JP2022129508A - Inspection device and wave surface aberration measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査装置及び波面収差計測方法に関し、例えば、光学式半導体検査装置の結像性能である波面収差をその場(in-situ)で計測する検査装置及び波面収差計測方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus and wavefront aberration measuring method, and more particularly to an inspection apparatus and wavefront aberration measuring method for in-situ measuring wavefront aberration, which is imaging performance of an optical semiconductor inspection apparatus.
半導体デバイス(Device)製造向けの光学式検査装置は、短波長化、高開口数化、高機能化に伴い、装置が大規模になってきている。光学式検査装置は、対物レンズ及び結像レンズから構成される光学式顕微鏡を用いて半導体デバイス等を光学的に検査する。装置製造メーカ(Maker)で高精密に調整される対物レンズ及び結像レンズは、専用の波面収差計測設備(所謂、干渉計と呼ばれている)等を用いて単体調整されている。しかしながら、光学式検査装置に実装した後や出荷輸送後、及び、半導体製造工場据え付け後の実稼働状態では、対物レンズ及び結像レンズの波面収差は、定量計測されていない。また、対物レンズ及び結像レンズを組み合わせた状態での収差は、装置製造メーカでも保有する波面収差計測設備の機構上の制約から定量計測されていない。半導体生産工場での稼働後においても何等かの衝撃が加わった場合や、結像光学系の性能変動があった場合でも、試料観察像での異常の有無判定に留まっており、実稼働の状態での結像性能の定量計測が半導体生産管理の視点で必要になってきている。 2. Description of the Related Art Optical inspection apparatuses for manufacturing semiconductor devices are becoming larger in scale as wavelengths are becoming shorter, numerical apertures are becoming higher, and functions are becoming more sophisticated. An optical inspection apparatus optically inspects a semiconductor device or the like using an optical microscope composed of an objective lens and an imaging lens. An objective lens and an imaging lens, which are adjusted with high precision by an apparatus manufacturer (Maker), are individually adjusted using dedicated wavefront aberration measuring equipment (so-called interferometer). However, the wavefront aberrations of the objective lens and the imaging lens are not quantitatively measured after mounting in an optical inspection device, after shipping and transportation, and after installation in a semiconductor manufacturing factory. Further, the aberration in the state in which the objective lens and the imaging lens are combined is not quantitatively measured due to structural limitations of the wavefront aberration measurement equipment that even the device manufacturer owns. Even after operation at a semiconductor production factory, even if some kind of impact is applied or if there is a performance change in the imaging optical system, it is only possible to determine the presence or absence of abnormalities in the sample observation image. Quantitative measurement of imaging performance in the semiconductor industry is becoming necessary from the viewpoint of semiconductor production management.
半導体製造向けの露光装置等の縮小投影系において、投影レンズは、対物レンズ及び結像レンズにより一体構成されているので、すでに組み合わせられている。そして、一体的にin-situでも波面収差が計測可能である。 2. Description of the Related Art In a reduction projection system such as an exposure apparatus for manufacturing semiconductors, a projection lens is already combined because it is integrally constructed by an objective lens and an imaging lens. Wavefront aberration can also be measured integrally in-situ.
特許文献1及び非特許文献1には、特殊なレチクル(Reticle)を露光して、レジスト(Resist)のパターン(Pattern)像から波面収差を算出する手法が記載されている。 Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 describe a method of exposing a special reticle and calculating wavefront aberration from a pattern image of a resist.
特許文献2の図6には、レチクルに球面波生成用のピンホールを配置させ、高開口数の投影レンズ下のウエハステージにピンホール、リレーレンズ、マイクロレンズアレイから構成されるシャック・ハルトマンセンサ(Shack-Hartmann Sensor)Systemで波面収差を算出する手法が記載されている。 In FIG. 6 of Patent Document 2, a Shack-Hartmann sensor composed of a pinhole for generating a spherical wave is arranged in the reticle, and a pinhole, a relay lens, and a microlens array are placed on a wafer stage under a projection lens with a high numerical aperture. (Shack-Hartmann Sensor) describes a method for calculating wavefront aberration.
非特許文献1及び特許文献1の手法は、レジスト(Resist)像が前提であり、その概念を半導体検査装置に適用することは困難である。さらに、特許文献2の手法は単色の高開口数の対物レンズと単色波長前提のシャック・ハルトマンセンサという制限で成立するものであり、レチクルではなく半導体ウエハが試料、検査光の波長は広帯波長域内から波長帯を選択して複数種類の波長帯を用いる検査装置には適用が困難である。 The methods of Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 are premised on a resist image, and it is difficult to apply the concept to a semiconductor inspection apparatus. Furthermore, the method of Patent Document 2 is established by the limitation of a monochromatic high numerical aperture objective lens and a Shack-Hartmann sensor on the premise of a monochromatic wavelength. It is difficult to apply this method to an inspection apparatus that selects a wavelength band from within the range and uses multiple types of wavelength bands.
一方で、干渉式波面収差計測技術一般という視点では、装置製造メーカでよく使われているフィゾー型の波面収差計測設備がある。しかしながら、この装置は、大型の設備であり移動は困難であり、且つ、高額である。また、基準面を必要とする構成である。このため、計測精度は、基準面の面精度で律速されるという問題もある。さらに、一般的に、複数の折り曲げミラー(Mirror)が構成に含まれる検査装置は、結像光学系を組み合わせた状態でその波面収差計測設備に搭載して計測することが困難である。 On the other hand, from the viewpoint of interferometric wavefront aberration measurement technology in general, there is a Fizeau-type wavefront aberration measurement facility that is often used by equipment manufacturers. However, this device is a large facility, difficult to move, and expensive. Moreover, it is a configuration that requires a reference surface. Therefore, there is also the problem that the measurement accuracy is rate-determined by the surface accuracy of the reference surface. Furthermore, in general, it is difficult to mount an inspection apparatus including a plurality of folding mirrors in its configuration on a wavefront aberration measurement facility in a state in which an imaging optical system is combined for measurement.
非特許文献2、および、特許文献2には、PS-PDI(Phase Shifting Point Diffraction Interferometry)という波面収差計測技術が記載されている。これらの文献に記載されている技術は、簡便な部材で構成され、基準波面は簡便なピンホールで生成され、高精度の波面収差計測を特徴としている。しかしながら、特許文献2の方法では、開口数0.9レベルの結像光学系を有する検査装置のその場計測として具現化された報告はない。 Non-Patent Document 2 and Patent Document 2 describe a wavefront aberration measurement technique called PS-PDI (Phase Shifting Point Diffraction Interferometry). The techniques described in these documents are characterized by using simple members, generating a reference wavefront with a simple pinhole, and measuring wavefront aberration with high accuracy. However, there is no report that the method of Patent Document 2 is embodied as an in-situ measurement of an inspection apparatus having an imaging optical system with a numerical aperture of 0.9 level.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、光学式検査装置の結像性能である波面収差をその場で高精度に計測することができる検査装置及び波面収差計測方法を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides an inspection apparatus and a wavefront aberration measuring method capable of on-site measurement of wavefront aberration, which is imaging performance of an optical inspection apparatus, with high accuracy.
