JP2005241597A - 光強度計測方法、反射率計測方法、及び光強度計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 充分なフォトン量での計測と高い計測スループットを実現でき、読み出し誤差の累積も防止して高精度な計測結果を得ることができる光強度計測方法を提供すること。
【解決手段】 この光強度計測方法は、複数の画素8が配列されたCCDセンサ1の受光面2に計測光3を入射して、その入射光強度を計測する光強度計測方法であって、計測中に、計測光3の入射方向と直交するX方向にCCDセンサ1を計測光3に対して移動させるステップを有する。
【選択図】 図3
【解決手段】 この光強度計測方法は、複数の画素8が配列されたCCDセンサ1の受光面2に計測光3を入射して、その入射光強度を計測する光強度計測方法であって、計測中に、計測光3の入射方向と直交するX方向にCCDセンサ1を計測光3に対して移動させるステップを有する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、光強度計測方法、反射率計測方法、及び光強度計測装置に係り、例えば平面鏡や光を集光する凹面鏡等のミラーの反射光強度をCCD等の撮像素子を用いて計測する方法に関する。本発明は、特にEUV光(極端紫外光)等を光源とする投影露光装置の光学系に用いられるミラーの反射率の計測に好適である。
特許文献1に開示されているように、撮像素子としてCCDを用いる場合には、電荷の蓄積容量の限界に起因して、入射光量をある範囲内にする必要があった。同様に、CCD等の撮像素子を光検出器(光センサ)として用いて光の強度を計測する場合においても、各画素の計測値が飽和しない範囲で計測を完了する必要がある。以下、図1〜図3を用いてCCDによる光強度計測の原理について説明する。図中、符号1は撮像素子としてのCCDセンサ、符号2はセンサ受光面、符号3は計測光(入射光)、符号4は受光面2に計測光が入射する入射領域を示している。CCDセンサ1は、縦横の2次元に画素が配列されている。
入射領域4に入射する計測光3の強度を計測する場合、計測光3とCCDセンサ1の位置関係を変化させることなく、極力固定した状態において計測を行う。その際、CCDセンサ1の各画素が飽和しない光強度レベルで一度の計測を完了させる必要があった。
この方法においては、計測する光量を各画素が飽和しない程度に小さくすることが必要な場合があり、一度の計測では必要な精度を満たすための十分な光量が得られない場合がある。一般に光強度の検出精度は光量に依存し、光量が小さいと検出精度が劣化するからである。
そのような場合、計測を繰り返し行うことにより必要な検出精度を確保する必要がある。例えば、波長13.5nm付近の非常に波長の短い光の強度を計測する場合を考える。波長は13.5nmにおいてはフォトン1個のエネルギーは92eVである。CCDセンサに使われるフォトダイオードのシリコン(Si)の正孔電子対あたりのエネルギー(300K)が3.62eVである。使用するCCDセンサの量子効率を仮に0.44とし、同センサのフルウェルキャパシティー(Full Well Capacity)を仮に60000エレクトロンとすれば、フォトンの数をNpとして、Np×92×0.44/3.62=60000であるから、Np=5366でフルウエルキャパシティーを越え、正確な計測が出来なくなる。ここでフルウェルキャパシティーとは画素の飽和値とも呼ばれ、画素が検出可能な光強度の最大値、言い換えれば、画素が蓄積できる電子の最大容量のことである。また、画素の最大フォトン蓄積量とも言うことができる。
一方、計測誤差を小さくするためにはなるべく多数のフォトンを計測する必要がある。例えば必要な検出精度を確保するための計測フォトン数が1×106個程度の場合に、一度の計測でCCDセンサ1の全画素で1×105個のフォトンが計測できるとすると、必要精度を確保するために10回の計測を繰り返す必要がある。
しかし、この方法によればCCDセンサ1からの検出値の読み出しを繰り返す必要があるために、データの読み出し時に発生するノイズ(読み出し誤差)の影響を繰り返し受けることによって計測の誤差が大きくなってしまう。また、検出値の読み出しに伴うデータの受け渡しを繰り返し行うことにより計測スループットの低下を招く。特に、一度発光を止めると次回発光するまでに時間がかかってしまうような光源の場合はこの問題は大きいものとなる。
