JP2005311296A - 波面収差測定方法、波面収差測定系の校正方法、波面収差測定装置、及び投影露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】波面分割素子を用いながらもその波面分割素子に起因した誤差の影響を受けずに被検光学系の波面収差を測定する。
【解決手段】被検光学系(PL)に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段(11,12)と、測定光束の何れかの光路に配置され、測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段(13)と、被検光学系による複数の光束の集光面近傍に挿入され、複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスク(15)と、1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備え、マスクの1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換え、切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、変化の情報に基づき被検光学系の波面収差の情報を求める演算手順を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】被検光学系(PL)に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段(11,12)と、測定光束の何れかの光路に配置され、測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段(13)と、被検光学系による複数の光束の集光面近傍に挿入され、複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスク(15)と、1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備え、マスクの1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換え、切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、変化の情報に基づき被検光学系の波面収差の情報を求める演算手順を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、投影光学系などの被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定方法、被検光学系の波面収差を測定するための波面収差測定系の校正方法、被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置に関する。また、本発明は、投影光学系の波面収差を自己測定することの可能な投影露光装置に関する。
近年、半導体回路素子のパターンの微細化が進み、その製造装置である投影露光装置の露光波長には従来以上に短いものが要求されるようになった。
そこで開発されたのが、露光波長が13nmに抑えられたEUVL(極端紫外線露光技術,Extreme Ultra Violet Lithography)である。
このEUVL用の投影光学系は、高い性能が必要とされるので、その波面収差の許容範囲は0.5nmRMS程度とされる。それに伴い、その波面収差の測定への要求精度も、0.1nmRMS以下と厳しくなる。
そこで開発されたのが、露光波長が13nmに抑えられたEUVL(極端紫外線露光技術,Extreme Ultra Violet Lithography)である。
このEUVL用の投影光学系は、高い性能が必要とされるので、その波面収差の許容範囲は0.5nmRMS程度とされる。それに伴い、その波面収差の測定への要求精度も、0.1nmRMS以下と厳しくなる。
但し、使用波長が短い投影光学系の波面収差測定には、短波長光を吸収し易い屈折レンズを用いることができないので、反射面を組み合わせた測定系を適用せざるを得ない。
この測定系は、シアリング干渉、点回折及びシアリング干渉などの原理を利用した波面収差測定系である(特許文献1,特許文献2など)。
この原理の波面収差測定系においては、被検光学系に投光した測定光束を2光束に横ずらし(分割)する回折格子が必須となる。
特開2003−86501号公報
特開2003−254725号公報
この測定系は、シアリング干渉、点回折及びシアリング干渉などの原理を利用した波面収差測定系である(特許文献1,特許文献2など)。
この原理の波面収差測定系においては、被検光学系に投光した測定光束を2光束に横ずらし(分割)する回折格子が必須となる。
しかしながら、回折格子を用いた波面収差測定系では、回折格子の製造誤差(具体的には刻線パターンの刻線ひずみや回折面のチルト)が測定精度に影響を及ぼしている。
そこで本発明は、回折格子などの波面分割手段を用いながらもその波面分割手段に起因した誤差の影響を受けずに被検光学系の波面収差を測定することのできる波面収差測定方法を提供することを目的とする。
そこで本発明は、回折格子などの波面分割手段を用いながらもその波面分割手段に起因した誤差の影響を受けずに被検光学系の波面収差を測定することのできる波面収差測定方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、波面分割手段を用いた波面収差測定系の校正を高精度に行うことのできる波面収差測定系の校正方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の波面収差測定方法に好適な波面収差測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明の波面収差測定方法に好適な波面収差測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の波面収差測定方法は、被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備えた波面収差測定系を利用する波面収差測定方法であって、前記マスクの前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、前記変化の情報に基づき前記被検光学系の波面収差の情報を求める演算手順とを有したことを特徴とする。
請求項2に記載の波面収差測定方法は、請求項1に記載の波面収差測定方法において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項3に記載の波面収差測定方法は、請求項2に記載の波面収差測定方法において、前記1対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、前記1対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する0次回折光束であることを特徴とする。
請求項3に記載の波面収差測定方法は、請求項2に記載の波面収差測定方法において、前記1対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、前記1対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する0次回折光束であることを特徴とする。
請求項4に記載の波面収差測定方法は、請求項3に記載の波面収差測定方法において、前記1以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記0次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、透過窓−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項5に記載の波面収差測定方法は、請求項3に記載の波面収差測定方法において、前記1次以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記0次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、透過窓−スリットの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項5に記載の波面収差測定方法は、請求項3に記載の波面収差測定方法において、前記1次以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記0次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、透過窓−スリットの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項6に記載の波面収差測定方法は、請求項3〜請求項5の何れか一項に記載の波面収差測定方法において、前記演算手順では、前記変化の情報のみに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求めることを特徴とする。
請求項7に記載の波面収差測定方法は、請求項2に記載の波面収差測定方法において、前記1対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束であることを特徴とする。
請求項7に記載の波面収差測定方法は、請求項2に記載の波面収差測定方法において、前記1対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束であることを特徴とする。
請求項8に記載の波面収差測定方法は、請求項7に記載の波面収差測定方法において、前記1対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくともピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項9に記載の波面収差測定方法は、請求項7又は請求項8に記載の波面収差測定方法において、前記演算手順では、予め求められた前記回折格子の固有誤差情報と前記変化の情報とに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求めることを特徴とする。
請求項9に記載の波面収差測定方法は、請求項7又は請求項8に記載の波面収差測定方法において、前記演算手順では、予め求められた前記回折格子の固有誤差情報と前記変化の情報とに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求めることを特徴とする。
請求項10に記載の波面収差測定系の校正方法は、被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備えた波面収差測定系の校正方法であって、前記マスクの前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、前記変化の情報に基づき前記回折格子の固有誤差情報を求める演算手順とを有したことを特徴とする。
請求項11に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項10に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項12に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項11に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記1対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、前記1対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する0次回折光束であることを特徴とする。
請求項12に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項11に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記1対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、前記1対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する0次回折光束であることを特徴とする。
請求項13に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項12に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記1以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記0次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項14に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項11に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記1対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束であることを特徴とする。
請求項15に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項14に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記1対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくとも、ピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項15に記載の波面収差測定系の校正方法は、請求項14に記載の波面収差測定系の校正方法において、前記1対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくとも、ピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれることを特徴とする。
請求項16に記載の波面収差測定装置は、被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備え、前記マスクは、前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されていることを特徴とする。
請求項17に記載の波面収差測定装置は、請求項16に記載の波面収差測定装置において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項18に記載の波面収差測定装置は、請求項17に記載の波面収差測定装置において、前記1対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、前記1対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する0次回折光束であることを特徴とする。
請求項18に記載の波面収差測定装置は、請求項17に記載の波面収差測定装置において、前記1対の光束の一方は、前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、前記1対の光束の他方は、前記回折格子にて生起する0次回折光束であることを特徴とする。
請求項19に記載の波面収差測定装置は、請求項17に記載の波面収差測定装置において、前記1対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束であることを特徴とする。
請求項20に記載の投影露光装置は、レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系と、前記レチクルを照明光束で照明する照明光学系と、前記投影光学系のレチクル面の近傍に挿入可能であり、挿入時には前記照明光束を所定の波面形状の光束に変換する変換手段と、前記投影光学系とウエハ面との間の前記照明光束の光路に挿入可能であり、かつ挿入時にはその照明光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記ウエハ面の近傍に挿入可能であり、かつ前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備えた投影露光装置であって、前記マスクは、前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されていることを特徴とする。
請求項20に記載の投影露光装置は、レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系と、前記レチクルを照明光束で照明する照明光学系と、前記投影光学系のレチクル面の近傍に挿入可能であり、挿入時には前記照明光束を所定の波面形状の光束に変換する変換手段と、前記投影光学系とウエハ面との間の前記照明光束の光路に挿入可能であり、かつ挿入時にはその照明光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、前記ウエハ面の近傍に挿入可能であり、かつ前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備えた投影露光装置であって、前記マスクは、前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されていることを特徴とする。
請求項21に記載の投影露光装置は、請求項20に記載の投影露光装置において、前記波面分割手段は、回折格子であることを特徴とする。
請求項22に記載の投影露光装置は、請求項21に記載の投影露光装置において、前記1対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束であることを特徴とする。
請求項22に記載の投影露光装置は、請求項21に記載の投影露光装置において、前記1対の光束の一方及び他方は、前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束であることを特徴とする。
