し参照面３０を透過した光の波面Ｗｓとを、点像モニターカメラＣＭ１と干渉縞モニターカメラＣＭ２とに振り分けるミラーである。

【0006】

従来のフィゾー干渉計３００において、参照面３０から戻った光の波面Ｗｒと被検物体４０から戻った光の波面Ｗｓとを互いに同じ方向で干渉させ、つまり、参照面３０、被検物体４０が射入光を同じ方向で反射し、干渉縞モニターカメラＣＭ２に同じ方向で射入して干渉させている。

【0007】

干渉縞モニターカメラＣＭ２で撮影される干渉縞Ｗは、次の式（１）に示すように、参照面３０から戻った光の波面Ｗｒと被検物体４０から戻った光の波面Ｗｓとの引き算によって求められる。

【0008】

Ｗ（ｈ）＝Ｗｓ（ｈ）−Ｗｒ（ｈ）……（１）
上記ｈは、瞳内の座標であり、光線射入高さ（レンズ中心からの高さ）である。なお、上記瞳は、レンズにおいて、光が通過する部分である。また、瞳内の座標ｈは、実際は２次元であるが、簡略化するために、１次元で示す。

【0009】

被検物体４０から戻った光の波面Ｗｓは、次の式（２）に示すように、被検物体４０そのものの要因による波面Ｗｓ０と、途中の光学系による波面Ｗｓｌとの和で示される。なお、被検物体４０そのものの要因による波面Ｗｓ０が、フィゾー干渉計３００で測定しようとする収差である。また、途中の光学系による波面Ｗｓｌがノイズに相当する収差である。

【0010】

波面Ｗｓ＝Ｗｓ０＋Ｗｓｌ……（２）
上記と同様に、参照面３０から戻った光の波面Ｗｒは、次の式（３）に示すように、参照面３０そのものの要因による波面Ｗｒ０と、途中の光学系による波面Ｗｒｌとの和で示される。

【0011】

なお、途中の光学系は、具体的には、発散レンズ１１、ハーフミラーＨＭ１、ＨＭ２、コリメーターレンズ２０である。

【0012】

Ｗｒ＝Ｗｒ０＋Ｗｒｌ……（３）
つまり、干渉縞Ｗを、次の式（４）で示すことができる。

【0013】

干渉縞Ｗ＝Ｗｓ−Ｗｒ＝Ｗｓ０−Ｗｒ０＋Ｗｓｌ−Ｗｒｌ……（４）
ここで、参照面３０は、収差がゼロになるように厳密に作られているので、Ｗｒ０＝０であると考えることができる。そして、上記式（４）にＷｒ０＝０を代入すると、式（４）は、次の式（５）に示すようになる。

【0014】

干渉縞Ｗ＝Ｗｓ０−Ｗｒ０＋Ｗｓｌ−Ｗｒｌ＝Ｗｓ０−０＋Ｗｓｌ−Ｗｒｌ＝Ｗｓ０＋Ｗｓｌ−Ｗｒｌ……（５）
なお、Ｗｓ０は、被検物体４０自体の波面収差である。

【0015】

途中の光学系を起因とする波面Ｗｌは、光線と光軸のなす角をθとすると、次の式（６）で示すことができる。

【0016】

Ｗｌ＝Ｓａ３＋Ｃｍ３θ＋Ａｓ３θ^２＋高次収差……（６）
なお、上記Ｓａ３は、途中の光学系の球面収差成分であり、上記Ｃｍ３は、途中の光学系のコマ収差成分であり、上記Ａｓ３は、途中の光学系の非点収差成分である。

【0017】

また、途中の光学系に起因する収差（ノイズに相当）Ｗｓｌを、次の式（７）で示すことができ、途中の光学系に起因する波面Ｗｒｌを、次の式（８）で示すことができる。

【0018】

途中の光学系に起因する収差Ｗｓｌ＝Ｓａ３＋Ｃｍ３θｓ＋Ａｓ３θ^２ｓ＋高次収差……（７）
途中の光学系に起因する波面Ｗｒｌ＝Ｓａ３＋Ｃｍ３θｒ＋Ａｓ３θ^２ｒ＋高次収差……（８）
図４に示す従来のフィゾー干渉計３００は、デジタル処理をしない干渉計であり、目で見て観察するタイプの干渉計である。従来のフィゾー干渉計３００では、参照面３０を傾けていないので、被検物体４０から戻った光の波面Ｗｓと参照面３０から戻った光の波面Ｗｒとが同一の光路を通過するので、光学系から全く同じ作用を受ける。よって、次の式（９）に示すように、
途中の光学系に起因する収差Ｗｓｌ＝途中の光学系に起因する波面Ｗｒｌ……（９）
であると考えることができる。

