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 PDF

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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 Patent Literature 1 and a measuring technique disclosed in Patent Literature 2.

EntgegenhaltungslisteCitation List

Patentliteraturpatent literature

  • PTL1: Japanische Patentschrift Nr. 837190 PTL 1: Japanese Patent Publication No. 837190
  • PTL2: Japanische Patentschrift Nr. 4260180 PTL 2: 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 Patent Literature 1 uses the autocollimation method. The autocollimating method enables measurement of the amount of eccentricity for each of the lens surfaces even if the optical system is formed of a plurality of lenses.

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 Patent Literature 2, a pen-type probe is used. In the method, the probe is brought into contact with a lens surface and thereby the shape of the lens surface is measured. In addition, the surface of a pre-prepared reference element is measured with the probe. Thereafter, the amount of eccentricity is measured by determining a relative positional displacement between the reference element and the lens surface. The measurement technique disclosed in Patent Literature 2 enables the measurement of amounts of eccentricity for two lens surfaces.

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 Patent Literature 1.

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 Patent Literature 1, an index image is observed. In this case, the index image is very distorted when the aspherical surface amount is large, even if the reflection light can be received. For this reason, the amount of eccentricity for an aspherical lens can not be measured.

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 Patent Literature 2 requires contact of the probe with the lens surface. For this reason, amounts of eccentricity of not all lenses can be measured in an optical system formed of a plurality of lenses.

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

1 ist ein konzeptuelles Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem eine Aberration durch Exzentrizität verursacht wird; 1 Fig. 11 is a conceptual diagram illustrating a state where aberration is caused by eccentricity;

2A, 2B und 2C sind Diagramme zur Erläuterung eines Freiheitsgrads der Exzentrizität, 2A illustriert den Freiheitsgrad der Exzentrizität auf einer sphärischen Oberfläche und 2B und 2C illustrieren den Freiheitsgrad der Exzentrizität auf einer asphärischen Oberfläche; 2A . 2 B and 2C are diagrams for explaining a degree of freedom of eccentricity, 2A illustrates the degree of freedom of eccentricity on a spherical surface and 2 B and 2C illustrate the degree of freedom of eccentricity on an aspherical surface;

3A und 3B sind Diagramme, die Koordinaten in einem Messsystem und eine Exzentrizität eines gegenständlichen optischen Systems illustrieren, wobei 3A die Exzentrizität durch Linsenoberflächen illustriert und 3B die Exzentrizität durch Kugelmittelpunkte illustriert; 3A and 3B are diagrams illustrating coordinates in a measuring system and eccentricity of an objective optical system, wherein 3A the eccentricity illustrated by lens surfaces and 3B illustrating the eccentricity through sphere centers;

4 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm eines Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform illustriert; 4 FIG. 15 is a diagram illustrating a flowchart of a measuring method according to the present embodiment; FIG.

5 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform illustriert; 5 Fig. 15 is a diagram illustrating a flowchart of the measuring method according to the present embodiment;

6A und 6B sind Diagramme, die Zustände illustrieren, in denen ein Lichtstrahl an das gegenständliche optische System angelegt wird, wobei 6A Strahlung von der Strahlungsposition P illustriert und 6B Strahlung von der Strahlungsposition P' illustriert; 6A and 6B Fig. 15 are diagrams illustrating states in which a light beam is applied to the objective optical system, wherein 6A Radiation from the radiation position P illustrated and 6B Radiation from the radiation position P 'illustrated;

7 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform illustriert; 7 Fig. 15 is a diagram illustrating a flowchart of the measuring method according to the present embodiment;

8 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform illustriert; 8th Fig. 15 is a diagram illustrating a flowchart of the measuring method according to the present embodiment;

9A und 9B sind Diagramme zum Erklären von Systemaberration in einem Lichtprojektionssystem, wobei 9A einen Zustand illustriert, in dem keine Systemaberration auftritt und 9B einen Zustand illustriert, in dem eine Systemaberration im Lichtprojektionssystem auftritt; 9A and 9B FIGs. are diagrams for explaining system aberration in a light projection system, wherein FIG 9A illustrates a state in which no system aberration occurs and 9B illustrates a condition in which a system aberration occurs in the light projection system;

10A und 10B sind Diagramme, die eine Systemaberration in einem Lichtempfangssystem illustrieren, wobei 10A die Systemaberration in einer eine Sensorkomponente bildenden Einheit illustriert und 10B die Systemaberration in einer Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit illustriert; 10A and 10B FIG. 15 are diagrams illustrating a system aberration in a light receiving system, wherein FIG 10A illustrates the system aberration in a sensor component forming unit and 10B illustrates the system aberration in a wavefront data acquisition unit;

11 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum vorangehenden Ermitteln einer Systemaberrationskomponente illustriert; 11 Fig. 10 is a diagram illustrating a method of previously determining a system aberration component;

12A und 12B sind Diagramme, die eine erste Drehung illustrieren, wobei 12A einen Zustand illustriert, bevor die erste Drehung durchgeführt wird, und 12B einen Zustand illustriert, nachdem die erste Drehung durchgeführt wurde; 12A and 12B are diagrams illustrating a first turn wherein 12A illustrates a state before the first rotation is performed, and 12B illustrate a state after the first rotation has been performed;

13A, 13B und 13C sind Diagramme, die einen Zustand illustrieren, in dem die Kugelmittelpunkte durch die erste Drehung geändert werden, wobei 13A die Positionen der Kugelmittelpunkte vor der ersten Drehung illustriert, 13B die Positionen der Kugelmittelpunkte nach der ersten Drehung illustriert und 13C die durch die erste Drehung verursachten Bewegungsbeträge der Kugelmittelpunkte illustriert; 13A . 13B and 13C FIG. 15 are diagrams illustrating a state in which the ball centers are changed by the first rotation, wherein FIG 13A illustrates the positions of the centers of the sphere before the first rotation, 13B illustrates the positions of the ball centers after the first rotation and 13C illustrates the amounts of movement of the ball centers caused by the first rotation;

14 ist ein Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem ein optisches Lichtempfangssystem zwischen dem gegenständlichen optischen System und dem Lichtempfangssystem angeordnet ist; 14 Fig. 15 is a diagram illustrating a state in which an optical light receiving system is interposed between the subject optical system and the light receiving system;

15 ist ein Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem eine erste Drehachse zur Messachse exzentrisch ist; 15 Fig. 12 is a diagram illustrating a state in which a first rotation axis is eccentric to the measurement axis;

16A und 16B sind Diagramme, die relative Beziehungen zwischen der ersten Drehachse und der Messachse illustrieren, wobei 16A einen Zustand illustriert, in dem die Messachse mit der ersten Drehachse übereinstimmt, und 16B einen Zustand illustriert, in dem die erste Drehachse relativ zur Messachse geneigt ist; 16A and 16B are diagrams illustrating relative relationships between the first axis of rotation and the measuring axis, wherein 16A illustrates a state in which the measuring axis coincides with the first axis of rotation, and 16B illustrates a state in which the first rotation axis is inclined relative to the measurement axis;

17 ist ein Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem die erste Drehachse von der Messachse versetzt ist; 17 Fig. 12 is a diagram illustrating a state in which the first rotation axis is offset from the measurement axis;

18 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Beispiels 1 illustriert; 18 Fig. 10 is a diagram illustrating a flowchart of Example 1;

19 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Beispiels 2 illustriert; 19 Fig. 10 is a diagram illustrating a flowchart of Example 2;

20 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm eines Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform illustriert; 20 FIG. 15 is a diagram illustrating a flowchart of a measuring method according to the present embodiment; FIG.

21A, 21B, 21C und 21D sind Diagramme, die einen Bewegungszustand der Strahlungsposition illustrieren, wobei 21A eine Position einer Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert, 21B eine Position der einen Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert, 21C eine Position der anderen Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert und 21D eine Position der anderen Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert; 21A . 21B . 21C and 21D are diagrams illustrating a motion state of the radiation position, wherein 21A illustrates a position of a radiation position before the movement, 21B a position illustrating a radiation position after the movement, 21C illustrates a position of the other radiation position before the movement and 21D illustrates a position of the other radiation position after the movement;

22 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform illustriert; 22 Fig. 15 is a diagram illustrating a flowchart of the measuring method according to the present embodiment;

23A, 23B, 23C und 23D sind Diagramme, die einen Bewegungszustand der Strahlungsposition illustrieren, wobei 23A eine Position der einen Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert, 23B eine Position der anderen Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert, 23C eine Position der einen Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert und 23D eine Position der anderen Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert; 23A . 23B . 23C and 23D are diagrams illustrating a motion state of the radiation position, wherein 23A a position illustrating a radiation position before the movement, 23B illustrates a position of the other radiation position before the movement, 23C a position of a radiation position after the movement illustrated and 23D illustrates a position of the other radiation position after the movement;

24A und 24B illustrieren einen Bewegungszustand der Strahlungsposition, wobei 24A den Fall illustriert, in dem die Bewegungsrichtung der Strahlungsposition unidirektional ist, und 24B den Fall illustriert, in dem die Bewegungsrichtung der Strahlungsposition bidirektional ist; 24A and 24B illustrate a motion state of the radiation position, wherein 24A illustrates the case where the direction of movement of the radiation position is unidirectional, and 24B illustrates the case where the moving direction of the radiation position is bidirectional;

25A, 25B und 25C sind Diagramme, die Muster der Strahlungsposition illustrieren, wobei 25A einen Zustand illustriert, in dem die Strahlungspositionen bidirektional sind, 25B einen Zustand illustriert, in dem die Strahlungspositionen konzentrisch sind und 25C einen Zustand illustriert, in dem die Strahlungspositionen gitterförmig sind; 25A . 25B and 25C are diagrams illustrating patterns of radiation position, where 25A illustrates a state in which the radiation positions are bi-directional, 25B illustrates a state in which the radiation positions are concentric and 25C illustrates a state in which the radiation positions are lattice-shaped;

26A und 26B illustrieren einen Zustand, in dem der Lichtstrahl an das gegenständliche optische System angelegt wird, wobei 26A eine Strahlung in einem Winkel θ illustriert und 26B eine Strahlung in einem Winkel θ' illustriert; 26A and 26B illustrate a state in which the light beam is applied to the subject optical system, wherein 26A illustrates radiation at an angle θ and 26B illustrates radiation at an angle θ ';

27 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform illustriert; 27 Fig. 15 is a diagram illustrating a flowchart of the measuring method according to the present embodiment;

28A und 28B sind Diagramme, die eine zweite Drehung illustrieren, wobei 28A einen Zustand illustriert, bevor die zweite Drehung durchgeführt wird, und 28B einen Zustand illustriert, nachdem die zweite Drehung durchgeführt wurde; 28A and 28B are diagrams illustrating a second rotation wherein 28A illustrates a state before the second rotation is performed, and 28B illustrate a state after the second rotation has been performed;

29A und 29B sind Diagramme zum Erläutern einer durch die zweite Drehung verursachten Änderung der Koordinatenachsen, wobei 29A einen Zustand illustriert, bevor die zweite Drehung durchgeführt wird, und 29B einen Zustand illustriert, nachdem die zweite Drehung durchgeführt wurde; 29A and 29B Fig. 10 are diagrams for explaining a change of the coordinate axes caused by the second rotation, wherein 29A illustrates a state before the second rotation is performed, and 29B illustrate a state after the second rotation has been performed;

30A und 30B sind Diagramme, die eine durch die erste Drehung verursachte Bewegung des Kugelmittelpunkts illustrieren, wobei 30A die Bewegung des Kugelmittelpunkts in einer Vorwärtsmessung illustriert und 30B die Bewegung des Kugelmittelpunkts in einer Rückwärtsmessung illustriert; 30A and 30B are diagrams illustrating a movement of the ball center point caused by the first rotation, wherein 30A illustrates the movement of the ball center in a forward measurement and 30B illustrates the movement of the sphere center in a backward measurement;

31A, 31B, 31C und 31D sind Diagramme, die eine von der ersten Drehung und von der zweiten Drehung verursachte Bewegung des Kugelmittelpunkts illustrieren, wobei 31A die Position des Kugelmittelpunkts vor der ersten Drehung in einer Vorwärtsmessung illustriert, 31B die Position des Kugelmittelpunkts nach der ersten Drehung in der Vorwärtsmessung illustriert, 31C die Position des Kugelmittelpunkts vor der ersten Drehung in einer Rückwärtsmessung illustriert und 31D die Position des Kugelmittelpunkts nach der ersten Drehung in der Rückwärtsmessung illustriert; 31A . 31B . 31C and 31D are diagrams illustrating a movement of the ball center point caused by the first rotation and the second rotation, wherein 31A illustrates the position of the center of the sphere before the first rotation in a forward measurement, 31B illustrates the position of the sphere center after the first rotation in the forward measurement, 31C illustrates the position of the center of the sphere before the first rotation in a backward measurement and 31D illustrates the position of the sphere center after the first rotation in the backward measurement;

32A, 32B und 32C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B2jl(Ox,Oy) und B3jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 32A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 32B und 32C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist; 32A . 32B and 32C Fig. 15 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivities B 2jl (Ox, Oy) and B 3jl (Ox, Oy), wherein 32A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 32B and 32C illustrate the case where the subject optical system is eccentric;

33A, 33B und 33C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit B4jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 33A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 33B und 33C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist; 33A . 33B and 33C Fig. 11 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivity B 4jl (Ox, Oy), wherein 33A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 33B and 33C illustrate the case where the subject optical system is eccentric;

34A, 34B und 34C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B5jl(Ox,Oy) und B6jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 34A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 34B und 34C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist; 34A . 34B and 34C Fig. 11 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivities B 5jl (Ox, Oy) and B 6jl (Ox, Oy), wherein 34A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 34B and 34C illustrate the case where the subject optical system is eccentric;

35A, 35B und 35C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B7jl(Ox,Oy) und B8jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 35A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 35B und 35C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist; 35A . 35B and 35C Fig. 11 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivities B 7jl (Ox, Oy) and B 8jl (Ox, Oy), wherein 35A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 35B and 35C illustrate the case where the subject optical system is eccentric;

36 ist ein Diagramm, das eine Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der Ausführungsform illustriert; 36 Fig. 10 is a diagram illustrating an eccentricity amount measuring apparatus according to the embodiment;

37A und 37B sind Diagramme, die eine Struktur und eine Funktion eines SH-Sensors illustrieren, wobei 37A einen Zustand illustriert, in dem man eine ebene Welle auf den SH-Sensor einfallen lässt, und 37B einen Zustand illustriert, in dem man eine nicht ebene Welle auf den SH-Sensor einfallen lässt; 37A and 37B are diagrams illustrating a structure and a function of an SH sensor, wherein 37A illustrates a state in which one can think of a plane wave on the SH sensor, and 37B illustrates a condition where a non-planar wave is incident on the SH sensor;

38A, 38B, 38C und 38D sind Diagramme, die eine Systemaberration im SH-Sensor illustrieren, wobei 38A den Fall illustriert, in dem das Substrat gekrümmt ist, 38B den Fall illustriert, in dem das Substrat geneigt ist, 38C den Fall illustriert, in dem ein Fehler im Linsenpitch auftritt, und 38D den Fall illustriert, in dem die Brennweite zwischen den Linsen abweicht; 38A . 38B . 38C and 38D are diagrams illustrating a system aberration in the SH sensor, wherein 38A illustrates the case where the substrate is curved, 38B illustrates the case in to which the substrate is inclined, 38C illustrates the case where an error occurs in the lens pitch, and 38D illustrates the case where the focal length differs between the lenses;

39A und 39B illustrieren Modifikationen des Lichtprojektionssystems, wobei 39A eine erste Modifikation illustriert und 39A eine zweite Modifikation illustriert; 39A and 39B illustrate modifications of the light projection system, wherein 39A illustrates a first modification and 39A illustrates a second modification;

40A und 40B sind Diagramme, die eine Positionsbeziehung zwischen einem Halteelement und der Messachse illustrieren, wobei 40A den Fall illustriert, in dem die erste Drehachse mit der Messachse übereinstimmt, und 40B den Fall illustriert, in dem die erste Drehachse nicht mit der Messachse übereinstimmt; 40A and 40B FIG. 15 are diagrams illustrating a positional relationship between a holding member and the measuring axis, wherein FIG 40A illustrates the case where the first axis of rotation coincides with the measuring axis, and 40B illustrates the case where the first axis of rotation does not coincide with the measuring axis;

41A und 41B sind Diagramme, die Modifikationen des Halteelements illustrieren, wobei 41A eine erste Modifikation illustriert und 41B eine zweite Modifikation illustriert; 41A and 41B FIG. 12 are diagrams illustrating modifications of the holding member, wherein FIG 41A illustrates a first modification and 41B illustrates a second modification;

42A und 42B sind Diagramme, die einen Zustand illustrieren, in dem die zweite Drehung durchgeführt wird, wobei 42A einen Zustand vor der Bewegung des Halteelements illustriert und 42B einen Zustand nach der Bewegung des Halteelements illustriert; 42A and 42B FIG. 15 are diagrams illustrating a state in which the second rotation is performed, wherein FIG 42A illustrates a state before the movement of the holding member and 42B illustrates a state after the movement of the holding member;

43 ist ein Diagramm, das das Lichtprojektionssystem in dem Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System eine negative Brechungskraft aufweist; 43 Fig. 12 is a diagram illustrating the light projection system in the case where the subject optical system has a negative refractive power;

44 ist ein Diagramm, das eine Modifikation des Lichtempfangssystems illustriert; 44 Fig. 12 is a diagram illustrating a modification of the light receiving system;

45 ist ein Diagramm, das eine erste Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags illustriert; 45 Fig. 15 is a diagram illustrating a first modification of the eccentricity amount measuring apparatus;

46 ist ein Diagramm, das eine zweite Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags illustriert; und 46 Fig. 12 is a diagram illustrating a second modification of the eccentricity amount measuring apparatus; and

47 ist ein Diagramm, das eine dritte Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags illustriert. 47 FIG. 15 is a diagram illustrating a third modification of the eccentricity amount measuring apparatus. FIG.

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. Da 1 ein konzeptuelles Diagramm ist, sind Positionen, Größen und Formen der Bilder von Bild IM1, Bild IM2 und Bild IM3 nicht exakt.
Before explaining the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment, explanation will be given on the following: (1) an aberration caused by the eccentricity; (II) a degree of freedom of eccentricity; (III) coordinates in the measuring system; and (IV) a wavefront after transmission through an eccentric lens surface.
  • (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. There 1 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 1 illustriert, wird in Bezug auf ein Bild eines Objektpunkts OB ein Bild IM1 von einer Linsenoberfläche LS1 gebildet, ein Bild IM2 von einer Linsenoberfläche LS2 gebildet und ein Bild IM3 von einer Linsenoberfläche LS3 gebildet. Auf diese Weise wird das Bild des Objektpunkts OB durch die Linsenoberfläche LS1 gebildet und das gebildete Bild durch die Linsenoberfläche LS2 und die Linsenoberfläche LS3 weitergeleitet.As in 1 As illustrated, with respect to an image of an object point OB, an image IM1 is formed by a lens surface LS1, an image IM2 is formed by a lens surface LS2, and an image IM3 is formed by a lens surface LS3. In this way, the image of the object point OB is formed by the lens surface LS1 and the image formed is passed through the lens surface LS2 and the lens surface LS3.

In 1 sind die Linsenoberfläche LS1, die Linsenoberfläche LS2 und die Linsenoberfläche LS3 zur optischen Achse exzentrisch. In diesem Fall werden das Bild IM1, das Bild IM2 und das Bild IM3 in Positionen gebildet, die von entsprechenden Positionen auf der optischen Achse entfernt sind. In 1 For example, the lens surface LS1, the lens surface LS2 and the lens surface LS3 are eccentric to the optical axis. In this case, the image IM1, the image IM2 and the image IM3 are formed in positions removed from respective positions on the optical axis.

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 und 2C sind Diagramme zur Erläuterung eines Freiheitsgrads der Exzentrizität, 2A illustriert den Freiheitsgrad der Exzentrizität auf einer sphärischen Oberfläche und 2B und 2C illustrieren den Freiheitsgrad der Exzentrizität auf einer asphärischen Oberfläche.
In this way, the image in the state in which the lens surfaces are eccentric is relayed, while the aberration occurring in the lens surface LS1, the lens surface LS2, and the lens surface LS3 is added, respectively.
  • (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 and 2C are diagrams for explaining a degree of freedom of eccentricity, 2A illustrates the degree of freedom of eccentricity on a spherical surface and 2 B and 2C illustrate the degree of freedom of eccentricity on an aspherical surface.

Wie in 2A illustriert, kann die Exzentrizität in einer sphärischen Oberfläche durch eine Position des Kugelmittelpunkts gegeben sein. Der Freiheitsgrad der Exzentrizität in einer sphärischen Oberfläche ist geometrisch nur eine Verschiebung in eine X-Richtung und eine Verschiebung in eine Y-Richtung.As in 2A illustrated, the eccentricity may be given in a spherical surface by a position of the ball center. The degree of freedom of eccentricity in a spherical surface is geometrically only a shift in an X direction and a shift in a Y direction.

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 2B und 2C illustriert, enthält eine asphärische Oberfläche eine asphärische Oberflächenoberseite und eine asphärische Oberflächenachse. Die asphärische Oberflächenachse ist eine rotationssymmetrische Achse. Da eine asphärische Oberfläche eine asphärische Oberflächenachse enthält, enthält eine asphärische Oberfläche zusätzlich zu einer Verschiebung in der X-Richtung und einer Verschiebung in der Y-Richtung eine Neigung in einer Richtung A und eine Neigung in einer Richtung B als Freiheitsgrad der Exzentrizität. Die Verschiebung in der X-Richtung und die Verschiebung in der Y-Richtung dienen als Freiheitsgrade der Exzentrizität in Bezug auf die asphärische Oberflächenoberseite. Darüber hinaus dienen die Neigung in der Richtung A und die Neigung in der Richtung B als Freiheitsgrade der Exzentrizität in Bezug auf die asphärische Oberflächenachse.In contrast, as in 2 B and 2C Illustrated, an aspheric surface includes an aspheric surface top surface and an aspheric surface axis. The aspheric surface axis is a rotationally symmetric axis. Since an aspheric surface includes an aspheric surface axis, an aspheric surface includes inclination in a direction A and inclination in a direction B as a degree of freedom of eccentricity in addition to a displacement in the X direction and a displacement in the Y direction. The displacement in the X direction and the displacement in the Y direction serve as degrees of freedom of eccentricity with respect to the surface aspherical surface. In addition, the inclination in the direction A and the inclination in the direction B serve as degrees of freedom of eccentricity with respect to the aspherical surface axis.

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 und 3B sind Diagramme, die Koordinaten im Messsystem und eine Exzentrizität eines gegenständlichen optischen Systems illustrieren, wobei 3A die Exzentrizität durch Linsenoberflächen illustriert und 3B die Exzentrizität durch Kugelmittelpunkte illustriert.
In this way, a spherical surface and an aspherical surface differ in the number of degrees of freedom of eccentricity. Accordingly, the number of degrees of freedom of eccentricity is, for example, at most 6 when a first surface of a lens is a spherical surface and a second surface thereof is an aspheric surface.
  • (III) The coordinates in the measuring system are explained below. 3A and 3B are diagrams illustrating coordinates in the measuring system and an eccentricity of an objective optical system, wherein 3A the eccentricity illustrated by lens surfaces and 3B the eccentricity illustrated by ball centers.

Das Messsystem enthält ein Lichtprojektionssystem und ein Lichtempfangssystem. In 3A und 3B wird das Lichtprojektionssystem mit einer Ox-Achse, einer Oy-Achse und einer Oz-Achse illustriert und das Lichtempfangssystem wird mit einer ρx-Achse und einer ρy-Achse illustriert. Darüber hinaus sind die Koordinaten des Lichtprojektionssystems durch die Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy,Oz) gegeben und die Koordinaten des Lichtempfangssystems sind durch die Pupillenkoordinaten (ρx,ρy) gegeben.The measuring system includes a light projection system and a light receiving system. In 3A and 3B For example, the light projection system is illustrated with an Ox axis, an Oy axis and an Oz axis, and the light receiving system is illustrated with a ρx axis and a ρy axis. In addition, are the coordinates of the light projection system are given by the object height coordinates (Ox, Oy, Oz), and the coordinates of the light receiving system are given by the pupil coordinates (ρx, ρy).

Wie in 3A illustriert, wird das gegenständliche optische System aus Linsenoberflächen von einer ersten Linsenoberfläche LS1 bis zu einer j-ten Linsenoberfläche LSj gebildet. Es wird angenommen, dass die Linsenoberflächen von der Oz-Achse in der Y-Richtung verschoben sind. Außerdem wird angenommen, dass alle Linsenoberflächen sphärische Oberflächen sind.As in 3A As illustrated, the subject optical system is formed of lens surfaces from a first lens surface LS 1 to a j-th lens surface LS j . It is assumed that the lens surfaces are shifted from the Oz axis in the Y direction. In addition, it is assumed that all lens surfaces are spherical surfaces.

Wie in 2A illustriert, kann die Exzentrizität der Linsenoberfläche durch ihren Kugelmittelpunkt angegeben werden, wenn die Linsenoberfläche eine sphärische Oberfläche ist. Aus diesem Grund illustriert 3B die Verschiebungen der Linsenoberflächen unter Verwendung der Kugelmittelpunkte. In 3B geben SC1, SC2, ... und SCj die Kugelmittelpunkte der jeweiligen Linsenoberflächen an. Darüber hinaus geben δ1, δ2, ... und δj die Verschiebungsbeträge der jeweiligen Linsenoberflächen in der Y-Richtung an.

  • (IV) Eine Wellenfront nach einer Übertragung durch eine exzentrische Linsenoberfläche wird hier nachfolgend erläutert. Dies wird hier nachfolgend unter Verwendung eines numerischen Ausdrucks erläutert.
As in 2A illustrated, the eccentricity of the lens surface may be indicated by its spherical center when the lens surface is a spherical surface. Illustrated for this reason 3B the displacements of the lens surfaces using the ball centers. In 3B SC 1 , SC 2 , ... and SC j indicate the ball centers of the respective lens surfaces. Moreover, δ 1 , δ 2 , ... and δ j indicate the shift amounts of the respective lens surfaces in the Y direction.
  • (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 3A illustriert, wird ein Lichtstrahl LB von den Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy) im Lichtprojektionssystem zum gegenständlichen optischen System abgestrahlt. Der Lichtstrahl LB wird von einer Ebene OxOy abgestrahlt. Dementsprechend lauten die exakten Objekthöhenkoordinaten (Ox,Oy,0), werden jedoch als (Ox,Oy) ausgedrückt, um die Erläuterung zu vereinfachen.As in 3A illustrated, a light beam LB is radiated from the object height coordinates (Ox, Oy) in the light projection system to the subject optical system. The light beam LB is emitted from a plane OxOy. Accordingly, the exact object height coordinates are (Ox, Oy, 0), but are expressed as (Ox, Oy) to simplify the explanation.

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.

Figure DE112015002718T5_0002
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.
Figure DE112015002718T5_0002
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] Term Erklärung des Terms Δ1B11(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der ersten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente Δ1 2B12(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der ersten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente Δ2B21(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der zweiten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente Δ2 2B22(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der zweiten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente ... ... ΔjBj1(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente Δj 2Bj2(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente Table 1 explains all the terms of expression (1). [Table 1] term Explanation of the term Δ 1 B 11 (Ox, O y, ρ x, ρ y) eccentric aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the first surface Δ 1 2 B 12 (Ox, O y, ρ x, ρ y) eccentric aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity in the first surface Δ 2 B 21 (Ox, O y, ρ x, ρ y) eccentric aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the second surface Δ 2 2 B 22 (Ox, O y, ρ x, ρ y) eccentric aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity in the second surface ... ... Δ j B j1 (Ox, Oy, ρx, ρy) eccentric aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the jth surface Δ j 2 B j2 (Ox, Oy, ρx, ρy) eccentric aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity in the jth surface

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.