図2(a)において、CCDセンサ1の各画素8はそれぞれ幅(X方向寸法)a、高さ(Y方向寸法)bで構成されている。図2(b)は断面S−S上の画素8において、単位時間、単位面積あたりにどれだけの光エネルギー量(Is)が入射領域4に照射されるかを示している。図2(c)は、このCCDセンサ1に対して光を所定時間(T0)だけ照射した場合の断面S−S上の各画素8における光の受光量を示している。断面S−S上の各画素8での受光量の最大値をEmaxとすると、図2(c)に示すようにEmaxが飽和値Ethを超えている場合は正しく計測できない。そのため、この場合は光の照射時間をT0×Eth/Emax以下として、図2(d)に示すように各画素8での受光量が飽和値Eth以下となるように調整する必要がある。そして、CCDセンサ1全体としての計測光量が不足している場合には、この計測を繰り返して行うことによりトータルの光量を増加させて計測精度を向上させている。
特開2002−314873
しかしながら、上記の計測方法によれば、計測精度を向上させるために計測を繰り返し行う必要がある。そのため、満足な計測結果が得られるまでに計測時間がかかってしまい、計測のスループットが低いという問題がある。また、一度の計測ごとにCCDセンサ1の各画素8からの検出値の読み出しを行うのであるが、その読み出しの度に読み出し誤差が生じてしまい、却って計測精度が劣化してしまう場合もある。
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、充分なフォトン量での計測と高い計測スループットを実現でき、読み出し誤差の累積も防止して高精度な計測結果を得ることができる光強度計測方法、その方法を利用したミラー反射率計測方法、及び光強度計測装置を提供することを例示的目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の例示的側面としての光強度計測方法は、複数の画素が配列された撮像素子の受光面に光を入射して、その入射光強度を計測する光強度計測方法であって、計測中に、入射光の入射方向と直交する方向に撮像素子を入射光に対して移動させるステップを有することを特徴とする。その移動ステップにおいて、撮像素子を画素の配列方向に沿って移動させることが望ましい。また、移動ステップにおける撮像素子の移動速度を、受光面における入射光の強度分布及び画素の飽和値に基づいて決定するステップをさらに有するようにしてもよい。
移動ステップにおける撮像素子の移動速度を、下記条件式に基づいて決定するステップをさらに有してもよい。
移動ステップにおける撮像素子の移動量を、その移動方向に沿った方向での撮像素子の受光面の寸法と受光面における入射光の入射領域の移動方向に沿った方向の寸法とに基づいて決定するステップをさらに有してもよい。
移動ステップ前に、画素に入射する光強度が画素の飽和値以下である基準入射光を入射するステップと、画素により計測された基準入射光の光強度及び飽和値に基づいて撮像素子の移動速度を予め決定するステップとをさらに有するようにしてもよい。
移動ステップ前に、撮像素子の移動方向及びその直交方向に二次元配列された複数の画素に入射する光強度が複数の画素の飽和値以下である基準入射光を入射するステップと、複数の画素により計測された複数の基準入射光の光強度を撮像素子の移動方向に沿って積算するステップと、積算された光強度のうち最大のもの及び飽和値に基づいて撮像素子の移動速度を予め決定するステップとをさらに有するようにしてもよい。また、入射光の波長が20nm以下(例えば入射光が波長13.4nmのEUV光)である場合は、EUV光を用いた露光装置に用いられる光学素子の反射率等の光学特性計測に本発明を適用することが可能となる。
本発明の他の例示的側面としての光強度計測方法は、複数の画素が配列された撮像素子の受光面に光を入射して、その入射光強度を計測する光強度計測方法であって、計測中に、受光面上における入射光の入射領域を移動させるステップを有することを特徴とする。
本発明の他の例示的側面としての反射率計測方法は、入射光の光源と撮像素子との間の光路中にミラーを配置してそのミラーからの反射光強度を請求項1に記載の光強度計測方法を用いて計測する第1のステップと、光路中にミラーを配置せずに光源からの光強度を撮像素子により計測する第2のステップと、第1のステップによる計測値と第2のステップにより計測値との比率を求めるステップとを有することを特徴とする。
本発明のさらに他の例示的側面としての光強度計測装置は、複数の画素が配列され、その受光面に入射された光の強度を計測するための撮像素子と、撮像素子の受光面に光が入射するように撮像素子を移動させる駆動部と、計測中に、入射光の入射方向と直交する方向に撮像素子が入射光に対して移動するように駆動部を制御する制御部とを有することを特徴とする。
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態により明らかにされるであろう。