本発明に係る検査装置は、検査時に試料が配置され、収差計測時に点光源が配置されるステージと、前記検査時に前記試料を照明した照明光が前記試料で反射した検査光を透過させるとともに、前記収差計測時に前記点光源から出射した計測光を透過させる対物レンズと、前記対物レンズを透過した前記検査光及び前記計測光を透過させて、結像レンズとして機能する第1レンズであって、前記対物レンズと前記第1レンズとの間に瞳面が形成され、前記対物レンズの焦点距離よりも長い焦点距離を有する前記第1レンズと、前記第1レンズを透過した前記検査光及び前記計測光を透過させる第2レンズであって、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に中間結像面が形成される前記第2レンズと、前記第1レンズと前記中間結像面との間に配置され、前記計測光を回折させる回折格子と、前記中間結像面の焦点深度範囲内の近傍に配置され、大孔及び前記大孔よりも内径が小さい小孔が形成され、前記大孔は前記計測光の光軸上に位置し、前記小孔は前記大孔から離間し、前記回折格子により回折された回折光を透過させるPDI板と、前記第2レンズ及びチューブレンズを透過した前記検査光の結像共役面に配置され、前記試料の像を検出する第1検出器と、前記第2レンズを透過した前記計測光の瞳共役面に配置され、前記計測光の干渉像を検出する第2検出器と、前記第2レンズと前記チューブレンズとの間に配置され、前記検査時と前記収差計測時の切り替えを行うミラーと、を備え、前記検査時のときは、前記回折格子及び前記PDI板は前記検査光の光路から退避させる。 An inspection apparatus according to the present invention includes a stage on which a sample is placed during inspection and a point light source is placed during aberration measurement; illumination light that illuminates the sample during inspection transmits inspection light reflected by the sample; An objective lens that transmits measurement light emitted from the point light source during the aberration measurement, and a first lens that transmits the inspection light and the measurement light that have passed through the objective lens and functions as an imaging lens, A pupil plane is formed between the objective lens and the first lens, and the first lens has a focal length longer than the focal length of the objective lens, and the inspection light and the measurement are transmitted through the first lens. a second lens that transmits light, the second lens having an intermediate image plane formed between the first lens and the second lens; and the first lens and the intermediate image plane. a diffraction grating disposed between and diffracting the measurement light; a large hole and a small hole having an inner diameter smaller than that of the large hole; The hole is positioned on the optical axis of the measurement light, the small hole is separated from the large hole, and passes through a PDI plate that transmits the diffracted light diffracted by the diffraction grating, the second lens, and the tube lens. a first detector arranged on the imaging conjugate plane of the inspection light to detect the image of the sample; a second detector for detecting; and a mirror disposed between the second lens and the tube lens for switching between the inspection and the aberration measurement; The grating and the PDI plate are retracted from the optical path of the inspection light.
上記検査装置では、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面における倍率は、50倍以上でもよい。 In the inspection apparatus, the magnification in the intermediate imaging plane determined by the ratio of the focal length of the objective lens to the focal length of the first lens may be 50 times or more.
上記検査装置では、前記回折格子の格子間、前記大孔及び前記小孔は、中空でもよい。 In the above inspection apparatus, the gap between gratings of the diffraction grating, the large hole and the small hole may be hollow.
上記検査装置では、前記照明光は、複数の検査波長が用いられ、前記計測光は、前記照明光の検査波長帯幅内の波長であって、前記照明光の検査波長帯の中心波長または重心波長を含み、前記計測光の波長をλとし、前記対物レンズの開口数をNAとし、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面の倍率をMとし、前記回折格子と前記PDI板との間の前記光軸方向の距離をLとし、前記回折格子の各格子のピッチをPとすると、前記大孔の内径Φtは、
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
を満たし、前記小孔の内径Φrは、
Φr<0.61・λ/(NA/M) (B)
を満たし、前記大孔の中心と、前記小孔の中心との間の距離Dは、
D=L・tan(sin-1(λ/P)) (C)
を満たしてもよい。
In the above inspection apparatus, the illumination light uses a plurality of inspection wavelengths, and the measurement light has a wavelength within the inspection wavelength band width of the illumination light, and is the center wavelength or the centroid of the inspection wavelength band of the illumination light. λ is the wavelength of the measurement light, NA is the numerical aperture of the objective lens, and the magnification of the intermediate imaging plane determined by the ratio between the focal length of the objective lens and the focal length of the first lens is Let M be the distance in the optical axis direction between the diffraction grating and the PDI plate, and let P be the pitch of each grating of the diffraction grating.
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
and the inner diameter Φr of the small hole is
Φr<0.61 λ/(NA/M) (B)
and the distance D between the center of the large hole and the center of the small hole is
D = L tan (sin -1 (λ/P)) (C)
may be satisfied.
上記検査装置では、前記PDI板は、複数の検査波長に対応するように、第1大孔、第1小孔、第2大孔及び第2小孔を含み、前記検査光における第1検査波長に対応した第1計測波長の第1計測光及び第2検査波長に対応した第2計測波長の第2計測光を前記計測光は含み、前記第1大孔、前記第1小孔及び前記第1計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たし、前記第2大孔、前記第2小孔及び前記第2計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たす場合に、前記計測光が前記第1計測光から前記第2計測光に変更する際に、前記PDI板をシフト移動させ、前記第1計測光が前記第1大孔及び前記第1小孔を透過する状態から前記第2計測光が前記第2大孔及び前記第2小孔を透過する状態に変更してもよい。 In the above inspection apparatus, the PDI plate includes a first large hole, a first small hole, a second large hole, and a second small hole so as to correspond to a plurality of inspection wavelengths; The measurement light includes a first measurement light having a first measurement wavelength corresponding to and a second measurement light having a second measurement wavelength corresponding to a second inspection wavelength, the first large hole, the first small hole and the second measurement light 1 measurement wavelength satisfies the formulas (A), (B) and (C), and the second large hole, the second small hole and the second measurement wavelength satisfy the formulas (A) and (B) and (C), when the measurement light is changed from the first measurement light to the second measurement light, the PDI plate is shifted to shift the first measurement light to the first large hole. And, the state in which the second measurement light is transmitted through the first small hole may be changed to the state in which the second measurement light is transmitted through the second large hole and the second small hole.
上記検査装置では、前記PDI板における前記大孔及び前記小孔の周縁の厚さaは、
a<λ/(NA/M) (D)
を満たし、前記PDI板における前記周縁を囲む部分の厚さは、機械強度を大きくするように、前記厚さaの2倍以上でもよい。
In the above inspection apparatus, the peripheral thickness a of the large hole and the small hole in the PDI plate is
a<λ/(NA/M) (D)
and the thickness of the portion of the PDI plate surrounding the peripheral edge may be twice or more the thickness a so as to increase the mechanical strength.
上記検査装置では、前記対物レンズの視野内において前記対物レンズの光軸に直交する面内で前記点光源を移動させた場合には、前記PDI板は、前記点光源の移動量に、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面の倍率を乗じた移動量を移動されてもよい。 In the above inspection apparatus, when the point light source is moved in a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens within the field of view of the objective lens, the PDI plate is adapted to move the point light source according to the amount of movement of the objective lens. The moving amount may be multiplied by the magnification of the intermediate imaging plane determined by the ratio of the focal length of the lens to the focal length of the first lens.
