DE112015002718T5 - Method for measuring an amount of eccentricity and device for measuring an amount of eccentricity - Google Patents
Method for measuring an amount of eccentricity and device for measuring an amount of eccentricity Download PDFInfo
- Publication number
- DE112015002718T5 DE112015002718T5 DE112015002718.1T DE112015002718T DE112015002718T5 DE 112015002718 T5 DE112015002718 T5 DE 112015002718T5 DE 112015002718 T DE112015002718 T DE 112015002718T DE 112015002718 T5 DE112015002718 T5 DE 112015002718T5
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- aberration
- eccentricity
- amount
- aberration component
- optical system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0292—Testing optical properties of objectives by measuring the optical modulation transfer function
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0221—Testing optical properties by determining the optical axis or position of lenses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Ein Verfahren zum Anlegen eines Lichtstrahls an ein gegenständliches optisches System, das auf einer Messachse angeordnet ist, und zum Messen des Exzentrizitätsbetrags wird bereitgestellt. Das Verfahren enthält einen Erfassungsschritt eines Erfassens von Wellenfrontdaten auf Basis des Lichtstrahls, der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt wird, einen ersten Extrahierungsschritt, bei dem eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten extrahiert wird, einen zweiten Extrahierungsschritt, bei dem eine erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert wird und einen Analyseschritt eines gleichzeitigen Analysierens linearer Gleichungen für die erste Aberrationskomponente, eine exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und den Exzentrizitätsbetrag, wobei die vorbestimmte Aberrationskomponente eine Aberrationskomponente ist, die eine durch Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält, die erste Aberrationskomponente eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der vorbestimmten Aberrationskomponente proportionale Aberrationskomponente ist und die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationsempfindlichkeit ist.A method of applying a light beam to an objective optical system disposed on a measuring axis and measuring the amount of eccentricity is provided. The method includes a detection step of detecting wavefront data based on the light beam emitted from the subject optical system, a first extraction step in which a predetermined aberration component is extracted from the wavefront data, a second extracting step in which a first aberration component of the predetermined aberration component and an analyzing step of simultaneously analyzing linear equations for the first aberration component, an eccentric aberration sensitivity and the amount of eccentricity, wherein the predetermined aberration component is an aberration component containing an aberration component caused by eccentricity, the first aberration component being a first power of the eccentricity amount in the is predetermined aberration component proportional aberration component and the eccentric aberration sensitivity one to the 1. Potency of the eccentricity amount is proportional aberration sensitivity.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags und eine Einrichtung zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags.The present invention relates to a method of measuring an amount of eccentricity and means for measuring an amount of eccentricity.
Stand der TechnikState of the art
Bei der Fertigung von Linsen können verschiedene Fehler in den Linsen auftreten. Darüber hinaus wird ein optisches System aus einer Linse oder einer Vielzahl von Linsen gebildet. In einem optischen System können verschiedene Fehler bei einer Montage eintreten.When manufacturing lenses, various errors can occur in the lenses. In addition, an optical system is formed of one lens or a plurality of lenses. In an optical system, various errors can occur during assembly.
Beispiele von Fehlern bei der Fertigung von Linsen enthalten eine Exzentrizität einer Linsenoberfläche. Darüber hinaus enthalten Beispiele von Fehlern bei der Montage des optischen Systems eine Exzentrizität der Linse selbst. Ein Auftreten von Exzentrizität in der Linse oder dem optischen System führt zu einer Abnahme einer optischen Leistung der Linse und einer optischen Leistung des optischen Systems. Darüber hinaus nimmt die optische Leistung umso mehr ab, je mehr sich der Exzentrizitätsbetrag erhöht.Examples of defects in lens fabrication include eccentricity of a lens surface. Moreover, examples of errors in the mounting of the optical system include eccentricity of the lens itself. Occurrence of eccentricity in the lens or the optical system results in decrease of optical power of the lens and optical power of the optical system. In addition, the more the amount of eccentricity increases, the more the optical power decreases.
Ein Erkennen des Exzentrizitätsbetrags ermöglicht eine Verwendung des Exzentrizitätsbetrags zur Ermittlung der Annahme der fertigen Linse oder des optischen Systems. Der Begriff „Ermittlung der Annahme” bedeutet eine Ermittlung, ob die fertige Linse oder das optische System die gewünschte optische Leistung aufweist. Die Linse oder das optische System mit einem Exzentrizitätsbetrag, der kleiner als ein vorgeschriebener Wert ist, wird angenommen, und die Linse oder das optische System mit einem Exzentrizitätsbetrag, der größer als der vorgeschriebene Wert ist, werden ausgemustert.Detecting the amount of eccentricity allows use of the amount of eccentricity to determine the acceptance of the finished lens or optical system. The term "determination of acceptance" means a determination of whether the finished lens or optical system has the desired optical performance. The lens or the optical system having an eccentricity amount smaller than a prescribed value is assumed, and the lens or optical system having an eccentricity amount larger than the prescribed value is scrapped.
Wenn darüber hinaus das Ermittlungsergebnis „ausgemustert” ist, können Informationen über den Exzentrizitätsbetrag zur Anpassung der Fertigungsvorrichtung (eine Poliervorrichtung und eine Formvorrichtung) und zur Anpassung der Montage des optischen Systems verwendet werden. Aus diesem Grund gibt es einen starken Bedarf an einer Messung des Exzentrizitätsbetrags.Moreover, when the determination result is "retired," information about the amount of eccentricity can be used to adjust the manufacturing apparatus (a polishing apparatus and a molding apparatus) and to adjust the mounting of the optical system. For this reason, there is a strong demand for measuring the amount of eccentricity.
Beispiele von Techniken zum Messen des Exzentrizitätsbetrags enthalten eine Messtechnik, die in Patentliteratur 1 offenbart wird, und eine Messtechnik, die in Patentliteratur 2 offenbart wird.Examples of techniques for measuring the amount of eccentricity include a measuring technique disclosed in
EntgegenhaltungslisteCitation List
Patentliteraturpatent literature
-
PTL1:
Japanische Patentschrift Nr. 837190 Japanese Patent Publication No. 837190 -
PTL2:
Japanische Patentschrift Nr. 4260180 Japanese Patent Publication No. 4260180
Die in Patentliteratur 1 offenbarte Messtechnik verwendet das Autokollimationsverfahren. Das Autokollimationsverfahren ermöglicht eine Messung des Exzentrizitätsbetrags für jede der Linsenoberflächen, auch wenn das optische System aus einer Vielzahl von Linsen gebildet wird.The measurement technique disclosed in
In der in Patentliteratur 2 offenbarten Messtechnik wird ein stiftartiger Fühler verwendet. Im Verfahren wird der Fühler mit einer Linsenoberfläche in Kontakt gebracht und dadurch wird die Form der Linsenoberfläche gemessen. Darüber hinaus wird die Oberfläche eines vorab vorbereiteten Bezugselements mit dem Fühler gemessen. Danach wird der Exzentrizitätsbetrag durch Ermitteln einer relativen Positionsverlagerung zwischen dem Bezugselement und der Linsenoberfläche gemessen. Die in Patentliteratur 2 offenbarte Messtechnik ermöglicht die Messung von Exzentrizitätsbeträgen für zwei Linsenoberflächen.In the measuring technique disclosed in
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Technische AufgabeTechnical task
Das Autokollimationsverfahren basiert auf der Vorbedingung, dass die Linsenoberfläche eine sphärische Oberfläche ist. Genauer ist das Autokollimationsverfahren theoretisch nicht mit der Messung einer asphärischen Oberfläche konform. Aus diesem Grund kann der Exzentrizitätsbetrag für eine asphärische Linse und ein optisches System, das eine asphärische Linse enthält, nicht mit der in Patentliteratur 1 offenbarten Messtechnik gemessen werden. The autocollimation method is based on the precondition that the lens surface is a spherical surface. More specifically, the autocollimation method is theoretically inconsistent with the measurement of an aspherical surface. For this reason, the amount of eccentricity for an aspherical lens and an optical system containing an aspherical lens can not be measured with the measuring technique disclosed in
In diesem Fall gibt es ein Verfahren, um eine Messung auf die gleiche Weise wie die für eine sphärische Oberfläche durchzuführen, wobei der Teil nahe der asphärischen Oberflächenoberseite als eine sphärische Oberfläche angesehen wird. Bei einer solchen Messung verursacht jedoch eine asphärische Oberfläche, die großteils exzentrisch ist, einen Zustand, in dem Reflexionslicht von der asphärischen Oberfläche nicht empfangen werden kann. Aus diesem Grund kann der Exzentrizitätsbetrag für eine asphärische Linse nicht gemessen werden.In this case, there is a method to perform measurement in the same manner as that for a spherical surface, the part near the aspherical surface top being considered to be a spherical surface. However, in such a measurement, an aspherical surface, which is largely eccentric, causes a state in which reflected light from the aspherical surface can not be received. For this reason, the amount of eccentricity for an aspherical lens can not be measured.
Darüber hinaus wird in der in Patentliteratur 1 offenbarten Messtechnik ein Indexbild beobachtet. In diesem Fall ist das Indexbild sehr verzerrt, wenn der asphärische Oberflächenbetrag groß ist, auch wenn das Reflexionslicht empfangen werden kann. Aus diesem Grund kann der Exzentrizitätsbetrag für eine asphärische Linse nicht gemessen werden.Moreover, in the measurement technique disclosed in
Darüber hinaus erfordert die in Patentliteratur 2 offenbarte Messtechnik einen Kontakt des Fühlers mit der Linsenoberfläche. Aus diesem Grund können Exzentrizitätsbeträge nicht aller Linsen in einem optischen System gemessen werden, das aus einer Vielzahl von Linsen gebildet wird.Moreover, the measuring technique disclosed in
Beispielsweise gibt es in dem Fall, in dem das optische System aus drei Linsen gebildet wird, Linsen auf beiden Seiten der mittleren Linse. In diesem Fall kann der Fühler nicht in Kontakt mit den Linsenoberflächen der mittleren Linse gebracht werden. Aus diesem Grund können die Formen der Linsenoberflächen in der mittleren Linse nicht gemessen werden. Außerdem können in den Linsen, die an beiden Seiten angeordnet sind, die Formen der Linsenoberflächen auf beiden Linsen, die den Linsenoberflächen der mittleren Linse zugewandt sind, nicht gemessen werden.For example, in the case where the optical system is formed of three lenses, there are lenses on both sides of the middle lens. In this case, the probe can not be brought into contact with the lens surfaces of the middle lens. For this reason, the shapes of the lens surfaces in the center lens can not be measured. In addition, in the lenses disposed on both sides, the shapes of the lens surfaces on both lenses facing the lens surfaces of the center lens can not be measured.
Darüber hinaus werden der Fühler und die Linsenoberfläche bei der Messung relativ bewegt. Da bei diesem Vorgang die Bewegungsgeschwindigkeit gering ist, wird die Messzeit erhöht. Da die Messtechnik eine Messung der Form des Bezugselements erfordert, wird die Messzeit darüber hinaus auch in dieser Hinsicht erhöht.In addition, the sensor and the lens surface are relatively moved during the measurement. Since the movement speed is low during this process, the measuring time is increased. In addition, since the measurement technique requires a measurement of the shape of the reference element, the measurement time is also increased in this regard.
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts dieser Probleme. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags und eine Vorrichtung zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags bereitzustellen, die die Messung des Exzentrizitätsbetrags in einer kurzen Zeit ermöglichen, unabhängig von der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden.The present invention has been made in view of these problems. It is an object of the present invention to provide a method for measuring an amount of eccentricity and a device for measuring an amount of eccentricity which allow the measurement of the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system ,
Lösung der AufgabeSolution of the task
Um die obigen Aufgaben zu lösen und das Ziel zu erreichen, ist ein Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, bei dem ein Lichtstrahl an ein gegenständliches optisches System angelegt wird, das auf einer Messachse angeordnet ist, um den Exzentrizitätsbetrag zu messen, wobei das Verfahren zum Messen des Exzentrizitätsbetrags Folgendes umfasst:
einen Erfassungsschritt, bei dem Wellenfrontdaten auf Basis des Lichtstrahls erfasst werden, der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt wird;
einen ersten Extrahierungsschritt, bei dem eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten extrahiert wird;
einen zweiten Extrahierungsschritt, bei dem eine erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert wird; und
einen Analyseschritt, bei dem gleichzeitig lineare Gleichungen für die erste Aberrationskomponente, eine exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und den Exzentrizitätsbetrag analysiert werden,
wobei
die vorbestimmte Aberrationskomponente eine Aberrationskomponente ist, die eine durch Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält,
die erste Aberrationskomponente eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der vorbestimmten Aberrationskomponente proportionale Aberrationskomponente ist und
die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationsempfindlichkeit ist.In order to achieve the above objects and achieve the object, a method of measuring the amount of eccentricity according to the present invention is a method in which a light beam is applied to an objective optical system disposed on a measuring axis to measure the amount of eccentricity wherein the method of measuring the amount of eccentricity comprises:
a detecting step of detecting wavefront data based on the light beam emitted from the subject optical system;
a first extracting step in which a predetermined aberration component is extracted from the wavefront data;
a second extracting step in which a first aberration component is extracted from the predetermined aberration component; and
an analysis step in which linear equations for the first aberration component, an eccentric aberration sensitivity and the amount of eccentricity are simultaneously analyzed,
in which
the predetermined aberration component is an aberration component containing an aberration component caused by eccentricity,
the first aberration component is an aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the predetermined aberration component; and
the eccentric aberration sensitivity is an aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity.
Eine Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes:
ein Lichtprojektionssystem, das an einem Ende einer Messachse angeordnet ist;
ein Lichtempfangssystem, das am anderen Ende der Messachse angeordnet ist;
ein Halteelement, das ein gegenständliches optisches System hält; und
eine Verarbeitungseinrichtung, die mit einer Wellenfront-Messeinrichtung verbunden ist,
wobei
das Halteelement zwischen dem Lichtprojektionssystem und dem Lichtempfangssystem angeordnet ist,
das Lichtprojektionssystem in einer Position vorgesehen ist, um einen Lichtstrahl an das gegenständliche optische System anzulegen,
in der Verarbeitungseinrichtung ein Erfassungsschritt, ein erster Extrahierungsschritt, ein zweiter Extrahierungsschritt und ein Analyseschritt durchgeführt werden,
Wellenfrontdaten im Erfassungsschritt auf Basis des Lichtstrahls erfasst werden, der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt wird,
im ersten Extrahierungsschritt eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten extrahiert wird,
im zweiten Extrahierungsschritt eine erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert wird,
im Analyseschritt gleichzeitig lineare Gleichungen für die erste Aberrationskomponente, eine exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und den Exzentrizitätsbetrag analysiert werden,
die vorbestimmte Aberrationskomponente eine Aberrationskomponente ist, die eine durch Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält,
die erste Aberrationskomponente eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der vorbestimmten Aberrationskomponente proportionale Aberrationskomponente ist und
die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationsempfindlichkeit ist.A device for measuring the amount of eccentricity according to the present invention comprises the following:
a light projection system disposed at one end of a measuring axis;
a light receiving system disposed at the other end of the measuring axis;
a holding member holding an objective optical system; and
a processing device connected to a wavefront measuring device,
in which
the holding element is arranged between the light projection system and the light receiving system,
the light projection system is provided in a position to apply a light beam to the objective optical system,
a detection step, a first extraction step, a second extraction step, and an analysis step are performed in the processing means,
Wavefront data is detected in the detection step on the basis of the light beam emitted from the objective optical system,
in the first extraction step, extracting a predetermined aberration component from the wavefront data,
in the second extracting step, extracting a first aberration component from the predetermined aberration component,
linear equations for the first aberration component, an eccentric aberration sensitivity and the amount of eccentricity are simultaneously analyzed in the analysis step,
the predetermined aberration component is an aberration component containing an aberration component caused by eccentricity,
the first aberration component is an aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the predetermined aberration component; and
the eccentric aberration sensitivity is an aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity.
Vorteilhafte Wirkung der ErfindungAdvantageous effect of the invention
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Verfahren zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags und eine Vorrichtung zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags bereitzustellen, das eine Messung des Exzentrizitätsbetrags in einer kurzen Zeit unabhängig von der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen ermöglicht, die das optische System bilden.According to the present invention, it is possible to provide a method for measuring an amount of eccentricity and a device for measuring an amount of eccentricity which enables measurement of the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system ,
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Vor der Erläuterung der Beispiele werden die Wirkung und Auswirkung der Ausführungsformen nach bestimmten Aspekten der vorliegenden Erfindung unten beschrieben. Bei der Erläuterung der Wirkung und der Auswirkung der Ausführungsformen erfolgt die Erläuterung anhand konkreter Beispiele. Ähnlich wie im Fall der Beispiele, die später beschrieben werden sollen, sind jedoch Aspekte, die hier beispielhaft dargestellt sind, nur einige der Aspekte, die in der vorliegenden Erfindung enthalten sind, und es gibt eine große Anzahl von Variationen in diesen Aspekten. Folglich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Aspekte beschränkt, die als Beispiel dargelegt werden.Before explaining the examples, the effect and effect of the embodiments according to certain aspects of the present invention will be described below. In explaining the effect and the effect of the embodiments, the explanation will be made by concrete examples. However, similar to the examples to be described later, aspects exemplified herein are but a few of the aspects included in the present invention, and there are a large number of variations in these aspects. Thus, the present invention is not limited to the aspects set forth as an example.
Vor der Erläuterung des Verfahrens zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform erfolgt eine Erläuterung in Bezug auf Folgendes: (I) eine durch die Exzentrizität verursachte Aberration; (II) einen Freiheitsgrad der Exzentrizität; (III) Koordinaten im Messsystem; und (IV) eine Wellenfront nach Übertragung durch eine exzentrische Linsenoberfläche.
- (I) Durch die Exzentrizität verursachte Aberration wird hier nachfolgendend erläutert.
1 ist ein konzeptuelles Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem ein Abbildungsfehler durch Exzentrizität verursacht wird. Da1 ein konzeptuelles Diagramm ist, sind Positionen, Größen und Formen der Bilder von Bild IM1, Bild IM2 und Bild IM3 nicht exakt.
- (I) Aberration caused by the eccentricity will be explained below.
1 Fig. 11 is a conceptual diagram illustrating a state where an aberration is caused by eccentricity. There1 is a conceptual diagram, positions, sizes and shapes of the images of image IM1, image IM2 and image IM3 are not exact.
Wenn das optische System exzentrisch ist, wird durch die Exzentrizität eine Aberration verursacht. Wenn das optische System aus einer Vielzahl von Linsen gebildet wird, wird die durch die Exzentrizität einer Linsenoberfläche verursachte Aberration nacheinander an andere Linsenoberflächen weitergeleitet.When the optical system is eccentric, eccentricity causes aberration. When the optical system is formed of a plurality of lenses, the aberration caused by the eccentricity of a lens surface is successively relayed to other lens surfaces.
Wie in
In
Außerdem tritt mit der Exzentrizität der Linsenoberfläche LS1 eine Aberration im Bild IM1 auf. Das Bild IM1 entspricht dem Objektpunkt der Linsenoberfläche LS2. Da die Linsenoberfläche LS2 ebenfalls exzentrisch ist, tritt auch im Bild IM2 eine Aberration auf. Die Aberration im Bild IM2 ist eine Aberration, die durch Addieren der von der Exzentrizität der Linsenoberfläche LS2 verursachten Aberration zur Aberration im Bild IM1 erhalten wird. Die Aberration im Bild IM3 ist eine Aberration, die durch Addieren der von der Exzentrizität der Linsenoberfläche LS3 verursachten Aberration zur Aberration im Bild IM2 erhalten wird.In addition, with the eccentricity of the lens surface LS1, an aberration occurs in the image IM1. The image IM1 corresponds to the object point of the lens surface LS2. Since the lens surface LS2 is also eccentric, aberration also occurs in image IM2. The aberration in the image IM2 is an aberration obtained by adding the aberration caused by the eccentricity of the lens surface LS2 to the aberration in the image IM1. The aberration in the image IM3 is an aberration obtained by adding the aberration caused by the eccentricity of the lens surface LS3 to the aberration in the image IM2.
Auf diese Weise wird das Bild im Zustand, in dem die Linsenoberflächen exzentrisch sind, weitergeleitet, während jeweils die in der Linsenoberfläche LS1, der Linsenoberfläche LS2 und der Linsenoberfläche LS3 auftretende Aberration addiert wird.
- (II) Der Freiheitsgrad der Exzentrizität wird hier nachfolgend erläutert. Der Freiheitsgrad der Exzentrizität gibt die Art der Exzentrizität an. Der Freiheitsgrad der Exzentrizität wird grob in Verschiebung und Neigung eingeteilt.
2A ,2B und2C sind Diagramme zur Erläuterung eines Freiheitsgrads der Exzentrizität,2A illustriert den Freiheitsgrad der Exzentrizität auf einer sphärischen Oberfläche und2B und2C illustrieren den Freiheitsgrad der Exzentrizität auf einer asphärischen Oberfläche.
- (II) The degree of freedom of eccentricity is explained below. The degree of freedom of eccentricity indicates the type of eccentricity. The degree of freedom of eccentricity is roughly divided into displacement and inclination.
2A .2 B and2C are diagrams for explaining a degree of freedom of eccentricity,2A illustrates the degree of freedom of eccentricity on a spherical surface and2 B and2C illustrate the degree of freedom of eccentricity on an aspherical surface.
Wie in
Darüber hinaus kann in einer sphärischen Oberfläche die Neigung als eine Verschiebung in der X-Richtung, eine Verschiebung in der Y-Richtung und eine in einer Z-Richtung auftretende Abstandsverlagerung angesehen werden, auch wenn die sphärische Oberfläche geneigt wird, wobei ein bestimmter Punkt in einem Abstand als ein Mittelpunkt dient. Dementsprechend kann der Freiheitsgrad der Exzentrizität in einer sphärischen Oberfläche nur als eine Verschiebung in der X-Richtung und eine Verschiebung in der Y-Richtung angesehen werden.Moreover, in a spherical surface, the inclination may be regarded as a displacement in the X direction, a displacement in the Y direction, and a displacement in a Z direction even if the spherical surface is inclined, with a certain point in a distance serves as a center. Accordingly, the degree of freedom of eccentricity in a spherical surface can be regarded as only a shift in the X direction and a shift in the Y direction.
Bei der Fertigung tritt ebenfalls eine Abstandsverlagerung auf. Abstandsverlagerungen bei der Fertigung sind zum Beispiel ein Fehler in einer Dicke einer Linse und ein Fehler in einem Abstand zwischen Linsen in einem System aus zwei Linsen. Die durch einen Fertigungsfehler verursachte Abstandsverlagerung kann tatsächlich nicht von einer Abstandsverlagerung unterschieden werden, die verursacht wird, wenn die sphärische Oberfläche geneigt wird.In the production also occurs a distance shift. Spacing displacements in fabrication are, for example, an error in a thickness of a lens and an error in a distance between lenses in a system of two lenses. In fact, the offset displacement caused by a manufacturing defect can not be distinguished from a distance shift caused when the spherical surface is tilted.
Im Gegensatz dazu, wie in
Auf diese Weise unterscheiden sich eine sphärische Oberfläche und eine asphärische Oberfläche in der Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität. Dementsprechend beträgt die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität zum Beispiel maximal 6, wenn eine erste Oberfläche einer Linse eine sphärische Oberfläche ist und eine zweite Oberfläche davon eine asphärische Oberfläche ist.
- (III) Die Koordinaten im Messsystem werden hier nachfolgend erläutert.
3A und3B sind Diagramme, die Koordinaten im Messsystem und eine Exzentrizität eines gegenständlichen optischen Systems illustrieren, wobei3A die Exzentrizität durch Linsenoberflächen illustriert und3B die Exzentrizität durch Kugelmittelpunkte illustriert.
- (III) The coordinates in the measuring system are explained below.
3A and3B are diagrams illustrating coordinates in the measuring system and an eccentricity of an objective optical system, wherein3A the eccentricity illustrated by lens surfaces and3B the eccentricity illustrated by ball centers.
Das Messsystem enthält ein Lichtprojektionssystem und ein Lichtempfangssystem. In
Wie in
Wie in
- (IV) Eine Wellenfront nach einer Übertragung durch eine exzentrische Linsenoberfläche wird hier nachfolgend erläutert. Dies wird hier nachfolgend unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks erläutert.
- (IV) A wavefront after transmission through an eccentric lens surface will be explained hereinafter. This will be explained below using a numerical expression.
Wie in
Ein Lichtstrahl LB', der durch das gegenständliche optische System übertragen wurde, wird auf das Lichtempfangssystem einfallen gelassen. Der Lichtstrahl LB gibt einen Teil des Lichtstrahls an, der ursprünglich an das gegenständliche optische System angelegt werden sollte. Auf die gleiche Weise gibt der Lichtstrahl LB' gibt einen Teil des Lichtstrahls an, der ursprünglich auf das Lichtempfangssystem einfallen gelassen werden sollte.A light beam LB 'transmitted through the subject optical system is made incident on the light receiving system. The light beam LB indicates a part of the light beam which should originally be applied to the objective optical system. In the same way, the light beam LB 'indicates a part of the light beam that should originally be incident on the light receiving system.
Im Lichtempfangssystem werden Wellenfrontdaten auf Basis des Lichtstrahls LB' erfasst. Da die Linsenoberflächen im gegenständlichen optischen System exzentrisch sind, enthält die Wellenfront des Lichtstrahls LB' eine Wellenfrontaberration, die durch die Exzentrizität verursacht wird. Aus diesem Grund ermöglicht eine Analyse der Wellenfrontdaten eine Erfassung der durch die Exzentrizität verursachten Wellenfrontaberration.In the light receiving system, wavefront data are detected based on the light beam LB '. Since the lens surfaces in the subject optical system are eccentric, the wavefront of the light beam LB 'includes wavefront aberration caused by the eccentricity. For this reason, analysis of the wavefront data enables detection of the wavefront aberration caused by the eccentricity.
Hier kann die Aberration, die in einem rotationssymmetrischen optischen System auftritt, unter Verwendung eines Polynomausdrucks entwickelt werden, wie eines Terms, der nicht vom Exzentrizitätsbetrag abhängt, eines Terms, der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, eines Terms, der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, eines Terms, der zur dritten Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist und eines Terms, der zur vierten Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, ... (siehe: Third-order Aberration Theory for Optical System with Eccentricity, Third-order Aberration Theory of Eccentric Optical System, beide von der Japan Optomechatronics Association veröffentlicht, Image field distribution model of wavefront aberration and models of distortion und field curvature [T. Matsuzawa: J. Opt. Soc. Am. A, 28, Nr. 2 (2011) 96–110]).Here, the aberration that occurs in a rotationally symmetric optical system can be developed using a polynomial expression such as a term that does not depend on the amount of eccentricity, a term that is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, a term that is square to the square Eccentricity amount, a term proportional to the cube of the amount of eccentricity and a term proportional to the fourth power of the amount of eccentricity ... (see: Third-order Aberration Theory for Optical System with Eccentricity, Third-order Aberration Theory of Eccentric Optical System, both published by the Japan Optomechatronics Association, Image field distribution model of wavefront aberration and models of distortion and field curvature [T. Matsuzawa: J. Opt. Soc. Am. A, 28, No. 2 (2011)] 96-110]).
Hier werden zur Entwicklung der Wellenfrontaberration nur die Terme verwendet, die vom Exzentrizitätsbetrag abhängen. In diesem Fall kann die Wellenfrontaberration W zum Beispiel durch den folgenden Ausdruck (1) ausgedrückt werden. Die Wellenfrontaberration W wird hier jedoch als Abweichung von der Wellenfront erläutert, wenn das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist. wobei
Δj der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die Oz-Achse in der j-ten Oberfläche ist,
Bj1(Ox,Oy,ρx,ρy) eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit ist und
Bj2(Ox,Oy,ρx,ρy) eine zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit ist.Here, only the terms that depend on the amount of eccentricity are used to develop the wavefront aberration. In this case, the wavefront aberration W can be expressed, for example, by the following expression (1). However, the wavefront aberration W is explained here as a deviation from the wavefront if the objective optical system is not eccentric. in which
Δj is the amount of eccentricity with respect to the Oz axis in the jth surface,
Bj1 (Ox, Oy, ρx, ρy) is an eccentric aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the jth surface, and
B j2 (Ox, Oy, ρx, ρy) is an eccentric aberration sensitivity proportional to the square of the amount of eccentricity in the jth surface.
Wie durch den Ausdruck (1) gegeben, ist jeder Term des Polynomausdrucks durch das Produkt des Exzentrizitätsbetrags und der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit gegeben. Im Ausdruck (1) ist der Exzentrizitätsbetrag nicht auf den Verschiebungsbetrag in der Y-Richtung beschränkt. Dementsprechend ist der Exzentrizitätsbetrag durch Δ, nicht δ, gegeben, mit der Bedeutung eines allgemeinen Exzentrizitätsbetrags.As expressed by the expression (1), each term of the polynomial expression is given by the product of the amount of eccentricity and the eccentric aberration sensitivity. In Expression (1), the amount of eccentricity is not limited to the shift amount in the Y direction. Accordingly, the amount of eccentricity is given by Δ, not δ, meaning a general amount of eccentricity.
Darüber hinaus wird die Wellenfrontaberration W im Ausdruck (1) auf Basis der Aberrationstheorie entwickelt, wobei die Entwicklung bis zum Term durchgeführt wird, der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist (zum zu Δ2 proportionalen Term). Da der durch einen Fertigungsfehler verursachte Exzentrizitätsbetrag klein ist, wird der Aberrationsbetrag in jedem Term im Allgemeinen für die zur dritten und vierten und höheren Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Terme als winzig angesehen und kann ignoriert werden. Aus diesem Grund enthält der Ausdruck (1) keine zur dritten und vierten und höheren Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Terme.Moreover, the wavefront aberration W in the expression (1) is developed on the basis of the aberration theory, and the development is performed until the term proportional to the square of the amount of eccentricity (to the term proportional to Δ 2 ). Since the amount of eccentricity caused by a manufacturing error is small, the amount of aberration in each term is generally regarded as minute for the terms proportional to the third and fourth and higher powers of the amount of eccentricity and can be ignored. For this reason, the expression (1) does not include terms proportional to the third and fourth and higher powers of the amount of eccentricity.
Jeder der Terme auf der rechten Seite des Ausdrucks (1) wird als eine „Aberrationskomponente” bezeichnet. Außerdem wird jeder der mit dem Exzentrizitätsbetrag Δ multiplizierten Terme als eine „exzentrische Aberrationskomponente” bezeichnet. Jeder der Terme auf der rechten Seite des Ausdrucks (1) wird mit dem Exzentrizitätsbetrag Δ multipliziert. Dementsprechend sind alle Terme auf der rechten Seite des Ausdrucks (1) exzentrische Aberrationskomponenten.Each of the terms on the right side of the expression (1) is referred to as an "aberration component". In addition, each of the terms multiplied by the amount of eccentricity Δ is referred to as an "eccentric aberration component". Each of the terms on the right side of the expression (1) is multiplied by the amount of eccentricity Δ. Accordingly, all terms on the right side of the expression (1) are eccentric aberration components.
Tabelle 1 erklärt alle Terme des Ausdrucks (1). [Tabelle 1]
Wie in Tabelle 1 illustriert, enthalten die exzentrischen Aberrationskomponenten im Ausdruck (1) exzentrische Aberrationskomponenten (zu Δ proportionale Terme), die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional sind, und exzentrische Aberrationskomponenten (zu Δ2 proportionale Terme), die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional sind. Darüber hinaus ist Bj1(Ox,Oy,ρx,ρy) eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und Bj2(Ox,Oy,ρx,ρy) ist eine zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit.As illustrated in Table 1, the eccentric aberration components included in the expression (1) eccentric aberration components (proportional to Δ Terme), which are proportional to the first power of the eccentricity and eccentric aberration components (Δ 2 to proportional terms), which the square of the eccentricity are proportional. Moreover, Bj1 (Ox, Oy, ρx, ρy) is an eccentric aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the j-th surface, and Bj2 (Ox, Oy, ρx, ρy) is a square of the amount of eccentricity in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
Wie oben beschrieben wird die Wellenfrontaberration durch Analysieren der Wellenfrontdaten erhalten. Die Wellenfrontaberration kann durch einen Polynomausdruck aus Aberrationskomponenten entwickelt werden.As described above, the wavefront aberration is obtained by analyzing the wavefront data. The wavefront aberration can be developed by a polynomial expression of aberration components.
Darüber hinaus kann die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit in jeder Aberrationskomponente mit einem Polynomausdruck auf Basis der Aberrationstheorie entwickelt werden. Wenn sie zum Beispiel mittels eines Zernike-Polynoms entwickelt wird, kann die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bjl(Ox,Oy,ρx,ρy) durch den folgenden Ausdruck (2) ausgedrückt werden. wobei
B1j1(Ox,Oy) bis B9j1(Ox,Oy) exzentrische Aberrationsempfindlichkeiten sind. In addition, the eccentric aberration sensitivity in each aberration component can be developed with a polynomial expression based on the aberration theory. For example, when developed by a Zernike polynomial, the eccentric aberration sensitivity B jl (Ox, Oy, ρx, ρy) can be expressed by the following expression (2). in which
B 1j1 (Ox, Oy) to B 9j1 (Ox, Oy) are eccentric aberration sensitivities .
Wenn die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit durch Bzjl(Ox,Oy) gegeben ist, ist Bzjl(Ox,Oy) die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem Z-ten Term der Zernike-Terme multipliziert ist, und die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit.If the eccentric aberration sensitivity is given by B zjl (Ox, Oy), B zjl (Ox, Oy) is the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the Zth term of the Zernike terms, and that to the 1st power of the Zernike term Eccentricity amount in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
Tabelle 2 illustriert eine Korrelation zwischen jedem der Terme der Zernike-Terme und die Funktion und die Aberration, die den jeweiligen Term angeben. Tabelle 2 illustriert die Korrelation davon für den ersten bis zum neunten Term der Zernike-Terme. [Tabelle 2]
Die Terme der Zernike-Terme sind durch die Pupillenkoordinaten ρx und ρy gegeben. Hier wird die Ordnung durch die Ordnung in ρx bestimmt und die Ordnung in ρy wird als die maximale Ordnung der Pupillenkoordinaten bestimmt. Wenn die maximale Ordnung eine gerade Ordnung ist, ist die Ordnung der Funktion des Terms eine gerade Ordnung. Wenn die maximale Ordnung eine ungerade Ordnung ist, ist die Ordnung der Funktion des Terms eine ungerade Ordnung. Im zweiten Term der Zernike-Terme ist beispielsweise die maximale Ordnung der Pupillenkoordinaten im zweiten Term der Zernike-Terme die erste Ordnung und eine ungerade Ordnung, da die Pupillenkoordinate ρx ist. Dementsprechend ist die Funktion, die den zweiten Term der Zernike-Terme angibt, eine Funktion, bei der die maximale Ordnung der Pupillenkoordinaten die erste Ordnung und eine ungerade Ordnung ist.The terms of the Zernike terms are given by the pupil coordinates ρx and ρy. Here the order is determined by the order in ρx and the order in ρy is determined to be the maximum order of the pupil coordinates. If the maximum order is an even order, the order of the function of the term is an even order. If the maximum order is an odd order, the order of the function of the term is an odd order. For example, in the second term of the Zernike terms, the maximum order of the pupil coordinates in the second term of the Zernike terms is the first order and one odd order, since the pupil coordinate is ρx. Accordingly, the function indicating the second term of the Zernike terms is a function in which the maximum order of the pupil coordinates is the first order and an odd order.
Außerdem ist im sechsten Term der Zernike-Terme die maximale Ordnung der Pupillenkoordinaten im sechsten Term der Zernike-Terme die zweite Ordnung und eine gerade Ordnung, da die Pupillenkoordinaten ρxρy sind. Dementsprechend ist die Funktion, die den sechsten Term der Zernike-Terme angibt, eine Funktion, bei der die maximale Ordnung der Pupillenkoordinaten die zweite Ordnung und eine gerade Ordnung ist.In addition, in the sixth term of the Zernike terms, the maximum order of the pupil coordinates in the sixth term of the Zernike terms is the second order and an even order because the pupil coordinates are ρxρy. Accordingly, the function indicating the sixth term of the Zernike terms is a function in which the maximum order of the pupil coordinates is the second order and an even order.