Figure DE112015002718T5_0003
Figure DE112015002718T5_0004
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).
Figure DE112015002718T5_0003
Figure DE112015002718T5_0004
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] Zernike-Terme Funktion Aberration 1. Term 1 Sphärische Aberration (Piston) 2. Term ρx Koma (Neigung) 3. Term ρy Koma (Neigung) 4. Term 2(ρx2 + ρy2) – 1 Sphärische Aberration (Brennpunkt) 5. Term ρx2 – ρy2 Astigmatismus 6. Term 2ρxρy Astigmatismus 7. Term 3(ρx2 + ρy2)ρx – 2ρx Koma 8. Term 3(ρx2 + ρy2)ρy – 2ρy Koma 9. Term 6(ρx2 + ρy2)2 – 6(ρx2 + ρy2) + 1 Sphärische Aberration ... ... ... Table 2 illustrates a correlation between each of the terms of the Zernike terms and the function and aberration that indicate each term. Table 2 illustrates the correlation thereof for the first through ninth terms of the Zernike terms. [Table 2] Zernike Terme function aberration 1st term 1 Spherical aberration (Piston) 2nd term ρx Coma (tilt) 3rd term ρy Coma (tilt) 4th term 2 (ρx 2 + ρy 2 ) - 1 Spherical aberration (focal point) 5th term ρx 2 - ρy 2 astigmatism 6th term 2ρxρy astigmatism 7. Term 3 (ρx 2 + ρy 2 ) ρx - 2ρx coma 8. Term 3 (ρx 2 + ρy 2 ) ρy - 2ρy coma 9th term 6 (ρx 2 + ρy 2 ) 2 - 6 (ρx 2 + ρy 2 ) + 1 Spherical aberration ... ... ...

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] Zernike-Terme Funktion Maximale Ordnung der Pupillenkoordinaten Ordnung der Pupillenkoordinaten 1. Term 1 0 gerade 2. Term ρx 1 ungerade 3. Term ρy 1 ungerade 4. Term 2(ρx2 + ρy2) – 1 2 gerade 5. Term ρx2 – ρy2 2 gerade 6. Term 2ρxρy 2 gerade 7. Term 3(ρx2 + ρy2)ρx – 2ρx 3 ungerade 8. Term 3(ρx2 + ρy2)ρy – 2ρy 3 ungerade 9. Term 6(ρx2 + ρy2)2 – 6(ρx2 + ρy2) + 1 4 gerade ... ... ... ... Table 3 illustrates the results of the first term to the ninth term taken together. [Table 3] Zernike Terme function Maximum order of the pupil coordinates Order of the pupil coordinates 1st term 1 0 just 2nd term ρx 1 odd 3rd term ρy 1 odd 4th term 2 (ρx 2 + ρy 2 ) - 1 2 just 5th term ρx 2 - ρy 2 2 just 6th term 2ρxρy 2 just 7. Term 3 (ρx 2 + ρy 2 ) ρx - 2ρx 3 odd 8. Term 3 (ρx 2 + ρy 2 ) ρy - 2ρy 3 odd 9th term 6 (ρx 2 + ρy 2 ) 2 - 6 (ρx 2 + ρy 2 ) + 1 4 just ... ... ... ...

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] Term Erklärung des Terms 1·B1jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist ρx·B2jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert ist ρy·B3jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert ist {2(ρx2 + ρy2) – 1}·B4jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist {ρx2 – ρy2}·B5jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist 2ρxρy·B6jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist {3(ρx2 + ρy2)ρx – 2ρx}·B7jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert ist {3(ρx2 + ρy2)ρy – 2ρy}·B8jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in ungerader Ordnung multipliziert ist {6(ρx2 + ρy2)2 – 6(ρx2 + ρy2) + 1}·B9jl(Ox,Oy) Term, der mit einer Funktion mit den Pupillenkoordinaten in gerader Ordnung multipliziert ist ... Table 4 explains all terms of expression (2). [Table 4] term Explanation of the term 1 · B 1jl (Ox, Oy) Term that is multiplied by a function with the pupil coordinates in even order ρx · B 2jl (Ox, Oy) Term multiplied by a function with the pupil coordinates in odd order ρy · B 3jl (Ox, Oy) Term multiplied by a function with the pupil coordinates in odd order {2 (ρx 2 + ρy 2 ) - 1} · B 4jl (Ox, Oy) Term that is multiplied by a function with the pupil coordinates in even order {ρx 2 -ρy 2 } * B 5jl (Ox, Oy) Term that is multiplied by a function with the pupil coordinates in even order 2ρxρy · B 6jl (Ox, Oy) Term that is multiplied by a function with the pupil coordinates in even order {3 (ρx 2 + ρy 2 ) ρx - 2ρx} · B 7jl (Ox, Oy) Term multiplied by a function with the pupil coordinates in odd order {3 (ρx 2 + ρy 2 ) ρy - 2ρy} · B 8jl (Ox, Oy) Term multiplied by a function with the pupil coordinates in odd order {6 (ρx 2 + ρy 2 ) 2 - 6 (ρx 2 + ρy 2 ) + 1} · B 9jl (Ox, Oy) Term that is multiplied by a function with the pupil coordinates in even order ...

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).

Figure DE112015002718T5_0005
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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).

Figure DE112015002718T5_0006
Figure DE112015002718T5_0006

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).

Figure DE112015002718T5_0007
Figure DE112015002718T5_0007

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).

Figure DE112015002718T5_0008
Figure DE112015002718T5_0008

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.

4 illustriert ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform. Das Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren, bei dem ein Lichtstrahl an ein gegenständliches optisches System angelegt wird, das auf einer Messachse angeordnet ist, und bei dem der Exzentrizitätsbetrag gemessen wird. Aus diesem Grund enthält das Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform Schritt S100, Schritt S200, Schritt S300 und Schritt S400. 4 11 illustrates a flowchart of the measuring method according to the present embodiment. The measuring method 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. For this reason, the measuring method according to the present embodiment includes step S100, step S200, step S300, and step S400.

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.

Figure DE112015002718T5_0009
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.
Figure DE112015002718T5_0009
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.

Figure DE112015002718T5_0010
Figure DE112015002718T5_0010

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.

Figure DE112015002718T5_0011
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.
Figure DE112015002718T5_0011

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.

Figure DE112015002718T5_0012
Figure DE112015002718T5_0012

Figure DE112015002718T5_0013
Figure DE112015002718T5_0013

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.

Figure DE112015002718T5_0014
Figure DE112015002718T5_0014

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).

Figure DE112015002718T5_0015
Figure DE112015002718T5_0015

Figure DE112015002718T5_0016
Figure DE112015002718T5_0016

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).

Figure DE112015002718T5_0017
Figure DE112015002718T5_0017

Figure DE112015002718T5_0018
Figure DE112015002718T5_0018

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).

Figure DE112015002718T5_0019
Figure DE112015002718T5_0019

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.

5 illustriert ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform. Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform enthält der Schritt S100 Schritt S110, Schritt S120, Schritt S130 und Schritt S140. Darüber hinaus enthält der Schritt S200 Schritt S210 und Schritt S220. 5 11 illustrates a flowchart of the measuring method according to the present embodiment. In the measuring method according to the present embodiment, step S100 includes step S110, step S120, step S130, and step S140. In addition, step S200 includes step S210 and step S220.

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. 6A und 6B sind Diagramme, die einen Zustand illustrieren, in dem ein Lichtstrahl an das gegenständliche optische System angelegt wird, wobei 6A Strahlung von der Strahlungsposition P illustriert und 6B Strahlung von der Strahlungsposition P' illustriert.In the detection step in the measuring method according to the present embodiment, a light beam is radiated from two radiation positions. The two radiation positions are different from each other. 6A and 6B FIG. 15 are diagrams illustrating a state in which a light beam is applied to the subject optical system, FIG 6A Radiation from the radiation position P illustrated and 6B Radiation from the radiation position P 'illustrated.

Bei Schritt S110 wird eine Lichtquelle in der Strahlungsposition P im Lichtprojektionssystem 1 angeordnet. Die Objekthöhenkoordinaten der Strahlungsposition P lauten (Ox,Oy,0). Der Lichtstrahl wird von der Lichtquelle an das gegenständliche optische System 2 angelegt. Eine sphärische Welle 4 wird von der Lichtquelle abgestrahlt. Die sphärische Welle 4 wird auf das gegenständliche optische System 2 einfallen gelassen. Da das gegenständliche optische System 2 exzentrisch zur Oz-Achse ist, wird eine nicht ebene Welle 7 vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlt. Die Oz-Achse ist die Messachse.At step S110, a light source in the radiation position P in the light projection system 1 arranged. The object height coordinates of the radiation position P are (Ox, Oy, 0). The light beam is transmitted from the light source to the objective optical system 2 created. A spherical wave 4 is emitted by the light source. The spherical wave 4 becomes the objective optical system 2 come in. Because the objective optical system 2 is eccentric to the Oz axis, becomes a non-planar wave 7 from the objective optical system 2 radiated. The Oz axis is the measuring axis.

Bei Schritt S120 werden Wellenfrontdaten WFD erfasst. Die vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlte nicht ebene Welle 7 wird auf das Lichtempfangssystem 3 einfallen gelassen. Dann werden die Wellenfrontdaten WFD vom Lichtempfangssystem 3 erfasst.In step S120, wavefront data WFD is detected. The objective optical system 2 radiated non-level wave 7 will be on the light receiving system 3 come in. Then, the wavefront data WFD from the light receiving system 3 detected.

Bei Schritt S130 wird die Lichtquelle in der Strahlungsposition P' des Lichtprojektionssystems 1 angeordnet. Die Objekthöhenkoordinaten der Strahlungsposition P' lauten (–Ox,–Oy,0). Der Lichtstrahl wird von der Lichtquelle an das gegenständliche optische System 2 angelegt. Eine nicht ebene Welle 7' wird vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlt. At step S130, the light source in the radiation position P 'of the light projection system 1 arranged. The object height coordinates of the radiation position P 'are (-Ox, -Oy, 0). The light beam is transmitted from the light source to the objective optical system 2 created. An uneven wave 7 ' becomes of the objective optical system 2 radiated.

Bei Schritt S140 werden Wellenfrontdaten WFD' erfasst. Die vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlte nicht ebene Welle 7' wird auf das Lichtempfangssystem 3 einfallen gelassen. Die Wellenfrontdaten WFD' werden vom Lichtempfangssystem 3 erfasst.At step S140, wavefront data WFD 'is detected. The objective optical system 2 radiated non-level wave 7 ' will be on the light receiving system 3 come in. The wavefront data WFD 'are from the light receiving system 3 detected.

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 7 und die nicht ebene Welle 7' keine zueinander symmetrischen Wellenfrontformen auf. Aus diesem Grund sind die Wellenfrontdaten WFD und die Wellenfrontdaten WFD' keine symmetrischen Daten.Here, the radiation position P and the radiation position P 'are symmetrical with respect to the measurement axis. However, each lens surface of the subject optical system is eccentric to the measurement axis. For this reason, the beam radiated from the radiation position P and the beam radiated from the radiation position P 'have asymmetric optical paths passing through the objective optical system. In this case, the uneven wave 7 and the not plane wave 7 ' no symmetrical wavefront shapes. For this reason, the wavefront data WFD and the wavefront data WFD 'are not symmetric data.

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.

7 illustriert ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform. Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform enthält der Schritt S100 Schritt S110, Schritt S120, Schritt S130 und Schritt S140. Darüber hinaus enthält der Schritt S200 Schritt S210 und Schritt S220. Außerdem enthält der Schritt S300 Schritt S310, Schritt S320 und Schritt S330. Auf eine detaillierte Erläuterung der Schritte S100 und S200 wird verzichtet. 7 11 illustrates a flowchart of the measuring method according to the present embodiment. In the measuring method according to the present embodiment, step S100 includes step S110, step S120, step S130, and step S140. In addition, step S200 includes step S210 and step S220. In addition, step S300 includes step S310, step S320, and step S330. A detailed explanation of steps S100 and S200 will be omitted.

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.

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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.
Figure DE112015002718T5_0020
Figure DE112015002718T5_0021

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.

Figure DE112015002718T5_0022
Figure DE112015002718T5_0022

W2(Ox,Oy,Δ12,...,Δj) und W2(–Ox,–Oy,Δ12,...,Δj) sind durch Ausdruck (8-2) bzw. Ausdruck (8-2') gegeben.

Figure DE112015002718T5_0023
Figure DE112015002718T5_0024
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 ').
Figure DE112015002718T5_0023
Figure DE112015002718T5_0024

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] (8-2) W21(Ox,Oy) Δ1B211(Ox,Oy) Δ2B221(Ox,Oy) ... ΔjB2j1(Ox,Oy) (8-2') W21(–Ox,–Oy) Δ1B211(–Ox,–Oy) Δ2B221(–Ox,–Oy) ... ΔjB2j1(–Ox,–Oy) Table 5 illustrates terms in the first aberration component W 21 for the expression (8-2) and the expression (8-2 '). For ease of explanation, W 21 is given only with the object height coordinates. [Table 5] (8-2) W 21 (Ox, Oy) Δ 1 B 211 (Ox, O y) Δ 2 B 221 (Ox, Oy) ... Δ j B 2j1 (Ox, Oy) (8-2 ') W 21 (-Ox, -Oy) Δ 1 B 211 (-Ox, -Oy) Δ 2 B 221 (-Ox, -Oy) ... Δ j B 2j1 (-Ox, -OY)

Darüber hinaus illustriert Tabelle 6 Terme in der zweiten Aberrationskomponente W22 für den Ausdruck (8-2) und den Ausdruck (8-2'). [Tabelle 6] (8-2) W22(Ox,Oy) Δ1 2B212(Ox,Oy) Δ2 2B222(Ox,Oy) ... Δj 2B2j2(Ox,Oy) (8-2') W22(–Ox,–Oy) Δ1 2B212(–Ox,–Oy) Δ2 2B222(–Ox,–Oy) ... Δj 2B2j2(–Ox,–Oy) In addition, Table 6 illustrates terms in the second aberration component W 22 for the expression (8-2) and the expression (8-2 '). [Table 6] (8-2) W 22 (Ox, Oy) Δ 1 2 B 212 (Ox, O y) Δ 2 2 B 222 (Ox, O y) ... Δj 2 B 2j 2 (Ox, O y ) (8-2 ') W 22 (-Ox, -Oy) Δ 1 2 B 212 (-Ox, -Oy) Δ 2 2 B 222 (-Ox, -Oy) ... Δ j 2 B 2J2 (-Ox, -OY)

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.

Figure DE112015002718T5_0025
Figure DE112015002718T5_0025

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).

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Figure DE112015002718T5_0026

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.

Figure DE112015002718T5_0027
Figure DE112015002718T5_0027

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).

Figure DE112015002718T5_0028
Figure DE112015002718T5_0028

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] (8-2) W21(Ox,Oy) Δ1B211(Ox,Oy) Δ2B221(Ox,Oy) ... ΔjB2j1(Ox,Oy) (8-2') W21(–Ox,–Oy) Δ1B211(Ox,Oy) Δ2B221(Ox,Oy) ... ΔjB2j1(Ox,Oy) Table 7 illustrates the first aberration component W 21 when "B 2j1 (-Ox, -Oy) = B 2j1 (Ox, Oy)" is reflected. As is clear from Table 7, when the two radiation positions are symmetric, that is, when the object height coordinates are (Ox, Oy) and (-Ox, -Oy), then "W 21 (-Ox, -Oy) = W 21 (Ox, Oy) "fulfilled. In this way, the first aberration component W 21 serves as an even function with respect to the object height coordinates. [Table 7] (8-2) W 21 (Ox, Oy) Δ 1 B 211 (Ox, O y) Δ 2 B 221 (Ox, Oy) ... Δ j B 2j1 (Ox, Oy) (8-2 ') W 21 (-Ox, -Oy) Δ 1 B 211 (Ox, O y) Δ 2 B 221 (Ox, Oy) ... Δ j B 2j1 (Ox, Oy)

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] (8-2) W22(Ox,Oy) Δ1 2B212(Ox,Oy) Δ2 2B222(Ox,Oy) ... Δj 2B2j2(Ox,Oy) (8-2') W22(–Ox,–Oy) –Δ1 2B212(Ox,Oy) –Δ2 2B222(Ox,Oy) ... –Δj 2B2j2(Ox,Oy) In addition, Table 8 illustrates the second aberration component W 22 when "B 2j 2 (-O x, -O y) = B 2j 2 (Ox, O y )" is reflected. As is clear from Table 8, when the two radiation positions are symmetric, "W 22 (-Ox, -Oy) = -W 22 (Ox, Oy)" is satisfied. In this way, the second aberration component W 22 serves as an odd function with respect to the object height coordinates. [Table 8] (8-2) W 22 (Ox, Oy) Δ 1 2 B 212 (Ox, O y) Δ 2 2 B 222 (Ox, O y) ... Δj 2 B 2j 2 (Ox, O y ) (8-2 ') W 22 (-Ox, -Oy) 1 2 B 212 (Ox, Oy) 2 2 B 222 (Ox, Oy) ... j 2 B 2j 2 (Ox, O y )

Im Gegensatz dazu sind W4(Ox,Oy,Δ12,...,Δj) und W4(–Ox,–Oy,Δ12,...,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 ').

Figure DE112015002718T5_0029
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Figure DE112015002718T5_0030

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] (8-4) W41(Ox,Oy) Δ1B411(Ox,Oy) Δ2B421(Ox,Oy) ... ΔjB4j1(Ox,Oy) (8-4') W41(–Ox,–Oy) Δ1B411(–Ox,–Oy) Δ2B421(–Ox,–Oy) ... ΔjB4j1(–Ox,–Oy) Table 9 illustrates terms in the first aberration component W 41 for the expression (8-4) and the expression (8-4 '). For ease of explanation, W 41 is given only with the object height coordinates. [Table 9] (8-4) W 41 (Ox, Oy) Δ 1 B 411 (Ox, O y) Δ 2 B 421 (Ox, Oy) ... Δ j B 4J1 (Ox, Oy) (8-4 ') W 41 (-Ox, -Oy) Δ 1 B 411 (-Ox, -Oy) Δ 2 B 421 (-Ox, -OY) ... Δ j B 4J1 (-Ox, -OY)

Darüber hinaus illustriert Tabelle 10 Terme in der zweiten Aberrationskomponente W42 für den Ausdruck (8-4) und den Ausdruck (8-4'). [Tabelle 10] (8-4) W42(Ox,Oy) Δ1 2B412(Ox,Oy) Δ2 2B422(Ox,Oy) ... Δj 2B4j2(Ox,Oy) (8-4') W42(–Ox,–Oy) Δ1 2B412(–Ox,–Oy) Δ2 2B422(–Ox,–Oy) ... Δj 2B4j2(–Ox,–Oy) In addition, Table 10 illustrates terms in the second aberration component W 42 for the expression (8-4) and the expression (8-4 '). [Table 10] (8-4) W 42 (Ox, Oy) Δ 1 2 B 412 (Ox, O y) Δ 2 2 B 422 (Ox, O y) ... Δ j 2 B 4J2 (Ox, Oy) (8-4 ') W 42 (-Ox, -Oy) Δ 1 2 B 412 (-Ox, -Oy) Δ 2 2 B 422 (-Ox, -Oy) ... Δ j 2 B 4J2 (-Ox, -OY)

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.

Figure DE112015002718T5_0031
Figure DE112015002718T5_0031

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).

Figure DE112015002718T5_0032
Figure DE112015002718T5_0032

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.

Figure DE112015002718T5_0033
Figure DE112015002718T5_0033

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).

Figure DE112015002718T5_0034
Figure DE112015002718T5_0034

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] (8-4) W41(Ox,Oy) Δ1B411(Ox,Oy) Δ2B421(Ox,Oy) ... ΔjB4j1(Ox,Oy) (8-4') W41(–Ox,–Oy) –Δ1B411(Ox,Oy) –Δ2B421(Ox,Oy) ... –ΔjB4j1(Ox,Oy) Table 11 illustrates the first aberration component W 41 when "B 4j1 (-Ox, -Oy) = -B 4j1 (Ox, Oy)" is reflected. As is clear from Table 11, if the two radiation positions are symmetric, then "W 41 (-Ox, -Oy) = -W 41 (Ox, Oy)" is satisfied. In this way, the first aberration component W 41 serves as an odd function with respect to the object height coordinates. [Table 11] (8-4) W 41 (Ox, Oy) Δ 1 B 411 (Ox, O y) Δ 2 B 421 (Ox, Oy) ... Δ j B 4J1 (Ox, Oy) (8-4 ') W 41 (-Ox, -Oy) 1 B 411 (Ox, Oy) 2 B 421 (Ox, Oy) ... j B 4J1 (Ox, Oy)

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] (8-4) W42(Ox,Oy) Δ1 2B412(Ox,Oy) Δ2 2B422(Ox,Oy) ... Δj 2B4j2(Ox,Oy) (8-4') W42(–Ox,–Oy) Δ1 2B412(Ox,Oy) Δ2 2B422(Ox,Oy) ... Δj 2B4j2(Ox,Oy) In addition, Table 12 illustrates the second aberration component W 42 when "B 4j 2 (-O x, -O y) = B 4j 2 (Ox, O y )" is reflected. As is clear from Table 12, if the two radiation positions are symmetric, then "W 42 (-Ox, -Oy) = W 42 (Ox, Oy)" is satisfied. In this way, the second aberration component W 42 serves as an even function with respect to the object height coordinates. [Table 12] (8-4) W 42 (Ox, Oy) Δ 1 2 B 412 (Ox, O y) Δ 2 2 B 422 (Ox, O y) ... Δ j 2 B 4J2 (Ox, Oy) (8-4 ') W 42 (-Ox, -Oy) Δ 1 2 B 412 (Ox, O y) Δ 2 2 B 422 (Ox, O y) ... Δ j 2 B 4J2 (Ox, Oy)

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,Δ12,...,Δj) und W2(–Ox,–Oy,Δ12,...,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.

Figure DE112015002718T5_0035
Figure DE112015002718T5_0035

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.

Figure DE112015002718T5_0036
Figure DE112015002718T5_0036

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).

Figure DE112015002718T5_0037
Figure DE112015002718T5_0037

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,Δ12,...,Δj) und W4(–Ox,–Oy,Δ12,...,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.

Figure DE112015002718T5_0038
Figure DE112015002718T5_0038

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.

Figure DE112015002718T5_0039
Figure DE112015002718T5_0039

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).

Figure DE112015002718T5_0040
Figure DE112015002718T5_0040

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] z = 2, 3, 7, 8 ... z = 1, 4, 5, 6, 9 ... Vorbestimmte Aberrationskomponente erste Aberrationskomponente (zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional) gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz1(–Ox,–Oy) = Wz1(Ox,Oy) ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz1(–Ox,–Oy) = –Wz1(Ox,Oy) zweite Aberrationskomponente (zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional) ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz2(–Ox,–Oy) = –Wz2(Ox,Oy) gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz2(–Ox,Oy) = Wz2(Ox,Oy) Table 13 illustrates the result including the case where the aberration component serves as an even function for the object height coordinates, and the case where the aberration component serves as an odd function for the object height coordinates for each of the first aberration component W z1 and the second aberration component W z2 . In Table 13, the first aberration component is given by W z1 and the second aberration component is given by W z2 . [Table 13] z = 2, 3, 7, 8 ... z = 1, 4, 5, 6, 9 ... Predetermined aberration component first aberration component (proportional to the 1st power of the amount of eccentricity) even function with respect to the object height coordinates W z1 (-Ox, -Oy) = W z1 (Ox, Oy) Odd function with respect to the object height coordinates W z1 (-Ox, -Oy) = -W z1 (Ox, Oy) second aberration component (proportional to the square of the amount of eccentricity) odd function with respect to the object height coordinates W z2 (-Ox, -Oy) = -W z2 (Ox, Oy) even function with respect to the object height coordinates W z2 (-Ox, Oy) = W z2 (Ox, Oy)

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.

Figure DE112015002718T5_0041
Figure DE112015002718T5_0041

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.

Figure DE112015002718T5_0042
Figure DE112015002718T5_0042

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.

Figure DE112015002718T5_0043
Figure DE112015002718T5_0043

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 .

Figure DE112015002718T5_0044
Figure DE112015002718T5_0044

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.

Figure DE112015002718T5_0045
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).
Figure DE112015002718T5_0045

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.

Figure DE112015002718T5_0046
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).
Figure DE112015002718T5_0046
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).

Figure DE112015002718T5_0047
Figure DE112015002718T5_0047

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).

Figure DE112015002718T5_0048
Figure DE112015002718T5_0048

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] z = 2, 3, 7, 8 ... z = 1, 4, 5, 6, 9 ... Vorbestimmte Aberrationskomponente erste Aberrationskomponente (zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportional) gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz1(–Ox,–Oy) = Wz1(Ox,Oy) ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz1(–Ox,–Oy) = –Wz1(Ox,Oy) zweite Aberrationskomponente (zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportional) ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz2(–Ox,–Oy) = –Wz2(Ox,Oy) gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Wz2(–Ox,–Oy) = Wz2(Ox,Oy) Konstruktionsaberrationskomponente (von den Objekthöhenkoordinaten abhängige Funktion) ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Mz(–Ox,–Oy) = –Mz(–Ox,–Oy) gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten Mz(–Ox,–Oy) = Mz(Ox,Oy) Table 14 illustrates the results involving the case where the function serves as an even function and the case where the function serves as an odd function for each of the following functions: the function indicating the first aberration component; the function indicating the second aberration component and the function depending on the object height coordinates in the design aberration component (hereinafter referred to as "function indicating the design aberration component"). [Table 14] z = 2, 3, 7, 8 ... z = 1, 4, 5, 6, 9 ... Predetermined aberration component first aberration component (proportional to the 1st power of the amount of eccentricity) even function with respect to the object height coordinates W z1 (-Ox, -Oy) = W z1 (Ox, Oy) Odd function with respect to the object height coordinates W z1 (-Ox, -Oy) = -W z1 (Ox, Oy) second aberration component (proportional to the square of the amount of eccentricity) odd function with respect to the object height coordinates W z2 (-Ox, -Oy) = -W z2 (Ox, Oy) even function with respect to the object height coordinates W z2 (-Ox, -Oy) = W z2 (Ox, Oy) Construction aberration component (function dependent on object height coordinates) odd function with respect to the object height coordinates M z (-Ox, -Oy) = -M z (-Ox, -Oy) even function with respect to the object height coordinates M z (-Ox, -OY) = M z (Ox, Oy)

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.

8 illustriert ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform. Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform enthält der Schritt S100 Schritt S110, Schritt S121, Schritt S122 und Schritt S150. Auf eine detaillierte Erläuterung der Schritte S200, S300 und S400 wird verzichtet. 8th 11 illustrates a flowchart of the measuring method according to the present embodiment. In the measuring method of the present embodiment, step S100 includes step S110, step S121, step S122, and step S150. A detailed explanation of steps S200, S300 and S400 will be omitted.

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.

9A und 9B sind Diagramme zum Erklären von Systemaberration im Lichtprojektionssystem, wobei 9A einen Zustand illustriert, in dem keine Systemaberration auftritt und 9B einen Zustand illustriert, in dem eine Systemaberration im Lichtprojektionssystem auftritt. Die Systemaberration ist eine Aberration, die das Messsystem selbst enthält. Systemaberration tritt im Lichtprojektionssystem und im Lichtempfangssystem auf. 9A and 9B are diagrams for explaining system aberration in the light projection system, wherein 9A illustrates a state in which no system aberration occurs and 9B illustrates a state in which a system aberration occurs in the light projection system. The system aberration is an aberration that includes the measurement system itself. System aberration occurs in the light projection system and in the light receiving system.