本発明に係る波面収差計測方法は、試料が配置されるステージと、前記試料を照明した照明光が前記試料で反射した検査光を透過させる対物レンズと、前記対物レンズを透過した前記検査光を透過させる第1レンズであって、前記対物レンズと前記第1レンズとの間に瞳面が形成され、前記対物レンズの焦点距離よりも長い焦点距離を有する前記第1レンズと、前記第1レンズを透過した前記検査光を透過させる第2レンズであって、前記第1レンズと前記第2レンズの間に中間結像面が形成される前記第2レンズと、前記第2レンズを透過した前記検査光の結像共役面に配置され、前記試料の像を検出する第1検出器と、を備えた検査装置の波面収差計測方法であって、前記ステージに点光源を配置させるステップと、前記点光源から出射した計測光を前記対物レンズに対して透過させるステップと、前記対物レンズを透過した前記計測光を前記第1レンズに対して透過させるステップと、前記第1レンズと前記中間結像面との間に回折格子を配置させ、前記計測光を回折させるステップと、前記中間結像面の焦点深度内の近傍に大孔及び前記大孔よりも内径が小さい小孔が形成されたPDI板を配置させ、前記大孔を前記計測光の光軸上に位置するようにし、前記小孔を前記大孔から離間させ、前記回折格子により回折された回折光を透過させるステップと、前記第2レンズを透過した前記計測光の干渉像を、前記計測光の瞳共役面に配置された第2検出器で検出するステップと、を備える。 A wavefront aberration measurement method according to the present invention includes a stage on which a sample is arranged, an objective lens for transmitting inspection light reflected by the sample from illumination light that illuminates the sample, and the inspection light transmitted through the objective lens. a first lens for transmission, wherein a pupil plane is formed between the objective lens and the first lens, and the first lens has a longer focal length than the focal length of the objective lens; a second lens for transmitting the inspection light that has passed through the second lens, the second lens having an intermediate imaging plane formed between the first lens and the second lens; A wavefront aberration measurement method for an inspection apparatus, comprising: a first detector that is arranged on an imaging conjugate plane of inspection light and detects an image of the sample, the step of arranging a point light source on the stage; transmitting measurement light emitted from a point light source through the objective lens; transmitting the measurement light transmitted through the objective lens through the first lens; and forming the intermediate image with the first lens. a PDI in which a large hole and a small hole having an inner diameter smaller than the large hole are formed in the vicinity of the depth of focus of the intermediate imaging plane by diffracting the measurement light by arranging a diffraction grating between the surface and the PDI; disposing a plate so that the large hole is positioned on the optical axis of the measurement light, separating the small hole from the large hole, and allowing the diffracted light diffracted by the diffraction grating to pass through; and detecting an interference image of the measurement light transmitted through two lenses with a second detector arranged on a pupil conjugate plane of the measurement light.
上記波面収差計測方法では、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面における倍率を、50倍以上でもよい。 In the wavefront aberration measuring method, the magnification on the intermediate imaging plane determined by the ratio of the focal length of the objective lens to the focal length of the first lens may be 50 times or more.
上記波面収差計測方法では、前記回折格子の格子間、前記大孔及び前記小孔を、中空としてもよい。 In the above-described wavefront aberration measuring method, the spaces between gratings of the diffraction grating, the large holes, and the small holes may be hollow.
上記波面収差計測方法では、前記照明光は、複数の検査波長が用いられ、前記計測光は、前記照明光の検査波長帯幅内の波長であって、前記照明光の検査波長帯の中心波長または重心波長を含み、前記計測光の波長をλとし、前記対物レンズの開口数をNAとし、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面の倍率をMとし、前記回折格子と前記PDI板との間の光軸方向の距離をLとし、前記回折格子の各格子のピッチをPとすると、前記大孔の内径Φtを、
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
を満たすようにし、前記小孔の内径Φrを、
Φr<0.61・λ/(NA/M) (B)
を満たすようにし、前記大孔の中心と、前記小孔の中心との間の距離Dを、
D=L・tan(sin-1(λ/P)) (C)
を満たすようにしてもよい。
In the wavefront aberration measurement method, the illumination light uses a plurality of inspection wavelengths, and the measurement light has a wavelength within the inspection wavelength band width of the illumination light, and is the center wavelength of the inspection wavelength band of the illumination light. or including the centroid wavelength, the wavelength of the measurement light is λ, the numerical aperture of the objective lens is NA, and the intermediate imaging plane determined by the ratio between the focal length of the objective lens and the focal length of the first lens Let M be the magnification, L be the distance between the diffraction grating and the PDI plate in the optical axis direction, and P be the pitch of each grating of the diffraction grating.
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
is satisfied, and the inner diameter Φr of the small hole is
Φr<0.61 λ/(NA/M) (B)
and the distance D between the center of the large hole and the center of the small hole is
D = L tan (sin -1 (λ/P)) (C)
may be satisfied.
上記波面収差計測方法では、前記PDI板は、複数の検査波長に対応するように、第1大孔、第1小孔、第2大孔及び第2小孔を含むようにし、前記検査光における第1検査波長に対応した第1計測波長の第1計測光及び前記検査光における第2検査波長に対応した第2計測波長の第2計測光を前記計測光は含むようにし、前記第1大孔、前記第1小孔及び前記第1計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たし、前記第2大孔、前記第2小孔及び前記第2計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たす場合に、前記計測光を前記第1計測光から前記第2計測光に変更する際に、前記PDI板をシフト移動させ、前記第1計測光が前記第1大孔及び前記第1小孔を透過する状態から前記第2計測光が前記第2大孔及び前記第2小孔を透過する状態に変更してもよい。 In the wavefront aberration measurement method, the PDI plate includes a first large hole, a first small hole, a second large hole, and a second small hole so as to correspond to a plurality of inspection wavelengths, and The measurement light includes a first measurement light having a first measurement wavelength corresponding to the first inspection wavelength and a second measurement light having a second measurement wavelength corresponding to the second inspection wavelength in the inspection light, and The hole, the first small hole and the first measurement wavelength satisfy the formulas (A), (B) and (C), and the second large hole, the second small hole and the second measurement wavelength are , (A), (B) and (C) are satisfied, the PDI plate is shifted when changing the measurement light from the first measurement light to the second measurement light, and The state in which the first measurement light is transmitted through the first large hole and the first small hole may be changed to the state in which the second measurement light is transmitted through the second large hole and the second small hole.
上記波面収差計測方法では、前記PDI板における前記大孔及び前記小孔の周縁の厚さaを、
a<λ/(NA/M) (D)
を満たすようにし、前記PDI板における前記周縁を囲む部分の厚さを、機械強度を大きくするように、前記厚さaの2倍以上としてもよい。
In the wavefront aberration measurement method, the thickness a of the periphery of the large hole and the small hole in the PDI plate is
a<λ/(NA/M) (D)
and the thickness of the portion surrounding the peripheral edge of the PDI plate may be twice or more the thickness a so as to increase the mechanical strength.
上記波面収差計測方法では、前記対物レンズの視野内において前記対物レンズの光軸に直交する面内で前記点光源を移動させた場合には、前記PDI板を、前記点光源の移動量に、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面の倍率を乗じた移動量を移動させてもよい。 In the wavefront aberration measurement method, when the point light source is moved in a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens within the field of view of the objective lens, the PDI plate is adjusted to the amount of movement of the point light source, The movement amount may be multiplied by the magnification of the intermediate imaging plane determined by the ratio of the focal length of the objective lens to the focal length of the first lens.
本発明により、光学式検査装置の結像性能である波面収差をその場で高精度に計測することができる検査装置及び波面収差計測方法を提供する。 The present invention provides an inspection apparatus and a wavefront aberration measurement method capable of on-site measurement of wavefront aberration, which is imaging performance of an optical inspection apparatus, with high accuracy.
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。 For clarity of explanation, the following descriptions and drawings are omitted and simplified as appropriate. Moreover, in each drawing, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary.
