JP2007064666A - Wave front aberration measuring device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To analyze the wave front aberration of each wavelength including the DUV of the inspecting optical system by using an interferometer. <P>SOLUTION: In the wavefront aberration measuring device, the optical fiber illumination system 4 for transmitting each beam of laser light with each wavelength λ<SB>1</SB>, λ<SB>2</SB>to λ<SB>n-1</SB>from the UV to the NIR by single mode optical fibers F<SB>1</SB>, F<SB>2</SB>to F<SB>n-1</SB>, and making it enter the interferometer 3, and direct incident illumination system 5 for making it enter the interferometer 3 by transmitting the laser light of wavelength λ<SB>n</SB>of the DUV through the space are provided. These beams of laser light from the optical fiber illumination system 4 and the beam of laser light from the direct incident illumination system 5 are switched by the illumination switching part 6 and introduced into the interferometer 3. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、レンズ等の被検光学系の波面収差を解析する波面収差測定装置に関する。   The present invention relates to a wavefront aberration measuring apparatus for analyzing wavefront aberration of a test optical system such as a lens.

例えば顕微鏡の対物レンズ等の被検光学系の光学性能、ここでは透過性能を評価する手法としては、被検光学系にレーザ光などのコヒーレント光を透過させ、この被検光学系を透過した物体光と参照光とを干渉計により干渉させて互いに位相の異なる複数の干渉縞を生成し、これら干渉縞に基づいて被検光学系の波面収差を解析する方法が知られている。このような波面収差の測定方法としては、例えば特許文献1に記載されている。   For example, as a method for evaluating the optical performance of a test optical system such as an objective lens of a microscope, in this case, the transmission performance, an object that transmits coherent light such as a laser beam to the test optical system and passes through the test optical system. A method is known in which light and reference light are interfered by an interferometer to generate a plurality of interference fringes having different phases, and the wavefront aberration of a test optical system is analyzed based on these interference fringes. Such a wavefront aberration measuring method is described in Patent Document 1, for example.

複数の干渉縞の位相差は、使用するレーザ光源から出力されるレーザ光の波長を基準としている。使用するレーザ光源は、被検光学系を設計した波長のレーザ光を出力するもので、例えばHe−Neレーザが最も一般的であり、その波長は633nmである。
このようなレーザ光源の波長は固定されているので、干渉計を構成するビームスプリッタ及び参照ミラー等の各光学素子は、レーザ光源の波長に最適化されたコーティング等が施されている。又、被検光学系の波面収差を解析する干渉縞解析装置においても特定波長のレーザ光源を使用することを前提に解析プログラムが組み込まれている。
特開平10−96679号公報
The phase difference between the plurality of interference fringes is based on the wavelength of the laser beam output from the laser light source to be used. The laser light source to be used outputs laser light having a wavelength designed for the test optical system. For example, a He—Ne laser is the most common, and its wavelength is 633 nm.
Since the wavelength of such a laser light source is fixed, each optical element such as a beam splitter and a reference mirror constituting the interferometer is provided with a coating optimized for the wavelength of the laser light source. Also, an interference fringe analyzer for analyzing the wavefront aberration of the test optical system incorporates an analysis program on the assumption that a laser light source having a specific wavelength is used.
JP-A-10-96679

このように干渉計は、被検光学系を設計した波長のレーザ光を用いて干渉縞を生成しており、被検光学系を最適設計した波長としては、紫外線(UV)から近赤外線(NIR)の波長領域、具体的には波長300nm〜1500nmの領域となっている。従って、上記波長633nm以外の波長で最適設計された高精度なレンズ等の被検光学系を評価する場合には、当該被検光学系を設計した波長で波面収差を評価することが要求される。   In this way, the interferometer generates interference fringes using laser light having a wavelength designed for the test optical system, and the wavelength for which the test optical system is optimally designed ranges from ultraviolet (UV) to near infrared (NIR). ) Wavelength range, specifically, a wavelength range of 300 nm to 1500 nm. Therefore, when evaluating a test optical system such as a highly accurate lens optimally designed at a wavelength other than the wavelength of 633 nm, it is required to evaluate the wavefront aberration at the wavelength designed for the test optical system. .

特に近年、レーザ光源は、例えば深紫外線(DUV)から近赤外線(NIR)の波長、具体的には、波長200nm〜1500nmのレーザ光を出力するものが比較的入手し易い価格で供給されている。これにより、DUVからNIRの波長領域内のある波長に最適設計された高精度な対物レンズ等の被検光学系が増加傾向にある。このような背景からDUVからNIRの波長に最適設計された被検光学系に対する透過波面収差の評価の要求が次第に大きくなってきている。   In particular, in recent years, laser light sources that output laser light having a wavelength of, for example, deep ultraviolet (DUV) to near infrared (NIR), specifically 200 nm to 1500 nm, are supplied at a relatively easily available price. . As a result, the number of optical systems to be tested such as high-precision objective lenses optimally designed for a certain wavelength within the wavelength range from DUV to NIR is increasing. From such a background, there is an increasing demand for evaluation of transmitted wavefront aberration for a test optical system optimally designed for wavelengths from DUV to NIR.

このような状況下において、各波長の各被検光学系に対する各透過波面収差の各評価をそれぞれ行うには、上記の通り干渉計を構成するビームスプリッタ及び参照ミラー等の各光学素子がレーザ光源の波長に最適化されたコーティング等が施されていたり、干渉縞解析装置も特定波長のレーザ光源を使用することを前提とした解析プログラムを組み込んでいるために、当該各被検光学系の波長に応じた専用の各干渉計を用いなければならない。   Under such circumstances, in order to perform each evaluation of each transmitted wavefront aberration for each optical system to be measured at each wavelength, each optical element such as a beam splitter and a reference mirror constituting the interferometer is a laser light source. Because the coating optimized for the wavelength of the laser is applied, and the interference fringe analyzer incorporates an analysis program on the premise that a laser light source of a specific wavelength is used, the wavelength of each optical system under test Each dedicated interferometer must be used according to

ところが、干渉計は、1つ波長例えば上記波長633nm専用のものでも非常に高価であり、DUVからNIRの波長領域内における各波長の各種被検光学系に対する各透過波面収差の評価を行うには、これら波長毎に非常に高価な複数台の干渉計を準備する必要がある。このため、各波長毎の各干渉計を準備するには、多大な費用及び時間も要し、透過波面収差の評価を行うに当たっての効率が悪い。   However, even if an interferometer is dedicated to one wavelength, for example, the wavelength 633 nm, it is very expensive. In order to evaluate each transmitted wavefront aberration for various optical systems to be tested in each wavelength within the wavelength range from DUV to NIR. It is necessary to prepare a plurality of very expensive interferometers for each wavelength. For this reason, it takes much cost and time to prepare each interferometer for each wavelength, and the efficiency in evaluating the transmitted wavefront aberration is poor.

本発明は、コヒーレント光を被検光学系を介して被検光学系の光学性能を反映した干渉縞を生成し、干渉縞に基づいて被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、深紫外領域の波長の光を出射する第1の照明系と、第1の照明系から出射される光の波長とは異なる波長の光を出射する第2の照明系と、第1又は第2の照明系のうちいずれか一方に切り換えて被検光学系に光を入射させる照明切替手段とを具備した波面収差測定装置である。   The present invention relates to a wavefront aberration measuring apparatus that generates interference fringes reflecting the optical performance of a test optical system via coherent light and measures the wavefront aberration of the test optical system based on the interference fringes. A first illumination system that emits light having a wavelength in the deep ultraviolet region; a second illumination system that emits light having a wavelength different from the wavelength of light emitted from the first illumination system; 2 is a wavefront aberration measuring apparatus including illumination switching means for switching light to any one of the two illumination systems and causing light to enter the optical system to be tested.

本発明は、1台の干渉計を用いてDUVを含む各波長の被検光学系の波面収差の解析ができる波面収差測定装置を提供できる。   The present invention can provide a wavefront aberration measuring apparatus that can analyze the wavefront aberration of an optical system under test for each wavelength including DUV using a single interferometer.

以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は多波長透過波面収差解析装置の構成図である。照明系1は、任意の波長λi(i=1,2,3,…、n)を選択可能なレーザ光を出力する。このレーザ光の波長λiは、深紫外線(DUV)から近赤外線(NIR)の波長、例えば波長200nm〜1500nmの波長領域内における任意の波長である。この照明系1から出力されるレーザ光の波長λiは、手動又は後述する波面収差解析装置2の切り換え制御により自動で行なわれる。この照明系1から出力されたレーザ光は、トワイマン・グリーン干渉計(以下、干渉計と省略する)3に導かれる。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a multiwavelength transmitted wavefront aberration analyzer. The illumination system 1 outputs a laser beam capable of selecting an arbitrary wavelength λi (i = 1, 2, 3,..., N). The wavelength λi of the laser light is an arbitrary wavelength within a wavelength range of deep ultraviolet (DUV) to near infrared (NIR), for example, a wavelength range of 200 nm to 1500 nm. The wavelength λi of the laser beam output from the illumination system 1 is performed manually or automatically by switching control of a wavefront aberration analyzer 2 described later. The laser beam output from the illumination system 1 is guided to a Twiman-Green interferometer (hereinafter abbreviated as an interferometer) 3.

図2は照明系1の一例を示す構成図を示す。この照明系1は、第1の照明系としての光ファイバ照明系4と、第2の照明系としての直接入射照明系5と、これら光ファイバ照明系4又は直接入射照明系5からの各レーザ光を切り替えて干渉計3に入射させる照明切替部6とを有する。
光ファイバ照明系4は、複数の波長のレーザ光のうちUVからNIRの波長領域、具体的には第1の波長として波長300nm〜1500nmの波長領域中の複数の波長λ、λ、…、λn−1の各レーザ光をシングルモードの各光ファイバ(以下、シングルモードファイバと称する:SMF)F、F、…、Fn−1により伝送させて干渉計3に入射させる。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the illumination system 1. The illumination system 1 includes an optical fiber illumination system 4 as a first illumination system, a direct incident illumination system 5 as a second illumination system, and lasers from the optical fiber illumination system 4 or the direct incident illumination system 5. And an illumination switching unit 6 for switching light to enter the interferometer 3.
The optical fiber illumination system 4 includes a plurality of wavelengths λ 1 , λ 2 ,... In a wavelength region from UV to NIR, specifically, a wavelength region of 300 nm to 1500 nm as a first wavelength among laser beams having a plurality of wavelengths. , Λn−1 laser beams are transmitted by single mode optical fibers (hereinafter referred to as single mode fibers: SMF) F 1 , F 2 ,..., Fn−1 and are incident on the interferometer 3.