本発明によれば、光強度の計測において高精度と高スループットとを実現することができる。すなわち高精度計測を実現するための充分なフォトン量での計測を可能とし、さらに読み出し誤差の累積を防止するとともに計測回数を減少させて高速な計測が可能となる。また、この計測方法を反射ミラーの反射率を計測する反射率計に利用した場合には、反射ミラーの焦点距離等の変化に対応して反射率測定を行うことができる。したがって、測定可能な反射ミラーの種類を増大させることができ、光学設計の自由度の増加に寄与することができる。
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係る光強度計測方法について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る光強度計測方法を実現する光強度計測装置100の要部構成を示す斜視図である。図1において、引用符号5はアーム、引用符号6はCCDセンサ1を駆動するセンサ駆動部、引用符号7はCCDセンサ1からの情報に基づいてセンサ駆動部6を制御するコントローラ(制御部)である。アーム5の回転中心から受光面2までの長さはLであり、センサ駆動部6が角度Wy回転することにより、受光面2上での入射領域4の位置がX方向にL・Wy移動するようになっている。
本発明の実施の形態1に係る光強度計測方法について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る光強度計測方法を実現する光強度計測装置100の要部構成を示す斜視図である。図1において、引用符号5はアーム、引用符号6はCCDセンサ1を駆動するセンサ駆動部、引用符号7はCCDセンサ1からの情報に基づいてセンサ駆動部6を制御するコントローラ(制御部)である。アーム5の回転中心から受光面2までの長さはLであり、センサ駆動部6が角度Wy回転することにより、受光面2上での入射領域4の位置がX方向にL・Wy移動するようになっている。
CCDセンサ1を計測光3に対して画素8の配列方向(この例では断面S−S方向に沿った方向)に速度V[m/s]で移動させる。すなわち、図3(a)に示すように、入射領域4をCCDセンサ1の画素8に対して図中X方向に移動させる。それにより、図3(b)に示すように、断面S−S方向に沿って複数の画素8に計測光3を入射することができ、断面S−S方向におけるCCD受光面2の略全面に渡って計測光3が受光される。
図3(c)は、断面S−S上の各画素8において計測された光量を示したものであり、いずれの画素8においても計測光量が飽和値Ethを下回っている。図3(d)は、図3(a)に示す断面S−S上での特定の画素kに対して計測光3が入射開始してから入射終了するまでの時間ごとの入射光量エネルギーの変化の様子を、横軸を時刻t、縦軸を入射光量エネルギーIkとして示したものである。t1は画素kに計測光3が入射開始した時刻、t2〜t3は画素kの全体に計測光3が入射されている時刻、t4は画素kに計測光3が入射終了した時刻を示している。このとき、図3(d)中斜線部Ekの面積は、
で表される。この斜線部Ekは、CCDセンサ1を所定速度で計測光3に対して移動させた場合に、ある特定の画素kに対して入射開始から入射終了までに入射される光量エネルギーの総和を示す。この斜線部Ekの面積(光量エネルギーの総和)が画素kの飽和値Eth以上になると計測不能となるので、計測可能な条件は、
Ek < Eth −(2)
である。
Ek < Eth −(2)
である。
図3(a)に示すように、計測光3がCCDセンサ1の受光面2上で画素kの横幅(X方向寸法)aよりも大きい横幅cの長方形入射領域4を有し、その入射領域4内で計測光3の光量が略均一であり、CCDセンサ1の移動速度が一定速度の場合には、この斜線部Ekは略台形状を呈する。時刻t2〜t3までの間の入射光量エネルギーIpeakは、入射領域4における計測光3の単位時間・単位面積あたりの光量エネルギーIsを用いて、
Ipeak=Is×a×b(a:画素kの幅、b:画素kの高さ) −(3)
と表される。台形状の斜線部Ekの面積は、
Ek={(t4−t1)+(t3−t2)}×Ipeak/2 −(4)
であり、ここでCCDセンサ1の移動速度をV[m/s]とすると、
t4−t1=(c+b)/V −(5)
t3−t2=(c−b)/V −(6)
であるから、(4)式に(3)、(5)、(6)各式を代入すると、
Ek=Is×a×b×c/V −(7)
が得られる。この(7)式を(2)式に代入すると、計測可能な条件は、
Ek=Is×a×b×c/V < Eth −(8)
となる。すなわち、速度Vに求められる条件としては、(8)式を変形して、