Wie in 9A illustriert, ist die Lichtquelle in der Strahlungsposition P des Lichtprojektionssystems 10 angeordnet. Wenn im Lichtprojektionssystem 10 keine Systemaberration auftritt, wird eine sphärische Welle 40 von der Lichtquelle abgestrahlt. Die sphärische Welle 40 wird auf das gegenständliche optische System 20 einfallen gelassen. Da das gegenständliche optische System 20 exzentrisch zur Oz-Achse ist, wird eine nicht ebene Welle 50 vom gegenständlichen optischen System 20 abgestrahlt.As in 9A illustrated, the light source is in the radiation position P of the light projection system 10 arranged. When in the light projection system 10 no system aberration occurs, becomes a spherical wave 40 emitted from the light source. The spherical wave 40 becomes the objective optical system 20 come in. Because the objective optical system 20 is eccentric to the Oz axis, becomes a non-planar wave 50 from the objective optical system 20 radiated.

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 10 eine Systemaberration auf.For the wavefront of the radiated light beam, the aberration can be removed by using a spatial filter or the like. However, there are cases where the aberration can not be sufficiently removed due to a manufacturing defect. In this case occurs in the light projection system 10 a system aberration.

Wenn die Systemaberration im Lichtprojektionssystem 10 auftritt, wird die Wellenfront des an das gegenständliche optische System 20 angelegten Lichtstrahls eine verzerrte Wellenfront 60, wie in 9B illustriert. In diesem Fall unterscheidet sich eine vom gegenständlichen optischen System 20 abgestrahlte, nicht ebene Welle 51 von der nicht ebenen Welle 50 in dem Fall, in dem die sphärische Welle 40 an das gegenständliche optische System 20 angelegt wird.When the system aberration in the light projection system 10 occurs, the wave front of the optical system 20 applied light beam a distorted wavefront 60 , as in 9B illustrated. In this case, one of the objective optical system differs 20 radiated, non-level wave 51 from the not plane wave 50 in the case where the spherical wave 40 to the objective optical system 20 is created.

10A und 10B sind Diagramme, die eine Systemaberration im Lichtempfangssystem illustrieren, wobei 10A die Systemaberration in einer eine Sensorkomponente bildenden Einheit illustriert und 10B die Systemaberration in einer Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit illustriert. 10A and 10B are diagrams illustrating a system aberration in the light receiving system, wherein 10A illustrates the system aberration in a sensor component forming unit and 10B illustrates the system aberration in a wavefront data acquisition unit.

Das Lichtempfangssystem 30 wird zum Beispiel aus einer Sensorkomponente, die eine Einheit 31 bildet, und eine Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 gebildet. Die nicht ebene Welle 50, die auf das Lichtempfangssystem 30 einfallen gelassen wird, durchläuft die die Sensorkomponente bildende Einheit 31 und erreicht danach die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32. The light receiving system 30 For example, a sensor component is a unit 31 forms, and a wavefront data detection unit 32 educated. The not plane wave 50 pointing to the light receiving system 30 is dropped, passes through the sensor component forming unit 31 and then reaches the wavefront data detection unit 32 ,

Ein optisches System ist in der die Sensorkomponente bildenden Einheit 31 angeordnet, wenn nötig. Wenn zum Beispiel erforderlich ist, dass der auf das Lichtempfangssystem einfallen gelassene Lichtstrahldurchmesser wesentlich mit dem Lichtempfangsbereich in der Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 übereinstimmt, wird ein optisches System in der die Sensorkomponente bildenden Einheit 31 angeordnet. Darüber hinaus ist ein optisches System in der die Sensorkomponente bildenden Einheit 31 angeordnet, also in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Lichtpunktbildern zu bilden ist. An optical system is in the sensor component forming unit 31 arranged, if necessary. For example, when the light beam diameter made incident on the light receiving system is required to substantially match the light receiving area in the wavefront data acquiring unit 32 becomes an optical system in the sensor component forming unit 31 arranged. In addition, an optical system is in the sensor component forming unit 31 arranged, that is, in the case where a plurality of light spot images is to be formed.

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 31 eine Systemaberration auf. In diesem Fall wird die Systemaberration zur nicht ebenen Welle 50 hinzugefügt. Als Ergebnis unterscheidet sich, wie in 10A illustriert, eine nicht ebene Welle 52, die auf die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 einfallen gelassen wird, von der nicht ebenen Welle 50.If the optical system contains a manufacturing error or if there is an error in the mounting of the optical system, then an aberration occurs in the optical system. For this reason, occurs in the sensor component forming unit 31 a system aberration. In this case, the system aberration becomes a non-planar wave 50 added. As a result, it differs, as in 10A illustrated, a non-level wave 52 pointing to the wavefront data acquisition unit 32 of the uneven wave 50 ,

Außerdem, wenn das Lichtempfangssystem 30 wie oben beschrieben ein Interferometer ist, wird ein Interferenzstreifen in der Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 gebildet. Darüber hinaus wird eine Vielzahl von Lichtpunktbildern in der Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 gebildet, wenn das Lichtempfangssystem 30 ein SH-Sensor ist.Besides, if the light receiving system 30 As described above, an interferometer becomes an interference fringe in the wavefront data acquiring unit 32 educated. In addition, a plurality of light spot images in the wavefront data detection unit 32 formed when the light receiving system 30 an SH sensor is.

Dementsprechend teilt die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 den Interferenzstreifen in winzige Bereiche ein, um Informationen über die Wellenfront zu erfassen. Als ein weiteres Beispiel erkennt die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 Positionen der Lichtpunktbilder. Um den Vorgang durchzuführen, weist die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 eine Struktur auf, in der zum Beispiel winzige, Licht empfangende Elemente 33 (hier nachfolgend als „Lichtempfangselemente” bezeichnet) auf zweidimensionale Weise angeordnet sind.Accordingly, the wavefront data acquiring unit shares 32 the interference fringe into tiny areas to capture information about the wavefront. As another example, the wavefront data acquiring unit recognizes 32 Positions of the light spot images. To perform the operation, the wavefront data acquisition unit instructs 32 a structure in which, for example, tiny, light-receiving elements 33 (hereinafter referred to as "light receiving elements") are arranged in a two-dimensional manner.

Wenn beispielsweise die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 einen Fertigungsfehler enthält, sind die Lichtempfangselemente 33 nicht gleichmäßig angeordnet, wie in 10B illustriert. Dies verursacht eine Systemaberration in der Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32. Außerdem kann der Fertigungsfehler Abweichungen in der Größe der Lichtempfangsbereiche der Lichtempfangselemente 33 verursachen. In diesem Fall tritt ebenfalls eine Systemaberration in der Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 auf.For example, if the wavefront data acquisition unit 32 contains a manufacturing error, the light receiving elements 33 not evenly arranged, as in 10B illustrated. This causes system aberration in the wavefront data acquisition unit 32 , In addition, the manufacturing error may vary in the size of the light receiving areas of the light receiving elements 33 cause. In this case, too, system aberration occurs in the wavefront data acquiring unit 32 on.

Auf diese Weise ist die Systemaberration auch in der Wellenfrontaberration enthalten, wenn das Lichtprojektionssystem 10 und/oder die Lichtempfangseinheit 30 eine Systemaberration enthält. In diesem Fall dienen die vom Lichtempfangssystem 30 erfassten Wellenfrontdaten nicht als Daten, die die Wellenfrontaberration genau widerspiegeln, die durch die Exzentrizität des gegenständlichen optischen Systems 20 verursacht wird.In this way, the system aberration is also included in the wavefront aberration when the light projection system 10 and / or the light receiving unit 30 contains a system aberration. In this case, they are used by the light receiving system 30 Wavefront data is not captured as data that accurately reflects wavefront aberration due to the eccentricity of the subject optical system 20 is caused.

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.

Figure DE112015002718T5_0049
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.
Figure DE112015002718T5_0049

Die Systemaberrationskomponente kann vorab ermittelt werden. 11 ist ein Verfahren zum vorangehenden Ermitteln der Systemaberrationskomponente. In diesem Beispiel wird angenommen, dass in der die Sensorkomponente bildenden Einheit 31 eine Systemaberration auftritt.The system aberration component can be determined in advance. 11 is a method of previously determining the system aberration component. In this example, it is assumed that in the sensor component forming unit 31 a system aberration occurs.

In diesem Verfahren wird ein optisches System 21 mit einer sehr kleinen Aberration verwendet. 11 illustriert einen Zustand, in dem der vom optischen System 21 abgestrahlte Lichtstrahl mit dem Lichtstrahl (10A) übereinstimmt, der vom gegenständlichen optischen System 20 in dem Winkel, der Position und dem Lichtstrahldurchmesser abgestrahlt wurde, mit dem der Lichtstrahl auf das Lichtempfangssystem 30 einfallen gelassen wird. Insbesondere werden die Strahlungsposition Pp, der Strahlungswinkel, die Position des optischen Systems 21 und die Neigung des optischen Systems 21 in Bezug auf die Oz-Achse angepasst, um den Zustand zu erreichen. In this process becomes an optical system 21 used with a very small aberration. 11 illustrates a state in which that of the optical system 21 radiated light beam with the light beam ( 10A ), that of the subject optical system 20 was radiated at the angle, the position and the light beam diameter, with which the light beam to the light receiving system 30 is thought of. In particular, the radiation position P p , the radiation angle, the position of the optical system 21 and the tilt of the optical system 21 adjusted with respect to the Oz axis to reach the state.

In 11 ist die Lichtquelle in der Strahlungsposition Pp(0xp,0yp,0) des Lichtprojektionssystems 10 angeordnet. Da im Lichtprojektionssystem 10 keine Systemaberration auftritt, wird eine sphärische Welle 40 von der Lichtquelle abgestrahlt. Die sphärische Welle 40 wird auf das optische System 21 einfallen gelassen. Das optische System 21 ist ein optisches System mit einer sehr kleinen Aberration. Dementsprechend wird eine ebene Welle 53 vom optischen System 21 abgestrahlt. Die ebene Welle 53 wird auf die die Sensorkomponente bildende Einheit 31 einfallen gelassen.In 11 is the light source in the radiation position P p (0x p , 0y p , 0) of the light projection system 10 arranged. Because in the light projection system 10 no system aberration occurs, becomes a spherical wave 40 emitted from the light source. The spherical wave 40 is on the optical system 21 come in. The optical system 21 is an optical system with a very small aberration. Accordingly, a plane wave 53 from the optical system 21 radiated. The plane wave 53 becomes on the sensor component forming unit 31 come in.

Hier wird eine Systemaberration in der die Sensorkomponente bildenden Einheit 31 zur ebenen Welle 53 hinzugefügt. Als Ergebnis wird eine nicht ebene Welle 54 von der die Sensorkomponente bildenden Einheit 31 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 54 wird auf die Wellenfrontdaten-Erfassungseinheit 32 einfallen gelassen und Wellenfrontdaten werden erfasst.Here is a system aberration in the sensor component forming unit 31 to the plane wave 53 added. As a result, a non-level wave 54 from the sensor component forming unit 31 radiated. The not plane wave 54 is applied to the wavefront data acquisition unit 32 come in and wavefront data is captured.

Die erfassten Wellenfrontdaten enthalten nur Informationen über die Systemaberration in der die Sensorkomponente bildenden Einheit 31. Die aus den Wellenfrontdaten erhaltene Wellenfrontaberration W' ist durch den folgenden Ausdruck (16) gegeben.The detected wavefront data contains only information about the system aberration in the sensor component forming unit 31 , The wavefront aberration W 'obtained from the wavefront data is given by the following expression (16).

Figure DE112015002718T5_0050
Figure DE112015002718T5_0050

Wie oben beschrieben wird jedoch bewirkt, dass der vom optischen System 21 abgestrahlte Lichtstrahl mit dem Lichtstrahl (10A) übereinstimmt, der vom gegenständlichen optischen System 20 in dem Winkel, der Position und dem Lichtstrahldurchmesser abgestrahlt wurde, mit dem der Lichtstrahl auf das Lichtempfangssystem 30 einfallen gelassen wird. Dementsprechend entspricht die Strahlungsposition Pp(Oxp,Oyp,0) des Lichtprojektionssystems 10 in 11 der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) in 10A. Aus diesem Grund sind die Objekthöhenkoordinaten von W' durch (Ox,Oy) gegeben.However, as described above, that of the optical system is caused 21 radiated light beam with the light beam ( 10A ), that of the subject optical system 20 was radiated at the angle, the position and the light beam diameter, with which the light beam to the light receiving system 30 is thought of. Accordingly, the radiation position Pp (Ox p , Oy p , 0) corresponds to the light projection system 10 in 11 the radiation position P (Ox, Oy, O) in 10A , For this reason, the object height coordinates of W 'are given by (Ox, Oy).

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).

Figure DE112015002718T5_0051
Figure DE112015002718T5_0051

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 8 illustriert.For this reason, in the measuring method of the present embodiment, two wavefront data sets in the same radiation position are detected. To accomplish this, step S100 is executed, as in FIG 8th illustrated.

12A und 12B sind Diagramme, die eine erste Drehung illustrieren, wobei 12A einen Zustand illustriert, bevor die erste Drehung durchgeführt wird, und 12B einen Zustand illustriert, nachdem die erste Drehung durchgeführt wurde. Es wird angenommen, dass sowohl das Lichtprojektionssystem als auch das Lichtempfangssystem eine Aberration enthalten. 12A and 12B are diagrams illustrating a first turn wherein 12A illustrates a state before the first rotation is performed, and 12B illustrates a state after the first rotation has been performed. It is assumed that both the light projection system and the light receiving system contain an aberration.

Bei Schritt S110, wie in 12A illustriert, wird ein Lichtstrahl aus der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) auf das gegenständliche optische System 20 abgestrahlt. Eine Wellenfront 60 wird auf das gegenständliche optische System 20 einfallen gelassen. Eine nicht ebene Welle 51 wird vom gegenständlichen optischen System 20 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 51 enthält eine Systemaberration des Lichtprojektionssystems 10 und die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems 20. Die nicht ebene Welle 51 wird auf das Lichtempfangssystem 30 einfallen gelassen. Das Lichtempfangssystem 30 enthält auch eine Systemaberration. Dementsprechend enthält die am Ende erkannte Wellenfront die Systemaberration des Lichtprojektionssystems 10, die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems 20 und die Systemaberration des Lichtempfangssystems 30.At step S110, as in FIG 12A illustrated, a light beam from the radiation position P (Ox, Oy, 0) on the subject optical system 20 radiated. A wavefront 60 becomes the objective optical system 20 come in. An uneven wave 51 becomes of the objective optical system 20 radiated. The not plane wave 51 contains a system aberration of the light projection system 10 and the eccentric aberration of the objective optical system 20 , The not plane wave 51 will be on the light receiving system 30 come in. The light receiving system 30 also contains a system aberration. Accordingly, the finally detected wavefront contains the system aberration of the light projection system 10 , the eccentric aberration of the objective optical system 20 and the system aberration of the light receiving system 30 ,

Danach wird Schritt S121 ausgeführt. Auf diese Weise werden Wellenfrontdaten WFDθ1 erfasst. Die Wellenfrontdaten WFDθ1 enthalten Informationen über die Systemaberration des Lichtprojektionssystems 10, Informationen über die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems 20 und Informationen über die Systemaberration des Lichtempfangssystems 30. Die Wellenfrontaberration W wird durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFDθ1 erhalten. Die Wellenfrontaberration W ist durch den folgenden Ausdruck (1-5) gegeben. In diesem Beispiel wird die Exzentrizität des gegenständlichen optischen Systems als eine Verschiebung in der Y-Richtung angesehen, deshalb ist der Exzentrizitätsbetrag durch δ angegeben.

Figure DE112015002718T5_0052
Figure DE112015002718T5_0053
Thereafter, step S121 is executed. In this way, wavefront data WFDθ1 are detected. The wavefront data WFDθ1 contains information about the system aberration of the light projection system 10 , Information about the eccentric aberration of the objective optical system 20 and information about the system aberration of the light receiving system 30 , The wavefront aberration W is obtained by analyzing the wavefront data WFDθ1. The wavefront aberration W is given by the following expression (1-5). In this example, the eccentricity of the subject optical system is regarded as a shift in the Y direction, therefore the amount of eccentricity is indicated by δ.
Figure DE112015002718T5_0052
Figure DE112015002718T5_0053

Danach wird Schritt S150 ausgeführt. Bei Schritt S150 wird eine erste Drehung durchgeführt. In der ersten Drehung wird das gegenständliche optische System 20 um die Messachse gedreht. Der Drehwinkel ist zum Beispiel 180°. Die Position des Lichtprojektionssystems 10 wird festgehalten. Deshalb wird die Strahlungsposition P nicht bewegt. Darüber hinaus wird die Position des Lichtempfangssystems 30 ebenfalls festgehalten.Thereafter, step S150 is executed. At step S150, a first rotation is performed. In the first turn, the objective optical system becomes 20 rotated around the measuring axis. The rotation angle is for example 180 °. The position of the light projection system 10 is recorded. Therefore, the radiation position P is not moved. In addition, the position of the light receiving system 30 also recorded.

Nach Abschluss des Schritts S150 wird Schritt S110 ausgeführt. Bei Schritt S110, wie in 12B illustriert, wird ein Lichtstrahl aus der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) auf das gegenständliche optische System 20 abgestrahlt. Die Wellenfront 60 wird auf das gegenständliche optische System 20 einfallen gelassen. Eine nicht ebene Welle 55 wird vom gegenständlichen optischen System 20 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 55 unterscheidet sich von der nicht ebenen Welle 51.After completion of step S150, step S110 is executed. At step S110, as in FIG 12B illustrated, a light beam from the radiation position P (Ox, Oy, 0) on the subject optical system 20 radiated. The wavefront 60 becomes the objective optical system 20 come in. An uneven wave 55 becomes of the objective optical system 20 radiated. The not plane wave 55 is different from the non-level wave 51 ,

Die nicht ebene Welle 55 enthält die Systemaberration des Lichtprojektionssystems 10 und die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems 20. Die nicht ebene Welle 55 wird auf das Lichtempfangssystem 30 einfallen gelassen. Das Lichtempfangssystem 30 enthält auch eine Systemaberration. Dementsprechend enthält die am Ende erkannte Wellenfront die Systemaberration des Lichtprojektionssystems 10, die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems 20 und die Systemaberration des Lichtempfangssystems 30.The not plane wave 55 contains the system aberration of the light projection system 10 and the eccentric aberration of the objective optical system 20 , The not plane wave 55 will be on the light receiving system 30 come in. The light receiving system 30 also contains a system aberration. Accordingly, the finally detected wavefront contains the system aberration of the light projection system 10 , the eccentric aberration of the objective optical system 20 and the system aberration of the light receiving system 30 ,

Danach wird Schritt S122 ausgeführt. Auf diese Weise werden Wellenfrontdaten WFDθ2 erfasst. Die Wellenfrontdaten WFDθ2 enthalten Informationen über die Systemaberration des Lichtprojektionssystems 10, Informationen über die exzentrische Aberration des gegenständlichen optischen Systems 20 und Informationen über die Systemaberration des Lichtempfangssystems. Die Wellenfrontaberration W wird durch Analysieren der Wellenfrontdaten WFDθ2 erhalten. Die Wellenfrontaberration W ist durch den folgenden Ausdruck (1-6) gegeben.

Figure DE112015002718T5_0054
Figure DE112015002718T5_0055
Thereafter, step S122 is executed. In this way, wavefront data WFDθ2 are detected. The wavefront data WFDθ2 contains information about the system aberration of the light projection system 10 , Information about the eccentric aberration of the objective optical system 20 and information about the system aberration of the light receiving system. The wavefront aberration W is obtained by analyzing the wavefront data WFDθ2. The wavefront aberration W is given by the following expression (1-6).
Figure DE112015002718T5_0054
Figure DE112015002718T5_0055

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 20 und dem exzentrischen Zustand nach der Drehung dieses nicht viel ändert, kann die Systemaberrationskomponente Sys(Ox,Oy,ρx,ρy) im Wesentlichen als nicht von der Exzentrizität abhängig angesehen werden.As described above, the system aberration component Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) is an aberration component caused by a manufacturing error of the light projecting system and / or the light receiving system. The system aberration component depends on the coordinates (Ox, Oy, ρx, ρy). When the eccentric state between the eccentric state before the rotation of the objective optical system 20 and the eccentric state after rotation does not change much, the system aberration component Sys (Ox, Oy, ρx, ρy) can be considered substantially non-eccentric dependent.

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.

Figure DE112015002718T5_0056
Figure DE112015002718T5_0056

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. 13A, 13B und 13C sind Diagramme, die einen Zustand illustrieren, in dem die Kugelmittelpunkte durch die erste Drehung geändert werden, wobei 13A die Positionen der Kugelmittelpunkte vor der ersten Drehung illustriert, 13B die Positionen der Kugelmittelpunkte nach der ersten Drehung illustriert und 13C die durch die erste Drehung verursachten Bewegungsbeträge der Kugelmittelpunkte illustriert. In 13A, 13B und 13C wird das gegenständliche optische System 22 aus vier Linsenoberflächen gebildet.Here, when the lens surface is formed of a spherical surface, the position of the lens surface can be indicated by the sphere center. 13A . 13B and 13C FIG. 15 are diagrams illustrating a state in which the ball centers are changed by the first rotation, wherein FIG 13A illustrates the positions of the centers of the sphere before the first rotation, 13B the Positions of the ball centers after the first rotation illustrated and 13C illustrates the amounts of movement of the ball centers caused by the first rotation. In 13A . 13B and 13C becomes the objective optical system 22 formed from four lens surfaces.

Wie in 13A illustriert, sind die Kugelmittelpunkte 70, 71, 72 und 73 auf einer Seite der ersten Drehachse in dem Zustand angeordnet, bevor die erste Drehung durchgeführt wird. Wenn die erste Drehung aus diesem Zustand durchgeführt wird, werden die Kugelmittelpunkte 70, 71, 72 und 73 auf die andere Seite der ersten Drehachse bewegt, wie in 13B illustriert. Die andere Seite befindet sich in einer Position, die der einen Seite gegenüberliegt, wobei die erste Drehachse dazwischen positioniert ist.As in 13A illustrated, are the ball centers 70 . 71 . 72 and 73 arranged on a side of the first rotation axis in the state before the first rotation is performed. When the first rotation is made from this state, the ball centers become 70 . 71 . 72 and 73 moved to the other side of the first axis of rotation, as in 13B illustrated. The other side is in a position opposite to the one side with the first rotation axis positioned therebetween.

Wie in 13C illustriert, ist der Exzentrizitätsbetrag des Kugelmittelpunkts in Bezug auf die Messachse δ1 im Kugelmittelpunkt 70, δ2 im Kugelmittelpunkt 71, δ3 im Kugelmittelpunkt 72 und δ4 im Kugelmittelpunkt 73. Durch Drehung des gegenständlichen optischen Systems wird jeder der Kugelmittelpunkte 70, 71, 72 und 73 verlagert. Der Betrag der Verlagerung ist –2 Mal so groß wie der Exzentrizitätsbetrag vor der Drehung in Bezug auf die Messachse.As in 13C 1, the amount of eccentricity of the ball center with respect to the measuring axis δ1 is the center of the sphere 70 , δ2 in the sphere center 71 , δ3 in the sphere center 72 and δ4 in the sphere center 73 , By rotation of the objective optical system, each of the ball centers becomes 70 . 71 . 72 and 73 relocated. The amount of displacement is -2 times the amount of eccentricity before rotation with respect to the measuring axis.

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 13C illustriert, eine neue Achse 80 festgelegt, um den Exzentrizitätsbetrag einer Vielzahl von Linsenoberflächen zu minimieren, die im Raum verteilt sind. Danach wird der Exzentrizitätsbetrag der Linsenoberflächen auf Basis der neuen Achse 80 ausgewertet.When a plurality of lens surfaces exist, the amount of eccentricity between the lens surfaces can be evaluated. In this case, as in 13C illustrated, a new axis 80 set to minimize the amount of eccentricity of a plurality of lens surfaces distributed in the space. Thereafter, the amount of eccentricity of the lens surfaces is based on the new axis 80 evaluated.

Um die neue Achse 80 festzulegen, wird zum Beispiel eine temporäre Achse festgelegt, eine Distanz von der temporären Achse zum entsprechenden Kugelmittelpunkt auf einer Oberfläche jeder Linse wird erhalten und die Summe der Quadrate der Distanzen wird erhalten. Danach wird die temporäre Achse geändert, um eine temporäre Achse festzulegen, wobei die minimale Summe der Quadrate die neue Achse ist. Als ein weiteres Beispiel wird ein Betrag durch Dividieren einer Distanz von der temporären Achse zum entsprechenden Kugelmittelpunkt auf einer Oberfläche jeder Linse durch den Krümmungsradius der Linse erhalten und die Summe der Quadrate der Beträge wird erhalten. Danach kann die temporäre Achse geändert werden, um eine temporäre Achse festzulegen, wobei die minimale Summe der Quadrate die neue Achse ist.To the new axis 80 For example, a temporary axis is set, a distance from the temporary axis to the corresponding sphere center on a surface of each lens is obtained, and the sum of the squares of the distances is obtained. Thereafter, the temporary axis is changed to set a temporary axis, where the minimum sum of squares is the new axis. As another example, an amount is obtained by dividing a distance from the temporary axis to the corresponding sphere center on a surface of each lens by the radius of curvature of the lens, and the sum of the squares of the amounts is obtained. Thereafter, the temporary axis can be changed to set a temporary axis, where the minimum sum of squares is the new axis.

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. 14 ist ein Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem ein optisches Lichtempfangssystem zwischen dem gegenständlichen optischen System und dem Lichtempfangssystem angeordnet ist. In diesem Beispiel wird angenommen, dass keine Systemaberration oder Konstruktionsaberration auftritt.The optical light receiving system will be explained hereinafter. As described above, the light beam emitted from the subject optical system is made incident on the light receiving system. Here, an optical light receiving system may be arranged to properly set the diameter of the light beam incident on the light receiving system. 14 FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which an optical light receiving system is interposed between the subject optical System and the light receiving system is arranged. In this example, it is assumed that no system aberration or design aberration occurs.

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. 14 illustriert auch die Verschiebungen der Linsenoberflächen unter Verwendung der Kugelmittelpunkte. In 14 geben SCj+1, SCj+2, ... und SCm die Kugelmittelpunkte der jeweiligen Linsenoberflächen an. Darüber hinaus geben δj+1, δj+2, ... und δm die Verschiebungsbeträge der jeweiligen Linsenoberflächen in der Y-Richtung an.The light receiving optical system is formed of lens surfaces from the (j + 1) th lens surface to the mth lens. Here, when the lens surface of the light-receiving optical system becomes eccentric, an aberration occurs. 14 also illustrates the displacements of the lens surfaces using the ball centers. In 14 SC j + 1 , SC j + 2 , ... and SC m indicate the ball centers of the respective lens surfaces. Moreover, δ j + 1 , δ j + 2 , ... and δ m indicate the shift amounts of the respective lens surfaces in the Y direction.

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.

Figure DE112015002718T5_0057
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.
Figure DE112015002718T5_0057

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.