本発明によれば、回折格子などの波面分割手段を用いながらもその波面分割手段に起因した誤差の影響を受けずに被検光学系の波面収差を測定することのできる波面収差測定方法が実現する。
また、本発明によれば、波面分割手段を用いた波面収差測定系の校正を高精度に行うことのできる波面収差測定系の校正方法が実現する。
また、本発明によれば、波面分割手段を用いた波面収差測定系の校正を高精度に行うことのできる波面収差測定系の校正方法が実現する。
また、本発明によれば、本発明の波面収差測定方法に好適な波面収差測定装置が実現する。
また、本発明によれば、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置が実現する。
また、本発明によれば、投影光学系の波面収差を高精度に自己測定することのできる投影露光装置が実現する。
[第1実施形態]
図1、図2に基づき本発明の第1実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定装置の実施形態である。
先ず、本測定装置の構成を説明する。
図1に示すように、波面収差測定装置には、被検光学系PLがセットされ、その被検光学系PLの使用波長と同じ波長のコヒーレントな光束を出射する照明光学系(請求項の投光手段に対応)11が備えられる。
図1、図2に基づき本発明の第1実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定装置の実施形態である。
先ず、本測定装置の構成を説明する。
図1に示すように、波面収差測定装置には、被検光学系PLがセットされ、その被検光学系PLの使用波長と同じ波長のコヒーレントな光束を出射する照明光学系(請求項の投光手段に対応)11が備えられる。
以下、被検光学系PLは、EUVL用の投影光学系であり、光源1は、EUV(極端紫外光)を出射する光源とする。
波面収差測定装置には、照明光学系11の側から順に、ピンホールミラー(反射型のピンホールである。請求項の投光手段に対応)12、被検光学系PL、回折格子(請求項の波面分割手段に対応)13、マスク15、撮像素子(請求項の検出手段に対応)17が配置される。
波面収差測定装置には、照明光学系11の側から順に、ピンホールミラー(反射型のピンホールである。請求項の投光手段に対応)12、被検光学系PL、回折格子(請求項の波面分割手段に対応)13、マスク15、撮像素子(請求項の検出手段に対応)17が配置される。
ピンホールミラー12が配置されるのは、被検光学系PLの物体面の近傍であり、マスク15が配置されるのは、被検光学系PLの像面の近傍である。回折格子13が配置されるのは、被検光学系PLとマスク15との間である。
ここで、回折格子13は、その刻線方向が被検光学系PLの像面内の所定方向(以下、Y方向とする。)に一致するような配置方向で配置されている。このとき、回折格子13の波面分割方向は、X方向となる。
ここで、回折格子13は、その刻線方向が被検光学系PLの像面内の所定方向(以下、Y方向とする。)に一致するような配置方向で配置されている。このとき、回折格子13の波面分割方向は、X方向となる。
なお、この波面収差測定装置には、マスク15を支持するマスクステージ16、回折格子13を支持する格子ステージ14などの機構部、格子ステージ14を駆動する駆動回路14c、マスクステージ16を駆動する駆動回路16c、各部を制御するコンピュータなどの制御部19も備えられる。
次に、本測定装置の基本動作を説明する。
次に、本測定装置の基本動作を説明する。
測定時、照明光学系11はコヒーレントな光束を射出する。ピンホールミラー12及び照明光学系11の位置は、その光束の余分な光線をカットし、被検光学系PLの物体面上の測定対象点に2次点光源が形成されるよう調整される。この2次点光源から射出する発散光束は、理想球面波となる。この理想球面波が、測定光束である。回折格子13,マスク15,及び撮像素子17は、被検光学系PLの像空間においてその測定対象点に対応する位置に配置される。
測定光束は、被検光学系PLに入射するとその被検光学系PL内の各光学面を経由し、その波面に被検光学系PLの収差に起因する波面誤差(被検光学系PLの収差成分)を重畳させた状態で、被検光学系PLの像面に集光する集光光束となって回折格子13に入射する。
回折格子13は、測定光束を0次,1次,・・・の各次数の回折光束に分割する。各回折光束は、像面上の互いに異なる各点に集光する。分割された各回折光束の様子は、図1中左下の円枠内に模式的に示すとおりである。なお、本明細書では、回折せずに透過した光束を「0次回折光束」と称し、1次以降の次数の各回折光束と同様に「回折光束」に含める。
回折格子13は、測定光束を0次,1次,・・・の各次数の回折光束に分割する。各回折光束は、像面上の互いに異なる各点に集光する。分割された各回折光束の様子は、図1中左下の円枠内に模式的に示すとおりである。なお、本明細書では、回折せずに透過した光束を「0次回折光束」と称し、1次以降の次数の各回折光束と同様に「回折光束」に含める。
回折格子13の波面分割方向がX方向であるときには、これらの集光点の並び方向も、X方向となる。
各点に集光する各回折光束のうち特定の2点に集光するものは、後述する干渉縞に寄与する回折光束としてマスク15を通過し、他の各点に集光するものはその干渉縞に影響を与えないようマスク15においてカットされる。
各点に集光する各回折光束のうち特定の2点に集光するものは、後述する干渉縞に寄与する回折光束としてマスク15を通過し、他の各点に集光するものはその干渉縞に影響を与えないようマスク15においてカットされる。
マスク15を通過した2つの回折光束は、撮像素子17の撮像面にスポットを形成し、2つの回折光束が形成する2つのスポットの重畳領域に、干渉縞を生成する。
撮像素子17は、その撮像面上の輝度分布の画像データIを取得し、制御部19に送出する(以上、画像データの取得)。
制御部19は、その画像データIを、干渉縞の位相分布のデータ(位相データ)Dに変換し、その位相データDから、被検光学系PLの波面収差を求める(以上、データの解析)。
撮像素子17は、その撮像面上の輝度分布の画像データIを取得し、制御部19に送出する(以上、画像データの取得)。
制御部19は、その画像データIを、干渉縞の位相分布のデータ(位相データ)Dに変換し、その位相データDから、被検光学系PLの波面収差を求める(以上、データの解析)。
なお、一般に画像データIの取得は、回折格子13の波面分割方向をY方向に変更した上で再度行われる。このとき、マスク15のマスクパターンも90°回転したものに変更される。
また、制御部19は、被検光学系PLの物体面上の測定対象点を変更する制御なども行う。また、制御部19は、各画像データIの取得に先立ち、回折格子13やマスク15のアライメントをする制御なども行う。
また、制御部19は、被検光学系PLの物体面上の測定対象点を変更する制御なども行う。また、制御部19は、各画像データIの取得に先立ち、回折格子13やマスク15のアライメントをする制御なども行う。
次に、マスク15を説明する。
マスク15には、図2に示すように、複数のマスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yが並べて形成される。また、マスクス15をアライメントする際に用いられるアライメントマーク15Mも一緒に並べて形成されている。
マスク15には、図2に示すように、複数のマスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yが並べて形成される。また、マスクス15をアライメントする際に用いられるアライメントマーク15Mも一緒に並べて形成されている。
各マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yは、等間隔で開口対を有している。
本測定装置では、これら開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。
マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4Xの開口対の並び方向は、X方向であり、マスクパターン15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yの開口対の並び方向は、Y方向である。
本測定装置では、これら開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。
マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4Xの開口対の並び方向は、X方向であり、マスクパターン15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yの開口対の並び方向は、Y方向である。
マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4Xの何れかのマスクパターンは、回折格子13の波面分割方向がX方向であるときに用いられる。
マスクパターン15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yの何れかのマスクパターンは、回折格子13の波面分割方向がY方向であるときに用いられる。
ここで、開口タイプは2種類あり、その一方は、入射した回折光束から理想球面波を生成するピンホールPであり、他方は、入射した回折光束をそのまま透過する透過窓Hである。
マスクパターン15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yの何れかのマスクパターンは、回折格子13の波面分割方向がY方向であるときに用いられる。
ここで、開口タイプは2種類あり、その一方は、入射した回折光束から理想球面波を生成するピンホールPであり、他方は、入射した回折光束をそのまま透過する透過窓Hである。
このうち、ピンホールPを透過した方の回折光束の波面は、被検光学系PLの収差に依らず理想球面となり、透過窓Hを透過した方の回折光束の波面は、被検光学系PLの収差成分を重畳させたままとなる。
マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4Xの間では、開口タイプの組み合わせが異なる。
マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4Xの間では、開口タイプの組み合わせが異なる。
開口タイプの組み合わせを、「1次回折光束に対する開口タイプ−0次回折光束に対する開口タイプ」の順に示すと、マスクパターン15−1Xの開口タイプの組み合わせは「透過窓H−ピンホールP」であり、マスクパターン15−2Xの開口タイプの組み合わせは「透過窓H−透過窓H」であり、マスクパターン15−3Xの開口タイプの組み合わせは「ピンホールP−ピンホールP」であり、マスクパターン15−4Xの開口タイプの組み合わせは「ピンホールP−透過窓H」である。
マスクパターン15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yの間でも、開口タイプの組み合わせが異なる。
マスクパターン15−1Yの開口タイプの組み合わせは「透過窓H−ピンホールP」であり、マスクパターン15−2Yの開口タイプの組み合わせは「透過窓H−透過窓H」であり、マスクパターン15−3Yの開口タイプの組み合わせは「ピンホールP−ピンホールP」であり、マスクパターン15−4Yの開口タイプの組み合わせは「ピンホールP−透過窓H」である。
マスクパターン15−1Yの開口タイプの組み合わせは「透過窓H−ピンホールP」であり、マスクパターン15−2Yの開口タイプの組み合わせは「透過窓H−透過窓H」であり、マスクパターン15−3Yの開口タイプの組み合わせは「ピンホールP−ピンホールP」であり、マスクパターン15−4Yの開口タイプの組み合わせは「ピンホールP−透過窓H」である。
次に、本測定装置の特徴動作を説明する。
上述したように、マスク15には複数のマスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yが並べて形成されるので、制御部19は、マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yの何れか1つを+1次回折光束及び0次回折光束の光路にセットする(ここでは、+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点とを開口対に一致させることを指す。)ために、各マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yそれぞれのアライメントマーク15Mを基準とした位置座標の情報を予め記憶している。
上述したように、マスク15には複数のマスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yが並べて形成されるので、制御部19は、マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yの何れか1つを+1次回折光束及び0次回折光束の光路にセットする(ここでは、+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点とを開口対に一致させることを指す。)ために、各マスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yそれぞれのアライメントマーク15Mを基準とした位置座標の情報を予め記憶している。
制御部19は、マスク15のアライメントに当たり、駆動回路16cに指示を出してマスクステージ16を像面と平行な方向に移動させつつ撮像素子17を駆動し、測定光束とアライメントマーク15Mとが所定の位置関係となる状態を撮像素子17の出力から検知し、その状態におけるマスクステージ16の座標(基準座標)を記憶する。
特定のマスクパターンを1次回折光束及び0次回折光束の光路にセットする際には、制御部19は、基準座標と予め記憶した位置座標の情報とに基づき、その特定のマスクパターンをセットするのに必要なマスクステージ16の位置座標を求め、その位置座標を示す信号を駆動回路16cに与える。駆動回路16cは、マスクステージ16をその位置座標に配置するのに必要な距離だけマスクステージ16を移動させる。
特定のマスクパターンを1次回折光束及び0次回折光束の光路にセットする際には、制御部19は、基準座標と予め記憶した位置座標の情報とに基づき、その特定のマスクパターンをセットするのに必要なマスクステージ16の位置座標を求め、その位置座標を示す信号を駆動回路16cに与える。駆動回路16cは、マスクステージ16をその位置座標に配置するのに必要な距離だけマスクステージ16を移動させる。
次に、本測定装置の効果を説明する。
本測定装置のマスク15には、複数のマスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yが予め形成されているので、マスク15を移動させるだけで、+1次回折光束に対する開口タイプと0次回折光束とに対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることができる。
本測定装置のマスク15には、複数のマスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yが予め形成されているので、マスク15を移動させるだけで、+1次回折光束に対する開口タイプと0次回折光束とに対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることができる。
したがって、本測定装置は、後述する第2実施形態の測定方法、第3実施形態の校正方法、及び第4実施形態の測定方法に好適である。
(その他)
なお、本測定装置においては、回折格子13の挿入位置が、被検光学系PLのマスク15と同じ側(像側)とされているが、被検光学系PLのマスク15と反対側(物体側)であってもよい(図1※参照)。
(その他)
なお、本測定装置においては、回折格子13の挿入位置が、被検光学系PLのマスク15と同じ側(像側)とされているが、被検光学系PLのマスク15と反対側(物体側)であってもよい(図1※参照)。
また、本測定装置のマスク15には、波面分割方向がX方向であるときに使用されるマスクパターンと、波面分割方向がY方向であるときに使用されるマスクパターンとが、それぞれ4種類ずつ形成されているが、後述する各実施形態で使用されるマスク15には、そこで必要とされる各マスクパターンが形成されているのであれば、それら4種類の全てが形成されていなくてもよい。
また、本測定装置のマスク15には、波面分割方向がX方向であるときに使用されるマスクパターンと、波面分割方向がY方向であるときに使用されるマスクパターンとの双方が形成されているが、何れか一方のみに限定してもよい。その場合、マスク15を光軸の周りに90°回転させれば、双方が形成されたときと同等の効果が得られる。
また、本測定装置においては、マスク15の各マスクパターンの開口対の間隔を、+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致させたが、+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致させてもよい。
また、本測定装置においては、マスク15の各マスクパターンの開口対の間隔を、+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致させたが、+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致させてもよい。
その場合には、本測定装置は、後述する第5実施形態の測定方法、及び第6実施形態の校正方法、第7実施形態の測定方法に好適となる。
また、マスク15には、開口対の間隔が互いに異なる2種類のマスクパターンが形成されてもよい。すなわち、マスク15には、開口対の間隔が+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致したマスクパターンと、開口対の間隔が+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致したマスクパターンとが形成されてもよい。