Tabelle 3 illustriert die Ergebnisse des ersten Terms bis zum neunten Term zusammengenommen. [Tabelle 3]
Darüber hinaus ist der zweite Term im Ausdruck (2) ein Term, der durch Multiplizieren von B2jl(Ox,Oy) mit ρx erhalten wird. Dementsprechend ist der zweite Term des Ausdrucks (2) ein Term, der durch Multiplizieren von B2jl(Ox,Oy) mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung erhalten wird.Moreover, the second term in expression (2) is a term obtained by multiplying B 2jl (Ox, Oy) by ρx. Accordingly, the second term of expression (2) is a term obtained by multiplying B 2j 1 (Ox, O y ) having a function with the pupil coordinates in an odd order.
Darüber hinaus ist der sechste Term im Ausdruck (2) ein Term, der durch Multiplizieren von B6jl(Ox,Oy) mit ρxρy erhalten wird. Dementsprechend ist der sechste Term des Ausdrucks (2) ein Term, der durch Multiplizieren von B6jl(Ox,Oy) mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung erhalten wird.Moreover, the sixth term in expression (2) is a term obtained by multiplying B 6jl (Ox, Oy) by ρxρy. Accordingly, the sixth term of expression (2) is a term obtained by multiplying B 6j 1 (Ox, O y ) with a function having the pupil coordinates in even order.
Tabelle 4 erklärt alle Terme des Ausdrucks (2). [Tabelle 4]
Wenn die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bjl(Ox,Oy,ρx,ρy) mittels eines Zernike-Polynoms entwickelt wird, werden auf diese Weise die Terme des Polynomausdrucks in Terme, die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert sind, und in Terme klassifiziert, die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert sind.When the eccentric aberration sensitivity Bjl (Ox, Oy, ρx, ρy) is developed by means of a Zernike polynomial, in this way the terms of the polynomial expression in terms multiplied by a function with the pupil coordinates in odd order and in terms classified, which are multiplied by a function with the pupil coordinates in even order.
Außerdem kann die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzjl(Ox,Oy) mittels eines Polynoms entwickelt werden. Der entwickelte Ausdruck unterscheidet sich jedoch zwischen den Termen, die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert sind, und den Termen, die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert sind.In addition, the eccentric aberration sensitivity B zjl (Ox, Oy) can be developed by means of a polynomial. The developed expression differs, however, between the terms multiplied by a function with the pupil coordinates in odd order and the terms multiplied by a function with the pupil coordinates in an even order.
Hier werden die Fälle, in denen der Index „I” in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit Bzjl(Ox,Oy) „I = 1” und „I = 2” ist, nachfolgend gesondert erläutert.Here, the cases where the index "I" in the eccentric aberration sensitivity B zjl (Ox, Oy) is "I = 1" and "I = 2" are explained separately below.
Im Fall von „I = 1” gibt die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit durch Bzj1(Ox,Oy) die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem Z-ten Term der Zernike-Terme multipliziert ist, und die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit an.In the case of "I = 1", the eccentric aberration sensitivity by B zj1 (Ox, Oy) gives the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the Zth term of the Zernike terms and that to the 1st power of the amount of eccentricity in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
Es folgt eine Erläuterung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) des Terms, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit, die mit dem zweiten Term, dem dritten Term, dem siebten Term, dem achten Term, ... der Zernike-Terme (hier nachfolgend als „der zweite Term und andere der Zernike-Terme” bezeichnet) multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) ist durch den folgenden Ausdruck (3) gegeben.The following is an explanation of the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) of the term multiplied by a function with the odd-order pupil coordinates . The eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) is the eccentric aberration sensitivity associated with the second term, the third term, the seventh term, the eighth term, ... the Zernike terms (hereinafter referred to as "the second term and others the Zernike term ") is multiplied. The eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8, ...) is given by the following expression (3).
Wie durch den Ausdruck (3) gegeben, ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) des mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten.As expressed by the expression (3), the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) of the term multiplied by the second term and other of the Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, is even Function for the object height coordinates.
Es folgt eine Erläuterung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) des Terms, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit, die mit dem ersten Term, dem vierten Term, dem fünften Term, dem sechsten Term, dem neunten Term ... der Zernike-Terme (hier nachfolgend als „der vierte Term und andere der Zernike-Terme” bezeichnet) multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) ist durch den folgenden Ausdruck (4) gegeben.The following is an explanation of the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) of the term, which is multiplied by a function with the pupil coordinates in an even order. The eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) is the eccentric aberration sensitivity associated with the first term, the fourth term, the fifth term, the sixth term, the ninth term ... of the Zernike terms (hereinafter referred to as "the fourth term Term and others of the Zernike terms ") is multiplied. The eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9, ...) is given by the following expression (4).
Wie durch den Ausdruck (4) gegeben, ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) des mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten.As expressed by the expression (4), the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) of the term multiplied by the fourth term and other of the Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, is odd Function for the object height coordinates.
Im Fall von „I = 2” gibt die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit durch Bzj2(Ox,Oy) die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem Z-ten Term der Zernike-Terme multipliziert ist, und die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit an.In the case of "I = 2", the eccentric aberration sensitivity by B zj2 (Ox, Oy) gives the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the Zth term of the Zernike terms, and the Square of the eccentricity amount in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
Es folgt eine Erläuterung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) des Terms, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) ist durch den folgenden Ausdruck (5) gegeben.The following is an explanation of the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) of the term multiplied by a function with the odd-order pupil coordinates . The eccentric aberration sensitivity B zj2 (Ox, Oy) is the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the second term and other of the Zernike terms. The eccentric aberration sensitivity B zj2 (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8, ...) is given by the following expression (5).
Wie durch den Ausdruck (5) gegeben, ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) des mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten.As expressed by the expression (5), the eccentric aberration sensitivity B zj2 (Ox, Oy) of the term multiplied by the second term and other Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the square of the amount of eccentricity, is an odd function the object height coordinates.
Es folgt eine Erläuterung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) des Terms, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) ist durch den folgenden Ausdruck (6) gegeben.The following is an explanation of the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) of the term, which is multiplied by a function with the pupil coordinates in an even order. The eccentric aberration sensitivity B zj2 (Ox, Oy) is the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms. The eccentric aberration sensitivity B zj2 (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) is given by the following expression (6).
Wie durch den Ausdruck (6) gegeben, ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) des mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, eine gerade Funktion für die Objekthöhe.As expressed by the expression (6), the eccentric aberration sensitivity B zj2 (Ox, Oy) of the term multiplied by the fourth term and other of the Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the square of the amount of eccentricity, is an even function the object height.
C in den Ausdrücken (3) bis (6) ist eine Konstante, die nicht von den Objekthöhenkoordinaten, den Pupillenkoordinaten und der Exzentrizität abhängt. Darüber hinaus geben die Indizes in C in der Reihenfolge von links den Z-ten Term der Zernike-Terme, die j-te Oberfläche, den Wert von I, die Ordnung in der Objekthöhenkoordinate Ox und die Ordnung in der Objekthöhenkoordinate Oy an.C in expressions (3) to (6) is a constant that does not depend on the object height coordinates, the pupil coordinates, and the eccentricity. Moreover, the indexes in C in the order from the left indicate the Zth term of the Zernike terms, the jth surface, the value of I, the order in the object height coordinate Ox, and the order in the object height coordinate Oy.
Auf diese Weise wird die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzjl(Ox,Oy) nach Bedingungen in den Fall, in dem sie als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten dient, und in den Fall klassifiziert, in dem sie als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten dient.In this way, the eccentric aberration sensitivity B zjl (Ox, Oy) is classified according to conditions in the case where it serves as an odd function for the object height coordinates, and in the case where it serves as an even function for the object height coordinates.
Wie oben beschrieben, wird die Aberration durch die Exzentrizität der Linsenoberfläche im gegenständlichen optischen System verursacht. Die Aberration, die aufgetreten ist, zeigt sich als eine Wellenfrontaberration. Auf diese Weise sind die Exzentrizität der Linsenoberfläche und die Aberration eng verwandt. Die Wellenfrontaberration ist durch den Exzentrizitätsbetrag und die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit gegeben. Dementsprechend kann der Exzentrizitätsbetrag auf Basis der Wellenfrontaberration und der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit ermittelt werden.As described above, the aberration is caused by the eccentricity of the lens surface in the subject optical system. The aberration that has occurred shows up as a wavefront aberration. In this way, the eccentricity of the lens surface and the aberration are closely related. The wavefront aberration is given by the amount of eccentricity and the eccentric aberration sensitivity. Accordingly, the amount of eccentricity can be determined based on the wavefront aberration and the eccentric aberration sensitivity.
Es folgt eine Erläuterung des Verfahrens zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform (hier nachfolgend als „Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform” bezeichnet).The following is an explanation of the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment (hereinafter referred to as "measuring method according to the present embodiment").
Das Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren, bei dem ein Lichtstrahl an ein gegenständliches optisches System angelegt wird, das an einer Messachse angeordnet ist, und bei dem der Exzentrizitätsbetrag gemessen wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen Erfassungsschritt, bei dem Wellenfrontdaten auf Basis des Lichtstrahls erfasst werden, der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt wird, einen ersten Extrahierungsschritt, bei dem eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten extrahiert wird, einen zweiten Extrahierungsschritt, bei dem eine erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert wird und einen Analyseschritt, bei dem ein System linearer Gleichungen für die erste Aberrationskomponente, die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und den Exzentrizitätsbetrag analysiert wird, und wobei die vorbestimmte Aberrationskomponente eine Aberrationskomponente ist, die eine durch die Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält, die erste Aberrationskomponente eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der vorbestimmten Aberrationskomponente proportionale Aberrationskomponente ist und die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationsempfindlichkeit ist.The method for measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment is a method in which a light beam is applied to an objective optical system disposed on a measuring axis and in which the amount of eccentricity is measured, the method comprising: a detecting step; wherein wavefront data is detected based on the light beam emitted from the subject optical system, a first extracting step in which a predetermined aberration component is extracted from the wavefront data, a second extracting step in which a first aberration component is extracted from the predetermined aberration component, and a second extracting step An analysis step in which a system of linear equations for the first aberration component, the eccentric aberration sensitivity and the amount of eccentricity is analyzed, and wherein the predetermined aberration component is an aberration k component is one caused by the eccentricity Aberration component, the first aberration component is an aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the predetermined aberration component, and the eccentric aberration sensitivity is an aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity.
Schritt S100 ist ein Erfassungsschritt. Wie oben beschrieben wird ein Lichtstrahl an das gegenständliche optische System angelegt. Der Lichtstrahl, der an das gegenständliche optische System angelegt wird, wird durch das gegenständliche optische System übertragen und wird vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt. Bei Schritt S100 werden Wellenfrontdaten WFD auf Basis des Lichtstrahls erfasst, der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt wird.Step S100 is a detection step. As described above, a light beam is applied to the subject optical system. The light beam applied to the subject optical system is transmitted through the subject optical system and is radiated from the subject optical system. At step S100, wavefront data WFD is detected based on the light beam emitted from the subject optical system.
Schritt S200 ist ein erster Extrahierungsschritt. Im ersten Extrahierungsschritt wird eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten WFD extrahiert. Die vorbestimmte Aberrationskomponente ist eine Aberrationskomponente, die eine durch Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält.Step S200 is a first extraction step. In the first extraction step, a predetermined aberration component is extracted from the wavefront data WFD. The predetermined aberration component is an aberration component containing an aberration component caused by eccentricity.
In einem Zustand, in dem die Linsenoberfläche im gegenständlichen optischen System exzentrisch ist (hier nachfolgend als „exzentrischer Zustand” bezeichnet), enthält die Wellenfront des vom gegenständlichen optischen System abgestrahlten Lichtstrahls eine durch die Exzentrizität verursachte Wellenfrontaberration. Die Wellenfrontdaten WFD sind keine Daten, die die Wellenfrontaberration selbst angeben, sondern Informationen über die Wellenfrontaberration enthalten.In a state where the lens surface is eccentric in the subject optical system (hereinafter referred to as "eccentric state"), the wavefront of the light beam radiated from the subject optical system includes wavefront aberration caused by the eccentricity. The wavefront data WFD are not data indicating the wavefront aberration itself but contain information about wavefront aberration.
Die Wellenfrontaberration ist die Gesamtsumme von Aberrationen verschiedener Typen. Bei Schritt S200 ist es durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFD möglich, Aberrationsbeträge in den jeweiligen Aberrationen zu ermitteln. In der Analyse wird ein Polynomausdruck verwendet. Beispiele des Polynomausdrucks enthalten ein Zernike-Polynom.The wavefront aberration is the sum total of aberrations of different types. At step S200, by analyzing the wavefront data WFD, it is possible to obtain aberration amounts in the respective aberrations. The analysis uses a polynomial expression. Examples of the polynomial expression include a Zernike polynomial.
Wenn die Wellenfrontaberration W unter Verwendung eines Zernike-Polynoms entwickelt wird, ist die Wellenfrontaberration W durch den folgenden Ausdruck (7) gegeben. In diesem Beispiel wird die Wellenfrontaberration unter Verwendung der Terme der Zernike-Terme bis zu den neunten Termen entwickelt. wobei
W1 bis W9 Aberrationskomponenten sind und
f1(ρx,ρy) bis f9(ρx,ρy) Funktionen sind, die Zernike-Terme angeben.When the wavefront aberration W is developed using a Zernike polynomial, the wavefront aberration W is given by the following expression (7). In this example, the wavefront aberration is developed using the terms of the Zernike terms up to the ninth terms. in which
W 1 to W 9 aberration components are and
f 1 (ρx, ρy) to f 9 (ρx, ρy) are functions that specify Zernike terms.
Her ist die Wellenfrontaberration WM bekannt, die durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFD erhalten wird. Aus diesem Grund wird durch Variieren von W1 bis W9 im Ausdruck (7) eine Kombination von W1 bis W9 ermittelt, mit der eine Differenz zwischen der Wellenfrontaberration W und der Wellenfrontaberration WM am kleinsten wird.Herein, the wavefront aberration W M obtained by analyzing the wavefront data WFD is known. For this reason, by varying W 1 to W 9 in the expression (7), a combination of W 1 to W 9 is determined, with which a difference between the wavefront aberration W and the wavefront aberration W M becomes the smallest.
Im Gegensatz dazu kann die Wellenfrontaberration W durch den Ausdruck (1) gegeben sein, wie oben beschrieben. Der Ausdruck (1) wird nachfolgend hier nochmals dargestellt.In contrast, the wavefront aberration W may be given by the expression (1) as described above. The expression (1) will be shown again hereunder.
Außerdem kann die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bjl(Ox,Oy,ρx,ρy) wie im Ausdruck (2') dargestellt entwickelt werden. Im Ausdruck (2') ist der Zernike-Term durch fz(ρx,ρy) gegeben. Darüber hinaus werden die Terme vom fünften bis zum achten Term und der zehnte Term und die folgenden Terme der Zernike-Terme weggelassen. In addition, the eccentric aberration sensitivity B j1 (Ox, Oy, ρx, ρy) can be developed as shown in Expression (2 '). In expression (2 '), the Zernike term is given by f z (ρx, ρy). In addition, the terms from the fifth to the eighth term and the tenth term and the following terms of the Zernike terms are omitted.
Wenn der Ausdruck (2') in den Ausdruck (1) substituiert wird, wird der folgende Ausdruck (1-1) erhalten.When the expression (2 ') is substituted into the expression (1), the following expression (1-1) is obtained.
Im Ausdruck (1-1) geben sowohl der Index von f als auch der erste Index von B den Grad des Zernike-Terms an. Wenn die Terme nach dem Grad des Zernike-Terms zusammengefasst werden, wird Ausdruck (1-2) erhalten.In expression (1-1), both the index of f and the first index of B indicate the degree of the Zernike term. When the terms are summarized by the degree of the Zernike term, expression (1-2) is obtained.
Folgende Ausdrücke (8-1) bis (8-9) werden aus dem Ausdruck (7) und dem Ausdruck (1-2) erhalten.The following expressions (8-1) to (8-9) are obtained from the expression (7) and the expression (1-2).
Die rechte Seite jedes der Ausdrücke von Ausdruck (8-1) bis Ausdruck (8-9) wird aus den Termen, die Δ1 bis Δj enthalten, und den Termen gebildet, die Δ1 2 bis Δj 2 enthalten. Wie oben beschrieben sind W1 bis W9 unter Verwendung der mit dem Exzentrizitätsbetrag Δ multiplizierten Terme gegeben. Auf diese Weise, da der mit dem Exzentrizitätsbetrag Δ multiplizierte Term eine „exzentrische Aberrationskomponente” ist, sind jeweils W1 bis W9 exzentrische Aberrationskomponenten.The right side of each of the terms of expression (8-1) to expression (8-9) is formed from the terms containing Δ 1 to Δ j and the terms containing Δ 1 2 to Δ j 2 . As described above, W 1 to W 9 are given by using the terms multiplied by the amount of eccentricity Δ. In this way, since the W 1 to W 9 are eccentric aberration components, each term multiplied by the amount of eccentricity Δ is an "eccentric aberration component".
Außerdem ist die vorbestimmte Aberrationskomponente wie oben beschrieben eine Aberrationskomponente, die die durch die Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält. W1 bis W9 sind exzentrische Aberrationskomponenten, das heißt, die durch die Exzentrizität verursachten Aberrationskomponenten. Dementsprechend dienen W1 bis W9 als die vorbestimmten Aberrationskomponenten.In addition, the predetermined aberration component as described above is an aberration component containing the aberration component caused by the eccentricity. W 1 to W 9 are eccentric aberration components, that is, the aberration components caused by the eccentricity. Accordingly, W 1 to W 9 serve as the predetermined aberration components.
Auf diese Weise kann die vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten WFD durch Ermitteln der Wellenfrontaberration durch die Analyse der Wellenfrontdaten WFD extrahiert werden, das heißt, durch Ermitteln einer Kombination von W1 bis W9.In this way, the predetermined aberration component can be extracted from the wavefront data WFD by determining the wavefront aberration through the analysis of the wavefront data WFD, that is, by determining a combination of W 1 to W 9 .
Schritt S300 ist ein zweiter Extrahierungsschritt. Im zweiten Extrahierungsschritt wird eine erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert. Die erste Aberrationskomponente ist eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente.Step S300 is a second extraction step. In the second extraction step, a first aberration component is extracted from the predetermined aberration component. The first aberration component is a aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity.
Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird ein System linearer Gleichungen für den Exzentrizitätsbetrag wie später beschrieben vorbereitet und der Exzentrizitätsbetrag wird durch Lösen des Systems linearer Gleichungen ermittelt. Die erste Aberrationskomponente wird für das System linearer Gleichungen verwendet.In the measuring method of the present embodiment, a system of linear equations for the amount of eccentricity is prepared as described later, and the amount of eccentricity is determined by solving the system of linear equations. The first aberration component is used for the system of linear equations.
Wie oben beschrieben, dienen W1 bis W9 als die vorbestimmten Aberrationskomponenten. Jede der W1 bis W9 wird jedoch aus einer Aberrationskomponente, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, und einer Aberrationskomponente gebildet, die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist. In diesem Fall weisen der Exzentrizitätsbetrag und der Aberrationsbetrag keine lineare Beziehung auf.As described above, W 1 to W 9 serve as the predetermined aberration components. However, each of W 1 to W 9 is formed of an aberration component that is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity and an aberration component that is proportional to the square of the amount of eccentricity. In this case, the amount of eccentricity and the amount of aberration do not have a linear relationship.
Aus diesem Grund wird die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente, das heißt, die erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert.For this reason, the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, that is, the first aberration component, is extracted from the predetermined aberration component.
Die erste Aberrationskomponente wird durch Ausschließen der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente aus jedem der Ausdrücke von Ausdruck (8-1) bis Ausdruck (8-9) erhalten. Wenn dementsprechend die erste Aberrationskomponente W11 bis W91 ist, sind W11 bis W91 durch die folgenden Ausdrücke (9-1) bis (9-9) gegeben.The first aberration component is obtained by excluding the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity from each of the expressions of Expression (8-1) to Expression (8-9). Accordingly, when the first aberration component is W 11 to W 91 , W 11 to W 91 are given by the following expressions (9-1) to (9-9).
Wenn die Ausdrücke (9-1) bis (9-9) vereinfacht werden, sind sie durch die folgenden Ausdrücke (10-1) bis (10-9) gegeben.When the expressions (9-1) to (9-9) are simplified, they are given by the following expressions (10-1) to (10-9).
Schritt S400 ist ein Analyseschritt. Im Analyseschritt werden gleichzeitig lineare Gleichungen für die erste Aberrationskomponente, die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und den Exzentrizitätsbetrag analysiert.Step S400 is an analysis step. In the analysis step, linear equations for the first aberration component, the eccentric aberration sensitivity, and the amount of eccentricity are simultaneously analyzed.
Wenn die erste Aberrationskomponente extrahiert wird, kann die Beziehung zwischen dem Exzentrizitätsbetrag und dem Aberrationsbetrag linear behandelt werden. Wenn darüber hinaus die Beziehung zwischen dem Exzentrizitätsbetrag und dem Aberrationsbetrag linear behandelt werden kann, kann der Exzentrizitätsbetrag mit hoher Genauigkeit durch Lösen des später beschriebenen Systems linearer Gleichungen ermittelt werden, auch wenn der Exzentrizitätsbetrag des gegenständlichen optischen Systems groß ist, als Fertigungsfehler.When the first aberration component is extracted, the relationship between the amount of eccentricity and the amount of aberration can be linearly treated. Moreover, if the relationship between the amount of eccentricity and the amount of aberration can be linearly treated, the amount of eccentricity can be determined with high accuracy by solving the system of linear equations described later, even if the amount of eccentricity of the subject optical system is large, as a manufacturing error.
Wie aus den Ausdrücken (10-1) bis (10-9) klar ist, kann ein System linearer Gleichungen durch Extrahieren der ersten Aberrationskomponente ausgearbeitet werden. Die linke Seite jedes der Ausdrücke (10-1) bis (10-9) ist ein Aberrationsbetrag. Im Gegensatz dazu ist die Einheit von Δ1 bis Δj eine Länge oder ein Winkel. Dementsprechend, um beispielsweise die Ausdrücke (10-1) bis (10-9) zu ermitteln, ist die Einheit von B111 „Aberrationsbetrag/Länge” oder „Aberrationsbetrag/Winkel”.As is clear from the expressions (10-1) to (10-9), a system of linear equations can be worked out by extracting the first aberration component. The left side of each of the expressions (10-1) to (10-9) is an aberration amount. In contrast, the unit of Δ 1 to Δ j is a length or an angle. Accordingly, for example, to obtain the expressions (10-1) to (10-9), the unit of B111 is "aberration amount / length" or "aberration amount / angle".
Die Einheit „Aberrationsbetrag/Länge” gibt das Ausmaß des Auftretens von Aberrationen an, wenn eine einzelne Stirnfläche im gegenständlichen optischen System um eine Einheit des Exzentrizitätsbetrags verschoben wird. Darüber hinaus gibt die Einheit „Aberrationsbetrag/Winkel” das Ausmaß des Auftretens von Aberrationen an, wenn eine einzelne Stirnfläche im gegenständlichen optischen System um eine Einheit des Exzentrizitätsbetrags geneigt wird. Dementsprechend geben B111 bis B9j1 die entsprechende exzentrische Aberrationsempfindlichkeit an, wie oben beschrieben.The unit "aberration amount / length" indicates the amount of occurrence of aberrations when a single end face in the subject optical system is shifted by one unit of the amount of eccentricity. In addition, the unit "aberration amount / angle" indicates the degree of occurrence of aberrations when a single end face in the subject optical system is one unit of the Eccentricity is inclined. Accordingly, B 111 to B 9j1 indicate the corresponding eccentric aberration sensitivity as described above.
Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit kann auf Basis von Daten bei der Konstruktion des gegenständlichen optischen Systems berechnet werden. Auf diese Weise werden die erste Aberrationskomponente auf der linken Seite, das heißt, der Aberrationsbetrag, und die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit auf der rechten Seite in jedem der Ausdrücke (10-1) bis (10-9) bekannt. Dementsprechend können die Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj durch Lösen des Systems linearer Gleichungen der Ausdrücke (10-1) bis (10-9) ermittelt werden.The eccentric aberration sensitivity can be calculated based on data in the construction of the subject optical system. In this way, the first aberration component on the left side, that is, the amount of aberration and the eccentric aberration sensitivity on the right side in each of the expressions (10-1) to (10-9) become known. Accordingly, the amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j can be obtained by solving the system of linear equations of expressions (10-1) to (10-9).
Die erste Aberrationskomponente ist ein zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionaler Betrag. Dementsprechend muss die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationsempfindlichkeit sein. Auf diese Weise ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, eine Änderung der exzentrischen Aberration pro Einheit des Exzentrizitätsbetrags einer Aberrationskomponente, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist.The first aberration component is an amount proportional to the 1st power of the amount of eccentricity. Accordingly, the eccentric aberration sensitivity must be the aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity. In this way, the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, is a change in the eccentric aberration per unit of the eccentricity amount of an aberration component which is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity.
Hier werden Wellenfrontdaten unter Verwendung eines vom gegenständlichen optischen System abgestrahlten Lichtstrahls erfasst. Aus diesem Grund kann das gegenständliche optische System aus einer Linse oder einer Vielzahl von Linsen gebildet werden. Außerdem, da die Freiheitsgrade der Exzentrizität, die gemessen werden können, Verschiebung und Neigung sind, kann die Linsenoberfläche eine sphärische Oberfläche oder eine asphärische Oberfläche sein. Darüber hinaus, da die Exzentrizität jeder der Linsenoberflächen nicht einzeln gemessen wird, kann die Messung in einer kurzen Zeit durchgeführt werden.Here, wavefront data is detected using a light beam radiated from the subject optical system. For this reason, the subject optical system can be formed of one lens or a plurality of lenses. In addition, since the degrees of freedom of the eccentricity that can be measured are displacement and inclination, the lens surface may be a spherical surface or an aspherical surface. In addition, since the eccentricity of each of the lens surfaces is not measured singly, the measurement can be performed in a short time.
Auf diese Weise ist es nach dem Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Exzentrizitätsbetrag ungeachtet der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden, in einer kurzen Zeit zu messen.In this way, according to the method of measuring the amount of eccentricity of the present embodiment, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system.
Es folgt eine Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform.The following is an explanation of a preferred embodiment of the measuring method according to the present embodiment.
Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird bevorzugt, dass der Lichtstrahl im Erfassungsschritt von zwei Strahlungspositionen abgestrahlt wird, die zwei Strahlungspositionen in Bezug auf die Messachse symmetrisch sind und der erste Extrahierungsschritt die vorbestimmte Aberrationskomponente aus den jeweiligen Wellenfrontdaten in einer Strahlungsrichtung und den jeweiligen Wellenfrontdaten in der anderen Strahlungsrichtung extrahiert.In the measuring method according to the present embodiment, it is preferable that the light beam in the detection step is radiated from two radiation positions that are symmetric about two radiation positions with respect to the measurement axis and the first extraction step selects the predetermined aberration component from the respective wavefront data in a radiation direction and the respective wavefront data in the radiation direction extracted in another direction of radiation.
Schritt S100 ist ein Erfassungsschritt. Der Erfassungsschritt beinhaltet Schritt S110, Schritt S120, Schritt S130 und Schritt S140.Step S100 is a detection step. The detecting step includes step S110, step S120, step S130, and step S140.
Im Erfassungsschritt im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird ein Lichtstrahl aus zwei Strahlungspositionen abgestrahlt. Die zwei Strahlungspositionen sind voneinander verschieden.
Bei Schritt S110 wird eine Lichtquelle in der Strahlungsposition P im Lichtprojektionssystem
Bei Schritt S120 werden Wellenfrontdaten WFD erfasst. Die vom gegenständlichen optischen System
Bei Schritt S130 wird die Lichtquelle in der Strahlungsposition P' des Lichtprojektionssystems
Bei Schritt S140 werden Wellenfrontdaten WFD' erfasst. Die vom gegenständlichen optischen System
Hier sind die Strahlungsposition P und die Strahlungsposition P' in Bezug auf die Messachse symmetrisch. Jede Linsenoberfläche des gegenständlichen optischen Systems ist jedoch zur Messachse exzentrisch. Aus diesem Grund weisen der von der Strahlungsposition P abgestrahlte Strahl und der von der Strahlungsposition P' abgestrahlte Strahl asymmetrische optische Pfade, die durch das gegenständliche optische System laufen. In diesem Fall weisen die nicht ebene Welle
Schritt S200 ist ein erster Extrahierungsschritt. Der Schritt S200 enthält Schritt S210 und Schritt S220. Wie oben beschrieben sind die Wellenfrontdaten WFD und die Wellenfrontdaten WFD' keine symmetrischen Daten.Step S200 is a first extraction step. Step S200 includes step S210 and step S220. As described above, the wavefront data WFD and the wavefront data WFD 'are not symmetric data.
Danach wird bei Schritt S210 eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten WFD in der Strahlungsposition P extrahiert. Außerdem wird bei Schritt S220 eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten WFD' in der Strahlungsposition P' extrahiert.Thereafter, at step S210, a predetermined aberration component is extracted from the wavefront data WFD at the radiation position P. In addition, at step S220, a predetermined aberration component is extracted from the wavefront data WFD 'in the radiation position P'.
Bei Schritt S300 wird eine erste Aberrationskomponente extrahiert. Schritt S400 wird unter Verwendung der extrahierten ersten Aberrationskomponente ausgeführt. Die Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj können durch Lösen eines Systems linearer Gleichungen bei Schritt S400 ermittelt werden.At step S300, a first aberration component is extracted. Step S400 is performed using the extracted first aberration component. The amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j can be obtained by solving a system of linear equations in step S400.
Auf diese Weise ist es nach dem Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Exzentrizitätsbetrag ungeachtet der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden, in einer kurzen Zeit zu messen.In this way, according to the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass die vorbestimmte Aberrationskomponente eine zweite Aberrationskomponente enthält, die zweite Aberrationskomponente eine zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der vorbestimmten Aberrationskomponente proportionale Aberrationskomponente ist, die Objekthöhenkoordinaten Koordinaten sind, die die Strahlungsposition angeben, die vorbestimmte Funktion eine Funktion ist, die die zweite Aberrationskomponente angibt und eine Funktion ist, die die Objekthöhenkoordinaten als eine Variable enthält, der Extrahierungsschritt einen ersten Berechnungsschritt und einen zweiten Berechnungsschritt enthält, im ersten Berechnungsschritt eine Summe der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition, wenn die vorbestimmte Funktion eine ungerade Funktion ist, und im zweiten Berechnungsschritt eine Differenz zwischen der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition, wenn die vorbestimmte Funktion eine gerade Funktion ist.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the predetermined aberration component includes a second aberration component, the second aberration component is an aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity in the predetermined aberration component, the object height coordinates are coordinates indicating the irradiation position, the predetermined function is one Function indicating the second aberration component and being a function including the object height coordinates as a variable, the extracting step including a first calculating step and a second calculating step, in the first calculating step, a sum of the predetermined aberration component in the one irradiation position and the predetermined aberration component in the one other radiation position when the predetermined function is an odd function, and a difference between them in the second calculation step and the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration component in the other radiation position when the predetermined function is an even function.
Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird außerdem ein Lichtstrahl an das gegenständliche optische System aus zwei in Bezug auf die Messachse symmetrischen Strahlungspositionen angelegt. Dadurch ist es möglich, die Wellenfrontdaten WFD und die Wellenfrontdaten WFD' zu erfassen (Schritt S100).In the measuring method according to the present embodiment, moreover, a light beam is applied to the objective optical system of two radiation positions symmetrical with respect to the measuring axis. Thereby, it is possible to detect the wavefront data WFD and the wavefront data WFD '(step S100).
Danach wird eine vorbestimmte Aberrationskomponente jeweils aus den Wellenfrontdaten WFD und den Wellenfrontdaten WFD' extrahiert (Schritt S200).Thereafter, a predetermined aberration component is respectively extracted from the wavefront data WFD and the wavefront data WFD '(step S200).
Wenn die eine Strahlungsposition P Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) aufweist, weist hier die andere Strahlungsposition P' Objekthöhenkoordinaten (–Ox,–Oy) auf. Der Lichtstrahl wird innerhalb einer Ebene OxOy abgestrahlt (Oz = 0). Aus diesem Grund werden nur Ox und Oy für die Objekthöhenkoordinaten verwendet. If the one radiation position P has object height coordinates (Ox, Oy), the other radiation position P 'here has object height coordinates (-Ox, -Oy). The light beam is emitted within a plane OxOy (Oz = 0). For this reason, only Ox and Oy are used for the object height coordinates.
Die Wellenfrontaberration W wird durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFD erfasst. Da die Objekthöhenkoordinaten der Strahlungsposition P(Ox,Oy) sind, sind in diesem Fall die vorbestimmten Aberrationskomponenten W1 bis W9, die aus der Wellenfrontaberration extrahiert wurden, durch die oben beschriebenen Ausdrücke (8-1) bis (8-9) gegeben.The wavefront aberration W is detected by analyzing the wavefront data WFD. In this case, since the object height coordinates of the radiation position are P (Ox, Oy), the predetermined aberration components W 1 to W 9 extracted from the wavefront aberration are given by the expressions (8-1) to (8-9) described above ,
Darüber hinaus wird die Wellenfrontaberration W durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFD' erfasst. Da die Objekthöhenkoordinaten der Strahlungsposition P'(–Ox,–Oy) sind, sind in diesem Fall die vorbestimmten Aberrationskomponenten W1 bis W9, die aus der Wellenfrontaberration extrahiert wurden, durch Ausdrücke (8-1') bis (8-9') folgendermaßen gegeben. In addition, the wavefront aberration W is detected by analyzing the wavefront data WFD '. In this case, since the object height coordinates of the radiation position P 'are (- Ox, -Oy), the predetermined aberration components W 1 to W 9 extracted from the wavefront aberration are represented by expressions (8-1') to (8-9 ' ) are given as follows.
Auf diese Weise werden nach dem Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform zwei vorbestimmte Aberrationskomponenten erfasst. Danach wird die erste Aberrationskomponente unter Verwendung der zwei vorbestimmten Aberrationskomponenten extrahiert. Diese Extrahierung wird bei Schritt S300 ausgeführt. Schritt S300 ist der zweite Extrahierungsschritt.In this way, according to the measuring method of the present embodiment, two predetermined aberration components are detected. Thereafter, the first aberration component is extracted using the two predetermined aberration components. This extraction is carried out at step S300. Step S300 is the second extraction step.
Es folgt eine Erläuterung des zweiten Extrahierungsschritts, das heißt, eines Schrittes zum Extrahieren der ersten Aberrationskomponente. Die folgenden vorbestimmten Aberrationskomponenten werden zur Erläuterung verwendet.The following is an explanation of the second extracting step, that is, a step of extracting the first aberration component. The following predetermined aberration components will be used for explanation.
W2(Ox,Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) und W2(–Ox,–Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) sind durch Ausdruck (8-2) bzw. Ausdruck (8-2') gegeben. W 2 (Ox, O y, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) and W 2 (-O x, -O y, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) are represented by expression (8-2 ) or expression (8-2 ').
Wie oben beschrieben enthält W2 die Aberrationskomponente, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, und die Aberrationskomponente, die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist. Die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist die erste Aberrationskomponente und die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist die zweite Aberrationskomponente. Die erste Aberrationskomponente wird als W21 bezeichnet und die zweite Aberrationskomponente wird als W22 bezeichnet.As described above, W 2 contains the aberration component that is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity and the aberration component that is proportional to the square of the amount of eccentricity. The aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity is the first aberration component, and the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity is the second aberration component. The first aberration component is referred to as W 21 and the second aberration component is referred to as W 22 .