Figure DE112015002718T5_0058
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).
Figure DE112015002718T5_0058

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] Ausdruck (1-7) Ausdruck (1-8) δj+1B(j+1)1(Ox,Oy,ρx,ρy) δj+1B(j+1)1(Ox,Oy,ρx,ρy) δj+1 2B(j+1)2(Ox,Oy,ρx,ρy) δj+1 2B(j+1)2(Ox,Oy,ρx,ρy) δj+2B(j+2)1(Ox,Oy,ρx,ρy) δj+2B(j+2)1(Ox,Oy,ρx,ρy) δj+2 2B(j+2)2(Ox,Oy,ρx,ρy) δj+2 2B(j+2)2(Ox,Oy,ρx,ρy) ... ... δmBm1(Ox,Oy,ρx,ρy) δmBm1(Ox,Oy,ρx,ρy) δm 2Bm2(Ox,Oy,ρx,ρy) δm 2Bm2(Ox,Oy,ρx,ρy) Table 15 illustrates results of comparison of the eccentric aberration components of the light-receiving optical system between the expression (1-7) and the expression (1-8). As is clear from Table 15, the eccentric aberration components of the light-receiving optical system are the same between the expression (1-7) and the expression (1-8). [Table 15] Expression (1-7) Expression (1-8) δj + 1 B (j + 1) 1 (Ox, Oy, ρx, ρy) δj + 1 B (j + 1) 1 (Ox, Oy, ρx, ρy) δ j + 1 2 B (j + 1) 2 (Ox, O y, ρ x, ρ y) δ j + 1 2 B (j + 1) 2 (Ox, O y, ρ x, ρ y) δ j + 2 B (j + 2) 1 (Ox, O y, ρ x, ρ y) δ j + 2 B (j + 2) 1 (Ox, O y, ρ x, ρ y) δ j + 2 2 B (j + 2) 2 (Ox, O y, ρ x, ρ y) δ j + 2 2 B (j + 2) 2 (Ox, O y, ρ x, ρ y) ... ... δ m B m1 (Ox, Oy, ρx, ρy) δ m B m1 (Ox, Oy, ρx, ρy) δ m 2 B m2 (Ox, Oy, ρx, ρy) δ m 2 B m2 (Ox, Oy, ρx, ρy)

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 8 kann an einer Vielzahl von Strahlungspositionen durchgeführt werden. Die Wellenfront des vom gegenständlichen optischen System abgestrahlten Lichtstrahls wird beispielsweise außerhalb der Achse und auf der Achse vom Lichtempfangssystem gemessen und Wellenfrontdaten werden aufgezeichnet. Danach wird die erste Drehung um einen bestimmten Winkel durchgeführt. Nach der ersten Drehung wird die Wellenfront des vom gegenständlichen optischen System abgestrahlten Lichtstrahls außerhalb der Achse und auf der Achse vom Lichtempfangssystem gemessen und Wellenfrontdaten werden aufgezeichnet. Her wird der Fall, in dem sich die Strahlungsposition auf der Messachse befindet, als „auf der Achse” bezeichnet und der Fall, in dem sich die Strahlungsposition nicht auf der Messachse befindet, wird als „außerhalb der Achse” bezeichnet.The explanation described above has illustrated the case where the detecting step includes the first rotation. Step S100 in FIG 8th can be performed at a variety of radiation positions. The wavefront of the light beam emitted by the objective optical system becomes, for example measured off-axis and on-axis by the light-receiving system, and wavefront data is recorded. Thereafter, the first rotation is performed by a certain angle. After the first rotation, the wavefront of the light beam emitted from the subject optical system is measured off-axis and on-axis by the light-receiving system, and wavefront data is recorded. Here, the case where the radiation position is on the measurement axis is called "on-axis", and the case where the radiation position is not on the measurement axis is called "off-axis".

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.

15 ist ein Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem die erste Drehachse zur Messachse exzentrisch ist. In 15 ist die erste Drehachse AXR1 in der Y-Richtung von der Messachse, das heißt, der Oz-Achse verschoben. Der Betrag der Verschiebung wird als E bezeichnet. 15 FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the first rotation axis is eccentric to the measurement axis. FIG. In 15 is the first axis of rotation AX R1 in the Y direction of the measuring axis, that is, the Oz axis shifted. The amount of shift is called E.

Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird auch der im Ablaufdiagramm in 8 illustrierte Schritt S100 durchgeführt. Zuerst wird Schritt S110 ausgeführt und dabei wird ein Lichtstrahl aus der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) zum gegenständlichen optischen System abgestrahlt. Danach wird Schritt S121 ausgeführt und dabei werden Wellenfrontdaten WFDθ1 erfasst. Die Wellenfrontaberration W ist durch den folgenden Ausdruck (1-9) gegeben. Da die Exzentrizität des gegenständlichen optischen Systems in diesem Beispiel als eine Verschiebung in der Y-Richtung festgelegt wird, ist der Exzentrizitätsbetrag durch δ gegeben.In the measuring method according to the present embodiment, the flowchart in FIG 8th illustrated step S100 performed. First, step S110 is carried out and thereby a light beam is radiated from the radiation position P (Ox, Oy, O) to the subject optical system. Thereafter, step S121 is executed, thereby detecting wavefront data WFDθ1. The wavefront aberration W is given by the following expression (1-9). Since the eccentricity of the subject optical system is set as a shift in the Y direction in this example, the amount of eccentricity is given by δ.

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.

Figure DE112015002718T5_0059
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.
Figure DE112015002718T5_0059

Danach wird Schritt S150 ausgeführt. Die erste Drehung wird bei Schritt S150 durchgeführt. In der ersten Drehung wird das gegenständliche optische System 20 um die Messachse gedreht. Der Drehwinkel beträgt beispielsweise 180°.Thereafter, step S150 is executed. The first rotation is performed at step S150. In the first turn, the objective optical system becomes 20 rotated around the measuring axis. The rotation angle is for example 180 °.

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.

Figure DE112015002718T5_0060
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).
Figure DE112015002718T5_0060

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.

Figure DE112015002718T5_0061
Figure DE112015002718T5_0061

Als Ergebnis ist die endgültige Wellenfrontaberration durch Ausdruck (1-11) gegeben.As a result, the final wavefront aberration is given by Expression (1-11).

Figure DE112015002718T5_0062
Figure DE112015002718T5_0062

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] Term Erklärung des Terms (–2δ1)B11(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der ersten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente (–4δ1E)B12(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der ersten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente (–2δ2)B21(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der zweiten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente (–4δ2E)B22(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der zweiten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente ... ... (–2δj)Bj1(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente (–4δjE)Bj2(Ox,Oy,ρx,ρy) exzentrische, zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags in der j-ten Oberfläche proportionale Aberrationskomponente Here, δ 1 and E indicate the amount of eccentricity respectively. Accordingly, (-4δ 1 E) to (-4δ j E) can each be said to indicate the square of the amount of eccentricity. Table 16 explains all the terms in expression (1-11). [Table 16] term Explanation of the term (-2δ 1 ) B 11 (Ox, Oy, ρx, ρy) eccentric aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the first surface (-4δ 1 E) B 12 (Ox, Oy, ρx, ρy) eccentric aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity in the first surface (-2δ 2 ) B 21 (Ox, O y, ρ x, ρ y) eccentric aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the second surface (-4δ 2 E) B 22 (Ox, Oy, ρx, ρy) eccentric aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity in the second surface ... ... (-2δ j ) B j1 (Ox, Oy, ρx, ρy) eccentric aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity in the jth surface (-4δ j E) B j2 (Ox, Oy, ρx, ρy) eccentric aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity in the jth surface

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 7 illustriert, die Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und die Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung in der Strahlungsposition P' erfasst. Die Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung sind Bezugsdaten und die Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung sind Messdaten. Die endgültige Wellenfrontaberration in der Strahlungsposition P' wird durch Analysieren der Messdaten ermittelt, wobei die Bezugsdaten als Standard der Wellenfront verwendet werden.That is why, as in 7 illustrates the wavefront data before the first rotation and the wavefront data after the first rotation in the radiation position P '. The wavefront data before the first rotation is reference data and the wavefront data after the first rotation is measurement data. The final wavefront aberration in the radiation position P 'is determined by analyzing the measurement data using the reference data as the wavefront standard.

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).

Figure DE112015002718T5_0063
Figure DE112015002718T5_0063

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.

Figure DE112015002718T5_0064
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.
Figure DE112015002718T5_0064

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).

Figure DE112015002718T5_0065
Figure DE112015002718T5_0065

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,δ12,...,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.

Figure DE112015002718T5_0066
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.
Figure DE112015002718T5_0066

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).

Figure DE112015002718T5_0067
Figure DE112015002718T5_0067

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,δ12,...,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 15 illustriert, ist jeder der δ1, δ2, ..., δj ein Exzentrizitätsbetrag von der ersten Drehachse. Dies illustriert, dass die erste Drehachse als ein Standard dient, der den Exzentrizitätsbetrag angibt. Insbesondere dient die Messachse nicht als der Standard, der den Exzentrizitätsbetrag angibt.In addition, the coefficient in Expression (21) and Expression (23) is "δ 1 , δ 2 , ..., δ j ". As in 15 illustrated, each of the δ 1 , δ 2 , ..., δ j is an amount of eccentricity from the first axis of rotation. This illustrates that the first rotation axis serves as a standard indicating the amount of eccentricity. In particular, the measuring axis does not serve as the standard indicating the amount of eccentricity.

Danach wird Schritt S400 unter Verwendung der ersten Aberrationskomponente Tz(Ox,Oy,δ12,...,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.

16A und 16B sind Diagramme, die relative Beziehungen zwischen der ersten Drehachse und der Messachse illustrieren, wobei 16A einen Zustand illustriert, in dem die Messachse mit der ersten Drehachse übereinstimmt, und 16B einen Zustand illustriert, in dem die erste Drehachse relativ zur Messachse geneigt ist. 16A and 16B are diagrams illustrating relative relationships between the first axis of rotation and the measuring axis, wherein 16A illustrates a state in which the measuring axis coincides with the first axis of rotation, and 16B illustrates a state in which the first axis of rotation is inclined relative to the measuring axis.

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 90 eine asphärische Oberfläche ist, ist der Zustand der durch die erste Drehung verursachten Verlagerung wie in 16A illustriert. Wie in 16A illustriert, ist eine asphärische Oberfläche 91 durch eine asphärische Oberflächenoberseite 92 und eine asphärische Oberflächenachse 93 gegeben.As described above, when each lens surface is a spherical surface, the amount of displacement of the ball center by the first rotation is -2 times as large as the amount of eccentricity with respect to the measurement axis. In contrast, when every lens surface of the subject optical system 90 is an aspherical surface, the state of the displacement caused by the first rotation is as in 16A illustrated. As in 16A Illustrated is an aspheric surface 91 through an aspherical surface top 92 and an aspherical surface axis 93 given.

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 92 wird durch die erste Drehung zum Beispiel an eine Position einer asphärischen Oberflächenoberseite 92' verlagert. In diesem Fall ist der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenoberseite 92 –2 × y1. Der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse 93 ist –2 × a1.When the rotation angle in the first rotation is 180 °, the amount of displacement of the aspherical surface top and the amount of displacement of the aspherical surface axis are -2 times as large as the amount of eccentricity with respect to the first rotation axis AX R1 before rotation. The aspherical surface top 92 becomes due to the first rotation, for example, to a position of an aspherical surface top 92 ' relocated. In this case, the amount of displacement of the aspherical surface top is 92 -2 × y1. The amount of displacement of the aspherical surface axis 93 is -2 × a1.

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 16B illustriert, wenn die erste Drehachse AXR1 in Bezug auf die Messachse AXM geneigt ist, hat die Neigung Einfluss auf den durch die erste Drehung verursachten Betrag der Verlagerung. Es wird beispielsweise angenommen, dass die erste Drehachse AXR1 in einem Winkel θ in Bezug auf die Messachse AXM geneigt ist. In diesem Fall ist der Betrag der Verlagerung Y1 der asphärischen Oberflächenoberseite 92 „Y1 = –2 × y1 × cosθ”.In contrast, as in 16B illustrated, when the first axis of rotation AX R1 is inclined with respect to the measuring axis AX M , the inclination has an influence on the amount of displacement caused by the first rotation. For example, it is assumed that the first rotation axis AX R1 is inclined at an angle θ with respect to the measurement axis AX M. In this case, the amount of displacement Y1 is the surface aspherical surface 92 "Y1 = -2 × y1 × cosθ".

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 16A berechnet wird, 0,02% oder weniger. Dementsprechend spiegelt in diesem Fall der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenoberseite 92 im Wesentlichen den Exzentrizitätsbetrag genau wider.In this way, when the first rotation axis AX R1 is inclined by θ, a change in the amount of displacement by cosθ times is as large as that in the case where the first rotation axis AX R1 is not inclined. However, even if θ is about 1 °, the change resulting from the amount of displacement in 16A is calculated, 0.02% or less. Accordingly, in this case, the amount of displacement of the aspherical surface top reflects 92 essentially exactly the amount of eccentricity.

Darüber hinaus ist der Betrag der Verlagerung A1 der asphärischen Oberflächenachse 93 „A1 = (–a1 + θ) – (a1 – θ) = –2 × a1”. Dies ist der gleiche Betrag wie der in 16A berechnete Betrag der Verlagerung. Dementsprechend wird der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse nicht durch die Neigung der ersten Drehachse AXR1 beeinflusst. Das Gleiche gilt für den Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse jeder Oberfläche. Dementsprechend spiegelt in diesem Fall der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse der jeweiligen Oberfläche den Exzentrizitätsbetrag genau wider.In addition, the amount of displacement A1 is the aspheric surface axis 93 "A1 = (-a1 + θ) - (a1-θ) = -2 × a1". This is the same amount as the one in 16A calculated amount of relocation. Accordingly, the amount of displacement of the aspherical surface axis is not affected by the inclination of the first rotation axis AX R1 . The same applies to the amount of displacement of the aspherical surface axis of each surface. Accordingly, in this case, the amount of displacement of the aspherical surface axis of each surface accurately reflects the amount of eccentricity.

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. 17 ist ein Diagramm, das einen Zustand illustriert, in dem die erste Drehachse von der Messachse versetzt ist.Moreover, when the subject optical system is rotated, it is preferable that no offset occurs in the first rotation axis AX R1 . Even if a displacement occurs when the amount of displacement occurring in the first rotation axis AX R1 is minute, no problem occurs in actual use. 17 is a diagram illustrating a state in which the first rotation axis is offset from the measurement axis.

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 92 „Y1 = –y1 + T – y1 × cosθ”. Auch wenn θ jedoch ungefähr 1° ist, wie oben beschrieben, ist die Änderung, die aus dem Betrag der Verlagerung in 16A berechnet wird, 0,02% oder weniger. Dementsprechend spiegelt in diesem Fall der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenoberseite 92 im Wesentlichen den Exzentrizitätsbetrag genau wider.An offset occurring in the first rotation axis AX R1 may be indicated by a displacement and an inclination with respect to the measurement axis AX M. It is assumed, for example, that the first rotation axis AX R1 is displaced by a distance T and inclined at an angle θ with respect to the measurement axis AX M. In this case, the amount of displacement Y1 is the surface aspherical surface 92 "Y1 = -y1 + T - y1 × cosθ". However, even if θ is about 1 °, as described above, the change resulting from the amount of displacement in 16A is calculated, 0.02% or less. Accordingly, in this case, the amount of displacement of the aspherical surface top reflects 92 essentially exactly the amount of eccentricity.

Darüber hinaus ist der Betrag der Verlagerung A1 der asphärischen Oberflächenachse 93 „A1 = (–a1 + θ) – (a1 – θ) = –2 × a1”. Dies ist der gleiche Betrag wie der in 16A berechnete Betrag der Verlagerung. Dementsprechend wird der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse nicht durch die Neigung der ersten Drehachse AXR1 beeinflusst. Das Gleiche gilt für den Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse jeder Oberfläche. Dementsprechend spiegelt in diesem Fall der Betrag der Verlagerung der asphärischen Oberflächenachse 93 den Exzentrizitätsbetrag genau wider.In addition, the amount of displacement A1 is the aspheric surface axis 93 "A1 = (-a1 + θ) - (a1-θ) = -2 × a1". This is the same amount as the one in 16A calculated amount of relocation. Accordingly, the amount of displacement of the aspherical surface axis is not affected by the inclination of the first rotation axis AX R1 . The same applies to the amount of displacement of the aspherical surface axis of each surface. Accordingly, in this case, the amount of displacement reflects the aspheric surface axis 93 exactly the amount of eccentricity.

Eine Verlagerung 95 tritt zusätzlich in von der asphärischen Oberflächenoberseite 92 verschiedenen asphärischen Oberflächenoberseiten auf. Die Verlagerung 95 in einer asphärischen Oberflächenoberseite 94 beträgt beispielsweise d4sinθ und deshalb beträgt der Betrag der Verlagerung in der asphärischen Oberflächenoberseite 94 „–y4 + T – y4 × cosθ + d4sinθ”, wobei d4 eine Distanz zwischen der asphärischen Oberflächenoberseite 92 und der asphärischen Oberflächenoberseite 94 in der Richtung der Messachse AXM ist. Insbesondere wird der Betrag der Verlagerung durch eine Addition erhöht, die sinθ Mal so groß wie die Distanz in der Richtung der Messachse AXM ist.A shift 95 additionally enters from the aspherical surface top 92 different aspherical surface tops. Relocation 95 in an aspherical surface top 94 is, for example, d4sinθ and therefore the amount of displacement in the aspherical surface top is 94 "-Y4 + T - y4 × cosθ + d4sinθ", where d4 is a distance between the aspherical surface top 92 and the aspherical surface top 94 in the direction of the measuring axis AX M is. Specifically, the amount of displacement is increased by an addition that is sin θ times as large as the distance in the direction of the measurement axis AX M.

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.

18 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Beispiels 1 illustriert. Im Beispiel 1 wird zuerst die erste Drehung in einer Strahlungsposition durchgeführt und dadurch werden Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung erfasst. Danach wird die Strahlungsposition gewechselt und die erste Drehung wird in der anderen Strahlungsposition durchgeführt und dadurch werden Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung erfasst. 18 FIG. 15 is a diagram illustrating a flowchart of Example 1. In Example 1, first, the first rotation is performed in a radiation position, and thereby wavefront data before the first rotation and wavefront data after the first rotation are detected. Thereafter, the radiation position is changed and the first rotation is performed in the other radiation position, and thereby wavefront data before the first rotation and wavefront data after the first rotation are detected.

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 18 illustrierten Ablaufdiagramm ist der Drehzustand nach der Ausführung des Schritts S122 der Zustand nach der ersten Drehung. Aus diesem Grund können der Schritt S130 und der Schritt S142 ausgeführt werden, um Wellenfrontdaten WFD'θ2 zu erfassen, ohne den Schritt S151 auszuführen. Danach wird der Schritt S151 ausgeführt und das gegenständliche optische System wird dadurch in den Zustand vor der ersten Drehung zurückgebracht. Danach können die Schritte S130 und S141 ausgeführt werden und dadurch werden Wellenfrontdaten WFD'θ1 erfasst.Im in 18 In the flowchart illustrated, the rotation state after the execution of step S122 is the state after the first rotation. For this reason, step S130 and step S142 may be performed to detect wavefront data WFD'θ2 without executing step S151. Thereafter, the step S151 is executed and the subject optical system is thereby returned to the state before the first rotation. Thereafter, steps S130 and S141 may be performed, and thereby wavefront data WFD'θ1 is detected.

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.

19 ist ein Diagramm, das ein Ablaufdiagramm des Beispiels 2 illustriert. Im Beispiel 2 werden zuerst Wellenfrontdaten in der einen Strahlungsposition und in der anderen Strahlungsposition erfasst. Danach wird eine erste Drehung durchgeführt, um wiederum Wellenfrontdaten in der einen Strahlungsposition und der anderen Strahlungsposition zu erfassen. 19 FIG. 13 is a diagram illustrating a flowchart of Example 2. FIG. In Example 2, wavefront data in the one radiation position and in the other radiation position are first detected. Thereafter, a first rotation is performed to again detect wavefront data in the one radiation position and the other radiation position.

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 19 illustrierten Ablaufdiagramm ist die Strahlungsposition nach der Ausführung des Schritts S150 P'. Aus diesem Grund kann der Schritt S142 ausgeführt werden und dadurch werden Wellenfrontdaten WFD'θ2 erfasst. Danach können der Schritt S110 und der Schritt S122 ausgeführt werden und dadurch werden Wellenfrontdaten WFDθ2 erfasst.Im in 19 The flowchart illustrated is the radiation position after the execution of step S150 P '. For this reason, step S142 may be executed, and thereby wavefront data WFD'θ2 is detected. Thereafter, step S110 and step S122 may be performed, and thereby wavefront data WFDθ2 is detected.

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.

Figure DE112015002718T5_0068
Figure DE112015002718T5_0068

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.

Figure DE112015002718T5_0069
Figure DE112015002718T5_0069

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.

20 illustriert ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens der vorliegenden Ausführungsform. In 20 werden Schritt S200 und nachfolgende Schritte weggelassen. 21A, 21B und 21C sind Diagramme, die einen Bewegungszustand der Strahlungsposition illustrieren, wobei 21A eine Position einer Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert, 21B eine Position einer Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert, 21C eine Position der anderen Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert und 21D eine Position der anderen Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert. 20 FIG. 10 illustrates a flowchart of the measuring method of the present embodiment. FIG. In 20 Step S200 and subsequent steps are omitted. 21A . 21B and 21C are diagrams illustrating a motion state of the radiation position, wherein 21A illustrates a position of a radiation position before the movement, 21B illustrates a position of a radiation position after the movement, 21C illustrates a position of the other radiation position before the movement and 21D illustrates a position of the other 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 21A illustriert, befindet sich die Lichtquelle an der Strahlungsposition P0(Ox0,Oy0,0). Da das gegenständliche optische System 2 zur Messachse exzentrisch ist, wird eine nicht ebene Welle 9 0 vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 9 0 wird vom Lichtempfangssystem 3 erkannt. Thereafter, the step S111 is executed. At step S111, a light beam is radiated from the radiation position Pn. In particular, as in 21A illustrated, the light source is at the radiation position P0 (Ox0, Oy0,0). Because the objective optical system 2 is eccentric to the measuring axis, becomes a non-planar wave 9 0 from the objective optical system 2 radiated. The not plane wave 9 0 is from the light receiving system 3 recognized.

Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle 9 0 erfasst. Danach wird der Schritt S160 ausgeführt.After completion of step S111, step S123 is executed. At step S123, wavefront data WFDn are based on the non-plane wave 9 0 recorded. Thereafter, step S160 is executed.

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 21B illustriert. Eine nicht ebene Welle 9 1 wird vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 9 1 wird vom Lichtempfangssystem 3 erkannt.After the execution of step S170, step S111 is executed again. At the step of moving the radiation position, the light source is at a radiation position P1 (Ox1, Oy1.0) as in FIG 21B illustrated. An uneven wave 9 1 is from the objective optical system 2 radiated. The not plane wave 9 1 is from the light receiving system 3 recognized.

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 9 1 von der nicht ebenen Welle 9 0.Here, the radiation position P1 (Ox1, Oy1,0) differs from the radiation position P0 (Ox0, Oy0,0). For this reason, the non-level wave is different 9 1 from the non-level wave 9 0 .

Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle 9 1 erfasst. Die Bewegung der Strahlungsposition und die Erfassung der Wellenfrontdaten WFDn werden durchgeführt, bis n gleich N wird. Alle Datensätze der erfassten Wellenfrontdaten WFDn werden gespeichert.After completion of step S111, step S123 is executed. At step S123, wavefront data WFDn are based on the non-plane wave 9 1 recorded. The movement of the radiation position and the detection of the wavefront data WFDn are performed until n becomes equal to N. All data sets of the acquired wavefront data WFDn are stored.

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 21C illustriert, befindet sich die Lichtquelle an der Strahlungsposition P'0(–Ox0,–Oy0,0). Die Strahlungsposition P'0(–Ox0,–Oy0,0) befindet sich an einer zur Strahlungsposition P0(Ox0,Oy0,0) in Bezug auf die Messachse symmetrischen Position. Eine nicht ebene Welle 9' 0 wird vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 9' 0 wird vom Lichtempfangssystem 3 erkannt.Thereafter, step S131 is executed. At step S131, a light beam is radiated from the radiation position P'n. In particular, as in 21C illustrated, the light source is at the radiation position P'0 (-Ox0, -Oy0,0). The radiation position P'0 (-Ox0, -Oy0,0) is located at a position symmetrical to the radiation position P0 (Ox0, Oy0,0) with respect to the measuring axis. An uneven wave 9 ' 0 becomes from the objective optical system 2 radiated. The not plane wave 9 ' 0 is from the light receiving system 3 recognized.

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 9' 0 von der nicht ebenen Welle 9 0 und der nicht ebenen Welle 9 1.Here, the radiation position P'0 (-Ox0, -Oy0,0) differs from the radiation position P0 (Ox0, Oy0,0) and the radiation position P1 (Ox1, Oy1,0). For this reason, the non-level wave is different 9 ' 0 from the non-level wave 9 0 and the non-level wave 9 1 .

Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle 9' 0 erfasst. Danach wird Schritt S161 ausgeführt.After completion of step S131, step S143 is executed. At step S143, wavefront data WFD'n based on the non-planar wave 9 ' 0 recorded. Thereafter, step S161 is executed.

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 21D illustriert. Die Strahlungsposition P'1(–Ox1,–Oy1,0) befindet sich an einer zur Strahlungsposition P1(Ox1,Oy1,0) in Bezug auf die Messachse symmetrischen Position. Eine nicht ebene Welle 9' 1 wird vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 9' 1 wird vom Lichtempfangssystem 3 erkannt.After the execution of step S171, step S131 is executed again. At the step of moving the irradiation position, the light source is at a radiation position P'1 (-Ox1, -Oy1,0), as in FIG 21D illustrated. The radiation position P'1 (-Ox1, -Oy1,0) is located at a position symmetrical to the radiation position P1 (Ox1, Oy1,0) with respect to the measurement axis. An uneven wave 9 ' 1 is from the objective optical system 2 radiated. The not plane wave 9 ' 1 is from the light receiving system 3 recognized.

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 9' 1 von der nicht ebenen Welle 9' 0, der nicht ebenen Welle 9 0 und der nicht ebenen Welle 9 1.Here the radiation position P'1 (-Ox1, -Oy1,0) differs from the radiation positions P'0 (-Ox0, -Oy0,0), P0 (Ox0, Oy0,0) and the radiation position P1 (Ox1, Oy1, 0). For this reason, the non-level wave is different 9 ' 1 from the non-level wave 9 ' 0 , the not plane wave 9 0 and the non-level wave 9 1 .

Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle 9' 1 erfasst. Die Bewegung der Strahlungsposition und die Erfassung der Wellenfrontdaten WFD'n werden durchgeführt, bis n gleich N wird. Alle Datensätze der erfassten Wellenfrontdaten WFD'n werden gespeichert.After completion of step S131, step S143 is executed. At step S143, wavefront data WFD'n based on the non-planar wave 9 ' 1 recorded. The movement of the radiation position and the detection of the wavefront data WFD'n are performed until n becomes equal to N. All data sets of the acquired wavefront data WFD'n are stored.

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 21A, 21B, 21C und 21D die Abstrahlung in der Strahlungsposition P1(Ox1,Oy1,0) abgeschlossen ist, wird die Strahlungsposition zur Strahlungsposition P'0(–Ox0,–Oy0,0) bewegt. Die Strahlungsposition kann jedoch zur Strahlungsposition P'1(–Ox1,–Oy1,0) bewegt werden und danach zur Strahlungsposition P'0(–Ox0,–Oy0,0) bewegt werden.After in 21A . 21B . 21C and 21D When the radiation in the radiation position P1 (Ox1, Oy1.0) is completed, the radiation position is moved to the radiation position P'0 (-Ox0, -Oy0.0). However, the radiation position may be moved to the radiation position P'1 (-Ox1, -Oy1,0) and thereafter moved to the radiation position P'0 (-Ox0, -Oy0,0).

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.

22 illustriert ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform. Der Schritt S200 und nachfolgende Schritte werden weggelassen. 23A, 23B, 23C und 23D sind Diagramme, die einen Bewegungszustand der Strahlungsposition illustrieren, wobei 23A eine Position der einen Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert, 23B eine Position der anderen Strahlungsposition vor der Bewegung illustriert, 23C eine Position der einen Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert und 23D eine Position der anderen Strahlungsposition nach der Bewegung illustriert. 22 11 illustrates a flowchart of the measuring method according to the present embodiment. The step S200 and subsequent steps are omitted. 23A . 23B . 23C and 23D are diagrams illustrating a motion state of the radiation position, wherein 23A a position illustrating a radiation position before the movement, 23B illustrates a position of the other radiation position before the movement, 23C a position of a radiation position after the movement illustrated and 23D illustrates a position of the other radiation position after the movement.