【0019】

また、上記式（５）における全体の干渉縞Ｗは、フィゾー干渉計３００で観察される波面Ｗｆｉｚであると考えることができので、次の式（１０）のように表現することができる。

【0020】

フィゾー干渉計で観察される波面Ｗｆｉｚ＝Ｗｓ０＋Ｗｓｌ−Ｗｒｌ……（１０）
なお、収差は被検物体４０の不良によって生じる現象であり、収差が０であれば、干渉縞が出ない。また、干渉縞を観察することによって、波面を計算する。

【0021】

さらに、上記式（１０）に、上記式（９）を代入すると、
フィゾー干渉計で観察される波面Ｗｆｉｚ＝Ｗｓ０＋Ｗｓｌ−Ｗｒｌ＝Ｗｓ０＋Ｗｒｌ−Ｗｒｌ＝Ｗｓ０……（１０’）
である。

【0022】

つまり、干渉縞Ｗｆｉｚは、被検物体４０で反射して戻った光そのものであり、被検物体４０そのものの要因による波面Ｗｓ０と同じである。すなわち、途中の余計な成分が無くなる。

【0023】

図５は、従来のフィゾー干渉計３００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５３を示す図である。

【0024】

従来のフィゾー干渉計３００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５３には、参照面３０から戻った光の波面の点像位置５３３と、被検物体４０から戻った光の波面の点像位置５３４とが表示されている。光軸位置５３１は、実際には表示されていない。また、画面５３の背景は黒である。

【0025】

従来のフィゾー干渉計３００では、図５に示すように、被検物体４０から戻った光の波面の点像位置５３４と、参照面３０から戻った光の波面の点像位置５３３とが、光軸位置５３１に重なっている。

【0026】

フィゾー干渉計３００で観察される波面Ｗｆｉｚを観測することによって、被検物体４０自体の特性を測定したことになり、被検物体４０だけの収差を測定したことになる。

【0027】

しかし、フィゾー干渉計３００は、コンピュータに取り込むことができるデジタルデータを出力できないという問題がある。

【0028】

図６は、従来のキャリア法干渉計４００を示す図である。

【0029】

従来のキャリア法干渉計４００（例えば、特許文献１参照）は、図６に示すように、被検物体４０から戻った光の波面Ｗｓと参照面３１から戻った光の波面Ｗｒとの光線角度差δをつける干渉計である。なお、被検物体４０から戻った光の波面Ｗｓ、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒのそれぞれと光軸とのなす角度を、それぞれθｓ、θｒとすると、光線角度差δは、次の式（１１）で示される。

【0030】

θｓ−θｒ＝δ……（１１）
キャリア法を適用して観察される波面（干渉縞）Ｗｃａｒは、上記式（５）、式（６）から、
Ｗｃａｒ＝Ｗｓ０＋Ｗｓｌ−Ｗｒｌ
＝Ｗｓ０＋（Ｓａ３＋Ｃｍ３θｓ＋Ａｓ３θ^２ｓ＋高次収差ｓ）−（Ｓａ３＋Ｃｍ３θｒ＋Ａｓ３θ^２ｒ＋高次収差ｌ）……（１２）
である。高次収差ｓ、高次収差ｌは、ともに、一般的に小さいので、どちらも０であると考えると、式（１２）を、次の式（１３）に変形することができる。

【0031】

Ｗｃａｒ＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３（θｓ−θｒ）＋Ａｓ３（θ^２ｓ−θ^２ｒ）
＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３（θ^２ｓ−θ^２ｒ） …… （１３）
＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３（θｓ−θｒ）（θｓ＋θｒ）
＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３δ（θｓ＋θｒ） …… （１３’）
キャリア法を適用して観察される収差は、フィゾー干渉計３００に比べて、
Ｃｍ３δ＋Ａｓ３（θ^２ｓ−θ^２ｒ） …… （１４）
の収差が、干渉縞に加わる。