具体的に光ファイバ照明系4には、複数の第1のレーザ光源L、L、…、Ln−1が備えられている。これら第1のレーザ光源L、L、…、Ln−1は、それぞれUVからNIRの波長領域の各波長の各レーザ光を出力する。例えば、これら第1のレーザ光源L、L、…、Ln−1から出力される各レーザ光の各波長は、UVからNIRの波長領域として例えば可視光線の波長領域(400nm〜700nm付近)と、赤外線の波長領域(700nm〜1500nm)との波長領域内である。
これら第1のレーザ光源L、L、…、Ln−1の各レーザ出射端には、それぞれ各シングルモードファイバF、F、…、Fn−1の一端が接続されている。これらシングルモードファイバF、F、…、Fn−1の他端は、それぞれ波長切替えユニット7に接続されている。
Specifically, the optical fiber illumination system 4 includes a plurality of first laser light sources L 1 , L 2 ,..., Ln−1. These first laser light sources L 1 , L 2 ,..., Ln−1 each output laser light of each wavelength in the wavelength region from UV to NIR. For example, each wavelength of each laser beam output from these first laser light sources L 1 , L 2 ,..., Ln−1 is, for example, a wavelength region of visible light (near 400 nm to 700 nm) as a wavelength region from UV to NIR. And in the wavelength region of the infrared wavelength region (700 nm to 1500 nm).
One end of each single mode fiber F 1 , F 2 ,..., Fn−1 is connected to each laser emission end of the first laser light sources L 1 , L 2 ,. The other ends of these single mode fibers F 1 , F 2 ,..., Fn−1 are connected to the wavelength switching unit 7, respectively.

この波長切替えユニット7は、例えば切替え盤8と、この切替え盤8を回転させる回転駆動部としてのモータ9とを有する。切替え盤8には、同一円周上に複数のレーザ出射コネクタC、C、…、Cn−1が取り付けられている。これらレーザ出射コネクタC、C、…、Cn−1は、切替え盤8に対して取り付け、取り外し可能である。切替え盤8は、モータ9の駆動によって例えば矢印a方向に回転し、各レーザ出射コネクタC、C、…、Cn−1のうちいずれか1つを所定の位置、すなわち第1の照明筒10の対向位置に位置決して停止する。 The wavelength switching unit 7 includes, for example, a switching board 8 and a motor 9 as a rotation driving unit that rotates the switching board 8. A plurality of laser emission connectors C 1 , C 2 ,..., Cn−1 are attached to the switching board 8 on the same circumference. These laser emission connectors C 1 , C 2 ,..., Cn-1 can be attached to and detached from the switching panel 8. The switching panel 8 is rotated in the direction of the arrow a, for example, by driving the motor 9, and any one of the laser emission connectors C 1 , C 2 ,..., Cn−1 is set at a predetermined position, that is, the first illumination tube. Never stop at 10 opposite positions.

第1の照明筒10は、各レーザ出射コネクタC、C、…、Cn−1のうちいずれか1つから出射されたレーザ光を照明切替部6に導く。この第1の照明筒10内には、コリメータレンズ11が設けられている。
このコリメータレンズ11は、各レーザ出射コネクタC、C、…、Cn−1のうちいずれか1つから出射されたレーザ光を平行光にコリメートする。このコリメータレンズ11は、可視光線の波長領域(400nm〜700nm付近)と、赤外線の波長領域(700nm〜1500nm)とに対して作用させるために単レンズを使用し、各レーザ出射コネクタC、C、…、Cn−1から出射されるレーザ光の取り込み開口数(NA)を小さくしている。これにより、コリメータレンズ11は、各波長λi(i=1,2,3,…、n−1)の各レーザ光を略無収差の平行光に整形できる。
The first illumination tube 10 guides the laser beam emitted from any one of the laser emission connectors C 1 , C 2 ,..., Cn−1 to the illumination switching unit 6. A collimator lens 11 is provided in the first illumination tube 10.
The collimator lens 11 collimates laser light emitted from any one of the laser emission connectors C 1 , C 2 ,..., Cn−1 into parallel light. The collimator lens 11 uses a single lens to act on the wavelength region of visible light (near 400 nm to 700 nm) and the wavelength region of infrared light (700 nm to 1500 nm), and each laser emission connector C 1 , C 2 ,..., The numerical aperture (NA) of the laser beam emitted from Cn−1 is reduced. Thereby, the collimator lens 11 can shape each laser beam of each wavelength λi (i = 1, 2, 3,..., N−1) into parallel light having substantially no aberration.

なお、コリメータレンズ11として単レンズを使用した場合、当該コリメータレンズ11の焦点距離が波長λiによって変化する。これに対処するために、切替え盤8に取り付けられている各レーザ出射コネクタC、C、…、Cn−1の各出射端は、当該各波長λiに応じた異なる各位置に予め固定されている。又、コリメータレンズ11は、各波長λiによる透過率の差を生じにくい石英により作製するのがよい。 When a single lens is used as the collimator lens 11, the focal length of the collimator lens 11 changes depending on the wavelength λi. In order to cope with this, the emission ends of the laser emission connectors C 1 , C 2 ,..., Cn−1 attached to the switching board 8 are fixed in advance at different positions corresponding to the respective wavelengths λi. ing. The collimator lens 11 is preferably made of quartz that hardly causes a difference in transmittance due to each wavelength λi.

直接入射照明系5は、可視光線の波長領域(400nm〜700nm付近)と、赤外線の波長領域(700nm〜1500nm)と異なる第2の波長、例えば波長200nm〜300nmの深紫外線(DUV)の波長λnのレーザ光を空間中に伝送させて干渉計3に入射させる。
具体的に直接入射照明系5には、例えば1台の第2のレーザ光源Lnが備えられている。この第2のレーザ光源LnはDUVの波長領域の波長λnのレーザ光を出力する。例えば、この第2のレーザ光源Lnから出力されるレーザ光の波長λnは、DUVの波長領域(例えば波長200nm〜300nm)内である。
The direct incident illumination system 5 has a wavelength region of visible light (near 400 nm to 700 nm) and a second wavelength different from the wavelength region of infrared light (700 nm to 1500 nm), for example, a wavelength λn of deep ultraviolet rays (DUV) having a wavelength of 200 nm to 300 nm. The laser beam is transmitted into the space and is incident on the interferometer 3.
Specifically, the direct incident illumination system 5 includes, for example, one second laser light source Ln. The second laser light source Ln outputs laser light having a wavelength λn in the DUV wavelength region. For example, the wavelength λn of the laser light output from the second laser light source Ln is in the DUV wavelength region (for example, the wavelength of 200 nm to 300 nm).

この第2のレーザ光源Lnから出力されるレーザ光の光路上には、調整光学系としてのビームステアラー12が設けられている。なお、この第2のレーザ光源Ln及びビームステアラー12は、除振台13上に設置されている。この除振台13は、外部からの振動が第2のレーザ光源Lnに伝達されるのを防止すると共に、第2のレーザ光源Lnを水平方向に設置する。
ビームステアラー12は、第2のレーザ光源Lnから出力されたレーザ光を当該ビームステアラー12から出射する角度及び位置を調整する。すなわち、ビームステアラー12は、第1のミラー13と第2のミラー14とを有する。第1のミラー13は、第2のレーザ光源Lnから水平方向に出力されたレーザ光を上方に向けて垂直方向に反射する。この第1のミラー13は、例えばz方向(矢印b方向)に移動可能である。第2のミラー14は、第1のミラー13で反射されたレーザ光を水平方向に反射する。第2のミラー14の反射光路上には、第2の照明筒15が設けられているので、第1のミラー13で反射したレーザ光は、第2の照明筒15内に入射する。この第2のミラー14は、例えばz方向(矢印b方向)に移動可能である。
A beam steerer 12 as an adjustment optical system is provided on the optical path of the laser light output from the second laser light source Ln. Note that the second laser light source Ln and the beam steerer 12 are installed on a vibration isolation table 13. The vibration isolation table 13 prevents vibration from the outside from being transmitted to the second laser light source Ln, and installs the second laser light source Ln in the horizontal direction.
The beam steerer 12 adjusts the angle and position at which the laser beam output from the second laser light source Ln is emitted from the beam steerer 12. In other words, the beam steerer 12 includes a first mirror 13 and a second mirror 14. The first mirror 13 reflects the laser beam output in the horizontal direction from the second laser light source Ln in the vertical direction upward. The first mirror 13 is movable in the example the z direction (arrow b 1 direction). The second mirror 14 reflects the laser beam reflected by the first mirror 13 in the horizontal direction. Since the second illumination cylinder 15 is provided on the reflected light path of the second mirror 14, the laser light reflected by the first mirror 13 enters the second illumination cylinder 15. The second mirror 14 is movable in example z direction (arrow b 2 direction).

ここで、ビームステアラー12から出射されるレーザ光の角度及び位置調整について説明する。第2のレーザ光源Lnから出力されるレーザ光の出力方向が例えばx方向であれば、第1のミラー13は、レーザ光をz方向に反射し、第2のミラー14は、レーザ光をx方向に反射する。しかるに、第1のミラー13が矢印b方向に移動すると、第2のミラー14に入射するレーザ光の位置は、x方向(矢印e方向)に移動する。第2のミラー14が矢印b方向に移動すると、第2の照明筒15に入射するレーザ光の位置は、z方向(矢印e方向)に移動する。従って、第1のミラー13が矢印b方向に移動し、第2のミラー14が矢印b方向に移動すると、第2の照明筒15に入射するレーザ光の位置は、xz方向に移動する。これにより、第1のミラー13と第2のミラー14とを移動させることによって第2の照明筒15に入射するレーザ光の角度及び位置が調整できる。 Here, the angle and position adjustment of the laser beam emitted from the beam steerer 12 will be described. If the output direction of the laser beam output from the second laser light source Ln is, for example, the x direction, the first mirror 13 reflects the laser beam in the z direction, and the second mirror 14 transmits the laser beam to the x direction. Reflect in the direction. However, the first mirror 13 is moved in the arrow b 1 direction, the position of the laser light incident on the second mirror 14 moves in the x direction (the arrow e 1 direction). When the second mirror 14 moves in the arrow b 2 direction, the position of the laser light incident on the second illumination tube 15 is moved in the z direction (the arrow e 2 direction). Accordingly, the first mirror 13 is moved in the arrow b 1 direction, the second mirror 14 moves in the arrow b 2 direction, the position of the laser light incident on the second illumination tube 15 is moved in the xz direction . Thereby, the angle and position of the laser beam incident on the second illumination cylinder 15 can be adjusted by moving the first mirror 13 and the second mirror 14.