Tabelle 5 illustriert Terme in der ersten Aberrationskomponente W21 für den Ausdruck (8-2) und den Ausdruck (8-2'). Zur einfachen Erläuterung ist W21 nur mit den Objekthöhenkoordinaten gegeben. [Tabelle 5]
Darüber hinaus illustriert Tabelle 6 Terme in der zweiten Aberrationskomponente W22 für den Ausdruck (8-2) und den Ausdruck (8-2'). [Tabelle 6]
Jeder der Terme B2j1(Ox,Oy) und B2j1(–Ox,–Oy) in Tabelle 5 gibt die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem zweiten Term der Zernike-Terme multipliziert ist, und die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit an.Each of the terms B 2j1 (Ox, Oy) and B 2j1 (-Ox, -Oy) in Table 5 gives the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the second term of the Zernike terms and that to the 1st power of the amount of eccentricity in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
In diesem Fall ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) des Terms, der mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, durch den Ausdruck (3) gegeben. Ausdruck (3) wird unten nochmals gezeigt.In this case, the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) of the term multiplied by the second term and other of the Zernike terms is represented by the expression (3 ). Expression (3) is shown below again.
Dementsprechend sind die Terme B2j1(Ox,Oy) und B2j1(–Ox,–Oy) durch Ausdrücke (3') bzw. (3'') folgendermaßen aus dem Ausdruck (3) gegeben.Accordingly, the terms B 2j1 (Ox, Oy) and B 2j1 (-Ox, -Oy) are given by expressions (3 ') and (3''), respectively, from the expression (3).
Als Ergebnis ist „B2j1(–Ox,–Oy) = B2j1(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit B2j1(Ox,Oy) des mit dem zweiten Term der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, als eine gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten.As a result, "B 2j1 (-Ox, -Oy) = B 2j1 (Ox, Oy)" is satisfied. In this way, the eccentric aberration sensitivity B 2j1 (Ox, Oy) of the term multiplied by the second term of the Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, serves as an even function with respect to the object height coordinates.
Im Gegensatz dazu gibt jeder der Terme B2j2(Ox,Oy) und B2j2(–Ox,–Oy) in Tabelle 6 die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem zweiten Term der Zernike-Terme multipliziert ist, und die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit an. In contrast, each of the terms B 2j2 (Ox, Oy) and B 2j2 (-Ox, -Oy) in Table 6 gives the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the second term of the Zernike terms and the square of the Eccentricity amount in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
In diesem Fall ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) des Terms, der mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, durch Ausdruck (5) gegeben. Ausdruck (5) wird unten nochmals gezeigt.In this case, the eccentric aberration sensitivity is Bzj2 (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8, ...) of the term multiplied by the second term and other of the Zernike terms by Expression (5) given. Expression (5) is shown below again.
Dementsprechend sind die Terme B2j2(Ox,Oy) und B2j2(–Ox,–Oy) durch Ausdrücke (5') bzw. (5'') folgendermaßen aus dem Ausdruck (5) gegeben.Accordingly, the terms B 2j2 (Ox, Oy) and B 2j2 (-Ox, -Oy) are given by expressions (5 ') and (5''), respectively, from the expression (5).
Als Ergebnis ist „B2j2(–Ox,–Oy) = –B2j2(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit B2j2(Ox,Oy) des mit dem zweiten Term der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, als eine ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten.As a result, "B 2j 2 (-O x, -O y) = -B 2j 2 (Ox, O y )" is satisfied. In this way, the eccentric aberration sensitivity B 2j2 (Ox, Oy) of the term multiplied by the second term of the Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the square of the amount of eccentricity, serves as an odd function with respect to the object height coordinates.
Tabelle 7 illustriert die erste Aberrationskomponente W21, wenn „B2j1(–Ox,–Oy) = B2j1(Ox,Oy)” reflektiert wird. Wie aus Tabelle 7 klar ist, wenn die zwei Strahlungspositionen symmetrisch sind, das heißt, wenn die Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) und (–Ox,–Oy) lauten, dann ist „W21(–Ox,–Oy) = W21(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die erste Aberrationskomponente W21 als eine gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten. [Tabelle 7]
Außerdem illustriert Tabelle 8 die zweite Aberrationskomponente W22, wenn „B2j2(–Ox,–Oy) = B2j2(Ox,Oy)” reflektiert wird. Wie aus Tabelle 8 klar ist, wenn die zwei Strahlungspositionen symmetrisch sind, dann ist „W22(–Ox,–Oy) = –W22(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die zweite Aberrationskomponente W22 als eine ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten. [Tabelle 8]
Im Gegensatz dazu sind W4(Ox,Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) und W4(–Ox,–Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) durch Ausdruck (8-4) bzw. Ausdruck (8-4') gegeben.In contrast, W 4 (Ox, O y, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) and W 4 (-O x, -O y, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) are expressed by expression ( 8-4) or expression (8-4 ').
Wie oben beschrieben enthält W4 die Aberrationskomponente, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, und die Aberrationskomponente, die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist. Die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist die erste Aberrationskomponente und die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist die zweite Aberrationskomponente. Die erste Aberrationskomponente wird als W41 bezeichnet und die zweite Aberrationskomponente wird als W42 bezeichnet.As described above, W 4 contains the aberration component, which is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, and the aberration component, which is proportional to the square of the amount of eccentricity. The aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity is the first aberration component, and the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity is the second aberration component. The first aberration component is referred to as W 41 , and the second aberration component is referred to as W 42 .
Tabelle 9 illustriert Terme in der ersten Aberrationskomponente W41 für den Ausdruck (8-4) und den Ausdruck (8-4'). Zur einfachen Erläuterung ist W41 nur mit den Objekthöhenkoordinaten gegeben. [Tabelle 9]
Darüber hinaus illustriert Tabelle 10 Terme in der zweiten Aberrationskomponente W42 für den Ausdruck (8-4) und den Ausdruck (8-4'). [Tabelle 10]
Jeder der Terme B4j1(Ox,Oy) und B4j1(–Ox,–Oy) in Tabelle 10 gibt die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem vierten Term der Zernike-Terme multipliziert ist, und die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit an.Each of the terms B 4j1 (Ox, Oy) and B 4j1 (-Ox, -Oy) in Table 10 gives the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the fourth term of the Zernike terms and that to the 1st power of the amount of eccentricity in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
In diesem Fall ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) des Terms, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, durch Ausdruck (4) gegeben. Ausdruck (4) wird unten nochmals gezeigt.In this case, the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) of the term multiplied by the fourth term and other of the Zernike terms is expressed by ( 4). Expression (4) is shown below again.
Dementsprechend sind die Terme B4j1(Ox,Oy) und B4j1(–Ox,–Oy) durch Ausdrücke (4') bzw. (4'') folgendermaßen aus dem Ausdruck (4) gegeben.Accordingly, the terms B 4j1 (Ox, Oy) and B 4j1 (-Ox, -Oy) are given by expressions (4 ') and (4''), respectively, from the expression (4).
Als Ergebnis ist „B4j1(–Ox,–Oy) = –B2j1(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit B4j1(Ox,Oy) des mit dem vierten Term der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, als eine ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten.As a result, "B 4j1 (-Ox, -Oy) = -B 2j1 (Ox, Oy)" is satisfied. In this way, the eccentric aberration sensitivity B 4j1 (Ox, Oy) of the term multiplied by the fourth term of the Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, serves as an odd function with respect to the object height coordinates.
Im Gegensatz dazu gibt jeder der Terme B4j2(Ox,Oy) und B4j2(–Ox,–Oy) in Tabelle 11 die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des Terms, der mit dem vierten Term der Zernike-Terme multipliziert ist, und die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit an.In contrast, each of the terms B 4j2 (Ox, Oy) and B 4j2 (-Ox, -Oy) in Table 11 gives the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the fourth term of the Zernike terms and the square of the Eccentricity amount in the j-th surface proportional eccentric aberration sensitivity.
In diesem Fall ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj2(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) des Terms, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, durch Ausdruck den (6) gegeben, wie oben beschrieben. Der Ausdruck (6) wird unten nochmals gezeigt.In this case, the eccentric aberration sensitivity B zj2 (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) of the term multiplied by the fourth term and other of the Zernike terms is expressed by the term (6) as described above. Expression (6) is shown below again.
Dementsprechend sind die Terme B4j2(Ox,Oy) und B4j2(–Ox,–Oy) durch Ausdrücke (6') bzw. (6'') folgendermaßen aus dem Ausdruck (6) gegeben.Accordingly, the terms B 4j 2 (Ox, O y ) and B 4j 2 (-O x, -O y) are given by expressions (6 ') and (6''), respectively, from the expression (6).
Als Ergebnis ist „B4j2(–Ox,–Oy) = B4j2(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit B4j2(Ox,Oy) des mit dem vierten Term der Zernike-Terme multiplizierten Terms in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit, die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional ist, als eine gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten.As a result, "B 4j2 (-Ox, -Oy) = B 4j2 (Ox, Oy)" is satisfied. In this way, the eccentric aberration sensitivity B 4j2 (Ox, Oy) of the term multiplied by the fourth term of the Zernike terms in the eccentric aberration sensitivity, which is proportional to the square of the amount of eccentricity, serves as an even function with respect to the object height coordinates.
Tabelle 11 illustriert die erste Aberrationskomponente W41, wenn „B4j1(–Ox,–Oy) = –B4j1(Ox,Oy)” reflektiert wird. Wie aus Tabelle 11 klar ist, wenn die zwei Strahlungspositionen symmetrisch sind, dann ist „W41(–Ox,–Oy) = –W41(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die erste Aberrationskomponente W41 als eine ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten. [Tabelle 11]
Darüber hinaus illustriert Tabelle 12 die zweite Aberrationskomponente W42, wenn „B4j2(–Ox,–Oy) = B4j2(Ox,Oy)” reflektiert wird. Wie aus Tabelle 12 klar ist, wenn die zwei Strahlungspositionen symmetrisch sind, dann ist „W42(–Ox,–Oy) = W42(Ox,Oy)” erfüllt. Auf diese Weise dient die zweite Aberrationskomponente W42 als eine gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten. [Tabelle 12]
Wie oben beschrieben, ist in der vorbestimmten Aberrationskomponente W2 die Funktion, die die erste Aberrationskomponente W21 angibt, eine gerade Funktion und die Funktion, die die erste Aberrationskomponente W22 angibt, eine ungerade Funktion. Im Gegensatz dazu ist in der vorbestimmten Aberrationskomponente W4 die Funktion, die die erste Aberrationskomponente W41 angibt, eine gerade Funktion und die Funktion, die die erste Aberrationskomponente W42 angibt, eine ungerade Funktion. As described above, in the predetermined aberration component W 2, the function indicating the first aberration component W 21 is an even function, and the function indicating the first aberration component W 22 is an odd function. In contrast, in the predetermined aberration component W 4, the function indicating the first aberration component W 41 is an even function and the function indicating the first aberration component W 42 is an odd function.
Hier wird unter der Annahme, dass die vorbestimmte Funktion eine Funktion ist, die die zweite Aberrationskomponente angibt, und eine Funktion ist, die die Objekthöhenkoordinaten als eine Variable enthält, in den Fall einer geraden Funktion und in den Fall einer ungeraden Funktion klassifiziert.Here, assuming that the predetermined function is a function indicating the second aberration component and a function including the object height coordinates as a variable, it is classified into the case of a straight function and the case of an odd function.
Aus diesem Grund wird Schritt S310 ausgeführt, um unterschiedliche Berechnungen für den Fall, in dem die vorbestimmte Funktion eine ungerade Funktion ist, und den Fall durchzuführen, in dem die vorbestimmte Funktion eine gerade Funktion ist.For this reason, step S310 is executed to perform different calculations in the case where the predetermined function is an odd function and the case where the predetermined function is an even function.
Da in der vorbestimmten Aberrationsfunktion W2 die Funktion, die die zweite Aberrationsfunktion W22 angibt, eine ungerade Funktion ist, ist die vorbestimmte Funktion eine ungerade Funktion. In diesem Fall ist das Ermittlungsergebnis bei Schritt S310 „JA”. Als Ergebnis wird Schritt S320 ausgeführt. Schritt S320 ist der erste Berechnungsschritt.In the predetermined aberration function W 2, since the function indicating the second aberration function W 22 is an odd function, the predetermined function is an odd function. In this case, the determination result in step S310 is "YES". As a result, step S320 is executed. Step S320 is the first calculation step.
Im ersten Berechnungsschritt wird eine Summe aus der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition erhalten. Genauer wird die Summe von W2(Ox,Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) und W2(–Ox,–Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) erhalten.In the first calculation step, a sum of the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration component in the other radiation position is obtained. More specifically, the sum of W 2 (Ox, Oy, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) and W 2 (-Ox, -Oy, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) is obtained.
Ausdruck (11) gibt das Ergebnis der Summe der zwei vorbestimmten Aberrationskomponenten an.Expression (11) indicates the result of the sum of the two predetermined aberration components.
Hier ist die erste Aberrationskomponente W21 durch den Ausdruck (9-2) gegeben. Der Ausdruck (9-2) wird unten nochmals dargestellt.Here, the first aberration component W 21 is given by the expression (9-2). The expression (9-2) is shown below again.
Dementsprechend erhält man Ausdruck (11') aus dem Ausdruck (11) und dem Ausdruck (9-2).Accordingly, expression (11 ') is obtained from the expression (11) and the expression (9-2).
Wie im Ausdruck (11') dargestellt, verbleibt durch Erhalten der Summe von zwei vorbestimmten Aberrationskomponenten die erste Aberrationskomponente W21, aber die zweite Aberrationskomponente W22 verschwindet. Dementsprechend kann die erste Aberrationskomponente W21 aus der vorbestimmten Aberrationskomponente W2 extrahiert werden.As shown in Expression (11 '), by obtaining the sum of two predetermined aberration components, the first aberration component W 21 remains, but the second aberration component W 22 disappears. Accordingly, the first aberration component W 21 can be extracted from the predetermined aberration component W 2 .
Im Gegensatz dazu, da in der vorbestimmten Aberrationskomponente W4 die Funktion, die die zweite Aberrationskomponente W42 angibt, eine gerade Funktion ist, ist die vorbestimmte Funktion eine gerade Funktion. In diesem Fall ist das Ermittlungsergebnis bei Schritt S310 „NEIN”. Als Ergebnis wird Schritt S330 ausgeführt. Schritt S330 ist der zweite Berechnungsschritt.In contrast, in the predetermined aberration component W 4 , since the function indicating the second aberration component W 42 is an even function, the predetermined function is an even function. In this case, the determination result in step S310 is "NO". As a result, step S330 is executed. Step S330 is the second calculation step.
Im zweiten Berechnungsschritt wird eine Differenz zwischen der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition erhalten. Genauer wird die Differenz zwischen W4(Ox,Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) und W4(–Ox,–Oy,Δ1,Δ2,...,Δj) erhalten. Ausdruck (12) gibt das Ergebnis der Differenz zwischen den zwei vorbestimmten Aberrationskomponenten an.In the second calculating step, a difference between the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration component in the other radiation position is obtained. More specifically, the difference between W 4 (Ox, Oy, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) and W 4 (-Ox, -Oy, Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ j ) is obtained. Expression (12) indicates the result of the difference between the two predetermined aberration components.
Hier ist die erste Aberrationskomponente W41 durch den Ausdruck (9-4) gegeben. Der Ausdruck (9-4) wird unten nochmals dargestellt.Here, the first aberration component W 41 is given by the expression (9-4). Expression (9-4) is shown below again.
Dementsprechend erhält man Ausdruck (12') aus dem Ausdruck (12) und dem Ausdruck (9-4).Accordingly, expression (12 ') is obtained from the expression (12) and the expression (9-4).
Wie im Ausdruck (12') dargestellt, verbleibt durch Erhalten der Differenz zwischen den Aberrationskomponenten die erste Aberrationskomponente W41 und die zweite Aberrationskomponente W42 verschwindet. Dementsprechend kann die erste Aberrationskomponente W41 aus der vorbestimmten Aberrationskomponente W4 extrahiert werden.As shown in Expression (12 '), by obtaining the difference between the aberration components, the first aberration component W 41 and the second aberration component W 42 disappear. Accordingly, the first aberration component W 41 can be extracted from the predetermined aberration component W 4 .
Tabelle 13 illustriert das Ergebnis, das den Fall einschließt, in dem die Aberrationskomponente als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten dient, und den Fall, in dem die Aberrationskomponente als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten dient, für jeweils die erste Aberrationskomponente Wz1 und die zweite Aberrationskomponente Wz2. In Tabelle 13 ist die erste Aberrationskomponente durch Wz1 gegeben und die zweite Aberrationskomponente ist durch Wz2 gegeben. [Tabelle 13]
Wie aus Tabelle 13 klar ist, kann die erste Aberrationskomponente für die folgenden vorbestimmten Aberrationskomponenten durch Ausführen des ersten Berechnungsschritts aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden.As is clear from Table 13, the first aberration component for the following predetermined aberration components can be extracted from the predetermined aberration component by performing the first calculation step.
Auf diese Weise wird unter Wz der folgende Ausdruck für die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multiplizierte Aberrationskomponente, das heißt, die mit einer Funktion wie dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme (z = 2, 3, 7, 8 ...) multiplizierte Aberrationskomponente Wz erhalten.In this way, W z is the following expression for the aberration component multiplied by a function having the odd-order pupil coordinates, that is, those having a function such as the second term and others of the Zernike terms (z = 2, 3, 7, 8 ...) multiplied aberration component W z obtained.
Außerdem kann die erste Aberrationskomponente für die folgenden vorbestimmten Aberrationskomponenten durch Ausführen des zweiten Berechnungsschritts aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden. In addition, by performing the second calculating step, the first aberration component for the following predetermined aberration components can be extracted from the predetermined aberration component.
Auf diese Weise wird unter Wz der folgende Ausdruck für die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multiplizierte Aberrationskomponente, das heißt, die mit einer Funktion wie dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) multiplizierte Aberrationskomponente Wz erhalten.In this way, W z is the following expression for the aberration component multiplied by a function with the pupil coordinates in an even order, that is, those having a function such as the fourth term and others of the Zernike terms (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) receive multiplied aberration component W z .
Auf diese Weise wird der erste Berechnungsschritt ausgeführt, wenn die vorbestimmte Funktion, das heißt, die Funktion, die die zweite Aberrationskomponente angibt, eine ungerade Funktion ist. Im ersten Berechnungsschritt wird die Summe aus der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition erhalten. Als Ergebnis kann die erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden.In this way, the first calculating step is executed when the predetermined function, that is, the function indicating the second aberration component, is an odd function. In the first calculation step, the sum of the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration component in the other radiation position is obtained. As a result, the first aberration component can be extracted from the predetermined aberration component.
Darüber hinaus wird der zweite Berechnungsschritt ausgeführt, wenn die vorbestimmte Funktion eine gerade Funktion ist. Im zweiten Berechnungsschritt wird die Differenz zwischen der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition erhalten. Als Ergebnis kann die erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden.In addition, the second calculation step is executed when the predetermined function is an even function. In the second calculating step, the difference between the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration component in the other radiation position is obtained. As a result, the first aberration component can be extracted from the predetermined aberration component.
Wie oben erläutert wird die erste Aberrationskomponente durch Ausführen von Schritt S300 extrahiert. Schritt S400 wird unter Verwendung der extrahierten ersten Aberrationskomponente ausgeführt. Die Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj können durch Lösen des Systems linearer Gleichungen bei Schritt S400 ermittelt werden.As explained above, the first aberration component is extracted by executing step S300. Step S400 is performed using the extracted first aberration component. The amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j can be obtained by solving the system of linear equations in step S400.
Auf diese Weise ist es nach dem Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Exzentrizitätsbetrag ungeachtet der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden, in einer kurzen Zeit zu messen.In this way, according to the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system.
Darüber hinaus ermöglicht das Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform eine Extrahierung der ersten Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente, auch wenn eine Konstruktionsaberrationskomponente existiert.Moreover, the measuring method according to the present embodiment enables extraction of the first aberration component from the predetermined aberration component, even if a design aberration component exists.
In der oben beschriebenen Erläuterung ist die Wellenfrontaberration W eine Abweichung von der Wellenfront, wenn das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist. Die Wellenfrontaberration W wird hier nachfolgend als eine Abweichung von einer idealen Wellenfront wie einer ebenen Welle und einer sphärischen Welle erläutert.In the above-described explanation, the wavefront aberration W is a deviation from the wavefront when the subject optical system is not eccentric. The wavefront aberration W will be explained hereinafter as a deviation from an ideal wavefront such as a plane wave and a spherical wave.
Die Konstruktionsaberrationskomponente wird hier nachfolgend erläutert. Das gegenständliche optische System bei der Messung des Exzentrizitätsbetrags ist eine Linsenbaugruppe, eine einzelne Gruppe und eine einzelne Linse. Das gegenständliche optische System wird auf Basis von Konstruktionsdaten gefertigt. Ein optisches System wird konstruiert, um das Auftreten von Aberration bei einer Kombination einer Vielzahl von Linsen auf ein Minimum zu verhindern. Es ist jedoch sehr schwierig, das Ausmaß des Auftretens aller Aberrationen auf null zu reduzieren. Außerdem tritt bei der Konstruktion eine Aberration in einem Teil solcher zusammengebauter Linsen auf, wie in jeder einzelnen Gruppe und jeder einzelnen Linse.The design aberration component will be explained hereinafter. The subject optical system in measuring the amount of eccentricity is a lens assembly, a single group, and a single lens. The objective optical system is manufactured on the basis of design data. An optical system is constructed to minimize the occurrence of aberration in a combination of a plurality of lenses. However, it is very difficult to reduce the extent of occurrence of all aberrations to zero. In addition, in the design, aberration occurs in a part of such assembled lenses as in each individual group and every single lens.
Dementsprechend enthält das gegenständliche optische System eine Aberration in der Konstruktionsphase. Wenn die Aberration als Konstruktionsaberration bezeichnet wird, ist aus diesem Grund die Konstruktionsaberration auch in der Wellenfrontaberration enthalten. Wenn die Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy) ist, ist die Wellenfrontaberration W durch den folgenden Ausdruck (1-3) gegeben. Accordingly, the subject optical system contains an aberration in the design phase. For this reason, when the aberration is called a design aberration, the design aberration is also included in the wavefront aberration. When the design aberration component is M (Ox, Oy, ρx, ρy), the wavefront aberration W is given by the following expression (1-3).
Die Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy) ist eine vorbestimmte Aberrationskomponente. Die Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy) kann auch mit einem Polynomausdruck auf Basis der Aberrationstheorie entwickelt werden, auf die gleiche Weise wie die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit. Wenn zum Beispiel ein Zernike-Polynom verwendet wird, kann die Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy) mit einem Polynomausdruck wie durch den folgenden Ausdruck (13) angegeben entwickelt werden. wobei
M1(Ox,Oy) bis M9(Ox,Oy) Funktionen sind, die von den Objekthöhenkoordinaten abhängen.The design aberration component M (Ox, Oy, ρx, ρy) is a predetermined aberration component. The design aberration component M (Ox, Oy, ρx, ρy) can also be developed with a polynomial expression based on the aberration theory, in the same way as the eccentric aberration sensitivity. For example, when a Zernike polynomial is used, the design aberration component M (Ox, Oy, ρx, ρy) may be developed with a polynomial expression as indicated by the following expression (13). in which
M 1 (Ox, Oy) to M 9 (Ox, Oy) are functions that depend on the object height coordinates.
Wenn die von den Objekthöhenkoordinaten abhängige Funktion durch Mz(Ox,Oy) gegeben ist, ist Mz(Ox,Oy) eine von den Objekthöhenkoordinaten abhängige Funktion und eine Funktion im Term, der mit dem Z-ten Term der Zernike-Terme multipliziert ist. Die Zernike-Terme sind Funktionen, die von den Pupillenkoordinaten abhängen. Dementsprechend kann Mz(Ox,Oy) auch als eine von den Objekthöhenkoordinaten abhängige Funktion und eine Funktion im Term angesehen werden, der mit einer von den Pupillenkoordinaten abhängigen Funktion multipliziert ist.When the function dependent on the object height coordinates is given by M z (Ox, Oy), M z (Ox, Oy) is a function dependent on the object height coordinates and a function in the term multiplied by the Zth term of the Zernike terms is. The Zernike terms are functions that depend on the pupil coordinates. Accordingly, M z (Ox, Oy) may also be regarded as a function dependent on the object height coordinates and a function in the term multiplied by a function dependent on the pupil coordinates.
Wenn die Konstruktionsaberrationskoordinaten M(Ox,Oy,ρx,ρy) mittels eines Zernike-Polynoms entwickelt werden, werden auf diese Weise die Terme des Polynoms in die Terme, die mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert werden, und in Terme klassifiziert, die mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert werden.In this way, when the design aberration coordinates M (Ox, Oy, ρx, ρy) are developed by means of a Zernike polynomial, the terms of the polynomial are classified into terms that are multiplied by the function with the odd-order pupil coordinates and terms , which are multiplied by the function with the pupil coordinates in even order.
Außerdem kann die von den Objekthöhenkoordinaten abhängende Funktion Mz(Ox,Oy) mittels eines Polynoms entwickelt werden. Der entwickelte Ausdruck unterscheidet sich jedoch zwischen den Termen, die mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert werden, und den Termen, die mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert werden.In addition, the function M z (Ox, Oy), which depends on the object height coordinates, can be developed by means of a polynomial. The developed expression differs, however, between the terms multiplied by the function with the pupil coordinates in odd order, and the terms which are multiplied by the function with the pupil coordinates in an even order.
Mz(Ox,Oy) des mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multiplizierten Terms ist MZ(Ox,Oy) des Terms, der mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. In diesem Fall ist MZ(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) durch den folgenden Ausdruck (14) gegeben. M z (Ox, Oy) of the term multiplied by the function with the pupil coordinates in odd order is M Z (Ox, Oy) of the term multiplied by the second term and other of the Zernike terms. In this case, Mz (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8, ...) is given by the following expression (14).
Wie im Ausdruck (14) dargestellt, dient MZ(Ox,Oy) des Terms, der mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, als eine ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten.As shown in Expression (14), M Z (Ox, Oy) of the term multiplied by the second term and other of the Zernike terms serves as an odd function with respect to the object height coordinates.
Mz(Ox,Oy) des mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multiplizierten Terms ist MZ(Ox,Oy) des Terms, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. In diesem Fall ist MZ(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) durch den folgenden Ausdruck (15) gegeben.M z (Ox, Oy) of the term multiplied by the function with the pupil coordinates in even order is M Z (Ox, Oy) of the term multiplied by the fourth term and another of the Zernike terms. In this case, Mz (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) is given by the following expression (15).
Wie im Ausdruck (15) dargestellt, dient MZ(Ox,Oy) des Terms, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, als eine gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten.As shown in Expression (15), M Z (Ox, Oy) of the term multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms serves as an even function with respect to the object height coordinates.
Tabelle 14 illustriert die Ergebnisse, die den Fall, in dem die Funktion als eine gerade Funktion dient, und den Fall einschließen, in dem die Funktion als eine ungerade Funktion dient, für jede der folgenden Funktionen: die Funktion, die die erste Aberrationskomponente anzeigt, die Funktion, die die zweite Aberrationskomponente anzeigt, und die Funktion, die von den Objekthöhenkoordinaten in der Konstruktionsaberrationskomponente abhängt (hier nachfolgend als „Funktion, die die Konstruktionsaberrationskomponente angibt” bezeichnet). [Tabelle 14]
Wie oben beschrieben verschwindet die zweite Aberrationskomponente, wenn der erste Berechnungsschritt ausgeführt wird, in dem Fall, in dem die vorbestimmte Funktion, das heißt, die Funktion, die die zweite Aberrationskomponente angibt, eine ungerade Funktion ist. Wie aus Tabelle 14 klar ist, ist die Funktion, die die Konstruktionsaberrationskomponente angibt, auch eine ungerade Funktion, wenn die Funktion, die die zweite Aberrationskomponente angibt, eine ungerade Funktion ist. Aus diesem Grund verschwindet die Konstruktionsaberrationskomponente ebenfalls, wenn der erste Berechnungsschritt ausgeführt wird. Als Ergebnis kann die erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden.As described above, when the first calculating step is executed, the second aberration component disappears in the case where the predetermined function, that is, the function indicating the second aberration component, is an odd function. As is clear from Table 14, the function indicating the design aberration component is also an odd function when the function indicating the second aberration component is an odd function. For this reason, the design aberration component also disappears when the first calculation step is performed. As a result, the first aberration component can be extracted from the predetermined aberration component.
Darüber hinaus verschwindet die zweite Aberrationskomponente, wenn der zweite Berechnungsschritt ausgeführt wird, in dem Fall, in dem die vorbestimmte Funktion eine gerade Funktion ist. Wie aus Tabelle 14 klar ist, ist die Funktion, die die Konstruktionsaberrationskomponente angibt, auch eine gerade Funktion, wenn die Funktion, die die zweite Aberrationskomponente angibt, eine gerade Funktion ist. Aus diesem Grund verschwindet die Konstruktionsaberrationskomponente ebenfalls, wenn der zweite Berechnungsschritt ausgeführt wird. Als Ergebnis kann die erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden.Moreover, when the second calculating step is executed, the second aberration component disappears in the case where the predetermined function is an even function. As is clear from Table 14, the function indicating the design aberration component is also an even function when the function indicating the second aberration component is an even function. For this reason, the design aberration component also disappears when the second calculation step is executed. As a result, the first aberration component can be extracted from the predetermined aberration component.
Schritt S400 wird unter Verwendung der extrahierten ersten Aberrationskomponente ausgeführt. Die Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj können durch Lösen eines Systems linearer Gleichungen bei Schritt S400 ermittelt werden.Step S400 is performed using the extracted first aberration component. The amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j can be obtained by solving a system of linear equations in step S400.
Auf diese Weise ist es nach dem Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Exzentrizitätsbetrag ungeachtet der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden, in einer kurzen Zeit zu messen, auch wenn das gegenständliche optische System eine Konstruktionsaberration beinhaltet.In this way, according to the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system, even if the subject optical system includes a design aberration.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass der Erfassungsschritt eine erste Drehung enthält und das gegenständliche optische System in der ersten Drehung um die Messachse gedreht wird und die Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und die Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung in der gleichen Strahlungsposition erfasst werden.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the detecting step includes a first rotation and the subject optical system is rotated about the measuring axis in the first rotation and the wavefront data before the first rotation and the wavefront data after the first rotation in the same irradiation position be recorded.
Wie oben beschrieben, sind Wellenfrontdaten Daten, die Informationen über die Wellenfrontaberration enthalten. Die Wellenfrontdaten werden vom Lichtempfangssystem erfasst. Wenn zum Beispiel das Lichtempfangssystem ein Interferometer ist, sind die Wellenfrontdaten Phasendaten. Außerdem sind die Wellenfrontdaten Daten von Lichtpunktbildpositionen, wenn das Lichtempfangssystem ein Shack-Hartmann-Sensor ist (hier nachfolgend als ein „SH-Sensor” bezeichnet). Die Details des SH-Sensors werden später beschrieben.As described above, wavefront data is data containing information about the wavefront aberration. The wavefront data is captured by the light-receiving system. For example, if the light receiving system is an interferometer, the wavefront data is phase data. In addition, the wavefront data is data of light dot image positions when the light receiving system is a Shack-Hartmann sensor (hereinafter referred to as a "SH sensor"). The details of the SH sensor will be described later.
Wie in
Für die Wellenfront des abgestrahlten Lichtstrahls kann die Aberration unter Verwendung eines Raumfilters oder Ähnlichem entfernt werden. Es gibt jedoch Fälle, in denen die Aberration aufgrund eines Fertigungsfehlers nicht ausreichend entfernt werden kann. In diesem Fall tritt im Lichtprojektionssystem
Wenn die Systemaberration im Lichtprojektionssystem
Das Lichtempfangssystem
Ein optisches System ist in der die Sensorkomponente bildenden Einheit
Wenn das optische System einen Fertigungsfehler enthält oder wenn ein Fehler in der Befestigung des optischen Systems auftritt, dann tritt im optischen System eine Aberration auf. Aus diesem Grund tritt in der die Sensorkomponente bildenden Einheit
Außerdem, wenn das Lichtempfangssystem
Dementsprechend teilt die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit
Wenn beispielsweise die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit
Auf diese Weise ist die Systemaberration auch in der Wellenfrontaberration enthalten, wenn das Lichtprojektionssystem
Wenn die Systemaberration Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) ist, ist die Wellenfrontaberration W durch den folgenden Ausdruck (1-4) gegeben. Die Wellenfrontaberration W wird hier jedoch als Abweichung von der Wellenfront in dem Fall erläutert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und keine Systemaberration existiert. When the system aberration is Sys (Ox, Oy, ρx, ρy), the wavefront aberration W is given by the following expression (1-4). However, the wavefront aberration W is explained here as a deviation from the wavefront in the case where the subject optical system is not eccentric and system aberration does not exist.
Die Systemaberrationskomponente kann vorab ermittelt werden.
In diesem Verfahren wird ein optisches System
In
Hier wird eine Systemaberration in der die Sensorkomponente bildenden Einheit
Die erfassten Wellenfrontdaten enthalten nur Informationen über die Systemaberration in der die Sensorkomponente bildenden Einheit
Wie oben beschrieben wird jedoch bewirkt, dass der vom optischen System
Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) kann durch eine Berechnung von Ausdruck (17) entfernt werden.Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) can be removed by a calculation of expression (17).
Wenn die Anzahl der Strahlungspositionen eins ist, kann dieses Verfahren leicht durchgeführt werden. Wenn jedoch die Anzahl der Strahlungspositionen sehr groß ist, wird die Anzahl der zu ermittelten Datensätze riesig und dieses Verfahren kann nicht einfach durchgeführt werden.If the number of radiation positions is one, this process can be easily performed. However, if the number of radiation positions is very large, the number of data sets to be detected becomes huge, and this method can not be easily performed.
Aus diesem Grund werden im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform zwei Wellenfront-Datensätze in der gleichen Strahlungsposition erfasst. Um dies zu erreichen wird Schritt S100 ausgeführt, wie in
Bei Schritt S110, wie in
Danach wird Schritt S121 ausgeführt. Auf diese Weise werden Wellenfrontdaten WFDθ1 erfasst. Die Wellenfrontdaten WFDθ1 enthalten Informationen über die Systemaberration des Lichtprojektionssystems
Danach wird Schritt S150 ausgeführt. Bei Schritt S150 wird eine erste Drehung durchgeführt. In der ersten Drehung wird das gegenständliche optische System
Nach Abschluss des Schritts S150 wird Schritt S110 ausgeführt. Bei Schritt S110, wie in
Die nicht ebene Welle
Danach wird Schritt S122 ausgeführt. Auf diese Weise werden Wellenfrontdaten WFDθ2 erfasst. Die Wellenfrontdaten WFDθ2 enthalten Informationen über die Systemaberration des Lichtprojektionssystems
Wie oben beschrieben ist die Systemaberrationskomponente Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) eine Aberrationskomponente, die durch einen Fertigungsfehler des Lichtprojektionssystems und/oder des Lichtempfangssystems verursacht wird. Die Systemaberrationskomponente hängt von den Koordinaten (Ox,Oy,ρx,ρy) ab. Wenn sich der exzentrische Zustand zwischen dem exzentrischen Zustand vor der Drehung des gegenständlichen optischen Systems
Die Systemaberrationskomponente ist im Ausdruck (1-5) und Ausdruck (1-6) die gleiche. Aus diesem Grund wird bei Schritt S200 eine Berechnung von Ausdruck (18) durchgeführt. Die Berechnung entfernt Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) und ermöglicht eine Extrahierung der vorbestimmten Aberrationskomponente.The system aberration component is the same in Expression (1-5) and Expression (1-6). For this reason, at step S200, calculation of expression (18) is performed. The calculation removes Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) and enables extraction of the predetermined aberration component.