【0032】

つまり、キャリア法を適用して観察される収差は、フィゾー干渉計３００に比べて、
Ｃｍ３δ＋Ａｓ３δ（θｓ＋θｒ） …… （１４’）
の収差が、干渉縞に加わる。

【0033】

角度差δ＝サンプルの傾きθｓ−参照面の傾きθｒ ……（１５）
に関しては、参照面３１を傾けるキャリア法を適用する場合、角度差δをゼロにしないので、本来、コマ収差が出るが、このコマ収差を、光学設計によってゼロにすることができる。

【0034】

なお、本来、光軸に沿って光が進むように設計されているので、光軸を傾けると、収差が発生する。θ^２まで収差対策すると、多くの場合、問題が無くなる。また、θ^０は球面収差であり、θ^１はコマ収差であり、θ^２は非点収差（アス）である。

【0035】

ここで、式（１３）のＡｓ３（θ^２ｓ−θ^２ｒ）の項、すなわち、式（１４’）のＡｓ３δ（θｓ＋θｒ）の項、つまり、非点収差（アス）を示す項について考える。

【0036】

被検物体４０から戻った光の波面Ｗｓと光軸とのなす角度θｓとして、通常、０を採用することが多い。この理由は、上記式（７）の第２項以降がゼロになるからである。

【0037】

高次収差を除けば、次の式（１６）に示すように、サンプルから戻る光に乗ってくるノイズ成分Ｗｓｌは、
Ｗｓｌ＝３次の球面収差Ｓａ３ ……（１６）
であるからである。この場合、必然的に、
θr=−δ……（１７）
であり、また、サンプルの傾きθｓが０に調整されているので、θｓ＝０であり、これを式（１５）に代入すると、
角度差δ＝−参照面の傾きθｒ
となる。

【0038】

一方、式（８）において、高次収差を無視し、０であると考えると、式（８）は、次の式（１８）に示すようになる。

【0039】

Ｗｒｌ＝Ｓａ３＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３δ^２……（１８）
であり、したがって、キャリア法を適用して観察される波面（干渉縞）Ｗｃａｒは、次の式（１９）に示すように、
Ｗｃａｒ＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３δ^２……（１９）
で表現される。つまり、従来のキャリア法を適用して観察される波面（干渉縞）Ｗｃａｒには、コマ収差（Ｃｍ３δ）と非点収差（Ａｓ３δ^２）とが含まれる。

【0040】

図７は、従来のキャリア法干渉計４００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５４を示す図である。

【0041】

従来のキャリア法干渉計４００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５４には、参照面３１から戻った光の波面の点像位置５４３と、被検物体４０から戻った光の波面の点像位置５４４とが表示されている。光軸位置５４１は、実際には表示されていない。また、画面５４の背景は黒である。

【0042】

従来のキャリア法干渉計４００では、図７に示すように、光軸位置５４１に、被検物体４０から戻った光の波面の点像位置５４４が重なるが、参照面３１から戻った光の波面の点像位置５４３は、光軸位置５４１の横にシフトする。

【0043】

すなわち、キャリア法干渉計４００で測定した結果には、サンプルが有する収差以外に、測定光学系のコマ収差と非点収差とが含まれる。この場合、測定光学系において、コマ収差を消すだけではなく、非点収差も同時に消すように設計しなければならない。しかし、コマ収差と非点収差とを同時に発生しないようにする光学設計は、コマ収差だけ発生しないようにする光学設計に比べて、格段に難しいという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0044】

【特許文献1】特開３００７−６４９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0045】

キャリア法を用いた従来の干渉計のうちで高価な干渉計であれば、非点収差を消すことができるが、現場等で使用するキャリア法を用いた安価な干渉計では、非点収差を消すことができないという問題がある。

【0046】

本発明は、キャリア法を用いた安価な干渉計でも、非点収差を消すことができる干渉計を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0047】

本発明は、被検物体から戻った光の波面の点像と参照面から戻った光の波面の点像とを、光軸に対してほぼ点対称の位置に表示させる。

【発明の効果】

【0048】

本発明によれば、キャリア法を用いた安価な干渉計でも、非点収差を消すことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】本発明の実施例１であるキャリア法干渉計１００を示す図である。

【図2】キャリア法干渉計１００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５１を示す図である。

【図3】本発明の実施例２であるキャリア法干渉計２００を示す図である。

【図4】従来のフィゾー干渉計３００を示す図である。

【図5】従来のフィゾー干渉計３００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５３を示す図である。

【図6】従来のキャリア法干渉計４００を示す図である。

【図7】従来のキャリア法干渉計４００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５４を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0050】