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 23A illustriert, befindet sich die Lichtquelle an der Strahlungsposition P0(Ox0,Oy0,0).First, step S111 is executed. At step S111, a light beam is radiated from the radiation position Pn. In particular, as in 23A illustrated, the light source is at the radiation position P0 (Ox0, Oy0,0).

Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle 9 0 erfasst.After completion of step S111, step S123 is executed. At step S123, wavefront data WFDn are based on the non-plane wave 9 0 recorded.

Danach wird Schritt S131 ausgeführt. Bei Schritt S131 wird ein Lichtstrahl von der Strahlungsposition P'n abgestrahlt. Insbesondere, wie in 23B illustriert, befindet sich die Lichtquelle an der Strahlungsposition P'0(–Ox0,–Oy0,0).Thereafter, step S131 is executed. At step S131, a light beam is radiated from the radiation position P'n. In particular, as in 23B illustrated, the light source is at the radiation position P'0 (-Ox0, -Oy0,0).

Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle 9' 0 erfasst. Danach wird der Schritt S162 ausgeführt. After completion of step S131, step S143 is executed. At step S143, wavefront data WFD'n based on the non-planar wave 9 ' 0 recorded. Thereafter, step S162 is executed.

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 23C illustriert.After the execution of step S172, step S111 is executed again. At the step of moving the radiation position, the light source is at a radiation position P1 (Ox1, Oy1.0) as in FIG 23C illustrated.

Nach Abschluss des Schritts S111 wird Schritt S123 ausgeführt. Bei Schritt S123 werden Wellenfrontdaten WFDn auf Basis der nicht ebenen Welle 9 1 erfasst.After completion of step S111, step S123 is executed. At step S123, wavefront data WFDn are based on the non-plane wave 9 1 recorded.

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 23D illustriert.Thereafter, the step S131 is executed. At step S131, a light beam is radiated from the radiation position P'n. At this step, since the irradiation position has been moved, the light source is at the irradiation position P'1 (-Ox1, -Oy1,0), as in FIG 23D illustrated.

Nach Abschluss des Schritts S131 wird Schritt S143 ausgeführt. Bei Schritt S143 werden Wellenfrontdaten WFD'n auf Basis der nicht ebenen Welle 9' 1 erfasst. Danach wird der Schritt S162 ausgeführt.After completion of step S131, step S143 is executed. At step S143, wavefront data WFD'n based on the non-planar wave 9 ' 1 recorded. Thereafter, step S162 is executed.

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 21A, 21B, 21C und 21D und 23A, 23B, 23C und 23D ist die Bewegungsrichtung der Strahlungsposition eine sich der Oz-Achse annähernde Richtung. Die Bewegungsrichtung der Strahlungsposition kann jedoch eine von der Oz-Achse weg gehende Richtung sein. Darüber hinaus werden in 21A, 21B, 21C und 21D und 23A, 23B, 23C und 23D vier Strahlungspositionen illustriert, aber die Strahlungspositionen sind nicht auf vier beschränkt. Außerdem kann der Lichtstrahl vom Ursprung (0,0,0) abgestrahlt werden.In 21A . 21B . 21C and 21D and 23A . 23B . 23C and 23D the direction of movement of the radiation position is a direction approaching the Oz axis. However, the direction of movement of the radiation position may be a direction away from the Oz axis. In addition, in 21A . 21B . 21C and 21D and 23A . 23B . 23C and 23D illustrates four radiation positions, but the radiation positions are not limited to four. In addition, the light beam can be radiated from the origin (0,0,0).

24A und 24B sind Diagramme, die einen Bewegungszustand der Strahlungsposition illustrieren, wobei 24A den Fall illustriert, in dem die Bewegungsrichtung der Strahlungsposition unidirektional ist, und 24B den Fall illustriert, in dem die Bewegungsrichtung der Strahlungsposition bidirektional ist. 24A and 24B are diagrams illustrating a motion state of the radiation position, wherein 24A illustrates the case where the direction of movement of the radiation position is unidirectional, and 24B illustrates the case where the direction of movement of the radiation position is bidirectional.

24A illustriert eine unidirektionale Bewegung der Strahlungsrichtung. In 24A wird die Bewegung der Strahlungsrichtung von den maximalen negativen Objekthöhenkoordinaten gestartet. Die Strahlungsposition wird zu den maximalen positiven Objekthöhenkoordinaten bewegt. Genauer wird die Strahlungsposition in der Reihenfolge einer Strahlungsposition P'4(–Ox4,0,0), einer Strahlungsposition P0(0,0,0) und einer Strahlungsposition P4(Ox4,0,0) bewegt. 24A illustrates a unidirectional movement of the radiation direction. In 24A the movement of the radiation direction is started from the maximum negative object height coordinates. The radiation position is moved to the maximum positive object height coordinates. More specifically, the radiation position is moved in the order of a radiation position P'4 (-Ox4,0,0), a radiation position P0 (0,0,0) and a radiation position P4 (Ox4,0,0).

24B illustriert eine bidirektionale Bewegung der Strahlungsrichtung. In 23B wird die Bewegung der Strahlungsrichtung von einer Position auf der Achse gestartet. Danach wird die Strahlungsposition zu den maximalen positiven Objekthöhenkoordinaten bewegt. Danach wird die Strahlungsposition zur Position auf der Achse (auf der Oz-Achse) zurückgebracht und die Strahlungsposition wird zu den maximalen negativen Objekthöhenkoordinaten bewegt. Insbesondere wird die Strahlungsposition von der Strahlungsposition P0(0,0,0) zur Strahlungsposition P4(Ox4,0,0) bewegt und danach wird die Strahlungsposition von der Strahlungsposition P0(0,0,0) zur Strahlungsposition P'4(–Ox4,0,0) bewegt. 24B illustrates a bidirectional movement of the radiation direction. In 23B the movement of the radiation direction is started from a position on the axis. Thereafter, the radiation position is moved to the maximum positive object height coordinates. Thereafter, the radiation position is returned to the position on the axis (on the Oz axis), and the radiation position is moved to the maximum negative object height coordinates. Specifically, the irradiation position is moved from the irradiation position P0 (0,0,0) to the irradiation position P4 (Ox4,0,0), and thereafter the irradiation position is changed from the irradiation position P0 (0,0,0) to the irradiation position P'4 (-Ox4 , 0,0) moves.

In 24A kann die Strahlungsposition zufällig zwischen der Strahlungsposition P4(Ox4,0,0) und der Strahlungsposition P4'(–Ox4,0,0) bewegt werden. Auf die gleiche Weise kann in 23B die Strahlungsposition zufällig zwischen der Strahlungsposition P0(0,0,0) und der Strahlungsposition P4(Ox4,0,0) oder zwischen der Strahlungsposition P0(0,0,0) und der Strahlungsposition P'4(–Ox4,0,0) bewegt werden. In 24A For example, the radiation position can be moved randomly between the radiation position P4 (Ox4,0,0) and the radiation position P4 '(-Ox4,0,0). In the same way can in 23B the radiation position coincidentally between the radiation position P0 (0,0,0) and the radiation position P4 (Ox4,0,0) or between the radiation position P0 (0,0,0) and the radiation position P'4 (-Ox4,0,0 ) are moved.

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.

25A, 25B und 25C sind Diagramme, die Muster der Strahlungsposition illustrieren, wobei 25A einen Zustand illustriert, in dem die Strahlungspositionen bidirektional sind, 25B einen Zustand illustriert, in dem die Strahlungspositionen konzentrisch sind und 25C einen Zustand illustriert, in dem die Strahlungspositionen gitterförmig sind. 25A . 25B and 25C are diagrams illustrating patterns of radiation position, where 25A illustrates a state in which the radiation positions are bi-directional, 25B illustrates a state in which the radiation positions are concentric and 25C illustrates a state in which the radiation positions are lattice-shaped.

In 25A befinden sich die Strahlungspositionen im Lichtprojektionssystem 1 nur auf der Ox-Achse und der Oy-Achse. In 25B und 25C befinden sich die Strahlungspositionen im Lichtprojektionssystem 1 auch zwischen der Ox-Achse und der Oy-Achse. In 25B sind die Strahlungspositionen konzentrisch oder radial angeordnet. In 25C sind die Strahlungspositionen auf gitterförmige Weise angeordnet.In 25A the radiation positions are in the light projection system 1 only on the ox axis and the oy axis. In 25B and 25C the radiation positions are in the light projection system 1 also between the ox axis and the oy axis. In 25B the radiation positions are concentric or radial. In 25C the radiation positions are arranged in a grid-like manner.

Darüber hinaus kann das Kriterium der Steigung der Bewegung der Strahlungsposition im Lichtprojektionssystem 1 von ungefähr der effektiven Apertur des gegenständlichen optischen Systems bis zu ungefähr 1/50 der Größe der effektiven Apertur reichen. Wenn der Exzentrizitätsbetrag mit hoher Genauigkeit gemessen werden soll, wird die Steigung der Bewegung auf einen kleinen Wert gesetzt und dadurch werden mehr Datensätze von Wellenfrontdaten erfasst.In addition, the criterion of the slope of the movement of the radiation position in the light projection system 1 from about the effective aperture of the subject optical system to about 1/50 the effective aperture size. When the amount of eccentricity is to be measured with high accuracy, the slope of the movement is set to a small value, and thereby more data sets of wavefront data are detected.

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 6A und 6B illustriert, ist insbesondere das zentrale Lichtstrahlenbündel CR des von der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) des Lichtprojektionssystems 1 abgestrahlten Lichtstrahls parallel zur Oz-Achse, das heißt, zur Messachse. Wenn in diesem Fall die Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) in der OxOy-Ebene geändert wird, ändert sich der vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlte Lichtstrahl. Obwohl hier der Einfallswinkel des Lichtstrahls auf dem Lichtempfangssystem 3 geändert wird, ändert sich die Einfallsposition davon kaum. Deshalb wird die Positionsjustierung zwischen dem Lichtempfangssystem 3 und dem auf das Lichtempfangssystem 3 einfallen gelassenen Lichtstrahl klein gemacht.In the first radiation state, the central radiation beam of the light beam is parallel to the measurement axis. As in 6A and 6B in particular, is the central light beam CR of the radiation position P (Ox, Oy, 0) of the light projection system 1 radiated light beam parallel to the Oz axis, that is, to the measuring axis. In this case, if the radiation position P (Ox, Oy, O) in the OxOy plane is changed, that of the subject optical system changes 2 radiated light beam. Although here is the angle of incidence of the light beam on the light receiving system 3 is changed, the incidence position hardly changes. Therefore, the positional adjustment between the light receiving system 3 and the on the light receiving system 3 made light beam made small.

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. 26A und 26B illustrieren einen Zustand, in dem der Lichtstrahl an das gegenständliche optische System angelegt wird, wobei 26A eine Strahlung in einem Winkel θ illustriert und 26B eine Strahlung in einem Winkel θ' illustriert. Wie in 26A und 26B illustriert, kreuzt das zentrale Lichtstrahlenbündel CR des von der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) des Lichtprojektionssystems 1 abgestrahlten Lichtstrahls die Oz-Achse, das heißt, die Messachse in einem Winkel θ. „|θ| = |θ'|” ist erfüllt.In the second radiation state, the central radiation beam of the light beam crosses the measurement axis at a predetermined angle. 26A and 26B illustrate a state in which the light beam is applied to the subject optical system, wherein 26A illustrates radiation at an angle θ and 26B illustrates radiation at an angle θ '. As in 26A and 26B illustrated, crosses the central light beam CR of the radiation position P (Ox, Oy, 0) of the light projection system 1 radiated light beam the Oz axis, that is, the measuring axis at an angle θ. "| Θ | = | θ '| "is fulfilled.

In 26A und 26B wird auch eine sphärische Welle 4 von der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) abgestrahlt. Ein Lichtstrahl wird jedoch an das gegenständliche optische System 2 in einer Position und einem Winkel angelegt, der sich von denen in 6A und 6B unterscheidet. Aus diesem Grund unterscheiden sich nicht ebene Wellen 8 und 8', die vom gegenständlichen optischen System 2 abgestrahlt werden, von den nicht ebenen Wellen 7 in 6A und den nicht ebenen Wellen 7' in 6B. In 26A and 26B also becomes a spherical wave 4 emitted from the radiation position P (Ox, Oy, O). However, a light beam is transmitted to the objective optical system 2 created in a position and an angle different from those in 6A and 6B different. For this reason, not even waves differ 8th and 8th' that of the objective optical system 2 be radiated from the non-level waves 7 in 6A and the not even waves 7 ' in 6B ,

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.

27 illustriert ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform. Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform enthält der Schritt S100 Schritt S110, Schritt S123, Schritt S124 und Schritt S180. Auf eine detaillierte Erläuterung der Schritte S200, S300 und S400 wird verzichtet. 27 11 illustrates a flowchart of the measuring method according to the present embodiment. In the measuring method of the present embodiment, step S100 includes step S110, step S123, step S124, and step S180. A detailed explanation of steps S200, S300 and S400 will be omitted.

28A und 28B sind Diagramme, die eine zweite Drehung illustrieren. 28A illustriert einen Zustand, bevor die zweite Drehung durchgeführt wird, und 28B illustriert einen Zustand, nachdem die zweite Drehung durchgeführt wurde. 28A and 28B are diagrams that illustrate a second turn. 28A illustrates a state before the second rotation is performed, and 28B illustrates a state after the second rotation has been performed.

Hier wird das gegenständliche optische System 20 der Einfachheit halber mit Bezugsbegriffen „vorne” und „hinten” versehen. Wenn zum Beispiel ein Lichtstrahl an das gegenständliche optische System 20 angelegt wird, kann der Lichtstrahl von der Seite der Linse 23 angelegt werden und der Lichtstrahl kann von der Seite der Linse 25 angelegt werden. Der Fall des Anlegens eines Lichtstrahls von der Seite der Linse 23 wird als „vorne” bezeichnet und der Fall des Anlegens eines Lichtstrahls von der Seite der Linse 25 wird als „hinten” bezeichnet.Here is the objective optical system 20 for simplicity, with reference terms "front" and "back" provided. If, for example, a ray of light to the objective optical system 20 is applied, the light beam from the side of the lens 23 can be applied and the light beam can from the side of the lens 25 be created. The case of applying a light beam from the side of the lens 23 is referred to as "front" and the case of applying a light beam from the side of the lens 25 is referred to as "behind".

Die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit jeder Linse variiert zwischen dem Fall, in dem ein Lichtstrahl auf das gegenständliche optische System 20 von „vorne” angelegt wird (hier nachfolgend als „Vorwärtsmessung” bezeichnet), und dem Fall, in dem ein Lichtstrahl auf das gegenständliche optische System 20 von „hinten” angelegt wird (hier nachfolgend als „Rückwärtsmessung” bezeichnet).The eccentric aberration sensitivity of each lens varies between the case where a light beam is applied to the subject optical system 20 from the "front" (hereinafter referred to as "forward measurement") and the case where a light beam is applied to the objective optical system 20 from "behind" (hereinafter referred to as "backward measurement").

Wenn das gegenständliche optische System 20 aus sechs Linsenoberflächen gebildet wird, werden die Linsenoberflächen aufeinanderfolgend als „erste Oberfläche”, „zweite Oberfläche”, ... und „sechste Oberfläche” bezeichnet, wenn auf sie von „vorne” Bezug genommen wird. Bei der Vorwärtsmessung ist die Oberfläche, durch die der Lichtstrahl zuerst übertragen wird, die erste Oberfläche. Bei der Rückwärtsmessung wird der Lichtstrahl durch die Oberflächen in der Reihenfolge der sechsten Oberfläche, der fünften Oberfläche ... übertragen und die erste Oberfläche ist die letzte Oberfläche, durch die der Lichtstrahl übertragen wird.If the objective optical system 20 is formed of six lens surfaces, the lens surfaces are consecutively referred to as "first surface", "second surface", ... and "sixth surface" when referred to "from the front". In the forward measurement, the surface through which the light beam is first transmitted is the first surface. In the backward measurement, the light beam is transmitted through the surfaces in the order of the sixth surface, the fifth surface ..., and the first surface is the last surface through which the light beam is transmitted.

Der Objektpunkt wird durch die Linsenoberflächen des gegenständlichen optischen Systems 20 weitergeleitet. Aus diesem Grund wird der zur Rückseite der Linsenoberfläche weitergeleitete Objektpunkt seitlich von einer idealen Position davon verschoben, wenn eine Linsenoberfläche exzentrisch ist. Diese Verschiebung wird als eine Aberration in den nachfolgenden hinteren Linsenoberflächen verursachend angesehen. Insbesondere ist die durch Exzentrizität verursachte Aberration mit der Reihenfolge der Linsenoberflächen verbunden. Dies ist der Grund, warum sich die exzentrische Aberrationsempfindlichkeit zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung des gegenständlichen optischen Systems 20 ändert. Im Messverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird dieser Umstand dazu verwendet, die Menge der Informationen in Bezug auf die erste Aberrationskomponente zu erhöhen.The object point is through the lens surfaces of the objective optical system 20 forwarded. For this reason, the object point forwarded to the back of the lens surface is laterally shifted from an ideal position thereof when a lens surface is eccentric. This shift is considered to cause aberration in the subsequent posterior lens surfaces. In particular, the aberration caused by eccentricity is related to the order of the lens surfaces. This is the reason why the eccentric aberration sensitivity between the forward measurement and the backward measurement of the subject optical system 20 changes. In the measuring method according to In the present embodiment, this circumstance is used to increase the amount of information related to the first aberration component.

Bei Schritt S110 wird ein Lichtstrahl, wie in 28A illustriert, von der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) an das gegenständliche optische System 20 angelegt. Bei diesem Schritt ist das gegenständliche optische System 20 so angeordnet, dass das Lichtprojektionssystem 10 der Linse 23 gegenüberliegt. Dementsprechend wird der Lichtstrahl von der Seite der Linse 23 an das gegenständliche optische System 20 angelegt. Eine nicht ebene Welle 51 wird vom gegenständlichen optischen System 20 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 51 wird auf das Lichtempfangssystem 30 einfallen gelassen.At step S110, a light beam as shown in FIG 28A illustrated, from the radiation position P (Ox, Oy, 0) to the objective optical system 20 created. In this step, the objective optical system 20 arranged so that the light projection system 10 the lens 23 opposite. Accordingly, the light beam from the side of the lens 23 to the objective optical system 20 created. An uneven wave 51 becomes of the objective optical system 20 radiated. The not plane wave 51 will be on the light receiving system 30 come 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 20 um eine zur Messachse orthogonale Achse gedreht. Der Drehwinkel beträgt 180°. Wenn die zweite Drehung durchgeführt wird, ist das gegenständliche optische System 20 so angeordnet, dass das Lichtprojektionssystem 10 der Linse 25 gegenüberliegt. Dementsprechend wird ein Lichtstrahl von der Seite der Linse 25 an das gegenständliche optische System 20 angelegt. Die Positionen des Lichtprojektionssystems 10 und des Lichtempfangssystems 30 werden nicht bewegt.Thereafter, step S180 is executed. At step S180, a second rotation is performed. In the second rotation becomes the objective optical system 20 rotated about an axis orthogonal to the measuring axis. The rotation angle is 180 °. When the second rotation is performed, the subject optical system 20 arranged so that the light projection system 10 the lens 25 opposite. Accordingly, a light beam is emitted from the side of the lens 25 to the objective optical system 20 created. The positions of the light projection system 10 and the light receiving system 30 are not moved.

Nach Abschluss von Schritt S180 wird Schritt S110 ausgeführt. Bei Schritt S110 wird ein Lichtstrahl, wie in 28B illustriert, von der Strahlungsposition P(Ox,Oy,0) an das gegenständliche optische System 20 angelegt. Eine Wellenfront 60 wird auf das gegenständliche optische System 20 einfallen gelassen. Eine nicht ebene Welle 55 wird vom gegenständlichen optischen System 20 abgestrahlt. Die nicht ebene Welle 56 unterscheidet sich von der nicht ebenen Welle 51.After completion of step S180, step S110 is executed. At step S110, a light beam as shown in FIG 28B illustrated, from the radiation position P (Ox, Oy, 0) to the objective optical system 20 created. A wavefront 60 becomes the objective optical system 20 come in. An uneven wave 55 becomes of the objective optical system 20 radiated. The not plane wave 56 is different from the non-level wave 51 ,

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. 29A und 29B sind Diagramme zum Erläutern einer durch die zweite Drehung verursachten Änderung der Koordinatenachsen, wobei 29A einen Zustand illustriert, bevor die zweite Drehung durchgeführt wird, und 29B einen Zustand illustriert, nachdem die zweite Drehung durchgeführt wurde. In dem Zustand wird das gegenständliche optische System um 180° um die Oy-Achse gedreht.When performing the second rotation, the measurement results should be handled carefully. 29A and 29B Fig. 10 are diagrams for explaining a change of the coordinate axes caused by the second rotation, wherein 29A illustrates a state before the second rotation is performed, and 29B illustrates a state after the second rotation has been performed. In the state, the subject optical system is rotated by 180 ° about the Oy axis.

Im Zustand, bevor die zweite Drehung durchgeführt wird, wird eine Vorwärtsmessung durchgeführt. Bei der Vorwärtsmessung ist, wie in 29A illustriert, eine Linse L1 auf der Seite des Ursprungs (0,0,0) angeordnet und eine Linse L2 ist angeordnet, der Linse L1 zu folgen. Dementsprechend sind die Linsenoberflächen in der Reihenfolge der Linsenoberfläche L11, der Linsenoberfläche L12, der Linsenoberfläche L21 und der Linsenoberfläche L22 von der Seite des Ursprungs (0,0,0) angeordnet. Die Koordinatenachse XL2 befindet sich in der gleichen Richtung wie die Richtung der Ox-Achse.In the state before the second rotation is performed, a forward measurement is performed. In the forward measurement is, as in 29A illustrated, a lens L1 disposed on the side of the origin (0,0,0) and a lens L2 is arranged to follow the lens L1. Accordingly, the lens surfaces are arranged in the order of the lens surface L1 1 , the lens surface L1 2 , the lens surface L2 1, and the lens surface L2 2 from the side of origin (0,0,0). The coordinate axis X L2 is in the same direction as the direction of the Ox axis.

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 29B illustriert, die Linse L2 auf der Seite des Ursprungs (0,0,0) angeordnet und die Linse L1 ist angeordnet, der Linse L2 zu folgen. Dementsprechend sind die Linsenoberflächen in der Reihenfolge der Linsenoberfläche L22, der Linsenoberfläche L21, der Linsenoberfläche L22 und der Linsenoberfläche L21 von der Seite des Ursprungs (0,0,0) angeordnet. Die Koordinatenachse XL2 befindet sich in einer der Richtung der Ox-Achse gegenüberliegenden Richtung.In contrast, in the state after the second rotation has been performed, a backward measurement is performed. When measuring backwards, as in 29B illustrated, the lens L2 is disposed on the side of origin (0,0,0) and the lens L1 is arranged to follow the lens L2. Accordingly, the lens surfaces are arranged in the order of the lens surface L2 2 , the lens surface L2 1 , the lens surface L2 2, and the lens surface L2 1 from the side of origin (0,0,0). Coordinate axis X L2 is in a direction opposite to the direction of the Ox axis.

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. 30A und 30B sind Diagramme, die eine durch die erste Drehung verursachte Bewegung des Kugelmittelpunkts illustrieren, wobei 30A die Bewegung des Kugelmittelpunkts in einer Vorwärtsmessung illustriert und 30B die Bewegung des Kugelmittelpunkts in einer Rückwärtsmessung illustriert. 30A und 30B illustrieren die Linsenoberfläche in der Nähe des Kugelmittelpunkts mit einem Kreis. Dementsprechend zeigen die zwei Kreise einen Teil der gleichen Linsenoberfläche an.In the case where the lens surface is a spherical surface, the ball center is moved by the first rotation when the lens surface is eccentric. 30A and 30B are diagrams illustrating a movement of the ball center point caused by the first rotation, wherein 30A illustrates the movement of the ball center in a forward measurement and 30B the movement of the ball center in a backward measurement. 30A and 30B illustrate the lens surface near the center of the sphere with a circle. Accordingly, the two circles indicate a part of the same lens surface.

Die Bewegung des Kugelmittelpunkts bei der Vorwärtsmessung wird unter Bezugnahme auf 30A erläutert. Vor der ersten Drehung befindet sich der Kugelmittelpunkt 96 im ersten Quadranten des OxOy-Koordinatensystems. Nach der ersten Drehung befindet sich der Kugelmittelpunkt 96 im dritten Quadranten. Der Betrag der Bewegung des Kugelmittelpunkts 96 ist δf, eine x-Komponente ist δX, und eine y-Komponente ist δY.The movement of the ball center in the forward measurement will be explained with reference to FIG 30A explained. Before the first turn is the center of the sphere 96 in the first quadrant of the OxOy coordinate system. After the first turn, the ball center is located 96 in the third quadrant. The amount of movement of the sphere center 96 is δf, an x-component is δX, and a y-component is δY.

Die Bewegung des Kugelmittelpunkts bei der Rückwärtsmessung wird unter Bezugnahme auf 30B erläutert. Vor der ersten Drehung befindet sich der Kugelmittelpunkt 96 im zweiten Quadranten des OxOy-Koordinatensystems. Nach der ersten Drehung befindet sich der Kugelmittelpunkt 96 im vierten Quadranten. Der Betrag der Bewegung des Kugelmittelpunkts 96 ist δr, eine x-Komponente ist δX, und eine y-Komponente ist δY.The movement of the ball center in the backward measurement will be explained with reference to FIG 30B explained. Before the first turn is the center of the sphere 96 in the second quadrant of the OxOy coordinate system. After the first turn, the ball center is located 96 in the fourth quadrant. The amount of movement of the sphere center 96 is δr, an x-component is δX, and a y-component is δY.

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 96 angibt, ist die Richtung des Vektors der Y-Komponente zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung die gleiche. Im Gegensatz dazu ist die Richtung des Vektors der X-Komponente zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung umgekehrt.In vector, showing the movement of the sphere center 96 indicates the direction of the vector of the Y component between the forward measurement and the backward measurement is the same. In contrast, the direction of the vector of the X component between the forward measurement and the backward measurement is reversed.

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.

31A, 31B, 31C und 31D sind Diagramme, die eine von der ersten Drehung und von der zweiten Drehung verursachte Bewegung des Kugelmittelpunkts illustrieren, wobei 31A die Position des Kugelmittelpunkts vor der ersten Drehung in einer Vorwärtsmessung illustriert, 31B die Position des Kugelmittelpunkts nach der ersten Drehung in der Vorwärtsmessung illustriert, 31C die Position des Kugelmittelpunkts vor der ersten Drehung in einer Rückwärtsmessung illustriert und 31D die Position des Kugelmittelpunkts nach der ersten Drehung in der Rückwärtsmessung illustriert. 31A . 31B . 31C and 31D are diagrams illustrating a movement of the ball center point caused by the first rotation and the second rotation, wherein 31A illustrates the position of the center of the sphere before the first rotation in a forward measurement, 31B illustrates the position of the sphere center after the first rotation in the forward measurement, 31C illustrates the position of the center of the sphere before the first rotation in a backward measurement and 31D illustrates the position of the sphere center after the first rotation in the backward measurement.

Der Ursprung der OxOy-Koordinaten befindet sich an der Position der ersten Drehachse. Insbesondere illustrieren 31A, 31B, 31C und 31D Positionen des Kugelmittelpunkts in Bezug auf die erste Drehachse. Wenn darüber hinaus eine asphärische Oberfläche in der gegenständlichen Linse enthalten ist, kann die durch die erste Drehung und die zweite Drehung verursachte Bewegung der asphärischen Oberfläche durch die Position der asphärischen Oberflächenoberseite und die Position der asphärischen Oberflächenachse in Bezug auf die erste Drehachse unter Verwendung von den 31A, 31B, 31C und 31D ähnlichen Diagrammen angegeben werden. Wenn jedoch die Position der asphärischen Oberflächenachse in 31A, 31B, 31C und 31D illustriert wird, zeigt die Ox-Achse den Neigungsbetrag in der B-Richtung an und die Oy-Achse zeigt den Neigungsbetrag in der A-Richtung an.The origin of the OxOy coordinates is at the position of the first axis of rotation. In particular, illustrate 31A . 31B . 31C and 31D Positions of the center of the sphere with respect to the first axis of rotation. Moreover, if an aspherical surface is included in the subject lens, the movement of the aspheric surface caused by the first rotation and the second rotation may be affected by the position of the aspherical surface top and the position of the aspherical surface axis with respect to the first rotation axis using the 31A . 31B . 31C and 31D similar diagrams. However, if the position of the aspherical surface axis in 31A . 31B . 31C and 31D is illustrated, the Ox axis indicates the amount of inclination in the B direction, and the Oy axis indicates the amount of inclination in the A direction.