また、マスク15には、開口対の間隔が互いに異なる2種類のマスクパターンが形成されてもよい。すなわち、マスク15には、開口対の間隔が+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致したマスクパターンと、開口対の間隔が+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致したマスクパターンとが形成されてもよい。
[第2実施形態]
図3に基づき本発明の第2実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第1実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がX方向に設定された場合を説明する。
図3に基づき本発明の第2実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第1実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がX方向に設定された場合を説明する。
先ず、本測定方法の手順を説明する。
本測定方法では、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
ピンホールミラー12及び照明光学系11の位置は、被検光学系PLの物体面上の測定対象点に2次点光源が形成されるよう調整される。回折格子13、マスク15、及び撮像素子17は、その測定対象点に対応する位置に配置される。
本測定方法では、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
ピンホールミラー12及び照明光学系11の位置は、被検光学系PLの物体面上の測定対象点に2次点光源が形成されるよう調整される。回折格子13、マスク15、及び撮像素子17は、その測定対象点に対応する位置に配置される。
波面収差測定は、2種類の画像データI1X,I2Xの取得(請求項の検知手順に対応)、及びデータの解析(請求項の演算手順に対応)からなる。
画像データI1Xの取得では、図3(I)に示すように、マスク15のマスクパターン15−1Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI1Xとして取得される。
画像データI1Xの取得では、図3(I)に示すように、マスク15のマスクパターン15−1Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI1Xとして取得される。
画像データI2Xの取得では、図3(II)に示すように、マスク15のマスクパターン15−2Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI2Xとして取得される。
データの解析では、画像データI1X,I2Xがそれぞれ位相データD1X,D2Xに変換される。
データの解析では、画像データI1X,I2Xがそれぞれ位相データD1X,D2Xに変換される。
そして、被検光学系PLの波面収差<WT0X>は、次式(1)にて求められる。
<WT0X>=D2X−D1X ・・・(1)
次に、本測定方法の効果を説明する。
先ず、画像データI1Xの取得時には、図3(I)に示すように、マスクパターン15−1Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口はピンホールPであった。
<WT0X>=D2X−D1X ・・・(1)
次に、本測定方法の効果を説明する。
先ず、画像データI1Xの取得時には、図3(I)に示すように、マスクパターン15−1Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口はピンホールPであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及びピンホールPにて理想球面波に変換された0次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(I)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(I)の右下側に列記するように、WR0Xで表される。但し、
WR1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束の波面に重畳した被検光学系PLに起因する波面誤差(以下、「被検光学系PLの収差成分」という。),
WG1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13の固有誤差(回折格子13の刻線ひずみ及び回折面のチルト)に起因する波面誤差(以下、「回折格子13の固有誤差成分」という。),
WSX:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13以外の波面収差測定装置のシステム誤差(撮像素子17の配置誤差など)に起因する波面誤差(以下、「システム誤差成分」という。),
WR0X:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束からなる理想球面波の波面形状
である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(I)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(I)の右下側に列記するように、WR0Xで表される。但し、
WR1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束の波面に重畳した被検光学系PLに起因する波面誤差(以下、「被検光学系PLの収差成分」という。),
WG1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13の固有誤差(回折格子13の刻線ひずみ及び回折面のチルト)に起因する波面誤差(以下、「回折格子13の固有誤差成分」という。),
WSX:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13以外の波面収差測定装置のシステム誤差(撮像素子17の配置誤差など)に起因する波面誤差(以下、「システム誤差成分」という。),
WR0X:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束からなる理想球面波の波面形状
である。
このとき、位相データD1Xは、式(2)で表される。
D1X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X ・・・(2)
次に、画像データI2Xの取得時には、図3(II)に示すように、マスクパターン15−2Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口も透過窓Hであった。
D1X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X ・・・(2)
次に、画像データI2Xの取得時には、図3(II)に示すように、マスクパターン15−2Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口も透過窓Hであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した0次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(II)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(II)の右下側に列記するように、WT0X,WR0Xで表される。但し、
WT0X:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分
である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(II)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図3(II)の右下側に列記するように、WT0X,WR0Xで表される。但し、
WT0X:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分
である。
このとき、位相データD2Xは、式(3)で表される。
D2X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WT0X+WR0X ・・・(3)
以上の式(2),(3)を式(1)の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差<WT0X>は、<WT0X>=WT0Xで表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1X及びシステム誤差成分WSXに依らず、被検光学系PLの収差成分WT0Xのみが波面収差<WT0X>として高精度に求まる。
D2X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WT0X+WR0X ・・・(3)
以上の式(2),(3)を式(1)の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差<WT0X>は、<WT0X>=WT0Xで表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1X及びシステム誤差成分WSXに依らず、被検光学系PLの収差成分WT0Xのみが波面収差<WT0X>として高精度に求まる。
(その他)
なお、本測定方法では波面分割方向をX方向に設定して測定したが、波面分割方向をY方向に設定しても、同様にして測定することができる。
すなわち、回折格子13の波面分割方向をY方向に変更した上で、マスクパターン15−1Xの代わりにマスクパターン15−1Yをセットし、マスクパターン15−2Xの代わりにマスクパターン15−2Yをセットして画像データI1Y,I2Yの取得を行い、それらのデータを同様に解析すればよい。
なお、本測定方法では波面分割方向をX方向に設定して測定したが、波面分割方向をY方向に設定しても、同様にして測定することができる。
すなわち、回折格子13の波面分割方向をY方向に変更した上で、マスクパターン15−1Xの代わりにマスクパターン15−1Yをセットし、マスクパターン15−2Xの代わりにマスクパターン15−2Yをセットして画像データI1Y,I2Yの取得を行い、それらのデータを同様に解析すればよい。
また、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
[第3実施形態]
図4に基づき本発明の第3実施形態を説明する。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
[第3実施形態]
図4に基づき本発明の第3実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定系の校正方法の実施形態である。ここでは、第1実施形態の波面収差測定装置の校正、特に、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差を求めるような校正を説明する。
先ず、本校正方法の手順を説明する。
校正に当たり、波面収差測定装置に任意の被検光学系PLがセットされる。また、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
先ず、本校正方法の手順を説明する。
校正に当たり、波面収差測定装置に任意の被検光学系PLがセットされる。また、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
ピンホールミラー12及び照明光学系11の位置は、被検光学系PLの任意の測定対象点に2次点光源が形成されるよう調整される。回折格子13、マスク15、及び撮像素子17は、その測定対象点に対応する位置に配置される。
校正は、3種類の画像データI1X,I3X,I4Xの取得、及びデータの解析からなる。
校正は、3種類の画像データI1X,I3X,I4Xの取得、及びデータの解析からなる。
画像データI1Xの取得では、図4(II)に示すように、マスク15のマスクパターン15−1Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI1Xとして取得される。
画像データI3Xの取得では、図4(III)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI3Xとして取得される。
画像データI3Xの取得では、図4(III)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI3Xとして取得される。
画像データI4Xの取得では、図4(IV)に示すように、マスク15のマスクパターン15−4Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI4Xとして取得される。
データの解析では、画像データI1X,I3X,I4Xがそれぞれ位相データD1X,D3X,D4Xに変換される。
データの解析では、画像データI1X,I3X,I4Xがそれぞれ位相データD1X,D3X,D4Xに変換される。
そして、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>は、次式(4)にて求められる。
<WG1X>=(D1X−D3X)−(D4X−D3X)0->1 ・・・(4)
なお、式(4)において(D4X−D3X)0->1は、位相データ(D4X−D3X)の全体を、撮像面上の0次回折光束から1次回折光束へのずれの分だけX方向にシフト(横ずらし)させたものである。このシフト量は、波面収差測定装置の設計データ又は実測データから予め求められる。
<WG1X>=(D1X−D3X)−(D4X−D3X)0->1 ・・・(4)
なお、式(4)において(D4X−D3X)0->1は、位相データ(D4X−D3X)の全体を、撮像面上の0次回折光束から1次回折光束へのずれの分だけX方向にシフト(横ずらし)させたものである。このシフト量は、波面収差測定装置の設計データ又は実測データから予め求められる。
次に、本校正方法の効果を説明する。
先ず、画像データI1Xの取得時には、図4(II)に示すように、マスクパターン15−1Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口はピンホールPであった。
このとき、位相データD1Xは、式(2’)で表される(説明は、第2実施形態参照)。
D1X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X ・・・(2')
次に、画像データI3Xの取得時には、図4(III)に示すように、マスクパターン15−3Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、0次回折光束に対する開口もピンホールPであった。
先ず、画像データI1Xの取得時には、図4(II)に示すように、マスクパターン15−1Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口はピンホールPであった。
このとき、位相データD1Xは、式(2’)で表される(説明は、第2実施形態参照)。
D1X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X ・・・(2')
次に、画像データI3Xの取得時には、図4(III)に示すように、マスクパターン15−3Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、0次回折光束に対する開口もピンホールPであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束、及びピンホールPにて理想球面波に変換された0次回折光束である。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図4(III)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図4(III)の右下側に列記するように、WR0Xで表される。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図4(III)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図4(III)の右下側に列記するように、WR0Xで表される。
このとき、位相データD3Xは、式(5)で表される。
D3X=WR1X+WSX+WR0X ・・・(5)
次に、画像データI4Xの取得時には、図4(IV)に示すように、マスクパターン15−4Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、0次回折光束に対する開口は透過窓Hであった。
D3X=WR1X+WSX+WR0X ・・・(5)
次に、画像データI4Xの取得時には、図4(IV)に示すように、マスクパターン15−4Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、0次回折光束に対する開口は透過窓Hであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した0次回折光束である。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図4(IV)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の波面形状は、図4(IV)の右下側に列記するように、WR0X,WT0Xで表される。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図4(IV)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の波面形状は、図4(IV)の右下側に列記するように、WR0X,WT0Xで表される。
このとき、位相データD4Xは、式(6)で表される。
D4X=WR1X+WSX+WT0X+WR0X ・・・(6)
以上の式(2’),(5),(6)を式(4)の右辺に代入すると、本校正方法で求めた回折格子13の固有誤差<WG1X>は、次式(7)のとおり表されることが分かる。
<WG1X>
=(D1X−D3X)−(D4X−D3X)0->1