第2の照明筒15内には、集光レンズ16と、ピンホール17と、コリメータレンズ18とが第2のミラー14で反射されたレーザ光の光路上に設けられている。集光レンズ16は、第2のミラー14で反射されたレーザ光を集光する。ピンホール17は、集光レンズ16の集光点に設けられている。このピンホール17は、レーザ光のスペーシャルフィルタとして作用する。コリメータレンズ18は、ピンホール17を通過したレーザ光をコリメートして平行光に変換する。   In the second illumination cylinder 15, a condenser lens 16, a pinhole 17, and a collimator lens 18 are provided on the optical path of the laser light reflected by the second mirror 14. The condensing lens 16 condenses the laser light reflected by the second mirror 14. The pinhole 17 is provided at the condensing point of the condensing lens 16. The pinhole 17 functions as a laser light spatial filter. The collimator lens 18 collimates the laser light that has passed through the pinhole 17 and converts it into parallel light.

第1の照明筒10と第2の照明筒15との各レーザ出射口は、それぞれ照明切替部6に設けられている。この照明切替部6内には、照明光路切替ミラー19が矢印f方向、例えば第1の照明筒10内のコリメータレンズ11から出射されるレーザ光の光軸方向と同一方向に移動可能に設けられ、第2の照明筒15内のコリメータレンズ18から出射されるレーザ光の光軸上、又はこの光軸上から外れた位置のいずれか一方に切り替え配置される。この照明光路切替ミラー19の切り替え動作は、波面収差解析装置2から発せられる切り替え指令、又はオペレータによる手動により行われる。なお、照明光路切替ミラー19の切り替えを波面収差解析装置2からの切り替え指令により行う場合は、照明光路切替ミラー19を矢印f方向に移動させる切替機構を設ける。   The laser emission ports of the first illumination cylinder 10 and the second illumination cylinder 15 are respectively provided in the illumination switching unit 6. In the illumination switching unit 6, an illumination optical path switching mirror 19 is provided so as to be movable in the direction of arrow f, for example, in the same direction as the optical axis direction of the laser light emitted from the collimator lens 11 in the first illumination tube 10. The laser beam emitted from the collimator lens 18 in the second illumination cylinder 15 is switched to either the optical axis of the laser beam or a position off the optical axis. The switching operation of the illumination optical path switching mirror 19 is performed by a switching command issued from the wavefront aberration analyzer 2 or manually by an operator. When the illumination optical path switching mirror 19 is switched by a switching command from the wavefront aberration analyzer 2, a switching mechanism for moving the illumination optical path switching mirror 19 in the direction of the arrow f is provided.

従って、この照明光路切替ミラー19は、コリメータレンズ18から出射されるレーザ光の光軸上に配置されると、第1の照明筒10内のコリメータレンズ11から出射されるUVからNIRの波長領域である波長λi(i=1,2,3,…、n−1)のレーザ光を干渉計3に導入し、コリメータレンズ18から出射されるレーザ光の光軸上から外れた位置に配置されると、第2の照明筒15内のコリメータレンズ18から出射されるDUVの波長領域である波長λnのレーザ光を干渉計3に導入する。   Therefore, when the illumination optical path switching mirror 19 is disposed on the optical axis of the laser light emitted from the collimator lens 18, the wavelength region from UV to NIR emitted from the collimator lens 11 in the first illumination cylinder 10 is obtained. Λ i (i = 1, 2, 3,..., N−1) is introduced into the interferometer 3 and arranged at a position off the optical axis of the laser light emitted from the collimator lens 18. Then, laser light having a wavelength λn that is a wavelength region of DUV emitted from the collimator lens 18 in the second illumination cylinder 15 is introduced into the interferometer 3.

図1において架台20は、コ字形状に形成され、ベース21と支持部22とアーム23とを一体的に形成する。アーム23の上面には、ビームスプリッタ24が設けられている。又、アーム23の下面には、例えば顕微鏡の対物レンズ等の被検光学系25が設けられている。この被検光学系25は、ビームスプリッタ24により下方に反射する測定光Hの光軸に一致して設けられている。   In FIG. 1, the gantry 20 is formed in a U-shape, and integrally forms a base 21, a support portion 22, and an arm 23. A beam splitter 24 is provided on the upper surface of the arm 23. Further, a test optical system 25 such as an objective lens of a microscope is provided on the lower surface of the arm 23. The test optical system 25 is provided so as to coincide with the optical axis of the measurement light H reflected downward by the beam splitter 24.

架台20のベース21上には、XYZステージ26が設けられている。このXYZステージ26上には、凹面形状の球面ミラー27が設けられている。この球面ミラー27は、当該球面ミラー27の曲率中心Cと被検光学系25の焦点位置Sとが一致している。これら球面ミラー27の曲率中心Cと被検光学系25の焦点位置Sとは、XYZステージ26の駆動により球面ミラー27をXYZ方向に移動することによりアライメント調整される。
この球面ミラー27は、その鏡面をSiにより形成されるのが好適である。通常、フィゾー型干渉計等では、ガラス製の球面ミラーを用いるのが一般的である。ガラスの反射率が約4%程度であるのに対し、Siの反射率は高く、例えば可視領域では40%程度である。又、後述するようにビームスプリッタ24は、平行平面板を用いてその第2面24bに減反射コート(ARコート)を施すが、このARコートを広帯域にした場合、その反射率は約0.5%となるのが現実的である。ここで、球面ミラー27を反射率の高いSiにより形成することにより、球面ミラー27から反射した光に対するビームスプリッタ24の第2面24bから反射される不要な光の光量を相対的に減少することができる。
An XYZ stage 26 is provided on the base 21 of the gantry 20. A concave spherical mirror 27 is provided on the XYZ stage 26. In the spherical mirror 27, the center of curvature C of the spherical mirror 27 and the focal position S of the optical system 25 to be tested coincide. The center of curvature C of the spherical mirror 27 and the focal position S of the test optical system 25 are adjusted by moving the spherical mirror 27 in the XYZ directions by driving the XYZ stage 26.
The spherical mirror 27 is preferably formed with a mirror surface made of Si. In general, a Fizeau interferometer or the like generally uses a spherical mirror made of glass. While the reflectance of glass is about 4%, the reflectance of Si is high, for example, about 40% in the visible region. Further, as will be described later, the beam splitter 24 uses a plane-parallel plate to apply the anti-reflection coating (AR coating) to the second surface 24b. When the AR coating has a wide band, the reflectance is about 0. It is realistic to be 5%. Here, the amount of unnecessary light reflected from the second surface 24b of the beam splitter 24 with respect to the light reflected from the spherical mirror 27 is relatively reduced by forming the spherical mirror 27 with Si having high reflectance. Can do.

ビームスプリッタ24の透過光路上には、平面状の参照ミラー28が設けられている。この参照ミラー28は、球面ミラー27をSiにより形成した場合、全ての波長λiに対して最良のコントラストを得るためにSiによって形成することが望ましい。しかし、反射率が高くかつ広い波長領域に渡ってフラットな反射率を持つものであれば、例えばアルミニウムの蒸着により作製した蒸着ミラー等であってもよい。
この参照ミラー28は、圧電素子(PZT)29を用いたステージに設けられている。この参照ミラー28は、圧電素子29の駆動によりビームスプリッタ24を透過する参照光Rの進行方向と同一方向にステップ移動する。このように参照ミラー28をステップ移動させるのは、位相の異なる干渉縞画像データを複数枚取り込み、これら干渉縞画像データの波面収差の解析を行うという位相シフト法を実現するためである。
A planar reference mirror 28 is provided on the transmission optical path of the beam splitter 24. When the spherical mirror 27 is formed of Si, the reference mirror 28 is preferably formed of Si in order to obtain the best contrast for all wavelengths λi. However, as long as it has a high reflectance and a flat reflectance over a wide wavelength region, for example, a vapor deposition mirror produced by vapor deposition of aluminum may be used.
The reference mirror 28 is provided on a stage using a piezoelectric element (PZT) 29. The reference mirror 28 is moved stepwise in the same direction as the traveling direction of the reference light R transmitted through the beam splitter 24 by driving the piezoelectric element 29. The reason why the reference mirror 28 is moved stepwise in this way is to realize a phase shift method in which a plurality of pieces of interference fringe image data having different phases are captured and the wavefront aberration of the interference fringe image data is analyzed.

ビームスプリッタ24の上方への反射光路上には、リレー光学系を構成する各レンズL、Lと、CCD撮像装置30が設けられている。なお、これら各レンズL、L及びCCD撮像装置30により干渉縞の撮像系31を構成する。このCCD撮像装置30は、各レンズL、Lにより入射する干渉縞を撮像し、その画像信号を出力する。このCCD撮像装置30は、例えばDUVの波長領域に対して感度の高いもの、UVの波長領域に対して感度の高いもの、NIRの波長領域に対して感度の高いものなどが用いられる。使用する波長λiに合った感度を有するCCD撮像装置30を用いれば、SN比のよい干渉縞画像を波面収差解析装置2で得ることが可能になる。 On the reflected light path above the beam splitter 24, the lenses L 1 and L 2 constituting the relay optical system and the CCD imaging device 30 are provided. The lenses L 1 and L 2 and the CCD imaging device 30 constitute an interference fringe imaging system 31. The CCD image pickup device 30 picks up an incident interference fringe through the lenses L 1 and L 2 and outputs an image signal thereof. As the CCD image pickup device 30, for example, a device having high sensitivity for the DUV wavelength region, a device having high sensitivity for the UV wavelength region, a device having high sensitivity for the NIR wavelength region, or the like is used. If the CCD imaging device 30 having a sensitivity suitable for the wavelength λi to be used is used, an interference fringe image with a good S / N ratio can be obtained by the wavefront aberration analyzer 2.