(実施形態1)
以下、実施形態1に係る検査装置を説明する。本実施形態の検査装置は、半導体デバイスウエハ等の試料を検査する試料検査系とともに、検査装置に備えられた対物レンズ等の波面収差を計測する計測光学系を有している。まず、<試料検査系の構成>を説明する。次に、<収差計測光学系の構成>を説明する。そして、検査装置を用いた<試料検査方法>及び<波面収差計測方法>を説明する。
(Embodiment 1)
An inspection apparatus according to Embodiment 1 will be described below. The inspection apparatus of this embodiment has a sample inspection system for inspecting a sample such as a semiconductor device wafer and a measurement optical system for measuring wavefront aberration of an objective lens or the like provided in the inspection apparatus. First, <configuration of sample inspection system> will be described. Next, <configuration of aberration measurement optical system> will be described. Then, <specimen inspection method> and <wavefront aberration measurement method> using the inspection apparatus will be described.
<試料検査系の構成>
図1は、実施形態1に係る検査装置において、試料検査系の構成を例示した図である。図1に示すように、検査装置1は、光源(Light Source)LS、ビームスプリッタ(Beam Splitter)BS、ステージ(Stage)10、対物レンズ20、瞳リレーレンズ(Relay Lens)21、瞳リレーレンズ22、チューブレンズ(Tube Lens)23、検出器30を備えている。検査装置1は、ミラーMR1及びMR2等、適宜、必要な光学部材を備えてもよい。
<Configuration of sample inspection system>
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a sample inspection system in an inspection apparatus according to Embodiment 1. FIG. As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a light source (Light Source) LS, a beam splitter (Beam Splitter) BS, a stage (Stage) 10, an
光源LSは、UVランプまたはLPP光源(Laser Produced Plasma)等であり、照明光L0を生成し、照明光L0を出射する。出射された照明光L0は、ビームスプリッタBSによって一部が反射し、対物レンズ20に入射する。対物レンズ20に入射した照明光L0は、対物レンズ20を透過する。その際、照明光L0は対物レンズ20で集光される。
The light source LS is a UV lamp, an LPP light source (Laser Produced Plasma), or the like, and generates and emits illumination light L0. A part of the emitted illumination light L0 is reflected by the beam splitter BS and enters the
ステージ10は、対物レンズ20の光軸上に配置されている。ステージ10には、試料11が配置されている。試料11は、例えば、半導体デバイスが形成されたウエハである。なお、試料11は、半導体デバイスが形成されたウエハに限らず、半導体基板等のウエハでもよいし、フォトマスク等の半導体デバイスを製造するための部材でもよい。
The
ここで、検査装置1の説明の便宜のために、XYZ直交座標軸系を導入する。対物レンズ20の光軸をZ軸方向とし、ステージ10の上面をXY平面とする。
Here, for convenience of explanation of the inspection apparatus 1, an XYZ orthogonal coordinate axis system is introduced. The optical axis of the
対物レンズ20で集光された照明光L0は、試料11を照明する。試料11を照明した照明光L0は、試料11の試料面15で反射する。試料11の試料面15で反射した反射光を検査光L1と呼ぶ。検査光L1は、対物レンズ20に入射する。そして、検査光L1は、対物レンズ20を透過する。その際、検査光L1は、対物レンズ20で平行光にコリメートされる。このように、対物レンズ20は、試料11を照明した照明光L0が試料11で反射した検査光L1を透過させる。対物レンズ20を透過した検査光L1は、ビームスプリッタBSによって一部が透過し、瞳リレーレンズ21に入射する。
The illumination light L 0 condensed by the
検査光L1が瞳リレーレンズ21に入射する際に、対物レンズ20と瞳リレーレンズ21との間に瞳面25が形成され、瞳像が形成される。対物レンズ20の内部、あるいは外側に瞳面25が形成されると、フィルタ(Filter)、絞り等を入れることが困難であるから、通常は、このように、瞳リレーレンズ21及び瞳リレーレンズ22を介してリレーさせて、瞳リレーレンズ22の焦点面45に瞳像を形成させて、MR2の反射側の主光路にある瞳共役面45にフィルタ、絞りを配置する。
When the inspection light L1 enters the
瞳リレーレンズ21の焦点距離は、例えば、対物レンズ20の焦点距離よりも50倍程度大きく、試料11の拡大像を中間結像面35に形成する。例えば、この拡大倍率を50としたとき、対物レンズ20のNAは、0.9であるとすると、リレーレンズ21のNAは、0.9/50=0.018である。なお、対物レンズ20のNAは、これらに限らない。例えば、対物レンズ20のNAは、場合によっては、0.85~0.9でもよいし、0.9~0.95でもよい。瞳リレーレンズ21は、入射した検査光L1を透過させる。その際、瞳リレーレンズ21は、検査光L1を集光する。これにより、瞳リレーレンズ21と瞳リレーレンズ22との間の中間結像面35には、試料11の中間像が結像される。
The focal length of the
このように、瞳リレーレンズ21は、対物レンズ20を透過した検査光L1を透過させ、対物レンズ20の開口数よりも小さい開口数を有する。
Thus, the
瞳リレーレンズ22は、瞳リレーレンズ21を透過した検査光L1を透過させる。その際、瞳リレーレンズ22は、検査光L1を平行光にする。瞳リレーレンズ21と瞳リレーレンズ22との間に中間結像面35が形成され、中間像が結像される。なお、瞳リレーレンズ21を透過した検査光L1を、ミラー(Mirror)MR1で反射させた後、瞳リレーレンズ22に入射させてもよい。
The
中間結像面35における中間像の倍率は、対物レンズ20の焦点距離と瞳リレーレンズ21の焦点距離との比で決まる。中間像の倍率は、例えば、50倍以上であり、50~70倍等である。なお、中間像の倍率は、これらに限らない。
The magnification of the intermediate image on the
瞳リレーレンズ22を透過した検査光L1は、例えば、平行光になる。瞳リレーレンズ22を透過した検査光L1は、チューブレンズ23に入射する。なお、瞳リレーレンズ22を透過した検査光L1を、ミラーMR2で反射させた後、チューブレンズ23に入射させてもよい。瞳リレーレンズ22とチューブレンズ23との間には、瞳共役面45が形成される。また、MR2の透過側にも瞳共役面45が形成される。
The inspection light L1 transmitted through the
チューブレンズ23は、リレーレンズ22を透過した検査光L1を集光する。チューブレンズ23は、焦点距離の異なるレンズを複数搭載されてもよい。これによって、複数の結像倍率を実現できる。チューブレンズ23は、焦点距離の異なるレンズを切り替えて使用してもよい。これにより、検出器30の検出面に結像共役面55が形成され、試料11における試料面15の像が結像される。
The
検出器30は、瞳リレーレンズ22を透過した検査光L1の結像共役面55に配置される。例えば、チューブレンズ23によって、瞳リレーレンズ22を透過した検査光L1を結像させた結像共役面55に配置される、そして、検出器30は、試料11における試料面15の像を検出する。検出器30の検出面における試料面15の像の倍率は、例えば、70倍~300倍等である。検出器30は、例えば、カメラでもよい。検出器30は、イメージセンサを有してもよい。例えば、イメージセンサは、試料面15の像を記録する。
The
検査装置1は、例えば、大型の顕微鏡でもよい。検査装置1における光路全体が、長くなるために(例えば、3~5[m])、検査装置1は、幾つかの折り返しミラーを含んでもよい。本実施形態の検査装置1は、折り返しミラー等を光路から退避または半透過させることで、試料検査系に検査光L1を導入させて、結像共役面55を観察する。一方で収差計測時には試料面15に点光源を配置して発光させ、MR2は退避させて、収差計測光学系に計測光を導入させて、瞳共役面45を検出器60で観察することが可能な構成になっている。
The inspection device 1 may be, for example, a large microscope. Since the entire optical path in the inspection device 1 is long (eg, 3-5 [m]), the inspection device 1 may include several folding mirrors. The inspection apparatus 1 of the present embodiment causes the inspection light L1 to be introduced into the sample inspection system and observes the