=(WT1X+WG1X)−(WT0X)0->1 ・・・(7)
ここで、(WT0X)0->1=WT1Xである。したがって、式(7)は、式(7’)のとおり変形される。
<WG1X>
=(WT1X+WG1X)−(WT1X)
=WG1X ・・・(7')
つまり、本校正方法によれば、被検光学系PLの波面収差に依らず、回折格子13の固有誤差成分WG1Xのみが、固有誤差<WG1X>として高精度に求まる。
D4X=WR1X+WSX+WT0X+WR0X ・・・(6)
以上の式(2’),(5),(6)を式(4)の右辺に代入すると、本校正方法で求めた回折格子13の固有誤差<WG1X>は、次式(7)のとおり表されることが分かる。
<WG1X>
=(D1X−D3X)−(D4X−D3X)0->1
=(WT1X+WG1X)−(WT0X)0->1 ・・・(7)
ここで、(WT0X)0->1=WT1Xである。したがって、式(7)は、式(7’)のとおり変形される。
<WG1X>
=(WT1X+WG1X)−(WT1X)
=WG1X ・・・(7')
つまり、本校正方法によれば、被検光学系PLの波面収差に依らず、回折格子13の固有誤差成分WG1Xのみが、固有誤差<WG1X>として高精度に求まる。
(その他)
なお、本校正方法では、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>を求めたが、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>も同様に求めることができる。
その場合、回折格子13の波面分割方向はY方向とされ、マスクパターンとして15−1Y,15−3Y,15−4Yが用いられる(図2参照)。
なお、本校正方法では、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>を求めたが、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>も同様に求めることができる。
その場合、回折格子13の波面分割方向はY方向とされ、マスクパターンとして15−1Y,15−3Y,15−4Yが用いられる(図2参照)。
なお、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>と、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>との間には所定の関係が成立するので、通常の校正では、何れか一方のみを求めれば十分であることは言うまでもない。
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態を説明する。
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。この波面収差測定方法は、複数の被検光学系、例えば、第1の被検光学系PL,第2の被検光学系PL’,第3の被検光学系PL”,・・・の波面収差を連続して測定する場合に適用される波面収差測定方法である。ここでは、波面収差測定系として、第1実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がX方向に設定された場合を説明する。
本測定方法の手順を説明する。
測定に当たり、波面収差測定装置に第1の被検光学系PLがセットされる。また、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
測定に当たり、波面収差測定装置に第1の被検光学系PLがセットされる。また、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と0次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
また、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>が、第3実施形態の校正方法、第6実施形態の校正方法(後述)、第3実施形態の校正方法の変形例(後述)などにより予め求められる。この回折格子13の固有誤差<WG1X>は、制御部19などによって記憶される。
また、図4(III)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Xがセットされ、この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI3Xとして取得される。画像データI3Xは解析され、位相データD3Xに変換される。この位相データD3Xは、制御部19などによって記憶される。
また、図4(III)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Xがセットされ、この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI3Xとして取得される。画像データI3Xは解析され、位相データD3Xに変換される。この位相データD3Xは、制御部19などによって記憶される。
測定、すなわち第1の被検光学系PLの測定、第2の被検光学系PL’の測定、第3の被検光学系PL”の測定、・・・は、それぞれ1種類の画像データI1Xの取得、及びデータの解析のみからなる。
画像データI1Xの取得は、第2実施形態にて説明したとおりに行われる。
データの解析では、第1の被検光学系PLについて取得した画像データI1X、第2の被検光学系PL’について取得した画像データI1X’、第3の被検光学系PL”について取得した画像データI1X”、・・・がそれぞれ位相データD1X,D1X’,D1X”,・・・に変換される。
画像データI1Xの取得は、第2実施形態にて説明したとおりに行われる。
データの解析では、第1の被検光学系PLについて取得した画像データI1X、第2の被検光学系PL’について取得した画像データI1X’、第3の被検光学系PL”について取得した画像データI1X”、・・・がそれぞれ位相データD1X,D1X’,D1X”,・・・に変換される。
そして、第1の被検光学系PLの波面収差<WT1X>、第2の被検光学系PL’の波面収差<WT1X’>,第3の被検光学系PL”の波面収差<WT1X”>、・・・は、それぞれ最初に記憶された情報に基づき、式(8),(8’),(8”),・・・にて求められる。
<WT1X>=D1X−D3X−<WG1X> ・・・(8),
<WT1X’>=D1X’−D3X−<WG1X> ・・・(8'),
<WT1X”>=D1X”−D3X−<WG1X> ・・・(8"),
・・・
次に、本測定方法の効果を説明する。
<WT1X>=D1X−D3X−<WG1X> ・・・(8),
<WT1X’>=D1X’−D3X−<WG1X> ・・・(8'),
<WT1X”>=D1X”−D3X−<WG1X> ・・・(8"),
・・・
次に、本測定方法の効果を説明する。
式(2),(5),(7’)を式(8)に代入すると、本測定方法で求めた波面収差<WT1X>は、次式(9)のとおり表されることが分かる。
<WT1X>
=D1X−D3X−<WG1X>
=(WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X)−(WR1X+WSX+WR0X)−WG1X
=WT1X ・・・(9)
つまり、回折格子13の固有誤差成分WG1X及びシステム誤差成分WSXの何れにも依らず、第1の被検光学系PLの収差成分WT1Xのみが、波面収差<WT1X>として高精度に求まる。
<WT1X>
=D1X−D3X−<WG1X>
=(WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X)−(WR1X+WSX+WR0X)−WG1X
=WT1X ・・・(9)
つまり、回折格子13の固有誤差成分WG1X及びシステム誤差成分WSXの何れにも依らず、第1の被検光学系PLの収差成分WT1Xのみが、波面収差<WT1X>として高精度に求まる。
これは、式(8’),(8”)についても同様に当てはまり、第2の被検光学系PLの収差成分WT1X’のみが、波面収差<WT1X’>として高精度に求まり、第3の被検光学系PLの収差成分WT1X”のみが、波面収差<WT1X”>として高精度に求まる。
したがって、本測定方法のように、回折格子13の固有誤差<WG1X>及び位相データD3Xさえ予め求めておけば、第1の被検光学系PL、第2の被検光学系PL’、第3の被検光学系PL”、・・・の波面収差を連続して測定するときには、それぞれ1種類の画像データI1X ,I1X’,I1X”しか取得していないにも拘わらず、被検光学系PLの波面収差を高精度に求めることができる。つまり、効率的な波面収差測定が可能になる。
したがって、本測定方法のように、回折格子13の固有誤差<WG1X>及び位相データD3Xさえ予め求めておけば、第1の被検光学系PL、第2の被検光学系PL’、第3の被検光学系PL”、・・・の波面収差を連続して測定するときには、それぞれ1種類の画像データI1X ,I1X’,I1X”しか取得していないにも拘わらず、被検光学系PLの波面収差を高精度に求めることができる。つまり、効率的な波面収差測定が可能になる。
(その他)
なお、本測定方法では波面分割方向をX方向に設定して測定したが、波面分割方向をY方向に設定しても、同様にして測定することができる。(その場合、マスクパターン15−1X,15−3Xに代えてマスクパターン15−1Y,15−3Yが用いられる。)。
また、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
なお、本測定方法では波面分割方向をX方向に設定して測定したが、波面分割方向をY方向に設定しても、同様にして測定することができる。(その場合、マスクパターン15−1X,15−3Xに代えてマスクパターン15−1Y,15−3Yが用いられる。)。
また、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
[第5実施形態]
図5、図6に基づき本発明の第5実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第1実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向をX方向及びY方向に設定して、被検光学系PLのX方向及びY方向の波面収差をそれぞれ測定する場合を説明する。
[第5実施形態]
図5、図6に基づき本発明の第5実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第1実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向をX方向及びY方向に設定して、被検光学系PLのX方向及びY方向の波面収差をそれぞれ測定する場合を説明する。
先ず、本測定方法の手順を説明する。
測定に先立ち、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>が、第3実施形態の校正方法、第6実施形態の校正方法(後述)、第3実施形態の校正方法の変形例(後述)などにより予め求められる。この回折格子13の固有誤差<WG1X>は、制御部19などによって記憶される。
測定に先立ち、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>が、第3実施形態の校正方法、第6実施形態の校正方法(後述)、第3実施形態の校正方法の変形例(後述)などにより予め求められる。この回折格子13の固有誤差<WG1X>は、制御部19などによって記憶される。
本測定方法では、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向又はY方向とされる。
ピンホールミラー12及び照明光学系11の位置は、被検光学系PLの物体面上の測定対象点に2次点光源が形成されるよう調整される。回折格子13、マスク15、及び撮像素子17は、その測定対象点に対応する位置に配置される。
ピンホールミラー12及び照明光学系11の位置は、被検光学系PLの物体面上の測定対象点に2次点光源が形成されるよう調整される。回折格子13、マスク15、及び撮像素子17は、その測定対象点に対応する位置に配置される。
波面収差測定は、4種類の画像データI5X,I6X,I5Y,I6Yの取得、及びデータの解析からなる。
画像データI5X,I6Xの取得時の回折格子13の波面分割方向はX方向、画像データI5Y,I6Yの取得時の回折格子13の波面分割方向はY方向とされる。
画像データI5Xの取得では、図5(V)に示すように、マスク15のマスクパターン15−2Xがセットされる(本測定では、+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点とを開口対に一致させることを指す。)この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI5Xとして取得される。
画像データI5X,I6Xの取得時の回折格子13の波面分割方向はX方向、画像データI5Y,I6Yの取得時の回折格子13の波面分割方向はY方向とされる。
画像データI5Xの取得では、図5(V)に示すように、マスク15のマスクパターン15−2Xがセットされる(本測定では、+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点とを開口対に一致させることを指す。)この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI5Xとして取得される。
画像データI6Xの取得では、図5(VI)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI6Xとして取得される。
画像データI5Yの取得では、図6(V)に示すように、マスク15のマスクパターン15−2Yがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI5Yとして取得される。
画像データI5Yの取得では、図6(V)に示すように、マスク15のマスクパターン15−2Yがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI5Yとして取得される。
画像データI6Yの取得では、図6(VI)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Yがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI6Yとして取得される。
データの解析では、画像データI5X,I6X,I5Y,I6Yがそれぞれ位相データD5X,D6X,D5Y,D6Yに変換される。
データの解析では、画像データI5X,I6X,I5Y,I6Yがそれぞれ位相データD5X,D6X,D5Y,D6Yに変換される。
そして、被検光学系PLの測定対象点に関するX方向の波面収差情報<WT1X+WT1-X>は、式(10)にて求められる。
<WT1X+WT1-X>
=D5X−<WG1X>+<WG1X>->X-1−D6X ・・・(10)
また、被検光学系PLの測定対象点に関するY方向の波面収差情報 <WT1Y+WT1-Y>は、式(11)にて求められる。
<WT1Y+WT1-Y>
=D5Y−<WG1X>->90->Y1+<WG1X>->90->Y-1−D6Y ・・・(11)
なお、式(10)において<WG1X>->X-1は、回折格子13の固有誤差<WG1X>の全体を、撮像面上の1次回折光束から−1次回折光束のずれの分だけX方向にシフト(横ずらし)させたものである。このシフト量は、波面収差測定装置の設計データ又は実測データから予め求められる。
<WT1X+WT1-X>
=D5X−<WG1X>+<WG1X>->X-1−D6X ・・・(10)
また、被検光学系PLの測定対象点に関するY方向の波面収差情報 <WT1Y+WT1-Y>は、式(11)にて求められる。
<WT1Y+WT1-Y>
=D5Y−<WG1X>->90->Y1+<WG1X>->90->Y-1−D6Y ・・・(11)
なお、式(10)において<WG1X>->X-1は、回折格子13の固有誤差<WG1X>の全体を、撮像面上の1次回折光束から−1次回折光束のずれの分だけX方向にシフト(横ずらし)させたものである。このシフト量は、波面収差測定装置の設計データ又は実測データから予め求められる。
また、式(11)において<WG1X>->90->Y1は、回折格子13の固有誤差<WG1X>の全体を、前記ずれの1/2だけX方向にシフトさせ、かつ90°回転させた上で、さらに前記ずれの1/2だけY方向にシフトさせたものである。
また、式(11)において<WG1X>->90->Y-1は、回折格子13の固有誤差<WG1X>の全体を、前記ずれの1/2だけX方向にシフトさせ、かつ90°回転させた上で、さらに前記ずれの1/2だけ−Y方向にシフトさせたものである。
また、式(11)において<WG1X>->90->Y-1は、回折格子13の固有誤差<WG1X>の全体を、前記ずれの1/2だけX方向にシフトさせ、かつ90°回転させた上で、さらに前記ずれの1/2だけ−Y方向にシフトさせたものである。
次に、本測定方法の効果を説明する。
先ず、画像データI5Xの取得時には、図5(V)に示すように、マスクパターン15−2Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、−1次回折光束に対する開口は透過窓Hであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した−1次回折光束である。
先ず、画像データI5Xの取得時には、図5(V)に示すように、マスクパターン15−2Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、−1次回折光束に対する開口は透過窓Hであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した−1次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図5(V)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図5(V)の右下側に列記するように、WR-1X,WT-1X,WG-1Xで表される。但し、
WR-1X:波面分割方向がX方向であるときの−1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT-1X:波面分割方向がX方向であるときの−1次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG-1X:波面分割方向がX方向であるときの−1次回折光束に重畳した回折格子13の固有誤差成分