Bei der Vorwärtsmessung befindet sich der Kugelmittelpunkt 96 im Zustand vor der ersten Drehung im ersten Quadranten des OxOy-Koordinatensystems, wie in 31A illustriert. Wenn die erste Drehung in diesem Zustand durchgeführt wird, wird der Zustand nach der ersten Drehung in der Vorwärtsmessung erhalten. In diesem Zustand befindet sich der Kugelmittelpunkt 96 im dritten Quadranten des OxOy-Koordinatensystems, wie in 31B illustriert.When measuring forward, the center of the sphere is located 96 in the state before the first rotation in the first quadrant of the OxOy coordinate system, as in 31A illustrated. When the first rotation is performed in this state, the state after the first rotation in the forward measurement is obtained. In this state, the ball center is located 96 in the third quadrant of the OxOy coordinate system, as in 31B illustrated.

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 96 im zweiten Quadranten des OxOy-Koordinatensystems, wie in 31C illustriert. Wenn die erste Drehung in diesem Zustand durchgeführt wird, wird der Zustand nach der ersten Drehung in der Rückwärtsmessung erhalten. In diesem Zustand befindet sich der Kugelmittelpunkt 96 im vierten Quadranten des OxOy-Koordinatensystems, wie in 31D illustriert.The subject optical system is returned from this state to the state before the first rotation, and the second rotation is performed. Thereby, the state before the first rotation in the backward measurement is obtained. In this state, the ball center is located 96 in the second quadrant of the OxOy coordinate system, as in 31C illustrated. When the first rotation is performed in this state, the state after the first rotation in the backward measurement is obtained. In this state, the ball center is located 96 in the fourth quadrant of the OxOy coordinate system, as in 31D illustrated.

Der Absolutbetrag des durch die erste Drehung verursachten Betrags der Verlagerung des Kugelmittelpunkts 96 ist zwischen 31B und 31D gleich. Darüber hinaus wird aus 31B und 31D verständlich, dass die X-Richtung des Bewegungsvektors des Kugelmittelpunkts zwischen der Vorwärtsmessung und der Rückwärtsmessung umgekehrt ist. The absolute amount of the amount of displacement of the ball center caused by the first rotation 96 is between 31B and 31D equal. In addition, will be off 31B and 31D it is understood that the X direction of the motion vector of the sphere center is reversed between the forward measurement and the backward measurement.

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 31A.For this reason, the solution of the system of linear equations for the eccentricity between the forward measurement and the backward measurement is the same when the sign for the eccentric aberration sensitivity of the displacement in the X direction of the backward measurement is reversed. Accordingly, the system of linear equations for the amount of eccentricity can be solved by simultaneously using the forward measurement, eccentric aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, and the backward measurement, eccentric aberration sensitivity proportional to the 1st power of the amount of eccentricity. In particular, by using more evidence of the eccentric aberration sensitivity, it is possible to detect the amount of eccentricity of more degrees of freedom with high accuracy. The amount of eccentricity that can be detected is the position of the sphere center in the state of 31A ,

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 96 im vierten Quadranten befindet, wie in 31D illustriert.After completion of the measurement in the forward measurement, the second rotation is performed. In this process, the backward measurement can be performed without returning the subject optical system to the state before the first rotation. This measurement is the same as the condition in which the sphere center 96 located in the fourth quadrant, as in 31D illustrated.

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).

Figure DE112015002718T5_0070
Figure DE112015002718T5_0070

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).

Figure DE112015002718T5_0071
Figure DE112015002718T5_0071

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).

Figure DE112015002718T5_0072
Figure DE112015002718T5_0072

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).

Figure DE112015002718T5_0073
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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] Ordnung der Objekthöhenfunktion 0 1 2 3 B2jl(Ox,Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O Ordnung der Objekthöhenfunktion 0 1 2 3 B3jl(Ox,Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O First, Table 17 illustrates a result of classification of the eccentric aberration sensitivities B 2jl (Ox, Oy) and B 3jl (Ox, Oy). [Table 17] Order of object height function 0 1 2 3 B 2jl (Ox, Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O Order of object height function 0 1 2 3 B 3jl (Ox, Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O

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.

32A, 32B und 32C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B2jl(Ox,Oy) und B3jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 32A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 32B und 32C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist. In den Zeichnungen zeigt die durch „I = 1” angegebene Funktion eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, die durch „I = 2” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, und die durch „I = 3” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint. 32A . 32B and 32C Fig. 15 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivities B 2jl (Ox, Oy) and B 3jl (Ox, Oy), wherein 32A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 32B and 32C illustrate the case where the subject optical system is eccentric. In the drawings, the function indicated by "I = 1" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the function indicated by "I = 2" indicates an object height function corresponding to the square of the The eccentricity amount proportional aberration component appears, and the function indicated by "I = 3" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity.

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 32B und 32C illustriert, ist die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente in der Wellenfrontneigung (x-Komponente) durch eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine ungerade Funktion der Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine gerade Funktion der Objekthöhenkoordinaten gegeben.Here, B 2jl (Ox, Oy) indicates an x component of a wavefront tilt (coma) and B 3jl (Ox, Oy) indicates a y component of the wavefront tilt (coma). As in 32B and 32C 1, the aberration component in the wavefront tilt (x-component) proportional to the 1st power of the amount of eccentricity is given by an even function for the object height coordinates. The aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity is given by an odd function of the object height coordinates. The aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is given by an even function of the object height coordinates.

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] Ordnung der Objekthöhenfunktion 0 1 2 3 B4jl(Ox,Oy) I = 1 O O I = 2 O I = 3 O Next, Table 18 illustrates a result of a classification of the eccentric aberration sensitivity B 4jl (Ox, Oy). [Table 18] Order of object height function 0 1 2 3 B 4jl (Ox, Oy) I = 1 O O I = 2 O I = 3 O

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.

33A, 33B und 33C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeit B4jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 33A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 33B und 33C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist. In den Zeichnungen zeigt die durch „I = 1” angegebene Funktion eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, die durch „I = 2” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, und die durch „I = 3” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint. 33A . 33B and 33C Fig. 11 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivity B 4jl (Ox, Oy), wherein 33A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 33B and 33C illustrate the case where the subject optical system is eccentric. In the drawings, the function indicated by "I = 1" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the function indicated by "I = 2" indicates an object height function corresponding to the square of the The eccentricity amount proportional aberration component appears, and the function indicated by "I = 3" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity.

Hier gibt B4jl(Ox,Oy) eine sphärische Aberration (Brennpunkt) an. Wie in 33B und 33C illustriert, ist die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente in der sphärischen Aberration (Brennpunkt) durch eine ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine gerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine ungerade Funktion in Bezug auf die Objekthöhenkoordinaten gegeben.Here B 4jl (Ox, Oy) indicates a spherical aberration (focus). As in 33B and 33C 1, the spherical aberration (focal point) aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity is given by an odd function with respect to the object height coordinates. The aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity is given by an even function with respect to the object height coordinates. The aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is given by an odd function with respect to the object height coordinates.

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] Ordnung der Objekthöhenfunktion 0 1 2 3 B5jl(Ox,Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O O Ordnung der Objekthöhenfunktion 0 1 2 3 B6jl(Ox,Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O O Table 19 illustrates a result of a classification of the eccentric aberration sensitivities B 5jl (Ox, Oy) and B 6jl (Ox, Oy). [Table 19] Order of object height function 0 1 2 3 B 5jl (Ox, Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O O Order of object height function 0 1 2 3 B 6jl (Ox, Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O O

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.

34A, 34B und 34C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B5jl(Ox,Oy) und B6jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 34A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 34B und 34C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist. In den Zeichnungen zeigt die durch „I = 1” angegebene Funktion eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, die durch „I = 2” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, und die durch „I = 3” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint. 34A . 34B and 34C Fig. 11 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivities B 5jl (Ox, Oy) and B 6jl (Ox, Oy), wherein 34A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 34B and 34C illustrate the case where the subject optical system is eccentric. In the drawings, the function indicated by "I = 1" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the function indicated by "I = 2" indicates an object height function corresponding to the square of the The eccentricity amount proportional aberration component appears, and the function indicated by "I = 3" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity.

Hier geben sowohl B5jl(Ox,Oy) als auch B6jl(Ox,Oy) einen Astigmatismus an. Wie in 34B und 34C illustriert, ist die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente im Astigmatismus durch eine ungerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine gerade Funktion der Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine ungerade Funktion der Objekthöhenkoordinaten gegeben.Here both B 5jl (Ox, Oy) and B 6jl (Ox, Oy) indicate astigmatism. As in 34B and 34C illustrated, the aberration component in astigmatism proportional to the 1st power of the amount of eccentricity is given by an odd function for the object height coordinates. The aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity is given by an even function of the object height coordinates. The aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is given by an odd function of the object height coordinates.

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] Ordnung der Objekthöhenfunktion 0 1 2 3 B7jl(Ox,Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O Ordnung der Objekthöhenfunktion 0 1 2 3 B8jl(Ox,Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O Table 20 illustrates a result of a classification of the eccentric aberration sensitivities B 2jl (Ox, Oy) and B 3jl (Ox, Oy). [Table 20] Order of object height function 0 1 2 3 B 7jl (Ox, Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O Order of object height function 0 1 2 3 B 8jl (Ox, Oy) I = 1 O O I = 2 O O I = 3 O

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.

35A, 35B und 35C sind Diagramme, die eine Objekthöhenfunktion illustrieren, die in den exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten B7jl(Ox,Oy) und B8jl(Ox,Oy) auftreten, wobei 35A den Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System nicht exzentrisch ist und 35B und 35C den Fall illustrieren, in dem das gegenständliche optische System exzentrisch ist. In den Zeichnungen zeigt die durch „I = 1” angegebene Funktion eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, die durch „I = 2” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint, und die durch „I = 3” angegebene Funktion zeigt eine Objekthöhenfunktion an, die in der zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionalen Aberrationskomponente erscheint. 35A . 35B and 35C Fig. 11 are diagrams illustrating an object height function occurring in the eccentric aberration sensitivities B 7jl (Ox, Oy) and B 8jl (Ox, Oy), wherein 35A illustrates the case where the subject optical system is not eccentric and 35B and 35C illustrate the case where the subject optical system is eccentric. In the drawings, the function indicated by "I = 1" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 1st power of the amount of eccentricity, the function indicated by "I = 2" indicates an object height function corresponding to the square of the The eccentricity amount proportional aberration component appears, and the function indicated by "I = 3" indicates an object height function appearing in the aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity.

Hier geben sowohl B7jl(Ox,Oy) als auch B8jl(Ox,Oy) eine Koma an. Wie in 35B und 35C illustriert, ist die zur 1. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente in der Koma durch eine gerade Funktion für die Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zum Quadrat des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine ungerade Funktion der Objekthöhenkoordinaten gegeben. Die zur 3. Potenz des Exzentrizitätsbetrags proportionale Aberrationskomponente ist durch eine gerade Funktion der Objekthöhenkoordinaten gegeben.Here both B 7jl (Ox, Oy) and B 8jl (Ox, Oy) indicate a coma. As in 35B and 35C 1, the aberration component in the coma proportional to the 1st power of the amount of eccentricity is given by an even function for the object height coordinates. The aberration component proportional to the square of the amount of eccentricity is given by an odd function of the object height coordinates. The aberration component proportional to the 3rd power of the amount of eccentricity is given by an even function of the object height coordinates.

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).

Figure DE112015002718T5_0074
Figure DE112015002718T5_0074

Figure DE112015002718T5_0075
Figure DE112015002718T5_0075

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.

Figure DE112015002718T5_0076
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.
Figure DE112015002718T5_0076

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, process 1 is executed. In process 1, a light beam tracking simulation is performed in a state where the amount of eccentricity Δ i of the subject optical system satisfies "Δ i = δ 1 = 0", and wavefront data is obtained by calculation.

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.

Figure DE112015002718T5_0077
Thereafter, process 2 is executed. In Process 2, the unit amount of eccentricity in Expression (1-14) (for example, Δ o = 0.01 mm) is provided only to the first surface of the subject optical system. In this case, the wavefront aberration W is given by Expression (1-15).
Figure DE112015002718T5_0077

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 process 2, a light beam tracking simulation is performed in the state where the amount of eccentricity Δ o of the subject optical system satisfies "Δ o = δ 1 = 0", and wavefront data is obtained by calculation.

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.

Figure DE112015002718T5_0078
Process 3 is performed. In process 3, the wavefront data obtained in process 2 with respect to the wavefront data obtained in process 1 is analyzed and the wavefront aberration is determined. In this case, the wavefront aberration is given by Expression (1-16). The wavefront aberration given by the expression (1-16) is a deviation of the wavefront at the time when the single face is eccentric from the wavefront at the time when the subject optical system is not eccentric. Accordingly, it is actually unnecessary to directly calculate the wavefront aberration W of the expression (1-15).
Figure DE112015002718T5_0078

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.

Figure DE112015002718T5_0079
Process 4 is executed. In process 4, process 2 and process 3 are performed for the object height coordinates (-Ox, -Oy) symmetrical to the object height coordinates (Ox, Oy). In this case, the wavefront aberration W is given by expression (1-17).
Figure DE112015002718T5_0079

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.

Figure DE112015002718T5_0080
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.
Figure DE112015002718T5_0080

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.

Figure DE112015002718T5_0081
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.
Figure DE112015002718T5_0081

Ausdruck (25) wird in Ausdruck (25') umgewandelt.Expression (25) is converted to Expression (25 ').

Figure DE112015002718T5_0082
Figure DE112015002718T5_0082

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.

Figure DE112015002718T5_0083
Figure DE112015002718T5_0083

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, Process 1 to Process 5 are performed for all degrees of freedom of eccentricity (δ 1 ... δ i ... δ j ) and all object height coordinates (Ox1, Oy1) ... (Oxq, Oyq) (q-point) , for which a wavefront measurement is performed, and the eccentric aberration sensitivity Bzil (Ox, Oy) is determined.

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]

Figure DE112015002718T5_0084
When the execution of Process 6 is completed, a matrix of the eccentric aberration sensitivities is obtained as follows. [Numeric expression 1]
Figure DE112015002718T5_0084

Darüber hinaus lautet das System linearer Gleichungen unter Verwendung der Matrix der exzentrischen Aberrationsempfindlichkeiten folgendermaßen. [Numerischer Ausdruck 2]

Figure DE112015002718T5_0085
In addition, the system of linear equations using the matrix of eccentric aberration sensitivities is as follows. [Numeric expression 2]
Figure DE112015002718T5_0085

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 numerical expression 2 is formed of Tz calculated from data obtained in an actual wavefront measurement. More precisely, it is a matrix of measurement data. A matrix multiplied by the matrix of eccentric aberration sensitivities on the right side is a matrix of magnitudes of displacements with a rotation at the time when the subject optical system is rotated by a certain angle about the first rotation axis. This is used as a matrix of the amounts of relocations.

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).

Figure DE112015002718T5_0086
Figure DE112015002718T5_0086

Der Ausdruck (3) kann als der folgende Ausdruck (26) ausgedrückt werden.

Figure DE112015002718T5_0087
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).
Figure DE112015002718T5_0087
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).

Figure DE112015002718T5_0088
Figure DE112015002718T5_0088

Der Ausdruck (4) kann als der folgende Ausdruck (27) ausgedrückt werden.

Figure DE112015002718T5_0089
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).
Figure DE112015002718T5_0089
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,δ12,...,δj)/2 als der folgende Ausdruck (28) ausgedrückt werden.

Figure DE112015002718T5_0090
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).
Figure DE112015002718T5_0090
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,δ12,...,δj)/2 als der folgende Ausdruck (29) ausgedrückt werden.

Figure DE112015002718T5_0091
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).
Figure DE112015002718T5_0091
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]

Figure DE112015002718T5_0092
As a result, the system of linear equations can be expressed as follows. [Numerical Expression 3]
Figure DE112015002718T5_0092

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 Numerical Expression 2 is -2 times as large as the amount of eccentricity of each lens surface the axis of rotation. For this reason, each detected element (δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) of the matrix is divided by displacement amounts by -2, and thereby the amount of eccentricity of each lens is determined on the basis of the rotation axis before the rotation of the objective optical system.

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]

Figure DE112015002718T5_0093
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 numerical expression 4, since the amount of displacement (δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) in the forward measurement is the same as the amount of displacement (δ 1 , δ 2 , ..., δ j ) in the backward measurement, the sign of the sensitivity should be considered in view of the way the subject optical system is subjected to the second rotation. In the case where the second rotation of the subject optical system is performed around the Y axis, for example, with respect to the eccentric aberration sensitivity, a shift in the X direction and a tilt in the A direction are both the degree of freedom of the sensitivity are the sign of the eccentric aberration sensitivity of the backward measurement for the forward measurement reversed. [Numeric expression 4]
Figure DE112015002718T5_0093

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]

Figure DE112015002718T5_0094
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 numerical expression 2, the number of degrees of eccentricity measurable is considered aggregated to the number of circles in Table 21, even though data of the first aberration component is used at many object heights. In particular, the number of circles may be considered as substantially an amount of information related to the eccentricity. [Table 21]
Figure DE112015002718T5_0094

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 numerical expressions 2, 3 and 4, it is possible to judge the degree of error propagation to the detected amount of eccentricity when an error in Tz is included, which is the data acquired from an actual wavefront measurement is calculated. The condition number can be calculated using a ratio of the maximum singular value to the minimum singular value of the matrix. The value of the condition number is smaller in the matrix with a smaller degree of error propagation. The minimum value of the condition number is 1. When the wavefront of the subject optical system is measured, countless methods are possible as a method of dropping a beam on the subject optical system. It is possible to improve the accuracy of the amount of eccentricity that can be detected by selecting an incidence method that reduces the condition number.

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).

Figure DE112015002718T5_0095
Figure DE112015002718T5_0095

Figure DE112015002718T5_0096
Figure DE112015002718T5_0096

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).

Figure DE112015002718T5_0097
Figure DE112015002718T5_0097

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).

Figure DE112015002718T5_0098
Figure DE112015002718T5_0098

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).

Figure DE112015002718T5_0099
Figure DE112015002718T5_0099

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.

Figure DE112015002718T5_0100
Figure DE112015002718T5_0100

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 wavefront analysis 1 or the wavefront analysis 2 and determining the wavefront aberration.

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.

36 illustriert eine Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform. Eine Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 enthält ein Lichtprojektionssystem 102, ein Lichtempfangssystem 103 und ein Halteelement 104. Darüber hinaus enthält die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 auch eine Hauptteileinheit 101. Die Hauptteileinheit 101 ist mit dem Lichtprojektionssystem 102, dem Lichtempfangssystem 103 und dem Halteelement 104 versehen. 36 illustrates a device for measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment. A device for measuring the amount of eccentricity 100 contains a light projection system 102 , a light receiving system 103 and a holding element 104 , In addition, the device for measuring the Exzentrizitätsbetrags contains 100 also a main unit 101 , The main unit 101 is with the light projection system 102 , the light receiving system 103 and the holding element 104 Mistake.

Das Lichtprojektionssystem 102 ist an einer Seite einer Messachse AXM angeordnet und das Lichtprojektionssystem 103 ist auf der anderen Seite angeordnet. Darüber hinaus ist das Halteelement 104 zwischen dem Lichtprojektionssystem 102 und dem Lichtempfangssystem 103 angeordnet. Auf diese Weise sind das Lichtprojektionssystem 102 und das Lichtempfangssystem 103 so vorgesehen, dass sie einander gegenüberliegen, wobei das Halteelement 104 dazwischen angeordnet ist.The light projection system 102 is disposed on a side of a measuring axis AX M and the light projection system 103 is arranged on the other side. In addition, the retaining element 104 between the light projection system 102 and the light receiving system 103 arranged. In this way, the light projection system 102 and the light receiving system 103 provided so that they face each other, wherein the retaining element 104 is arranged in between.

Das Lichtprojektionssystem 102 erzeugt einen Lichtstrahl, der an ein gegenständliches optisches System 105 anzulegen ist. Um dies zu erreichen, enthält das Lichtprojektionssystem 102 eine Lichtquelle. Beispiele der Lichtquelle enthalten einen Laser, eine LED, eine Halogenlampe und eine Xenonlampe.The light projection system 102 produces a beam of light which is incident on an objective optical system 105 is to create. To accomplish this, the light projection system includes 102 a light source. Examples of the light source include a laser, an LED, a halogen lamp and a xenon lamp.

Darüber hinaus kann das Lichtprojektionssystem 102 ein optisches System enthalten. Eine sphärische Welle kann durch Verdichten des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts durch das optische System erzeugt werden. In addition, the light projection system 102 contain an optical system. A spherical wave can be generated by condensing the light emitted by the light source through the optical system.

In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 ist das Lichtprojektionssystem 102 auf einem Führungsgestell 107 fixiert, wobei ein Halteelement 106 dazwischen angeordnet ist. Das Führungsgestell 107 ist auf einem Führungsgestell 108 fixiert. Das Führungsgestell 108 ist auf der Hauptteileinheit 101 fixiert.In the device for measuring the amount of eccentricity 100 is the light projection system 102 on a guide frame 107 fixed, with a holding element 106 is arranged in between. The guide frame 107 is on a guide frame 108 fixed. The guide frame 108 is on the bulk unit 101 fixed.

Beide Führungsgestelle, das Führungsgestell 107 und das Führungsgestell 108, sind ein Gestell, das sich in eine Richtung bewegt. Die Bewegungsrichtung des Führungsgestells 107 ist orthogonal zur Bewegungsrichtung des Führungsgestells 108. Aus diesem Grund kann das Lichtprojektionssystem 102 durch das Führungsgestell 107 und das Führungsgestell 108 in einer zur Messachse AXM orthogonalen Ebene (hier nachfolgend als „in einer OxOy-Ebene” bezeichnet) bewegt werden. Die Messachse AXM stimmt mit der Oz-Achse überein.Both guide frames, the guide frame 107 and the guide frame 108 , are a frame that moves in one direction. The direction of movement of the guide frame 107 is orthogonal to the direction of movement of the guide frame 108 , For this reason, the light projection system 102 through the guide frame 107 and the guide frame 108 in a plane orthogonal to the measuring axis AX M (hereinafter referred to as "in an OxOy plane"). The measuring axis AX M coincides with the Oz axis.

Das gegenständliche optische System 105 wird auf dem Halteelement 104 platziert. Hier befindet sich das gegenständliche optische System 105 in einem exzentrischen Zustand. Aus diesem Grund ist das gegenständliche optische System 105 so angeordnet, dass der wesentliche Mittelpunkt gegenständlichen optischen Systems 105 mit der Messachse AXM übereinstimmt. Aus diesem Grund ist die Position des gegenständlichen optischen Systems 105 vorzugsweise in der OxOy-Ebene justierbar.The objective optical system 105 is on the retaining element 104 placed. Here is the objective optical system 105 in an eccentric state. For this reason, the objective optical system 105 arranged so that the main focus objective optical system 105 coincides with the measuring axis AX M. For this reason, the position of the subject optical system 105 preferably adjustable in the OxOy plane.

Ein Halteelement 109 ist zum Beispiel zwischen dem Halteelement 104 und dem gegenständlichen optischen System 105 angeordnet. Das Halteelement 109 wird aus zwei Führungsgestellen gebildet. Die zwei Führungsgestelle sind auf die gleiche Weise wie das Führungsgestell 107 und das Führungsgestell 108 kombiniert. Dadurch ist es möglich, die Position des gegenständlichen optischen Systems 105 in der OxOy-Ebene anzupassen.A holding element 109 is for example between the holding element 104 and the subject optical system 105 arranged. The holding element 109 is made up of two guide frames. The two guide racks are in the same way as the guide frame 107 and the guide frame 108 combined. This makes it possible to determine the position of the objective optical system 105 in the OxOy level.

Auf diese Weise weist das Halteelement 109 eine Justierfunktion in der OxOy-Ebene auf. Das Halteelement 109 kann mit anderen Funktionen versehen sein. Die Funktionen werden später beschrieben.In this way, the holding element 109 an adjustment function in the OxOy plane. The holding element 109 can be provided with other functions. The functions will be described later.

Nachdem das gegenständliche optische System 105 auf dem Halteelement 109 platziert ist, wird ein Lichtstrahl aus einer Position auf der Messachse AXM an das gegenständliche optische System 105 angelegt. Danach wird eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus vom Lichtempfangssystem 103 erfassten Wellenfrontdaten extrahiert. Die Position des gegenständlichen optischen Systems 105 kann justiert werden, um die vorbestimmte Aberrationskomponente zu minimieren.After the objective optical system 105 on the retaining element 109 is placed, a light beam from a position on the measuring axis AX M to the objective optical system 105 created. Thereafter, a predetermined aberration component is outputted from the light receiving system 103 extracted wavefront data extracted. The position of the objective optical system 105 can be adjusted to minimize the predetermined aberration component.

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 105 kann so justiert werden, dass der mit der Neigung verbundene Aberrationsbetrag und der Aberrationsbetrag der Koma minimiert werden und dass der mit dem Brennpunkt verbundene Aberrationsbetrag wesentlich gleich der Aberration in der Konstruktion gemacht wird.For example, by using the Zernike polynomial, the amount of aberration associated with the tilt, the amount of aberration of a coma, and the amount of aberration associated with the focus are extracted. The position of the objective optical system 105 can be adjusted so that the amount of aberration associated with the tilt and the amount of aberration of the coma are minimized and that the amount of aberration associated with the focal point is made substantially equal to the aberration in the design.

Darüber hinaus gibt es optische Systeme mit verschiedenen Spezifikationen als das gegenständliche optische System 105. Aus diesem Grund unterscheiden sich die vordere Fokuslage und die hintere Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 105 je nach dem gegenständlichen optischen System 105. In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 ist das Lichtprojektionssystem 102 in der vorderen Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 105 angeordnet und das Lichtempfangssystem 103 ist in der hinteren Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 105 angeordnet.In addition, there are optical systems with different specifications than the subject optical system 105 , For this reason, differ the front focal position and the rear focal position of the subject optical system 105 depending on the subject optical system 105 , In the device for measuring the amount of eccentricity 100 is the light projection system 102 in the front focus position of the subject optical system 105 arranged and the light receiving system 103 is in the rear focus position of the subject optical system 105 arranged.

Um eine Messung des Exzentrizitätsbetrags für das gegenständliche optische System 105 verschiedener Arten zu ermöglichen, ist es erforderlich, dass mindestens zwei der Folgenden entlang der Messachse AXM beweglich sind: das Lichtprojektionssystem 102, das Halteelement 104 und das Lichtempfangssystem 103. Im System zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 wird das Halteelement 104 von einem Bewegungsmechanismus 110 gehalten. Durch Führen des Führungsmechanismus 110 ist es möglich, das Halteelement 104, das heißt, das gegenständliche optische System 105 entlang der Messachse AXM zu bewegen.To measure the amount of eccentricity for the subject optical system 105 of different types, it is necessary that at least two of the following are movable along the measuring axis AX M : the light projection system 102 , the retaining element 104 and the light receiving system 103 , In the system for measuring the amount of eccentricity 100 becomes the retaining element 104 from a movement mechanism 110 held. By guiding the guide mechanism 110 is it possible the retaining element 104 that is, the objective optical system 105 to move along the measuring axis AX M.