<収差計測系の構成>
次に、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21の収差を計測する収差計測系の構成を説明する。図2は、実施形態1に係る検査装置1において、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21の収差を計測する収差計測系の構成を例示した図である。図2に示すように、検査装置1は、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21の波面収差を計測する際には、点光源生成ユニット12、回折格子40、PDI板(Point Diffraction Interferometry Plate)50、検出器60を備えている。
<Configuration of aberration measurement system>
Next, the configuration of an aberration measurement system for measuring aberrations of the
点光源生成ユニット12は、理想的な球面波16を含む検査光L2を出射する。これにより、点光源生成ユニット12は、点光源として機能する。点光源生成ユニット12は、ステージ10に配置される。よって、ステージ10は、試料11または点光源が配置される。点光源生成ユニット12は、例えば、不図示のレーザ(Laser)光源と、レーザ光源から出射されたレーザビーム(Laser Beam)を集光する不図示のレンズと、ピンホール(Pinhole)13が形成されたピンホール板14を含んでもよい。
The point light
ピンホール板14の一方の板面またはパターン面は、対物レンズ20に対向している。ピンホール板14の一方の板面と、試料11の試料面15とは、対物レンズ20の光軸上において、同じ位置に配置される。ピンホール13の内径は、λ/(対物レンズ20のNA)以下とする。例えば、レーザビーム(すなわち、計測光L2)の波長が355[nm]であり、対物レンズ20のNAが0.9の場合には、ピンホール13の内径は、394[nm]以下が好ましい。
One plate surface or pattern surface of the
レーザ光源は、例えば、DPSSレーザ(Diode Pumped Solid State Lasar)である。レーザビームは、ピンホール板14の他方の板面側を照射する。これにより、レーザビームは、ピンホール板14の他方の板面側からピンホール13を透過する。よって、レーザビームがピンホール13を通過、回折した理想球面波を持つ計測光L2がピンホール13から出射する。このようにして、点光源生成ユニット12は、点光源として、理想球面波である計測光L2を出射する。
The laser light source is, for example, a DPSS laser (Diode Pumped Solid State Laser). The laser beam irradiates the other plate surface side of the
点光源生成ユニット12から出射した計測光L2は、球面波16を含んでいる。球面波16を含む計測光L2は、対物レンズ20を透過する。その際、計測光L2は、対物レンズ20でコリメートされる。例えば、対物レンズ20を透過した検査光L2は、平行光に変換される。このように、対物レンズ20は、点光源から出射した計測光L2を透過させる。
The measurement light L2 emitted from the point light
対物レンズ20が収差を有さない無収差の場合には、対物レンズ20を透過した計測光L2は、理想的な平面波となる。しかしながら、収差を含む対物レンズ20を透過した計測光L2は、ゆがんだ平面波17となる。
If the
対物レンズ20を透過した計測光L2は、瞳リレーレンズ21に入射する。対物レンズ20と瞳リレーレンズ21との間で瞳面25が形成され、瞳像が形成される。計測光L2は、瞳リレーレンズ21及び瞳リレーレンズ22を介して瞳面25に瞳像がリレー結像される。瞳リレーレンズ21は、計測光L2を透過させ、集光する。これにより、瞳リレーレンズ21とリレーレンズ22との間には、中間結像面35が形成され、点光源の中間像が結像される。瞳リレーレンズ21に入射した計測光L2は、対物レンズ20の収差を含むゆがんだ平面波17であるので、瞳リレーレンズ21を透過した計測光L2は、ゆがんだ球面波18を含む。
The measurement light L2 that has passed through the
回折格子(Grating)40は、瞳リレーレンズ21と中間結像面35との間に配置されている。回折格子40は、透過型でも反射型でもよいが、本実施例では透過型で説明する。回折格子40は、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21を透過した検査光L2を、0次光、±1次光、±2次光、・・・、±n次光に回折させる。各次数の回折光は、中間結像面35に集光スポット(Spot)を形成する。
A diffraction grating (Grating) 40 is arranged between the
回折格子40は、不図示の1次元に移動するアクチュエータ(Actuator)によって、格子のピッチ方向に格子のピッチ(Pitch)の0、1/4、1/2、3/4ステップ移動することができる。例えば、アクチュエータは、Y軸方向に回折格子40を移動させる。これにより、+1次(-1次)回折光の位相を、0、π/2、π、3π/2、変調することができる。
The
透過型の回折格子40は、薄板にラインアンドスペース(Line&Space)状に格子を形成したものを用いる。ガラス基板上の遮光薄膜にラインアンドスペース状のパターンを形成した回折格子40では、ガラス基板の厚さによる本来はない球面収差が発生する。よって、透過型の回折格子40は、薄板に、フォトエッチング(Photo Etching)または電鋳加工(Photo electroforming)で形成したラインアンドスペース状の格子が形成されたものが好ましい。このような回折格子40の格子間は、中空である。すなわち、回折格子40の格子間は、空気もしくは所定のガス、または、それらの減圧された空間となっている。
As the transmission
フォトエッチングまたは電鋳加工のプロセス(Process)で形成可能な最小ラインアンドスペース寸法としては、例えば、数10[μm]程度である。本実施形態の検査装置1では、倍率が50~70倍程度に拡大した空間に回折格子40を配置する。これにより、数10[μm]程度のラインアンドスペース寸法の回折格子40でも、所望の条件を満たすことができる。よって、高度で高価なプロセスによるナノメートルオーダーのラインアンドスペース寸法を有する金属自立膜等を回折格子40に使用する必要がなく、製造コスト(Cost)を低減することができる。
The minimum line-and-space dimension that can be formed by a photoetching or electroforming process is, for example, about several tens [μm]. In the inspection apparatus 1 of the present embodiment, the
PDI板50は、中間結像面35の所定範囲の近傍に配置されている。PDI板50は、板状である。図3は、実施形態1に係る検査装置1において、PDI板50を例示した平面図である。
The
図3に示すように、PDI板50には、複数の孔が形成されている。例えば、PDI板50には、大孔51及び大孔51よりも内径が小さい小孔52が形成されている。大孔51及び小孔52は、PDI板50を貫通した貫通孔であることが好ましい。すなわち、大孔51及び小孔52は、中空であることが好ましい。よって、大孔51及び小孔52の内部は、空気もしくは所定のガス、または、それらの減圧された空間となっている。
As shown in FIG. 3, the
大孔51は、計測光L2の光軸上に位置する。具体的には、大孔51の中心軸は、計測光L2の光軸上に位置している。小孔52は、大孔51からY軸方向に離間している。小孔52の中心軸は、+1次回折光または-1次回折光の集光点に位置している。
The
ゆがんだ球面波18を含む検査光L2は、大孔51に入射する。そして、大孔51を透過した計測光L2は、依然として、ゆがんだ球面波18を含んでいる。大孔51を通過した計測光L2をテスト波(Test Wave)TWと呼ぶ。一方、ゆがんだ球面波18を含む計測光L2の+1次回折光または-1次回折光は、小孔52に入射する。ピンホール13x中間像倍率程度に小さい内径の小孔52を透過した計測光L2は、理想的な球面波16となって小孔52から出射する。よって、小孔52から出射した計測光L2は、参照波(Reference Wave)RWとなって出射する。このように、PDI板50は、大孔51及び小孔52を介して、回折格子40により回折された回折光を透過させる。
The inspection light L2 containing the distorted
小孔52の直径Φrは、以下の(1)式を満たす。
The diameter Φr of the
Φr<0.61・λ/(NA/M) (1) Φr<0.61 λ/(NA/M) (1)
ここで、λは、計測光L2の波長であり、NAは、対物レンズ20の点光源生成ユニット12側のNAであり、Mは、対物レンズ20の焦点距離と瞳リレーレンズ21の焦点距離との比で決まる中間結像面35における倍率である。係数0.61は、所謂エアリーディスク(Airy Disk)の半径を表す係数である。(1)式の条件を満たすことで、図に示すように、小孔52を透過、回折した参照波19が理想的な球面波16にリセット(Reset)される。例えば、計測光L2の波長λ=355[nm]であり、対物レンズ20の点光源生成ユニット12側のNA=0.9であり、中間結像面35における倍率M=70とすると、Φr=16.8[μm]となる。これは前述のフォトエッチングまたは電鋳加工のプロセスで十分形成可能な寸法である。