V > Is×a×b×c/Eth −(9)
となる。画素kに入射する光量エネルギーEkが(9)式の条件を満たす範囲内でなるべく大きい方が、すなわち速度Vが(9)式を満たす範囲内でなるべく小さい方が計測誤差は小さくなり良好な計測を行うことができる。
Ipeak=Is×a×b(a:画素kの幅、b:画素kの高さ) −(3)
と表される。台形状の斜線部Ekの面積は、
Ek={(t4−t1)+(t3−t2)}×Ipeak/2 −(4)
であり、ここでCCDセンサ1の移動速度をV[m/s]とすると、
t4−t1=(c+b)/V −(5)
t3−t2=(c−b)/V −(6)
であるから、(4)式に(3)、(5)、(6)各式を代入すると、
Ek=Is×a×b×c/V −(7)
が得られる。この(7)式を(2)式に代入すると、計測可能な条件は、
Ek=Is×a×b×c/V < Eth −(8)
となる。すなわち、速度Vに求められる条件としては、(8)式を変形して、
V > Is×a×b×c/Eth −(9)
となる。画素kに入射する光量エネルギーEkが(9)式の条件を満たす範囲内でなるべく大きい方が、すなわち速度Vが(9)式を満たす範囲内でなるべく小さい方が計測誤差は小さくなり良好な計測を行うことができる。
もちろん、本実施の形態は、CCD1の移動速度が一定であり入射領域4が光量均一の長方形状という条件の下での形態を説明したが、そのような条件下でない場合であっても、(1)式の積分計算を用いてEkを算出し、そのEkがEth未満となるように条件設定すれば良好な計測が可能である。
上記の計算に基づいてCCDセンサ1の移動速度の条件設定を行い、計測光3を所定時間照射しながらCCDセンサ1をX方向に移動させる。そして、各画素で検出された光量エネルギーの総和を求めることにより、所定時間内に照射された計測光3の光量エネルギーの総和、すなわち光強度を計測することができる。
CCDセンサ1の移動により入射領域4がCCDセンサ1の受光面2から外れてしまうと光量の総和を計測することができない。したがって、CCDセンサ1の移動量についても入射領域4が受光面2から外れないように条件設定する必要がある。CCDセンサ1の移動方向に沿った方向での受光面2の幅寸法(X方向寸法)をe(つまり、移動方向での画素の配列数をNとすると、e=a×Nとなる。)、CCDセンサ1の移動量をfとすると、少なくとも
c+f < e −(10)
を満たす必要がある。ただし、図3(a)に示すように、計測開始時の入射領域4の左端部がCCDセンサ1の受光面2の左端部からX方向に距離dだけ離れているような場合は、さらに
c+d+f < e −(11)
を満たすようにfを決定する必要がある。
c+f < e −(10)
を満たす必要がある。ただし、図3(a)に示すように、計測開始時の入射領域4の左端部がCCDセンサ1の受光面2の左端部からX方向に距離dだけ離れているような場合は、さらに
c+d+f < e −(11)
を満たすようにfを決定する必要がある。
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係る光強度計測方法について図4を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については、同一の引用符号を用いて説明を省略する。図4(a)、図4(b)に示すように、この実施の形態においては計測光3は入射領域4内においてCCDセンサ1の移動方向(X方向)に不均一な光量分布を有している。X方向に直交するY方向の光量分布は均一である。
本発明の実施の形態2に係る光強度計測方法について図4を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については、同一の引用符号を用いて説明を省略する。図4(a)、図4(b)に示すように、この実施の形態においては計測光3は入射領域4内においてCCDセンサ1の移動方向(X方向)に不均一な光量分布を有している。X方向に直交するY方向の光量分布は均一である。
図4(a)の矢印方向に一定速度V1でCCDセンサ1を移動させたときに画素kに入射される光量エネルギーの総和Ekは、計測光3の画素kへの入射開始時刻をt5、入射終了時刻をt6とした場合に図4(c)の斜線部の面積で表され、
となる。この光量エネルギーの総和Ekが画素kの飽和値Eth以上となった場合、光強度の計測を可能とするために、新たに移動速度を一定速度V2に設定する。その速度V2を、
V2 > V1×Ek/Eth −(13)