である。
WR-1X:波面分割方向がX方向であるときの−1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT-1X:波面分割方向がX方向であるときの−1次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG-1X:波面分割方向がX方向であるときの−1次回折光束に重畳した回折格子13の固有誤差成分
である。
このとき、位相データD5Xは、式(12)で表される。
D5X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X ・・・(12)
次に、画像データI6Xの取得時には、図5(VI)に示すように、マスクパターン15−3Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、−1次回折光束に対する開口もピンホールPであった。
D5X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X ・・・(12)
次に、画像データI6Xの取得時には、図5(VI)に示すように、マスクパターン15−3Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、−1次回折光束に対する開口もピンホールPであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束、及びピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束である。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図5(VI)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、理想球面波に変換された−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図5(VI)の右下側に列記するように、WR-1Xで表される。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図5(VI)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、理想球面波に変換された−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図5(VI)の右下側に列記するように、WR-1Xで表される。
このとき、位相データD6Xは、式(13)で表される。
D6X=WR1X+WSX+WR-1X ・・・(13)
次に、画像データI5Yの取得時には、図6(V)に示すように、マスクパターン15−2Yがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、−1次回折光束に対する開口は透過窓Hである。
D6X=WR1X+WSX+WR-1X ・・・(13)
次に、画像データI5Yの取得時には、図6(V)に示すように、マスクパターン15−2Yがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、−1次回折光束に対する開口は透過窓Hである。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した−1次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(V)の右下側に列記するように、WR1Y,WT1Y,WG1Y,WSYで表され、透過窓Hを透過した−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(V)の左下側に列記するように、WR-1Y,WT-1Y,WG-1Yで表される。但し、
WR1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した回折格子13の固有誤差成分,
WSY:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳したシステム誤差成分,
WR-1Y:波面分割方向がY方向であるときの−1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT-1Y:波面分割方向がY方向であるときの−1次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG-1Y:波面分割方向がY方向であるときの−1次回折光束に重畳した回折格子13の固有誤差成分
である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(V)の右下側に列記するように、WR1Y,WT1Y,WG1Y,WSYで表され、透過窓Hを透過した−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(V)の左下側に列記するように、WR-1Y,WT-1Y,WG-1Yで表される。但し、
WR1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した回折格子13の固有誤差成分,
WSY:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳したシステム誤差成分,
WR-1Y:波面分割方向がY方向であるときの−1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT-1Y:波面分割方向がY方向であるときの−1次回折光束に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG-1Y:波面分割方向がY方向であるときの−1次回折光束に重畳した回折格子13の固有誤差成分
である。
このとき、位相データD5Yは、式(14)で表される。
D5Y=WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WR-1Y+WT-1Y+WG-1Y ・・・(14)
次に、画像データI6Yの取得時には、図6(VI)に示すように、マスクパターン15−3Yがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、−1次回折光束に対する開口もピンホールPであった。
D5Y=WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WR-1Y+WT-1Y+WG-1Y ・・・(14)
次に、画像データI6Yの取得時には、図6(VI)に示すように、マスクパターン15−3Yがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、−1次回折光束に対する開口もピンホールPであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束、及びピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束である。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(VI)の右下側に列記するように、WR1Y,WSYで表され、理想球面波に変換された−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(VI)の左下側に列記するように、WR-1Yで表される。
理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(VI)の右下側に列記するように、WR1Y,WSYで表され、理想球面波に変換された−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図6(VI)の左下側に列記するように、WR-1Yで表される。
このとき、位相データD6Yは、式(15)で表される。
D6Y=WR1Y+WSY+WR-1Y ・・・(15)
次に、式(12),(13)及び式(7’)を式(10)の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差情報<WT1X+WT1-X>は、次式(16)のとおり表されることが分かる。
<WT1X+WT1-X>
=D5X−<WG1X>+<WG1X>->X-1−D6X
=(WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X)
−(WG1X)+(WG1X)->X-1−(WR1X+WSX+WR-1X)
=WT1X+WG1X+WT-1X+WG-1X−(WG1X)+(WG1X)->X-1 ・・・(16)
ここで、(WG1X)->X-1=−WG1-Xである。よって、式(16)は式(16’)のとおり変形される。
<WT1X+WT1-X>
=WT1X+WG1X+WT-1X+WG-1X−WG1X+(−WG1-X)
=WT1X+WT-1X ・・・(16')
次に、式(14),(15)を式(11)の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差情報<WT1Y+WT1-Y>は、次式(17)のとおり表されることが分かる。
<WT1Y+WT1-Y>
=D5Y−<WG1X>->90->Y1+<WG1X>->90->Y-1−D6Y
=(WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WR-1Y+WT-1Y+WG-1Y)
−(WG1X)->90->Y1+(WG1X)->90->Y-1−(WR1Y+WSY+WR-1Y)
=WT1Y+WG1Y+WT-1Y+WG-1Y−(WG1X)->90->Y1+(WG1X)->90->Y-1 ・・・(17)
ここで、(WG1X)->90->Y1=WG1Yであり、(WG1X)->90->Y-1=−WG-1Yである。よって、式(17)は式(17’)のとおり変形される。
<WT1Y+WT1-Y>
=WT1Y+WG1Y+WT-1Y+WG-1Y−WG1Y+(−WG-1Y)
=WT1Y+WT-1Y ・・・(17')
つまり、本測定方法においては、予め、回折格子13の固有誤差<WG1X>さえ求めておけば、回折格子13の固有誤差成分WG1X,WG1Y,WG-1X,WG-1Y及びシステム誤差成分WSX,WSYに依らず、被検光学系PLの収差成分WT1X,WT1-Xの和、被検光学系PLの収差成分WT1Y+WT1-Yの和が、波面収差情報<WT1X+WT1-X>,<WT1Y+WT1-Y>として高精度に求まる。
D6Y=WR1Y+WSY+WR-1Y ・・・(15)
次に、式(12),(13)及び式(7’)を式(10)の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差情報<WT1X+WT1-X>は、次式(16)のとおり表されることが分かる。
<WT1X+WT1-X>
=D5X−<WG1X>+<WG1X>->X-1−D6X
=(WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X)
−(WG1X)+(WG1X)->X-1−(WR1X+WSX+WR-1X)
=WT1X+WG1X+WT-1X+WG-1X−(WG1X)+(WG1X)->X-1 ・・・(16)
ここで、(WG1X)->X-1=−WG1-Xである。よって、式(16)は式(16’)のとおり変形される。
<WT1X+WT1-X>
=WT1X+WG1X+WT-1X+WG-1X−WG1X+(−WG1-X)
=WT1X+WT-1X ・・・(16')
次に、式(14),(15)を式(11)の右辺に代入すると、本測定方法で求めた波面収差情報<WT1Y+WT1-Y>は、次式(17)のとおり表されることが分かる。
<WT1Y+WT1-Y>
=D5Y−<WG1X>->90->Y1+<WG1X>->90->Y-1−D6Y
=(WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WR-1Y+WT-1Y+WG-1Y)
−(WG1X)->90->Y1+(WG1X)->90->Y-1−(WR1Y+WSY+WR-1Y)
=WT1Y+WG1Y+WT-1Y+WG-1Y−(WG1X)->90->Y1+(WG1X)->90->Y-1 ・・・(17)
ここで、(WG1X)->90->Y1=WG1Yであり、(WG1X)->90->Y-1=−WG-1Yである。よって、式(17)は式(17’)のとおり変形される。
<WT1Y+WT1-Y>
=WT1Y+WG1Y+WT-1Y+WG-1Y−WG1Y+(−WG-1Y)
=WT1Y+WT-1Y ・・・(17')
つまり、本測定方法においては、予め、回折格子13の固有誤差<WG1X>さえ求めておけば、回折格子13の固有誤差成分WG1X,WG1Y,WG-1X,WG-1Y及びシステム誤差成分WSX,WSYに依らず、被検光学系PLの収差成分WT1X,WT1-Xの和、被検光学系PLの収差成分WT1Y+WT1-Yの和が、波面収差情報<WT1X+WT1-X>,<WT1Y+WT1-Y>として高精度に求まる。
(その他)
なお、本測定方法では、予め記憶する情報を、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>のみとしたが、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>と、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>とのそれぞれを予め記憶しておいてもよい。
[第6実施形態]
図7に基づき本発明の第6実施形態を説明する。
なお、本測定方法では、予め記憶する情報を、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>のみとしたが、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>と、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>とのそれぞれを予め記憶しておいてもよい。
[第6実施形態]
図7に基づき本発明の第6実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定系の校正方法の実施形態である。ここでは、第1実施形態の波面収差測定装置の校正、特に、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差を求めるような校正を説明する。なお、本校正方法では、波面収差装置において回折格子13の回折面のチルトは生じておらず、かつ、回折格子13の刻線ひずみは、+1次回折光束と−1次回折光束とに対して対称的に影響するとみなす。
先ず、本校正方法の手順を説明する。
校正に当たり、波面収差測定装置に任意の投影光学系PLがセットされる。また、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
校正に当たり、波面収差測定装置に任意の投影光学系PLがセットされる。また、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生成される+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致している。回折格子13の波面分割方向はX方向とされる。
校正は、3種類の画像データI6X,I8X,I9Xの取得、及びデータの解析からなる。
画像データ16Xの取得では、図7(VI)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI6Xとして取得される。
画像データ16Xの取得では、図7(VI)に示すように、マスク15のマスクパターン15−3Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI6Xとして取得される。
画像データI8Xの取得では、図7(VIII)に示すように、マスク15のマスクパターン15−1Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI8Xとして取得される。
画像データ19Xの取得では、図7(IX)に示すように、マスク15のマスクパターン15−4Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI9Xとして取得される。
画像データ19Xの取得では、図7(IX)に示すように、マスク15のマスクパターン15−4Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI9Xとして取得される。
データの解析では、画像データI6X,I8X,I9Xがそれぞれ位相データD6X,D8X,D9Xに変換される。
そして、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>は、次式(18)にて求められる。
<WG1X>=[(D8X−D6X)1->0−(D9X−D6X)-1->0]/2 ・・・(18)
次に、本校正方法の効果を説明する。
そして、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>は、次式(18)にて求められる。
<WG1X>=[(D8X−D6X)1->0−(D9X−D6X)-1->0]/2 ・・・(18)
次に、本校正方法の効果を説明する。
先ず、画像データI6Xの取得時には、図7(VI)に示すように、マスクパターン15−1Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、−1次回折光束に対する開口もピンホールPであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束、及びピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束である。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束、及びピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束である。
ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(VI)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、ピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(VI)の右下側に列記するように、WR-1Xで表される。
このとき、位相データD6Xは、式(13’)で表される。
D6X=WR1X+WSX+WR-1X ・・・(13')
次に、画像データI8Xの取得時には、図7(VIII)に示すように、マスクパターン15−1Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、−1次回折光束に対する開口はピンホールPである。
このとき、位相データD6Xは、式(13’)で表される。
D6X=WR1X+WSX+WR-1X ・・・(13')
次に、画像データI8Xの取得時には、図7(VIII)に示すように、マスクパターン15−1Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、−1次回折光束に対する開口はピンホールPである。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及びピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(VIII)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、ピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(VIII)の右下側に列記するように、WR-1Xで表される。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(VIII)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、ピンホールPにて理想球面波に変換された−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(VIII)の右下側に列記するように、WR-1Xで表される。
このとき、位相データD8Xは、式(19)で表される。
D8X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X ・・・(19)
次に、画像データI9Xの取得時には、図7(IX)に示すように、マスクパターン15−4Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、−1次回折光束に対する開口は透過窓Hである。
D8X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X ・・・(19)
次に、画像データI9Xの取得時には、図7(IX)に示すように、マスクパターン15−4Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口はピンホールPであり、−1次回折光束に対する開口は透過窓Hである。
このとき干渉縞に寄与したのは、ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した−1次回折光束である。
ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(IX)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(IX)の右下側に列記するように、WR-1X,WT-1X,WG-1Xで表される。
ピンホールPにて理想球面波に変換された+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(IX)の右上側に列記するように、WR1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した−1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図7(IX)の右下側に列記するように、WR-1X,WT-1X,WG-1Xで表される。
このとき、位相データD9Xは、式(20)で表される。
D9X=WR1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X ・・・(20)
以上の式(13’),(19),(20)を式(18)の右辺に代入すると、本校正方法で求めた回折格子13の固有誤差<WG1X>は、次式(21)のとおり表されることが分かる。
<WG1X>
=[(D8X−D6X)1->0−(D9X−D6X)-1->0]/2
=[{(WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X)}1->0
−{(WR1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X)}-1->0]/2
=[{WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X−WR1X−WSX−WR-1X}1->0
−{WT-1X+WG-1X}-1->0]/2
=[(WT1X+WG1X)1->0−(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2 ・・・(21)
ここで、本校正方法では、回折格子13の刻線ひずみは、+1次回折光束と−1次回折光束とに対して対称的に影響するとみなすので、式(22)が成立する。
WGX=(WG1X)1->0=−(WG-1X)-1->0,
WTX=(WT1X)1->0=(WT-1X)-1->0 ・・・(22)
式(22)より、式(21)は、式(23)とおり変形される。
<WG1X>
=[(WT1X+WG1X)1->0−(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2
=[(WTX+WGX)−(WTX−WGX)]/2
=WGX ・・・(23)
つまり、本校正方法によれば、被検光学系PLの波面収差に依らず、回折格子13の固有誤差成分WGXのみが、固有誤差<WG1X>として高精度に求まる。
D9X=WR1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X ・・・(20)
以上の式(13’),(19),(20)を式(18)の右辺に代入すると、本校正方法で求めた回折格子13の固有誤差<WG1X>は、次式(21)のとおり表されることが分かる。
<WG1X>
=[(D8X−D6X)1->0−(D9X−D6X)-1->0]/2
=[{(WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X)}1->0
−{(WR1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X)}-1->0]/2
=[{WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X−WR1X−WSX−WR-1X}1->0
−{WT-1X+WG-1X}-1->0]/2
=[(WT1X+WG1X)1->0−(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2 ・・・(21)
ここで、本校正方法では、回折格子13の刻線ひずみは、+1次回折光束と−1次回折光束とに対して対称的に影響するとみなすので、式(22)が成立する。
WGX=(WG1X)1->0=−(WG-1X)-1->0,
WTX=(WT1X)1->0=(WT-1X)-1->0 ・・・(22)
式(22)より、式(21)は、式(23)とおり変形される。
<WG1X>
=[(WT1X+WG1X)1->0−(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2
=[(WTX+WGX)−(WTX−WGX)]/2
=WGX ・・・(23)
つまり、本校正方法によれば、被検光学系PLの波面収差に依らず、回折格子13の固有誤差成分WGXのみが、固有誤差<WG1X>として高精度に求まる。
また、本校正方法は、+1次回折光束と−1次回折光束との干渉を利用するので、+1次回折光束と0次回折光束との干渉を利用する校正方法(第3実施形態の校正方法)よりも、干渉縞に入射する迷光は少なく、また、干渉縞のコントラストは高まる。したがって、固有誤差<WG1X>は、極めて高精度に求まる。
(その他)
なお、本校正方法では、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>を求めたが、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>も同様に求めることができる。
(その他)
なお、本校正方法では、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>を求めたが、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>も同様に求めることができる。
その場合、回折格子13の波面分割方向はY方向とされ、マスクパターンとして15−3Y,15−1Y,15−4Yが用いられる(図2参照)。
なお、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>と、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>との間には所定の関係が成立するので、通常の校正では、何れか一方のみを求めれば十分であることは言うまでもない。
なお、波面分割方向がX方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1X>と、波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>との間には所定の関係が成立するので、通常の校正では、何れか一方のみを求めれば十分であることは言うまでもない。
[第7実施形態]
本発明の第7実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第1実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がX方向に設定された場合を説明する。
本発明の第7実施形態を説明する。
本実施形態は、波面収差測定方法の実施形態である。ここでは、波面収差測定系として、第1実施形態の波面収差測定装置が用いられ、波面分割方向がX方向に設定された場合を説明する。
また、本測定方法では、波面収差測定装置において回折格子13の回折面のチルトは生じておらず、かつ、回折格子13の刻線ひずみは、+1次回折光束と−1次回折光束とに対して対称的に影響するとみなす。
先ず、本測定方法の手順を説明する。
測定は、第6実施形態と同じ3種類の画像データI6X,I8X,I9Xの取得、及びデータの解析からなる。
先ず、本測定方法の手順を説明する。
測定は、第6実施形態と同じ3種類の画像データI6X,I8X,I9Xの取得、及びデータの解析からなる。
画像データI6X,I8X,I9Xの取得手順は、第6実施形態の校正方法と同じであるので説明を省略する。
データの解析では、画像データI6X,I8X,I9Xがそれぞれ位相データD6X,D8X,D9Xに変換される。
そして、波面収差<WT1X>は、次式(24)にて求められる。
<WT1X>=[(D8X−D6X)1->0+(D9X−D6X)-1->0]/2 ・・・(24)
次に、本測定方法の効果を説明する。
データの解析では、画像データI6X,I8X,I9Xがそれぞれ位相データD6X,D8X,D9Xに変換される。
そして、波面収差<WT1X>は、次式(24)にて求められる。
<WT1X>=[(D8X−D6X)1->0+(D9X−D6X)-1->0]/2 ・・・(24)
次に、本測定方法の効果を説明する。
式(13’),(19),(20)を式(24)の右辺に代入すると、波面収差<WT1X>は、次式(25)のとおり表されることが分かる。
<WT1X>
=[((D8X)−(D6X))1->0+((D9X)−(D6X))-1->0]/2
=[((WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X))1->0
+((WR1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X))-1->0]/2
=[(WT1X+WG1X)1->0+(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2 ・・・(25)
本測定方法でも、回折格子13の刻線ひずみは、+1次回折光束と−1次回折光束とに対して対称的に影響するとみなすので、式(22)が成立する。
<WT1X>
=[((D8X)−(D6X))1->0+((D9X)−(D6X))-1->0]/2
=[((WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X))1->0
+((WR1X+WSX+WR-1X+WT-1X+WG-1X)−(WR1X+WSX+WR-1X))-1->0]/2
=[(WT1X+WG1X)1->0+(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2 ・・・(25)
本測定方法でも、回折格子13の刻線ひずみは、+1次回折光束と−1次回折光束とに対して対称的に影響するとみなすので、式(22)が成立する。
式(22)より、式(25)は、式(26)のとおり変形される。
<WT1X>
=[(WT1X+WG1X)1->0+(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2
=[(WTX+WGX)+(WTX−WGX)]/2
=WTX ・・・(26)
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1X,WG-1X及びシステム誤差成分WSXに依らず、被検光学系PLの収差成分WTXのみが、波面収差<WT1X>として高精度に求まる。
<WT1X>
=[(WT1X+WG1X)1->0+(WT-1X+WG-1X)-1->0]/2
=[(WTX+WGX)+(WTX−WGX)]/2
=WTX ・・・(26)
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1X,WG-1X及びシステム誤差成分WSXに依らず、被検光学系PLの収差成分WTXのみが、波面収差<WT1X>として高精度に求まる。
(その他)
なお、本測定方法では波面分割方向をX方向に設定して測定したが、波面分割方向をY方向に設定しても、同様にして測定することもできる(その場合、マスクパターン15−3X,15−1X,15−4Xに代えてマスクパターン15−3Y,15−1Y,15−4Yが用いられる。)。
なお、本測定方法では波面分割方向をX方向に設定して測定したが、波面分割方向をY方向に設定しても、同様にして測定することもできる(その場合、マスクパターン15−3X,15−1X,15−4Xに代えてマスクパターン15−3Y,15−1Y,15−4Yが用いられる。)。
また、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
[各実施形態の変形例]
第2実施形態では、図3に示すように、マスクパターン15−1X,15−2Xの2つが用いられたが、図8(III),(IV)に示すように、マスクパターン15−3X,15−4Xの2つを用いても、同様の効果が得られる(波面分割方向がY方向である場合には、マスクパターン15−1Y,15−3Yの2つ)。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
[各実施形態の変形例]
第2実施形態では、図3に示すように、マスクパターン15−1X,15−2Xの2つが用いられたが、図8(III),(IV)に示すように、マスクパターン15−3X,15−4Xの2つを用いても、同様の効果が得られる(波面分割方向がY方向である場合には、マスクパターン15−1Y,15−3Yの2つ)。
第3実施形態では、図4に示すように、マスクパターン15−1X,15−3X,15−4Xの3つが用いられたが、図9(II),(III),(IV’)に示すように、マスクパターン15−1X,15−3X,15−2Xの3つを用いても、同様の効果が得られる(波面分割方向がY方向であるときの回折格子13の固有誤差<WG1Y>を求める場合には、マスクパターン15−1Y,15−3Y,15−2Yの3つ)。
因みに、マスクパターン15−1X,15−3X,15−2Xの3つを用いる場合には、式(4)に代えて式(4’)が用いられる。
<WG1X>=(D1X−D3X)−(D2X−D3X)0->1 ・・・(4')
なお、式(4’)において(D2X−D3X)0->1は、位相データ(D2X−D3X)の全体を、撮像面上の0次回折光束から1次回折光束へのずれの分だけX方向にシフト(横ずらし)させたものである。
<WG1X>=(D1X−D3X)−(D2X−D3X)0->1 ・・・(4')
なお、式(4’)において(D2X−D3X)0->1は、位相データ(D2X−D3X)の全体を、撮像面上の0次回折光束から1次回折光束へのずれの分だけX方向にシフト(横ずらし)させたものである。
第5実施形態では、図5に示すように、マスクパターン15−2X,15−3Xの2つが用いられたが、図10(1)に示すように、マスクパターン15−1X,15−2Xの2つを用いても、同様の効果が得られる(Y方向の波面収差を求めるときには、マスクパターン15−1Y,15−2Yの2つ)。
また、図10(2)に示すように、マスクパターン15−1X,15−3Xの2つを用いても、同様の効果が得られる(Y方向の波面収差を求めるときには、マスクパターン15−1Y,15−3Yの2つ)。
また、図10(2)に示すように、マスクパターン15−1X,15−3Xの2つを用いても、同様の効果が得られる(Y方向の波面収差を求めるときには、マスクパターン15−1Y,15−3Yの2つ)。
また、図10(3)に示すように、マスクパターン15−1X,15−4Xの2つを用いても、同様の効果が得られる(Y方向の波面収差を求めるときには、マスクパターン15−1X,15−4Xの2つ)。