Das alleinige Bewegen des Halteelements 104 ermöglicht jedoch nur, dass bewirkt wird, dass entweder das Lichtprojektionssystem 102 oder das Lichtempfangssystem 103 mit der Fokuslage übereinstimmt. Aus diesem Grund wird entweder das Lichtprojektionssystem 10 oder das Lichtempfangssystem 103 entlang der Messachse AXM bewegbar gemacht. Andernfalls können das Lichtprojektionssystem 102 und das Lichtempfangssystem 103 bewegbar sein, anstatt keinen Bewegungsmechanismus 110 einzuschließen.The sole movement of the retaining element 104 however, only allows that causes either the light projection system 102 or the light receiving system 103 coincides with the focus position. Out This is why either the light projection system 10 or the light receiving system 103 made movable along the measuring axis AX M. Otherwise, the light projection system can 102 and the light receiving system 103 be movable instead of no movement mechanism 110 include.

Darüber hinaus kann ein Halteelement 111 zwischen dem Lichtprojektionssystem 102 und dem Halteelement 104 vorgesehen werden. Das Halteelement 111 wird in einer Position vorgesehen, um das gegenständliche optische System 105 zu halten. Wenn die Gesamtlänge des gegenständlichen optischen Systems 105 lang ist, kann das gegenständliche optische System 105 stabil mit dem Halteelement 111 gehalten werden. Das Halteelement 111 kann mit anderen Funktionen versehen sein. Die Funktionen werden später beschrieben.In addition, a retaining element 111 between the light projection system 102 and the holding element 104 be provided. The holding element 111 is provided in a position to the subject optical system 105 to keep. When the total length of the subject optical system 105 is long, the objective optical system 105 stable with the retaining element 111 being held. The holding element 111 can be provided with other functions. The functions will be described later.

Das Lichtempfangssystem 103 enthält eine Wellenfront-Messeinrichtung. Die Wellenfront-Messeinrichtung ist auf einer hinteren Brennebene des gegenständlichen optischen Systems 105 angeordnet. Die Wellenfront-Messeinrichtung ist zum Beispiel ein SH-Sensor. 37A und 37B sind Diagramme, die eine Struktur und eine Funktion des SH-Sensors illustrieren, wobei 37A einen Zustand in dem Fall illustriert, in dem man eine ebene Welle auf den SH-Sensor einfallen lässt, und 37B einen Zustand in dem Fall illustriert, in dem man eine nicht ebene Welle auf den SH-Sensor einfallen lässt.The light receiving system 103 contains a wavefront measuring device. The wavefront measuring device is on a rear focal plane of the subject optical system 105 arranged. The wavefront measuring device is, for example, an SH sensor. 37A and 37B are diagrams illustrating a structure and a function of the SH sensor wherein 37A illustrates a condition in the case where a plane wave is incident on the SH sensor, and 37B illustrates a condition in the case where a non-planar wave is incident on the SH sensor.

Ein SH-Sensor 120 wird aus einer Mikrolinsenanordnung 121 und einem Abbildungselement 122 gebildet. Das Abbildungselement 122 ist beispielsweise ein CCD oder ein CMOS. Es wird angenommen, dass die Mikrolinsen in der Struktur in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind und jede der Mikrolinsen keine Aberration aufweist.An SH sensor 120 becomes from a microlens arrangement 121 and an imaging element 122 educated. The picture element 122 is for example a CCD or a CMOS. It is assumed that the microlenses are arranged in the structure at regular intervals and each of the microlenses has no aberration.

Im SH-Sensor 120 wird der auf den SH-Sensor 120 einfallen gelassene Lichtstrahl durch die Mikrolinsenanordnung 121 verdichtet. In dieser Zeit wird die gleiche Anzahl an Lichtpunktbildern wie die Anzahl der Mikrolinsen, durch die der Lichtstrahl übertragen wurde, in der verdichtenden Position gebildet. Das Abbildungselement 122 ist an der verdichtenden Position angeordnet. Jedes der Lichtpunktbilder wird vom Abbildungselement 122 empfangen. Im Abbildungselement 122 sind winzige Lichtempfangselemente auf zweidimensionale Weise angeordnet. Deshalb ist es möglich, Positionen der jeweiligen Lichtpunktbilder zu erkennen.In the SH sensor 120 is the on the SH sensor 120 incident light beam through the microlens array 121 compacted. In this time, the same number of light spot images as the number of microlenses through which the light beam was transmitted is formed in the condensing position. The picture element 122 is located at the compacting position. Each of the spot images is from the imaging element 122 receive. In the picture element 122 Tiny light receiving elements are arranged in a two-dimensional manner. Therefore, it is possible to recognize positions of the respective light spot images.

Wenn eine ebene Welle auf den SH-Sensor 120 einfallen gelassen wird, werden in regelmäßigen Intervallen Lichtpunktbilder gebildet, wie in 37A illustriert. Im Gegensatz dazu werden nicht in regelmäßigen Intervallen Lichtpunktbilder gebildet, wenn eine nicht ebene Welle auf den SH-Sensor 120 einfallen gelassen wird, wie in 37B illustriert. Auf diese Weise hängen die Positionen der jeweiligen Lichtpunktbilder von der Form der auf den SH-Sensor 120 einfallen gelassenen Wellenfront ab, das heißt vom Ausmaß des Auftretens der Wellenfrontaberration.If a plane wave on the SH sensor 120 light spots are formed at regular intervals, as in 37A illustrated. In contrast, light spot images are not formed at regular intervals when a non-planar wave is incident on the SH sensor 120 is thought of as in 37B illustrated. In this way, the positions of the respective light spot images depend on the shape of the SH sensor 120 incident wavefront, that is, the extent of the occurrence of wavefront aberration.

Wenn eine zu messende Wellenfront auf den SH-Sensor 120 einfallen gelassen wird, wird die Wellenfront durch die Mikrolinsenanordnung 121 aufgeteilt. Als Ergebnis wird die Wellenfront auf die Abbildungsoberfläche des Abbildungselements 122 als eine Vielzahl der Lichtpunktbilder projiziert. Die Wellenfrontaberration kann von Beträgen der Versetzung der Lichtpunktbildpositionen von Bezugspositionen gemessen werden.When a wavefront to be measured on the SH sensor 120 is thought to be the wavefront through the microlens array 121 divided up. As a result, the wavefront becomes the imaging surface of the imaging element 122 projected as a plurality of the light spot images. The wavefront aberration can be measured from amounts of offset of the light spot image positions of reference positions.

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 37A.The reference positions are positions of the spot images formed when a plane reference wave is incident on the SH sensor in advance and the plane wave is projected (see: Data Processing of Shack-Hartmann Mirror Surface Measurement Apparatus, Report of the National Astronomical Observatory of Japan (Vol. 2, No. 2), p. 431-446). These are the positions of the respective light spot images in 37A ,

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 103, das heißt, die Wellenfront-Messeinrichtung eine Systemaberration aufweist. 38A, 38B, 38C und 38D sind Diagramme, die eine Systemaberration im SH-Sensor 120 illustrieren, wobei 38A den Fall illustriert, in dem das Substrat gekrümmt ist, 38B den Fall illustriert, in dem das Substrat geneigt ist, 38C den Fall illustriert, in dem ein Fehler im Linsenpitch auftritt, und 38D den Fall illustriert, in dem die Brennweite zwischen den Linsen abweicht.As described above, there are cases where the light receiving system 103 that is, the wavefront measuring device has a system aberration. 38A . 38B . 38C and 38D are diagrams showing a system aberration in the SH sensor 120 illustrate, where 38A illustrates the case where the substrate is curved, 38B illustrates the case where the substrate is tilted, 38C illustrates the case in which an error in the lens pitch occurs, and 38D illustrates the case where the focal length differs between the lenses.

Im SH-Sensor 120 wird die Mikrolinsenanordnung 121 aus einem Substrat 121a und Mikrolinsen 121b gebildet. In 38A weisen die Mikrolinsen 121b die gleiche Brennweite auf, aber das Substrat 121a ist gekrümmt. In diesem Fall wird die Anordnung der Mikrolinsen 121b ungleichmäßig. Auch wenn eine ebene Welle einfallen gelassen wird, werden aus diesem Grund die Intervalle zwischen Lichtpunktbildern ebenfalls ungleichmäßig.In the SH sensor 120 becomes the microlens array 121 from a substrate 121 and microlenses 121b educated. In 38A have the microlenses 121b the same focal length on, but the substrate 121 is curved. In this case, the arrangement of the microlenses 121b uneven. For this reason, even if a plane wave is invaded, the intervals between light spot images also become uneven.

Darüber hinaus ist die optische Achse der Mikrolinse 121b nach außen gerichtet, wenn sich die Position der Mikrolinse 121b der Peripherie annähert. Aus diesem Grund weitet sich das Intervall zwischen den Lichtpunktbildern sukzessiv zum peripheren Teil.In addition, the optical axis of the microlens 121b directed outward when the position of the microlens 121b approximates the periphery. For this reason, the interval between the light spot images successively widens to the peripheral part.

Darüber hinaus ist in 38B das Substrat 121a nicht gekrümmt und die Mikrolinsen 121b sind regelmäßig angeordnet. Außerdem weisen die Mikrolinsen 121b die gleiche Brennweite auf. Die gesamte Mikrolinsenanordnung 121 ist jedoch in Bezug auf das Abbildungselement 122 geneigt. Wenn in diesem Fall eine ebene Welle einfallen gelassen wird, werden Lichtpunktbilder in regelmäßigen Intervallen gebildet. Die gesamten Lichtpunktbilder sind jedoch zu Positionen bewegt, die von ihren ursprünglichen Positionen verschoben sind.In addition, in 38B the substrate 121 not curved and the microlenses 121b are arranged regularly. In addition, the microlenses exhibit 121b the same focal length. The entire microlens array 121 is, however, in relation to the imaging element 122 inclined. In this case, when a plane wave is incident, spot images are formed at regular intervals. However, the entire light spot images are moved to positions shifted from their original positions.

Darüber hinaus ist in 38C das Substrat 121a nicht gekrümmt und die Mikrolinsen 121b weisen die gleiche Brennweite auf. Die Anordnung der Mikrolinsen 121b ist jedoch ungleichmäßig. Auch wenn eine ebene Welle einfallen gelassen wird, werden aus diesem Grund die Intervalle zwischen den Lichtpunktbildern ebenfalls ungleichmäßig.In addition, in 38C the substrate 121 not curved and the microlenses 121b have the same focal length. The arrangement of the microlenses 121b is however uneven. For this reason, even if a plane wave is incident, the intervals between the light spot images also become uneven.

Darüber hinaus ist in 38D das Substrat 121a nicht gekrümmt. Die Mikrolinsen 121b weisen jedoch unterschiedliche Brennweiten auf. Da es Mikrolinsen mit verschiedenen externen Formen gibt, wird in diesem Fall die Anordnung der Mikrolinsen 121b ungleichmäßig. Auch wenn eine ebene Welle einfallen gelassen wird, werden aus diesem Grund die Intervalle zwischen Lichtpunktbildern ebenfalls ungleichmäßig.In addition, in 38D the substrate 121 not curved. The microlenses 121b However, they have different focal lengths. Since there are microlenses with different external shapes, in this case, the arrangement of microlenses 121b uneven. For this reason, even if a plane wave is invaded, the intervals between light spot images also become uneven.

Wenn ein Fertigungsfehler in den Mikrolinsen 121b auftritt, enthält die Wellenfront-Messeinrichtung 103 auf diese Weise eine Systemaberration. In diesem Fall sind die Positionen der jeweiligen Lichtpunktbilder, die auf dem Abbildungselement 122 gebildet werden, von den Positionen der Lichtpunktbilder verschieden, die mit der zu messenden Wellenfront gebildet werden.If a manufacturing error in the microlenses 121b occurs, contains the wavefront measuring device 103 in this way a system aberration. In this case, the positions of the respective light spot images on the imaging element 122 are different from the positions of the light spot images formed with the wavefront to be measured.

In diesem Fall gibt es ein Verfahren, bei dem vorab eine ebene Welle auf den SH-Sensor 120 einfallen gelassen wird, um die Positionen der jeweiligen Lichtpunktbilder zu ermitteln, und bei dem die ermittelten Positionen als Bezugspositionen verwendet werden. Die ebene Welle, die verwendet wird, wenn die Bezugspositionen ermittelt werden, und die zu messende Wellenfront durchlaufen im Wesentlichen das gleiche Messsystem. Durch vorangehendes Ermitteln der Bezugspositionen ist es aus diesem Grund möglich, die zu messende Wellenfront genau zu messen, indem die Systemaberration aufgehoben wird, auch wenn die Systemaberration existiert.In this case, there is a method in which a plane wave is applied in advance to the SH sensor 120 is considered to determine the positions of the respective light spot images, and in which the determined positions are used as reference positions. The plane wave used when the reference positions are detected and the wavefront to be measured pass through substantially the same measurement system. For this reason, by previously determining the reference positions, it is possible to accurately measure the wavefront to be measured by canceling the system aberration, even if the system aberration exists.

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 100 ist das Lichtprojektionssystem 102 in der vorderen Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 105 angeordnet. Wenn die Lichtquelle des Lichtprojektionssystems 102 eine Punkt-Lichtquelle ist, wird eine sphärische Welle von einem Licht abstrahlenden Teil der Lichtquelle abgestrahlt. In diesem Fall ist das Lichtprojektionssystem 102 so angeordnet, dass die vordere Brennebene des gegenständlichen optischen Systems 105 mit dem Licht abstrahlenden Teil übereinstimmt.In the device for measuring the amount of eccentricity 100 is the light projection system 102 in the front focus position of the subject optical system 105 arranged. When the light source of the Light projection system 102 is a point light source, a spherical wave is radiated from a light-emitting part of the light source. In this case, the light projection system 102 arranged so that the front focal plane of the objective optical system 105 coincides with the light radiating part.

Die Lichtquelle des Lichtprojektionssystems 102 ist nicht auf eine Punkt-Lichtquelle beschränkt. Es reicht aus, dass die Lichtquelle des Lichtprojektionssystems 102 einen Licht abstrahlenden Teil enthält, der im Wesentlichen als eine Punkt-Lichtquelle angesehen werden kann. Der Licht abstrahlende Teil muss nicht selbst Licht abstrahlen. Eine sphärische Welle wird zum Beispiel von einem kleinen Loch durch Beleuchten des kleinen Lochs abgestrahlt. In diesem Fall kann das kleine Loch als eine Punkt-Lichtquelle angesehen werden.The light source of the light projection system 102 is not limited to a point light source. It is sufficient that the light source of the light projection system 102 includes a light-emitting part that can be considered substantially as a point light source. The light-emitting part does not have to emit light itself. For example, a spherical wave is radiated from a small hole by illuminating the small hole. In this case, the small hole can be regarded as a point light source.

Der von der Lichtquelle des Lichtprojektionssystems 102 abgestrahlte Lichtstrahl wird über einen achsenfernen Bereich des gegenständlichen optischen Systems 105 übertragen. Der vom gegenständlichen optischen System 105 abgestrahlte Lichtstrahl wird auf die hintere Brennebene des gegenständlichen optischen Systems 105 projiziert.That of the light source of the light projection system 102 radiated light beam is over an off-axis area of the subject optical system 105 transfer. That of the objective optical system 105 radiated light beam is applied to the rear focal plane of the subject optical system 105 projected.

Wie oben beschrieben ist die Lichtquelle des Lichtprojektionssystems 102 in der OxOy-Ebene durch das Führungsgestell 107 und das Führungsgestell 108 bewegbar. Aus diesem Grund ist es durch Bewegen der Strahlungsposition in der OxOy-Ebene möglich, die Position des Lichtstrahls zu bewegen, der das gegenständliche optische System 105 durchläuft.As described above, the light source of the light projection system 102 in the OxOy plane through the guide frame 107 and the guide frame 108 movable. For this reason, by moving the radiation position in the OxOy plane, it is possible to move the position of the light beam that is the objective optical system 105 passes.

Hier ist das Lichtempfangssystem 103, zum Beispiel die Wellenfront-Messeinrichtung, in der hinteren Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 105 angeordnet. Aus diesem Grund ändert sich nur der Einfallswinkel des auf das Lichtempfangssystem (die Wellenfront-Messeinrichtung) 103 einfallen gelassenen Lichtstrahls, auch wenn die Position des das gegenständliche optische System 105 durchlaufenden Lichtstrahls geändert wird.Here is the light receiving system 103 , For example, the wavefront measuring device, in the rear focal position of the subject optical system 105 arranged. For this reason, only the angle of incidence of the light receiving system (the wavefront measuring device) changes. 103 incident light beam, even if the position of the subject optical system 105 is changed by passing light beam.

Auf diese Weise ist es in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 möglich, durch Bewegen der Lichtquelle (Objektpunkt) des Lichtprojektionssystems 102 in der OxOy-Ebene achsenferne Wellenfrontdaten und axiale Wellenfrontdaten zu erfassen, ohne das gegenständliche optische System 105 oder das Lichtempfangssystem (Wellenfront-Messeinrichtung) 103 zu bewegen.In this way it is in the device for measuring the amount of eccentricity 100 possible by moving the light source (object point) of the light projection system 102 To capture in the OxOy plane off-axis wavefront data and axial wavefront data, without the objective optical system 105 or the light receiving system (wavefront measuring device) 103 to move.

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 100 eine Verarbeitungseinrichtung 112 enthalten. Die Verarbeitungseinrichtung 112 ist über ein Kabel 113 mit dem Lichtprojektionssystem 102, dem Lichtempfangssystem 103, dem Führungsgestell 107 und dem Führungsgestell 108 verbunden. Die Lichtprojektion 102 ist mit der Verarbeitungseinrichtung 112 über das Halteelement 106 verbunden, aber kann nicht über das Halteelement 106 verbunden sein. Die Verbindung mit dem Halteelement 109 kann nach der Funktion des Halteelements 109 ermittelt werden.In addition, the device for measuring the Exzentrizitätsbetrags 100 a processing device 112 contain. The processing device 112 is over a cable 113 with the light projection system 102 , the light receiving system 103 , the guide frame 107 and the guide frame 108 connected. The light projection 102 is with the processing device 112 over the retaining element 106 connected, but can not over the holding element 106 be connected. The connection with the retaining element 109 can after the function of the holding element 109 be determined.

Die Verarbeitungseinrichtung 112 führt den Erfassungsschritt, den ersten Extrahierungsschritt, den zweiten Extrahierungsschritt und den Analyseschritt aus. Im Erfassungsschritt werden Wellenfrontdaten auf Basis des Lichtstrahls erfasst, der vom gegenständlichen optischen System abgestrahlt wird. Im ersten Extrahierungsschritt wird eine vorbestimmte Aberrationskomponente aus den Wellenfrontdaten extrahiert. Im zweiten Extrahierungsschritt wird eine erste Aberrationskomponente aus dem vorbestimmten Aberrationsschritt extrahiert. Im Analyseschritt wird ein System linearer Gleichungen für die erste Aberrationskomponente, exzentrische Aberrationsempfindlichkeit und den Exzentrizitätsbetrag analysiert.The processing device 112 performs the acquisition step, the first extraction step, the second extraction step, and the analysis step. In the detection step, wavefront data is detected based on the light beam emitted from the subject optical system. In the first extraction step, a predetermined aberration component is extracted from the wavefront data. In the second extraction step, a first aberration component is extracted from the predetermined aberration step. In the analysis step, a system of linear equations for the first aberration component, eccentric aberration sensitivity, and the amount of eccentricity is analyzed.

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 1 erläutert. Dementsprechend wird hier auf eine Erklärung davon verzichtet. The steps, the aberration component, the predetermined aberration component, the first aberration component and the eccentric aberration component have already been described with reference to the flowchart of FIG 1 explained. Accordingly, an explanation thereof is omitted here.

Auf diese Weise ist die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 fähig, das Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach der vorliegenden Ausführungsform auszuführen. Deshalb ist es nach der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 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, the device for measuring the Exzentrizitätsbetrags 100 capable of carrying out the method of measuring the amount of eccentricity according to the present embodiment. Therefore, according to the eccentricity amount measuring apparatus, 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.

39A und 39B illustrieren Modifikationen des Lichtprojektionssystems. 39A illustriert eine erste Modifikation und 39B illustriert eine zweite Modifikation. 39A and 39B illustrate modifications of the light projection system. 39A illustrates a first modification and 39B illustrates a second modification.

Die erste Modifikation wird in 39A illustriert. Ein Lichtprojektionssystem 130 enthält eine Lichtquelle 131, einen Lichtwellenleiter 132 und eine Abstrahlungseinheit 133. Eine Seite des Lichtwellenleiters 132 ist mit der Lichtquelle 131 verbunden und die andere Seite des Lichtwellenleiters 132 ist mit der Abstrahlungseinheit 133 verbunden.The first modification will be in 39A illustrated. A light projection system 130 contains a light source 131 , an optical fiber 132 and a radiation unit 133 , One side of the fiber optic cable 132 is with the light source 131 connected and the other side of the optical fiber 132 is with the radiation unit 133 connected.

Von der Lichtquelle 131 abgestrahltes Licht wird auf den Lichtwellenleiter 132 einfallen gelassen, breitet sich durch das Innere des Lichtwellenleiters 132 aus und erreicht die Abstrahlungseinheit 133. Im Lichtprojektionssystem 130 ist die Abstrahlungseinheit 133 klein, auch wenn die Lichtquelle 131 eine große Größe aufweist. Da die Abstrahlungseinheit 133 an der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 angebracht ist, ist es möglich, eine Vergrößerung der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 zu verhindern. Die Abstrahlungseinheit 133 kann gegebenenfalls ein optisches System enthalten.From the light source 131 radiated light is transmitted to the optical fiber 132 invaded, spreads through the interior of the optical fiber 132 and reaches the radiation unit 133 , In the light projection system 130 is the radiation unit 133 small, even if the light source 131 has a large size. As the radiation unit 133 on the device for measuring the amount of eccentricity 100 is attached, it is possible to increase the size of the device for measuring the amount of eccentricity 100 to prevent. The radiation unit 133 may optionally include an optical system.

Darüber hinaus sind im Lichtprojektionssystem 130 die Lichtquelle 131 und die Abstrahlungseinheit 133 durch den Lichtwellenleiter 132 miteinander verbunden. In diesem Fall ist es möglich, relative Positionen der Lichtquelle 131 und der Abstrahlungseinheit 133 nach Wunsch zu ändern. Dementsprechend muss die Lichtquelle 131 nicht an der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 angebracht sein. Als Ergebnis ist es möglich, eine Vergrößerung der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 zu verhindern, auch wenn die Lichtquelle 131 eine große Größe aufweist.In addition, in the light projection system 130 the light source 131 and the radiation unit 133 through the fiber optic cable 132 connected with each other. In this case, it is possible relative positions of the light source 131 and the radiation unit 133 to change as desired. Accordingly, the light source needs 131 not on the device for measuring the amount of eccentricity 100 to be appropriate. As a result, it is possible to enlarge the apparatus for measuring the amount of eccentricity 100 to prevent, even if the light source 131 has a large size.

Die zweite Modifikation wird in 39B illustriert. In der zweiten Modifikation enthält das Lichtprojektionssystem 140 ein Substrat 141 und Lichtquellen 142. Die Lichtquellen 142 sind auf eine gitterförmige Weise angeordnet. Die Strahlungsposition kann durch Abstrahlen eines Lichtstrahls von einer beliebigen der Lichtquellen 142 geändert werden. Dementsprechend sind das Führungsgestell 107 und das Führungsgestell 108 in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 in der zweiten Modifikation nicht notwendig.The second modification is in 39B illustrated. In the second modification, the light projection system includes 140 a substrate 141 and light sources 142 , The light sources 142 are arranged in a grid-like manner. The radiation position may be obtained by radiating a light beam from any of the light sources 142 be changed. Accordingly, the guide frame 107 and the guide frame 108 in the device for measuring the amount of eccentricity 100 not necessary in the second modification.

In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 kann eine erste Drehung durchgeführt werden. Wenn die erste Drehung durchgeführt wird, kann das Halteelement 109 als ein Drehgestell verwendet werden. 40A und 40B sind Diagramme, die eine Positionsrelation zwischen dem Halteelement und der Messachse illustrieren, wobei 40A den Fall illustriert, in dem die erste Drehachse mit der Messachse übereinstimmt, und 40B den Fall illustriert, in dem die erste Drehachse nicht mit der Messachse übereinstimmt.In the device for measuring the amount of eccentricity 100 a first turn can be made. When the first rotation is performed, the retaining element can 109 be used as a bogie. 40A and 40B are diagrams illustrating a positional relationship between the holding member and the measuring axis, wherein 40A illustrates the case where the first axis of rotation coincides with the measuring axis, and 40B illustrates the case where the first axis of rotation does not coincide with the measuring axis.

Wenn das Halteelement 109 als das Drehgestell verwendet wird, kann die erste Drehung mit dem Halteelement 109 durchgeführt werden. Wie in 40A illustriert, stimmt eine Drehachse AXR1 des Halteelements 109, das heißt, die erste Drehachse vorzugsweise mit der Messachse AXM überein. In diesem Fall können die Systemaberrationskomponente und die Konstruktionsaberrationskomponenten unter Verwendung des Ausdrucks (18) entfernt werden.When the retaining element 109 as the bogie is used, the first rotation with the holding element 109 be performed. As in 40A illustrated, a rotation axis AX R1 of the holding element is correct 109 that is, the first axis of rotation preferably coincides with the measuring axis AX M. In this case, the system aberration component and the design aberration components may be removed using expression (18).

Es ist jedoch schwierig, die Drehachse AXR1 des Halteelements 109 mit der Messachse AXM übereinstimmend zu machen. Aus diesem Grund stimmt die Drehachse AXR1 des Halteelements 109 nicht mit der Messachse AXM überein, wie in 40B illustriert. In diesem Fall können die Systemaberrationskomponente und die Konstruktionsaberrationskomponenten unter Verwendung des Ausdrucks (20) entfernt werden.However, it is difficult, the axis of rotation AX R1 of the holding element 109 to coincide with the measuring axis AX M. For this reason, the rotation axis AX R1 of the holding element is correct 109 not coincide with the measuring axis AX M , as in 40B illustrated. In this case, the system aberration component and the design aberration components may be removed using expression (20).

Wie oben beschrieben kann das Halteelement 109 mit der Drehfunktion versehen sein, anstatt der Justierfunktion in der OxOy-Ebene oder der Justierfunktion in der Richtung entlang der Messachse AXM. Andernfalls kann das Halteelement 109 mit diesen drei Funktionen versehen sein.As described above, the retaining element 109 be provided with the turning function instead of the adjustment function in the OxOy plane or the adjustment function in the direction along the measuring axis AX M. Otherwise, the retaining element 109 be provided with these three functions.

Es folgt eine Erläuterung der Modifikationen des Halteelements 109. 41A und 41B sind Diagramme, die Modifikationen des Halteelements illustrieren, wobei 41A eine erste Modifikation illustriert und 41B eine zweite Modifikation illustriert. The following is an explanation of the modifications of the holding member 109 , 41A and 41B FIG. 12 are diagrams illustrating modifications of the holding member, wherein FIG 41A illustrates a first modification and 41B illustrates a second modification.

In der in 36 illustrierten Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 ist die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 so konfiguriert, dass die Messachse AXM mit der vertikalen Richtung im Papier übereinstimmt. Die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 kann jedoch um 90° gedreht werden, wodurch die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 so konfiguriert wird, dass die Messachse AXM mit der horizontalen Richtung im Papier übereinstimmt. In der Konfiguration, in der die Messachse AXM mit der horizontalen Richtung im Papier übereinstimmt, kann das Halteelement 109 folgendermaßen konfiguriert sein.In the in 36 illustrated device for measuring the Exzentrizitätsbetrags 100 is the device for measuring the amount of eccentricity 100 configured so that the measuring axis AX M coincides with the vertical direction in the paper. The device for measuring the amount of eccentricity 100 However, it can be rotated by 90 °, whereby the device for measuring the Exzentrizitätsbetrags 100 is configured so that the measuring axis AX M coincides with the horizontal direction in the paper. In the configuration in which the measuring axis AX M coincides with the horizontal direction in the paper, the holding element can 109 be configured as follows.