Hier werden wie oben beschrieben zwei Wellenfrontdatensätze im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform erfasst. Aus diesem Grund werden die vor der ersten Drehung erfassten Wellenfrontdaten als „Bezugsdaten” bezeichnet und die nach der ersten Drehung erfassten Wellenfrontdaten als „Messdaten” bezeichnet. In diesem Fall analysiert der Ausdruck (18) die Messdaten, wobei die Bezugsdaten als Bezugswellenfront verwendet werden. Genauer ist die durch den Ausdruck (18) gegebene Wellenfrontaberration eine Abweichung der Wellenfront nach der ersten Drehung von der Wellenfront vor der ersten Drehung des gegenständlichen optischen Systems.Here, as described above, two wavefront data sets are detected in the measuring method according to the present embodiment. For this reason, the wavefront data acquired before the first rotation is referred to as "reference data" and the wavefront data acquired after the first rotation is referred to as "measurement data". In this case, Expression (18) analyzes the measurement data using the reference data as the reference wavefront. More specifically, the wavefront aberration given by expression (18) is a deviation of the wavefront after the first rotation from the wavefront before the first rotation of the subject optical system.
Der Änderungsbetrag der Wellenfrontdaten von den Bezugsdaten zu den Messdaten wird beispielsweise durch eine Analyse ermittelt. Im Fall des Verwendens eines SH-Sensors wird auf Basis der Lichtpunktbildposition des Bezugspunktbilds ein Vektor zur Lichtpunktbildposition des Messpunktbilds berechnet. Das zur Vektorberechnung verwendete Bezugslichtpunktbild entspricht durch eineindeutige Entsprechung dem Messlichtpunktbild. Die zwei einander eineindeutig entsprechenden Lichtpunktbilder sind Lichtpunktbilder, die durch die gleiche Mikrolinsenanordnung gebildet werden. Im Fall des Verwendens eines Interferometers wird der Betrag der Phasenänderung der Messphasendaten auf Basis der Bezugsphasendaten berechnet.The amount of change of the wavefront data from the reference data to the measured data is determined, for example, by an analysis. In the case of using an SH sensor, a vector is calculated to the light spot image position of the measuring point image on the basis of the light spot image position of the reference point image. The reference light spot image used for the vector calculation corresponds to the measuring light spot image by one-to-one correspondence. The two one-to-one corresponding light spot images are light spot images formed by the same microlens array. In the case of using an interferometer, the amount of phase change of the measurement phase data is calculated based on the reference phase data.
Hier sind die Punktbilder Bilder, die durch Fotografieren der Lichtpunktbilder erhalten werden. Das Bezugspunktbild ist ein Bild, das durch Fotografieren eines Lichtpunktbilds erhalten wird, das gebildet wird, wenn die Bezugswellenfront auf den SH-Sensor einfallen gelassen wird. Außerdem ist das Messpunktbild ein Bild, das durch Fotografieren eines Lichtpunktbilds erhalten wird, das gebildet wird, wenn die Messwellenfront auf den SH-Sensor einfallen gelassen wird. Wenn die erste Drehung durchgeführt wird, ist das Bezugspunktbild ein Bild, das durch Fotografieren eines Lichtpunktbilds im Zustand erhalten wird, bevor die erste Drehung durchgeführt wird, und das Messpunktbild ist ein Bild, das durch Fotografieren des Lichtpunktbilds im Zustand erhalten wird, nachdem die erste Drehung durchgeführt wurde.Here, the dot images are images obtained by photographing the light spot images. The reference point image is an image obtained by photographing a light spot image formed when the reference wavefront is incident on the SH sensor. In addition, the measurement point image is an image obtained by photographing a light spot image formed when the measurement wavefront is incident on the SH sensor. When the first rotation is performed, the reference point image is an image obtained by photographing a light spot image in the state before the first rotation is performed, and the measuring point image is an image obtained by photographing the light spot image in the state after the first one Rotation was performed.
Dadurch werden endgültige Wellenfrontdaten aus den Bezugsdaten und den Messdaten erfasst. Wenn zum Beispiel der Drehwinkel 180° ist, wird jede der Linsen des gegenständlichen optischen Systems um einen Betrag verlagert, der –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die Messachse ist.This captures final wavefront data from the reference data and the measurement data. For example, when the rotation angle is 180 °, each of the lenses of the subject optical system is displaced by an amount that is -2 times the amount of eccentricity with respect to the measurement axis.
Wenn hier die Linsenoberfläche aus einer sphärischen Oberfläche gebildet wird, kann die Position der Linsenoberfläche durch den Kugelmittelpunkt angegeben werden.
Wie in
Wie in
Bei Schritt S200 wird eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den endgültigen Wellenfrontdaten extrahiert. In diesem Vorgang ist die vorbestimmte Aberrationskomponente ein Aberrationsbetrag, der einem Betrag entspricht, der –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die Messachse ist. Dadurch kann der Aberrationsbetrag extrahiert werden, der –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die Messachse ist, auch wenn es eine Systemaberration gibt.At step S200, a predetermined aberration component is extracted from the final wavefront data. In this process, the predetermined aberration component is an aberration amount corresponding to an amount that is -2 times the amount of eccentricity with respect to the measurement axis. Thereby, the aberration amount which is -2 times the amount of eccentricity with respect to the measurement axis can be extracted even if there is a system aberration.
Nach der Ausführung des Schritts S200 wird Schritt S300 ausgeführt. Die erste Aberrationskomponente wird durch Ausführen von Schritt S300 extrahiert. Schritt S400 wird unter Verwendung der extrahierten ersten Aberrationskomponente ausgeführt. Die Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj können durch Lösen eines Systems linearer Gleichungen bei Schritt S400 ermittelt werden.After the execution of step S200, step S300 is executed. The first aberration component is extracted by executing step S300. Step S400 is performed using the extracted first aberration component. The amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j can be obtained by solving a system of linear equations in step S400.
Jeder der Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj ist ein Exzentrizitätsbetrag, der –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die Messachse ist. Der durch Ausführen des Schritts S400 erhaltene Exzentrizitätsbetrag wird durch –2 dividiert und der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die Messachse wird ermittelt. Der Exzentrizitätsbetrag in diesem Vorgang ist der Exzentrizitätsbetrag im Zustand, bevor das gegenständliche optische System gedreht wird.Each of the amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j is an amount of eccentricity that is -2 times the amount of eccentricity with respect to the measurement axis. The amount of eccentricity obtained by executing step S400 is divided by -2 and the amount of eccentricity with respect to the measuring axis is determined. The amount of eccentricity in this process is the amount of eccentricity in the state before the subject optical system is rotated.
Auf diese Weise ist es nach dem Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Exzentrizitätsbetrag ungeachtet der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden, in einer kurzen Zeit zu messen, auch wenn eine Systemaberration im Lichtprojektionssystem und/oder dem Lichtempfangssystem existiert.In this way, according to the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system, even if system aberration in the light projection system and / or the light receiving system exists.
Wenn eine Vielzahl von Linsenoberflächen existiert, kann der Exzentrizitätsbetrag zwischen den Linsenoberflächen ausgewertet werden. In diesem Fall wird, wie in
Um die neue Achse
Darüber hinaus ist es im Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Konstruktionsaberrationskomponente zu entfernen, auch wenn die Konstruktionsaberrationskomponente existiert.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is possible to remove the design aberration component even if the design aberration component exists.
Die Wellenfrontaberration W des Ausdrucks (1-4), des Ausdrucks (1-5) und des Ausdrucks (1-6) wurde als eine Abweichung von der Wellenfront erklärt, wenn das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und keine Systemaberration existiert. Wenn die Wellenfrontaberration W eine Abweichung von einer idealen Wellenfront wie einer ebenen Welle und einer sphärischen Welle ist, kann eine ähnliche Erklärung gegeben werden, wobei der Term der Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy) zu W addiert wird.The wavefront aberration W of expression (1-4), expression (1-5) and expression (1-6) has been explained as a deviation from the wavefront when the subject optical system is not eccentric and system aberration does not exist. When the wavefront aberration W is a deviation from an ideal wavefront such as a plane wave and a spherical wave, a similar explanation can be given where the term of the design aberration component M (Ox, Oy, ρx, ρy) is added to W.
Die Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy) ist eine Aberrationskomponente, die nur durch die Objekthöhenkoordinaten und die Pupillenkoordinaten gegeben ist und nicht vom Exzentrizitätsbetrag abhängt. Aus diesem Grund kann die Konstruktionsaberrationskomponente auf die gleiche Weise wie die Systemaberrationskomponente Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) behandelt werden. The design aberration component M (Ox, Oy, ρx, ρy) is an aberration component given only by the object height coordinates and the pupil coordinates and does not depend on the amount of eccentricity. For this reason, the design aberration component can be treated in the same way as the system aberration component Sys (Ox, Oy, ρx, ρy).
Aus diesem Grund werden jeweils Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) im Ausdruck (1-5) und Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) im Ausdruck (1-6) durch M(Ox,Oy,ρx,ρy) ersetzt. In diesem Fall ist die Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy) zwischen dem Ausdruck (1-5) und dem Ausdruck (1-6) gleich. Deshalb wird M(Ox,Oy,ρx,ρy) entfernt, wenn bei Schritt S200 die Berechnung des Ausdrucks (18) durchgeführt wird. Als Ergebnis kann die vorbestimmte Aberrationskomponente extrahiert werden.For this reason, each of Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) in Expression (1-5) and Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) in Expression (1-6) is replaced by M (Ox, Oy, ρx, ρy ) replaced. In this case, the design aberration component M (Ox, Oy, ρx, ρy) is the same between the expression (1-5) and the expression (1-6). Therefore, M (Ox, Oy, ρx, ρy) is removed when the calculation of the expression (18) is performed at step S200. As a result, the predetermined aberration component can be extracted.
Außerdem enthält ein gegenständliches optisches System im Allgemeinen abgesehen von der Exzentrizität einen rotationssymmetrischen Fertigungsfehler, wie einen Krümmungsradiusfehler jeder Oberfläche, einen Abstandsfehler und einen Fehler im Brechungskoeffizienten. Dementsprechend enthält die tatsächlich gemessene Wellenfrontaberration W auch eine durch einen Fertigungsfehler verursachte Aberrationskomponente. Die durch einen rotationssymmetrischen Fertigungsfehler verursachte Wellenfrontaberration ist jedoch ebenfalls eine Aberrationskomponente, die nur durch die Objekthöhenkoordinaten und die Pupillenkoordinaten gegeben ist und nicht vom Exzentrizitätsbetrag abhängt. Aus diesem Grund ist es möglich, sie auf die gleiche Weise zu behandeln wie die Systemaberrationskomponente Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) und die Konstruktionsaberrationskomponente M(Ox,Oy,ρx,ρy). Dementsprechend kann die vorbestimmte Aberrationskomponente extrahiert werden, auch wenn das gegenständliche optische System einen rotationssymmetrischen Fertigungsfehler enthält, wie einen Krümmungsradiusfehler jeder Oberfläche, einen Abstandsfehler und einen Fehler im Brechungskoeffizienten.In addition, a subject optical system generally includes, apart from eccentricity, a rotationally symmetric manufacturing defect such as a radius of curvature error of each surface, a pitch error, and a refractive index error. Accordingly, the actually measured wavefront aberration W also includes an aberration component caused by a manufacturing error. However, the wavefront aberration caused by a rotationally symmetrical manufacturing error is also an aberration component given only by the object height coordinates and the pupil coordinates, and does not depend on the amount of eccentricity. For this reason, it is possible to treat them in the same way as the system aberration component Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) and the design aberration component M (Ox, Oy, ρx, ρy). Accordingly, even if the subject optical system includes a rotationally symmetric manufacturing error such as a radius of curvature error of each surface, a pitch error, and an error in the refractive index, the predetermined aberration component can be extracted.
Darüber hinaus ist es bei der tatsächlichen Wellenfrontmessung nicht notwendig, die Wellenfrontaberration W als eine Abweichung von einer idealen Wellenfront wie einer ebenen Welle und einer sphärischen Welle zu analysieren. Wie durch den Ausdruck (18) angegeben, ist es ausreichend, eine Abweichung der Wellenfront nach der ersten Drehung von der Wellenfront vor der ersten Drehung des gegenständlichen optischen Systems zu analysieren.Moreover, in the actual wavefront measurement, it is not necessary to analyze the wavefront aberration W as a deviation from an ideal wavefront such as a plane wave and a spherical wave. As indicated by the expression (18), it is sufficient to analyze a deviation of the wavefront after the first rotation from the wavefront before the first rotation of the subject optical system.
Dementsprechend kann die Systemaberrationskomponente durch Analysieren der Wellenfrontaberration aus einer Abweichung zwischen den Wellenfrontdaten WFDθ1 und den Wellenfrontdaten WFDθ2 entfernt werden, wodurch es möglich ist, die vorbestimmte Aberrationskomponente zu extrahieren.Accordingly, by analyzing the wavefront aberration, the system aberration component can be removed from a deviation between the wavefront data WFDθ1 and the wavefront data WFDθ2, whereby it is possible to extract the predetermined aberration component.
In der folgenden Erläuterung wird eine Abweichung der Wellenfront nach der ersten Drehung von der Wellenfront vor der ersten Drehung des gegenständlichen optischen Systems auf die gleiche Weise wie oben analysiert. Aus diesem Grund wird in der folgenden Erläuterung auf eine Erläuterung verzichtet, wie man eine Bezugswellenfront der Wellenfrontaberration W erhält.In the following explanation, deviation of the wavefront after the first rotation from the wavefront before the first rotation of the subject optical system is analyzed in the same manner as above. For this reason, an explanation will be omitted in the following explanation of how to obtain a reference wavefront of the wavefront aberration W.
Nach der Ausführung des Schritts S200 wird Schritt S300 ausgeführt. Die erste Aberrationskomponente wird durch Ausführen von Schritt S300 extrahiert. Schritt S400 wird unter Verwendung der extrahierten ersten Aberrationskomponente ausgeführt. Die Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj können durch Lösen eines Systems linearer Gleichungen bei Schritt S400 ermittelt werden.After the execution of step S200, step S300 is executed. The first aberration component is extracted by executing step S300. Step S400 is performed using the extracted first aberration component. The amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j can be obtained by solving a system of linear equations in step S400.
Auf diese Weise ist es nach dem Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Exzentrizitätsbetrag ungeachtet der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden, in einer kurzen Zeit zu messen, auch wenn eine Konstruktionsaberration im gegenständlichen optischen System existiert.In this way, according to the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system, even if a design aberration is implied optical system exists.
Außerdem ist es im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Aberrationskomponente des optischen Lichtempfangssystems zu entfernen, auch wenn das zwischen dem gegenständlichen optischen System und dem Lichtempfangssystem angeordnete optische Lichtempfangssystem exzentrisch ist.In addition, in the measuring method of the present embodiment, it is possible to remove an aberration component of the light-receiving optical system even when the optical light-receiving system disposed between the subject optical system and the light-receiving system is eccentric.
Das optische Lichtempfangssystem wird hier nachfolgend erläutert. Wie oben beschrieben, wird der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlte Lichtstrahl auf das Lichtempfangssystem einfallen gelassen. Hier kann ein optisches Lichtempfangssystem angeordnet sein, um den Durchmesser des auf das Lichtempfangssystem einfallen gelassenen Lichtstrahls richtig festzulegen.
Das optische Lichtempfangssystem wird aus Linsenoberflächen von der (j + 1)-ten Linsenoberfläche zur m-ten Linse gebildet. Wenn hier die Linsenoberfläche des optischen Lichtempfangssystems exzentrisch wird, tritt eine Aberration auf.
Wenn eine Linsenoberfläche des optischen Lichtempfangssystems exzentrisch ist, weist die Wellenfrontaberration der auf das Lichtempfangssystem einfallen gelassenen Wellenfront einen Wert auf, der durch Addieren der durch die Exzentrizität des optischen Lichtempfangssystems verursachte Wellenfrontaberration zur Wellenfrontaberration erhalten wird, die durch die Exzentrizität des gegenständlichen optischen Systems verursacht wird. Dementsprechend enthält die am Ende erkannte Wellenfront eine exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems und eine exzentrische Aberration des optischen Lichtempfangssystems.When a lens surface of the light-receiving optical system is eccentric, the wavefront aberration of the wavefront incident on the light-receiving system has a value obtained by adding the wavefront aberration caused by the eccentricity of the light-receiving optical system to the wavefront aberration caused by the eccentricity of the subject optical system , Accordingly, the finally detected wavefront includes an eccentric aberration of the subject optical system and an eccentric aberration of the light receiving optical system.
Hier werden die Wellenfrontdaten WFDθ1 durch Ausführen von Schritt S110 und Schritt S121 erfasst. Die Wellenfrontdaten WFDθ1 enthalten Informationen über die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems und Informationen über die exzentrische Aberration des optischen Lichtempfangssystems. Die Wellenfrontaberration W wird durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFDθ1 erfasst. Die Wellenfrontaberration W ist durch den folgenden Ausdruck (1-7) gegeben. Da hier angenommen wird, dass die Exzentrizität eine Verschiebung in die Y-Richtung ist, ist der Exzentrizitätsbetrag durch δ gegeben. Here, the wavefront data WFDθ1 is detected by executing step S110 and step S121. The wavefront data WFDθ1 contains information about the eccentric aberration of the subject optical system and information about the eccentric aberration of the light receiving optical system. The wavefront aberration W is detected by analyzing the wavefront data WFDθ1. The wavefront aberration W is given by the following expression (1-7). Since it is assumed that the eccentricity is a displacement in the Y direction, the amount of eccentricity is given by δ.
Als Nächstes wird Schritt S150 ausgeführt. Die erste Drehung wird bei Schritt S150 durchgeführt. In der ersten Drehung wird das gegenständliche optische System um die Messachse gedreht. Der Drehwinkel beträgt beispielsweise 180°. Die Position des Lichtprojektionssystems wird festgehalten. Dementsprechend wird die Strahlungsposition P nicht bewegt. Außerdem werden die Positionen des optischen Lichtempfangssystems und des Lichtempfangssystems ebenfalls festgehalten.Next, step S150 is executed. The first rotation is performed at step S150. In the first rotation, the objective optical system is rotated about the measuring axis. The rotation angle is for example 180 °. The position of the light projection system is recorded. Accordingly, the radiation position P is not moved. In addition, the positions of the light-receiving optical system and the light-receiving system are also recorded.
Danach werden die Wellenfrontdaten WFDθ2 durch Ausführen von Schritt S110 und Schritt S122 erfasst. Die Wellenfrontdaten WFDθ2 enthalten Informationen über die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems und Informationen über die exzentrische Aberration des optischen Lichtempfangssystems. Die Wellenfrontaberration W wird durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFDθ2 erfasst. Die Wellenfrontaberration W ist durch den folgenden Ausdruck (1-8) gegeben. Thereafter, the wavefront data WFDθ2 is detected by executing step S110 and step S122. The wavefront data WFDθ2 contains information about the eccentric aberration of the subject optical system and information about the eccentric aberration of the light receiving optical system. The wavefront aberration W is detected by analyzing the wavefront data WFDθ2. The wavefront aberration W is given by the following expression (1-8).
Tabelle 15 illustriert Ergebnisse eines Vergleichs der exzentrischen Aberrationskomponenten des optischen Lichtempfangssystems zwischen dem Ausdruck (1-7) und dem Ausdruck (1-8). Wie aus Tabelle 15 klar wird, sind die exzentrischen Aberrationskomponenten des optischen Lichtempfangssystems zwischen dem Ausdruck (1-7) und dem Ausdruck (1-8) gleich. [Tabelle 15]
Aus diesem Grund wird bei Schritt S200 eine Berechnung des Ausdrucks (18) durchgeführt. Da die exzentrische Aberrationskomponente des optischen Lichtempfangssystems durch die Berechnung entfernt wird, kann die vorbestimmte Aberrationskomponente extrahiert werden.For this reason, at step S200, calculation of the expression (18) is performed. Since the eccentric aberration component of the light-receiving optical system is removed by the calculation, the predetermined aberration component can be extracted.
Nach der Ausführung des Schritts S200 wird Schritt S300 ausgeführt. Die erste Aberrationskomponente wird durch Ausführen von Schritt S300 extrahiert. Schritt S400 wird unter Verwendung der extrahierten ersten Aberrationskomponente ausgeführt. Die Exzentrizitätsbeträge Δ1 bis Δj können durch Lösen eines Systems linearer Gleichungen bei Schritt S400 ermittelt werden.After the execution of step S200, step S300 is executed. The first aberration component is extracted by executing step S300. Step S400 is performed using the extracted first aberration component. The amounts of eccentricity Δ 1 to Δ j can be obtained by solving a system of linear equations in step S400.
Auf diese Weise ist es nach dem Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Exzentrizitätsbetrag ungeachtet der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden, in einer kurzen Zeit zu messen, auch wenn ein exzentrisches optisches Lichtempfangssystem existiert.In this way, according to the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system, even if an eccentric optical light receiving system exist.
Die oben beschriebene Erläuterung hat den Fall illustriert, in dem der Erfassungsschritt die erste Drehung enthält. Schritt S100 in
Darüber hinaus enthält der Erfassungsschritt im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform die erste Drehung, wobei das gegenständliche optische System in der ersten Drehung um eine zur Messachse parallelen Achse gedreht wird, und die Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und die Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung in der gleichen Strahlungsposition.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, the detecting step includes the first rotation, wherein the objective optical system is rotated in the first rotation about an axis parallel to the measuring axis, and the wavefront data before the first rotation and the wavefront data after the first rotation in the same radiation position.
Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird die erste Drehung um eine erste Drehachse durchgeführt. Die erste Drehachse ist eine von der Messachse verschiedene Achse und eine Achse, um das gegenständliche optische System im Wesentlichen um die optische Achse zu drehen.In the measuring method according to the present embodiment, the first rotation is performed around a first rotation axis. The first axis of rotation is an axis other than the measuring axis and an axis for rotating the objective optical system substantially about the optical axis.
Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird auch der im Ablaufdiagramm in
Außerdem, da die Beträge von E und δ im Allgemeinen auf winzige Beträge gesetzt werden können, kann der Aberrationsbetrag für die zur 3. Potenz oder höher des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Terme in jedem Term als winzig angesehen werden und ignoriert werden. Aus diesem Grund enthält der Ausdruck (1-9) keine zur 3. Potenz oder höher des Exzentrizitätsbetrags proportionale Terme. In addition, since the amounts of E and δ can generally be set to minuscule amounts, the amount of aberration for the terms proportional to the 3rd power or higher of the amount of eccentricity in each term can be considered minute and ignored. For this reason, the expression (1-9) contains no terms proportional to the 3rd power or higher of the amount of eccentricity.
Danach wird Schritt S150 ausgeführt. Die erste Drehung wird bei Schritt S150 durchgeführt. In der ersten Drehung wird das gegenständliche optische System
Nach Abschluss des Schritts S150 wird Schritt S110 ausgeführt und dabei wird ein Lichtstrahl aus der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) zum gegenständlichen optischen System abgestrahlt. Danach wird Schritt S122 ausgeführt und dabei werden Wellenfrontdaten WFDθ2 erfasst. Die Wellenfrontaberration W ist durch den folgenden Ausdruck (1-10) gegeben. After the completion of step S150, step S110 is executed, thereby irradiating a light beam from the radiation position P (Ox, Oy, O) to the objective optical system. Thereafter, step S122 is executed, thereby detecting wavefront data WFDθ2. The wavefront aberration W is given by the following expression (1-10).
Danach wird Schritt S200 ausgeführt. Die vor der ersten Drehung erfassten Wellenfrontdaten WFDθ1 sind Bezugsdaten und die nach der ersten Drehung erfassten Wellenfrontdaten WFDθ2 sind Messdaten. Dementsprechend wird die endgültige Wellenfrontaberration durch Analysieren der Messdaten ermittelt, wobei die Bezugsdaten als Standard für die Wellenfront verwendet werden.Thereafter, step S200 is executed. The wavefront data WFDθ1 detected before the first rotation are reference data, and the wavefront data WFDθ2 detected after the first rotation are measurement data. Accordingly, the final wavefront aberration is determined by analyzing the measurement data using the reference data as the standard for the wavefront.
Um die endgültige Wellenfrontaberration zu ermitteln, wird genauer eine Berechnung von Ausdruck (19) unter Verwendung der durch den Ausdruck (1-9) gegebenen Wellenfrontaberration als Bezugsdaten und der durch den Ausdruck (1-10) gegebenen Wellenfrontaberration als Messdaten durchgeführt.More specifically, in order to obtain the final wavefront aberration, calculation of Expression (19) is performed using the wavefront aberration given by Expression (1-9) as reference data and the wavefront aberration given by Expression (1-10) as measurement data.
Als Ergebnis ist die endgültige Wellenfrontaberration durch Ausdruck (1-11) gegeben.As a result, the final wavefront aberration is given by Expression (1-11).
Die durch den Ausdruck (1-11) gegebene Wellenfrontaberration ist eine Abweichung der Wellenfront nach der ersten Drehung von der Wellenfront vor der ersten Drehung des gegenständlichen optischen Systems.The wavefront aberration given by the expression (1-11) is a deviation of the wavefront after the first rotation from the wavefront before the first rotation of the subject optical system.
Hier geben δ1 und E jeweils den Exzentrizitätsbetrag an. Dementsprechend können (–4δ1E) bis (–4δjE) jeweils als das Quadrat des Exzentrizitätsbetrags angebend angesehen werden. Tabelle 16 erklärt alle Terme im Ausdruck (1-11). [Tabelle 16]
Wie durch den Ausdruck (1-11) gegeben, wird die endgültige Wellenfrontaberration aus der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente und der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente gebildet, das heißt, aus der ersten Aberrationskomponente und der zweiten Aberrationskomponente. Auf diese Weise wird die vorbestimmte Aberrationskomponente durch Durchführen der Berechnung des Ausdrucks (19) extrahiert.As expressed by the expression (1-11), the final wavefront aberration is formed of the aberration component proportional to the 1st power of the eccentricity amount and the aberration component proportional to the square of the eccentricity amount, that is, the first aberration component and the second aberration component. In this way, the predetermined aberration component is extracted by performing the calculation of the expression (19).
Der Ausdruck (1-9) und der Ausdruck (1-10) enthalten keine Konstruktionsaberrationskomponente oder exzentrische Aberrationskomponente des optischen Lichtempfangssystems. Die Ausdrücke können jedoch diese Aberrationskomponenten enthalten. Diese Aberrationskomponenten werden jedoch durch Durchführen einer Berechnung des Ausdrucks (19) entfernt. Aus diesem Grund werden diese Aberrationskomponenten nicht im Ausdruck (1-9) oder im Ausdruck (1-10) beschrieben.The expression (1-9) and the expression (1-10) contain no design aberration component or eccentric aberration component of the light-receiving optical system. However, the terms may include these aberration components. However, these aberration components are removed by performing a calculation of the expression (19). For this reason, these aberration components are not described in Expression (1-9) or Expression (1-10).
Der Ausdruck (1-11) enthält die zweite Aberrationskomponente. Der Grund dafür ist, da die erste Drehachse um den Verschiebungsbetrag E von der Messachse verschoben ist. Aus diesem Grund kann der Exzentrizitätsbetrag nicht ohne Verarbeitung unter Verwendung der Gleichung ermittelt werden, die mit der ersten exzentrischen Komponente verbunden ist.Expression (1-11) contains the second aberration component. The reason for this is because the first rotation axis is shifted by the shift amount E from the measurement axis. For this reason, the amount of eccentricity can not be determined without processing using the equation associated with the first eccentric component.
Darum werden, wie in
Da die Strahlungsposition P' zur Strahlungsposition P symmetrisch ist, sind die Objekthöhenkoordinaten (–Ox,–Oy,0). Dementsprechend ist die endgültige Wellenfrontaberration durch Ausdruck (1-12) gegeben.Since the radiation position P 'is symmetrical to the radiation position P, the object height coordinates are (-Ox, -Oy, 0). Accordingly, the final wavefront aberration is given by Expression (1-12).
Die durch den Ausdruck (1-12) gegebene Wellenfrontaberration ist eine Abweichung der Wellenfront nach der ersten Drehung von der Wellenfront vor der ersten Drehung des gegenständlichen optischen Systems. The wavefront aberration given by the expression (1-12) is a deviation of the wavefront after the first rotation from the wavefront before the first rotation of the subject optical system.
Wie aus dem Ausdruck (1-11) und dem Ausdruck (1-12) klar ist, enthält die endgültige Wellenfrontaberration die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente und die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente, das heißt, die erste Aberrationskomponente und die zweite Aberrationskomponente, als die vorbestimmten Aberrationskomponenten. As is clear from the expression (1-11) and the expression (1-12), the final wavefront aberration includes the aberration component proportional to the 1st power of the eccentricity amount and the aberration component proportional to the square of the eccentricity amount, that is, the first aberration component and the second aberration component, as the predetermined aberration components.
Danach wird Schritt S300 ausgeführt, um die erste Aberrationskomponente zu extrahieren. Hier ist die Aberrationskomponente durch Wz gegeben. Die Aberrationskomponente Wz, die mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert ist, ist eine Aberrationskomponente, die mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. Die Aberrationskomponente Wz (z = 2, 3, 7, 8 ...) wird durch Erhalten der Summe aus dem Ausdruck (1-11) und dem Ausdruck (1-12) erhalten. Ausdruck (20) gibt ein Ergebnis der Summe an. Thereafter, step S300 is executed to extract the first aberration component. Here the aberration component is given by Wz. The aberration component Wz multiplied by the function with the odd-order pupil coordinates is an aberration component multiplied by the second term and others of the Zernike terms. The aberration component Wz (z = 2, 3, 7, 8, ...) is obtained by obtaining the sum of the expression (1-11) and the expression (1-12). Expression (20) indicates a result of the sum.
Hier sind „Bzj1(–Ox,–Oy) = Bzj1(Ox,Oy)” und „Bzj2(–Ox,–Oy) = –Bzj2(Ox,Oy)” erfüllt. Dementsprechend erhält man Ausdruck (21) aus dem Ausdruck (20).Here, "Bz j1 (-Ox, -Oy) = Bz j1 (Ox, Oy)" and "Bz j2 (-Ox, -Oy) = -Bz j2 (Ox, Oy)" are satisfied. Accordingly, expression (21) is obtained from expression (20).
Wie durch den Ausdruck (20) gegeben, verbleibt durch Berechnen der Summe davon die erste Aberrationskomponente und die zweite Aberrationskomponente verschwindet. Dementsprechend kann die erste Aberrationskomponente Tz(Ox,Oy,δ1,δ2,...,δj) aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden.As given by the expression (20), by calculating the sum thereof, the first aberration component remains and the second aberration component disappears. Accordingly, the first aberration component Tz (Ox, Oy, δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) can be extracted from the predetermined aberration component.
Im Gegensatz dazu ist die Aberrationskomponente Wz, die mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist, eine Aberrationskomponente, die mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. Die Aberrationskomponente Wz (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) wird durch Erhalten der Differenz zwischen dem Ausdruck (1-11) und dem Ausdruck (1-12) erhalten. Ausdruck (22) gibt ein Ergebnis der Summe an. In contrast, the aberration component Wz multiplied by the function with the even-order pupil coordinates is an aberration component multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms. The aberration component Wz (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) is obtained by obtaining the difference between the expression (1-11) and the expression (1-12). Expression (22) indicates a result of the sum.
Hier sind „Bzj1(–Ox,–Oy) = Bzj1(Ox,Oy)” und „Bzj2(–Ox,–Oy) = –Bzj2(Ox,Oy)” erfüllt. Dementsprechend erhält man Ausdruck (23) aus dem Ausdruck (22).Here, "Bz j1 (-Ox, -Oy) = Bz j1 (Ox, Oy)" and "Bz j2 (-Ox, -Oy) = -Bz j2 (Ox, Oy)" are satisfied. Accordingly, expression (23) is obtained from expression (22).
Wie durch den Ausdruck (22) gegeben, verbleibt durch Berechnen der Differenz davon die erste Aberrationskomponente und die zweite Aberrationskomponente verschwindet. Dementsprechend kann die erste Aberrationskomponente Tz(Ox,Oy,δ1,δ2,...,δj) aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert werden.As given by the expression (22), by calculating the difference thereof, the first aberration component remains and the second aberration component disappears. Accordingly, the first aberration component Tz (Ox, Oy, δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) can be extracted from the predetermined aberration component.
Außerdem ist der Koeffizient im Ausdruck (21) und im Ausdruck (23) „δ1, δ2, ..., δj”. Wie in
Danach wird Schritt S400 unter Verwendung der ersten Aberrationskomponente Tz(Ox,Oy,δ1,δ2,...,δj) ausgeführt. Das System linearer Gleichungen wird bei Schritt S400 gelöst. Dadurch wird der Wert, der –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag auf Basis der ersten Drehachse ist, als eine Lösung ermittelt.Thereafter, step S400 is performed using the first aberration component Tz (Ox, Oy, δ 1 , δ 2 , ..., δ j ). The system of linear equations is solved in step S400. Thereby, the value that is -2 times the amount of eccentricity based on the first rotation axis is determined as a solution.
Auf diese Weise verschwindet die zweite Aberrationskomponente und die erste Aberrationskomponente wird extrahiert und es wird möglich, die Verlagerung jeder Oberfläche des gegenständlichen optischen Systems und den Aberrationsbetrag der ersten Aberrationskomponente auf lineare Weise zu behandeln. Als Ergebnis ist es möglich, den Betrag der Verlagerung jeder Oberfläche bei Drehung um die erste Drehachse AXR1 des gegenständlichen optischen Systems zu ermitteln, auch wenn die Messachse Oz nicht mit der ersten Drehachse AXR1 übereinstimmt. Dementsprechend ist es möglich, den auf der ersten Drehachse basierten Exzentrizitätsbetrag genau zu ermitteln.In this way, the second aberration component disappears, and the first aberration component is extracted, and it becomes possible to treat the displacement of each surface of the objective optical system and the aberration amount of the first aberration component in a linear manner. As a result, it is possible to detect the amount of displacement of each surface as it rotates about the first rotation axis AX R1 of the subject optical system, even if the measurement axis Oz does not coincide with the first rotation axis AX R1 . Accordingly, it is possible to accurately determine the amount of eccentricity based on the first rotation axis.
Wie oben beschrieben, wird das gegenständliche optische System im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform um einen bestimmten Winkel um die Messachse oder die erste Drehachse gedreht und dadurch werden zwei Wellenfrontdaten erfasst. Danach ist es durch Analysieren der Wellenfrontaberration möglich, die Konstruktionsaberration, die Systemaberration und die exzentrische Aberration des optischen Lichtempfangssystems zu entfernen, wobei die Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung als die Bezugsdaten verwendet werden und die Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung als die Messdaten verwendet werden.As described above, in the measuring method according to the present embodiment, the subject optical system is rotated by a certain angle about the measurement axis or the first rotation axis, and thereby two wavefront data are detected. Thereafter, by analyzing the wavefront aberration, it is possible to remove the design aberration, the system aberration, and the eccentric aberration of the light-receiving optical system, using the wavefront data before the first rotation as the reference data and using the wavefront data after the first rotation as the measurement data.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass der Winkel zum Drehen des gegenständlichen optischen Systems 10° oder mehr beträgt. Zusätzlich wird bevorzugt, dass der Winkel zum Drehen des gegenständlichen optischen Systems vorzugsweise 180° beträgt. Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the angle for rotating the objective optical system is 10 ° or more. In addition, it is preferable that the angle for rotating the objective optical system is preferably 180 °.
In der oben beschriebenen Erläuterung wird das gegenständliche optische System um 180° um die Messachse oder die erste Drehachse gedreht. Der Drehwinkel kann jedoch ein beliebiger Winkel sein. Ein bevorzugter Drehwinkel ist 10° oder mehr und ein noch mehr bevorzugter Drehwinkel ist 180°.In the explanation described above, the subject optical system is rotated by 180 ° about the measuring axis or the first rotation axis. However, the angle of rotation can be any angle. A preferred rotation angle is 10 ° or more and a more preferable rotation angle is 180 °.
Darüber hinaus kann die erste Drehachse in Bezug auf die Messachse geneigt sein. Dieser Punkt wird hier nachfolgend beschrieben.In addition, the first axis of rotation may be inclined with respect to the measuring axis. This point will be described below.