また、上述した第2実施形態では、理想球面波を生成するための微小開口としてピンホールPを利用したが、ピンホールPに代えて、ピンホールPの径と同等の幅を持ったスリットを利用してもよい。但し、その場合、波面分割方向をX方向にした場合とY方向にした場合とのそれぞれにおいて測定が行われる。以下に説明する第8実施形態は、第2実施形態においてピンホールPをスリットに代えたものである。
また、上述した第2実施形態では、理想球面波を生成するための微小開口としてピンホールPを利用したが、ピンホールPに代えて、ピンホールPの径と同等の幅を持ったスリットを利用してもよい。但し、その場合、波面分割方向をX方向にした場合とY方向にした場合とのそれぞれにおいて測定が行われる。以下に説明する第8実施形態は、第2実施形態においてピンホールPをスリットに代えたものである。
[第8実施形態]
図11、図12、図13に基づき本発明の第8実施形態を説明する。ここでは、第2実施形態との相違点を主に説明する。
本測定方法では、図11(I),(II),図12(I),(II)に示すようなマスクパターン15−5X,15−2X,15−5Y,15−2Yが用いられる。
図11、図12、図13に基づき本発明の第8実施形態を説明する。ここでは、第2実施形態との相違点を主に説明する。
本測定方法では、図11(I),(II),図12(I),(II)に示すようなマスクパターン15−5X,15−2X,15−5Y,15−2Yが用いられる。
このうち、マスクパターン15−2X(図11(II)),マスクパターン15−2Y(図12(II))は、第2実施形態で用いられたもの(図2参照)と同じである。
マスクパターン15−5Xは、第2実施形態のマスクパターン15−1X(図2参照)においてピンホールPの代わりにスリットSを形成したものである。このスリットSは、その長手方向をY方向に向けている。
マスクパターン15−5Xは、第2実施形態のマスクパターン15−1X(図2参照)においてピンホールPの代わりにスリットSを形成したものである。このスリットSは、その長手方向をY方向に向けている。
マスクパターン15−5Yは、第2実施形態のマスクパターン15−1Y(図2参照)においてピンホールPの代わりにスリットSを形成したものである。このスリットSは、その長手方向をX方向に向けている。
このため、本測定方法では、これらのマスクパターン15−5X,15−2X,15−5Y,15−2Yが形成されたマスク、例えば、図13に示すようなマスク15が使用される。なお、図13のマスク15に代えて、図2に示したマスク15おいてマスクパターン15−5X,15−5Yを追加形成したものを使用してもよい。
このため、本測定方法では、これらのマスクパターン15−5X,15−2X,15−5Y,15−2Yが形成されたマスク、例えば、図13に示すようなマスク15が使用される。なお、図13のマスク15に代えて、図2に示したマスク15おいてマスクパターン15−5X,15−5Yを追加形成したものを使用してもよい。
本測定方法には、X方向の波面収差測定とY方向の波面収差測定とが含まれる。
先ず、X方向の波面収差測定は、2種類の画像データI1X,I2Xの取得(請求項の検知手順に対応)、及びデータの解析(請求項の演算手順に対応)からなる。なお、測定に当たり、波面分割方向はX方向とされる。
画像データI1Xの取得では、図11(I)に示すように、マスクパターン15−5Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI1Xとして取得される。
先ず、X方向の波面収差測定は、2種類の画像データI1X,I2Xの取得(請求項の検知手順に対応)、及びデータの解析(請求項の演算手順に対応)からなる。なお、測定に当たり、波面分割方向はX方向とされる。
画像データI1Xの取得では、図11(I)に示すように、マスクパターン15−5Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI1Xとして取得される。
画像データI2Xの取得では、図11(II)に示すように、マスクパターン15−2Xがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI2Xとして取得される。
データの解析では、画像データI1X,I2Xがそれぞれ位相データD1X,D2Xに変換される。
データの解析では、画像データI1X,I2Xがそれぞれ位相データD1X,D2Xに変換される。
そして、被検光学系PLのX方向の波面収差<WT0X>は、次式(1X)にて求められる。
<WT0X>=D2X−D1X ・・・(1X)
また、Y方向の波面収差測定は、2種類の画像データI1Y,I2Yの取得(請求項の検知手順に対応)、及びデータの解析(請求項の演算手順に対応)からなる。なお、測定に当たり、波面分割方向はY方向とされる。
<WT0X>=D2X−D1X ・・・(1X)
また、Y方向の波面収差測定は、2種類の画像データI1Y,I2Yの取得(請求項の検知手順に対応)、及びデータの解析(請求項の演算手順に対応)からなる。なお、測定に当たり、波面分割方向はY方向とされる。
画像データI1Yの取得では、図12(I)に示すように、マスクパターン15−5Yがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI1Yとして取得される。
画像データI2Yの取得では、図12(II)に示すように、マスクパターン15−2Yがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI2Yとして取得される。
画像データI2Yの取得では、図12(II)に示すように、マスクパターン15−2Yがセットされる。この状態で生成された干渉縞の輝度分布の画像データが、画像データI2Yとして取得される。
データの解析では、画像データI1Y,I2Yがそれぞれ位相データD1Y,D2Yに変換される。
そして、被検光学系PLのY方向の波面収差<WT0Y>は、次式(1Y)にて求められる。
<WT0Y>=D2Y−D1Y ・・・(1Y)
以上のとおり求められたX方向の波面収差<WT0X>,Y方向の波面収差<WT0Y>によって、被検光学系PLの波面収差<WT0>を復元することができる。
そして、被検光学系PLのY方向の波面収差<WT0Y>は、次式(1Y)にて求められる。
<WT0Y>=D2Y−D1Y ・・・(1Y)
以上のとおり求められたX方向の波面収差<WT0X>,Y方向の波面収差<WT0Y>によって、被検光学系PLの波面収差<WT0>を復元することができる。
次に、本測定方法の効果を説明する。
先ず、画像データI1Xの取得時には、図11(I)に示すように、マスクパターン15−5Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口はスリットSであった。
このスリットSは、入射した0次回折光束の波面を、X方向にかけて理想球面波に変換する働きをする。
先ず、画像データI1Xの取得時には、図11(I)に示すように、マスクパターン15−5Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口はスリットSであった。
このスリットSは、入射した0次回折光束の波面を、X方向にかけて理想球面波に変換する働きをする。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及びスリットSにてX方向にかけて理想球面波に変換された0次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(I)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、X方向にかけて理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(I)の右下側に列記するように、WR0X’で表される。但し、
WR1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束の波面に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13の固有誤差成分,
WSX:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13以外の波面収差測定装置のシステム誤差成分,
WR0X’:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束をX方向にかけて理想球面波に変換してできる波面形状
である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(I)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、X方向にかけて理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(I)の右下側に列記するように、WR0X’で表される。但し、
WR1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束の波面に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG1X:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13の固有誤差成分,
WSX:波面分割方向がX方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13以外の波面収差測定装置のシステム誤差成分,
WR0X’:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束をX方向にかけて理想球面波に変換してできる波面形状
である。
このとき、位相データD1Xは、式(2X)で表される。
D1X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X’ ・・・(2X)
次に、画像データI2Xの取得時には、図11(II)に示すように、マスクパターン15−2Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口も透過窓Hであった。
D1X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WR0X’ ・・・(2X)
次に、画像データI2Xの取得時には、図11(II)に示すように、マスクパターン15−2Xがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口も透過窓Hであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した0次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(II)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(II)の右下側に列記するように、WT0X’,WR0X’で表される。但し、
WT0X’:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束に重畳した被検光学系PLのX方向の収差成分
である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(II)の右上側に列記するように、WR1X,WT1X,WG1X,WSXで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図11(II)の右下側に列記するように、WT0X’,WR0X’で表される。但し、
WT0X’:波面分割方向がX方向であるときの0次回折光束に重畳した被検光学系PLのX方向の収差成分
である。
このとき、位相データD2Xは、式(3X)で表される。
D2X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WT0X’+WR0X’ ・・・(3X)
以上の式(2X),(3X)を式(1X)の右辺に代入すると、本測定方法で求めたX方向の波面収差<WT0X>は、<WT0X>=WT0X’で表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1X及びシステム誤差成分WSXに依らず、被検光学系PLのX方向の収差成分WT0X’のみがX方向の波面収差<WT0X>として高精度に求まる。
D2X=WR1X+WT1X+WG1X+WSX+WT0X’+WR0X’ ・・・(3X)
以上の式(2X),(3X)を式(1X)の右辺に代入すると、本測定方法で求めたX方向の波面収差<WT0X>は、<WT0X>=WT0X’で表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1X及びシステム誤差成分WSXに依らず、被検光学系PLのX方向の収差成分WT0X’のみがX方向の波面収差<WT0X>として高精度に求まる。
次に、画像データI1Yの取得時には、図12(I)に示すように、マスクパターン15−5Yがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口はスリットSであった。
このスリットSは、入射した0次回折光束の波面を、Y方向にかけて理想球面波に変換する働きをする。
このスリットSは、入射した0次回折光束の波面を、Y方向にかけて理想球面波に変換する働きをする。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及びスリットSにてY方向にかけて理想球面波に変換された0次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(I)の右下側に列記するように、WR1Y,WT1Y,WG1Y,WSYで表され、Y方向にかけて理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(I)の左下側に列記するように、WR0Y’で表される。但し、
WR1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束の波面に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13の固有誤差成分,
WSY:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13以外の波面収差測定装置のシステム誤差成分,
WR0Y’:波面分割方向がY方向であるときの0次回折光束をY方向にかけて理想球面波に変換してできる波面形状
である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(I)の右下側に列記するように、WR1Y,WT1Y,WG1Y,WSYで表され、Y方向にかけて理想球面波に変換された0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(I)の左下側に列記するように、WR0Y’で表される。但し、
WR1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束からなる理想球面波の波面形状,
WT1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束の波面に重畳した被検光学系PLの収差成分,
WG1Y:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13の固有誤差成分,
WSY:波面分割方向がY方向であるときの+1次回折光束に重畳した、回折格子13以外の波面収差測定装置のシステム誤差成分,
WR0Y’:波面分割方向がY方向であるときの0次回折光束をY方向にかけて理想球面波に変換してできる波面形状
である。
このとき、位相データD1Yは、式(2Y)で表される。
D1Y=WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WR0Y’ ・・・(2Y)
次に、画像データI2Yの取得時には、図12(II)に示すように、マスクパターン15−2Yがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口も透過窓Hであった。
D1Y=WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WR0Y’ ・・・(2Y)
次に、画像データI2Yの取得時には、図12(II)に示すように、マスクパターン15−2Yがセットされたので、+1次回折光束に対する開口は透過窓Hであり、0次回折光束に対する開口も透過窓Hであった。
このとき干渉縞に寄与したのは、透過窓Hを透過した+1次回折光束、及び透過窓Hを透過した0次回折光束である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(II)の右下側に列記するように、WR1Y,WT1Y,WG1Y,WSYで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(II)の左下側に列記するように、WT0Y’,WR0Y’で表される。但し、
WT0Y’:波面分割方向がY方向であるときの0次回折光束に重畳した被検光学系PLのY方向の収差成分
である。
透過窓Hを透過した+1次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(II)の右下側に列記するように、WR1Y,WT1Y,WG1Y,WSYで表され、透過窓Hを透過した0次回折光束の撮像面上の波面形状は、図12(II)の左下側に列記するように、WT0Y’,WR0Y’で表される。但し、
WT0Y’:波面分割方向がY方向であるときの0次回折光束に重畳した被検光学系PLのY方向の収差成分
である。
このとき、位相データD2Yは、式(3Y)で表される。
D2Y=WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WT0Y’+WR0Y’ ・・・(3Y)
以上の式(2Y),(3Y)を式(1Y)の右辺に代入すると、本測定方法で求めたY方向の波面収差<WT0Y>は、<WT0Y>=WT0Y’で表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1Y及びシステム誤差成分WSYに依らず、被検光学系PLのY方向の収差成分WT0Y’のみがY方向の波面収差<WT0Y>として高精度に求まる。