ここで、CCD撮像装置30は、被検光学系25の瞳位置と共役関係の位置に設けられている。リレー光学系を構成する各レンズL、Lは、CCD撮像装置30を被検光学系25の瞳位置と共役関係の位置に設けることを実現する一例である。レンズLの焦点位置は、被検光学系25の瞳位置にある。レンズLの焦点位置は、CCD撮像装置30の撮像面30a上にある。
ビームスプリッタ24は、照明系1から出力されたレーザ光を測定光Hと参照光Rとに分岐し、被検光学系25を透過して球面ミラー27に入射し、この球面ミラー27で反射して再び被検光学系25を透過して戻ってきた測定光Hと、参照ミラー28で反射して戻ってきた参照光Rとを上方に反射する。
Here, the CCD image pickup device 30 is provided at a position conjugate with the pupil position of the optical system 25 to be tested. Each of the lenses L 1 and L 2 constituting the relay optical system is an example for realizing that the CCD imaging device 30 is provided at a position conjugate with the pupil position of the optical system 25 to be tested. The focal position of the lens L 1 is in the pupil position of the optical system to be measured 25. The focal position of the lens L 2 is on the imaging surface 30 a of the CCD imaging device 30.
The beam splitter 24 branches the laser light output from the illumination system 1 into the measurement light H and the reference light R, passes through the optical system 25 to be measured, enters the spherical mirror 27, and reflects off the spherical mirror 27. Then, the measurement light H that has been transmitted through the test optical system 25 and returned and the reference light R that has been reflected by the reference mirror 28 and reflected back are reflected upward.

通常、干渉計では、図3(a)に示すように第2面32bからの不要な反射光がCCD撮像装置30に入射するのを防止するために、楔板32を用いることが多い。しかしながら、楔板32は、波長λiにより屈折率が異なるため、球面ミラー27で反射して被検光学系25を透過してCCD撮像装置30に入射する光の光軸Zの傾きが波長λiによって変化する。このため、撮像系31の傾きを波長λi毎に変える必要がある。これは機構的に非常に複雑で、その操作も煩雑になるため、図3(b)に示すように平行平面板のビームスプリッタ24が用いられる。   Usually, in the interferometer, a wedge plate 32 is often used in order to prevent unnecessary reflected light from the second surface 32b from entering the CCD image pickup device 30 as shown in FIG. However, since the refractive index of the wedge plate 32 differs depending on the wavelength λi, the inclination of the optical axis Z of the light reflected by the spherical mirror 27, transmitted through the optical system 25 to be measured and incident on the CCD image pickup device 30 depends on the wavelength λi. Change. For this reason, it is necessary to change the inclination of the imaging system 31 for each wavelength λi. Since this is very complicated mechanically and the operation becomes complicated, a beam splitter 24 of a parallel plane plate is used as shown in FIG.

平行平面板のビームスプリッタ24では、レーザ光が入射する第1面24aに広帯域の光分割コートを施し、第1面24aと反対の第2面24bに不要な光の反射を防止する広帯域の減反射コート(ARコート)を施すことが好ましい。なお、第1面24aの光分割コートは、光の分割比を50%:50%に設定する。ビームスプリッタ24を複数の波長λiに対して用いるときは、例えば、複数のビームスプリッタ24を用意し、これらビームスプリッタ24にそれぞれDUVからNIRの波長領域として例えば各波長帯域200〜350nm、350〜500nm、500〜700nm、700〜1500nmなどの各広帯域コートを施したものを作製する。そして、使用する波長λiに合った波長帯域の広帯域コートを施したビームスプリッタ24を交換、或いは図示しない切替機構により選択して切り替える方式を採用してもよい。   In the plane-plane beam splitter 24, a broadband light split coat is applied to the first surface 24a on which the laser light is incident, and a broadband reduction is performed to prevent unnecessary light reflection on the second surface 24b opposite to the first surface 24a. It is preferable to apply a reflective coat (AR coat). Note that the light splitting coat on the first surface 24a sets the light splitting ratio to 50%: 50%. When the beam splitter 24 is used for a plurality of wavelengths λi, for example, a plurality of beam splitters 24 are prepared, and the wavelength ranges of DUV to NIR are set in these beam splitters 24, for example, each wavelength band 200 to 350 nm, 350 to 500 nm. , 500-700 nm, 700-1500 nm, etc. are applied. Then, a method may be adopted in which the beam splitter 24 with the broadband coating in the wavelength band suitable for the wavelength λi to be used is replaced or selected and switched by a switching mechanism (not shown).

CCD撮像装置30も同様に、例えばDUVからNIRの波長領域として例えば各波長帯域200〜350nm、350〜500nm、500〜700nm、700〜1500nmの各波長領域別に感度の高いものを複数用意し、波長λiに応じて交換するようにしてもよい。以上の各波長帯域は、これに限らず、装置の仕様や条件に応じて適宜設定すればよい。   Similarly, the CCD imaging device 30 also prepares a plurality of highly sensitive devices for each wavelength region of, for example, each wavelength band of 200 to 350 nm, 350 to 500 nm, 500 to 700 nm, and 700 to 1500 nm as wavelength regions from DUV to NIR, for example. You may make it replace | exchange according to (lambda) i. Each wavelength band described above is not limited to this, and may be set as appropriate according to the specifications and conditions of the apparatus.

波面収差解析装置2は、例えばパーソナルコンピュータによりなり、波面収差解析のプログラムが保存されている。この波面収差解析装置2は、波面収差解析のプログラムを実行することにより、CCD撮像装置30から出力された画像信号を取り込んで干渉縞の画像データとして取り込み、この干渉縞の画像データと照明系1から出力されたDUVからNIRの波長領域のレーザ光の波長λiとに基づいて被検光学系25の波面収差を解析し、この解析結果を保存する。   The wavefront aberration analyzer 2 is formed by a personal computer, for example, and stores a wavefront aberration analysis program. The wavefront aberration analyzer 2 executes the wavefront aberration analysis program to acquire the image signal output from the CCD imaging device 30 and acquire it as interference fringe image data. The interference fringe image data and the illumination system 1 The wavefront aberration of the test optical system 25 is analyzed on the basis of the wavelength λi of the laser light in the wavelength region from DUV to NIR output from the DUV, and the analysis result is stored.

又、波面収差解析装置2は、照明系1から出力可能なDUVからNIRの波長領域のレーザ光の複数の波長λiに対応する参照ミラー28の複数のステップ移動量を記憶又は演算し、オペレータによって使用する波長λiが手動により指示入力される。波面収差解析装置2は、当該波長λiのレーザ光の出力指令を照明系1に発すると共に、当該波長λiに対応する参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令を圧電素子29に発する。なお、照明系1から出力されるレーザ光の波長λiがオペレータの手動により切り換えられた場合、波面収差解析装置2は、照明系1で切り換えられたレーザ光の波長λiを読み取り、当該波長λiに対応する参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令を圧電素子29に発する。   The wavefront aberration analyzer 2 stores or calculates a plurality of step movement amounts of the reference mirror 28 corresponding to a plurality of wavelengths λi of the laser light in the DUV to NIR wavelength region that can be output from the illumination system 1, and is calculated by an operator. The wavelength λi to be used is manually input. The wavefront aberration analyzer 2 issues an output command for the laser light of the wavelength λi to the illumination system 1 and issues a drive command for the step movement amount of the reference mirror 28 corresponding to the wavelength λi to the piezoelectric element 29. When the wavelength λi of the laser beam output from the illumination system 1 is switched manually by the operator, the wavefront aberration analyzer 2 reads the wavelength λi of the laser beam switched by the illumination system 1 and changes the wavelength λi to the wavelength λi. A drive command for the step movement amount of the corresponding reference mirror 28 is issued to the piezoelectric element 29.

又、波面収差解析装置2は、DUVからNIRの波長領域におけるそれぞれ異なる複数の波長λiの各レーザ光を被検光学系25に透過させて生成される複数の干渉縞に基づいて波長λi毎の被検光学系25の各波面収差を求め、これら波面収差の差分に基づいて縦の色収差、横の色収差を求める。   In addition, the wavefront aberration analyzer 2 transmits each laser beam having a plurality of different wavelengths λi in the wavelength region from DUV to NIR through the optical system 25 to be measured for each wavelength λi. Each wavefront aberration of the test optical system 25 is obtained, and longitudinal chromatic aberration and lateral chromatic aberration are obtained based on the difference between these wavefront aberrations.

次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。
各波長λ、λ、…、λn−1のうちUVからNIRの波長領域内の波長、例えば波長λに最適設計された被検光学系25の波面収差の解析を行う場合、当該被検光学系25が架台20のアーム23の下面に設けられる。このとき、XYZステージ26の駆動により球面ミラー27をXYZ方向に移動し、球面ミラー27の曲率中心Cと被検光学系25の焦点位置Sとが一致するようにアライメント調整される。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
Each wavelength lambda 1, lambda 2, ..., when performing analysis of the wavefront aberration of the optical system 25 wavelengths, which are optimally designed for example to the wavelength lambda 1 in the wavelength range of the NIR from UV among lambda] n-1, the target An optical analysis system 25 is provided on the lower surface of the arm 23 of the gantry 20. At this time, the spherical mirror 27 is moved in the XYZ directions by driving the XYZ stage 26, and the alignment is adjusted so that the center of curvature C of the spherical mirror 27 and the focal position S of the optical system 25 to be tested coincide.

照明系1においては、図2に示すように波長切替えユニット7の切り替え動作によってレーザ出射コネクタCが第1の照明筒10の対向位置に位置決めされる。このレーザ出射コネクタCへの切り替えは、波面収差解析装置2から発せられる切り替え指令によってモータ9を駆動し、波長切替えユニット7の切替え盤8を回転させて行ってもよいし、又はオペレータの手動によって波長切替えユニット7の切替え盤8を回転させて行ってもよい。なお、波面収差解析装置2は、オペレータにより波長λに最適設計された被検光学系25への切替操作が行われたことを検出して切り替え指令を発する。 In the illumination system 1, the laser emission connector C 1 is positioned at a position facing the first illumination tube 10 by the switching operation of the wavelength switching unit 7 as shown in FIG. Switching to the laser emission connector C 1 drives the motor 9 by switching command outputted from the wavefront aberration analyzer 2 may be performed by rotating the switching plate 8 of wavelength switching unit 7, or the operator of the manual May be performed by rotating the switching board 8 of the wavelength switching unit 7. The wavefront aberration analyzer 2 detects that the switching operation to the test optical system 25 optimally designed for the wavelength λ 1 has been performed by the operator and issues a switching command.