Wie oben beschrieben, wenn jede Linsenoberfläche eine sphärische Oberfläche ist, ist der Betrag der Verlagerung des Kugelmittelpunkts durch die erste Drehung –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die Messachse. Im Gegensatz dazu, wenn jede Linsenoberfläche des gegenständlichen optischen Systems
Wenn der Drehwinkel in der ersten Drehung 180° beträgt, dann ist jeweils der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenoberseite und der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag in Bezug auf die erste Drehachse AXR1 vor der Drehung. Die asphärische Oberflächenoberseite
Wie oben beschrieben, kann der Betrag der Verlagerung jeder Oberfläche mit einer Drehung des gegenständlichen optischen Systems um die erste Drehachse aus der ersten Aberrationskomponente ermittelt werden. Der Exzentrizitätsbetrag des gegenständlichen optischen Systems auf Basis der ersten Drehachse kann aus dem Betrag der Verlagerung ermittelt werden. Dementsprechend muss der Betrag der Verlagerung jeder Oberfläche mit einer Drehung des gegenständlichen optischen Systems um die erste Drehachse den Exzentrizitätsbetrag des gegenständlichen optischen Systems widerspiegeln.As described above, the amount of displacement of each surface can be detected by rotating the subject optical system about the first rotation axis out of the first aberration component. The amount of eccentricity of the subject optical system based on the first rotation axis can be determined from the amount of displacement. Accordingly, the amount of displacement of each surface with rotation of the subject optical system about the first axis of rotation must reflect the amount of eccentricity of the subject optical system.
Wenn die erste Drehung durchgeführt wird, stimmt die erste Drehachse AXR1 wünschenswerterweise mit der Messachse AXM überein. Die erste Drehachse AXR1 kann jedoch in Bezug auf die Messachse AXM verschoben oder geneigt sein. Wenn in diesem Fall der Verschiebungsbetrag oder der Neigungsbetrag winzig ist, verursachen die Verschiebung und die Neigung kein Problem bei einer tatsächlichen Verwendung. Wenn insbesondere die erste Drehachse AXR1 in Bezug auf die Messachse AXM verschoben ist, hat die Verschiebung keinen Einfluss auf den durch die erste Drehung verursachten Betrag der Verlagerung. Dementsprechend spiegelt in diesem Fall der Betrag der Verlagerung jeder Oberfläche den Exzentrizitätsbetrag der jeweiligen Oberfläche genau wider.When the first rotation is performed, the first rotation axis AX R1 desirably coincides with the measurement axis AX M. However, the first rotation axis AX R1 may be shifted or inclined with respect to the measurement axis AX M. In this case, if the shift amount or the tilt amount is minute, the shift and the tilt cause no problem in actual use. In particular, when the first rotation axis AX R1 is shifted with respect to the measurement axis AX M , the displacement has no influence on the amount of displacement caused by the first rotation. Accordingly, in this case, the amount of displacement of each surface accurately reflects the amount of eccentricity of each surface.
Im Gegensatz dazu, wie in
Wenn die erste Drehachse AXR1 um θ geneigt wird, ist auf diese Weise eine Änderung im Betrag der Verlagerung um cosθ Mal so groß wie die in dem Fall, in dem die erste Drehachse AXR1 nicht geneigt ist. Auch wenn θ jedoch ungefähr 1° ist, ist die Änderung, die aus dem Betrag der Verlagerung in
Darüber hinaus ist der Betrag der Verlagerung A1 der asphärischen Oberflächenachse
Deshalb kann die Exzentrizität des gegenständlichen optischen Systems ohne jegliches Problem ermittelt werden, auch wenn die erste Drehachse AXR1 eine winzige Neigung in Bezug auf die Messachse AXM aufweist.Therefore, the eccentricity of the subject optical system can be detected without any problem even if the first rotation axis AX R1 has a minute inclination with respect to the measurement axis AX M.
Darüber hinaus, wenn das gegenständliche optische System gedreht wird, wird bevorzugt, dass keine Versetzung in der ersten Drehachse AXR1 auftritt. Auch wenn eine Versetzung auftritt, wenn der Betrag der Versetzung, der in der ersten Drehachse AXR1 auftritt, winzig ist, tritt bei einem tatsächlichen Einsatz kein Problem auf.
Eine in der ersten Drehachse AXR1 auftretende Versetzung kann durch eine Verschiebung und eine Neigung in Bezug auf die Messachse AXM angegeben werden. Es wird beispielsweise angenommen, dass die erste Drehachse AXR1 um einen Abstand T verschoben und in einem Winkel θ in Bezug auf die Messachse AXM geneigt ist. In diesem Fall ist der Betrag der Verlagerung Y1 der asphärischen Oberflächenoberseite
Darüber hinaus ist der Betrag der Verlagerung A1 der asphärischen Oberflächenachse
Eine Verlagerung
Somit kann man annehmen, dass eine von der ersten Drehachse AXR1 verschiedene imaginäre Drehachse AXI erzeugt wird. Die imaginäre Drehachse AXI ist eine um eine Distanz T/2 von der Messachse AXM verschobene und um einen Winkel θ/2 geneigte Achse. Es kann angenommen werden, dass das gegenständliche optische System um die imaginäre Drehachse AXI gedreht ist. Deshalb ist es möglich, den von einer Drehung um die imaginäre Drehachse AXI verursachten Betrag der Verlagerung jeder Oberfläche aus der ersten Aberrationskomponente zu ermitteln. Es ist möglich, den Exzentrizitätsbetrag des gegenständlichen optischen Systems auf Basis der imaginären Drehachse AXI auf Basis des Betrags der Verlagerung zu ermitteln. Dementsprechend tritt bei einem tatsächlichen Einsatz kein Problem auf, auch wenn die erste Drehachse in Bezug auf die Messachse geneigt ist.Thus, it may be assumed that an imaginary rotation axis AX I other than the first rotation axis AX R1 is generated. The imaginary rotation axis AX I is an axis shifted by a distance T / 2 from the measurement axis AX M and inclined by an angle θ / 2. It can be assumed that the objective optical system is rotated about the imaginary rotation axis AX I. Therefore, it is possible to detect the amount of displacement of each surface from the first aberration component caused by rotation about the imaginary rotation axis AX I. It is possible to determine the amount of eccentricity of the objective optical system based on the imaginary rotation axis AX I on the basis of the amount of displacement. Accordingly, no problem arises in an actual use even if the first rotation axis is inclined with respect to the measurement axis.
Darüber hinaus kann die erste Drehung auch in dem Fall durchgeführt werden, in dem ein Lichtstrahl aus einem Paar von Strahlungspositionen abgestrahlt wird. Beispiele der ersten Drehung werden unter Verwendung von Beispiel 1 und Beispiel 2 erläutert.Moreover, the first rotation may be performed even in the case where a light beam is radiated from a pair of radiation positions. Examples of the first rotation will be explained using Example 1 and Example 2.
Schritt S100 enthält Schritt S110, Schritt S121, Schritt S122, Schritt S130, Schritt S141, Schritt S142, Schritt S150 und Schritt S151. Step S100 includes step S110, step S121, step S122, step S130, step S141, step S142, step S150, and step S151.
Bei Schritt S100 werden Schritt S110, Schritt S121, Schritt S150, Schritt S110 und Schritt S122 durchgeführt. Dadurch werden in der Strahlungsposition P Wellenfrontdaten WFDθ1 vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten WFDθ2 nach der ersten Drehung erfasst.At step S100, step S110, step S121, step S150, step S110, and step S122 are performed. Thereby, in the radiation position P, wavefront data WFDθ1 before the first rotation and wavefront data WFDθ2 after the first rotation are detected.
Der Zustand, in der die Ausführung des Schritts S122 beendet wird, ist ein Zustand nach der ersten Drehung. Aus diesem Grund wird Schritt S151 ausgeführt und das gegenständliche optische System wird dadurch in einen Zustand zurückgebracht, vor dem die erste Drehung durchgeführt wurde.The state in which the execution of step S122 is ended is a state after the first rotation. For this reason, step S151 is executed, and the subject optical system is thereby returned to a state before the first rotation has been performed.
Danach werden Schritt S130, Schritt S141, Schritt S150, Schritt S130 und Schritt S142 ausgeführt. Dadurch werden in der Strahlungsposition P' Wellenfrontdaten WFD'θ1 vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten WFD'θ2 nach der ersten Drehung erfasst.Thereafter, step S130, step S141, step S150, step S130, and step S142 are executed. As a result, wavefront data WFD'θ1 before the first rotation and wavefront data WFD'θ2 after the first rotation are detected in the radiation position P '.
Auf diese Weise befindet sich die Lichtquelle in Beispiel 1 durch Führen der Lichtquelle in der OxOy-Richtung vor der ersten Drehung an gewünschten OxOy-Koordinaten und Bezugsdaten werden erfasst. Insbesondere werden Bezugsdaten in gewünschten Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) erfasst. Danach wird eine erste Drehung durchgeführt und dadurch das gegenständliche optische System gedreht.In this way, the light source in Example 1 is located by guiding the light source in the OxOy direction before the first rotation at desired OxOy coordinates and reference data is detected. In particular, reference data is acquired in desired object height coordinates (Ox, Oy). Thereafter, a first rotation is performed, thereby rotating the subject optical system.
Danach werden Messdaten nach der ersten Drehung erfasst. In diesem Vorgang werden die Koordinaten der Lichtquelle, das heißt, die Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) vor der ersten Drehung und nach der ersten Drehung nicht geändert. Dementsprechend werden Messdaten mit den gleichen Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) wie diejenigen vor der ersten Drehung erfasst.Thereafter, measurement data is acquired after the first rotation. In this process, the coordinates of the light source, that is, the object height coordinates (Ox, Oy) are not changed before the first rotation and after the first rotation. Accordingly, measurement data having the same object height coordinates (Ox, Oy) as those before the first rotation are detected.
Danach wird das gegenständliche optische System in den Zustand vor der ersten Drehung zurückgebracht und die Lichtquelle wird in der OxOy-Richtung geführt und an von den ersten OxOy-Koordinaten verschiedenen Koordinaten angeordnet und Bezugsdaten werden erfasst. Insbesondere werden Bezugsdaten an Objekthöhenkoordinaten (Ox',Oy') erfasst, die von den ersten Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) verschieden sind. Danach werden durch Durchführen der ersten Drehung die ersten Messdaten erfasst.Thereafter, the subject optical system is returned to the state before the first rotation, and the light source is guided in the OxOy direction and arranged at coordinates other than the first OxOy coordinates, and reference data is detected. Specifically, reference data is detected at object height coordinates (Ox ', Oy') different from the first object height coordinates (Ox, Oy). Thereafter, by performing the first rotation, the first measurement data is acquired.
Auf diese Weise werden in Beispiel 1 eine Erfassung von Bezugsdaten und eine Erfassung von Messdaten abwechselnd wiederholt durchgeführt. Nachdem die Erfassung der Bezugsdaten und die Erfassung der Messdaten an allen Objekthöhenkoordinaten abgeschlossen sind, wird danach eine Wellenfrontanalyse durchgeführt.In this way, in Example 1, detection of reference data and detection of measurement data are alternately repeatedly performed. After the acquisition of the reference data and the acquisition of the measurement data at all object height coordinates are completed, a wavefront analysis is performed thereafter.
Im in
Auf diese Weise ist es in Beispiel 1 möglich, Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung in jeder der Strahlungspositionen zu erfassen, auch wenn es eine Vielzahl von Strahlungspositionen gibt. Durch Analysieren der Wellenfrontaberration ist möglich, die Konstruktionsaberration, die Systemaberration und die exzentrische Aberration des optischen Lichtempfangssystems zu entfernen, wobei die Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung als die Bezugsdaten verwendet werden und die Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung als die Messdaten verwendet werden.In this way, in Example 1, it is possible to detect wavefront data before the first rotation and wavefront data after the first rotation in each of the radiation positions even if there are a plurality of radiation positions. By analyzing the wavefront aberration, it is possible to remove the design aberration, the system aberration and the eccentric aberration of the light receiving optical system, using the wavefront data before the first rotation as the reference data and using the wavefront data after the first rotation as the measurement data.
Schritt S100 enthält Schritt S110, Schritt S121, Schritt S122, Schritt S130, Schritt S141, Schritt S142 und Schritt S150.Step S100 includes step S110, step S121, step S122, step S130, step S141, step S142, and step S150.
In Schritt S100 werden zuerst Schritt S110, Schritt S121, Schritt S130 und Schritt S141 ausgeführt. Dadurch werden Wellenfrontdaten WFDθ1 in der Strahlungsposition P und Wellenfrontdaten WFD'θ1 in der Strahlungsposition P' in einem Zustand vor der ersten Drehung erfasst. In step S100, step S110, step S121, step S130, and step S141 are first executed. Thereby, wavefront data WFDθ1 in the radiation position P and wavefront data WFD'θ1 in the radiation position P 'in a state before the first rotation are detected.
Danach wird Schritt S150 ausgeführt und dadurch das gegenständliche optische System gedreht. Danach werden Schritt S110, Schritt S122, Schritt S130 und Schritt S142 ausgeführt. Dadurch werden Wellenfrontdaten WFDθ2 in der Strahlungsposition P und Wellenfrontdaten WFD'θ2 in der Strahlungsposition P' in einem Zustand nach der ersten Drehung erfasst.Thereafter, step S150 is executed, thereby rotating the subject optical system. Thereafter, step S110, step S122, step S130, and step S142 are executed. Thereby, wavefront data WFDθ2 in the radiation position P and wavefront data WFD'θ2 in the radiation position P 'in a state after the first rotation are detected.
Auf diese Weise befindet sich die Lichtquelle im Beispiel 2 vor der ersten Drehung durch Führen der Lichtquelle in der OxOy-Richtung an einer Vielzahl von Objekthöhenkoordinaten und Bezugsdaten werden erfasst. Insbesondere wird die Erfassung aller Datensätze der Bezugsdaten an einer Vielzahl von Objekthöhenkoordinaten abgeschlossen. Danach wird die erste Drehung durchgeführt und dadurch das gegenständliche optische System gedreht.In this way, in the example 2, before the first rotation, the light source is located by guiding the light source in the OxOy direction at a plurality of object height coordinates, and reference data is detected. In particular, the acquisition of all datasets of the reference data is completed at a plurality of object height coordinates. Thereafter, the first rotation is performed, thereby rotating the subject optical system.
Nach der ersten Drehung wird die Lichtquelle wiederum in der OxOy-Richtung geführt und Messdaten werden erfasst. Bei der Erfassung der Messdaten befindet sich die Lichtquelle an den gleichen OxOy-Koordinaten, wie die vor der ersten Drehung verwendeten. Insbesondere wird die Erfassung aller Messdatensätze an den gleichen Objekthöhenkoordinaten wie die vor der ersten Drehung verwendeten abgeschlossen. Nach Abschluss der Erfassung aller Messdatensätze wird eine Wellenfrontanalyse durchgeführt. After the first rotation, the light source is again guided in the OxOy direction and measurement data is acquired. When acquiring the measurement data, the light source is at the same OxOy coordinates as those used before the first rotation. In particular, the acquisition of all measurement data sets is completed at the same object height coordinates as those used prior to the first rotation. Upon completion of the acquisition of all measurement data sets, a wavefront analysis is performed.
Auf diese Weise wird im Beispiel 2 zuerst eine Drehung durchgeführt, nachdem alle Bezugsdatensätze erfasst sind.In this way, in Example 2, first, a rotation is performed after all the reference data sets are acquired.
Danach ist es durch Erhalten einer Summe oder einer Differenz von vorbestimmten Aberrationskomponenten zwischen symmetrischen Objekthöhenkoordinaten möglich, unter den durch die Exzentrizität des gegenständlichen optischen Systems verursachten exzentrischen Aberrationen eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente zu extrahieren, das heißt, die erste Aberrationskomponente.Thereafter, by obtaining a sum or a difference of predetermined aberration components between symmetrical object height coordinates, it is possible to extract an aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity among the eccentric aberrations caused by the eccentricity of the objective optical system, that is, the first aberration component.
Im in
Auf diese Weise ist es in Beispiel 2 möglich, Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung in jeder der Strahlungspositionen zu erfassen, auch wenn eine Vielzahl von Strahlungspositionen existiert. Durch Analysieren der Wellenfrontaberration ist möglich, die Konstruktionsaberration, die Systemaberration und die exzentrische Aberration des optischen Lichtempfangssystems zu entfernen, wobei die Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung als die Bezugsdaten verwendet werden und die Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung als die Messdaten verwendet werden.In this way, in Example 2, it is possible to detect wavefront data before the first rotation and wavefront data after the first rotation in each of the radiation positions, even if a plurality of radiation positions exist. By analyzing the wavefront aberration, it is possible to remove the design aberration, the system aberration and the eccentric aberration of the light receiving optical system, using the wavefront data before the first rotation as the reference data and using the wavefront data after the first rotation as the measurement data.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass jeweils die eine Strahlungsposition und die andere Strahlungsposition bewegt werden und die Wellenfrontdaten in der Strahlungsposition nach der Bewegung erfasst werden.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that each of the one radiation position and the other radiation position is moved and the wavefront data in the radiation position after the movement is detected.
Die Anzahl der Linsenoberflächen in einer Linse ist zwei. Wenn die zwei Linsenoberflächen asphärische Oberflächen sind, ist die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität 8, wenn in jeder Linsenoberfläche eine Verschiebung und eine Neigung auftreten. Darüber hinaus, wenn in zwei Linsen vier Linsenoberflächen asphärische Oberflächen sind, ist die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität 16, wenn in jeder Linsenoberfläche eine Verschiebung und eine Neigung auftreten. Auf diese Weise erhöht sich die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität, wenn sich die Anzahl der exzentrischen Linsenoberflächen erhöht.The number of lens surfaces in a lens is two. When the two lens surfaces are aspherical surfaces, the number of degrees of freedom of eccentricity is 8 when displacement and inclination occur in each lens surface. In addition, when four lens surfaces are aspheric surfaces in two lenses, the number of degrees of freedom of eccentricity is 16 when displacement and inclination occur in each lens surface. In this way, the number of degrees of freedom of eccentricity increases as the number of eccentric lens surfaces increases.
Eine Erhöhung in der Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität bedeutet, dass sich die Anzahl von j in Δ1 bis Δj in den Ausdrücken (9-1) bis (9-9) erhöht. Da Δ1 bis Δj unbekannte Größen sind, können Δ10 und darüber nicht ermittelt werden, wenn die Anzahl der linearen Gleichungen maximal 9 ist, obwohl es möglich ist, bis zu Δ9 zu ermitteln.An increase in the number of degrees of freedom of the eccentricity means that the number of j increases in Δ 1 to Δ j in the expressions (9-1) to (9-9). Since Δ 1 to Δ j are unknown quantities, Δ 10 and above can not be obtained when the number of linear equations is 9 at the maximum, although it is possible to detect Δ 9 .
Aus diesem Grund werden die eine Strahlungsposition und die andere Strahlungsposition bewegt und Wellenfrontdaten in den bewegten Positionen werden erfasst. In diesem Fall werden die folgenden Ausdrücke (9-1') bis (9-9') von den Strahlungspositionen (Ox1,Oy1) und (–Ox1,–Oy1) vor der Bewegung erhalten. For this reason, the one radiation position and the other radiation position are moved, and wavefront data in the moved positions are detected. In this case, the following expressions (9-1 ') to (9-9') are obtained from the radiation positions (Ox1, Oy1) and (-Ox1, -Oy1) before the movement.
Zusätzlich werden die folgenden Ausdrücke (9-1'') bis (9-9'') von den Strahlungspositionen (Ox2,Oy2) und (–Ox2,–Oy2) nach der Bewegung erhalten.In addition, the following expressions (9-1 ") to (9-9") are obtained from the radiation positions (Ox2, Oy2) and (-Ox2, -Oy2) after the movement.
Als Ergebnis können weitere Freiheitsgrade ermittelt werden, da die Anzahl an linearen Gleichungen maximal 18 beträgt.As a result, further degrees of freedom can be determined since the number of linear equations is a maximum of 18.
Auf diese Weise kann die Anzahl der linearen Gleichungen durch Erhöhen der Anzahl der Strahlungspositionen erhöht werden. Deshalb ist es nach dem Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Anzahl an messbaren Freiheitsgraden der Exzentrizität zu erhöhen.In this way, the number of linear equations can be increased by increasing the number of radiation positions. Therefore, according to the measuring method of the present embodiment, it is possible to increase the number of measurable degrees of freedom of eccentricity.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass die eine Strahlungsposition bewegt wird, die Wellenfrontdaten in einer Strahlungsposition nach der Bewegung erfasst werden, danach die andere Strahlungsposition bewegt wird und die Wellenfrontdaten in einer Strahlungsposition nach der Bewegung erfasst werden.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the one radiation position is moved, the wavefront data is detected in a radiation position after the movement, then the other radiation position is moved and the wavefront data is detected in a radiation position after the movement.
Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform enthält der Schritt S100 Schritt S111, Schritt S123, Schritt S131, Schritt S143, Schritt S160, Schritt S161, Schritt S170 und Schritt S171. In the measuring method of the present embodiment, step S100 includes step S111, step S123, step S131, step S143, step S160, step S161, step S170, and step S171.
Bei Schritt S100 wird ein Lichtstrahl von einer Strahlungsposition Pn und einer Strahlungsposition P'n abgestrahlt. Hier ist die Strahlungsposition Pn die eine Strahlungsposition und die Strahlungsposition P'n ist die andere Strahlungsposition. Die Strahlungsposition Pn und die Strahlungsposition P'n sind in Bezug auf die Messachse symmetrisch.At step S100, a light beam is radiated from a radiation position Pn and a radiation position P'n. Here, the radiation position Pn is the one radiation position and the radiation position P'n is the other radiation position. The radiation position Pn and the radiation position P'n are symmetrical with respect to the measurement axis.
Vor der Ausführung des Schritts S111 wird N vom Anwender festgelegt. N gibt die Anzahl an Änderungen der Strahlungsposition an. Die Anzahl an Malen, die in N festgelegt wird, ist eine geplante Anzahl an Malen. Der Wert von n wird auf 0 gesetzt. n gibt die Anzahl an Bewegungen der Strahlungsposition an.N is set by the user before the execution of step S111. N indicates the number of changes in the radiation position. The number of times set in N is a scheduled number of times. The value of n is set to 0. n indicates the number of movements of the radiation position.
Danach wird der Schritt S111 ausgeführt. Bei Schritt S111 wird ein Lichtstrahl von der Strahlungsposition Pn abgestrahlt. Insbesondere, wie in
Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle
Bei Schritt S160 werden n und N verglichen. Wenn n nicht gleich N ist, erreicht die Anzahl der Bewegungen der Strahlungsposition nicht die geplante Anzahl an Malen. Aus diesem Grund wird 1 zur aktuellen Anzahl an Bewegungen addiert und der Schritt S170 wird ausgeführt. Bei Schritt S170 wird die Strahlungsposition bewegt. Der Bewegungsbetrag kann vorab vom Anwender festgelegt werden.At step S160, n and N are compared. If n is not equal to N, the number of movements of the radiation position does not reach the planned number of times. For this reason, 1 is added to the current number of movements, and step S170 is executed. At step S170, the radiation position is moved. The amount of movement can be set in advance by the user.
Nach der Ausführung des Schritts S170 wird der Schritt S111 nochmals ausgeführt. Bei dem Schritt, da die Strahlungsposition bewegt wurde, befindet sich die Lichtquelle an einer Strahlungsposition P1(Ox1,Oy1,0), wie in
Hier unterscheidet sich die Strahlungsposition P1(Ox1,Oy1,0) von der Strahlungsposition P0(Ox0,Oy0,0). Aus diesem Grund unterscheidet sich die nicht ebene Welle
Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle
Wenn n bei Schritt S160 gleich N wird, ist die Bewegung der Strahlungsposition abgeschlossen. Dadurch werden die Bewegung der einen Strahlungsposition und die Erfassung der Wellenfrontdaten bei der Strahlungsposition nach der Bewegung abgeschlossen. Danach wird der Wert von n auf 0 gesetzt.When n becomes N at step S160, the movement of the radiation position is completed. This completes the movement of the one radiation position and the detection of the wavefront data at the radiation position after the movement. Thereafter, the value of n is set to 0.
Danach wird Schritt S131 ausgeführt. Bei Schritt S131 wird ein Lichtstrahl von der Strahlungsposition P'n abgestrahlt. Insbesondere, wie in
Hier unterscheidet sich die Strahlungsposition P'0(–Ox0,–Oy0,0) von der Strahlungsposition P0(Ox0,Oy0,0) und der Strahlungsposition P1(Ox1,Oy1,0). Aus diesem Grund unterscheidet sich die nicht ebene Welle
Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle
Bei Schritt S161 werden n und N verglichen. Wenn n nicht gleich N ist, erreicht die Anzahl der Bewegungen der Strahlungsposition nicht die geplante Anzahl an Malen. Aus diesem Grund wird 1 zur aktuellen Anzahl an Bewegungen addiert und Schritt S171 wird ausgeführt. Bei Schritt S171 wird die Strahlungsposition bewegt. Der Bewegungsbetrag kann vorab vom Anwender festgelegt werden.At step S161, n and N are compared. If n is not equal to N, the number of movements of the radiation position does not reach the planned number of times. For this reason, 1 becomes the current one Number of movements is added and step S171 is executed. At step S171, the radiation position is moved. The amount of movement can be set in advance by the user.
Nach der Ausführung des Schritts S171 wird der Schritt S131 nochmals ausgeführt. Bei dem Schritt, da die Strahlungsposition bewegt wurde, befindet sich die Lichtquelle an einer Strahlungsposition P'1(–Ox1,–Oy1,0), wie in
Hier unterscheidet sich die Strahlungsposition P'1(–Ox1,–Oy1,0) von den Strahlungspositionen P'0(–Ox0,–Oy0,0), P0(Ox0,Oy0,0) und der Strahlungsposition P1(Ox1,Oy1,0). Aus diesem Grund unterscheidet sich die nicht ebene Welle
Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle
Wenn n bei Schritt S161 gleich N wird, ist die Bewegung der Strahlungsposition abgeschlossen. Dadurch werden die Bewegung der einen Strahlungsposition und die Erfassung der Wellenfrontdaten an der Strahlungsposition nach der Bewegung abgeschlossen.When n becomes N at step S161, the movement of the radiation position is completed. This completes the movement of the one radiation position and the detection of the wavefront data at the radiation position after the movement.
Nachdem in
Auf diese Weise kann die Anzahl der linearen Gleichungen durch Erhöhen der Anzahl der Strahlungspositionen erhöht werden. Deshalb ist es nach dem Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Anzahl an messbaren Freiheitsgraden der Exzentrizität zu erhöhen.In this way, the number of linear equations can be increased by increasing the number of radiation positions. Therefore, according to the measuring method of the present embodiment, it is possible to increase the number of measurable degrees of freedom of eccentricity.
Darüber hinaus wird im Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass die Wellenfrontdaten in jeweils der einen Strahlungsposition und der anderen Strahlungsposition erfasst werden und danach die eine Strahlungsposition und die andere Strahlungsposition bewegt werden und die Wellenfrontdaten in jeder der Strahlungspositionen nach der Bewegung erfasst werden.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the wavefront data in each of the one radiation position and the other radiation position be detected, and thereafter the one radiation position and the other radiation position are moved and the wavefront data in each of the radiation positions after the movement is detected.
Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform enthält der Schritt S100 Schritt S111, Schritt S123, Schritt S131, Schritt S143, Schritt S162 und Schritt S172.In the measuring method of the present embodiment, step S100 includes step S111, step S123, step S131, step S143, step S162, and step S172.
Zuerst wird der Schritt S111 ausgeführt. Bei Schritt S111 wird ein Lichtstrahl von der Strahlungsposition Pn abgestrahlt. Insbesondere, wie in
Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle
Danach wird Schritt S131 ausgeführt. Bei Schritt S131 wird ein Lichtstrahl von der Strahlungsposition P'n abgestrahlt. Insbesondere, wie in
Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle
Bei Schritt S162 werden n und N verglichen. Wenn n nicht gleich N ist, erreicht die Anzahl der Bewegungen der Strahlungsposition nicht die geplante Anzahl an Malen. Aus diesem Grund wird 1 zur aktuellen Anzahl an Bewegungen addiert und Schritt S172 wird ausgeführt. Bei Schritt S172 wird die Strahlungsposition bewegt. Der Bewegungsbetrag kann vorab vom Anwender festgelegt werden.At step S162, n and N are compared. If n is not equal to N, the number of movements of the radiation position does not reach the planned number of times. For this reason, 1 is added to the current number of movements, and step S172 is executed. At step S172, the radiation position is moved. The amount of movement can be set in advance by the user.
Nach der Ausführung des Schritts S172 wird der Schritt S111 nochmals ausgeführt. Bei dem Schritt, da die Strahlungsposition bewegt wurde, befindet sich die Lichtquelle an einer Strahlungsposition P1(Ox1,Oy1,0), wie in
Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle
Danach wird der Schritt S131 ausgeführt. Bei Schritt S131 wird ein Lichtstrahl von der Strahlungsposition P'n abgestrahlt. Bei diesem Schritt, da die Strahlungsposition bewegt wurde, befindet sich die Lichtquelle an der Strahlungsposition P'1(–Ox1,–Oy1,0), wie in
Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle
Die Bewegung der Strahlungsposition und die Erfassung der Wellenfrontdaten WFDn und WFD'n werden durchgeführt, bis n gleich N wird. Alle Datensätze der erfassten Wellenfrontdaten WFDn und WFD'n werden gespeichert.The movement of the radiation position and the detection of the wavefront data WFDn and WFD'n are performed until n becomes equal to N. All data records of the acquired wavefront data WFDn and WFD'n are stored.
Wenn n bei Schritt S162 gleich N wird, ist die Bewegung der Strahlungsposition abgeschlossen. Dadurch werden die Bewegung der einen Strahlungsposition und die Bewegung der anderen Strahlungsposition und die Erfassung der Wellenfrontdaten an der Strahlungsposition nach der Bewegung abgeschlossen.When n becomes N at step S162, the movement of the radiation position is completed. Thereby, the movement of the one radiation position and the movement of the other radiation position and the detection of the wavefront data at the radiation position after the movement are completed.
Auf diese Weise kann die Anzahl der linearen Gleichungen durch Erhöhen der Anzahl der Strahlungspositionen erhöht werden. Deshalb ist es nach dem Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Anzahl an messbaren Freiheitsgraden der Exzentrizität zu erhöhen.In this way, the number of linear equations can be increased by increasing the number of radiation positions. Therefore, according to the measuring method of the present embodiment, it is possible to increase the number of measurable degrees of freedom of eccentricity.
In
In
Auf diese Weise kann die Anzahl der linearen Gleichungen durch Erhöhen der Anzahl der Strahlungspositionen erhöht werden. Deshalb ist es möglich, die Anzahl der messbaren Freiheitsgrade der Exzentrizität zu erhöhen.In this way, the number of linear equations can be increased by increasing the number of radiation positions. Therefore, it is possible to increase the number of measurable degrees of freedom of eccentricity.
In
Darüber hinaus kann das Kriterium der Steigung der Bewegung der Strahlungsposition im Lichtprojektionssystem
Darüber hinaus kann die erste Aberrationskomponente durch Erfassen von Wellenfrontdaten mit nur der maximalen positiven Objekthöhe und der maximalen negativen Objekthöhe extrahiert werden. Aus diesem Grund, wenn die Messung in einer kurzen Zeit abgeschlossen werden muss, kann der Durchmesser des abgestrahlten Lichtstrahls im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des gegenständlichen optischen Systems sein. In diesem Fall wird die Objekthöhe jedoch auf einen kleinen Wert gesetzt, um zu verhindern, dass eine Vignettierung des Lichtstrahls aus der effektiven Apertur des gegenständlichen optischen Systems eintritt.Moreover, the first aberration component can be extracted by detecting wavefront data having only the maximum positive object height and the maximum negative object height. For this reason, when the measurement must be completed in a short time, the diameter of the radiated light beam may be substantially equal to the diameter of the subject optical system. In this case, however, the object height is set to a small value to prevent vignetting of the light beam from the effective aperture of the subject optical system.
Auf diese Weise kann die Anzahl der linearen Gleichungen durch Erhöhen der Anzahl der Strahlungspositionen erhöht werden. Deshalb ist es möglich, die Anzahl der messbaren Freiheitsgrade der Exzentrizität zu erhöhen.In this way, the number of linear equations can be increased by increasing the number of radiation positions. Therefore, it is possible to increase the number of measurable degrees of freedom of eccentricity.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass eine Erfassung der Wellenfrontdaten in einem ersten Strahlungszustand durchgeführt wird und ein zentrales Lichtstrahlenbündel des Lichtstrahls im ersten Strahlungszustand parallel zur Messachse ist.Moreover, in the measuring method according to the present embodiment, it is preferable that detection of the wavefront data is performed in a first radiation state and a central light beam of the light beam in the first radiation state is parallel to the measurement axis.
Im ersten Strahlungszustand ist das zentrale Strahlungsbündel des Lichtstrahls parallel zur Messachse. Wie in
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass eine Erfassung der Wellenfrontdaten in einem zweiten Strahlungszustand durchgeführt wird und das zentrale Lichtstrahlenbündel des Lichtstrahls die Messachse in einem vorbestimmten Winkel im zweiten Strahlungszustand kreuzt.Moreover, in the measuring method according to the present embodiment, it is preferable that detection of the wavefront data is performed in a second radiation state and the central light beam of the light beam crosses the measurement axis at a predetermined angle in the second radiation state.
Im zweiten Strahlungszustand kreuzt das zentrale Strahlungsbündel des Lichtstrahls die Messachse in einem vorbestimmten Winkel.
In
Wenn jeweils die eine Strahlungsposition und die andere Strahlungsposition bewegt wird und die Erfassung der Wellenfrontdaten an den Strahlungspositionen nach der Bewegung gemacht wird, ist es wünschenswert, die Wellenfrontdaten an den Strahlungspositionen nach der Bewegung während des Änderns des vorbestimmten Winkels zu erfassen.When each of the one radiation position and the other radiation position is moved and the detection of the wavefront data is made at the radiation positions after the movement, it is desirable to detect the wavefront data at the radiation positions after the movement while changing the predetermined angle.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass der zweite Extrahierungsschritt unter Verwendung eines vorbestimmten Funktionssystems durchgeführt wird, das vorbestimmte Funktionssystem ein Funktionssystem ist, das die erste Aberrationskomponente angibt und die vorbestimmte Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und die vorbestimmte Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition auf das vorbestimmte Funktionssystem angewandt werden.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the second extracting step is performed using a predetermined functional system, the predetermined functional system is a functional system indicating the first aberration component and the predetermined aberration component in the one irradiation position and the predetermined aberration component in the other Radiation position are applied to the predetermined functional system.
Dadurch ist es möglich, einen zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags Δ proportionalen Betrag, das heißt, die erste Aberrationskomponente zu extrahieren.Thereby, it is possible to extract an amount proportional to the 1st power of the amount of eccentricity Δ, that is, to extract the first aberration component.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass der Erfassungsschritt eine zweite Drehung enthält, dass das gegenständliche optische System in der zweiten Drehung um 180° um eine zur Messachse orthogonale Achse gedreht wird und dass Wellenfrontdaten vor der zweiten Drehung und Wellenfrontdaten nach der zweiten Drehung erfasst werden.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the detecting step includes a second rotation, that the subject optical system is rotated in the second rotation through 180 ° about an axis orthogonal to the measuring axis, and that wavefront data before the second rotation and wavefront data after second rotation are detected.
Hier wird das gegenständliche optische System
Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit jeder Linse variiert zwischen dem Fall, in dem ein Lichtstrahl auf das gegenständliche optische System
Wenn das gegenständliche optische System
Der Objektpunkt wird durch die Linsenoberflächen des gegenständlichen optischen Systems
Bei Schritt S110 wird ein Lichtstrahl, wie in
Danach wird Schritt S123 ausgeführt. Dadurch werden die Wellenfrontdaten WFDθ3 erfasst.Thereafter, step S123 is executed. As a result, the wavefront data WFDθ3 are detected.