Here, λ is the wavelength of the measurement light L2, NA is the NA of the
また、光軸上に配置された大孔51の直径Φtは、以下の(2)式を満たす。
Also, the diameter Φt of the
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (2) Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (2)
対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21を透過した計測光L2(0次光)は、収差のために、PDI板50面で広がっている。計測光L2の歪みは、収差と相関がある。よって、大孔51の径の選択は重要である。ここで、(2)式中の30は、係数であるが、これを大きくすると高次の収差まで計測することができる。しかしながら、光学式検査装置1の場合は、30程度が最小限である。例えば、計測光L2の波長λを355[nm]とし、NAを0.9とし、中間結像面35における倍率Mを70とすると、Φtは、約500[μm]となる。
The measurement light L2 (zero-order light) transmitted through the
PDI板50の大孔51及び小孔52の寸法は、数~数百[μm]なので、通常のガラス基板上へのパターニングプロセス(Patterning Process)、または、前述のフォトエッチング若しくは電鋳加工のプロセスでも形成可能である。尚、ガラス基板上に大孔51、小孔52を形成したものを使用する場合は、基板側を出射側に配置する。
Since the dimensions of the
パターニングプロセスで形成したPDI板50の場合には、ガラス基板の表裏面での多重反射を避けるために、反射防止コートを施してもよい。フォトエッチング若しくは電鋳加工のプロセスで形成したPDI板50の場合は、不要な多重反射による干渉縞の発生を防ぐことは可能であるが、光量損失を最小限に防ぐためには、PDI板50の厚さ(PDI板厚と呼ぶ。)は、(3)式を満たすことが好ましい。
In the case of the
PDI板厚<λ/(NA/M) (3) PDI plate thickness <λ/(NA/M) (3)
例えば、計測光L2の波長λを355[nm]とし、対物レンズ20のNAを0.9とし、中間結像面35における倍率Mを70とすると、約28[μm]である。フォトエッチング若しくは電鋳加工のプロセスでも厚さが薄いと機械強度が確保できない場合がある。よって、大孔51及び小孔52の周縁のみ薄い2段構成が望ましい。例えば、PDI板50における大孔51及び小孔52の周縁の厚さを上記PDI板厚とし、PDI板50における周縁を囲む部分の厚さは、機械強度を大きくするように、上記PDI板厚の2倍以上であることが好ましい。これにより、機械的強度を確保しつつ、光量損失を抑制することができる。なお、フォトエッチング若しくは電鋳加工のプロセスは、ともに2段プロセスが可能である。
For example, if the wavelength λ of the measurement light L2 is 355 [nm], the NA of the
大孔51を通過したテスト波TW及び小孔52を通過した参照波RWは、瞳リレーレンズ22を透過する。このように、瞳リレーレンズ22は、テスト波TW及び参照波RWを含む計測光L2を透過させる。テスト波TW及び参照波RWは、検出器60の検出面に1次元の傾斜平面波の干渉像(Fringe)を形成する。
The test wave TW passing through the
検出器60は、瞳リレーレンズ22を透過した計測光L2の瞳共役面45に配置されている。検出器60は、計測光L2の干渉像を検出する。検出器60は、例えば、カメラでもよい。検出器60は、イメージセンサを有してもよい。例えば、イメージセンサは、前述の干渉縞を記録する。
The
検出器60は、具体的には、図1のミラーMR2の先に配置されてもよい。収差計測系で計測する場合には、ミラーMR2を光路から外す。検出器60は、試料検査系のMR2反射側の光路上の瞳共役面45に配置しない方が好ましい。試料検査系の光路上の瞳共役面45は、通常は、多数の絞り、光学フィルタ等が切り替え式機構として装備されている。よって、これらの光学部材を切り替え駆動して試料検査系の光路から退避させることは、試料検査系の光路の結像性能に影響を与えるリスク(Risk)がある。MR2の透過側の収差計測系内の瞳共役面45に干渉像記録用の検出器60を配置することで、試料検査系の主性能に与える影響を抑制することができる。
干渉像から波面収差を求めるためには、例えば、よく知られた干渉像スキャン(Fringe Scan)方式を用いる。これは、回折格子40を1次元に移動させるシフト(Shift)駆動によって、4つの位相で4枚の干渉像を取得する。そして、4枚の干渉像の簡単な演算によって、検出器60の画素単位で、波面収差(単位は、Radiumまたは2πで除したWaves)を得ることができる。計測再現性を考慮して、一位相あたりの干渉像を複数枚で平均化してもよい。
To obtain the wavefront aberration from the interference image, for example, a well-known interference image scanning (Fringe Scan) method is used. This acquires four interference images in four phases by shift driving that moves the
ところで、得られた波面収差は、瞳リレーレンズ22で発生した収差も含んでしまう。これを除去するために、Null板56を用いる。図4は、実施形態1に係る検査装置1において、Null板56を例示した平面図である。
By the way, the obtained wavefront aberration also includes the aberration generated by the
図4に示すように、Null板56には、2つの小孔57及び小孔58が形成されている。小孔57は、PDI板50における大孔51と同じ位置に形成されている。小孔58は、PDI板50における小孔52と同じ位置に形成されている。Null板56の小孔57の内径は、PDI板50の大孔51の内径よりも小さい。Null板56の小孔57及び小孔58は、PDI板50の小孔52と同じ内径を有している。
As shown in FIG. 4, the
PDI板50の代わりに、Null板56を配置させる。そして、Null板56の小孔57及び小孔58を用いて、PDI板50と同様の方法で、干渉像スキャンを行う。これにより、瞳リレーレンズ22で発生した収差を計測することができる。PDI板50を用いて計測した収差から、Null板56を用いて計測した収差を差し引くことによって、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21で発生する波面収差を高精度で計測することができる。
A
なお、干渉像から波面収差を計測する方法としては、非特許文献3で述べられている1位相の1枚の干渉像からフーリエ(Fourier)変換による方法もある。この場合には、より細かいピッチの干渉像が必要になるため、回折格子40における格子のピッチを干渉像スキャン方式のそれの1/2などにして、干渉の傾斜角度を2倍以上に多くとる必要がある。一般に、干渉像スキャン方式の方がフーリエ方式よりも高精度と言われている。しかしながら、一長一短であるために最適な手法選択は重要である。
As a method of measuring the wavefront aberration from the interference image, there is also a method of Fourier transform from one interference image of one phase, which is described in Non-Patent Document 3. In this case, since an interference image with a finer pitch is required, the pitch of the grating in the
本実施形態において、ステージ10に配置する点光源生成ユニット12以外の回折格子40及びPDI板50を常設しておき、計測時以外は、これらの部材を試料検査系の光路から退避しておく切り替え可能機構とすることも可能である。回折格子40及びPDI板50を配置する中間結像面35の近傍は、通常、視野絞り以外の機能素子はない。このため、設置空間に余裕があるため常設も可能である。
In this embodiment, the
また、中間結像面35の近傍は、例えば、50~70倍に拡大された空間である。このため、空間寸法も比較的大きく確保することができる。光束もNA/(50~70)になっているため、意図しない光束ケラレも回避することができる。回折格子40及びPDI板50は、一体機構とすることも可能であり、干渉計測系の安定性が改善する。あるいは、治工具的に収差計測時のみ、点光源生成ユニット12以外の回折格子40及びPDI板50を装着する構成にしてもよい。
Also, the vicinity of the
<試料検査方法>
次に、本実施形態の試料検査方法を、フローチャート図を参照して説明する。図5は、実施形態1に係る検査装置1を用いた試料検査方法を例示したフローチャート図である。
<Sample inspection method>
Next, the sample inspection method of this embodiment will be described with reference to a flow chart. FIG. 5 is a flow chart diagram illustrating a sample inspection method using the inspection apparatus 1 according to the first embodiment.