In der ersten Modifikation ist das Halteelement 109 aus einem V-Block 150 gebildet, wie in 41A illustriert. Hier wird das gegenständliche optische System 105 mit einem zylindrischen Montagegestell 151 gehalten. Das Montagegestell 151 wird in einem V-förmigen vertieften Teil gehalten. Zwei geneigte Oberflächen des vertieften Teils berühren die externe umlaufende Oberfläche des Montagegestells 151. Die erste Drehung kann durch Drehen des Linsentubus durchgeführt werden, wobei der Berührungszustand beibehalten wird.In the first modification, the retaining element 109 from a V block 150 formed as in 41A illustrated. Here is the objective optical system 105 with a cylindrical mounting frame 151 held. The mounting frame 151 is held in a V-shaped recessed part. Two inclined surfaces of the recessed part contact the external peripheral surface of the mounting frame 151 , The first rotation can be performed by rotating the lens barrel while maintaining the contact state.

In der zweiten Modifikation ist das Halteelement 109 aus einem Drehmotor 152 gebildet, wie in 41B illustriert. Das gegenständliche optische System 105 wird vom Montagegestell 151 gehalten. Das Montagegestell 151 ist mit dem Drehmotor 152 verbunden. Die erste Drehung kann durch Drehen des Drehmotors 152 durchgeführt werden.In the second modification, the retaining element 109 from a rotary motor 152 formed as in 41B illustrated. The objective optical system 105 gets off the rack 151 held. The mounting frame 151 is with the rotary motor 152 connected. The first rotation can be done by turning the motor 152 be performed.

Darüber hinaus ist das Halteelement 111 mit der Funktion versehen, beim Halten des gegenständlichen optischen Systems 105 zu helfen, aber das Halteelement 111 kann mit einer Funktion zum Durchführen der zweiten Drehung versehen sein. 42A und 42B sind Diagramme, die einen Zustand illustrieren, in dem die zweite Drehung durchgeführt wird, wobei 42A einen Zustand vor der Bewegung des Halteelements illustriert und 42B einen Zustand nach der Bewegung des Halteelements illustriert.In addition, the retaining element 111 provided with the function while holding the subject optical system 105 to help but the retaining element 111 may be provided with a function for performing the second rotation. 42A and 42B FIG. 15 are diagrams illustrating a state in which the second rotation is performed, wherein FIG 42A illustrates a state before the movement of the holding member and 42B illustrates a state after the movement of the holding member.

Wenn das Halteelement 111 mit der Drehfunktion versehen ist, kann die zweite Drehung mit dem Halteelement 111 durchgeführt werden. Das Halteelement 111 wird aus einem ringförmigen Teil 111a und einem Drehmechanismus 111b gebildet. Das gegenständliche optische System 105 wird durch den ringförmigen Teil 111a des Halteelements 111 gehalten.When the retaining element 111 is provided with the turning function, the second rotation with the holding element 111 be performed. The holding element 111 is made of an annular part 111 and a rotating mechanism 111b educated. The objective optical system 105 is through the annular part 111 of the holding element 111 held.

Der ringförmige Teil 111a ist mit dem Drehmechanismus 111b um eine Drehachse AXR2 drehbar. Da die Drehachse AXR2 orthogonal zur Messachse AXM ist, dient die Drehachse AXR2 als die zweite Drehachse. Dementsprechend kann das gegenständliche optische System 105 durch Drehen des ringförmigen Teils 111a um die zweite Drehachse AXR2 gedreht werden.The annular part 111 is with the turning mechanism 111b rotatable about a rotation axis AX R2 . Since the rotation axis AX R2 is orthogonal to the measurement axis AX M , the rotation axis AX R2 serves as the second rotation axis. Accordingly, the subject optical system 105 by turning the annular part 111 be rotated about the second axis of rotation AX R2 .

In dem Vorgang, wie in 42A illustriert, ist ein Teil des gegenständlichen optischen Systems 105 im Inneren des Halteelements 109 positioniert. Aus diesem Grund kann die zweite Drehung in diesem Zustand nicht durchgeführt werden. Deshalb wird das Halteelement 104 ein bisschen zum Lichtempfangssystem 103 bewegt, wie in 42B illustriert. Auf diese Weise wird ein Raum zwischen dem gegenständlichen optischen System 105 und dem Halteelement 109 gebildet. Als Ergebnis kann das gegenständliche optische System 105 um die zweite Drehachse AXR2 gedreht werden.In the process, as in 42A is a part of the objective optical system 105 inside the retaining element 109 positioned. For this reason, the second rotation can not be performed in this state. Therefore, the holding element 104 a bit to the light receiving system 103 moves, as in 42B illustrated. In this way, a space between the objective optical system 105 and the holding element 109 educated. As a result, the subject optical system 105 be rotated about the second axis of rotation AX R2 .

Die zweite Drehung kann auch in der ersten Modifikation des Halteelements durchgeführt werden. In diesem Fall hebt der Anwender das gegenständliche optische System 105 an und kehrt die Vorderseite und die Rückseite des gegenständlichen optischen Systems 105 um. Danach wird das gegenständliche optische System 105 auf dem V-Block 150 angeordnet. In diesem Fall stößt die externe umlaufende Oberfläche des Montagegestells 151 an die zwei geneigten Oberflächen des vertieften Teils ebenfalls an. Aus diesem Grund wird der Absolutbetrag des Exzentrizitätsbetrags in Bezug auf die Drehachse vor und nach der zweiten Drehung nicht geändert.The second rotation may also be performed in the first modification of the holding member. In this case, the user lifts the subject optical system 105 and returns to the front and back of the subject optical system 105 around. Then the objective optical system becomes 105 on the V-block 150 arranged. In this case, the external peripheral surface of the mounting frame abuts 151 to the two inclined surfaces of the recessed part also. That's why the absolute amount of the amount of eccentricity with respect to the rotation axis before and after the second rotation has not changed.

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 105 aus dem Montagegestell 151 und kehrt die Vorderseite und die Rückseite des gegenständlichen optischen Systems 105 um. Danach wird das gegenständliche optische System 105 in das Montagegestell 151 eingesetzt. In diesem Zustand wird das Montagegestell 151 mit dem Drehmotor 152 verbunden gehalten. Aus diesem Grund wird der Absolutbetrag des Exzentrizitätsbetrags in Bezug auf die Drehachse vor und nach der zweiten Drehung nicht geändert.In addition, the second rotation can be performed also in the second modification of the holding member. In this case, the user draws the subject optical system 105 from the mounting frame 151 and returns the front and back of the subject optical system 105 around. Then the objective optical system becomes 105 in the mounting frame 151 used. In this state, the mounting frame 151 with the rotary motor 152 kept connected. For this reason, the absolute amount of the amount of eccentricity with respect to the rotation axis before and after the second rotation is not changed.

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 29A und 29B |δr|.In this way, the absolute amount of the amount of eccentricity with respect to the rotation axis before and after the second rotation is not changed in both the first modification and the second modification. The absolute value of the amount of eccentricity with respect to the rotation axis means 29A and 29B | .DELTA.R |.

Es folgt eine Erläuterung des Falls, in dem das gegenständliche optische System eine negative Brechungskraft aufweist. 43 ist ein Diagramm, das das Lichtprojektionssystem in dem Fall illustriert, in dem das gegenständliche optische System eine negative Brechungskraft aufweist.The following is an explanation of the case where the subject optical system has a negative refractive power. 43 Fig. 12 is a diagram illustrating the light projection system in the case where the subject optical system has a negative refractive power.

Wie in 43 illustriert, wird ein Lichtprojektionssystem 160 aus einer Lichtquelle 161 und einem optischen System 162 gebildet. Das optische System 162 wird aus einer Linse 163 und einer Linse 164 gebildet. Ein vom Lichtprojektionssystem 160 abgestrahlter Lichtstrahl wird mit der Linse 163 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt. Der parallele Lichtstrahl wird mit der Linse 164 in konvergentes Licht umgewandelt. Aus diesem Grund ist ein gegenständliches optisches System 170 so angeordnet, dass die hintere Fokuslage davon mit der verdichtenden Position des konvergenten Lichtstrahls übereinstimmt.As in 43 illustrated, becomes a light projection system 160 from a light source 161 and an optical system 162 educated. The optical system 162 gets out of a lens 163 and a lens 164 educated. One from the light projection system 160 radiated light beam is with the lens 163 converted into a parallel light beam. The parallel beam of light is with the lens 164 converted into convergent light. For this reason, an objective optical system 170 arranged so that the rear focal position thereof coincides with the condensing position of the convergent light beam.

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 103. 44 ist ein Diagramm, das eine Modifikation des Lichtempfangssystems illustriert.The following is an explanation of a modification of the light receiving system 103 , 44 Fig. 10 is a diagram illustrating a modification of the light receiving system.

Das Lichtempfangssystem 180 wird aus einem optischen System 181 und einer Wellenfront-Messeinrichtung 184 gebildet. Das optische System 181 ist ein optisches System mit variabler Leistung und wird aus einer Linse 182 und einer Linse 183 gebildet. Ein von einem gegenständlichen optischen System 190 abgestrahlter Lichtstrahl 185 wird mit der Linse 182 verdichtet. Danach wird der Lichtstrahl mit der Linse 183 in einen Lichtstrahl 186 umgewandelt. Dadurch, dass die Brennweite der Linse 182 von der Brennweite der Linse 183 verschieden gemacht wird, ist es hier möglich, den Durchmesser des Lichtstrahls 185 vom Durchmesser des Lichtstrahls 186 verschieden zu machen.The light receiving system 180 becomes of an optical system 181 and a wavefront measuring device 184 educated. The optical system 181 is an optical system with variable power and is made of a lens 182 and a lens 183 educated. One of a figurative optical system 190 radiated light beam 185 is with the lens 182 compacted. Then the light beam with the lens 183 in a ray of light 186 transformed. By doing that, the focal length of the lens 182 from the focal length of the lens 183 made different, it is possible here, the diameter of the light beam 185 from the diameter of the light beam 186 to make different.

Wenn die Wellenfront-Messeinrichtung 184 ein SH-Sensor ist, wird ein paralleler Lichtstrahl vorzugsweise auf viele Mikrolinsenanordnungen einfallen gelassen. Wenn der parallele Lichtstrahl 185 einen kleinen Durchmesser aufweist, kann der parallele Lichtstrahl nicht auf viele Mikrolinsenanordnungen einfallen gelassen werden.When the wavefront measuring device 184 is an SH sensor, a parallel beam of light is preferably made incident on many microlens arrays. When the parallel light beam 185 has a small diameter, the parallel light beam can not be incident on many microlens arrays.

Aus diesem Grund wird der Durchmesser des Lichtstrahls mit dem optischen System mit variabler Leistung 181 vergrößert. Auf diese Weise kann der Lichtstrahl 186, der einen großen Lichtstrahldurchmesser aufweist, auf die Mikrolinsenanordnungen einfallen gelassen werden. In diesem Fall ist die Anzahl der Mikrolinsenanordnungen, die den Strahlungsbereich des Lichtstrahls 186 belegen, merklich größer als die in dem Fall mit einem kleinen Lichtstrahldurchmesser. Insbesondere ist die Anzahl der mit den Mikrolinsenanordnungen gebildeten Lichtpunktbilder merklich erhöht. Deshalb ist es möglich, die räumliche Auflösung im SH-Sensor zu verbessern.For this reason, the diameter of the light beam with the variable power optical system becomes 181 increased. In this way, the light beam 186 which has a large beam diameter to which microlens arrays are incident. In this case, the number of microlens arrays that is the radiation area of the light beam 186 occupy noticeably larger than that in the case with a small beam diameter. In particular, the number of light spot images formed with the microlens arrays is markedly increased. Therefore, it is possible to improve the spatial resolution in the SH sensor.

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. 45 ist ein Diagramm, das eine erste Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags illustriert. Die erste Modifikation wird erläutert, wobei die Wellenfront-Messeinrichtung 103 als das Lichtempfangssystem verwendet wird.The following is an explanation of a first modification of the eccentricity amount measuring apparatus. 45 FIG. 15 is a diagram illustrating a first modification of the eccentricity amount measuring apparatus. FIG. The first modification is explained, wherein the wavefront measuring device 103 is used as the light receiving system.

In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 wird eine sphärische Welle an das gegenständliche optische System 105 angelegt. Der an das gegenständliche optische System 105 angelegte Lichtstrahl kann jedoch eine ebene Welle sein. Wie in 45 illustriert, wird in einer Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 200 eine ebene Welle 210 an ein gegenständliches optisches System 220 angelegt. Die Objekthöhenkoordinaten können in diesem Fall durch einen Winkel der ebenen Welle in Bezug auf die Messachse angegeben werden.In the device for measuring the amount of eccentricity 100 becomes a spherical wave to the objective optical system 105 created. The to the objective optical system 105 scale However, light beam can be a plane wave. As in 45 is illustrated in a device for measuring the Exzentrizitätsbetrags 200 a plane wave 210 to an objective optical system 220 created. The object height coordinates in this case may be indicated by an angle of the plane wave with respect to the measurement axis.

Die ebene Welle 210 wird in der hinteren Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 220 verdichtet. Auch wenn das Wellenfront-Messsystem 103 in der hinteren Fokuslage angeordnet ist, ist es aus diesem Grund schwierig, die Wellenfrontmessung durchzuführen, da die räumliche Auflösung unzureichend ist.The plane wave 210 becomes in the rear focus position of the subject optical system 220 compacted. Even if the wavefront measurement system 103 In the rear focus position, therefore, it is difficult to perform the wavefront measurement because the spatial resolution is insufficient.

Aus diesem Grund enthält die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 200 eine Linse 230 zwischen dem gegenständlichen optischen System 220 und der Wellenfront-Messeinrichtung 103. Die Linse 230 ist so angeordnet, dass die vordere Fokuslage der Linse 230 mit der verdichtenden Position übereinstimmt. Auf diese Weise wird das verdichtete Licht mit der Linse 230 in einen im Wesentlichen parallelen Lichtstrahl umgewandelt. Als Ergebnis ist es möglich, den Lichtstrahl auf die gesamte Lichtempfangsoberfläche der Wellenfront-Messeinrichtung 103 einfallen zu lassen.For this reason, the device for measuring the amount of eccentricity contains 200 a lens 230 between the objective optical system 220 and the wavefront measuring device 103 , The Lens 230 is arranged so that the front focal position of the lens 230 coincides with the condensing position. In this way, the condensed light with the lens 230 converted into a substantially parallel light beam. As a result, it is possible to project the light beam to the entire light-receiving surface of the wavefront measuring device 103 to come up with.

Wenn in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 200 die Strahlungsposition geändert wird, wird der Einfallswinkel der ebenen Welle 210 auf das gegenständliche optische System 220 geändert. In diesem Fall wird die Richtung der vom gegenständlichen optischen System 220 abgestrahlten Wellenfront geändert. Deshalb ist es nicht notwendig, die Führungsgestelle 107 und 108 in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 bereitzustellen.When in the device for measuring the amount of eccentricity 200 the radiation position is changed becomes the incident angle of the plane wave 210 to the objective optical system 220 changed. In this case, the direction of the objective optical system 220 radiated wavefront changed. Therefore, it is not necessary, the guide frames 107 and 108 in the device for measuring the amount of eccentricity 100 provide.

Es folgt eine Erläuterung einer zweiten Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags. 46 ist ein Diagramm, das die zweite Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags illustriert.The following is an explanation of a second modification of the eccentricity amount measuring apparatus. 46 Fig. 10 is a diagram illustrating the second modification of the eccentricity amount measuring apparatus.

Wie oben beschrieben stimmt in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 die Strahlungsposition mit der vorderen Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 105 überein. Die Strahlungsposition stimmt jedoch nicht unbedingt mit der vorderen Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 105 überein. Wie in 46 illustriert, ist die Strahlungsposition einer sphärischen Welle 250 in einer Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 240 eine Position, die von der vorderen Fokuslage des gegenständlichen optischen Systems 220 entfernt und weg vom gegenständlichen optischen System 220 ist.As described above, in the eccentricity amount measuring apparatus, it is correct 100 the radiation position with the front focal position of the subject optical system 105 match. However, the radiation position is not necessarily correct with the front focus position of the subject optical system 105 match. As in 46 illustrated, is the radiation position of a spherical wave 250 in a device for measuring the amount of eccentricity 240 a position taken from the front focal position of the subject optical system 220 away and away from the objective optical system 220 is.

Die sphärische Welle 250 wird mit dem gegenständlichen optischen System 220 verdichtet. Dementsprechend ist die Linse 230 auf die gleiche Weise wie die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 200 zwischen dem gegenständlichen optischen System 220 und der Wellenfront-Messeinrichtung 103 angeordnet.The spherical wave 250 becomes with the objective optical system 220 compacted. Accordingly, the lens 230 in the same way as the device for measuring the amount of eccentricity 200 between the objective optical system 220 and the wavefront measuring device 103 arranged.

Die Funktionen und Vorgänge der Linse 230 und der Wellenfront-Messeinrichtung 103 wurden in Bezug auf die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 200 erläutert und auf eine Erläuterung davon wird hier verzichtet.The functions and operations of the lens 230 and the wavefront measuring device 103 were related to the device for measuring the amount of eccentricity 200 explained and an explanation thereof is omitted here.

Es folgt eine Erläuterung einer dritten Modifikation. 47 ist ein Diagramm, das die dritte Modifikation der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags illustriert.An explanation of a third modification follows. 47 Fig. 15 is a diagram illustrating the third modification of the eccentricity amount measuring apparatus.

Wie oben beschrieben wird in der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 100 die Strahlungsposition bewegt, um Wellenfrontdaten zu erfassen. Die Wellenfrontdaten können jedoch bei festgehaltener Strahlungsposition erfasst werden. Wie in 47 illustriert, sind in einer Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 260 die Einfallposition und der Einfallswinkel der ebenen Welle 210 fixiert. Das gegenständliche optische System 220 wird um eine Achse 270 gedreht. Die Objekthöhenkoordinaten können in diesem Fall durch den Drehwinkel des gegenständlichen optischen Systems 220 in Bezug auf die Messachse AXM ausgedrückt werden.As described above, in the device for measuring the amount of eccentricity 100 the radiation position moves to detect wavefront data. However, the wavefront data can be detected while the radiation position is held. As in 47 are in a device for measuring the amount of eccentricity 260 the incidence position and the angle of incidence of the plane wave 210 fixed. The objective optical system 220 becomes an axis 270 turned. The object height coordinates in this case can be determined by the rotation angle of the objective optical system 220 in terms of the measuring axis AX M.

Die ebene Welle 210 wird mit dem gegenständlichen optischen System 220 verdichtet. Dementsprechend ist die Linse 230 auf die gleiche Weise wie die Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 200 zwischen dem gegenständlichen optischen System 220 und der Wellenfront-Messeinrichtung 103 angeordnet.The plane wave 210 becomes with the objective optical system 220 compacted. Accordingly, the lens 230 in the same way as the device for measuring the amount of eccentricity 200 between the objective optical system 220 and the wavefront measuring device 103 arranged.

In der Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags 260 wird die Verdichtungsposition mit einer Drehung des gegenständlichen optischen Systems 220 in der vertikalen Richtung im Papier bewegt. Dementsprechend wird der auf das Wellenfront-Messsystem 103 einfallen gelassene Lichtstrahl in der vertikalen Richtung bewegt. Eine Bewegung der Wellenfront-Messeinrichtung 103 ist nicht erforderlich, wenn die Lichtempfangsoberfläche der Wellenfront-Messeinrichtung 103 ausreichend breit geformt ist. Darüber hinaus wird durch Setzen der Drehposition des gegenständlichen optischen Systems 220 auf den hinteren Hauptpunkt des gegenständlichen optischen Systems 220 der vertikale Bewegungsbetrag des auf die Wellenfront-Messeinrichtung 103 einfallen gelassenen Lichtstrahls verringert und die Größe der Lichtempfangsoberfläche der Wellenfront-Messeinrichtung 103 ist auf die Mindestgröße begrenzt.In the device for measuring the amount of eccentricity 260 becomes the compression position with rotation of the subject optical system 220 moved in the vertical direction in the paper. Accordingly, the on the wavefront measurement system 103 imagined beam in vertical Direction moves. A movement of the wavefront measuring device 103 is not required if the light receiving surface of the wavefront measuring device 103 is sufficiently broad. In addition, by setting the rotational position of the subject optical system 220 on the back main point of the objective optical system 220 the vertical amount of movement of the wavefront measuring device 103 dropped light beam and reduces the size of the light receiving surface of the wavefront measuring device 103 is limited to the minimum size.

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)

Verfahren zur Messung eines Exzentrizitätsbetrags, bei dem ein Lichtstrahl an ein an einer Messachse angeordnetes gegenständliches optisches System angelegt wird, um einen Exzentrizitätsbetrag zu messen, wobei das Verfahren zur Messung 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.A method of measuring an amount of eccentricity in which a light beam is applied to an objective optical system disposed on a measurement axis to measure an amount of eccentricity, the method of measuring the amount of eccentricity comprising: a detection step of detecting wavefront data based on the light beam which is radiated from the objective 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 analyzing step of simultaneously analyzing linear equations for the first aberration component, an eccentric aberration sensitivity and the amount of eccentricity, the predetermined aberration component being 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. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 1, wobei der Lichtstrahl im Erfassungsschritt aus zwei Strahlungspositionen angelegt wird, die zwei Strahlungspositionen in Bezug auf die Messachse symmetrisch sind und der erste Extrahierungsschritt die vorbestimmte Aberrationskomponente jeweils aus den Wellenfrontdaten in einer Strahlungsposition und den Wellenfrontdaten in der anderen Strahlungsposition extrahiert.A method of measuring the amount of eccentricity according to claim 1, wherein the light beam is applied in the detection step from two radiation positions, the two radiation positions are symmetrical with respect to the measuring axis and the first extraction step extracts the predetermined aberration component respectively from the wavefront data in one radiation position and the wavefront data in the other radiation position. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 2, wobei 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, eine vorbestimmte Funktion eine Funktion ist, die die zweite Aberrationskomponente angibt, und eine Funktion ist, die die Objekthöhenkoordinaten als eine Variable enthält, der zweite Extrahierungsschritt einen ersten Berechnungsschritt und einen zweiten Berechnungsschritt enthält, im ersten Berechnungsschritt eine Summe aus der vorbestimmten Aberrationskomponente in der einen Strahlungsposition und der vorbestimmten Aberrationskomponente in der anderen Strahlungsposition erhalten wird, 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 erhalten wird, wenn die vorbestimmte Funktion eine gerade Funktion ist.A method of measuring the amount of eccentricity according to claim 2, wherein 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 that indicate the radiation position, a predetermined function is a function indicating the second aberration component, and is a function containing the object height coordinates as a variable, the second extraction step includes a first calculation step and a second calculation step, in the first calculation step, obtaining a sum of 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 odd function, and 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 when the predetermined function is an even function. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Erfassungsschritt eine erste Drehung enthält, das gegenständliche optische System in der ersten Drehung um die Messachse gedreht wird und Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung in der gleichen Strahlungsposition erfasst werden.A method of measuring the amount of eccentricity according to claim 2 or 3, wherein the detection step includes a first rotation, the objective optical system is rotated in the first rotation about the measuring axis and Wave front data before the first rotation and wavefront data after the first rotation in the same radiation position are detected. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Erfassungsschritt eine erste Drehung enthält, das gegenständliche optische System in der ersten Drehung um eine zur Messachse parallele Achse gedreht wird und Wellenfrontdaten vor der ersten Drehung und Wellenfrontdaten nach der ersten Drehung in der gleichen Strahlungsposition erfasst werden.A method of measuring the amount of eccentricity according to claim 2 or 3, wherein the detection step includes a first rotation, the objective optical system is rotated in the first rotation about an axis parallel to the measuring axis and Wave front data before the first rotation and wavefront data after the first rotation in the same radiation position are detected. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein Winkel zum Drehen des gegenständlichen optischen Systems 10° oder mehr beträgt.A method of measuring the amount of eccentricity according to claim 4 or 5, wherein an angle for rotating the objective optical system is 10 ° or more. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 6, wobei der Winkel zum Drehen des gegenständlichen optischen Systems 180° beträgt.The method for measuring the amount of eccentricity according to claim 6, wherein the angle for rotating the objective optical system is 180 °. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei sowohl die eine Strahlungsposition als auch die andere Strahlungsposition bewegt werden und die Wellenfrontdaten in den bewegten Strahlungspositionen erfasst werden.A method of measuring the amount of eccentricity according to any one of claims 2 to 7, wherein both the one radiation position and the other radiation position are moved and the wavefront data in the moving radiation positions are detected. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 8, wobei 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.A method of measuring the amount of eccentricity according to claim 8, wherein which is moved to a radiation position, 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. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 8, wobei die Wellenfrontdaten in sowohl der einen Strahlungsposition als auch der anderen Strahlungsposition erfasst werden; danach die eine Strahlungsposition und die andere Strahlungsposition bewegt werden und die Wellenfrontdaten in jeder der Strahlungspositionen nach der Bewegung erfasst werden. The method of measuring the amount of eccentricity of claim 8, wherein the wavefront data is detected in both the one radiation position and the other radiation position; thereafter moving the one radiation position and the other radiation position and detecting the wavefront data in each of the radiation positions after the movement. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Erfassung der Wellenfrontdaten in einer ersten Strahlungsposition durchgeführt wird und ein zentrales Strahlungsbündel des Lichtstrahls im ersten Strahlungszustand parallel zur Messachse ist.A method of measuring the amount of eccentricity according to any one of claims 1 to 10, wherein the detection of the wavefront data is performed in a first radiation position and is a central radiation beam of the light beam in the first radiation state parallel to the measurement axis. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Erfassung der Wellenfrontdaten in einer zweiten Strahlungsposition durchgeführt wird und ein zentrales Strahlungsbündel des Lichtstrahls im zweiten Strahlungszustand die Messachse in einem vorbestimmten Winkel kreuzt.A method of measuring the amount of eccentricity according to any one of claims 1 to 10, wherein the detection of the wavefront data is performed in a second radiation position and a central radiation beam of the light beam in the second radiation state crosses the measurement axis at a predetermined angle. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 1, wobei 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.A method of measuring the amount of eccentricity according to claim 1, wherein the second extraction 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 radiation position and the predetermined aberration component in the other radiation position are applied to the predetermined functional system. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Erfassungsschritt eine zweite Drehung enthält, das gegenständliche optische System in der zweiten Drehung um 180° um eine zur Messachse orthogonale Achse gedreht wird und Wellenfrontdaten vor der zweiten Drehung und Wellenfrontdaten nach der zweiten Drehung erfasst werden.A method of measuring the amount of eccentricity according to any one of claims 1 to 13, wherein the detection step includes a second rotation, the objective optical system is rotated in the second rotation by 180 ° about an axis orthogonal to the measuring axis and Wavefront data before the second rotation and wavefront data after the second rotation are detected. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach Anspruch 14, wobei 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.The method for measuring the amount of eccentricity according to claim 14, wherein 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 amount of eccentricity at a time of detecting the wavefront data after the second rotation. Verfahren zur Messung des Exzentrizitätsbetrags nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der erste Extrahierungsschritt unter Verwendung eines Zernike-Polynoms durchgeführt wird und die vorbestimmte Aberrationskomponente ein Koeffizient des Zernike-Polynoms ist.A method of measuring the amount of eccentricity according to any one of claims 1 to 15, wherein the first extraction step is performed using a Zernike polynomial, and the predetermined aberration component is a coefficient of the Zernike polynomial. Vorrichtung zur Messung des Exzentrizitätsbetrags, die Folgendes umfasst: 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 bereitgestellt 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 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.Device for measuring the amount of eccentricity, comprising: 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, wherein 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, the processing means performs a detecting step, a first extracting step, a second extracting step and an analyzing step, 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.
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