照明系1においては、図2に示すように波面収差解析装置2は、照明光路切替ミラー19の切り替え指令を照明切替部6に発する。これにより、照明切替部6は、図示しない切替機構によって照明光路切替ミラー19を矢印f方向に移動させ、コリメータレンズ18から出射されるレーザ光の光軸上に配置する(図2において実線により示す照明光路切替ミラー19の位置)。
これと共に、波面収差解析装置2は、オペレータにより波長λのレーザ光の出力指示の操作が行われると、当該波長λに対応する参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令を圧電素子29に発する。なお、波面収差解析装置2は、照明系1から出力されるレーザ光の波長λがオペレータの手動により切り換えられたとき、照明系1で切り換えられたレーザ光の波長λiを自動的に読み取り、当該波長λに対応する参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令を圧電素子29に発してもよい。
In the illumination system 1, as shown in FIG. 2, the wavefront aberration analyzer 2 issues a switching command for the illumination optical path switching mirror 19 to the illumination switching unit 6. Thereby, the illumination switching unit 6 moves the illumination optical path switching mirror 19 in the direction of the arrow f by a switching mechanism (not shown) and arranges it on the optical axis of the laser light emitted from the collimator lens 18 (shown by a solid line in FIG. 2). The position of the illumination optical path switching mirror 19).
At the same time, the wave front aberration analyzer 2, the operation of the output instruction of the laser beam having a wavelength lambda 1 by the operator is performed, the piezoelectric element 29 a drive command of the step movement amount of the reference mirror 28 corresponding to the wavelength lambda 1 To emit. Incidentally, the wavefront aberration analyzer 2, when the wavelength lambda 1 of the laser light output from the illumination system 1 is switched by the manual operator, automatically reads the wavelength λi of the laser beam is switched by the illumination system 1, A drive command for the step movement amount of the reference mirror 28 corresponding to the wavelength λ 1 may be issued to the piezoelectric element 29.

これにより、第1のレーザ光源Lは、波長λのレーザ光を出力する。この波長λのレーザ光は、シングルモードファイバL内を通してレーザ出射コネクタCに至り、このレーザ出射コネクタCから第1の照明筒10内に出射され、コリメータレンズ11により平行光に変換される。この平行光に変換された波長λのレーザ光は、照明光路切替ミラー19により反射し、干渉計3のビームスプリッタ24に入射する。 As a result, the first laser light source L 1 outputs a laser beam having a wavelength λ 1 . The laser light of wavelength λ 1 reaches the laser emission connector C 1 through the single mode fiber L 1 , is emitted from the laser emission connector C 1 into the first illumination tube 10, and is converted into parallel light by the collimator lens 11. Is done. The laser light having the wavelength λ 1 converted into the parallel light is reflected by the illumination optical path switching mirror 19 and enters the beam splitter 24 of the interferometer 3.

このビームスプリッタ24は、入射したレーザ光を測定光Hと参照光Rとに分岐する。このうち測定光Hは、被検光学系25を透過して球面ミラー27に入射し、この球面ミラー27で上方に反射し、再び被検光学系25を透過してビームスプリッタ24に入射する。参照光Rは、参照ミラー28で反射して再びビームスプリッタ24に入射する。
そして、測定光Hは、ビームスプリッタ24を透過し、撮像系31の各レンズL、Lを通してCCD撮像装置30に入射し、これと共に参照光Rは、ビームスプリッタ24で上方に反射し、測定光Hと同様に撮像系31の各レンズL、Lを通してCCD撮像装置30に入射する。これにより、測定光Hと参照光Rとによる干渉縞が生じ、この干渉縞がCCD撮像装置30の撮像面30a上に結像される。
The beam splitter 24 branches the incident laser light into measurement light H and reference light R. Among these, the measurement light H passes through the test optical system 25 and enters the spherical mirror 27, is reflected upward by the spherical mirror 27, passes through the test optical system 25 again, and enters the beam splitter 24. The reference light R is reflected by the reference mirror 28 and enters the beam splitter 24 again.
Then, the measurement light H passes through the beam splitter 24, enters the CCD image pickup device 30 through the lenses L 1 and L 2 of the image pickup system 31, and the reference light R is reflected upward by the beam splitter 24 together with this, Similar to the measurement light H, the light enters the CCD image pickup device 30 through the lenses L 1 and L 2 of the image pickup system 31. Thereby, an interference fringe is generated by the measurement light H and the reference light R, and this interference fringe is imaged on the imaging surface 30 a of the CCD imaging device 30.

この状態で、波面収差解析装置2からの参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令が圧電素子29に与えられると、この参照ミラー28は、圧電素子29の駆動により参照光Rの進行方向と同一方向にステップ移動する。例えば90°位相の異なる4枚の干渉縞画像データを取得する場合、参照ミラー28は、波長λの8分の1のステップ量で5ステップ移動する。このステップ移動量は、波長λの2分の1のステップ量に相当する。このように参照ミラー28がステップ移動する毎に、CCD撮像装置30は、各レンズL、Lにより入射する各干渉縞を撮像し、その各画像信号を出力する。 In this state, when a drive command for the step movement amount of the reference mirror 28 is given from the wavefront aberration analyzer 2 to the piezoelectric element 29, the reference mirror 28 is driven in the same direction as the reference light R by driving the piezoelectric element 29. Step in the direction. For example, when acquiring four pieces of interference fringe image data having a phase difference of 90 °, the reference mirror 28 moves 5 steps by a step amount of 1/8 of the wavelength λ 1 . This step movement amount corresponds to a step amount that is a half of the wavelength λ 1 . Thus, every time the reference mirror 28 moves stepwise, the CCD imaging device 30 images each interference fringe incident by each lens L 1 , L 2 and outputs each image signal.

波面収差解析装置2は、CCD撮像装置30から出力された各画像信号を取り込み、例えば90°位相の異なる4枚の干渉縞画像データを保存する。このとき、CCD撮像装置30は、リレー光学系を構成する各レンズL、Lを介して被検光学系25の瞳位置と共役関係の位置に設けられているので、被検光学系25の瞳の輪郭がCCD撮像装置30の撮像面30a上に明確に投影され、被検光学系25の瞳の輪郭境界まで正確に波面収差の評価が可能になる。
又、波面収差解析装置2は、UVからNIRの波長領域におけるそれぞれ異なる複数の波長λiの各レーザ光を被検光学系25に透過させて生成される複数の干渉縞に基づいて波長λi毎の被検光学系25の各波面収差を求め、これら波面収差の差分に基づいて縦の色収差、横の色収差を求める。
The wavefront aberration analyzer 2 captures each image signal output from the CCD imaging device 30 and stores, for example, four pieces of interference fringe image data having a 90 ° phase difference. At this time, the CCD imaging device 30 is provided at a position conjugate with the pupil position of the test optical system 25 via the lenses L 1 and L 2 constituting the relay optical system. The contour of the pupil is clearly projected on the imaging surface 30a of the CCD imaging device 30, and the wavefront aberration can be accurately evaluated up to the contour boundary of the pupil of the optical system 25 to be examined.
In addition, the wavefront aberration analyzer 2 transmits each laser beam having a plurality of different wavelengths λi in the UV to NIR wavelength region through the optical system 25 to be measured for each wavelength λi based on a plurality of interference fringes. Each wavefront aberration of the test optical system 25 is obtained, and longitudinal chromatic aberration and lateral chromatic aberration are obtained based on the difference between these wavefront aberrations.

一方、DUVの波長領域内の波長λnに最適設計された被検光学系25の波面収差の解析を行う場合、当該被検光学系25が架台20のアーム23の下面に設けられる。このとき、XYZステージ26の駆動により球面ミラー27をXYZ方向に移動し、球面ミラー27の曲率中心Cと被検光学系25の焦点位置Sとが一致するようにアライメント調整される。   On the other hand, when analyzing the wavefront aberration of the test optical system 25 optimally designed for the wavelength λn within the DUV wavelength region, the test optical system 25 is provided on the lower surface of the arm 23 of the gantry 20. At this time, the spherical mirror 27 is moved in the XYZ directions by driving the XYZ stage 26, and the alignment is adjusted so that the center of curvature C of the spherical mirror 27 and the focal position S of the optical system 25 to be tested coincide.

又、波面収差解析装置2は、照明光路切替ミラー19の切り替え指令を照明切替部6に発する。これにより、照明切替部6は、図示しない切替機構によって照明光路切替ミラー19を矢印f方向に移動させ、コリメータレンズ18から出射されるレーザ光の光軸上から外れた位置に配置する(図2において破線により示す照明光路切替ミラー19の位置)。   The wavefront aberration analyzer 2 issues a switching command for the illumination optical path switching mirror 19 to the illumination switching unit 6. As a result, the illumination switching unit 6 moves the illumination optical path switching mirror 19 in the direction of the arrow f by a switching mechanism (not shown) and arranges it at a position off the optical axis of the laser light emitted from the collimator lens 18 (FIG. 2). The position of the illumination optical path switching mirror 19 indicated by a broken line in FIG.

これと共に、波面収差解析装置2は、オペレータにより波長λnのレーザ光の出力指示の操作が行われると、当該波長λnに対応する参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令を圧電素子29に発する。なお、上記同様に、波面収差解析装置2は、照明系1から出力されるレーザ光の波長λnがオペレータの手動により切り換えられたとき、照明系1で切り換えられたレーザ光の波長λnを自動的に読み取り、当該波長λnに対応する参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令を圧電素子29に発する。   At the same time, the wavefront aberration analyzer 2 issues a drive command for the step movement amount of the reference mirror 28 corresponding to the wavelength λn to the piezoelectric element 29 when the operator performs an operation to output a laser beam having the wavelength λn. Similarly to the above, when the wavelength λn of the laser beam output from the illumination system 1 is switched manually by the operator, the wavefront aberration analyzer 2 automatically changes the wavelength λn of the laser beam switched by the illumination system 1. And a drive command for the step movement amount of the reference mirror 28 corresponding to the wavelength λn is issued to the piezoelectric element 29.