Danach wird Schritt S180 ausgeführt. Bei Schritt S180 wird eine zweite Drehung durchgeführt. In der zweiten Drehung wird das gegenständliche optische System
Nach Abschluss von Schritt S180 wird Schritt S110 ausgeführt. Bei Schritt S110 wird ein Lichtstrahl, wie in
Danach wird Schritt S124 ausgeführt. Auf diese Weise werden Wellenfrontdaten WFDθ4 erfasst.Thereafter, step S124 is executed. In this way, wavefront data WFDθ4 are detected.
Hier unterscheiden sich die Wellenfrontdaten WFDθ3 von den Wellenfrontdaten WFDθ4. Dementsprechend können am Ende zwei erste Aberrationskomponenten erhalten werden.Here, the wavefront data WFDθ3 differs from the wavefront data WFDθ4. Accordingly, at the end, two first aberration components can be obtained.
Auf diese Weise kann das Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl der ersten Aberrationskomponenten erhöhen, da ein Lichtstrahl abgestrahlt wird, der ermöglicht, verschiedene Datensätze von Wellenfrontdaten zu erfassen. Dementsprechend ist es möglich, die Anzahl der messbaren Freiheitsgrade der Exzentrizität zu erhöhen.In this way, the measuring method according to the present embodiment can increase the number of the first aberration components because a light beam that makes it possible to detect different data sets of wavefront data is radiated. Accordingly, it is possible to increase the number of measurable degrees of freedom of eccentricity.
Bei der Durchführung der zweiten Drehung sollten die Messergebnisse sorgfältig gehandhabt werden.
Im Zustand, bevor die zweite Drehung durchgeführt wird, wird eine Vorwärtsmessung durchgeführt. Bei der Vorwärtsmessung ist, wie in
In diesem Zustand wird ein Lichtstrahl von der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) auf das gegenständliche optische System abgestrahlt. Der Lichtstrahl wird an die Linse L1 und die Linse L2 in dieser Reihenfolge angelegt.In this state, a light beam is radiated from the radiation position P (Ox, Oy, O) to the objective optical system. The light beam is applied to the lens L1 and the lens L2 in this order.
Im Gegensatz dazu wird im Zustand, nachdem die zweite Drehung durchgeführt wurde, eine Rückwärtsmessung durchgeführt. Bei der Rückwärtsmessung ist, wie in
Die Richtung der Koordinatenachse YL2 wird zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung nicht geändert, aber die Richtung der Koordinatenachse XL2 wird zwischen diesen entgegengesetzt. Hier wird bei der Vorwärtsmessung angenommen, dass sich der Kugelmittelpunkt der Linse L2 auf der positiven Seite befindet. In diesem Fall befindet sich bei der Rückwärtsmessung der Kugelmittelpunkt der Linse L5 auf Basis der Koordinatenachse XL2 auf der positiven Seite. Auf Basis der Ox-Achse befindet sich jedoch der Kugelmittelpunkt der Linse L2 bei der Rückwärtsmessung auf der negativen Seite. The direction of the coordinate axis Y L2 is not changed between the forward measurement and the backward measurement, but the direction of the coordinate axis X L2 is opposed therebetween. Here, in the forward measurement, it is assumed that the ball center of the lens L2 is on the positive side. In this case, in the backward measurement, the ball center of the lens L5 is on the positive side based on the coordinate axis X L2 . However, based on the ox axis, the ball center of the lens L2 is on the negative side in the backward measurement.
Wenn das gegenständliche optische System um die Ox-Achse gedreht wird, ändert sich die Richtung der Koordinatenachse XL2 nicht, aber die Richtung der Koordinatenachse YL2 unterscheidet sich um 180°. Dementsprechend ist auf Basis der Oy-Achse das Vorzeichen der Position des Kugelmittelpunkts bei der Rückwärtsmessung beispielsweise negativ, wenn das Vorzeichen der Position des Kugelmittelpunkts bei der Vorwärtsmessung positiv ist.When the subject optical system is rotated about the axis of Ox, the direction of the coordinate axis X L2 does not change, but the direction of the coordinate axis Y L2 differs by 180 °. Accordingly, based on the Oy axis, the sign of the position of the ball center in the backward measurement is negative, for example, when the sign of the position of the ball center in the forward measurement is positive.
Angesichts des Obigen muss das Vorzeichen des numerischen Werts für die bei der Rückwärtsmessung erhaltenen Messergebnisse bei der Verarbeitung bei Schritt S200 und den nachfolgenden Schritten umgekehrt werden.In view of the above, the sign of the numerical value for the measurement results obtained in the backward measurement must be reversed in the processing in step S200 and subsequent steps.
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass der Exzentrizitätsbetrag zu einem Zeitpunkt der Erfassung der Wellenfrontdaten vor der zweiten Drehung einen Absolutbetrag aufweist, der gleich dem Absolutbetrag des Exzentrizitätsbetrags zu einem Zeitpunkt der Erfassung der Wellenfrontdaten nach der zweiten Drehung ist.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the amount of eccentricity at a time of detecting the wavefront data before the second rotation has an absolute amount equal to the absolute amount of the eccentricity amount at a time of detecting the wavefront data after the second rotation.
Wie oben beschrieben, wird das gegenständliche optische System in der ersten Drehung um die Messachse gedreht. Dadurch kann der durch die Drehung verursachte Betrag der Verlagerung für jede Linse ermittelt werden. Bei der Messung mit der zweiten Drehung wird außerdem das gleiche Messsystem wie das bei der Messung mit der ersten Drehung verwendet. Bei der zweiten Drehung ist das gegenständliche optische System so angeordnet, dass die Vorderseite und die Rückseite des gegenständlichen optischen Systems umgekehrt sind. Danach wird die Verarbeitung auf die gleiche Weise wie die bei der Messung mit der ersten Drehung durchgeführt und dadurch wird die erste Aberrationskomponente extrahiert.As described above, the subject optical system is rotated about the measurement axis in the first rotation. Thereby, the amount of displacement caused by the rotation can be determined for each lens. The second rotation measurement also uses the same measurement system as the first rotation measurement. In the second rotation, the subject optical system is arranged so that the front and the back of the subject optical system are reversed. Thereafter, the processing is performed in the same manner as that in the measurement with the first rotation, and thereby the first aberration component is extracted.
Der Absolutbetrag der Distanz zwischen der Linse und der Drehachse muss jedoch zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung auf den gleichen Wert gesetzt werden. Es wird zum Beispiel angenommen, dass das gegenständliche optische System sechs Linsenoberflächen enthält. Hier ist jede der sechs Linsenoberflächen eine sphärische Oberfläche. Darüber hinaus wird angenommen, dass die Exzentrizitätsbeträge der ersten Oberfläche, der zweiten Oberfläche, ... und der sechsten Oberfläche bei der Vorwärtsmessung (X1,Y1), (X2,Y2), ... und (X6,Y6) sind. Der Exzentrizitätsbetrag jeder Linsenoberfläche wird durch die XY-Koordinaten auf Basis der ersten Drehachse angegeben.However, the absolute value of the distance between the lens and the rotation axis must be set to the same value between the forward measurement and the backward measurement. For example, it is assumed that the subject optical system includes six lens surfaces. Here, each of the six lens surfaces is a spherical surface. Moreover, it is assumed that the amounts of eccentricity of the first surface, the second surface,... And the sixth surface in the forward measurement are (X1, Y1), (X2, Y2),... And (X6, Y6). The amount of eccentricity of each lens surface is indicated by the XY coordinates based on the first rotation axis.
Bei der Rückwärtsmessung wird das gegenständliche optische System in der Vorwärtsmessung um die Y-Achse gedreht. Dadurch wird die vorder-und-rückseitige Richtung des gegenständlichen optischen Systems umgekehrt. Danach wird die Rückwärtsmessung durchgeführt. Bei der Rückwärtsmessung ist das gegenständliche optische System so angeordnet, dass die Exzentrizitätsbeträge der jeweiligen Linsenoberflächen bei der Rückwärtsmessung (–X1,Y1), (–X2,Y2), ... und (–X6,Y6) sind.In the backward measurement, the subject optical system is rotated about the Y axis in the forward measurement. Thereby, the front-and-back direction of the subject optical system is reversed. Thereafter, the backward measurement is performed. In the backward measurement, the objective optical system is arranged such that the amounts of eccentricity of the respective lens surfaces in the backward measurement are (-X1, Y1), (-X2, Y2), ..., and (-X6, Y6).
Bei der Messanordnung zur Durchführung der Rückwärtsmessung muss das gegenständliche optische System so angeordnet sein, dass die Absolutbeträge der vorbestimmten Distanzen zwischen der Rückwärtsmessung und der Vorwärtsmessung gleich sind. Die vorbestimmten Distanzen sind Distanzen zwischen den Kugelmittelpunkten der jeweiligen Linsenoberflächen des gegenständlichen optischen Systems und der ersten Drehachse bei der Vorwärtsmessung.In the measurement arrangement for performing the backward measurement, the objective optical system must be arranged such that the absolute amounts of the predetermined distances between the backward measurement and the forward measurement are equal. The predetermined distances are distances between the ball centers of the respective lens surfaces of the subject optical system and the first rotation axis in the forward measurement.
Die erste Drehung kann auch beim Messverfahren der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt werden. Bei der Vorwärtsmessung wird eine Vielzahl von Datensätzen von Wellenfrontdaten vor und nach der ersten Drehung in der Vorwärtsmessung erfasst. Danach wird die zweite Drehung durchgeführt und dadurch ein Zustand erzeugt, in dem die Rückwärtsmessung durchgeführt werden kann. Die zweite Drehung kehrt die Vorderseite und die Rückseite des gegenständlichen optischen Systems um.The first rotation may also be performed in the measuring method of the present embodiment. In the forward measurement, a plurality of data sets of wavefront data are acquired before and after the first rotation in the forward measurement. Thereafter, the second rotation is performed, thereby generating a state in which the backward measurement can be performed. The second rotation reverses the front and back of the subject optical system.
In dem Fall, in dem die Linsenoberfläche eine sphärische Oberfläche ist, wird der Kugelmittelpunkt durch die erste Drehung bewegt, wenn die Linsenoberfläche exzentrisch ist.
Die Bewegung des Kugelmittelpunkts bei der Vorwärtsmessung wird unter Bezugnahme auf
Die Bewegung des Kugelmittelpunkts bei der Rückwärtsmessung wird unter Bezugnahme auf
Wie oben beschrieben ist bei der Messung zur Durchführung der zweiten Drehung das gegenständliche optische System so angeordnet, dass der Absolutbetrag der vorbestimmten Distanzen zwischen der Rückwärtsmessung und der Vorwärtsmessung der gleiche ist. Dementsprechend ist „|δf| = |δr|” erfüllt.As described above, in the measurement for performing the second rotation, the subject optical system is arranged such that the absolute value of the predetermined distances between the backward measurement and the forward measurement is the same. Accordingly, "| δf | = | δr | "fulfilled.
Im Vektor, der die Bewegung des Kugelmittelpunkts
Angesichts des Obigen muss das Vorzeichen des numerischen Werts für die bei der Rückwärtsmessung erhaltenen Messergebnisse bei der Verarbeitung bei Schritt S200 und den nachfolgenden Schritten umgekehrt werden.In view of the above, the sign of the numerical value for the measurement results obtained in the backward measurement must be reversed in the processing in step S200 and subsequent steps.
Der Ursprung der OxOy-Koordinaten befindet sich an der Position der ersten Drehachse. Insbesondere illustrieren
Bei der Vorwärtsmessung befindet sich der Kugelmittelpunkt
Das gegenständliche optische System wird von diesem Zustand in den Zustand vor der ersten Drehung zurückgebracht und die zweite Drehung wird durchgeführt. Dadurch wird der Zustand vor der ersten Drehung in der Rückwärtsmessung erhalten. In diesem Zustand befindet sich der Kugelmittelpunkt
Der Absolutbetrag des durch die erste Drehung verursachten Betrags der Verlagerung des Kugelmittelpunkts
Aus diesem Grund ist die Lösung des Systems linearer Gleichungen für die Exzentrizität zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung die gleiche, wenn das Vorzeichen für die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit der Verschiebung in der X-Richtung der Rückwärtsmessung umgekehrt wird. Dementsprechend kann das System linearer Gleichungen für den Exzentrizitätsbetrag durch gleichzeitiges Verwenden der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit der Vorwärtsmessung und der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit der Rückwärtsmessung gelöst werden. Insbesondere ist es durch Verwendung von mehr Hinweisen auf die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit möglich, den Exzentrizitätsbetrag von mehr Freiheitsgraden mit hoher Genauigkeit zu ermitteln. Der Exzentrizitätsbetrag, der ermittelt werden kann, ist die Position des Kugelmittelpunkts im Zustand von
Wenn das gegenständliche optische System eine asphärische Oberfläche enthält, kann in Bezug auf die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit der asphärischen Oberfläche ein System linearer Gleichungen für den Exzentrizitätsbetrag durch Umkehren des Vorzeichens der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit der Verschiebung in der X-Richtung und der Neigung in der A-Richtung gelöst werden. Der Neigungsbetrag in der A-Richtung, der ermittelt werden kann, ist ein Neigungsbetrag einer asphärischen Oberflächenachse auf Basis der ersten Drehachse vor der ersten Drehung in der Vorwärtsmessung, auf die gleiche Weise.When the subject optical system includes an aspherical surface, with respect to the eccentric aberration sensitivity of the aspherical surface, a system of linear equations for the amount of eccentricity can be solved by reversing the sign of the eccentric aberration sensitivity of the displacement in the X direction and the inclination in the A direction become. The inclination amount in the A direction that can be detected is an inclination amount of an aspherical surface axis based on the first rotation axis before the first rotation in the forward measurement, in the same manner.
Nach Abschluss der Messung in der Vorwärtsmessung wird die zweite Drehung durchgeführt. Bei diesem Vorgang kann die Rückwärtsmessung durchgeführt werden, ohne das gegenständliche optische System in den Zustand vor der ersten Drehung zurückzubringen. Diese Messung ist die gleiche wie der Zustand, in dem sich der Kugelmittelpunkt
Darüber hinaus wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, dass der erste Extrahierungsschritt unter Verwendung eines Zernike-Polynoms durchgeführt wird und die vorbestimmte Aberrationskomponente ein Koeffizient des Zernike-Polynoms ist.Moreover, in the measuring method of the present embodiment, it is preferable that the first extraction step is performed using a Zernike polynomial and the predetermined aberration component is a coefficient of the Zernike polynomial.
Wellenfrontdaten enthalten Informationen über die Wellenfrontaberration. Aus diesem Grund ist es durch Anwenden der Wellenfrontdaten auf das Zernike-Polynom möglich, die Aberrationskomponente in der Wellenfrontaberration in eine sphärische Aberration, eine Koma und einen Astigmatismus und Ähnliches aufzulösen und den Aberrationsbetrag für jede der Aberrationskomponenten zu quantifizieren.Wavefront data contains information about the wavefront aberration. For this reason, by applying the wavefront data to the Zernike polynomial, it is possible to resolve the aberration component in the wavefront aberration into a spherical aberration, a coma and an astigmatism, and the like, and to quantify the aberration amount for each of the aberration components.
Wenn Wellenfrontdaten durch Durchführen der ersten Drehung erfasst werden, gibt der Koeffizient jedes Terms des Zernike-Polynoms nicht die Wellenfrontaberration der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlten Wellenfront selbst an. Die Systemaberrationskomponente und die Konstruktionsaberrationskomponente des gegenständlichen optischen Systems wurden von der durch den Koeffizienten jedes Terms angegebenen Aberrationskomponente entfernt. Die Entfernung der Systemaberrationskomponente und der Konstruktionsaberrationskomponente wurde bereits oben erläutert.When wavefront data is detected by performing the first rotation, the coefficient of each term of the Zernike polynomial does not indicate the wavefront aberration of the wavefront radiated from the subject optical system itself. The system aberration component and the design aberration component of the subject optical system were removed from the aberration component indicated by the coefficient of each term. The removal of the system aberration component and the design aberration component has already been explained above.
Darüber werden wie oben beschrieben die durch die Ausdrücke (3) bis (6) gegebenen Ergebnisse erhalten, wenn das Zernike-Polynom verwendet wird.In addition, as described above, the results given by the expressions (3) to (6) are obtained when the Zernike polynomial is used.
In Bezug auf die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) des mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme wie oben beschrieben durch den folgenden Ausdruck (3) gegeben.With respect to the eccentric aberration sensitivity in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) of the second term and others of the Zernike Terms as described above are given by the following expression (3).
Darüber hinaus ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) des Terms, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, durch den folgenden Ausdruck (4) gegeben.In addition, the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) of the term multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms is expressed by the following expression (4).
In Bezug auf die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit in der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) des mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme wie oben beschrieben durch den folgenden Ausdruck (5) gegeben.With respect to the eccentric aberration sensitivity in the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity, the eccentric aberration sensitivity B is zj1 (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) of the second term and others of the Zernike terms as described above by the following expression (5).
Darüber hinaus ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) des Terms, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist, durch den folgenden Ausdruck (6) gegeben.In addition, the eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) of the term multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms is expressed by the following expression (6).
Die durch die Exzentrizität des gegenständlichen optischen Systems verursachte Wellenfrontaberration kann in Aberrationskomponenten mit dem Zernike-Polynom aufgelöst werden. Verteilungen der aufgelösten Aberrationskomponenten in den jeweiligen Objekthöhenkoordinaten sind theoretisch bekannt (siehe: Image field distribution model of wavefront aberration and models of distortion und field curvature [T. Matsuzawa: J. Opt. Soc. Am. A, 28, Nr. 2 (2011) 96–110]).The wavefront aberration caused by the eccentricity of the subject optical system can be resolved into aberration components with the Zernike polynomial. Distributions of the resolved aberration components in the respective object height coordinates are known theoretically (see: Image field distribution model of wavefront aberration and models of distortion and field curvature [T. Matsuzawa: J. Opt. Soc. Am. A, 28, No. 2 (2011 ) 96-110]).
Aus diesem Grund wird auf Basis dieser Theorie die Verteilung von Funktionen, deren Objekthöhenkoordinaten als Variable verwendet werden (hier nachfolgend als „Objekthöhenfunktionen” bezeichnet) für die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzjl(Ox,Oy) klassifiziert. Das klassifizierte Ergebnis wird hier nachfolgend einfach dargestellt. Die folgenden Tabellen illustrieren die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente (I = 1), die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente (I = 2) und die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente (I = 3). Der Z1-te Term der Zernike-Terme, der eine Piston-Komponente der Wellenfrontaberration ist, wird jedoch weggelassen, da es schwierig ist, die Komponente in einer tatsächlichen Wellenfrontmessung genau zu messen.For this reason, on the basis of this theory, the distribution of functions whose object height coordinates are used as variables (hereinafter referred to as "object height functions") is classified for the eccentric aberration sensitivity B zjl (Ox, Oy). The classified result is simply shown below. The following tables illustrate the aberration component (I = 1) proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the aberration component proportional to the square of the eccentricity amount (I = 2), and the aberration component (I = 3) proportional to the power of the eccentricity amount. However, the Z1th term of the Zernike terms, which is a piston component of the wavefront aberration, is omitted since it is difficult to accurately measure the component in an actual wavefront measurement.
Zuerst illustriert Tabelle 17 ein Ergebnis einer Klassifizierung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B2jl(Ox,Oy) und B3jl(Ox,Oy). [Tabelle 17]
In den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B2jl(Ox,Oy) und B3jl(Ox,Oy) in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 0. Potenz und im Quadrat der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 1. Potenz und in der 3. Potenz der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion im Quadrat der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten.In the eccentric aberration sensitivities B 2jl (Ox, Oy) and B 3jl (Ox, Oy) in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the object height function appears in the 0th power and the square of the object height coordinates. Accordingly, the 1st power of the Eccentricity amount proportional aberration component as an even function for the object height coordinates. With respect to the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity, the object height function appears in the 1st power and the 3rd power of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity serves as an odd function for the object height coordinates. With respect to the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity, the object height function appears in the square of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity serves as an even function for the object height coordinates.
Hier gibt B2jl(Ox,Oy) eine x-Komponente einer Wellenfrontneigung (Koma) an und B3jl(Ox,Oy) gibt eine y-Komponente der Wellenfrontneigung (Koma) an. Wie in
Deshalb kann die erste Aberrationskomponente für die Wellenfrontneigung (x-Komponente) durch Erhalten der Summe der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberration in der anderen Strahlungsposition extrahiert werden. Wenn beispielsweise die Objekthöhenkoordinaten durch (Ox,Oy) gegeben sind, werden in symmetrischen Objekthöhenkoordinaten von (Ox,Oy) und (–Ox,–Oy), wie (0,4) und (0,–4) sowie (1,2) und (–1,–2), die vorbestimmte Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und die vorbestimmte Strahlungskomponente in der anderen Strahlungsposition extrahiert und die Summe dieser sollte erhalten werden. Da der Exzentrizitätsbetrag, der in der vorliegenden Ausführungsform behandelt wird, winzig ist, ist die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente sehr klein und kann deshalb ignoriert werden. Therefore, the first aberration component for the wavefront tilt (x-component) can be extracted by obtaining the sum of the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration in the other radiation position. For example, if the object height coordinates are given by (Ox, Oy), in symmetric object height coordinates of (Ox, Oy) and (-Ox, -Oy), such as (0,4) and (0, -4) and (1,2 ) and (-1, -2), the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined radiation component in the other radiation position are extracted and the sum of them should be obtained. Since the amount of eccentricity to be treated in the present embodiment is minute, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is very small and therefore can be ignored.
Die gleiche Verarbeitung kann für die Wellenfrontneigung (y-Komponente) durchgeführt werden.The same processing can be performed for the wavefront tilt (y-component).
Als Nächstes illustriert Tabelle 18 ein Ergebnis einer Klassifizierung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit B4jl(Ox,Oy). [Tabelle 18]
In der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit B4jl(Ox,Oy) in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 1. Potenz und in der 3. Potenz der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion im Quadrat der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 3. Potenz der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten.In the eccentric aberration sensitivity B 4jl (Ox, Oy) in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the object height function appears in the 1st power and the 3rd power of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity serves as an odd function for the object height coordinates. With respect to the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity, the object height function appears in the square of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity serves as an even function for the object height coordinates. With respect to the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity, the Object height function in the 3rd power of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity serves as an odd function for the object height coordinates.
Hier gibt B4jl(Ox,Oy) eine sphärische Aberration (Brennpunkt) an. Wie in
Dementsprechend kann die erste Aberrationskomponente in Bezug auf die sphärische Aberration (Brennpunkt) durch Erhalten der Differenz zwischen der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberration in der anderen Strahlungsposition extrahiert werden. Wenn beispielsweise die Objekthöhenkoordinaten durch (Ox,Oy) gegeben sind, werden in symmetrischen Objekthöhenkoordinaten von (Ox,Oy) und (–Ox,–Oy), wie (0,4) und (0,–4) sowie (1,2) und (–1,–2), die vorbestimmte Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und die vorbestimmte Strahlungskomponente in der anderen Strahlungsposition extrahiert und die Differenz zwischen diesen sollte erhalten werden. Da der Exzentrizitätsbetrag, der in der vorliegenden Ausführungsform behandelt wird, winzig ist, ist die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente sehr klein und kann deshalb ignoriert werden.Accordingly, the first aberration component with respect to the spherical aberration (focus) can be extracted by obtaining the difference between the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration in the other radiation position. For example, if the object height coordinates are given by (Ox, Oy), in symmetric object height coordinates of (Ox, Oy) and (-Ox, -Oy), such as (0,4) and (0, -4) and (1,2 ) and (-1, -2), the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined radiation component in the other radiation position are extracted and the difference between them should be obtained. Since the amount of eccentricity to be treated in the present embodiment is minute, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is very small and therefore can be ignored.
Tabelle 19 illustriert ein Ergebnis einer Klassifizierung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B5jl(Ox,Oy) und B6jl(Ox,Oy). [Tabelle 19]
In den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B5jl(Ox,Oy) und B6jl(Ox,Oy) in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 1. Potenz und in der 3. Potenz der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 0. Potenz und im Quadrat der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 1. Potenz und in der 3. Potenz der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten.In the eccentric aberration sensitivities B 5jl (Ox, Oy) and B 6jl (Ox, Oy) in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the object height function appears in the 1st power and the 3rd power of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity serves as an odd function for the object height coordinates. In terms of the square of the eccentricity amount proportional aberration component, the object height function appears in the 0th power and in the square of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity serves as an even function for the object height coordinates. With respect to the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity, the object height function appears in the 1st power and the 3rd power of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity serves as an odd function for the object height coordinates.
Hier geben sowohl B5jl(Ox,Oy) als auch B6jl(Ox,Oy) einen Astigmatismus an. Wie in
Dementsprechend kann die erste Aberrationskomponente in Bezug auf den Astigmatismus durch Erhalten der Differenz zwischen der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberration in der anderen Strahlungsposition extrahiert werden. Wenn beispielsweise die Objekthöhenkoordinaten durch (Ox,Oy) gegeben sind, werden in symmetrischen Objekthöhenkoordinaten von (Ox,Oy) und (–Ox,–Oy), wie (0,4) und (0,–4) sowie (1,2) und (–1,–2), die vorbestimmte Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und die vorbestimmte Strahlungskomponente in der anderen Strahlungsposition extrahiert und die Differenz zwischen diesen sollte erhalten werden. Da der Exzentrizitätsbetrag, der in der vorliegenden Ausführungsform behandelt wird, winzig ist, ist die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente sehr klein und kann deshalb ignoriert werden.Accordingly, the first aberration component with respect to the astigmatism can be extracted by obtaining the difference between the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined aberration in the other radiation position. For example, if the object height coordinates are given by (Ox, Oy), in symmetric object height coordinates of (Ox, Oy) and (-Ox, -Oy), such as (0,4) and (0, -4) and (1,2 ) and (-1, -2), the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined radiation component in the other radiation position are extracted and the difference between them should be obtained. Since the amount of eccentricity to be treated in the present embodiment is minute, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is very small and therefore can be ignored.
Tabelle 20 illustriert ein Ergebnis einer Klassifizierung der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B2jl(Ox,Oy) und B3jl(Ox,Oy). [Tabelle 20]
In den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B7jl(Ox,Oy) und B8jl(Ox,Oy) in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 0. Potenz und im Quadrat der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion in der 1. Potenz und in der 3. Potenz der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten. In Bezug auf die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente erscheint die Objekthöhenfunktion im Quadrat der Objekthöhenkoordinaten. Dementsprechend dient die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente als eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten.In the eccentric aberration sensitivities B 7jl (Ox, Oy) and B 8jl (Ox, Oy) in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the object height function appears in the 0th power and the square of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity serves as an even function for the object height coordinates. With respect to the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity, the object height function appears in the 1st power and the 3rd power of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity serves as an odd function for the object height coordinates. In relation to the power proportional to the 3rd power of the eccentricity amount Aberrationskomponente appears the object height function in the square of the object height coordinates. Accordingly, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity serves as an even function for the object height coordinates.
Hier geben sowohl B7jl(Ox,Oy) als auch B8jl(Ox,Oy) eine Koma an. Wie in
Deshalb kann die erste Aberrationskomponente für die Koma durch Erhalten der Summe der vorbestimmten Aberrationskomponente in einer Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberration in der anderen Strahlungsposition extrahiert werden. Wenn beispielsweise die Objekthöhenkoordinaten durch (Ox,Oy) gegeben sind, werden in symmetrischen Objekthöhenkoordinaten von (Ox,Oy) und (–Ox,–Oy), wie (0,4) und (0,–4) sowie (1,2) und (–1,–2), die vorbestimmte Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und die vorbestimmte Strahlungskomponente in der anderen Strahlungsposition extrahiert und die Summe dieser sollte erhalten werden. Da der Exzentrizitätsbetrag, der in der vorliegenden Ausführungsform behandelt wird, winzig ist, ist die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente sehr klein und kann deshalb ignoriert werden.Therefore, the first aberration component for the coma can be extracted by obtaining the sum of the predetermined aberration component in one radiation position and the predetermined aberration in the other radiation position. For example, if the object height coordinates are given by (Ox, Oy), in symmetric object height coordinates of (Ox, Oy) and (-Ox, -Oy), such as (0,4) and (0, -4) and (1,2 ) and (-1, -2), the predetermined aberration component in the one radiation position and the predetermined radiation component in the other radiation position are extracted and the sum of them should be obtained. Since the amount of eccentricity to be treated in the present embodiment is minute, the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is very small and therefore can be ignored.
Der zweite exzentrische Aberrationsbetrag kann durch Anpassung der aus den Wellenfrontdaten in der Strahlungsposition P extrahierten vorbestimmten Aberrationskomponente und der aus den Wellenfrontdaten in der Strahlungsposition P' extrahierten vorbestimmten Aberrationskomponente in das vorbestimmte Funktionssystem für jede Objekthöhe extrahiert werden. Beispiele des Funktionssystems enthalten Feldterme (Image field distribution model of wavefront aberration and models of distortion und field curvature [T. Matsuzawa: J. Opt. Soc. Am. A, 28, Nr. 2 (2011) 96–110]).The second eccentric aberration amount can be extracted by fitting the predetermined aberration component extracted from the wavefront data in the irradiation position P and the predetermined aberration component extracted from the wavefront data in the irradiation position P 'into the predetermined function system for each object height. Examples of the functional system include field terms (image field distribution model of wavefront aberration and models of distortion and field curvature [T.Matsuzawa: J. Opt. Soc. Am. A, 28, No. 2 (2011) 96-110]).
Es folgt als Nächstes eine Erläuterung eines Verfahrens zum Berechnen der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit. Wie oben beschrieben, gibt es Fälle, in denen das gegenständliche optische System eine Konstruktionsaberration enthält. Darüber hinaus kann die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags eine Systemaberration enthalten. Außerdem kann das optische Lichtempfangssystem eine Exzentrizität enthalten. Darüber hinaus kann die erste Drehachse von der Messachse verschoben sein, wenn die erste Drehung durchgeführt wird.Next, an explanation will be given of a method of calculating the eccentric aberration sensitivity. As described above, there are cases where the subject optical system includes a design aberration. In addition, the eccentricity amount measuring device may include a system aberration. In addition, the optical light receiving system may include an eccentricity. In addition, the first rotation axis may be shifted from the measurement axis when the first rotation is performed.
Wenn solche Aberrationskomponenten existieren, ist die Wellenfrontaberration W durch den folgenden Ausdruck (1-13) gegeben.When such aberration components exist, the wavefront aberration W is given by the following expression (1-13).
Im Gegensatz dazu wird die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit beispielsweise unter Verwendung optischer Simulationssoftware ermittelt. In der optischen Simulationssoftware wird ein Wellenfrontaberrationsbetrag, der eintritt, wenn der Freiheitsgrad der Exzentrizität um einen Einheitsbetrag exzentrisch ist, für jede der Linsen des gegenständlichen optischen Systems berechnet. Der Wellenfrontaberrationsbetrag ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit.In contrast, the eccentric aberration sensitivity is determined using, for example, optical simulation software. In the optical simulation software, a wavefront aberration amount that occurs when the degree of freedom of the eccentricity is eccentric by one unit amount is calculated for each of the lenses of the subject optical system. The wavefront aberration amount is the eccentric aberration sensitivity.
In einer optischen Simulation wird ein optisches System, für das eine Wellenfront tatsächlich gemessen wird, unter Verwendung der festgelegten Werte der Linsen des gegenständlichen optischen Systems, des Lichtprojektionssystems und des Lichtempfangssystems festgelegt. Das optische System wird in eine Lage ohne Systemaberration oder Verschiebung der ersten Drehachse von der Messachse versetzt. Das optische System wird auch in eine Lage versetzt, in der das gegenständliche optische System, das Lichtprojektionssystem und das Lichtempfangssystem nicht exzentrisch sind.In an optical simulation, an optical system for which a wavefront is actually measured is determined by using the set values of the lenses of the subject optical system, the light projection system, and the light receiving system. The optical system is placed in a position without system aberration or displacement of the first axis of rotation of the measuring axis. The optical system is also placed in a position in which the subject optical system, the light projection system and the light receiving system are not eccentric.
In diesem Fall sind „δ1 = 0, δ2 = 0, ..., δm = 0, E = 0, Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) = 0” erfüllt. Dementsprechend ist die Wellenfrontaberration W zu dem Zeitpunkt, zu dem die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit ermittelt wird, durch Ausdruck (1-14) gegeben. Das Bezugszeichen M(Ox,Oy,ρx,ρy) ist eine Konstruktionsaberration des gegenständlichen optischen Systems, des Lichtprojektionssystems und des Lichtempfangssystems. In this case, "δ 1 = 0, δ 2 = 0, ..., δ m = 0, E = 0, Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) = 0" are satisfied. Accordingly, the wavefront aberration W at the time when the eccentric aberration sensitivity is detected is given by Expression (1-14). Reference M (Ox, Oy, ρx, ρy) is a design aberration of the subject optical system, the light projection system, and the light receiving system.
Zuerst wird Prozess 1 ausgeführt. In Prozess 1 wird eine Lichtstrahlnachverfolgungssimulation in einem Zustand durchgeführt, in dem der Exzentrizitätsbetrag Δi des gegenständlichen optischen Systems „Δi = δ1 = 0” erfüllt und Wellenfrontdaten werden durch Berechnung ermittelt.First,
Danach wird Prozess 2 ausgeführt. In Prozess 2 wird der Einheitsbetrag der Exzentrizität in Ausdruck (1-14) (zum Beispiel Δo = 0,01 mm) nur der ersten Oberfläche des gegenständlichen optischen Systems geliefert. In diesem Fall ist die Wellenfrontaberration W durch Ausdruck (1-15) gegeben. Thereafter,
Danach wird in Prozess 2 eine Lichtstrahlnachverfolgungssimulation in dem Zustand durchgeführt, in dem der Exzentrizitätsbetrag Δo des gegenständlichen optischen Systems „Δo = δ1 = 0” erfüllt und Wellenfrontdaten werden durch Berechnung ermittelt.Thereafter, in
Wenn ein SH-Sensor als die Wellenfront-Erkennungsvorrichtung verwendet wird, wird eine Lichtstrahlnachverfolgungssimulation durchgeführt und Daten der Lichtpunktbildposition werden ermittelt. Die Daten der Lichtpunktbildposition entsprechen der Wellenfrontaberration des Ausdrucks (1-14) und/oder der Wellenfrontaberration des Ausdrucks (1-15), nach den Pupillenkoordinaten differenziert.When an SH sensor is used as the wavefront detection device, a light beam tracking simulation is performed and data of the light spot image position is detected. The data of the spot position corresponds to the wavefront aberration of Expression (1-14) and / or the wavefront aberration of Expression (1-15), differentiated by the pupil coordinates.
Prozess 3 wird durchgeführt. In Prozess 3 werden die in Prozess 2 erhaltenen Wellenfrontdaten in Bezug auf die in Prozess 1 erhaltenen Wellenfrontdaten analysiert und die Wellenfrontaberration wird ermittelt. In diesem Fall ist die Wellenfrontaberration durch Ausdruck (1-16) gegeben. Die durch den Ausdruck (1-16) gegebene Wellenfrontaberration ist eine Abweichung der Wellenfront zum Zeitpunkt, zu dem die einzelne Stirnfläche zu dem Zeitpunkt exzentrisch von der Wellenfront ist, zu der das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist. Dementsprechend ist es tatsächlich unnötig, die Wellenfrontaberration W des Ausdrucks (1-15) direkt zu berechnen.
Prozess 4 wird ausgeführt. In Prozess 4 werden Prozess 2 und Prozess 3 für die zu den Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) symmetrischen Objekthöhenkoordinaten (–Ox,–Oy) durchgeführt. In diesem Fall ist die Wellenfrontaberration W durch Ausdruck (1-17) gegeben.