で算出し、式(13)を満たす範囲で移動速度V2をなるべく小さい速度に決定する。それにより上記(2)式を満足することができ、各画素が飽和することなく良好な光強度計測を行うことができる。CCDセンサ1の移動速度をV2に設定した場合の、画素kに入射される光量エネルギーの時間ごとの変化の様子を図4(d)に示す。ここで、計測光3の画素kへの入射開始は時刻t7で入射終了はt8である。画素kへの入射光量エネルギーの総和は図4(d)中斜線部Ekで示した面積となり、飽和値Eth未満となっている。
V2 > V1×Ek/Eth −(13)
で算出し、式(13)を満たす範囲で移動速度V2をなるべく小さい速度に決定する。それにより上記(2)式を満足することができ、各画素が飽和することなく良好な光強度計測を行うことができる。CCDセンサ1の移動速度をV2に設定した場合の、画素kに入射される光量エネルギーの時間ごとの変化の様子を図4(d)に示す。ここで、計測光3の画素kへの入射開始は時刻t7で入射終了はt8である。画素kへの入射光量エネルギーの総和は図4(d)中斜線部Ekで示した面積となり、飽和値Eth未満となっている。
[実施の形態3]
本発明の実施の形態3に係る光強度計測方法について図5を用いて説明する。図5(a)において、CCDセンサ1の移動方向(X方向)に沿って画素8が配列されている。また、計測光3は入射領域4において、X方向に不均一でY方向に均一な光量分布を有している。CCDセンサ1を移動させずに、計測光3が照射される画素8のすべてが飽和しない時間T1だけCCDセンサ1上に計測光3(この場合の計測光3を基準計測光というものとする。)を照射した場合の、入射領域4を含む断面S−S上の各画素8に蓄積された光量エネルギーを図5(b)に示す。計測光3が照射されているX方向の画素配列数をnとすると、この図5においてはn=3である。
本発明の実施の形態3に係る光強度計測方法について図5を用いて説明する。図5(a)において、CCDセンサ1の移動方向(X方向)に沿って画素8が配列されている。また、計測光3は入射領域4において、X方向に不均一でY方向に均一な光量分布を有している。CCDセンサ1を移動させずに、計測光3が照射される画素8のすべてが飽和しない時間T1だけCCDセンサ1上に計測光3(この場合の計測光3を基準計測光というものとする。)を照射した場合の、入射領域4を含む断面S−S上の各画素8に蓄積された光量エネルギーを図5(b)に示す。計測光3が照射されているX方向の画素配列数をnとすると、この図5においてはn=3である。
ここで図5(b)において示される光量エネルギーの総和、すなわち所定の画素iにおける入射光量エネルギーをEiとしたときの
は、CCDセンサ1を移動速度V1=(a×n)/T1で移動させた場合の断面S−S上の特定の画素kに蓄積される光量エネルギーを示す。この光量エネルギーEtotalは、図5(b)において斜線で示される部分の面積である。
この光量エネルギーEtotalが画素kの飽和値Eth以上とならないように、実際の光強度計測時のCCDセンサ1の移動速度V2を、
V2 > V1×Etotal/Eth=
(a×n/T1)×(Etotal/Eth) −(15)
で算出し、式(15)を満たす範囲で移動速度V2をなるべく小さい速度に決定する。それにより上記(2)式を満足することができ、各画素が飽和することなく良好な光強度計測を行うことができる。
V2 > V1×Etotal/Eth=
(a×n/T1)×(Etotal/Eth) −(15)
で算出し、式(15)を満たす範囲で移動速度V2をなるべく小さい速度に決定する。それにより上記(2)式を満足することができ、各画素が飽和することなく良好な光強度計測を行うことができる。
[実施の形態4]
本発明の実施の形態4に係る光強度計測方法について図6を用いて説明する。この実施の形態においては、計測光3は、入射領域4内においてX方向にもY方向にも不均一な光量分布を有している。CCDセンサ1を移動させずに、計測光3が照射される画素8のすべてが飽和しない時間T1だけCCDセンサ1上に計測光3(この場合の計測光3を基準計測光というものとする。)を照射する。この場合に、X方向に配列された各画素8に蓄積されたそれぞれの光量エネルギーを積算したものをY方向ごとに示したものが図6(b)である。図6(b)において、横軸は光量エネルギーであり、縦軸はY方向の画素である。例えば、CCDセンサ1上において計測光3が照射されたX方向の画素列10に入射された光量エネルギーの合計が図6(b)の斜線部11に相当する。このとき、Y方向の画素ごとに光量エネルギーの合計値が異なるので、光量エネルギーの合計値が最も大きい画素列10を選択し、その斜線部11に相当する光量エネルギーの合計値をEjとすると、
V3 > (a×n/T1)×(Ej/Eth) −(16)