これにより、第2のレーザ光源Lnは、DUVの波長領域内の波長λnのレーザ光を出力する。この波長λnのレーザ光は、ビームステアラー12内の空間中を伝播し、第1のミラー13で反射し、さらに第2のミラー14で反射して第2の照明筒15内に入射する。この第2の照明筒15内に入射した波長λnのレーザ光は、集光レンズ16により集光されてピンホール17に入射する。   As a result, the second laser light source Ln outputs laser light having a wavelength λn within the wavelength region of DUV. The laser light having the wavelength λn propagates in the space in the beam steerer 12, is reflected by the first mirror 13, is further reflected by the second mirror 14, and enters the second illumination cylinder 15. The laser light having the wavelength λn that has entered the second illumination cylinder 15 is condensed by the condenser lens 16 and enters the pinhole 17.

ここで、第1のミラー13は矢印b方向に移動し、第2のミラー14は矢印b方向に移動されることにより、第2の照明筒15に入射するレーザ光の角度及び位置が調整され、この調整によって波長λnのレーザ光の集光位置がピンホール17の位置に調整される。このピンホール17を通過した波長λnのレーザ光は、コリメータレンズ18によりコリメートされて平行光に変換され、干渉計3のビームスプリッタ24に入射する。
このビームスプリッタ24は、上記同様に、入射したレーザ光を測定光Hと参照光Rとに分岐する。このうち測定光Hは、被検光学系25を透過して球面ミラー27に入射し、この球面ミラー27で上方に反射し、再び被検光学系25を透過してビームスプリッタ24に入射する。参照光Rは、参照ミラー28で反射して再びビームスプリッタ24に入射する。そして、測定光Hは、ビームスプリッタ24を透過し、撮像系31の各レンズL、Lを通してCCD撮像装置30に入射し、これと共に参照光Rは、ビームスプリッタ24で上方に反射し、測定光Hと同様に撮像系31の各レンズL、Lを通してCCD撮像装置30に入射するので、測定光Hと参照光Rとによる干渉縞が生じ、この干渉縞がCCD撮像装置30の撮像面30a上に結像される。
The first mirror 13 is moved in the arrow b 1 direction, the second mirror 14 by being moved in the arrow b 2 direction, the angle and position of the laser beam incident on the second illumination tube 15 By this adjustment, the condensing position of the laser beam having the wavelength λn is adjusted to the position of the pinhole 17. The laser light having the wavelength λn that has passed through the pinhole 17 is collimated by the collimator lens 18 to be converted into parallel light, and enters the beam splitter 24 of the interferometer 3.
As described above, the beam splitter 24 branches the incident laser light into the measurement light H and the reference light R. Among these, the measurement light H passes through the test optical system 25 and enters the spherical mirror 27, is reflected upward by the spherical mirror 27, passes through the test optical system 25 again, and enters the beam splitter 24. The reference light R is reflected by the reference mirror 28 and enters the beam splitter 24 again. Then, the measurement light H passes through the beam splitter 24, enters the CCD image pickup device 30 through the lenses L 1 and L 2 of the image pickup system 31, and the reference light R is reflected upward by the beam splitter 24 together with this, Like the measurement light H, the light enters the CCD image pickup device 30 through the lenses L 1 and L 2 of the image pickup system 31, so that an interference fringe is generated by the measurement light H and the reference light R. An image is formed on the imaging surface 30a.

この状態で、波面収差解析装置2は、上記同様に、参照ミラー28のステップ移動量の駆動指令を圧電素子29に与えるので、参照ミラー28は、圧電素子29の駆動により参照光Rの進行方向と同一方向にステップ移動する。この参照ミラー28がステップ移動する毎に、CCD撮像装置30は、各レンズL、Lにより入射する各干渉縞を撮像し、その各画像信号を出力する。波面収差解析装置2は、CCD撮像装置30から出力された各画像信号を取り込み、例えば各位相毎の各干渉縞画像データを保存する。従って、波面収差解析装置2は、DUVの波長領域内の波長λnに最適設計された被検光学系25の瞳の輪郭がCCD撮像装置30の撮像面30a上に明確に投影され、被検光学系25の瞳の輪郭境界まで正確に波面収差の評価が可能になる。 In this state, since the wavefront aberration analyzer 2 gives a drive command for the step movement amount of the reference mirror 28 to the piezoelectric element 29 as described above, the reference mirror 28 is driven by the piezoelectric element 29 in the traveling direction of the reference light R. And move in the same direction. Each time the reference mirror 28 moves stepwise, the CCD imaging device 30 images each interference fringe incident by the lenses L 1 and L 2 and outputs each image signal. The wavefront aberration analyzer 2 captures each image signal output from the CCD imaging device 30 and stores, for example, each interference fringe image data for each phase. Accordingly, the wavefront aberration analyzer 2 clearly projects the contour of the pupil of the optical system 25 to be tested, which is optimally designed for the wavelength λn within the wavelength region of the DUV, onto the imaging surface 30a of the CCD imaging device 30 and The wavefront aberration can be accurately evaluated up to the contour boundary of the pupil of the system 25.

又、波面収差解析装置2は、DUVの波長領域におけるそれぞれ異なる複数の波長λiの各レーザ光を被検光学系25に透過させて生成される複数の干渉縞に基づいて波長λi毎の被検光学系25の各波面収差を求め、これら波面収差の差分に基づいて縦の色収差、横の色収差を求める。   Further, the wavefront aberration analyzer 2 detects the test for each wavelength λi based on a plurality of interference fringes generated by transmitting each laser beam having a plurality of different wavelengths λi in the DUV wavelength region to the test optical system 25. Each wavefront aberration of the optical system 25 is obtained, and longitudinal chromatic aberration and lateral chromatic aberration are obtained based on a difference between these wavefront aberrations.

このように上記第1の実施の形態によれば、UVからNIRの各波長λ、λ、…、λn−1の各レーザ光を各シングルモードファイバF、F、…、Fn−1により伝送させて干渉計3に入射させる光ファイバ照明系4と、DUVの波長λnのレーザ光を空間中に伝送させて干渉計3に入射させる直接入射照明系5とを設け、これら光ファイバ照明系4からのレーザ光と直接入射照明系5からのレーザ光とを照明切替部6により切り替えて干渉計3に導入するので、1台の干渉計3を用いてDUVを含む各波長の被検光学系25の波面収差の解析びその評価ができる。 As described above, according to the first embodiment, each single-mode fiber F 1 , F 2 ,..., Fn− is converted from the laser light of each wavelength λ 1 , λ 2 ,. An optical fiber illumination system 4 that is transmitted by 1 and incident on the interferometer 3, and a direct incident illumination system 5 that transmits laser light having a wavelength λn of DUV into the space and is incident on the interferometer 3 are provided. Since the laser light from the illumination system 4 and the laser light from the direct incident illumination system 5 are switched by the illumination switching unit 6 and introduced into the interferometer 3, each interferometer 3 can be used for each wavelength including DUV. Analysis and evaluation of the wavefront aberration of the detection optical system 25 can be performed.

光ファイバ照明系4と直接入射照明系5とに分けた理由は、次の通りである。各シングルモードファイバF、F、…、Fn−1は、比較的容易に入手可能であり、これらシングルモードファイバF、F、…、Fn−1から出射された各レーザは、理想的な点光源として振舞うものとして扱える。これにより、各シングルモードファイバF、F、…、Fn−1の各レーザ出射コネクタC,C,…,Cn−1を波長切替えユニット7によって切り替えることにより、迅速にUVからNIRの波長領域内の各波長λ、λ、…、λn−1の各レーザ光に切り替えることができ、当該UVからNIRの波長領域の各被検光学系25の波面収差の解析及びその評価を効率的に行うことができる。 The reason why the optical fiber illumination system 4 and the direct incident illumination system 5 are divided is as follows. Each single mode fiber F 1 , F 2 ,..., Fn-1 is relatively easily available, and each laser emitted from each single mode fiber F 1 , F 2 ,. It can be treated as a point light source. Thereby, by switching each laser emitting connector C 1 , C 2 ,..., Cn-1 of each single mode fiber F 1 , F 2 ,. It is possible to switch to each laser beam of each wavelength λ 1 , λ 2 ,..., Λn−1 in the wavelength region, and to analyze and evaluate the wavefront aberration of each optical system 25 in the UV to NIR wavelength region. Can be done efficiently.

一方、DUVの波長領域になると、当該波長領域では、シングルモードファイバを使用することができない。正確に言えば、DUVの波長領域のシングルモードファイバを作製しても、このシングルモードファイバにDUVの波長のレーザ光を伝送させると、当該シングルモードファイバの透過率が直ぐに低下してしまうため、実質的に使用不可能である。従って、DUVの波長領域のレーザ光を干渉計3に導くのに、DUVの波長λnのレーザ光を空間中に伝送させる直接入射照明系5を用いている。   On the other hand, in the wavelength region of DUV, a single mode fiber cannot be used in the wavelength region. To be precise, even if a single-mode fiber in the DUV wavelength region is produced, if the laser light having the DUV wavelength is transmitted to the single-mode fiber, the transmittance of the single-mode fiber is immediately reduced. It is virtually unusable. Therefore, in order to guide the laser light in the DUV wavelength region to the interferometer 3, the direct incident illumination system 5 that transmits the laser light having the wavelength λn of the DUV into the space is used.

しかるに、DUVからNIRの波長領域内の各波長λiに最適設計された被検光学系25の波面収差の解析びその評価が1台の干渉計3により行うことができ、各波長毎にそれぞれ高価な各干渉計を準備する必要は無く、経済的であり、かつ短い時間で透過波面収差の解析・評価ができ、効率的に透過波面収差の評価ができる。   However, analysis and evaluation of the wavefront aberration of the optical system 25 to be tested optimally designed for each wavelength λi within the wavelength range from DUV to NIR can be performed by one interferometer 3, and each wavelength is expensive. There is no need to prepare each interferometer, which is economical and can analyze and evaluate the transmitted wavefront aberration in a short time, and can efficiently evaluate the transmitted wavefront aberration.