Prozess 5 wird durchgeführt. In Prozess 5 werden jeweils der Ausdruck (1-16) und der Ausdruck (1-17) mit dem Zernike-Polynom entwickelt. Die Terme der Zernike-Terme sind in Terme, die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert werden, und in Terme klassifiziert, die mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert werden.Process 5 is performed. In process 5, the expression (1-16) and expression (1-17) with the Zernike polynomial are respectively developed. The terms of the Zernike terms are classified into terms that are multiplied by a function with the pupil coordinates in odd order, and terms that are multiplied by a function with the pupil coordinates in an even order.
Die Aberrationskomponente, die den mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multiplizierten Term enthält, ist eine Aberrationskomponente, die den Term enthält, der mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. In Bezug auf die Aberrationskomponenten (z = 2, 3, 7, 8 ...) wird in diesem Fall die Summe erhalten. Als Ergebnis wird Ausdruck (24) erhalten. The aberration component containing the term multiplied by a function with the odd-order pupil coordinates is an aberration component containing the term multiplied by the second term and others of the Zernike terms. With respect to the aberration components (z = 2, 3, 7, 8 ...), the sum is obtained in this case. As a result, expression (24) is obtained.
Die Aberrationskomponente, die den mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multiplizierten Term enthält, ist eine Aberrationskomponente, die den Term enthält, der mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. In Bezug auf die Aberrationskomponenten (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) wird in diesem Fall die Differenz erhalten. Als Ergebnis wird Ausdruck (25) erhalten. The aberration component containing the term multiplied by a function with the pupil coordinates in an even order is an aberration component containing the term multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms. With respect to the aberration components (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...), the difference is obtained in this case. As a result, Expression (25) is obtained.
Ausdruck (25) wird in Ausdruck (25') umgewandelt.Expression (25) is converted to Expression (25 ').
Hier ist Δo bekannt. Darüber hinaus können die Beträge der folgenden vier Wellenfrontaberrationen aus der Lichtstrahlnachverfolgungssimulation ermittelt werden. Dementsprechend ist auch Sz1(Ox,Oy) bekannt.Here Δ o is known. In addition, the amounts of the following four wavefront aberrations can be determined from the light beam tracking simulation. Accordingly, Sz 1 (Ox, Oy) is also known.
Dementsprechend kann Bz11(Ox,Oy) aus Ausdruck (25') ermittelt werden. Der in Ausdruck (25') gegebene Term Bz11(Ox,Oy) dient als exzentrische Aberrationsempfindlichkeit in der ersten Oberfläche des gegenständlichen optischen Systems. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit ist die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit pro Einheitsbetrag der Exzentrizität im Z-ten Term der Zernike-Terme und der Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy).Accordingly, Bz 11 (Ox, Oy) can be determined from Expression (25 '). The term Bz 11 (Ox, Oy) given in Expression (25 ') serves as an eccentric aberration sensitivity in the first surface of the subject optical system. The eccentric aberration sensitivity is the eccentric aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity and the eccentric aberration sensitivity per unit amount of eccentricity in the Zth term of the Zernike terms and the object height coordinates (Ox, Oy).
Prozess 6 wird durchgeführt. In Prozess 6 werden Prozess 1 bis Prozess 5 für alle Freiheitsgrade der Exzentrizität (δ1...δi...δj) und alle Objekthöhenkoordinaten (Ox1,Oy1)...(Oxq,Oyq) (q-Punkt) durchgeführt, für die eine Wellenfrontmessung durchgeführt wird, und die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzil(Ox,Oy) wird ermittelt.Process 6 is performed. In Process 6,
Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit einer Neigung wird für eine asphärische Oberfläche berechnet. Der Drehmittelpunkt der Neigung kann in dieser Rechnung eine asphärische Oberflächenoberseite oder eine andere Stelle auf einer asphärischen Oberflächenachse sein. Im Fall, in dem eine von der asphärischen Oberflächenoberseite verschiedene beliebige Stelle als der Mittelpunkt der Neigung ausgewählt wird, muss die Exzentrizität einer Verschiebung als die Exzentrizität der Stelle definiert werden.The eccentric aberration sensitivity of a slope is calculated for an aspherical surface. The center of rotation of the inclination in this calculation may be an aspherical surface top or other location on an aspherical surface axis. In the case where an arbitrary position other than the aspheric surface top is selected as the center of the inclination, the eccentricity of a displacement must be defined as the eccentricity of the position.
Wenn die Ausführung von Prozess 6 abgeschlossen ist, wird eine Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten folgendermaßen erhalten. [Numerischer Ausdruck 1] When the execution of Process 6 is completed, a matrix of the eccentric aberration sensitivities is obtained as follows. [Numeric expression 1]
Darüber hinaus lautet das System linearer Gleichungen unter Verwendung der Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten folgendermaßen. [Numerischer Ausdruck 2] In addition, the system of linear equations using the matrix of eccentric aberration sensitivities is as follows. [Numeric expression 2]
Die linke Seite des im numerischen Ausdruck 2 angegebenen Systems linearer Gleichungen wird aus Tz gebildet, das aus in einer tatsächlichen Wellenfrontmessung erhaltenen Daten berechnet wird. Genauer ist es eine Matrix aus Messdaten. Eine mit der Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten auf der rechten Seite multiplizierte Matrix ist eine Matrix von Beträgen von Verlagerungen mit einer Drehung zu dem Zeitpunkt, zu dem das gegenständliche optische System um einen bestimmten Winkel um die erste Drehachse gedreht wird. Dies wird als eine Matrix der Beträge der Verlagerungen verwendet.The left side of the system of linear equations given in
Hier ist die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität j. Im Fall, der beispielsweise zwei sphärische Oberflächen und zwei asphärische Oberflächen enthält, ist der Freiheitsgrad einer sphärischen Oberfläche X und Y, der Freiheitsgrad der anderen sphärischen Oberfläche ist X und Y, der Freiheitsgrad einer asphärischen Oberfläche ist X, Y, A und B und der Freiheitsgrad der anderen asphärischen Oberfläche ist X, Y, A und B und die Freiheitsgrade j sind 12. Die zu verwendenden Zernike-Terme sind darüber hinaus 2 bis n Terme. Außerdem sind die Objekthöhen Punkte q von (Ox1,Oy1)...(Oxq,Oyq). Here is the number of degrees of freedom of eccentricity j. In the case containing, for example, two spherical surfaces and two aspherical surfaces, the degree of freedom of one spherical surface is X and Y, the degree of freedom of the other spherical surface is X and Y, the degree of freedom of an aspheric surface is X, Y, A and B and The degree of freedom of the other aspherical surface is X, Y, A and B and the degrees of freedom j are 12. The Zernike terms to be used are moreover 2 to n terms. In addition, the object heights are points q of (Ox1, Oy1)... (Oxq, Oyq).
Im System linearer Gleichungen wird Tz, das für jede der Objekthöhenkoordinaten gemessen wird, ohne jegliche Änderungen in die Gleichungen substituiert und der Exzentrizitätsbetrag wird analysiert. Da Tz einen Wert aufweist, der zwei Mal so groß wie der Betrag der ursprünglichen ersten Aberrationskomponente im Schritt des Entfernens der zweiten Aberrationskomponente ist, wird der Wert von Tz in der Matrix der Messdaten angesichts des Obengenannten durch 2 dividiert.In the system of linear equations, Tz measured for each of the object height coordinates is substituted without any changes in the equations, and the amount of eccentricity is analyzed. Since Tz has a value twice the magnitude of the original first aberration component in the step of removing the second aberration component, the value of Tz in the matrix of the measurement data is divided by 2 in view of the above.
Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit variiert je nach den Objekthöhenkoordinaten. Aus diesem Grund wird die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit in jeder Objekthöhenkoordinate ermittelt.The eccentric aberration sensitivity varies depending on the object height coordinates. For this reason, the eccentric aberration sensitivity is detected in each object height coordinate.
Hier ist die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multiplizierten Terms wie oben beschrieben eine exzentrische Aberrationsempfindlichkeit, die mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) ist in diesem Fall durch den Ausdruck (3) gegeben.Here, the eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the odd-order function of the pupil coordinates as described above is an eccentric aberration sensitivity multiplied by the second term and others of the Zernike terms. The eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 2, 3, 7, 8 ...) in this case is given by the expression (3).
Der Ausdruck (3) kann als der folgende Ausdruck (26) ausgedrückt werden. wobei
g0(Ox,Oy) eine Funktion mit den Objekthöhenkoordinaten mit der maximalen Ordnung von 0 ist,
g2(Ox,Oy) eine Funktion mit den Objekthöhenkoordinaten mit der maximalen Ordnung von 2 ist und
g4(Ox,Oy) eine Funktion mit den Objekthöhenkoordinaten mit der maximalen Ordnung von 4 ist.The expression (3) can be expressed as the following expression (26). in which
g 0 (Ox, Oy) is a function with the object height coordinates with the maximum order of 0,
g 2 (Ox, Oy) is a function with the object height coordinates with the maximum order of 2 and
g 4 (Ox, Oy) is a function with the object height coordinates with the maximum order of 4.
Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit des mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multiplizierten Terms ist eine exzentrische Aberrationsempfindlichkeit, die mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit Bzj1(Ox,Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) ist in diesem Fall durch den Ausdruck (4) gegeben.The eccentric aberration sensitivity of the term multiplied by the function with the pupil coordinates in an even order is an eccentric aberration sensitivity multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms. The eccentric aberration sensitivity B zj1 (Ox, Oy) (z = 1, 4, 5, 6, 9 ...) in this case is given by the expression (4).
Der Ausdruck (4) kann als der folgende Ausdruck (27) ausgedrückt werden. wobei
g1(Ox,Oy) eine Funktion mit den Objekthöhenkoordinaten mit der maximalen Ordnung von 1 ist,
g3(Ox,Oy) eine Funktion mit den Objekthöhenkoordinaten mit der maximalen Ordnung von 3 ist und
g5(Ox,Oy) eine Funktion mit den Objekthöhenkoordinaten mit der maximalen Ordnung von 5 ist.The expression (4) can be expressed as the following expression (27). in which
g 1 (Ox, Oy) is a function with the object height coordinates with the maximum order of 1,
g 3 (Ox, Oy) is a function with the object height coordinates with the maximum order of 3 and
g 5 (Ox, Oy) is a function with the object height coordinates with the maximum order of 5.
D in den Ausdrücken (26) und (27) ist eine Konstante, die nicht von den Objekthöhenkoordinaten, den Pupillenkoordinaten und dem Exzentrizitätsbetrag abhängt. Darüber hinaus geben die Indizes in D aufeinanderfolgend von links den Z-ten Term der Zernike-Terme, die j-te Oberfläche, den Wert von I und die Ordnung in den Objekthöhenkoordinaten an.D in expressions (26) and (27) is a constant that does not depend on the object height coordinates, the pupil coordinates, and the amount of eccentricity. In addition, the indexes in D consecutively indicate, from the left, the Zth term of the Zernike terms, the jth surface, the value of I, and the order in the object height coordinates.
Als Funktion gk(Ox,Oy) (K = 1, 2, 3 ...) kann ein orthogonales Funktionssystem oder Feldterme verwendet werden. As function g k (Ox, Oy) (K = 1, 2, 3 ...) an orthogonal function system or field terms can be used.
Der Ausdruck (21) kann auf die gleiche Weise entwickelt werden. Die Aberrationskomponente, die den mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multiplizierten Term enthält, ist die Aberrationskomponente, die mit dem zweiten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. In diesem Fall kann die Aberrationskomponente Tz(Ox,Oy,δ1,δ2,...,δj)/2 als der folgende Ausdruck (28) ausgedrückt werden. wobei
g0(Ox,Oy) eine Funktion mit der Potenz von (Ox,Oy) mit der maximalen Ordnung von 0 ist,
g2(Ox,Oy) eine Funktion mit der Potenz von (Ox,Oy) mit der maximalen Ordnung von 2 ist und
g4(Ox,Oy) eine Funktion mit der Potenz von (Ox,Oy) mit der maximalen Ordnung von 4 ist.The expression (21) can be developed in the same way. The aberration component containing the term multiplied by the odd-order function of the pupil coordinates is the aberration component multiplied by the second term and others of the Zernike terms. In this case, the aberration component T z (Ox, O y, δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) / 2 can be expressed as the following expression (28). in which
g 0 (Ox, Oy) is a function with the power of (Ox, Oy) with the maximum order of 0,
g 2 (Ox, Oy) is a function with the power of (Ox, Oy) with the maximum order of 2, and
g 4 (Ox, Oy) is a function with the power of (Ox, Oy) with the maximum order of 4.
Darüber hinaus ist die Aberrationskomponente, die den mit der Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multiplizierten Term enthält, die Aberrationskomponente, die mit dem vierten Term und anderen der Zernike-Terme multipliziert ist. In diesem Fall kann die Aberrationskomponente Tz(Ox,Oy,δ1,δ2,...,δj)/2 als der folgende Ausdruck (29) ausgedrückt werden. wobei
g1(Ox,Oy) eine Funktion mit der Potenz von (Ox,Oy) mit der maximalen Ordnung von 1 ist,
g3(Ox,Oy) eine Funktion mit der Potenz von (Ox,Oy) mit der maximalen Ordnung von 3 ist und
g5(Ox,Oy) eine Funktion mit der Potenz von (Ox,Oy) mit der maximalen Ordnung von 5 ist.Moreover, the aberration component containing the term multiplied by the function with the pupil coordinates in even order is the aberration component multiplied by the fourth term and others of the Zernike terms. In this case, the aberration component T z (Ox, O y, δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) / 2 can be expressed as the following expression (29). in which
g 1 (Ox, Oy) is a function with the power of (Ox, Oy) with the maximum order of 1,
g 3 (Ox, Oy) is a function with the power of (Ox, Oy) with the maximum order of 3, and
g 5 (Ox, Oy) is a function with the power of (Ox, Oy) with the maximum order of 5.
E in den Ausdrücken (28) und (29) ist eine Konstante, die nicht von den Objekthöhenkoordinaten, den Pupillenkoordinaten und dem Exzentrizitätsbetrag abhängt. Darüber hinaus geben die Indizes in E aufeinanderfolgend von links den Z-ten Term der Zernike-Terme, die j-te Oberfläche, den Wert von I und die Ordnung in den Objekthöhenkoordinaten an.E in expressions (28) and (29) is a constant that does not depend on the object height coordinates, the pupil coordinates, and the amount of eccentricity. In addition, the indexes in E consecutively indicate, from the left, the Zth term of the Zernike terms, the jth surface, the value of I, and the order in the object height coordinates.
Eine Ausgleichung wird an Tz durchgeführt, das aus für jede Objekthöhenkoordinate gemessenen Wellenfrontdaten und dem durch Berechnung ermittelten Bzjl erhalten wurde, und die Aberration wird auf die Koeffizienten E und D angewandt.A compensation is performed on Tz obtained from wavefront data measured for each object height coordinate and Bzjl determined by calculation, and the aberration is applied to the coefficients E and D.
Durch Ausgleichung kann D aus den Daten des Ausdrucks (1-16) und des Ausdrucks (1-17) ermittelt werden, die die zweite Aberrationskomponente enthalten. Die zweite Aberrationskomponente wird durch die Ausgleichung entfernt und die Aberration kann auf D angewandt werden.By adjustment, D can be obtained from the data of the expression (1-16) and the expression (1-17) containing the second aberration component. The second aberration component is removed by the equalization and the aberration can be applied to D.
Durch Ausgleichung kann E aus den Daten des Ausdrucks (1-11) und des Ausdrucks (1-12) ermittelt werden, die die zweite Aberrationskomponente enthalten. Die zweite Aberrationskomponente wird durch die Ausgleichung entfernt und die Aberration kann auf E angewandt werden.By adjustment, E can be obtained from the data of the expression (1-11) and the expression (1-12) containing the second aberration component. The second aberration component is removed by the equalization and the aberration can be applied to E.
Als Ergebnis kann das System linearer Gleichungen folgendermaßen ausgedrückt werden. [Numerischer Ausdruck 3] As a result, the system of linear equations can be expressed as follows. [Numerical Expression 3]
Im System linearer Gleichungen wird E durch Ausgleichung aus Tz ermittelt, das aus den für jede Objekthöhenkoordinate gemessenen Wellenfrontdaten berechnet wird und in die Gleichungen substituiert wird, und der Exzentrizitätsbetrag wird analysiert.In the system of linear equations, E is determined by equalizing Tz, which is calculated from the wavefront data measured for each object height coordinate and substituted into the equations, and the amount of eccentricity is analyzed.
Im System linearer Gleichungen, wenn ein orthogonales Funktionssystem als die Objekthöhenfunktion angenommen wird, wird eine bestimmte Art von Filtern an Tz durchgeführt, das aus den aus einer tatsächlichen Wellenfrontmessung erhaltenen Wellenfrontdaten berechnet wird, und dadurch ist es möglich, den Einfluss eines Fehlers von Tz zu reduzieren. Es ist jedoch erforderlich, wenn eine große Anzahl an Punkten der Objekthöhenkoordinaten in der Wellenfrontmessung genommen wird, und für einen Analyseschritt, um Tz auf E anzuwenden.In the system of linear equations, assuming an orthogonal function system as the object height function, a certain type of filtering is performed on Tz calculated from the wavefront data obtained from an actual wavefront measurement, and thereby it is possible to estimate the influence of error of Tz to reduce. However, it is necessary to take a large number of points of the object height coordinates in the wavefront measurement and for an analysis step to apply Tz to E.
Es wurden zwei Arten von Systemen linearer Gleichungen illustriert. Beide der Systeme linearer Gleichungen können verwendet werden.Two types of systems of linear equations were illustrated. Both of the systems of linear equations can be used.
Da die verwendeten Daten Daten sind, in denen die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente entfernt ist, kann die Matrix der Messdaten, wenn die zur 3. Potenz oder zu einer höheren Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ignoriert werden kann, als gleich dem Produkt der Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit und der Matrix des Exzentrizitätsbetrags angesehen werden. Aus diesem Grund werden Gleichungen erstellt, in denen die Messdatenmatrix gleich dem Produkt der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeitsmatrix und der Exzentrizitätsbetragsmatrix ist. Der Exzentrizitätsbetrag jedes Freiheitsgrads der Empfindlichkeit kann unter Verwendung eines Ausgleichungsalgorithmus wie der Methode der kleinsten Quadrate ermittelt werden.Since the data used is data in which the aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity is removed, if the aberration component proportional to the third power or to a higher power of the amount of eccentricity can be ignored, the matrix of the measured data may be equal to the product of the matrix eccentric aberration sensitivity and matrix of eccentricity amount. For this reason, equations are created in which the measurement data matrix equals the product of the eccentric aberration sensitivity matrix and the eccentricity amount matrix. The amount of eccentricity of each degree of freedom of sensitivity can be determined using a balancing algorithm such as the least squares method.
Da die Matrix der Messdaten und die Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit aus der zur 1. Potenz proportionalen Aberrationskomponente gebildet werden, kann der Exzentrizitätsbetrag mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden, auch wenn der Exzentrizitätsbetrag so groß wie ein Fertigungsfehler ist. Since the matrix of the measurement data and the matrix of the eccentric aberration sensitivity are formed from the aberration component proportional to the 1st power, the amount of eccentricity can be detected with high accuracy even if the amount of eccentricity is as large as a manufacturing error.
Darüber hinaus ist beispielsweise der Betrag der Verlagerung jeder Linsenoberfläche –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag jeder Linsenoberfläche auf Basis der Drehachse, wenn das gegenständliche optische System um die erste Drehachse um 180° gedreht wird. In diesem Zustand ist jedes Element (δ1, δ2, ..., δj) der Matrix der durch Analysieren des im numerischen Ausdruck 2 illustrierten Systems linearer Gleichungen erhaltenen Beträge der Verschiebung –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag jeder Linsenoberfläche auf Basis der Drehachse. Aus diesem Grund wird jedes ermittelte Element (δ1, δ2, ..., δj) der Matrix von Verlagerungsbeträgen durch –2 dividiert und dadurch wird der Exzentrizitätsbetrag jeder Linse auf Basis der Drehachse vor der Drehung des gegenständlichen optischen Systems ermittelt.Moreover, for example, the amount of displacement of each lens surface is -2 times as large as the amount of eccentricity of each lens surface based on the rotation axis when the subject optical system is rotated 180 ° about the first rotation axis. In this state, each element (δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) of the matrix of the amounts of displacement obtained by analyzing the system of linear equations illustrated in
Es gibt Fälle, in denen der Drehwinkel in der ersten Drehung von 180° verschieden ist, zum Beispiel 90°. In einem solchen Fall kann der Exzentrizitätsbetrag für jeden Freiheitsgrad der Exzentrizität jeder Linsenoberfläche auf Basis der Drehachse unter Berücksichtigung des durch die Drehung verursachten Betrags der Verlagerung jeder Linsenoberfläche ermittelt werden.There are cases where the rotation angle in the first rotation is different from 180 °, for example, 90 °. In such a case, the amount of eccentricity for each degree of freedom of eccentricity of each lens surface may be determined on the basis of the rotation axis taking into account the amount of displacement of each lens surface caused by the rotation.
Da die Matrix der Messdaten und die Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit aus zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponenten gebildet werden, kann der Exzentrizitätsbetrag mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden, auch wenn die erste Drehachse von der Messachse versetzt ist.Since the matrix of the measurement data and the matrix of the eccentric aberration sensitivity are formed from aberration components proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the amount of eccentricity can be detected with high accuracy even if the first rotation axis is offset from the measurement axis.
Darüber hinaus gibt es Fälle, in denen der Grad des Messfehlers wie eine Wiederholgenauigkeit für jeden der Zernike-Terme erkannt wird. In einem solchen Fall werden die Gleichungen auf Basis des Messfehlers gewichtet und das System linearer Gleichungen wird gelöst. Dadurch wird ein Fehler des durch Analyse erhaltenen Exzentrizitätsbetrags ebenfalls reduziert.In addition, there are cases where the degree of the measurement error is recognized as a repeatability for each of the Zernike terms. In such a case, the equations are weighted based on the measurement error and the system of linear equations is solved. Thereby, an error of the amount of eccentricity obtained by analysis is also reduced.
Darüber hinaus, wenn die zweite Drehung durchgeführt wird, kann ein System linearer Gleichungen folgendermaßen erstellt werden. Es wird angenommen, dass Tz die Daten der ersten Aberrationskomponente in der Vorwärtsmessung sind, B die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit in der Vorwärtsmessung ist, T'z die Daten der ersten Aberrationskomponente in der Rückwärtsmessung sind und B' die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit in der Rückwärtsmessung ist. Wie durch den numerischen Ausdruck 4 gegeben, da der Betrag der Verlagerung (δ1, δ2, ..., δj) in der Vorwärtsmessung der gleiche wie der Betrag der Verlagerung (δ1, δ2, ..., δj) in der Rückwärtsmessung ist, sollte das Vorzeichen der Empfindlichkeit angesichts der Art betrachtet werden, wie das gegenständliche optische System der zweiten Drehung unterworfen wird. Im Fall, in dem die zweite Drehung des gegenständlichen optischen Systems um die Y-Achse durchgeführt wird, ist beispielsweise in Bezug auf die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit einer Verschiebung in der X-Richtung und einer Neigung in der A-Richtung, wobei beide der Freiheitsgrad der Empfindlichkeit sind, das Vorzeichen der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit der Rückwärtsmessung für die Vorwärtsmessung umgekehrt. [Numerischer Ausdruck 4] In addition, when the second rotation is performed, a system of linear equations can be created as follows. It is assumed that Tz is the data of the first aberration component in the forward measurement, B is the eccentric aberration sensitivity in the forward measurement, T'z is the data of the first aberration component in the backward measurement, and B 'is the eccentric aberration sensitivity in the backward measurement. As given by the
Es folgt eine Erläuterung des Freiheitsgrads der Empfindlichkeit, der im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform gemessen werden kann. Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird der Exzentrizitätsbetrag jedes Freiheitsgrads der Exzentrizität für jede Linse unter Verwendung von Informationen der Wellenfrontaberration in einer Wellenfront gemessen, die durch das gegenständliche optische System übertragen wurde. Wenn sich die Freiheitsgrade der Exzentrizität erhöhen, wird es aus diesem Grund schwieriger, die Exzentrizitätsbeträge für den jeweiligen Freiheitsgrad der Exzentrizität zu unterscheiden. Aus diesem Grund wird hier nachfolgend der grobe Standard des messbaren Freiheitsgrads der Exzentrizität dargestellt.The following is an explanation of the degree of freedom of the sensitivity that can be measured in the measuring method according to the present embodiment. In the measuring method according to the present embodiment, the amount of eccentricity of each degree of freedom of eccentricity for each lens is measured by using wavefront aberration information in a wavefront transmitted through the subject optical system. For this reason, as the degrees of freedom of the eccentricity increase, it becomes more difficult to distinguish the degrees of eccentricity for the degrees of freedom of eccentricity. For this reason, the coarse standard of the measurable degree of freedom of eccentricity is shown below.
Tabelle 21 illustriert die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Terme durch Kreise, wenn die Wellenfrontaberration nach der Potenz unter Verwendung der Pupillenkoordinaten, der Objekthöhe und des Exzentrizitätsbetrags entwickelt wird. Die durch die Kreise gegebenen Terme sind die ersten Aberrationskomponenten. Die ersten Aberrationskomponenten, die mit der Funktion des Z2-Terms multipliziert sind, sind beispielsweise die zur 0. Potenz der Objekthöhe proportionale Komponente, die zum Quadrat proportionale Komponente, .... Die ersten Aberrationskomponenten, die mit der Funktion des Z4-Terms multipliziert sind, sind die zur 1. Potenz der Objekthöhe proportionale Komponente und die zur 3. Potenz proportionale Komponente, .... In Tabelle 21 zeigt ein Bindestrich (–) an, dass darin keine erste Aberrationskomponente existiert.Table 21 illustrates, by circles, the terms proportional to the 1st power of the amount of eccentricity as the wavefront aberration is developed to the power using the pupil coordinates, the object height, and the amount of eccentricity. The terms given by the circles are the first aberration components. The first aberration components multiplied by the function of the Z2 term are, for example, the component proportional to the power of 0 of the object height, the component proportional to the square, .... The first aberration components that multiply by the function of the Z4 term are, are the component proportional to the 1st power of the object height and the component proportional to the 3rd power, .... In Table 21, a hyphen (-) indicates that there is no first aberration component therein.
Darüber hinaus gibt der Freiheitsgrad der Exzentrizität in der Tabelle die durch den Freiheitsgrad der Exzentrizität verursachte erste Aberrationskomponente an. Im im numerischen Ausdruck 2 illustrierten System linearer Gleichungen wird die Anzahl an messbaren Freiheitsgraden der Exzentrizität als auf die Anzahl der Kreise in Tabelle 21 aggregiert angesehen, auch wenn Daten der ersten Aberrationskomponente in vielen Objekthöhen verwendet werden. Insbesondere kann die Anzahl der Kreise als im Wesentlichen als ein Informationsbetrag angesehen werden, der mit der Exzentrizität verbunden ist. [Tabelle 21] In addition, the degree of freedom of the eccentricity in the table indicates the first aberration component caused by the degree of freedom of the eccentricity. In the system of linear equations illustrated in
Zum Zweck der Vereinfachung der in der vorliegenden Ausführungsform messbaren Freiheitsgrade der Exzentrizität wird angenommen, dass Komponenten der dritten Ordnung (die zweiten bis achten Terme der Zernike-Terme) oder geringerer Ordnung der Pupillenkoordinaten und Komponenten der 1. Potenz oder geringerer Potenz der Objekthöhenkoordinaten in Bezug auf die ersten Aberrationskomponenten des gegenständlichen optischen Systems auftreten.For the purpose of simplifying the eccentricity degrees of freedom measurable in the present embodiment, it is assumed that third order components (the second to eighth terms of the Zernike terms) or lower order of the pupil coordinates and first power or lower power components of the object height coordinates occur on the first aberration components of the subject optical system.
In einem solchen Fall können die ersten Aberrationskomponenten durch schwarze Kreise in Tabelle 21 angezeigt werden. Die Anzahl der schwarzen Kreise ist 8. Da der Informationsbetrag als auf 8 aggregiert angesehen wird, ist die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität, der ermittelt werden kann, 8.In such a case, the first aberration components may be indicated by black circles in Table 21. The number of black circles is 8. Since the information amount is regarded as aggregated to 8, the number of degrees of freedom of the eccentricity that can be detected is 8.
Im Fall einer sphärischen Oberfläche beträgt die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität beispielsweise 2. Aus diesem Grund beträgt die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität jeder Linsenoberfläche 8, wenn das gegenständliche optische System aus vier Linsenoberflächen gebildet wird. Dementsprechend kann in diesem Fall der Exzentrizitätsbetrag in jeder Linsenoberfläche gemessen werden. Darüber hinaus beträgt im Fall einer asphärischen Oberfläche die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität beispielsweise 4. Aus diesem Grund beträgt die Anzahl der Freiheitsgrade der Exzentrizität jeder Linsenoberfläche 8, wenn das gegenständliche optische System aus zwei Linsenoberflächen gebildet wird. Dementsprechend kann auch in diesem Fall der Exzentrizitätsbetrag in jeder Linsenoberfläche gemessen werden.For example, in the case of a spherical surface, the number of degrees of freedom of eccentricity is 2. For this reason, the number of degrees of freedom of eccentricity of each lens surface is 8 when the subject optical system is formed of four lens surfaces. Accordingly, in this case, the amount of eccentricity in each lens surface can be measured. Moreover, in the case of an aspheric surface, the number of degrees of freedom of eccentricity is, for example, 4. For this reason, the number of degrees of freedom of eccentricity of each lens surface is 8 when the subject optical system is formed of two lens surfaces. Accordingly, also in this case, the amount of eccentricity in each lens surface can be measured.
Die Ordnung der Pupillenkoordinaten und die Ordnung der Objekthöhenkoordinaten, die gemessen werden können, erhöhen sich jedoch nach der Aberrationseigenschaft des gegenständlichen optischen Systems und den Wellenfront-Messbedingungen. Aus diesem Grund ist 8 ein grober Standard, wenn die Ordnungen der Objekthöhenkoordinaten und der Pupillenkoordinaten auf niedrige Ordnungen beschränkt sind.However, the order of the pupil coordinates and the order of the object height coordinates that can be measured increase according to the aberration property of the subject optical system and the wavefront measurement conditions. For this reason, Figure 8 is a rough standard when the orders of object height coordinates and pupil coordinates are restricted to low orders.
Darüber hinaus, wenn eine Vorwärtsmessung und eine Rückwärtsmessung unter Verwendung einer zweiten Drehung durchgeführt werden, können Informationen über die schwarzen Kreise in jeder der Messungen auf die gleiche Weise erfasst werden. Da sich die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit jedoch zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung wie oben beschrieben unterscheidet, wird die Anzahl der schwarzen Kreise, das heißt, die Anzahl der ersten Aberrationskomponenten auf 16 erhöht. Dementsprechend kann die Exzentrizitätsmessung von 16 Freiheitsgraden der Exzentrizität durchgeführt werden. Moreover, when a forward measurement and a backward measurement are performed using a second rotation, information on the black circles in each of the measurements can be detected in the same manner. However, since the eccentric aberration sensitivity differs between the forward measurement and the backward measurement as described above, the number of black circles, that is, the number of the first aberration components is increased to 16. Accordingly, the eccentricity measurement of 16 degrees of freedom of eccentricity can be performed.
Durch Ermitteln der Konditionszahl der Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit in den numerischen Ausdrücken 2, 3 und 4 ist es möglich, den Grad der Fehlerfortpflanzung auf den ermittelten Exzentrizitätsbetrag zu beurteilen, wenn ein Fehler in Tz enthalten ist, das aus den aus einer tatsächlichen Wellenfrontmessung erfassten Daten berechnet wird. Die Konditionszahl kann mithilfe eines Verhältnisses des maximalen Singulärwerts zum minimalen Singulärwert der Matrix berechnet werden. Der Wert der Konditionszahl ist in der Matrix mit einem kleineren Grad der Fehlerfortpflanzung kleiner. Der Minimalwert der Konditionszahl ist 1. Wenn die Wellenfront des gegenständlichen optischen Systems gemessen wird, sind zahllose Verfahren als Verfahren zum Einfallenlassen eines Strahls auf das gegenständliche optische System möglich. Es ist möglich, die Genauigkeit des Exzentrizitätsbetrags zu verbessern, der ermittelt werden kann, indem ein Einfallsverfahren ausgewählt wird, das die Konditionszahl verringert.By determining the condition number of the matrix of the eccentric aberration sensitivity in the
Das Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht unter Verwendung eines SH-Sensors als den Wellenfrontsensor eine einfache Wellenfrontmessung in kurzer Zeit für jede der Objekthöhen. Deshalb kann der Exzentrizitätsbetrag einfach und in kurzer Zeit gemessen werden. Darüber hinaus, da es möglich ist, den exzentrischen Aberrationsbetrag des gegenständlichen optischen Systems genau durch Entfernen der Aberrationskomponenten, die durch verschiedene Fertigungsfehler im Messsystem verursacht werden, und der Konstruktionsaberrationskomponente des gegenständlichen optischen Systems zu extrahieren, ist es möglich, eine genaue Messung des Exzentrizitätsbetrags zu erreichen.The measuring method according to the present embodiment enables a simple wavefront measurement in a short time for each of the object heights using an SH sensor as the wavefront sensor. Therefore, the amount of eccentricity can be measured easily and in a short time. Moreover, since it is possible to accurately extract the eccentric aberration amount of the subject optical system by removing the aberration components caused by various manufacturing errors in the measurement system and the design aberration component of the subject optical system, it is possible to accurately measure the amount of eccentricity to reach.
Das gegenständliche optische System, das als Ziel des Messsystems der vorliegenden Ausführungsform dient, ist ein rotationssymmetrisches optisches System.The subject optical system serving as the target of the measurement system of the present embodiment is a rotationally symmetric optical system.
Es folgt eine Erläuterung der Wellenfrontdaten in einem SH-Sensor und eines Analyseverfahrens für die Wellenfrontaberration unter Verwendung der Wellenfrontdaten. Ein SH-Sensor wird aus einer Mikrolinsenanordnung und einem Bildgerät (wie einem CCD und einem CMOS) gebildet. Wenn die Brennweite der Mikrolinse f ist, sind die Mikrolinsenanordnung und das Bildgerät in einem Abstand von f zwischen ihnen fixiert.The following is an explanation of the wavefront data in an SH sensor and a wavefront aberration analysis method using the wavefront data. An SH sensor is formed of a microlens array and an imager (such as a CCD and a CMOS). When the focal length of the microlens is f, the microlens array and the imager are fixed at a distance of f between them.
Wenn eine Wellenfront auf den SH-Sensor einfallen gelassen wird, wird die Wellenfront durch eine Mikrolinsenanordnung aufgeteilt und eine Vielzahl von Lichtpunktbildern wird auf das Bildgerät projiziert. Die Positionen der Lichtpunktbilder werden als Wellenfrontbild bezeichnet.When a wavefront is incident on the SH sensor, the wavefront is split by a microlens array and a plurality of spot images are projected onto the imager. The positions of the light spot images are referred to as the wavefront image.
Die Messvorrichtung, die den SH-Sensor enthält, enthält im Allgemeinen einen Fertigungsfehler und der Fertigungsfehler dient als Systemaberration. Es folgt eine Erläuterung eines gewöhnlichen Verfahrens zum Entfernen der Systemaberration.The measuring device containing the SH sensor generally contains a manufacturing defect and the manufacturing defect serves as a system aberration. The following is an explanation of a common method for removing the system aberration.
Eine Wellenfront Wo ohne Aberration wird auf den SH-Sensor einfallen gelassen und bei diesem Vorgang gebildete Lichtpunktbildpositionen (Sox(ρx,ρy),Soy(ρx,ρy)) werden gemessen. Die Lichtpunktbildpositionen werden als Wellenfrontdaten bezeichnet. (ρx,ρy) dienen als Koordinaten (Pupillenkoordinaten) der Position der Mikrolinse.A Wavefront Where there is no aberration, the SH sensor is invaded, and light spot image positions formed in this process (Sox (ρx, ρy), Soy (ρx, ρy)) are measured. The light dot image positions are referred to as wavefront data. (ρx, ρy) serve as coordinates (pupil coordinates) of the position of the microlens.