を満たす範囲で移動速度V3をなるべく小さい速度に決定する。それにより上記(2)式を満足することができ、各画素が飽和することなく良好な光強度計測を行うことができる。
本発明の実施の形態4に係る光強度計測方法について図6を用いて説明する。この実施の形態においては、計測光3は、入射領域4内においてX方向にもY方向にも不均一な光量分布を有している。CCDセンサ1を移動させずに、計測光3が照射される画素8のすべてが飽和しない時間T1だけCCDセンサ1上に計測光3(この場合の計測光3を基準計測光というものとする。)を照射する。この場合に、X方向に配列された各画素8に蓄積されたそれぞれの光量エネルギーを積算したものをY方向ごとに示したものが図6(b)である。図6(b)において、横軸は光量エネルギーであり、縦軸はY方向の画素である。例えば、CCDセンサ1上において計測光3が照射されたX方向の画素列10に入射された光量エネルギーの合計が図6(b)の斜線部11に相当する。このとき、Y方向の画素ごとに光量エネルギーの合計値が異なるので、光量エネルギーの合計値が最も大きい画素列10を選択し、その斜線部11に相当する光量エネルギーの合計値をEjとすると、
V3 > (a×n/T1)×(Ej/Eth) −(16)
を満たす範囲で移動速度V3をなるべく小さい速度に決定する。それにより上記(2)式を満足することができ、各画素が飽和することなく良好な光強度計測を行うことができる。
[実施の形態5]
本発明の実施の形態5に係る反射率計測方法を実現する反射率計200について図7〜図9を用いて説明する。この反射率計200は、本発明に係る光強度計測方法を利用したものである。
本発明の実施の形態5に係る反射率計測方法を実現する反射率計200について図7〜図9を用いて説明する。この反射率計200は、本発明に係る光強度計測方法を利用したものである。
図7は、多層膜ミラーの反射率計200の概略構成を示すブロック図である。図7において符号12は点光源、引用符号13は点光源からの光を集光する光学素子、符号14は光を分光するための回折格子、符号15は分光された光から特定の波長を取り出すためのスリット、符号16は光を参照光と計測光とに分割するための回折格子、符号17は参照光、符号18は計測光、符号19は参照光を計測するための参照光センサ、符号20は反射率を計測する対象としてのミラーである。この図7においては、ミラー20は平面ミラーであるものとして説明する。
この装置において、ミラー20が有する特定の波長λに対する所定角度θへの反射率を求めるためには、まずミラー20が光路にない状態でCCDセンサ1を位置Aに配置し、CCDセンサ1で直入射光が計測できるようにする。ここで、特定の波長λに対する参照光センサ19の出力I0t(λ)と計測光センサであるCCDセンサ1の出力Irt(λ)との比Rt(λ)を、Rt(λ)=Irt(λ)/I0t(λ)として予め求めておく(第1のステップ)。
次に、ミラー20を図7に示すように光路中に挿入し、ミラー20に対する計測光18の入射角が所定角度θとなるように、図示しないアクチュエータ等の駆動装置(例えば図8に示す回転ステージ21)を用いて角度調整を行う。続いて、ミラー20からの反射光を受光できるように、CCDセンサ1をミラー20からの反射角が所定角度θとなる位置Bに図示しない駆動装置(例えば図1及び図8に示すセンサ駆動部6)により移動させる。そして、特定の波長λに対する参照光センサ19の出力I0r(λ)とミラー20からの反射光によるCCDセンサ1の出力Irr(λ)との比Rr(λ)をRr(λ)=Irr(λ)/I0r(λ)として求める(第2のステップ)。それにより、ミラー20の反射率R(λ)は、
R(λ)=Rr(λ)/Rt(λ) −(17)
で得られる。
R(λ)=Rr(λ)/Rt(λ) −(17)
で得られる。
図8は、図7に示す反射率計の要部構成を拡大して示した要部斜視図である。ミラー20は、回転ステージ21上にミラーホルダー22を介して固定されている。CCDセンサ1を駆動する駆動装置は図1と同様に、アーム5、センサ駆動部6、コントローラ7を含んで構成され、そのアーム5上にCCDセンサ1が固定されている。コントローラ7からの制御信号に基づきセンサ駆動部6がアームを回転させることにより、CCDセンサ1は、ミラー20周りに回転及び位置制御可能とされている。
この図8においては、ミラー20が凹面鏡である場合について説明する。ミラー20が凹面鏡であるので、ミラー20が光路中にない状態での位置AのCCDセンサ1への計測光3aの入射領域4aとミラー20を光路中に配置した状態での位置BのCCDセンサ1への計測光3bの入射領域4bとは異なる形状を呈している。すなわち、入射領域4bにおいては、計測光3bがミラー20により集光されて、小さな領域に光が集中している。
その計測光の集光の様子を図9に示す。図9(a)は、CCDセンサ1が位置Aにあるとき、直入射の計測光3aがCCDセンサ1の受光面2に入射領域4aとして入射する様子を示したものである。また、図9(b)は、そのときのCCDセンサ1の断面S−S上の各画素8に入射した計測光3aの光量エネルギーを示している。図9(c)は、CCDセンサ1が位置Bにあるとき、ミラー20によって反射された計測光3bがCCDセンサ1の受光面2に入射した場合の入射領域4bを示す。図9(d)は、そのときのCCDセンサ1の断面S−S上の各画素8に入射した計測光3bの光量エネルギーを示している。
図からわかるように、計測光3aによる入射領域4aよりも計測光3bによる入射領域4bの方が、集光されて領域が小さい分、画素あたりに入射する光量エネルギーが大きくなっている。図9(d)に示す光量エネルギーの中で、画素8の飽和値Ethを超えるようなものがある場合、従来の反射率計では計測光3bの光量エネルギーを正確に計測することができず、ミラー20の反射率が計測できない。このような問題は、ミラー20が集光系の凹面鏡である場合特に顕著となる可能性がある。
しかし、光強度の計測中にCCDセンサ1を所定速度で移動させる本発明に特有の構成を有する反射率計を用いれば、このような場合でも画素8に入射する光量エネルギーを飽和値Ethより小さくすることができ、しかも1回の計測で正確な光量エネルギーの総和を求めることができるので、高い計測スループットと高い計測精度との両立を実現することができる。CCDセンサ1からの読み出しも1回で済むので、読み出し誤差の累積も生じない。
この計測中にCCDセンサ1を移動させる移動方向が、図9(a)又は図9(c)に示すX方向(すなわち図8に示す矢印P方向)である場合、本発明を構成するために別の駆動装置を必要としない。CCDセンサ1を位置Aから位置Bに移動させるための駆動装置(センサ駆動部6等)をそのまま利用すればよいのである。また、計測中にCCDセンサ1を図9(a)又は図9(b)に示すY方向にも移動させる場合は、そのための新たな駆動装置を必要とするが、二次元的にXY方向に配列されたCCDセンサ1の画素8を有効に活用して、さらに高光強度の計測が可能となる。
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
1…CCDセンサ(撮像素子)
2…受光面
3,3a,3b,18…計測光(入射光)
4,4a,4b…入射領域
6…センサ駆動部
7…コントローラ(制御部)
8…画素
2…受光面
3,3a,3b,18…計測光(入射光)
4,4a,4b…入射領域
6…センサ駆動部
7…コントローラ(制御部)
8…画素
Claims (11)
- 複数の画素が配列された撮像素子の受光面に光を入射して、その入射光強度を計測する光強度計測方法であって、
該計測中に、前記入射光の入射方向と直交する方向に前記撮像素子を前記入射光に対して移動させるステップを有することを特徴とする光強度計測方法。 - 前記移動ステップにおいて、前記撮像素子を前記画素の配列方向に沿って移動させることを特徴とする請求項1に記載の光強度計測方法。
- 前記移動ステップにおける前記撮像素子の移動速度を、前記受光面における前記入射光の強度分布及び前記画素の飽和値に基づいて決定するステップをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光強度計測方法。
- 前記移動ステップにおける前記撮像素子の移動速度を、下記条件式に基づいて決定するステップをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光強度計測方法。
- 前記移動ステップにおける前記撮像素子の移動量を、その移動方向に沿った方向での該撮像素子の前記受光面の寸法と該受光面における前記入射光の入射領域の該移動方向に沿った方向の寸法とに基づいて決定するステップをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光強度計測方法。
- 前記移動ステップ前に、
前記画素に入射する光強度が該画素の飽和値以下である基準入射光を入射するステップと、
前記画素により計測された該基準入射光の光強度及び前記飽和値に基づいて前記撮像素子の移動速度を予め決定するステップとをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光強度計測方法。 - 前記移動ステップ前に、
前記撮像素子の移動方向及びその直交方向に二次元配列された複数の前記画素に入射する光強度が該複数の画素の飽和値以下である基準入射光を入射するステップと、
前記複数の画素により計測された複数の前記基準入射光の光強度を前記撮像素子の移動方向に沿って積算するステップと、
該積算された光強度のうち最大のもの及び前記飽和値に基づいて前記撮像素子の移動速度を予め決定するステップとをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の光強度計測方法。 - 前記入射光の波長が20nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の光強度計測方法。
- 複数の画素が配列された撮像素子の受光面に光を入射して、その入射光強度を計測する光強度計測方法であって、
該計測中に、前記受光面上における前記入射光の入射領域を移動させるステップを有することを特徴とする光強度計測方法。 - 前記入射光の光源と前記撮像素子との間の光路中にミラーを配置してそのミラーからの反射光強度を請求項1に記載の光強度計測方法を用いて計測する第1のステップと、
前記光路中にミラーを配置せずに前記光源からの光強度を前記撮像素子により計測する第2のステップと、
前記第1のステップによる計測値と前記第2のステップにより計測値との比率を求めるステップとを有することを特徴とするミラーの反射率計測方法。 - 複数の画素が配列され、その受光面に入射された光の強度を計測するための撮像素子と、
該撮像素子の受光面に光が入射するように該撮像素子を移動させる駆動部と、
前記計測中に、前記入射光の入射方向と直交する方向に前記撮像素子が前記入射光に対して移動するように前記駆動部を制御する制御部とを有することを特徴とする光強度計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004054982A JP2005241597A (ja) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 光強度計測方法、反射率計測方法、及び光強度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004054982A JP2005241597A (ja) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 光強度計測方法、反射率計測方法、及び光強度計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005241597A true JP2005241597A (ja) | 2005-09-08 |
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ID=35023456
Family Applications (1)
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JP2004054982A Pending JP2005241597A (ja) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 光強度計測方法、反射率計測方法、及び光強度計測装置 |
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JP (1) | JP2005241597A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016151682A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 国立大学法人 東京大学 | Euv光用回転楕円体ミラーの反射率計測装置 |
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2004
- 2004-02-27 JP JP2004054982A patent/JP2005241597A/ja active Pending
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WO2016151682A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 国立大学法人 東京大学 | Euv光用回転楕円体ミラーの反射率計測装置 |
JPWO2016151682A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2018-01-18 | 国立大学法人 東京大学 | Euv光用回転楕円体ミラーの反射率計測装置 |
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