D2Y=WR1Y+WT1Y+WG1Y+WSY+WT0Y’+WR0Y’ ・・・(3Y)
以上の式(2Y),(3Y)を式(1Y)の右辺に代入すると、本測定方法で求めたY方向の波面収差<WT0Y>は、<WT0Y>=WT0Y’で表されることが分かる。
つまり、本測定方法によれば、回折格子13の固有誤差成分WG1Y及びシステム誤差成分WSYに依らず、被検光学系PLのY方向の収差成分WT0Y’のみがY方向の波面収差<WT0Y>として高精度に求まる。
よって、被検光学系PLの波面収差<WT0>は、回折格子13の固有誤差成分WG1X,WG1Y及びシステム誤差成分WSX,WSYに依らず、高精度に復元される。
(その他)
なお、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
(その他)
なお、本測定方法では、単一の測定対象点に関する波面収差を測定したが、複数の各測定対象点に関する波面収差をそれぞれ同様に測定してもよい。
また、データの解析は、全ての画像データの取得が終了してからまとめて行う方が、測定効率が高まるので望ましい。
[各実施形態の変形例]
上述した各実施形態では、回折格子13を波面分割方向にシフトさせながら複数の画像データを取得して、それら複数の画像データに基づき位相データを算出する「位相シフト干渉法」を適用してもよい。
[各実施形態の変形例]
上述した各実施形態では、回折格子13を波面分割方向にシフトさせながら複数の画像データを取得して、それら複数の画像データに基づき位相データを算出する「位相シフト干渉法」を適用してもよい。
また、各実施形態の何れかの波面収差測定方法を、投影光学系の製造に適用すれば、高性能な投影光学系を製造することができる。また、その投影光学系を搭載した投影露光装置は、高性能である。
また、上述した各実施形態では、EUVL用の投影光学系の波面収差測定に本発明が適用された例を説明したが、本発明は、他の投影光学系や、投影露光装置以外の機器に搭載される結像光学系の波面収差測定にも同様に適用することができる。
また、上述した各実施形態では、EUVL用の投影光学系の波面収差測定に本発明が適用された例を説明したが、本発明は、他の投影光学系や、投影露光装置以外の機器に搭載される結像光学系の波面収差測定にも同様に適用することができる。
また、上述した何れかの波面収差測定方法又は校正方法を実施するに当たっては、波面収差測定装置のマスク15の移動を自動化し、複数の画像データを連続して取得するようなプログラムを組み、そのプログラムにより制御部(19又は29)を動作させてもよい。
また、上述した波面収差測定装置と同じ機能が搭載された投影露光装置を、例えば図14に示すように構成してもよい。
また、上述した波面収差測定装置と同じ機能が搭載された投影露光装置を、例えば図14に示すように構成してもよい。
この投影露光装置には、投影光学系PL、照明光学系21、反射型のレチクルR、レチクルステージ22、レチクルステージ22の駆動回路22c、ピンホールミラー(変換手段に対応)12、回折格子13、格子ステージ14、格子ステージ14の駆動回路14c、ウエハW、ウエハステージ26、ウエハステージ26の駆動回路26c、撮像素子17、制御部29、マスク15などが備えられる。
この投影露光装置には、EUVLが適用されており、投影光学系PLは、EUVL用の投影光学系であり、光源1は、EUV(極端紫外光)を出射する光源である。
照明光学系21は、露光用の照明光束を射出するものであるが、この照明光束は、波面収差測定時の測定光束としても用いられる。
ピンホールミラー12は、波面収差測定用の反射型のピンホールであり、波面収差測定時にのみ、レチクルRに代わり投影光学系PLの物体面に挿入される。
照明光学系21は、露光用の照明光束を射出するものであるが、この照明光束は、波面収差測定時の測定光束としても用いられる。
ピンホールミラー12は、波面収差測定用の反射型のピンホールであり、波面収差測定時にのみ、レチクルRに代わり投影光学系PLの物体面に挿入される。
なお、図14では、レチクルRとピンホールミラー12とが共にレチクルステージ22によって支持された様子を示した。レチクルステージ22の移動により、レチクルRとピンホールミラー12とが入れ替わる。
回折格子13は、波面収差測定用の回折格子であり、波面収差測定時にのみ、投影光学系PLの像側に配置される。
回折格子13は、波面収差測定用の回折格子であり、波面収差測定時にのみ、投影光学系PLの像側に配置される。
マスク15は、図2に示した波面収差測定用のマスクであり、波面収差測定時にのみ、ウエハWに代わり投影光学系PLの像面に挿入される。
なお、図14では、ウエハWとマスク15とが共にウエハステージ26によって支持された様子を示した。ウエハステージ26の移動により、ウエハWとマスク15とが入れ替わる。
なお、図14では、ウエハWとマスク15とが共にウエハステージ26によって支持された様子を示した。ウエハステージ26の移動により、ウエハWとマスク15とが入れ替わる。
また、撮像素子17は、マスク15が挿入されたときに、そのマスク15の後側に形成される干渉縞を受光できる位置に配置される。
なお、波面収差測定時には、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生起する+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致している。
このような本投影露光装置は、ピンホールミラー12、回折格子13、マスク15を適切に配置するだけで、投影光学系PLの波面収差を自己測定することができる。
なお、波面収差測定時には、マスク15の開口対の間隔は、回折格子13にて生起する+1次回折光束の集光点と−1次回折光束の集光点との間隔に一致している。
このような本投影露光装置は、ピンホールミラー12、回折格子13、マスク15を適切に配置するだけで、投影光学系PLの波面収差を自己測定することができる。
しかも、マスク15には、予め複数のマスクパターン15−1X,15−2X,15−3X,15−4X,15−1Y,15−2Y,15−3Y,15−4Yが形成されているので、波面収差測定方法として、上述した何れかの波面収差測定方法や校正方法を容易に実施することができる。
したがって、本投影露光装置は、投影光学系PLの波面収差の自己測定を、高精度に行うことができる。
したがって、本投影露光装置は、投影光学系PLの波面収差の自己測定を、高精度に行うことができる。
なお、本投影露光装置においては、ピンホールミラー12及びレチクルRに代えて、ピンホールミラー12が設けられたレチクルR(不図示)を用いてもよい。このようなレチクルRは、例えば、レチクルRの表面に金属膜を蒸着し、その金属膜をエッチングしてピンホールパターンを形成することにより形成される。
また、本投影露光装置においては反射型のレチクルRとピンホールミラー12とが用いられたが、それらに代えて、透過型のレチクルRと透過型のピンホール(不図示)とが用いられてもよい。同様に、第1実施形態の波面収差測定装置においても、ピンホールミラー12に代えて透過型のピンホール(不図示)が用いられてもよい。
また、本投影露光装置においては反射型のレチクルRとピンホールミラー12とが用いられたが、それらに代えて、透過型のレチクルRと透過型のピンホール(不図示)とが用いられてもよい。同様に、第1実施形態の波面収差測定装置においても、ピンホールミラー12に代えて透過型のピンホール(不図示)が用いられてもよい。
また、本投影露光装置又は第1実施形態の波面収差測定装置においては、マスクパターンを90°回転させるときには、その方式として円形ターレット方式、スライド型ターレット方式、軸回転方式などの各方式の何れかを採用し、マスクパターンの回転を容易にすることもできる(不図示)。
また、各実施形態では、波面分割手段として透過型の回折格子が用いられた波面収差測定系を例に挙げたが、透過型の回折格子以外の波面分割素子(反射型の回折格子など)が用いられた波面収差測定系に代えることもできる。
また、各実施形態では、波面分割手段として透過型の回折格子が用いられた波面収差測定系を例に挙げたが、透過型の回折格子以外の波面分割素子(反射型の回折格子など)が用いられた波面収差測定系に代えることもできる。
11,21 照明光学系
12 ピンホールミラー
13 回折格子
14 格子ステージ
15 マスク
15−1,15−2,・・・ マスクパターン
16 マスクステージ
17 撮像素子
22 レチクルステージ
14c,16c,22c,26c 駆動回路
19,29 制御部
R レチクル
W ウエハ
12 ピンホールミラー
13 回折格子
14 格子ステージ
15 マスク
15−1,15−2,・・・ マスクパターン
16 マスクステージ
17 撮像素子
22 レチクルステージ
14c,16c,22c,26c 駆動回路
19,29 制御部
R レチクル
W ウエハ
Claims (22)
- 被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、
前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、
前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段と
を備えた波面収差測定系を利用する波面収差測定方法であって、
前記マスクの前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、
前記変化の情報に基づき前記被検光学系の波面収差の情報を求める演算手順と
を有したことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項1に記載の波面収差測定方法において、
前記波面分割手段は、
回折格子である
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項2に記載の波面収差測定方法において、
前記1対の光束の一方は、
前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、
前記1対の光束の他方は、
前記回折格子にて生起する0次回折光束である
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項3に記載の波面収差測定方法において、
前記1以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記0次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、
透過窓−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれる
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項3に記載の波面収差測定方法において、
前記1次以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記0次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、
透過窓−スリットの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれる
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項3〜請求項5の何れか一項に記載の波面収差測定方法において、
前記演算手順では、
前記変化の情報のみに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求める
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項2に記載の波面収差測定方法において、
前記1対の光束の一方及び他方は、
前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束である
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項7に記載の波面収差測定方法において、
前記1対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくとも
ピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−透過窓の組み合わせとが含まれる
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 請求項7又は請求項8に記載の波面収差測定方法において、
前記演算手順では、
予め求められた前記回折格子の固有誤差情報と前記変化の情報とに基づき、前記回折格子の固有誤差及び前記波面収差測定系のシステム誤差の何れにも依らずに、前記被検光学系の波面収差の情報を求める
ことを特徴とする波面収差測定方法。 - 被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、
前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、
前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段と
を備えた波面収差測定系の校正方法であって、
前記マスクの前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えると共に、その切り換えに伴う前記位相分布の変化の情報を検知する検知手順と、
前記変化の情報に基づき前記回折格子の固有誤差情報を求める演算手順と
を有したことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。 - 請求項10に記載の波面収差測定系の校正方法において、
前記波面分割手段は、
回折格子である
ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。 - 請求項11に記載の波面収差測定系の校正方法において、
前記1対の光束の一方は、
前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、
前記1対の光束の他方は、
前記回折格子にて生起する0次回折光束である
ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。 - 請求項12に記載の波面収差測定系の校正方法において、
前記1以上の次数の回折光束に対する開口タイプと前記0次回折光束に対する開口タイプとの複数の組み合わせには、少なくとも、
透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれる
ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。 - 請求項11に記載の波面収差測定系の校正方法において、
前記1対の光束の一方及び他方は、
前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束である
ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。 - 請求項14に記載の波面収差測定系の校正方法において、
前記1対の回折光束に対する開口タイプの複数の組み合わせには、少なくとも、
ピンホール−ピンホールの組み合わせと、透過窓−ピンホールの組み合わせと、ピンホール−透過窓の組み合わせとが含まれる
ことを特徴とする波面収差測定系の校正方法。 - 被検光学系に対し所定の波面形状の測定光束を投光する投光手段と、
前記測定光束の何れかの光路に配置され、その測定光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
前記被検光学系による前記複数の光束の集光面近傍に挿入され、前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、
前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段とを備え、
前記マスクは、
前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されている
ことを特徴とする波面収差測定装置。 - 請求項16に記載の波面収差測定装置において、
前記波面分割手段は、
回折格子である
ことを特徴とする波面収差測定装置。 - 請求項17に記載の波面収差測定装置において、
前記1対の光束の一方は、
前記回折格子にて生起する1以上の次数の回折光束であり、
前記1対の光束の他方は、
前記回折格子にて生起する0次回折光束である
ことを特徴とする波面収差測定装置。 - 請求項17に記載の波面収差測定装置において、
前記1対の光束の一方及び他方は、
前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束である
ことを特徴とする波面収差測定装置。 - レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系と、
前記レチクルを照明光束で照明する照明光学系と、
前記投影光学系のレチクル面の近傍に挿入可能であり、挿入時には前記照明光束を所定の波面形状の光束に変換する変換手段と、
前記投影光学系とウエハ面との間の前記照明光束の光路に挿入可能であり、かつ挿入時にはその照明光束を互いに波面のずれた複数の光束に分割する波面分割手段と、
前記ウエハ面の近傍に挿入可能であり、かつ前記複数の光束のうち特定の1対の光束を選択的に透過する1対の開口を有したマスクと、
前記1対の光束が前記マスクを通過後に形成する干渉縞の位相分布の情報を検出する検出手段と
を備えた投影露光装置であって、
前記マスクは、
前記1対の光束の一方に対する開口タイプと他方に対する開口タイプとの組み合わせを、複数の組み合わせの間で切り換えることが可能に構成されている
ことを特徴とする投影露光装置。 - 請求項20に記載の投影露光装置において、
前記波面分割手段は、
回折格子である
ことを特徴とする投影露光装置。 - 請求項21に記載の投影露光装置において、
前記1対の光束の一方及び他方は、
前記回折格子にて生起する互いに反対符号の1以上の次数の1対の回折光束である
ことを特徴とする投影露光装置。
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