図5のステップS11に示すように、ステージ10に試料11を配置させる。次に、ステップS12に示すように、照明光L0を対物レンズ20で集光して試料11を照明する。次に、ステップS13に示すように、照明光L0が試料11で反射した検査光L1を対物レンズ20に対して透過させる。その際、対物レンズ20は、検査光L1を平行光に変換する。
The
次に、ステップS14に示すように、瞳リレーレンズ21及び瞳リレーレンズ22間に中間結像面35を形成するように、検査光L1を瞳リレーレンズ21及び瞳リレーレンズ22をリレーさせて透過させる。次に、ステップS15に示すように、瞳リレーレンズ22を透過した検査光L1をミラーMR2でチューブレンズ23に導く。次に、ステップS16に示すように、チューブレンズを介した検査光L1の結像共役面55に配置された検出器30で試料11の像を検出する。このようにして、検査装置1は、試料11を検査することができる。
Next, as shown in step S14, the inspection light L1 is relayed through the
<波面収差計測方法>
次に、本実施形態の波面収差計測方法を、フローチャート図を参照して説明する。図6は、実施形態1に係る検査装置1を用いた波面収差計測方法を例示したフローチャート図である。
<Wavefront aberration measurement method>
Next, the wavefront aberration measurement method of this embodiment will be described with reference to the flow chart. FIG. 6 is a flow chart diagram illustrating a wavefront aberration measuring method using the inspection apparatus 1 according to the first embodiment.
図6のステップS21に示すように、ステージ10に点光源を配置させる。具体的には、検査装置1におけるステージ10に点光源生成ユニット12を配置させて、試料面15と同じ位置に配置させた点光源から計測光L2を出射させる。
A point light source is arranged on the
次に、ステップS22に示すように、点光源から出射した計測光L2を対物レンズ20に対して透過させる。これにより、計測光L2は、対物レンズ20の収差を含むゆがんだ平面波17となる。
Next, as shown in step S22, the measurement light L2 emitted from the point light source is transmitted through the
次に、ステップS23に示すように、対物レンズ20を透過した計測光L2を瞳リレーレンズ21に対して透過させる。これにより、計測光L2は、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21の収差を含むゆがんだ球面波18となる。
Next, as shown in step S<b>23 , the measurement light L<b>2 that has passed through the
次に、ステップS24に示すように、瞳リレーレンズ21と中間結像面35との間に回折格子40を配置させ、回折格子40で計測光を回折させる。
Next, as shown in step S24, the
次に、ステップS25に示すように、中間結像面35の焦点深度内の近傍に大孔51及び小孔52が形成されたPDI板50を配置させる。その際、大孔51を計測光L2の光軸上に位置するようにし、小孔52を大孔51から離間させる。そして、回折格子40により回折された回折光を大孔51及び小孔52に透過させる。具体的には、回折光の0次光を大穴51に、+1次光または-1次光を小孔52に透過させる。
Next, as shown in step S25, the
次に、ステップS26に示すように、検査装置1の主光路からミラーMR2を退避させ、計測光L2が後段の検出器60側の瞳共役面45に導かれるようにする。
Next, as shown in step S26, the mirror MR2 is retracted from the main optical path of the inspection apparatus 1 so that the measurement light L2 is guided to the
次に、ステップS27に示すように、計測光を瞳リレーレンズ22に対して透過させる。そして、瞳共役面45に配置された検出器60で干渉像を検出させる。よって、干渉像から対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21の収差波面を計測する。このようにして、収差波面を計測することができる。
Next, the measurement light is transmitted through the
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態の検査装置1は、試料11の検査装置1に、点光源生成ユニット12、回折格子40及びPDI板50を追加することにより、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21の波面収差を計測することができる。これにより、高額な構成部材を用いることなく、また、試料検査系の光路に影響を与えることなく、しかも、その場で、対物レンズ20及び瞳リレーレンズ21を組み合わせた状態での結像性能を計測することができる。
Next, the effects of this embodiment will be described. The inspection apparatus 1 of this embodiment measures the wavefront aberration of the
また、対物レンズ20のNAは、瞳リレーレンズ21のNAよりも大きくしている。よって、ステッパー等の縮小光学系とは異なり、拡大光学系となっている。よって、中間結像面35の倍率を50倍以上にすることができ、空間的な余裕を有するようにすることができる。よって、中間結像面35に回折格子40及びPDI板50等の光学部材を配置させることができる。
Also, the NA of the
また、回折格子40のラインアンドスペースの間隔、並びに、PDI板50の大孔51及び小孔52の寸法を数10ミクロンオーダーに大きくすることができる。よって、回折格子40及びPDI板50等の光学部材の製造コストを低減することができる。これにより、回折格子40の格子間、大孔51及び小孔52を中空に形成しても、機械的強度を保つことができる。
Also, the line-and-space interval of the
瞳リレーレンズ22を配置することにより、干渉像を検出する検出器60を瞳共役面45に配置することができ、高精度に干渉像を解析することができる。また、瞳共役面45に検出器60を配置することができるので、検査装置1をコンパクトにすることができる。対物レンズ20、瞳リレーレンズ21、22は本来の半導体検査でも使用する光学部材であり、且つ、本発明では収差計測用も兼ねているために新たなレンズ系を追加する必要がなく、シンプルな構成が可能である。
By arranging the
小孔52の内径Φrを、計測波長、対物レンズ20のNA、中間像倍率を含んだ式で設定している。これにより、球面波16にリセットされる小孔52の条件を規定し、参照波RWを理想的な球面波16に近づけることができる。よって、高精度に波面収差を計測することができる。
The inner diameter Φr of the
PDI板50における大孔51及び小孔52の周縁の厚さを、計測波長、対物レンズ20のNA、中間像倍率を含んだ式で設定している。これにより、球面波16にリセットされる小孔52の条件を規定し、参照波RWを理想的な球面波に近づけることができる。よって、高精度に波面収差を計測することができる。
The peripheral thickness of the
さらに、その場での本計測結果を用いた半導体製造ラインの管理が可能になる。また、収差の計測結果を用いて検査装置1の結像性能を改善するための照明瞳フィルタ、結像瞳フィルタ等の光学素子の設計をすることができる。また、複数の検査装置1間の結像性能の差を補正する施策設計も可能になる。 Furthermore, it becomes possible to manage the semiconductor production line using the actual measurement results on the spot. Further, optical elements such as an illumination pupil filter and an imaging pupil filter for improving the imaging performance of the inspection apparatus 1 can be designed using the aberration measurement results. In addition, it becomes possible to design measures for correcting differences in imaging performance among a plurality of inspection apparatuses 1 .