Die Lichtpunktbildposition (Sox,Soy) enthält einen Einfluss der Systemaberration sys(ρx,ρy). In diesem Fall sind (Sox,Soy) durch die folgenden Ausdrücke (30) und (31) gegeben.The light spot image position (Sox, Soy) contains an influence of the system aberration sys (ρx, ρy). In this case, (Sox, soy) are given by the following expressions (30) and (31).
Danach wird eine Wellenfront W mit einer Aberration einfallen gelassen und bei diesem Vorgang gebildeten Lichtpunktbildpositionen (Sx,Sy) werden gemessen. In diesem Fall sind (Sx,Sy) durch die folgenden Ausdrücke (32) und (33) gegeben. Thereafter, a wavefront W having an aberration is made incident, and light spot image positions (Sx, Sy) formed in this process are measured. In this case, (Sx, Sy) are given by the following expressions (32) and (33).
Ausdruck (34) wird durch Erhalten einer Differenz zwischen dem Ausdruck (30) und dem Ausdruck (32) erhalten.Expression (34) is obtained by obtaining a difference between Expression (30) and Expression (32).
Ausdruck (35) wird durch Erhalten einer Differenz zwischen dem Ausdruck (31) und dem Ausdruck (33) erhalten.Expression (35) is obtained by obtaining a difference between Expression (31) and Expression (33).
Der Ausdruck (34) und der Ausdruck (35) sind Datensätze, die jeweils einen Differenzialbetrag der Wellenfront angeben. Es gibt zwei Verfahrensarten zum Bestimmen der Wellenfront aus den Daten.The expression (34) and the expression (35) are data sets each indicating a differential amount of the wavefront. There are two types of methods for determining the wavefront from the data.
Das erste Verfahren ist ein Verfahren, bei dem eine Ausgleichung des Ausdrucks (34) und des Ausdrucks (35) mit der durch Differenzieren des Zernike-Polynoms nach ρx erhaltenen Funktion und der durch Differenzieren des Zernike-Polynoms nach ρy erhaltenen Funktion durchgeführt wird und der Zernike-Koeffizient ermittelt wird (Wellenfrontanalyse 1).The first method is a method in which an equalization of the expression (34) and the expression (35) is performed with the function obtained by differentiating the Zernike polynomial after ρx and the function obtained by differentiating the Zernike polynomial after ρy, and the Zernike coefficient is determined (wavefront analysis 1).
Das zweite Verfahren ist ein Verfahren, bei dem der Ausdruck (34) und der Ausdruck (35) über ρx und ρy integriert werden, um die Wellenfront zu ermitteln (Wellenfrontanalyse 2).The second method is a method in which the expression (34) and the expression (35) are integrated via ρx and ρy to obtain the wavefront (wavefront analysis 2).
Im gewöhnlichen Verfahren wird eines der zwei Verfahren verwendet. Wenn jedoch das Verfahren verwendet wird, ist es notwendig, die Wellenfront Wo ohne Aberration auf den SH-Sensor einfallen zu lassen und Kalibrierungsdaten der Wellenfront zu erfassen. In diesem Fall wird eine Wellenfront Wo ohne Aberration auf den SH-Sensor einfallen gelassen und dadurch werden Wellenfrontdaten an einer Vielzahl von Objekthöhenkoordinaten erfasst. Dieses Verfahren fordert jedoch hohe Kosten.In the ordinary method, one of the two methods is used. However, if the method is used, it is necessary to make the wavefront where incident to the SH sensor without aberration and detect wavefront calibration data. In this case, a wavefront where no aberration is made incident on the SH sensor and thereby wavefront data is detected at a plurality of object height coordinates. However, this method requires high costs.
Im Gegensatz dazu wird im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform keine Wellenfront Wo ohne Aberration auf den SH-Sensor einfallen gelassen. Stattdessen wird das gegenständliche optische System um die erste Drehachse gedreht, die Wellenfront W1 wird vor der ersten Drehung gemessen und die Wellenfront W2 wird nach der ersten Drehung gemessen.In contrast, in the measuring method according to the present embodiment, no wavefront Wo without aberration is made incident on the SH sensor. Instead, the objective optical system is rotated about the first rotation axis, the wavefront W1 is measured before the first rotation, and the wavefront W2 is measured after the first rotation.
Zuerst wird die Wellenfront W1 auf den SH-Sensor einfallen gelassen und eine Messung der bei diesem Vorgang gebildeten Lichtpunktbildpositionen (S1x(ρx,ρy), S1y(ρx,ρy)) wird durchgeführt. Danach wird die erste Drehung durchgeführt, die Wellenfront W2 wird auf den SH-Sensor einfallen gelassen und eine Messung der bei diesem Vorgang gebildeten Lichtpunktbildpositionen (S2x(ρx,ρy), S2y(ρx,ρy)) wird durchgeführt.First, the wavefront W1 is made incident on the SH sensor, and measurement of the light spot image positions (S1x (ρx, ρy), S1y (ρx, ρy)) formed in this process is performed. Thereafter, the first rotation is performed, the wavefront W2 is made incident on the SH sensor, and measurement of the light spot image positions (S2x (ρx, ρy), S2y (ρx, ρy)) formed in this process is performed.
Danach werden Ausdruck (36) und (37) durch Erhalten der Differenz zwischen den Lichtpunktbildpositionen erhalten.Thereafter, expressions (36) and (37) are obtained by obtaining the difference between the light dot image positions.
Um eine Wellenfront aus den Daten zu erhalten, wird die Wellenfront durch eine der beiden folgenden Verfahrensarten analysiert.To obtain a wavefront from the data, the wavefront is analyzed by one of the following two types of procedures.
Das erste Verfahren ist ein Verfahren, bei dem eine Ausgleichung des Ausdrucks (36) und des Ausdrucks (37) mit der durch Differenzieren des Zernike-Polynoms nach ρx erhaltenen Funktion und der durch Differenzieren des Zernike-Polynoms nach ρy erhaltenen Funktion durchgeführt wird und der Zernike-Koeffizient ermittelt wird (Wellenfrontanalyse 1).The first method is a method in which an equalization of expression (36) and expression (37) is performed with the function obtained by differentiating the Zernike polynomial after ρx and the function obtained by differentiating the Zernike polynomial after ρy, and the Zernike coefficient is determined (wavefront analysis 1).
Das zweite Verfahren ist ein Verfahren, bei dem der Ausdruck (36) und der Ausdruck (37) über ρx und ρy integriert werden, um die Wellenfront zu ermitteln (Wellenfrontanalyse 2).The second method is a method in which the expression (36) and the expression (37) are integrated via ρx and ρy to detect the wavefront (wavefront analysis 2).
Wenn beispielsweise ein SH-Sensor für das Lichtempfangssystem verwendet wird, sind die in der oben beschriebenen Erläuterung des Punkts (IV) verwendeten Wellenfrontdaten Daten der Lichtpunktbildpositionen. Darüber hinaus bedeutet das Analysieren der Wellenfrontaberration aus den Wellenfrontdaten ein Durchführen der in Ausdruck (36) angegebenen Verarbeitung und der in Ausdruck (37) angegebenen Verarbeitung für die Datensätze der Lichtpunktbildpositionsdaten, die in den zwei Zuständen erhalten wurden, und danach ein Durchführen der Wellenfrontanalyse 1 oder der Wellenfrontanalyse 2 und ein Ermitteln der Wellenfrontaberration.For example, when an SH sensor is used for the light receiving system, the wavefront data used in the explanation of the item (IV) described above is data of the light dot image positions. Moreover, analyzing the wavefront aberration from the wavefront data means performing the processing indicated in Expression (36) and the processing indicated in Expression (37) for the datasets of the light spot image position data obtained in the two states, and thereafter performing
Darüber hinaus enthält die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform ein Lichtprojektionssystem, das an einem Ende einer Messachse angeordnet ist, ein Lichtempfangssystem, das am anderen Ende der Messachse angeordnet ist, ein Halteelement, das ein gegenständliches optisches System hält, und eine Verarbeitungseinrichtung, das mit einer Wellenfront-Messeinrichtung verbunden ist, wobei das Halteelement zwischen dem Lichtprojektionssystem und dem Lichtempfangssystem angeordnet ist, das Lichtprojektionssystem in einer Position vorgesehen ist, um einen Lichtstrahl an das gegenständliche optische System anzulegen, die Verarbeitungseinrichtung einen Erfassungsschritt, einen ersten Extrahierungsschritt, einen zweiten Extrahierungsschritt und einen Analyseschritt durchführt, Wellenfrontdaten im Erfassungsschritt auf Basis des Lichtstrahls erfasst werden, der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt wird, im ersten Extrahierungsschritt eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten extrahiert wird, im zweiten Extrahierungsschritt eine erste Aberrationskomponente aus der vorbestimmten Aberrationskomponente extrahiert wird, im Analyseschritt ein System linearer Gleichungen für die erste Aberrationskomponente, exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und einen Exzentrizitätsbetrag analysiert wird, die vorbestimmte Aberrationskomponente eine Aberrationskomponente ist, die eine durch Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält, die erste Aberrationskomponente eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der vorbestimmten Aberrationskomponente proportionale Aberrationskomponente ist und die exzentrische Aberrationskomponente eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationsempfindlichkeit ist.Moreover, the eccentricity amount measuring apparatus according to the present embodiment includes a light projecting system disposed at one end of a measuring axis, a light receiving system disposed at the other end of the measuring axis, a holding member holding a subject optical system, and processing means connected to a wavefront measuring device, wherein the holding member is disposed between the light projecting system and the light receiving system, the light projection system is provided in a position to apply a light beam to the subject optical system, the processing means comprises a detecting step, a first extracting step second extraction step and performing an analysis step, wavefront data is detected in the detection step based on the light beam emitted from the objective optical system in the first extraction step In the second extracting step, extracting a predetermined aberration component from the wavefront data, extracting a first aberration component from the predetermined aberration component, analyzing, in the analyzing step, a system of linear equations for the first aberration component, eccentric aberration sensitivity and an amount of eccentricity, the predetermined aberration component being an aberration component an aberration component caused by eccentricity, the first aberration component is an aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the predetermined aberration component, and the eccentric aberration component is an aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity.
Das Lichtprojektionssystem
Das Lichtprojektionssystem
Darüber hinaus kann das Lichtprojektionssystem
In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Beide Führungsgestelle, das Führungsgestell
Das gegenständliche optische System
Ein Halteelement
Auf diese Weise weist das Halteelement
Nachdem das gegenständliche optische System
Durch Verwendung des Zernike-Polynoms werden beispielsweise der mit der Neigung verbundene Aberrationsbetrag, der Aberrationsbetrag einer Koma und der mit dem Brennpunkt verbundene Aberrationsbetrag extrahiert. Die Position des gegenständlichen optischen Systems
Darüber hinaus gibt es optische Systeme mit verschiedenen Spezifikationen als das gegenständliche optische System
Um eine Messung des Exzentrizitätsbetrags für das gegenständliche optische System
Das alleinige Bewegen des Halteelements
Darüber hinaus kann ein Halteelement
Das Lichtempfangssystem
Ein SH-Sensor
Im SH-Sensor
Wenn eine ebene Welle auf den SH-Sensor
Wenn eine zu messende Wellenfront auf den SH-Sensor
Die Bezugspositionen sind Positionen der Lichtpunktbilder, die gebildet werden, wenn eine ebene Bezugswelle auf den SH-Sensor vorab einfallen gelassen wird und die ebene Welle projiziert wird (siehe: Data Processing of Shack-Hartmann Mirror Surface Measurement Apparatus, Bericht des National Astronomical Observatory of Japan (Vol. 2, Nr. 2), S. 431–446). Diese sind die Positionen der jeweiligen Lichtpunktbilder in
Wenn der Exzentrizitätsbetrag mit hoher Genauigkeit gemessen wird, wird wie oben beschrieben bevorzugt, dass eine größere Informationsmenge erhalten wird, indem die Steigung der Bewegung der Strahlungsposition auf einen kleinen Wert gesetzt wird. Das Setzen der Steigung der Bewegung auf einen kleinen Wert erhöht die Anzahl der Messpunkte. Da im SH-Sensor die Lichtpunktbilder nur durch das Abbildungselement abgebildet werden, ist es möglich, die Erfassung der Wellenfrontdaten in einer sehr kurzen Zeit abzuschließen. Auf diese Weise ist es durch Verwendung des SH-Sensors möglich, die Messung in einer hinreichend praktischen Zeit durchzuführen.As described above, when the amount of eccentricity is measured with high accuracy, it is preferable that a larger amount of information is obtained by setting the slope of the movement of the radiation position to a small value. Setting the slope of the movement to a small value increases the number of measurement points. Since the light spot images are imaged only by the imaging element in the SH sensor, it is possible to complete the detection of the wavefront data in a very short time. In this way, by using the SH sensor, it is possible to perform the measurement in a sufficiently practical time.
Wie oben beschrieben gibt es Fälle, in denen das Lichtempfangssystem
Im SH-Sensor
Darüber hinaus ist die optische Achse der Mikrolinse
Darüber hinaus ist in
Darüber hinaus ist in
Darüber hinaus ist in
Wenn ein Fertigungsfehler in den Mikrolinsen
In diesem Fall gibt es ein Verfahren, bei dem vorab eine ebene Welle auf den SH-Sensor
Das Bilden einer sehr genauen ebenen Welle erfordert jedoch hohe Kosten. Darüber hinaus ist es in dem Fall, in dem die Wellenfront gemessen wird, wenn ein Lichtstrahl von der Außenseite der Achse abgestrahlt wird, erforderlich, dass die Winkel des auf den SH-Sensor einfallen gelassenen Lichtstrahls zwischen der zu messenden Wellenfront und der bei der Ermittlung der Bezugspositionen verwendeten Wellenfront mit hoher Genauigkeit übereinstimmen.However, forming a very accurate plane wave requires high costs. Moreover, in the case where the wavefront is measured, when a light beam is radiated from the outside of the axis, it is required that the angles of the light beam incident on the SH sensor be between the wavefront to be measured and that detected correspond to the reference positions wavefront with high accuracy.
Auch wenn die zwei Wellenfronten miteinander mit hoher Genauigkeit übereinstimmend gemacht werden können, ist es schwierig, die durch die Exzentrizität verursachte Aberration von der Konstruktionsaberration des gegenständlichen optischen Systems, der durch einen rotationssymmetrischen Fertigungsfehler wie durch einen Krümmungsradiusfehler und einen Abstandsfehler jeder Oberfläche des gegenständlichen optischen Systems verursachten Aberration und der durch einen Fertigungsfehler des Lichtprojektionssystems wie dem Lichtprojektionssystem verursachten Aberration zu unterscheiden.Although the two wavefronts can be made coincident with each other with high accuracy, the aberration caused by the eccentricity is difficult from the design aberration of the subject optical system due to a rotationally symmetric manufacturing error such as a radius of curvature error and a distance error of each surface of the subject optical system aberration and the aberration caused by a manufacturing error of the light projection system such as the light projection system.
Diese Probleme werden durch Durchführen einer ersten Drehung gelöst, um Wellenfrontdaten zu erfassen, auch im Fall der Verwendung eines SH-Sensors.These problems are solved by performing a first rotation to detect wavefront data, even in the case of using an SH sensor.
In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Die Lichtquelle des Lichtprojektionssystems
Der von der Lichtquelle des Lichtprojektionssystems
Wie oben beschrieben ist die Lichtquelle des Lichtprojektionssystems
Hier ist das Lichtempfangssystem
Auf diese Weise ist es in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Der Zweck des Erfassens der achsenfernen Wellenfrontdaten ist es, mehr Arten von durch Exzentrizität verursachte Aberrationskomponenten zu erfassen. Insbesondere können nur Informationen über die zur 0. Potenz der Objekthöhe proportionale Aberrationskomponente aus den axialen Wellenfrontdaten erfasst werden. Im Gegensatz dazu werden Informationen über die zur 1. Potenz oder einer höheren Potenz der Objekthöhe proportionale Aberrationskomponente aus den achsenfernen Wellenfrontdaten erfasst.The purpose of detecting the off-axis wavefront data is to detect more types of aberration components caused by eccentricity. In particular, only information about the aberration component proportional to the power of the object height can be acquired from the axial wavefront data. In contrast, information about the aberration component proportional to the 1st power or a higher power of the object height is acquired from the off-axis wavefront data.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Die Verarbeitungseinrichtung
Darüber hinaus ist die vorbestimmte Aberrationskomponente eine Aberrationskomponente, die eine durch Exzentrizität verursachte Aberrationskomponente enthält, die erste Aberrationskomponente ist eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente in der vorbestimmten Aberrationskomponente und die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit ist eine zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationsempfindlichkeit.Moreover, the predetermined aberration component is an aberration component including an aberration component caused by eccentricity, the first aberration component is an aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the predetermined aberration component, and the eccentric aberration sensitivity is an aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity.
Die Schritte, die Aberrationskomponente, die vorbestimmte Aberrationskomponente, die erste Aberrationskomponente und die exzentrische Aberrationskomponente wurden bereits in Bezug auf das Ablaufdiagramm von
Auf diese Weise ist die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Die erste Modifikation wird in
Von der Lichtquelle
Darüber hinaus sind im Lichtprojektionssystem
Die zweite Modifikation wird in
In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Wenn das Halteelement
Es ist jedoch schwierig, die Drehachse AXR1 des Halteelements
Wie oben beschrieben kann das Halteelement
Es folgt eine Erläuterung der Modifikationen des Halteelements
In der in
In der ersten Modifikation ist das Halteelement
In der zweiten Modifikation ist das Halteelement
Darüber hinaus ist das Halteelement
Wenn das Halteelement
Der ringförmige Teil
In dem Vorgang, wie in
Die zweite Drehung kann auch in der ersten Modifikation des Halteelements durchgeführt werden. In diesem Fall hebt der Anwender das gegenständliche optische System
Darüber hinaus kann die zweite Drehung auch in der zweiten Modifikation des Halteelements durchgeführt werden. In diesem Fall zieht der Anwender das gegenständliche optische System
Auf diese Weise wird der Absolutbetrag des Exzentrizitätsbetrags in Bezug auf die Drehachse vor und nach der zweiten Drehung sowohl in der ersten Modifikation als auch in der zweiten Modifikation nicht geändert. Der Absolutbetrag des Exzentrizitätsbetrags in Bezug auf die Drehachse bedeutet in
Es folgt eine Erläuterung des Falls, in dem das gegenständliche optische System eine negative Brechungskraft aufweist.
Wie in
Dadurch ist es möglich, den Exzentrizitätsbetrag in einer kurzen Zeit zu messen, unabhängig von der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl von Linsen, die das optische System bilden, auch wenn das gegenständliche optische System eine negative Brechungskraft aufweist.Thereby, it is possible to measure the amount of eccentricity in a short time irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses constituting the optical system, even if the subject optical system has a negative refractive power.
Es folgt eine Erläuterung einer Modifikation des Lichtempfangssystems
Das Lichtempfangssystem
Wenn die Wellenfront-Messeinrichtung
Aus diesem Grund wird der Durchmesser des Lichtstrahls mit dem optischen System mit variabler Leistung
Als Ergebnis können Wellenfrontdaten mit hoher räumlicher Auflösung erfasst werden. Das bedeutet, dass es möglich ist, die Menge der räumlichen Informationen in den Wellenfrontdaten zu erhöhen. Durch Durchführung einer Erfassung der Wellenfrontdaten mit hoher räumlicher Auflösung ist es möglich, eine Ausgleichung an den Zernike-Koeffizienten mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Da es dadurch möglich ist, die vorbestimmte Aberrationskomponente und die erste Aberrationskomponente mit hoher Genauigkeit zu extrahieren, ist es möglich, den Exzentrizitätsbetrag mit hoher Genauigkeit zu ermitteln.As a result, wavefront data with high spatial resolution can be detected. This means that it is possible to increase the amount of spatial information in the wavefront data. By performing detection of the wavefront data with high spatial resolution, it is possible to perform adjustment to the Zernike coefficient with high accuracy. As a result, since it is possible to extract the predetermined aberration component and the first aberration component with high accuracy, it is possible to obtain the amount of eccentricity with high accuracy.
Es folgt eine Erläuterung einer ersten Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags.
In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Die ebene Welle
Aus diesem Grund enthält die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Wenn in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Es folgt eine Erläuterung einer zweiten Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags.
Wie oben beschrieben stimmt in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Die sphärische Welle
Die Funktionen und Vorgänge der Linse
Es folgt eine Erläuterung einer dritten Modifikation.
Wie oben beschrieben wird in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Die ebene Welle
In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags
Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability
Wie oben beschrieben ist die vorliegende Erfindung für ein Verfahren zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags und eine Vorrichtung zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags geeignet, die eine Messung des Exzentrizitätsbetrags in einer kurzen Zeit ermöglichen, unabhängig von der Form der Linsenoberfläche und der Anzahl der Linsen, die das optische System bilden.As described above, the present invention is suitable for a method of measuring an amount of eccentricity and a device for measuring an amount of eccentricity, which allow measurement of the amount of eccentricity in a short time, irrespective of the shape of the lens surface and the number of lenses, the optical system form.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 101, 10
- LICHTPROJEKTIONSSYSTEMLIGHT PROJECTION SYSTEM
- 2, 20, 222, 20, 22
- GEGENSTÄNDLICHES OPTISCHES SYSTEMPRESENT OPTICAL SYSTEM
- 3, 303, 30
- LICHTEMPFANGSSYSTEMLIGHT SYSTEM
- 44
- SPHÄRISCHE WELLESPHERICAL WAVE
- 7, 7', 8, 8', 90, 9'0, 91, 9'1 7, 7 ', 8, 8', 9 0 , 9 ' 0 , 9 1 , 9' 1
- NICHT EBENE WELLENOT LEVEL WAVE
- 2121
- OPTISCHES SYSTEMOPTICAL SYSTEM
- 23, 24, 2523, 24, 25
- LINSELENS
- 3131
- DIE SENSORKOMPONENTE BILDENDE EINHEITTHE SENSOR COMPONENT FORMING UNIT
- 3232
- WELLENFRONTDATEN-ERFASSUNGSEINHEITWAVE FRONT DATA ACQUISITION UNIT
- 3333
- LICHTEMPFANGSELEMENTLIGHT RECEIVING ELEMENT
- 4040
- SPHÄRISCHE WELLESPHERICAL WAVE
- 50, 51, 52, 54, 55, 5650, 51, 52, 54, 55, 56
- NICHT EBENE WELLENOT LEVEL WAVE
- 5353
- EBENE WELLELEVEL WAVE
- 6060
- VERZERRTE WELLENFRONTINTERLOCKED WAVE FRONT
- 70, 71, 72, 7370, 71, 72, 73
- KUGELMITTELPUNKTBALL MIDDLE POINT
- 8080
- NEUE ACHSENEW AXIS
- 9090
- GEGENSTÄNDLICHES OPTISCHES SYSTEMPRESENT OPTICAL SYSTEM
- 9191
- ASPHÄRISCHE OBERFLÄCHEASPHEREIC SURFACE
- 92, 92', 9492, 92 ', 94
- OBERSEITE DER ASPHÄRISCHEN OBERFLÄCHETOP OF THE ASPHARIC SURFACE
- 9393
- ACHSE DER ASPHÄRISCHEN OBERFLÄCHEAXIS OF ASPHEREIC SURFACE
- 9595
- VERLAGERUNGRELOCATION
- 9696
- KUGELMITTELPUNKTBALL MIDDLE POINT
- 100100
- VORRICHTUNG ZUR MESSUNG DES EXZENTRIZITÄTSBETRAGSDEVICE FOR MEASURING THE ECCENTRICITY AMOUNT
- 101101
- HAUPTTEILEINHEITBULK UNIT
- 102102
- LICHTPROJEKTIONSSYSTEMLIGHT PROJECTION SYSTEM
- 103103
- LICHTEMPFANGSSYSTEM, WELLENFRONT-MESSEINRICHTUNGLIGHT RECEPTACLE SYSTEM, WAVE FRONT MEASURING DEVICE
- 104104
- HALTEELEMENTRETAINING ELEMENT
- 105105
- GEGENSTÄNDLICHES OPTISCHES SYSTEMPRESENT OPTICAL SYSTEM
- 106106
- HALTEELEMENTRETAINING ELEMENT
- 107107
- FÜHRUNGSGESTELLMANAGEMENT STRUCTURE
- 108108
- FÜHRUNGSGESTELLMANAGEMENT STRUCTURE
- 109109
- HALTEELEMENTRETAINING ELEMENT
- 110110
- BEWEGUNGSMECHANISMUSMOVING MECHANISM
- 111111
- HALTEELEMENTRETAINING ELEMENT
- 111a111
- RINGFÖRMIGER TEILRINGING PART
- 111b111b
- DREHMECHANISMUSROTARY MECHANISM
- 112112
- VERARBEITUNGSEINRICHTUNGPROCESSING DEVICE
- 113113
- KABELELECTRIC WIRE
- 120120
- SH-SENSORSH-SENSOR
- 121121
- MIKROLINSENANORDNUNGMICRO LENS ARRANGEMENT
- 121a121
- SUBSTRATSubstrate
- 121b121b
- MIKROLINSEMICRO LENS
- 122122
- ABBILDUNGSELEMENTFIGURE ELEMENT
- 130130
- LICHTPROJEKTIONSSYSTEMLIGHT PROJECTION SYSTEM
- 131131
- LICHTQUELLELIGHT SOURCE
- 132132
- LICHTWELLENLEITEROPTICAL FIBER
- 133133
- ABSTRAHLUNGSEINHEITRADIATION UNIT
- 140140
- LICHTPROJEKTIONSSYSTEMLIGHT PROJECTION SYSTEM
- 141141
- SUBSTRATSubstrate
- 142142
- LICHTQUELLELIGHT SOURCE
- 150150
- V-BLOCKV-BLOCK
- 151151
- MONTAGEGESTELLMOUNTING STRUCTURE
- 152152
- DREHMOTORROTARY ENGINE
- 160160
- LICHTPROJEKTIONSSYSTEMLIGHT PROJECTION SYSTEM
- 161161
- LICHTQUELLELIGHT SOURCE
- 162162
- LICHTPROJEKTIONSSYSTEMLIGHT PROJECTION SYSTEM
- 163, 164163, 164
- LINSELENS
- 170170
- GEGENSTÄNDLICHES OPTISCHES SYSTEMPRESENT OPTICAL SYSTEM
- 180180
- LICHTEMPFANGSSYSTEMLIGHT SYSTEM
- 181181
- OPTISCHES SYSTEMOPTICAL SYSTEM
- 182, 183182, 183
- LINSELENS
- 184184
- WELLENFRONT-MESSEINRICHTUNGWAVE FRONT-MEASURING DEVICE
- 185, 186185, 186
- LICHTSTRAHLBEAM
- 190190
- GEGENSTÄNDLICHES OPTISCHES SYSTEMPRESENT OPTICAL SYSTEM
- 200200
- VORRICHTUNG ZUR MESSUNG DES EXZENTRIZITÄTSBETRAGSDEVICE FOR MEASURING THE ECCENTRICITY AMOUNT
- 210210
- EBENE WELLELEVEL WAVE
- 220220
- GEGENSTÄNDLICHES OPTISCHES SYSTEMPRESENT OPTICAL SYSTEM
- 230230
- LINSELENS
- 240, 260240, 260
- VORRICHTUNG ZUR MESSUNG DES EXZENTRIZITÄTSBETRAGSDEVICE FOR MEASURING THE ECCENTRICITY AMOUNT
- 250250
- SPHÄRISCHE WELLESPHERICAL WAVE
- 270270
- ACHSEAXIS
- AXM AX M
- MESSACHSEMEASURING AXIS
- AXR1 AX R1
- ERSTE DREHACHSEFIRST ROTARY AXLE
- AXR2 AX R2
- ZWEITE DREHACHSESECOND ROTARY AXLE
- CRCR
- ZENTRALES STRAHLUNGSBÜNDELCENTRAL RADIATION BUNDLE
- Ee
- BETRAG DER VERSCHIEBUNGAMOUNT OF SHIFT
- LS1, LS2, LS3LS1, LS2, LS3
- LINSENOBERFLÄCHELENS SURFACE
- LS1, LS2, LSj LS 1 , LS 2 , LS j
- LINSENOBERFLÄCHELENS SURFACE
- L1, L2 LINSEL1, L2 LENS
- L11, L12, L21, L22 L1 1 , L1 2 , L2 1 , L2 2
- LINSENOBERFLÄCHELENS SURFACE
- IM1, IM2, IM3IM1, IM2, IM3
- BILDIMAGE
- OBIF
- OBJEKTOBJECT
- X, Y, A, BX, Y, A, B
- FREIHEITSGRAD DER EXZENTRIZITÄTFREEDOM OF EXCENTRICITY
- SC1, SC2, ..., SCj, SCj+1, SCj+2, SCm SC 1 , SC 2 , ..., SC j , SC j + 1 , SC j + 2 , SC m
- KUGELMITTELPUNKTBALL MIDDLE POINT
- δ1, δ2, ..., δj, δj+1, δj+2, ..., δm δ 1 , δ 2 , ..., δ j , δ j + 1 , δ j + 2 , ..., δ m
- BETRAG DER VERSCHIEBUNG IN Y-RICHTUNGAMOUNT OF SHIFT IN Y-DIRECTION
Claims (17)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014-137980 | 2014-07-03 | ||
JP2014137980 | 2014-07-03 | ||
PCT/JP2015/059056 WO2016002272A1 (en) | 2014-07-03 | 2015-03-25 | Eccentricity amount measurement method and eccentricity amount measurement device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE112015002718T5 true DE112015002718T5 (en) | 2017-03-02 |
Family
ID=55018831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE112015002718.1T Withdrawn DE112015002718T5 (en) | 2014-07-03 | 2015-03-25 | Method for measuring an amount of eccentricity and device for measuring an amount of eccentricity |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP5870234B1 (en) |
CN (1) | CN106471351B (en) |
DE (1) | DE112015002718T5 (en) |
WO (1) | WO2016002272A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023187171A1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | Fogale Nanotech | Method and system for characterizing an optical lens for correcting optical aberrations introduced by said optical lens in an image |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106247997B (en) * | 2016-08-09 | 2018-12-28 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | Error of perpendicularity method for orthogonal guide rail platform |
CN110793754A (en) * | 2019-11-01 | 2020-02-14 | 中国科学院光电技术研究所 | Spliced telescope system eccentricity error detection method based on phase shift modulation |
JP7356940B2 (en) * | 2020-03-23 | 2023-10-05 | ホヤ レンズ タイランド リミテッド | Lens evaluation method, lens design method, spectacle lens manufacturing method, and lens evaluation program |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001147174A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Olympus Optical Co Ltd | Interference measuring apparatus |
JP2003257812A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Nikon Corp | Evaluating method for imaging optical system, adjusting method for the same, aligner, and alignment method |
JP2005024504A (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Olympus Corp | Eccentricity measuring method, eccentricity measuring instrument, and object measured thereby |
JP5025106B2 (en) * | 2005-07-28 | 2012-09-12 | Hoya株式会社 | Eccentricity measuring method, eccentricity measuring device, and manufacturing method of aspherical single lens |
JP4943946B2 (en) * | 2007-06-04 | 2012-05-30 | 富士フイルム株式会社 | Eccentricity measuring device |
CN101236362B (en) * | 2008-01-29 | 2010-06-23 | 北京理工大学 | Photo-etching machine projection objective wave aberration on-line detection method |
JP5399304B2 (en) * | 2010-03-23 | 2014-01-29 | 富士フイルム株式会社 | Aspherical surface measuring method and apparatus |
JP5627495B2 (en) * | 2011-02-09 | 2014-11-19 | 三菱電機株式会社 | Optical adjustment device and optical adjustment method |
CN102207378B (en) * | 2011-03-09 | 2012-11-14 | 浙江大学 | Wavefront-difference-based high-precision correction method for adjustment errors in spherical interference detection |
JP2014115077A (en) * | 2011-03-31 | 2014-06-26 | Fujifilm Corp | Lens measuring method and device for measuring surface shift and surface tilt of lens |
JP2013195410A (en) * | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Olympus Corp | Detector and detection method |
JP5904896B2 (en) * | 2012-07-17 | 2016-04-20 | オリンパス株式会社 | Lens inspection apparatus and lens inspection method |
-
2015
- 2015-03-25 CN CN201580036032.XA patent/CN106471351B/en active Active
- 2015-03-25 JP JP2015544252A patent/JP5870234B1/en active Active
- 2015-03-25 WO PCT/JP2015/059056 patent/WO2016002272A1/en active Application Filing
- 2015-03-25 DE DE112015002718.1T patent/DE112015002718T5/en not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-01-06 JP JP2016001147A patent/JP6072317B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023187171A1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | Fogale Nanotech | Method and system for characterizing an optical lens for correcting optical aberrations introduced by said optical lens in an image |
FR3134179A1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-10-06 | Fogale Nanotech | Method and system for characterizing an optical lens for correcting optical aberrations introduced by said optical lens in an image. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2016002272A1 (en) | 2017-04-27 |
JP2016095316A (en) | 2016-05-26 |
JP6072317B2 (en) | 2017-02-01 |
CN106471351A (en) | 2017-03-01 |
WO2016002272A1 (en) | 2016-01-07 |
JP5870234B1 (en) | 2016-02-24 |
CN106471351B (en) | 2019-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1631809B1 (en) | Method for determining the image quality of an optical imaging system | |
EP0370229B1 (en) | Interferometric process for testing optical elements producing aspherical wave fronts | |
DE102013015931B4 (en) | Microscope and method for high-resolution scanning microscopes | |
CN101872064B (en) | Linear multi-wavelength confocal microscope module and confocal microscopic method and system thereof | |
DE102009010019B4 (en) | Method for the contactless measurement of the topography | |
DE102013004043B4 (en) | Aspheric surface measuring method, aspheric surface measuring device, optical element manufacturing device, and optical element | |
JP6494205B2 (en) | Wavefront measuring method, shape measuring method, optical element manufacturing method, optical device manufacturing method, program, wavefront measuring apparatus | |
DE102013001948B4 (en) | Surface shape measuring method and apparatus, computer program, computer readable nonvolatile storage medium, and optical element manufacturing method | |
DE112015002718T5 (en) | Method for measuring an amount of eccentricity and device for measuring an amount of eccentricity | |
DE102008048844A1 (en) | Method and system for measuring a surface of an object | |
DE102011078631A1 (en) | Arrangement and method for determining an imaging deviation of a camera | |
DE102016106535A1 (en) | Apparatus and method for measuring a surface topography | |
US9719773B2 (en) | Measuring method and measuring apparatus | |
DE102014111979A1 (en) | interferometer | |
DE60132551T2 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THE GEOMETRIC STRUCTURE OF AN OPTICAL COMPONENT BY LIGHT TRANSMISSION | |
DE102012102580A1 (en) | Method for measuring an object and intraoral scanner | |
DE102014215931A1 (en) | Illumination module for an optical sensor and optical sensor with such an illumination module for a coordinate measuring machine for measuring internal threads or boreholes of a workpiece | |
EP3359928A2 (en) | Method and device for beam analysis | |
DE102014010667B4 (en) | Method and device for measuring the shape of a wavefront of an optical radiation field | |
DE102014215952A1 (en) | Illumination module for an optical sensor and optical sensor with such an illumination module for a coordinate measuring machine for measuring internal threads or boreholes of a workpiece | |
DE112015006198T5 (en) | WAVE FRONT MEASURING DEVICE AND WAVE FRONT METERING METHOD | |
WO2006032560A1 (en) | Interferometer comprising a mirror assembly for measuring an object to be measured | |
DE102018111466A1 (en) | METHOD FOR ADJUSTING A MEASURING DEVICE BY MEANS OF A JUSTAGE BODY, ADJUSTING BODY AND METHOD OF ADJUSTING A JUSTAGE BODY | |
DE102014222628A1 (en) | Measuring the topography and / or the gradient and / or the curvature of a light-reflecting surface of a spectacle lens | |
US11119299B2 (en) | Area scanning confocal microscopy (ASCM) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |