JP2003294611A - 複屈折測定装置及び方法 - Google Patents
複屈折測定装置及び方法Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/7095—Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定対象（例えば、蛍石）のＦ２レーザー光
に対する複屈折量を、Ｆ ２レーザー光を使わずに普通に
近い環境下で測定できる複屈折測定装置を提供する。 【解決手段】 互いに波長の異なる第１の光及び第２の
光に対する測定対象の複屈折方位角と複屈折量を測定す
る複屈折測定手段と、当該複屈折測定手段によって得ら
れたそれぞれの光に対する前記測定対象の複屈折方位角
と複屈折量の情報に基づいて、前記第１の光及び前記第
２の光とは波長の異なる第３の光に対する複屈折方位角
と複屈折量の少なくとも一方を計算する演算手段とを有
することを特徴とする複屈折測定装置を提供する。
に対する複屈折量を、Ｆ ２レーザー光を使わずに普通に
近い環境下で測定できる複屈折測定装置を提供する。 【解決手段】 互いに波長の異なる第１の光及び第２の
光に対する測定対象の複屈折方位角と複屈折量を測定す
る複屈折測定手段と、当該複屈折測定手段によって得ら
れたそれぞれの光に対する前記測定対象の複屈折方位角
と複屈折量の情報に基づいて、前記第１の光及び前記第
２の光とは波長の異なる第３の光に対する複屈折方位角
と複屈折量の少なくとも一方を計算する演算手段とを有
することを特徴とする複屈折測定装置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、複屈折
測定装置に係り、特に、Ｆ２レーザー光を使用する露光
装置に用いられる蛍石（フッ化カルシウム）の、Ｆ２レ
ーザー光に対する複屈折量を測定するための複屈折測定
装置に関する。
測定装置に係り、特に、Ｆ２レーザー光を使用する露光
装置に用いられる蛍石（フッ化カルシウム）の、Ｆ２レ
ーザー光に対する複屈折量を測定するための複屈折測定
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化にとも
ない、超微細パタ−ン形成への要求がますます高まって
いる。微細パタ−ンをウェハ上に転写するリソグラフィ
ー装置としては、縮小投影露光装置が多用されている。
高集積化するためには、投影レンズの解像度を上げる必
要がある。そして、投影レンズの解像力を上げるには、
短波長の露光光を用い、投影レンズの開口数を大きく
（大口径化）する必要がある。
ない、超微細パタ−ン形成への要求がますます高まって
いる。微細パタ−ンをウェハ上に転写するリソグラフィ
ー装置としては、縮小投影露光装置が多用されている。
高集積化するためには、投影レンズの解像度を上げる必
要がある。そして、投影レンズの解像力を上げるには、
短波長の露光光を用い、投影レンズの開口数を大きく
（大口径化）する必要がある。
【０００３】露光光の短波長化は、ｇ線（波長４３６ｎ
ｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレ−ザ−光
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレ−ザ−光（１９３ｎ
ｍ）と進み、今後は、Ｆ２レーザー（１５７ｎｍ）の使
用が有望視されている。ｉ線までの波長域では、光学系
に従来の光学素子を使用することが可能であったが、Ｋ
ｒＦ、ＡｒＦ各エキシマレ−ザ−、Ｆ２レーザー光の波
長域では、透過率が低く、従来の光学ガラスを使用する
ことは不可能である。このため、エキシマレ−ザ−露光
装置の光学系には、短波長光の透過率が高い石英ガラス
または蛍石を材料とした光学素子を使用するのが一般的
になっており、特にＦ２レーザー露光装置では、蛍石を
材料とした光学素子を使用するのが必須とされている。
ｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレ−ザ−光
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレ−ザ−光（１９３ｎ
ｍ）と進み、今後は、Ｆ２レーザー（１５７ｎｍ）の使
用が有望視されている。ｉ線までの波長域では、光学系
に従来の光学素子を使用することが可能であったが、Ｋ
ｒＦ、ＡｒＦ各エキシマレ−ザ−、Ｆ２レーザー光の波
長域では、透過率が低く、従来の光学ガラスを使用する
ことは不可能である。このため、エキシマレ−ザ−露光
装置の光学系には、短波長光の透過率が高い石英ガラス
または蛍石を材料とした光学素子を使用するのが一般的
になっており、特にＦ２レーザー露光装置では、蛍石を
材料とした光学素子を使用するのが必須とされている。
【０００４】また、投影レンズを構成する各レンズは、
極限の面精度で研磨されるが、多結晶になっていると結
晶方位によって研磨速度が異なるため、レンズの面精度
を確保することが困難になる。更に多結晶の場合には、
結晶界面に不純物が偏析し易く、屈折率の均一性を損ね
たり、レーザー照射により蛍光を発したりする。このよ
うな理由で、大口径高均質の単結晶蛍石が望まれてい
る。
極限の面精度で研磨されるが、多結晶になっていると結
晶方位によって研磨速度が異なるため、レンズの面精度
を確保することが困難になる。更に多結晶の場合には、
結晶界面に不純物が偏析し易く、屈折率の均一性を損ね
たり、レーザー照射により蛍光を発したりする。このよ
うな理由で、大口径高均質の単結晶蛍石が望まれてい
る。
【０００５】蛍石単結晶は、主にブリッジマン法（坩堝
降下法）により製造されている。化学合成された高純度
原料を坩堝に入れ育成装置内で熔融した後、坩堝を徐々
に引き下げ、坩堝の下部から結晶化させる。この育成過
程の熱履歴により蛍石結晶内には応力が残留する。蛍石
は応力に対して複屈折性を示し、残留応力があると光学
特性が悪化するので、結晶育成後、熱処理を施し応力を
除去する。そして、熱処理終了後、複屈折測定を行い複
屈折量が所望の値以下であることを確認して、次のレン
ズ加工工程へと送られる。
降下法）により製造されている。化学合成された高純度
原料を坩堝に入れ育成装置内で熔融した後、坩堝を徐々
に引き下げ、坩堝の下部から結晶化させる。この育成過
程の熱履歴により蛍石結晶内には応力が残留する。蛍石
は応力に対して複屈折性を示し、残留応力があると光学
特性が悪化するので、結晶育成後、熱処理を施し応力を
除去する。そして、熱処理終了後、複屈折測定を行い複
屈折量が所望の値以下であることを確認して、次のレン
ズ加工工程へと送られる。
【０００６】この応力性複屈折は応力と圧光学定数の関
数であり、圧光学定数が光の波長によって異なるため、
同じ応力状態であっても使用波長によって複屈折量がこ
となる。従って、Ｆ２レーザー露光装置に用いる蛍石の
複屈折量は、Ｆ２レーザー光（波長１５７ｎｍ）で測定
する必要があった。
数であり、圧光学定数が光の波長によって異なるため、
同じ応力状態であっても使用波長によって複屈折量がこ
となる。従って、Ｆ２レーザー露光装置に用いる蛍石の
複屈折量は、Ｆ２レーザー光（波長１５７ｎｍ）で測定
する必要があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｆ２レ
ーザー光は酸素に吸収されて空気中を透過できないた
め、酸素のない特殊な環境が必要となり、測定装置の大
型化、コストアップ、操作性の悪化をもたらすという問
題点があった。
ーザー光は酸素に吸収されて空気中を透過できないた
め、酸素のない特殊な環境が必要となり、測定装置の大
型化、コストアップ、操作性の悪化をもたらすという問
題点があった。
【０００８】そこで、本発明は、測定対象（例えば、蛍
石）のＦ２レーザー光に対する複屈折量を、Ｆ２レーザ
ー光を使わずに測定できる複屈折測定装置及び方法を提
供することを例示的な目的とする。
石）のＦ２レーザー光に対する複屈折量を、Ｆ２レーザ
ー光を使わずに測定できる複屈折測定装置及び方法を提
供することを例示的な目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の一側面としての複屈折測定装置は、互い
に波長の異なる第１の光及び第２の光に対する測定対象
の複屈折方位角と複屈折量を測定する複屈折測定手段
と、当該複屈折測定手段によって得られたそれぞれの光
に対する前記測定対象の複屈折方位角と複屈折量の情報
に基づいて、前記第１の光及び前記第２の光とは波長の
異なる第３の光に対する複屈折方位角と複屈折量の少な
くとも一方を計算する演算手段とを有することを特徴と
する。かかる複屈折測定装置は、目的とする第３の光を
使用せずに第１の光及び第２の光を用いて第３の光に対
する測定対象の複屈折方位角と複屈折量の少なくとも一
方を算出することができる。
めに、本発明の一側面としての複屈折測定装置は、互い
に波長の異なる第１の光及び第２の光に対する測定対象
の複屈折方位角と複屈折量を測定する複屈折測定手段
と、当該複屈折測定手段によって得られたそれぞれの光
に対する前記測定対象の複屈折方位角と複屈折量の情報
に基づいて、前記第１の光及び前記第２の光とは波長の
異なる第３の光に対する複屈折方位角と複屈折量の少な
くとも一方を計算する演算手段とを有することを特徴と
する。かかる複屈折測定装置は、目的とする第３の光を
使用せずに第１の光及び第２の光を用いて第３の光に対
する測定対象の複屈折方位角と複屈折量の少なくとも一
方を算出することができる。
【００１０】例えば、前記第１の光及び前記第２の光の
波長が１８０ｎｍ以上であり、前記第３の光の波長が前
記第１の光及び前記第２の光の波長以下である。前記測
定対象は、例えば、蛍石である。また、前記第３の光
は、例えば、Ｆ２レーザー光である。
波長が１８０ｎｍ以上であり、前記第３の光の波長が前
記第１の光及び前記第２の光の波長以下である。前記測
定対象は、例えば、蛍石である。また、前記第３の光
は、例えば、Ｆ２レーザー光である。
【００１１】前記第１の光、前記第２の光、及び、前記
第３の光に対する測定対象の屈折率をＮ１、Ｎ２、
Ｎ３、圧光学テンソルを［（πｉｊ）１］、
[（πｉｊ）２]、［（πｉｊ）３］とし、前記複屈折測
定手段によって測定された測定対象の前記第１の光及び
前記第２の光に対する複屈折方位角をφ１、φ２、複屈
折量をΔＮ１、ΔＮ２としたとき、前記演算手段は前記
第３の光に対する複屈折方位角φ３と複屈折量ΔＮ
３を、以下の式で演算してもよい。
第３の光に対する測定対象の屈折率をＮ１、Ｎ２、
Ｎ３、圧光学テンソルを［（πｉｊ）１］、
[（πｉｊ）２]、［（πｉｊ）３］とし、前記複屈折測
定手段によって測定された測定対象の前記第１の光及び
前記第２の光に対する複屈折方位角をφ１、φ２、複屈
折量をΔＮ１、ΔＮ２としたとき、前記演算手段は前記
第３の光に対する複屈折方位角φ３と複屈折量ΔＮ
３を、以下の式で演算してもよい。
【００１２】
【数１】
【００１３】本発明の別の側面としての複屈折測定方法
は、第１の光に対する測定対象の第１の複屈折方位角と
第１の複屈折量を測定するステップと、第１の光とは波
長の異なる第２の光に対する前記測定対象の第２の複屈
折方位角と第２の複屈折量を測定するステップと、前記
第１及び第２の複屈折方位角と、前記第１及び第２の複
屈折量に基づいて、前記第１の光及び前記第２の光とは
波長の異なる第３の光に対する複屈折方位角と複屈折量
の少なくとも一方を演算するステップとを有することを
特徴とする。かかる方法も、上述の複屈折測定装置と同
様の作用を奏することができる。
は、第１の光に対する測定対象の第１の複屈折方位角と
第１の複屈折量を測定するステップと、第１の光とは波
長の異なる第２の光に対する前記測定対象の第２の複屈
折方位角と第２の複屈折量を測定するステップと、前記
第１及び第２の複屈折方位角と、前記第１及び第２の複
屈折量に基づいて、前記第１の光及び前記第２の光とは
波長の異なる第３の光に対する複屈折方位角と複屈折量
の少なくとも一方を演算するステップとを有することを
特徴とする。かかる方法も、上述の複屈折測定装置と同
様の作用を奏することができる。
【００１４】本発明の別の側面としての光学素子の製造
方法は、上記の複屈折測定装置を用いて複屈折量を測定
するステップを有することを特徴とする。ここでの複屈
折測定装置を用いた複屈折量の測定は、加工する前の光
学素子の材料の測定も、光学素子に加工した後の検査目
的の測定も含む。
方法は、上記の複屈折測定装置を用いて複屈折量を測定
するステップを有することを特徴とする。ここでの複屈
折測定装置を用いた複屈折量の測定は、加工する前の光
学素子の材料の測定も、光学素子に加工した後の検査目
的の測定も含む。
【００１５】本発明の別の側面としての投影露光装置
は、上記の製造方法により製造された光学素子を投影光
学系に用いることを特徴とする。
は、上記の製造方法により製造された光学素子を投影光
学系に用いることを特徴とする。
【００１６】本発明の更なる目的又はその他の特徴は、
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】本実施形態の複屈折測定装置は、
Ｆ２レーザー光より波長が長く、空気中あるいは軽度に
酸素をパージした環境で使用可能な２つの光源（即ち、
第１光源及び第２光源）と、この２つの光源からの光に
対する測定対象（例えば蛍石）の複屈折方位角と複屈折
量を測定する複屈折測定手段と、この複屈折測定部によ
って得られたそれぞれの光に対する複屈折方位角（複屈
折主軸の方位）と複屈折量の情報からＦ２レーザー光に
対するその測定対象の複屈折方位角と複屈折量を計算す
る演算手段を備えた構成になっている。
Ｆ２レーザー光より波長が長く、空気中あるいは軽度に
酸素をパージした環境で使用可能な２つの光源（即ち、
第１光源及び第２光源）と、この２つの光源からの光に
対する測定対象（例えば蛍石）の複屈折方位角と複屈折
量を測定する複屈折測定手段と、この複屈折測定部によ
って得られたそれぞれの光に対する複屈折方位角（複屈
折主軸の方位）と複屈折量の情報からＦ２レーザー光に
対するその測定対象の複屈折方位角と複屈折量を計算す
る演算手段を備えた構成になっている。
【００１８】上記の構成において、前記複屈折測定手段
は先ず、第１光源を用いて複屈折方位角φ1と複屈折量
ΔＮ1を測定する。次に、第２光源を用いて複屈折方位
角φ2と複屈折量ΔＮ2を測定する。次に、前記演算手段
は前記の情報（φ1、ΔＮ1、φ2、ΔＮ2）を用いて、Ｆ
２レーザー光に対する複屈折方位角φ3と複屈折量ΔＮ3
を計算する。その原理を以下に説明する。
は先ず、第１光源を用いて複屈折方位角φ1と複屈折量
ΔＮ1を測定する。次に、第２光源を用いて複屈折方位
角φ2と複屈折量ΔＮ2を測定する。次に、前記演算手段
は前記の情報（φ1、ΔＮ1、φ2、ΔＮ2）を用いて、Ｆ
２レーザー光に対する複屈折方位角φ3と複屈折量ΔＮ3
を計算する。その原理を以下に説明する。
【００１９】複屈折の特性は屈折率楕円体で記述するこ
とができる。つまり、屈折率楕円体の原点Ｏを通る光を
想定したとき、その光は、原点Ｏを含んで光の進行方向
と直交する平面と屈折率楕円体の交線がつくる楕円
（Ｅ）の長軸と短軸の方向に振動する直線偏光のペアが
固有偏光となって、物体中を振動面を変えることなく進
行する。そして、その長軸と短軸の長さが固有偏光のも
つ屈折率を与える。
とができる。つまり、屈折率楕円体の原点Ｏを通る光を
想定したとき、その光は、原点Ｏを含んで光の進行方向
と直交する平面と屈折率楕円体の交線がつくる楕円
（Ｅ）の長軸と短軸の方向に振動する直線偏光のペアが
固有偏光となって、物体中を振動面を変えることなく進
行する。そして、その長軸と短軸の長さが固有偏光のも
つ屈折率を与える。
【００２０】また、結晶光学理論によれば、蛍石のよう
な等軸結晶は、無応力状態では屈折率楕円体は球である
が、応力が加わると楕円体に変化する。ある波長の光に
対する蛍石の屈折率をＮ、圧光学テンソルを
［πｉｊ］、応力を（σ１１、σ２２、σ３３、
σ２３、σ３１、σ１２）としたとき、屈折率楕円体の
表面上の点Ｐの原点Ｏからの距離ＯＰは、ベクトルＯＰ
の方向ベクトルを（ｘ１，ｘ２，ｘ３）（但し、ｘ１ ２
＋ｘ２ ２＋ｘ３ ２＝１）とすると、次式のように表すこ
とができる。
な等軸結晶は、無応力状態では屈折率楕円体は球である
が、応力が加わると楕円体に変化する。ある波長の光に
対する蛍石の屈折率をＮ、圧光学テンソルを
［πｉｊ］、応力を（σ１１、σ２２、σ３３、
σ２３、σ３１、σ１２）としたとき、屈折率楕円体の
表面上の点Ｐの原点Ｏからの距離ＯＰは、ベクトルＯＰ
の方向ベクトルを（ｘ１，ｘ２，ｘ３）（但し、ｘ１ ２
＋ｘ２ ２＋ｘ３ ２＝１）とすると、次式のように表すこ
とができる。
【００２１】
【数２】
【００２２】数式２の第１項は無応力状態の屈折率、そ
の第２項は方向によらない屈折率変化（均質性）を表
し、その第３項及び第４項が方向によって異なる屈折率
変化（複屈折性）を表す。
の第２項は方向によらない屈折率変化（均質性）を表
し、その第３項及び第４項が方向によって異なる屈折率
変化（複屈折性）を表す。
【００２３】発明者らの検討結果によると、直交する直
線偏光が試料を通過した後に生じる位相差は、それぞれ
の直線偏光が入射時の振動面（Ｓ１、Ｓ２）を保ったま
ま、前記楕円（Ｅ）の前記振動面（Ｓ１、Ｓ２）方向の
半径に等しい屈折率で試料を通過したと考えたときに生
じる位相差で近似できる。従って、数式２は電場ベクト
ルの方向が（ｘ１，ｘ２，ｘ３）の直線偏光に対する屈
折率を表すものと解釈して近似計算ができる。
線偏光が試料を通過した後に生じる位相差は、それぞれ
の直線偏光が入射時の振動面（Ｓ１、Ｓ２）を保ったま
ま、前記楕円（Ｅ）の前記振動面（Ｓ１、Ｓ２）方向の
半径に等しい屈折率で試料を通過したと考えたときに生
じる位相差で近似できる。従って、数式２は電場ベクト
ルの方向が（ｘ１，ｘ２，ｘ３）の直線偏光に対する屈
折率を表すものと解釈して近似計算ができる。
【００２４】光線の進行方向に対して応力が変化すると
きは、数式２を光線方向に積分して平均化して考えれば
良い。電場ベクトルの方向（ｘ１，ｘ２，ｘ３）を固定
して数式２の積分を考えると、応力成分σｉｊ以外は定
数であるから、応力成分だけを積分すればよい。従っ
て、光線の進行方向に対する応力変化を考慮するとき
は、数式２において、応力成分σｉｊは光線方向に積分
して平均化した値であると考えればよい。
きは、数式２を光線方向に積分して平均化して考えれば
良い。電場ベクトルの方向（ｘ１，ｘ２，ｘ３）を固定
して数式２の積分を考えると、応力成分σｉｊ以外は定
数であるから、応力成分だけを積分すればよい。従っ
て、光線の進行方向に対する応力変化を考慮するとき
は、数式２において、応力成分σｉｊは光線方向に積分
して平均化した値であると考えればよい。
【００２５】ここで、光軸を固定した互いに直交する１
組の直線偏光を考え、位相差（屈折率差）を計算する。
直交する１組の直線偏光の電場ベクトルの方向を
（ｘ１，ｘ ２，ｘ３）、（ｙ１，ｙ２，ｙ３）とする
と、光軸回りの回転角αをパラメータとして一般に次式
のように表すことができる。
組の直線偏光を考え、位相差（屈折率差）を計算する。
直交する１組の直線偏光の電場ベクトルの方向を
（ｘ１，ｘ ２，ｘ３）、（ｙ１，ｙ２，ｙ３）とする
と、光軸回りの回転角αをパラメータとして一般に次式
のように表すことができる。
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】
【数５】
【００２９】数式５は、（ｘｉｘｊ−ｙｉｙｊ）がｃｏ
ｓ２αとｓｉｎ２αの線形結合で表せることを示してい
る。このことに着目して、数式３を数式２に代入して、
屈折率差ΔＮ(α)を求めると、ΔＮ(α)は次式のように
表すことができる。
ｓ２αとｓｉｎ２αの線形結合で表せることを示してい
る。このことに着目して、数式３を数式２に代入して、
屈折率差ΔＮ(α)を求めると、ΔＮ(α)は次式のように
表すことができる。
【００３０】
【数６】
【００３１】数式６も、ｃｏｓ２αとｓｉｎ２αの線形
結合になっているので、次式のように表すことができ
る。
結合になっているので、次式のように表すことができ
る。
【００３２】
【数７】
【００３３】複屈折量をΔＮ0とし、複屈折方位角をφ
とすれば、数式７は、次式のように表すことができる。
とすれば、数式７は、次式のように表すことができる。
【００３４】
【数８】
【００３５】一方、
【００３６】
【数９】
【００３７】とおくと、数式６は、次式のように表すこ
とができる。
とができる。
【００３８】
【数１０】
【００３９】数式９において、ｕ１、ｖ１、ｕ２、ｖ２
は、応力状態と光線の位置方向で決まるので、Ｔ
１（α）、Ｔ２（α）は、応力状態と光線の位置方向と
αで決まり、光の波長には依存しない。
は、応力状態と光線の位置方向で決まるので、Ｔ
１（α）、Ｔ２（α）は、応力状態と光線の位置方向と
αで決まり、光の波長には依存しない。
【００４０】従って、３つの波長の異なる光を考え、各
光線の屈折率をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、圧光学テンソルを
［（πｉｊ）１］、[（πｉｊ）２]、［（πｉｊ）３］
とし、応力状態と光線の位置方向とαが同一のときの各
光線のΔＮ(α)をΔＮ１（α）、ΔＮ２（α）、ΔＮ３
（α）としたとき、次式が成立する。
光線の屈折率をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、圧光学テンソルを
［（πｉｊ）１］、[（πｉｊ）２]、［（πｉｊ）３］
とし、応力状態と光線の位置方向とαが同一のときの各
光線のΔＮ(α)をΔＮ１（α）、ΔＮ２（α）、ΔＮ３
（α）としたとき、次式が成立する。
【００４１】
【数１１】
【００４２】数式１１から、次の関係式が得られる。
【００４３】
【数１２】
【００４４】また、３つの光線に対する複屈折量をΔＮ
ｉ、とし、複屈折方位角をφｉとすると、各光線に対し
て数式８が成り立ち、それらを数式１２に代入すると次
式が得られる。
ｉ、とし、複屈折方位角をφｉとすると、各光線に対し
て数式８が成り立ち、それらを数式１２に代入すると次
式が得られる。
【００４５】
【数１３】
【００４６】数式１２及び数式１３を整理すると、次の
ようになる。
ようになる。
【００４７】
【数１４】
【００４８】以上に説明した原理により、第１の光、第
２の光及び第３の光に対する蛍石の屈折率をＮ１、
Ｎ２、Ｎ３、圧光学テンソルを［（πｉｊ）１］、
[（πｉｊ） ２]、［（πｉｊ）３］とし、前記複屈折測
定手段によって測定された被験蛍石の前記第１光源およ
び第２光源の光に対する複屈折方位角をφ１、φ２、複
屈折量をΔＮ１、ΔＮ２としたとき、前記第３の光に対
する複屈折方位角φ３と複屈折量ΔＮ３を数式１４の計
算式で演算することができる。
２の光及び第３の光に対する蛍石の屈折率をＮ１、
Ｎ２、Ｎ３、圧光学テンソルを［（πｉｊ）１］、
[（πｉｊ） ２]、［（πｉｊ）３］とし、前記複屈折測
定手段によって測定された被験蛍石の前記第１光源およ
び第２光源の光に対する複屈折方位角をφ１、φ２、複
屈折量をΔＮ１、ΔＮ２としたとき、前記第３の光に対
する複屈折方位角φ３と複屈折量ΔＮ３を数式１４の計
算式で演算することができる。
【００４９】尚、屈折率Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、圧光学テンソル
［(πij)1］、［(πij)2］、［(πi j)3］が不明のとき
には、あらかじめ第１の光、第２の光および第３の光に
対する測定対象（例えばテスト用のもの）の複屈折量Δ
Ｎ1、ΔＮ2、ΔＮ3と方位角φ1、φ2、φ3をそれぞれ測
定して、［数１４］の計算手順からＫ1、Ｋ2を逆算して
求めておいても良い。Ｋ1、Ｋ2が求まれば、その後は第
１の光および第２の光に対する新たな測定対象の複屈折
量ΔＮ1、ΔＮ2と方位角φ1、φ2を測定して、第３の光
に対するその測定対象の複屈折方位角φ3と複屈折量Δ
Ｎ3を、［数１４］の後半の計算式にＫ1、Ｋ2、ΔＮ1、
ΔＮ2、φ1、φ2を代入するだけで演算することができ
る。
［(πij)1］、［(πij)2］、［(πi j)3］が不明のとき
には、あらかじめ第１の光、第２の光および第３の光に
対する測定対象（例えばテスト用のもの）の複屈折量Δ
Ｎ1、ΔＮ2、ΔＮ3と方位角φ1、φ2、φ3をそれぞれ測
定して、［数１４］の計算手順からＫ1、Ｋ2を逆算して
求めておいても良い。Ｋ1、Ｋ2が求まれば、その後は第
１の光および第２の光に対する新たな測定対象の複屈折
量ΔＮ1、ΔＮ2と方位角φ1、φ2を測定して、第３の光
に対するその測定対象の複屈折方位角φ3と複屈折量Δ
Ｎ3を、［数１４］の後半の計算式にＫ1、Ｋ2、ΔＮ1、
ΔＮ2、φ1、φ2を代入するだけで演算することができ
る。
【００５０】図１は、本発明の実施例に係わる複屈折測
定装置のブロック図である。図１において、１は第１光
源、２は第２光源、３は光路切換ミラー、４は複屈折測
定手段、５は演算手段である。
定装置のブロック図である。図１において、１は第１光
源、２は第２光源、３は光路切換ミラー、４は複屈折測
定手段、５は演算手段である。
【００５１】図１の構成において、被験蛍石は複屈折測
定手段４内に置かれる。この複屈折測定手段４による複
屈折の測定には公知のいずれの方法を用いても良い（例
えば、特開平８−２５４４９５に開示のある複屈折の測
定方法を用いても良い）。複屈折測定手段４は、先ず、
第１光源1を用いて複屈折方位角φ1と複屈折量ΔＮ1を
測定する。次に、第２光源２を用いて複屈折方位角φ2
と複屈折量ΔＮ2を測定する。このとき、第１光源１の
光と、第２光源２の光は被験蛍石の同一の位置を通過さ
せる。複屈折測定手段４によって得られた情報（Δ
Ｎ１、φ１）、（ΔＮ２、φ２）は演算手段５に送られ
る。演算手段５には予め、第１光源１の光に対する蛍石
の屈折率と圧光学テンソルに関する情報（Ｎ１、［(π
ｉｊ)１］）と、第２光源２の光に対する蛍石の屈折率
と圧光学テンソルに関する情報（Ｎ２、
［(π ｉｊ)２］）と、第３の光に対する蛍石の屈折率と
圧光学テンソルに関する情報（Ｎ３、［(πｉｊ)３］）
とが入力されている。演算手段５は、これらの情報（Δ
Ｎ１、φ１）、（ΔＮ２、φ２）、（Ｎ１、［(πｉｊ)
１］）、（Ｎ２、［(πｉｊ)２］）、（Ｎ３、［(π
ｉｊ)３］）を用いて数式１４の計算式に従って第３の
光に対する複屈折方位角φ３と複屈折量ΔＮ３を演算
し、出力する。
定手段４内に置かれる。この複屈折測定手段４による複
屈折の測定には公知のいずれの方法を用いても良い（例
えば、特開平８−２５４４９５に開示のある複屈折の測
定方法を用いても良い）。複屈折測定手段４は、先ず、
第１光源1を用いて複屈折方位角φ1と複屈折量ΔＮ1を
測定する。次に、第２光源２を用いて複屈折方位角φ2
と複屈折量ΔＮ2を測定する。このとき、第１光源１の
光と、第２光源２の光は被験蛍石の同一の位置を通過さ
せる。複屈折測定手段４によって得られた情報（Δ
Ｎ１、φ１）、（ΔＮ２、φ２）は演算手段５に送られ
る。演算手段５には予め、第１光源１の光に対する蛍石
の屈折率と圧光学テンソルに関する情報（Ｎ１、［(π
ｉｊ)１］）と、第２光源２の光に対する蛍石の屈折率
と圧光学テンソルに関する情報（Ｎ２、
［(π ｉｊ)２］）と、第３の光に対する蛍石の屈折率と
圧光学テンソルに関する情報（Ｎ３、［(πｉｊ)３］）
とが入力されている。演算手段５は、これらの情報（Δ
Ｎ１、φ１）、（ΔＮ２、φ２）、（Ｎ１、［(πｉｊ)
１］）、（Ｎ２、［(πｉｊ)２］）、（Ｎ３、［(π
ｉｊ)３］）を用いて数式１４の計算式に従って第３の
光に対する複屈折方位角φ３と複屈折量ΔＮ３を演算
し、出力する。
【００５２】光の波長が１８０ｎｍ以上であれば、軽度
に酸素をパージした環境で使用可能であるから、本実施
例において、第１光源１及び第２光源２の光の波長を１
８０ｎｍ以上にすれば、Ｆ２レーザー光（波長１５７ｎ
ｍ）に対する複屈折方位角と複屈折量を、軽度に酸素を
パージした環境で測定できる。
に酸素をパージした環境で使用可能であるから、本実施
例において、第１光源１及び第２光源２の光の波長を１
８０ｎｍ以上にすれば、Ｆ２レーザー光（波長１５７ｎ
ｍ）に対する複屈折方位角と複屈折量を、軽度に酸素を
パージした環境で測定できる。
【００５３】更に、光の波長が２００ｎｍ以上であれ
ば、空気中で使用可能であるから、本実施例において、
第１光源１および第２光源２の光の波長を２００ｎｍ以
上にすれば、Ｆ２レーザー光（波長１５７ｎｍ）に対す
る複屈折方位角と複屈折量を、空気中で測定できる。
ば、空気中で使用可能であるから、本実施例において、
第１光源１および第２光源２の光の波長を２００ｎｍ以
上にすれば、Ｆ２レーザー光（波長１５７ｎｍ）に対す
る複屈折方位角と複屈折量を、空気中で測定できる。
【００５４】以上の実施例では、第３の光としてのＦ２
レーザー光（波長１５７ｎｍ）に対する複屈折方位角と
複屈折量を求めていたが、本発明によりＦ２レーザー光
以外の波長の光に対する複屈折方位角と複屈折量を求め
ることもできるのは言うまでもない。
レーザー光（波長１５７ｎｍ）に対する複屈折方位角と
複屈折量を求めていたが、本発明によりＦ２レーザー光
以外の波長の光に対する複屈折方位角と複屈折量を求め
ることもできるのは言うまでもない。
【００５５】なお、本発明の複屈折測定装置を用いて光
学素子の材料としての蛍石の複屈折量を測定し、その蛍
石の複屈折量が所望の値以下である場合にその蛍石に所
定の加工を行うことで光学素子（例えば露光装置に使用
する投影レンズ等）を作成することができる。
学素子の材料としての蛍石の複屈折量を測定し、その蛍
石の複屈折量が所望の値以下である場合にその蛍石に所
定の加工を行うことで光学素子（例えば露光装置に使用
する投影レンズ等）を作成することができる。
【００５６】また、蛍石を材料とする光学素子の複屈折
量を本発明の複屈折測定装置を用いて測定し、その光学
素子の複屈折量が所望の値以下である場合にのみ露光装
置にその光学素子を使用するようにしてもよい。
量を本発明の複屈折測定装置を用いて測定し、その光学
素子の複屈折量が所望の値以下である場合にのみ露光装
置にその光学素子を使用するようにしてもよい。
【００５７】このように光学素子の材料の測定や光学素
子自体の複屈折量の測定に、小型で安価な本発明の複屈
折測定装置を使うことで、それらの光学素子をより安価
に供給できる。
子自体の複屈折量の測定に、小型で安価な本発明の複屈
折測定装置を使うことで、それらの光学素子をより安価