次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図4は多波長透過波面収差解析装置における照明系1の別の例の構成図を示す。この装置では、上記第1の実施の形態における各コリメータレンズ11、18を1つのコリメータレンズ40に置き換えている。コリメータレンズ40は、UVからNIRの波長領域のレーザ光を干渉計3に導く場合に配置された照明光路切替ミラー19と干渉計3のビームスプリッタ24との間の光軸上に設けられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 4 shows a configuration diagram of another example of the illumination system 1 in the multiwavelength transmitted wavefront aberration analyzer. In this apparatus, each collimator lens 11, 18 in the first embodiment is replaced with one collimator lens 40. The collimator lens 40 is provided on the optical axis between the illumination optical path switching mirror 19 and the beam splitter 24 of the interferometer 3 that are disposed when guiding laser light in the wavelength region from UV to NIR to the interferometer 3. .

このような構成であれば、UVからNIRの波長領域内の波長、例えば波長λに最適設計された被検光学系25の波面収差の解析を行う場合、波面収差解析装置2は、照明光路切替ミラー19の切り替え指令を照明切替部6に発し、照明光路切替ミラー19を図2において実線により示す照明光路切替ミラー19の位置に配置する。
第1のレーザ光源Lから出力された波長λのレーザ光は、シングルモードファイバL内を通してレーザ出射コネクタCに至り、このレーザ出射コネクタCから第1の照明筒10内に出射され、さらに照明光路切替ミラー19で反射し、コリメータレンズ40により平行光に変換される。この平行光に変換された波長λのレーザ光は、干渉計3のビームスプリッタ24に入射する。
With such a configuration, when the wavelength of the wavelength region of the NIR from UV, for example the analysis of the wavefront aberration of optimally designed target optical system 25 to the wavelength lambda 1 performs a wavefront aberration analyzer 2, the illumination optical path A switching command for the switching mirror 19 is issued to the illumination switching unit 6, and the illumination optical path switching mirror 19 is arranged at the position of the illumination optical path switching mirror 19 indicated by a solid line in FIG.
The laser light of wavelength λ 1 output from the first laser light source L 1 reaches the laser emission connector C 1 through the single mode fiber L 1 , and is emitted from the laser emission connector C 1 into the first illumination tube 10. Further, the light is reflected by the illumination light path switching mirror 19 and converted into parallel light by the collimator lens 40. The laser light having the wavelength λ 1 converted into the parallel light is incident on the beam splitter 24 of the interferometer 3.

一方、DUVの波長領域内の波長、例えば波長λnに最適設計された被検光学系25の波面収差の解析を行う場合、波面収差解析装置2は、照明光路切替ミラー19の切り替え指令を照明切替部6に発し、照明光路切替ミラー19を図2において破線により示す照明光路切替ミラー19の位置に配置する。
第2のレーザ光源Lnから出力された波長λnのレーザ光は、ビームステアラー12内の空間中を伝播し、第1のミラー13で反射し、さらに第2のミラー14で反射して第2の照明筒15内に入射し、この第2の照明筒15内の集光レンズ16により集光されてピンホール17に入射する。このピンホール17を通過した波長λnのレーザ光は、コリメータレンズ40によりコリメートされて平行光に変換され、干渉計3のビームスプリッタ24に入射する。
なお、波面収差解析装置2による被検光学系25の波面収差の解析及びその評価、さらに縦の色収差、横の色収差の測定は、上記第1の実施の形態と同様なのでその説明は省略する。
On the other hand, when analyzing the wavefront aberration of the test optical system 25 optimally designed for a wavelength within the wavelength region of the DUV, for example, the wavelength λn, the wavefront aberration analyzer 2 sends a switching command for the illumination optical path switching mirror 19 to switch illumination. The illumination optical path switching mirror 19 is arranged at the position of the illumination optical path switching mirror 19 indicated by a broken line in FIG.
The laser light having the wavelength λn output from the second laser light source Ln propagates through the space in the beam steerer 12, is reflected by the first mirror 13, and further reflected by the second mirror 14 to be second. , And is condensed by the condenser lens 16 in the second illumination cylinder 15 and enters the pinhole 17. The laser light having the wavelength λn that has passed through the pinhole 17 is collimated by the collimator lens 40 to be converted into parallel light, and enters the beam splitter 24 of the interferometer 3.
Note that the analysis and evaluation of the wavefront aberration of the optical system 25 to be measured by the wavefront aberration analyzer 2 and the measurement of the longitudinal chromatic aberration and the lateral chromatic aberration are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

このように光ファイバ照明系4と直接入射照明系5との各レーザ光を平行光に変換して干渉計3に導くコリメータレンズ40を共有化しても、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。   In this way, even if the collimator lens 40 that converts each laser beam of the optical fiber illumination system 4 and the direct incident illumination system 5 into parallel light and guides it to the interferometer 3 is shared, it is the same as in the first embodiment. There is an effect.

次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図5は多波長透過波面収差解析装置における照明系1の別の例の構成図を示す。各第1のレーザ光源L、L、…、Ln−1の各レーザ出射端には、それぞれ各シャッタS、S、…、Sn−1が設けられている。これらシャッタS、S、…、Sn−1は、例えば制御部の機能を有する波面収差解析装置2から発せられるシャッタ制御信号により開閉制御される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 5 shows a configuration diagram of another example of the illumination system 1 in the multiwavelength transmitted wavefront aberration analyzer. Each of the first laser light sources L 1 , L 2 ,..., Ln−1 is provided with a shutter S 1 , S 2 ,. These shutters S 1 , S 2 ,..., Sn−1 are controlled to be opened and closed by a shutter control signal issued from, for example, a wavefront aberration analyzer 2 having the function of a control unit.

第2のレーザ光源Lnは、例えば波面収差解析装置2から発せられるレーザオン・オフ制御信号によりレーザ光の出力とその停止との制御が行われる。
又、ハーフミラー41が照明光路切替ミラー19に代わって固定して設けられている。
The second laser light source Ln is controlled to output and stop the laser beam by a laser on / off control signal emitted from the wavefront aberration analyzer 2, for example.
A half mirror 41 is fixedly provided in place of the illumination light path switching mirror 19.

このような構成であれば、UVからNIRの波長領域内の波長、例えば波長λに最適設計された被検光学系25の波面収差の解析を行う場合、波面収差解析装置2は、第2のレーザ光源Lnに対してレーザオフ制御信号を発する。これにより、第2のレーザ光源Lnは、レーザ光の出力を停止する。 With such a configuration, when the wavelength of the wavelength region of the NIR from UV, for example the analysis of the wavefront aberration of optimally designed target optical system 25 to the wavelength lambda 1 performs a wavefront aberration analyzer 2, a second A laser off control signal is issued to the laser light source Ln. Thereby, the second laser light source Ln stops the output of the laser light.

これと共に、波面収差解析装置2は、シャッタSを開放し、他のシャッタS、…、Sn−1を閉じるシャッタ制御信号を各シャッタS、S、…、Sn−1に発する。これにより、シャッタSは開放し、他のシャッタS、…、Sn−1は閉じる。
しかるに、第1のレーザ光源Lから出力された波長λのレーザ光は、シャッタSを通過し、シングルモードファイバL内を通してレーザ出射コネクタCに至り、このレーザ出射コネクタCから第1の照明筒10内に出射され、さらにハーフミラー41で反射し、コリメータレンズ40により平行光に変換される。この平行光に変換された波長λのレーザ光は、干渉計3のビームスプリッタ24に入射する。
At the same time, the wave front aberration analyzer 2, opens the shutter S 1, the other shutter S 2, ..., a shutter control signals each shutter S 1 to close the Sn-1, S 2, ..., emit a Sn-1. Thus, the shutter S 1 is open, the other shutter S 2, ..., Sn-1 is closed.
However, the laser beam of wavelength lambda 1 outputted from the first laser light source L 1 passes through the shutter S 1, lead to laser emission connector C 1 through the single mode fiber L within 1, this laser emission connector C 1 The light is emitted into the first illumination tube 10, further reflected by the half mirror 41, and converted into parallel light by the collimator lens 40. The laser light having the wavelength λ 1 converted into the parallel light is incident on the beam splitter 24 of the interferometer 3.

一方、DUVの波長領域内の波長、例えば波長λnに最適設計された被検光学系25の波面収差の解析を行う場合、波面収差解析装置2は、第2のレーザ光源Lnに対してレーザオン制御信号を発する。これにより、第2のレーザ光源Lnは、レーザ光を出力する。   On the other hand, when analyzing the wavefront aberration of the test optical system 25 that is optimally designed to a wavelength within the wavelength region of the DUV, for example, the wavelength λn, the wavefront aberration analyzer 2 controls the laser on for the second laser light source Ln. Send a signal. Thereby, the second laser light source Ln outputs a laser beam.

これと共に、波面収差解析装置2は、全シャッタS、S、…、Sn−1を閉じるシャッタ制御信号を各シャッタS、S、…、Sn−1に発する。これにより、全シャッタS、S、…、Sn−1は閉じる。
しかるに、第2のレーザ光源Lnから出力された波長λnのレーザ光は、ビームステアラー12内の空間中を伝播し、第1のミラー13で反射し、さらに第2のミラー14で反射して第2の照明筒15内に入射し、この第2の照明筒15内の集光レンズ16により集光されてピンホール17に入射する。このピンホール17を通過した波長λnのレーザ光は、ハーフミラー41を透過し、コリメータレンズ40によりコリメートされて平行光に変換され、干渉計3のビームスプリッタ24に入射する。
なお、波面収差解析装置2による被検光学系25の波面収差の解析及びその評価、さらに縦の色収差、横の色収差の測定は、上記第1の実施の形態と同様なのでその説明は省略する。
At the same time, the wavefront aberration analyzer 2 issues a shutter control signal for closing all the shutters S 1 , S 2 ,..., Sn−1 to each of the shutters S 1 , S 2 ,. Thereby, all the shutters S 1 , S 2 ,..., Sn-1 are closed.
However, the laser light having the wavelength λn output from the second laser light source Ln propagates through the space in the beam steerer 12 and is reflected by the first mirror 13 and further reflected by the second mirror 14. The light enters the second illumination cylinder 15, is condensed by the condenser lens 16 in the second illumination cylinder 15, and enters the pinhole 17. The laser light having the wavelength λn that has passed through the pinhole 17 passes through the half mirror 41, is collimated by the collimator lens 40, converted into parallel light, and enters the beam splitter 24 of the interferometer 3.
Note that the analysis and evaluation of the wavefront aberration of the optical system 25 to be measured by the wavefront aberration analyzer 2 and the measurement of the longitudinal chromatic aberration and the lateral chromatic aberration are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

このように上記第3の実施の形態によれば、各第1のレーザ光源L、L、…、Ln−1の各レーザ出射端に設けた各シャッタS、S、…、Sn−1を開閉制御し、第2のレーザ光源Lnからのレーザ光の出力とその停止とを制御し、かつハーフミラー41を固定して設けたので、上記第1及び第2の実施の形態のように照明光路切替ミラー19を切替動作させることなく、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。 As described above, according to the third embodiment, the shutters S 1 , S 2 ,..., Sn provided at the laser emission ends of the first laser light sources L 1 , L 2 ,. -1 is controlled to open and close, the output of the laser beam from the second laser light source Ln and its stop are controlled, and the half mirror 41 is fixed, so that the first and second embodiments described above are provided. Thus, the same effect as that of the first embodiment can be obtained without switching the illumination light path switching mirror 19.