発明を実施するための形態は、以下の実施例である。

【実施例1】

【0051】

図１は、本発明の実施例１であるキャリア法干渉計１００を示す図である。

【0052】

キャリア法干渉計１００は、従来のキャリア法干渉計４００と、ハード的には同様である。ただし、キャリア法干渉計１００は、従来のキャリア法干渉計４００において、被検物体４１をも傾ける点が異なる。

【0053】

つまり、キャリア法干渉計１００は、レーザー１０と、発散レンズ１１と、ハーフミラーＨＭ１と、コリメーターレンズ２０と、参照面３１と、被検物体４１と、ハーフミラーＨＭ２と、点像モニターカメラＣＭ１と、干渉縞モニターカメラＣＭ２とを有する。点像モニタカメラＣＭ１は、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒの点像位置と被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像位置とを表示する表示手段である。

【0054】

参照面３１、被検物体４１は、ともに、所定角度傾斜させることができる。

【0055】

ここで、式（１４’）のＡｓ３δ（θｓ＋θｒ）の項、つまり、非点収差（アス）を示す項が小さくなる条件を考える。

【0056】

Ａｓ３の値は、光学設計で決まる。また、δは、キャリア角であるので、キャリア法を選択する限り、一定量である。θｓとθｒとの関係は、式（１１）に示すように、θｓ−θｒ＝δである。この条件下で、θｓ＋θｒが小さくなれば、非点収差を示す項であるＡｓ３δ（θｓ＋θｒ）の項が小さくなる。ところで、θｓとθｒとが互いに同符号であれば、足しあわされ、大きくなる。しかし、θｓとθｒとが互いに異なる符号であれば、θｓ＋θｒは、減算され、その値が小さくなり、この結果、非点収差を示す項であるＡｓ３δ（θｓ＋θｒ）の項が小さくなる。θｓとθｒとが互いに異なる符号であるということは、物体光の光線の傾きθｓと参照光の光線の傾きθｒとが、光軸に対して、互いに反対方向に傾いているということである。

【0057】

つまり、参照面３１から戻った光の波面の点像位置５１３と被検物体４１から戻った光の波面の点像位置５１４とを、光軸位置５１１に対して互いに反対方向に表示させるように、参照面３１の傾きと被検物体４１の傾きとが制御されている。しかも、光軸と被検物体４１から戻った光の波面の点像とを結ぶ直線の延長線上に、参照面３１から戻った光の波面の点像を表示させるように、参照面３１の傾きと被検物体４１の傾きとが制御されている。

【0058】

すなわち、キャリア法を使うためには、角度差を１にする必要があるので、被検物体（サンプル）４１の傾きθｓと参照面３１の傾きθｒとの差を１にする。この条件を満足しつつ、被検物体４１の傾きθｓ、参照面３１の傾きθｒの絶対値を互いに同じにすれば、θｓ＝δ／２、θｒ＝−δ／２になる。

【0059】

つまり、
被検物体４１の傾きθｓ＝δ／２……（２０）
とすると、
参照面の傾きθｒ＝−δ／２……（２１）
になる。

【0060】

ここで、上記式（１３）に、上記式（２０）、式（２１）を代入すると、
Ｗｃａｒ＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３（θ^２ｓ−θ^２ｒ）
＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３（（δ／２）^２−（−δ／２）^２）
＝Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ＋Ａｓ３（δ^２／４−δ^２／４）＝ Ｗｓ０＋Ｃｍ３δ……（２２）
となり、非点収差（アス）の項（Ａｓ３δ^２）が消える。つまり、被検物体４１の傾きθｓ＝δ／２、参照面の傾きθｒ＝−δ／２にすれば、非点収差を消すことができる。

【0061】

この場合、光学系のコマ収差がゼロになるように光学設計すれば、コマ収差が消えることは勿論、非点収差も消え、つまり、コマ収差と非点収差とを同時に消すことができる。

【0062】

一般的には、レンズ２枚でコマ収差を消すことができるが、レンズ２枚で非点収差を消すことは困難である。しかし、上記実施例では、レンズ２枚でコマ収差を消した後に、被検物体４１の傾きθｓをδ／２とし、参照面３１の傾きθｒを−δ／２とすれば、コマ収差と非点収差とを同時に消すことができる。

【0063】

換言すれば、キャリア法に基づいて波面をデジタル計測する干渉計において、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒの点像位置と、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像位置とを、光軸に対して、互いに反対方向に設定する。また、光軸と被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像とを結ぶ直線上に、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒの点像を表示する。