に供給できる。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えばＦ２レーザー光（波長１５７ｎｍ）に対する複屈
折方位角と複屈折量を空気中あるいは軽度に酸素をパー
ジした環境で測定できるので、測定装置を小型で安価で
操作性のよいものにすることができる。
例えばＦ２レーザー光（波長１５７ｎｍ）に対する複屈
折方位角と複屈折量を空気中あるいは軽度に酸素をパー
ジした環境で測定できるので、測定装置を小型で安価で
操作性のよいものにすることができる。
【図１】 本発明の実施例に係わる複屈折測定装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 第１光源
２ 第２光源
３ 光路切換ミラー
４ 複屈折測定手段
５ 演算手段
Claims (8)
- 【請求項１】 互いに波長の異なる第１の光及び第２の
光に対する測定対象の複屈折方位角と複屈折量を測定す
る複屈折測定手段と、 当該複屈折測定手段によって得られたそれぞれの光に対
する前記測定対象の複屈折方位角と複屈折量の情報に基
づいて、前記第１の光及び前記第２の光とは波長の異な
る第３の光に対する複屈折方位角と複屈折量の少なくと
も一方を計算する演算手段とを有することを特徴とする
複屈折測定装置。 - 【請求項２】 前記第１の光及び前記第２の光の波長が
１８０ｎｍ以上であり、前記第３の光の波長が前記第１
の光及び前記第２の光の波長以下であることを特徴とす
る請求項１記載の複屈折測定装置。 - 【請求項３】 前記測定対象は蛍石であることを特徴と
する請求項１又は２記載の複屈折測定装置。 - 【請求項４】 前記第３の光はＦ２レーザー光であるこ
とを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載
の複屈折測定装置。 - 【請求項５】 前記第１の光、前記第２の光、及び、前
記第３の光に対する測定対象の屈折率をＮ１、Ｎ２、Ｎ
３、圧光学テンソルを［（πｉｊ）１］、[（πｉｊ）
２]、［（πｉｊ）３］とし、前記複屈折測定手段によ
って測定された測定対象の前記第１の光及び前記第の２
の光に対する複屈折方位角をφ１、φ ２、複屈折量をΔ
Ｎ１、ΔＮ２としたとき、前記演算手段は前記第３の光
に対する複屈折方位角φ３と複屈折量ΔＮ３を、以下の
式で演算することを特徴とする請求項１乃至４のうちい
ずれか一項記載の複屈折測定装置。 【数１】 - 【請求項６】 第１の光に対する測定対象の第１の複屈
折方位角と第１の複屈折量を測定するステップと、 第１の光とは波長の異なる第２の光に対する前記測定対
象の第２の複屈折方位角と第２の複屈折量を測定するス
テップと、 前記第１及び第２の複屈折方位角と、前記第１及び第２
の複屈折量に基づいて、前記第１の光及び前記第２の光
とは波長の異なる第３の光に対する複屈折方位角と複屈
折量の少なくとも一方を演算するステップとを有するこ
とを特徴とする複屈折測定方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至５のうちいずれか一項記載
の複屈折測定装置を用いて複屈折量を測定するステップ
を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７の製造方法により製造された光
学素子を投影光学系に用いることを特徴とする投影露光
装置。
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|---|---|---|---|
| JP2002095782A JP3679774B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 複屈折測定装置及び方法 |
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|---|---|---|---|
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- 2003-03-19 US US10/391,912 patent/US6947140B2/en not_active Expired - Fee Related
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