なお、上記第1乃至第3の実施の形態のように、1台の波面収差測定装置で複数の波長λiに対応するにはトワイマン・グリーン干渉計4を用いることが望ましい。トワイマン・グリーン干渉計4では、可干渉距離が問われずに測定が可能であるため、可干渉距離の小さいレーザ光、例えば半導体レーザ等の比較的安価な光源を使用でき、費用的にも有利となる。   As in the first to third embodiments, it is desirable to use the Twiman-Green interferometer 4 in order to cope with a plurality of wavelengths λi with one wavefront aberration measuring apparatus. Since the Twiman Green interferometer 4 can measure regardless of the coherence distance, a laser beam having a small coherence distance, for example, a relatively inexpensive light source such as a semiconductor laser can be used, which is advantageous in terms of cost. Become.

しかし、レーザ光の波長によって可干渉距離が高いレーザ光を用いても構わない場合には、フィゾー型干渉計で本発明の波面収差測定装置を構成してもよい。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形してもよい。
上記各実施の形態では、直接入射照明系5の第2のレーザ光源Lnを1台として説明しているが、複数台備えてもよい。
上記各実施の形態では、レンズで構成された透過型の対物レンズの波面収差(透過は面収差)を測定する場合についてのみ説明した。しかし、反射型の素子(ミラー)とレンズとを複合した対物レンズ(被検光学系)や反射素子のみで構成された対物レンズ(被検光学系)の波面収差を測定する場合にも、当然のことながら本発明が有効であることは明らかである。被検光学系は、如何なる素子で構成されていてもよい。
However, when a laser beam having a high coherence distance depending on the wavelength of the laser beam may be used, the wavefront aberration measuring device of the present invention may be configured with a Fizeau interferometer.
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, You may deform | transform as follows.
In the above embodiments, the second laser light source Ln of the direct incident illumination system 5 is described as one unit, but a plurality of units may be provided.
In each of the above-described embodiments, only the case where the wavefront aberration (transmission is surface aberration) of a transmission-type objective lens composed of lenses is described. However, even when measuring the wavefront aberration of an objective lens (test optical system) composed of a reflective element (mirror) and a lens or an objective lens (test optical system) composed only of a reflective element, it is natural. Nevertheless, it is clear that the present invention is effective. The test optical system may be composed of any element.

本発明に係る波面収差測定装置の第1の実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows 1st Embodiment of the wavefront aberration measuring apparatus which concerns on this invention. 同装置における照明系の一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the illumination system in the apparatus. 同装置における平行平面板のビームスプリッタを説明するための図。The figure for demonstrating the beam splitter of the plane-parallel plate in the apparatus. 本発明に係る波面収差測定装置の第2の実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of the wavefront aberration measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る波面収差測定装置の第3の実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows 3rd Embodiment of the wavefront aberration measuring apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:照明系、2:波面収差解析装置、3:干渉計(トワイマン・グリーン干渉計)、4:光ファイバ照明系、5:直接入射照明系、6:照明切替部、F,F,…,Fn−1:光ファイバ(シングルモードファイバ)、L,L,…,Ln−1,Ln:レーザ光源、7:波長切替えユニット、8:切替え盤、9:モータ、C,C,…,Cn−1:レーザ出射コネクタ、10:第1の照明筒、11:コリメータレンズ、12:ビームステアラー、13:除振台、13:第1のミラー、14:第2のミラー、15:第2の照明筒、16:集光レンズ、17:ピンホール、18:コリメータレンズ、19:照明光路切替ミラー、20:架台、21:ベース、22:支持部、23:アーム、24:ビームスプリッタ、25:被検光学系、26:XYZステージ、27:球面ミラー、24a:第1面、24b:第2面、28:参照ミラー、29:圧電素子、30:CCD撮像装置、L、,L:レンズ、31:撮像系、30a:撮像面、32:楔板、40:コリメータレンズ、S1,2,…,Sn−1:シャッタ、41:ハーフミラー。 1: illumination system, 2: wavefront aberration analyzer, 3: interferometer (Twiman Green interferometer), 4: optical fiber illumination system, 5: direct incident illumination system, 6: illumination switching unit, F 1 , F 2 , ..., Fn-1: an optical fiber (single mode fiber), L 1, L 2, ..., Ln-1, Ln: the laser light source, 7: wavelength switching unit, 8: switch plate, 9: motor, C 1, C 2 ,..., Cn-1: laser emission connector, 10: first illumination tube, 11: collimator lens, 12: beam steerer, 13: vibration isolation table, 13: first mirror, 14: second mirror , 15: second illumination tube, 16: condenser lens, 17: pinhole, 18: collimator lens, 19: illumination optical path switching mirror, 20: mount, 21: base, 22: support, 23: arm, 24 : Beam splitter, 25: Test optics , 26: XYZ stage 27: spherical mirror, 24a: first face, 24b: second face, 28: reference mirror, 29: piezoelectric element, 30: CCD image pickup device, L 1 ,, L 2: Lens, 31: Imaging system, 30a: imaging surface, 32: wedge plate, 40: collimator lens, S1 , S2 , ..., Sn-1: shutter, 41: half mirror.

Claims (8)

コヒーレント光を被検光学系を介して前記被検光学系の光学性能を反映した干渉縞を生成し、前記干渉縞に基づいて前記被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、
深紫外領域の波長の光を出射する第1の照明系と、
前記第1の照明系から出射される前記光の波長とは異なる波長の光を出射する第2の照明系と、
前記第1又は第2の照明系のうちいずれか一方に切り換えて前記被検光学系に前記光を入射させる照明切替手段と、
を具備したことを特徴とする波面収差測定装置。
In the wavefront aberration measuring device that generates coherent light through the test optical system and that reflects the optical performance of the test optical system, and measures the wavefront aberration of the test optical system based on the interference fringe,
A first illumination system that emits light having a wavelength in the deep ultraviolet region;
A second illumination system that emits light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the first illumination system;
Illumination switching means for switching to either one of the first or second illumination system and causing the light to enter the optical system to be detected;
A wavefront aberration measuring apparatus comprising:
コヒーレント光を干渉計に入射し、前記干渉計において前記コヒーレント光を被検光学系を介して前記被検光学系の光学性能を反映した干渉縞を生成し、前記干渉縞に基づいて前記被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、
第1の波長の前記コヒーレント光をファイバにより伝送させて前記干渉計に入射させる第1の照明系と、
前記第1の波長とは異なる第2の波長の前記コヒーレント光を空中間に伝送させて前記干渉計に入射させる第2の照明系と、
を具備したことを特徴とする波面収差測定装置。
Coherent light is incident on an interferometer, and the interferometer generates an interference fringe reflecting the optical performance of the optical system to be detected via the optical system to be detected, and the test object is based on the interference fringe. In the wavefront aberration measuring apparatus for measuring the wavefront aberration of the optical system,
A first illumination system that transmits the coherent light of a first wavelength through a fiber and enters the interferometer;
A second illumination system for transmitting the coherent light having a second wavelength different from the first wavelength to the sky and entering the interferometer;
A wavefront aberration measuring apparatus comprising:
前記第2の照明系は、深紫外領域の波長の前記コヒーレント光を出力する光源と、
前記光源から出力された前記コヒーレント光の光軸の角度及び位置を調整する調整光学系と、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載の波面収差測定装置。
The second illumination system includes a light source that outputs the coherent light having a wavelength in the deep ultraviolet region,
An adjusting optical system for adjusting the angle and position of the optical axis of the coherent light output from the light source;
The wavefront aberration measuring device according to claim 1, wherein:
前記第1の照明系は、紫外領域乃至赤外領域における任意の波長の前記コヒーレント光を出力することを特徴とする請求項1又は2記載の波面収差測定装置。   The wavefront aberration measuring apparatus according to claim 1, wherein the first illumination system outputs the coherent light having an arbitrary wavelength in an ultraviolet region to an infrared region. 前記第1の照明系は、前記紫外領域乃至前記赤外領域においてそれぞれ異なる波長の前記コヒーレント光を出力する少なくとも1つの光源を有することを特徴とする請求項4記載の波面収差測定装置。   5. The wavefront aberration measuring apparatus according to claim 4, wherein the first illumination system includes at least one light source that outputs the coherent light having different wavelengths in the ultraviolet region to the infrared region. 前記第1の照明系からの前記コヒーレント光又は前記第2の照明系からの前記コヒーレント光のいずれか一方に切り替えて前記干渉計に入射させる照明切替部、
を備えたことを特徴とする請求項2記載の波面収差測定装置。
An illumination switching unit that switches to one of the coherent light from the first illumination system or the coherent light from the second illumination system and enters the interferometer;
The wavefront aberration measuring apparatus according to claim 2, further comprising:
前記第2の照明系は、深紫外領域の波長の前記コヒーレント光を出力することを特徴とする請求項2記載の波面収差測定装置。   The wavefront aberration measuring apparatus according to claim 2, wherein the second illumination system outputs the coherent light having a wavelength in a deep ultraviolet region. 前記照明切替部は、反射部材を挿脱することによって前記第1の照明系からの前記コヒーレント光又は前記第2の照明系からの前記コヒーレント光を前記干渉計に入射させることを特徴とする請求項1又は6記載の波面収差測定装置。   The illumination switching unit causes the coherent light from the first illumination system or the coherent light from the second illumination system to enter the interferometer by inserting and removing a reflecting member. Item 7. The wavefront aberration measuring device according to Item 1 or 6.
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