【0064】

図２は、キャリア法干渉計１００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５１を示す図である。

【0065】

キャリア法干渉計１００の点像モニターカメラＣＭ１における画面５１には、参照面３１から戻った光の波面の点像位置５１３と、被検物体４１から戻った光の波面の点像位置５１４が表示されている。光軸位置５１１は、実際には表示されていない。また、画面５１の背景は黒である。

【0066】

キャリア法干渉計１００では、図２に示すように、、参照面３１から戻った光の波面の点像位置５１３と、被検物体４１から戻った光の波面の点像位置５１４とは、光軸位置５１１を挟んで互いに反対側にシフトする。

【0067】

なお、実施例１において、式（２０）に示すθｓ＝δ／２と完全に同じに定義しなくても、θｓを、次の式（２３）の範囲に設定すれば、
（１／４）δ≦ θｓ ≦（３／４）δ……（２３）
θｓ＝０とした場合における非点収差の影響に比べて、非点収差の影響を半分以下に収めることができる。つまり、式（１３）の右辺第３項に示す非点収差の影響（Ａｓ３（θ^２ｓ−θ^２ｒ））に、θｓ＝（３／４）δ、θｒ＝（１／４）δを代入すると、
Ａｓ３（θ^２ｓ−θ^２ｒ）＝Ａｓ３（（３／４）^２−（１／４）^２）δ^２＝Ａｓ３（（９／１６）−（１／１６））δ^２＝Ａｓ３（８／１６）δ^２＝Ａｓ３（１／２）δ^２＝（１／２）Ａｓ３δ^２…（２４）
であり、非点収差を示す項「Ａｓ３δ^２」が１／２になり、すなわち、非点収差の影響を半分以下に収めることができる。

【0068】

図３は、本発明の実施例２であるキャリア法干渉計２００を示す図である。

【0069】

キャリア法干渉計２００は、キャリア法干渉計１００において、傾き制御手段６０を設けた、点像の位置を自動化した実施例である。

【0070】

傾き制御手段６０は、参照面３１と被検物体４１との傾きを制御する手段である。傾き制御手段６０は、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒの点像位置を示す情報と、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像位置を示す情報とを、点像モニタカメラＣＭ１から受信し、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒの点像位置と被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像位置とを、光軸に対して互いに反対方向に表示させるように、参照面３１と被検物体４１との傾きを制御する手段である。また、傾き制御手段６０は、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像と光軸とを結ぶ直線の延長線上に、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒの点像を表示させるように、参照面３１と被検物体４１との傾きを制御する手段である。

【0071】

なお、キャリア法で導入される被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓと参照面３１から戻った光の波面Ｗｒとの角度差を、δとし、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓと光学系の光軸との角度を、θｓとし、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒと光学系の光軸との角度を、θｒとした場合、角度θｓを、次の式（２５）で示すように設定してもよい。

【0072】

０．２５δ≦ θｓ ≦０．７５δ ……（２５）
θｒ＝θｓ−δ
である。

【0073】

つまり、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓと参照面３１から戻った光の波面Ｗｒとの距離のほぼ半分の長さを、上記光軸から離して、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像、参照面３１から戻った光の波面Ｗｒの点像を表示させる。

【0074】

また、上記実施例をプログラムで表現してもよい。すなわち、キャリア法に基づいて収差をデジタル計測する場合、上記実施例であるキャリア法干渉計１００、２００のそれぞれを構成する各手段としてコンピュータを機能させるプログラムを想定するようにしてもよい。

【0075】

ところで、キャリア法を用いた従来の干渉計４００では、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像を光軸に表示することが大原則である。上記実施例は、この大原則に反して、被検物体４１から戻った光の波面Ｗｓの点像を光軸から離して表示している。

【0076】

なお、キャリア法を用いた干渉計では、非点収差の量は、光軸から離れた距離の二乗に比例する。

【0077】

上記実施例では、従来のキャリア法の干渉計の特徴である温度、湿度等の環境に影響されないことは勿論、安価なキャリア法の干渉計であっても、非点収差が出ない高精度の干渉計を得ることができる。

【符号の説明】

【0078】

１００、２００…キャリア法干渉計、
１０…レーザー、
１１…発散レンズ、
ＨＭ１、ＨＭ２…ハーフミラー、
２０…コリメーターレンズ、
３１…参照面、
４１…被検物体、
６０…傾き制御手段、
ＣＭ１…点像モニターカメラ、
ＣＭ２…干渉縞モニターカメラ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】