(実施形態2)
次に、実施形態2に係る検査装置を説明する。前述の実施形態1の検査装置1は、その場における試料検査系及び収差計測系において、任意波長での試料11の検査及び波面収差の計測を行う。本実施形態の検査装置は、広波長帯域内で複数の波長帯(以下、バンドと呼ぶ。)を使用して、試料11の検査及び波面収差の計測を行う。
(Embodiment 2)
Next, an inspection apparatus according to Embodiment 2 will be described. The inspection apparatus 1 of Embodiment 1 described above inspects the
例えば、ステージ10に装着する点光源生成ユニット12は、266[nm]、355[nm]、375[nm]、430[nm]、457[nm]、501[nm]等の波長のDPSSレーザを用いてもよい。これらの計測レーザ波長は半導体検査用の検査波長に対応している。例えば、検査波長バンドの中心波長が計測波長である。点光源生成ユニット12内の集光レンズ及びピンホール板14は、波長に応じた設計を必要としてもよい。このため、点光源生成ユニット12は、波長の種類分準備してもよい。PDI板50は、検査光L2の波長に応じて、大孔51及び小孔52の径を前述の(1)式、(2)式にしたがって形成する。
For example, the point light
また、大孔51の中心と、小孔52の中心との間の距離D(Spacing)を、検査光L2の波長に応じて、以下の(4)式にしたがって配置する。
Also, the distance D (Spacing) between the center of the
D=L・tan(sin-1(λ/P)) (4) D = L tan (sin -1 (λ/P)) (4)
ここで、Lは、回折格子40とPDI板50との間の光軸方向の距離を示し、Pは、回折格子40における格子のピッチを示し、λは、計測光L12の波長である。例えば、L=70[mm]、P=30[μm]、λ=266[nm]の場合には、D=0.6[mm]である。
Here, L indicates the distance in the optical axis direction between the
PDI板50内のDで回折光の選択が可能であるので、回折格子40は、各波長で共通のものを使用することができる。
Since it is possible to select the diffracted light at D in the
図7は、実施形態2に係る検査装置において、PDI板50を例示した平面図である。図7に示すように、PDI板50には、各波長λ1、λ2、λ3(λ1<λ2<λ3)に対応した大孔51及び小孔52のペア(Pair)が形成されている。例えば、波長λ1に対応して大孔511及び小孔521が形成され、波長λ2に対応して大孔512及び小孔522が形成され、波長λ3に対応して大孔513及び小孔523が形成されている。波長に応じて、回折格子40の回折方向と直行する方向(図のY軸方向)にPDI板50をシフト移動させて用いる。
FIG. 7 is a plan view illustrating the
このように、本実施形態では、PDI板50は、大孔511、小孔521、大孔512、小孔522、大孔513及び小孔523を含む。計測光L2は、波長λ1の第1計測光、波長λ2の第2計測光及び波長λ3の第3計測光を含む。大孔511、小孔521及び波長λ1は、(1)式、(2)式及び(4)式を満たし、大孔512、小孔522及び波長λ2は、(1)式、(2)式及び(4)式を満たし、大孔513、小孔523及び波長λ3は、(1)式、(2)式及び(4)式を満たす。この場合に、計測光L2が第1計測光から第2計測光に変更する際に、PDI板50をシフト移動させ、第1計測光が大孔511及び小孔521を透過する状態から第2計測光が大孔512及び小孔522を透過する状態に変更する。計測光L2が第2計測光から第3計測光に変更する際に、PDI板50をシフト移動させ、第2計測光が大孔512及び小孔522を透過する状態から第3計測光が大孔513及び小孔523を透過する状態に変更する。
Thus, in this embodiment, the
本実施形態によれば、波長依存性のある光学材料を使用していないので、(1)式~(4)式等の光学パラメータ(Parameter)変更のみで多波長帯を用いる検査装置1にも適用することができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態1の記載に含まれている。 According to this embodiment, since an optical material having wavelength dependence is not used, the inspection apparatus 1 using multiple wavelength bands can be used only by changing optical parameters such as the formulas (1) to (4) can be applied. Configurations and effects other than this are included in the description of the first embodiment.
(実施形態3)
次に、実施形態3に係る検査装置を説明する。本実施形態の検査装置は、像高を変更して試料11の検査及び波面収差の計測をする。点光源生成ユニット12は、ステージ10に配置されているので、ステージ10を移動させることにより、収差を計測評価する像高を容易に変更することができる。これに伴い、PDI板50をXY平面内で移動させる。
(Embodiment 3)
Next, an inspection apparatus according to Embodiment 3 will be described. The inspection apparatus of this embodiment changes the image height to inspect the
図8は、実施形態3に係る検査装置において、PDI板50を例示した平面図である。図8に示すように、例えば、点光源生成ユニット12における試料面15上のピンホール13の座標を、対物レンズ20の光軸からY軸方向にΔシフトしたとき(像高Y=Δ)、PDI板50もY方向にM×Δ移動させる。ここで、Mは、中間結像面の倍率である。対物レンズ20の試料11上の視野をΦSとする。そうすると、PDI板50は、±(S/2)×MだけY軸方向に移動できるようになっている。なお、回折格子40は、像高振りに対して大きな有効領域を持つとしている。
FIG. 8 is a plan view illustrating the
このように、本実施形態では、対物レンズ20の視野内において対物レンズ20の光軸に直交する面内で点光源を移動させた場合には、PDI板50は、点光源の移動量に、中間結像面35の倍率を乗じた移動量を移動される。
As described above, in this embodiment, when the point light source is moved in the plane perpendicular to the optical axis of the
本実施形態によれば、点光源生成ユニット12のXY平面上の位置と、PDI板50のXY平面上の位置を連動させて波面収差を計測する。これにより、対物レンズ20の視野内の任意像高での波面収差を計測することができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態1及び2の記載に含まれている。
According to this embodiment, the position of the point light
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施形態1~3の各構成は、相互に組み合わせることができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention. For example, each configuration of Embodiments 1 to 3 can be combined with each other.
1 検査装置
10 ステージ
11 試料
12 点光源生成ユニット
13 ピンホール
14 ピンホール板
15 試料面
16 球面波
17 ゆがんだ平面波
18 ゆがんだ球面波
20 対物レンズ
21 瞳リレーレンズ
22 瞳リレーレンズ
23 チューブレンズ
25 瞳面
30 検出器
35 中間結像面
40 回折格子
45 瞳共役面
50 PDI板
51 大孔
52 小孔
55 結像共役面
56 Null板
57、58 小孔
60 検出器
BS ビームスプリッタ
L0 照明光
L1 検査光
L2 計測光
LS 光源
MR1、MR2 ミラー
RW 参照波
TW テスト波
1
Claims (14)
前記検査時に前記試料を照明した照明光が前記試料で反射した検査光を透過させるとともに、前記収差計測時に前記点光源から出射した計測光を透過させる対物レンズと、
前記対物レンズを透過した前記検査光及び前記計測光を透過させて、結像レンズとして機能する第1レンズであって、前記対物レンズと前記第1レンズとの間に瞳面が形成され、前記対物レンズの焦点距離よりも長い焦点距離を有する前記第1レンズと、
前記第1レンズを透過した前記検査光及び前記計測光を透過させる第2レンズであって、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に中間結像面が形成される前記第2レンズと、
前記第1レンズと前記中間結像面との間に配置され、前記計測光を回折させる回折格子と、
前記中間結像面の焦点深度範囲内の近傍に配置され、大孔及び前記大孔よりも内径が小さい小孔が形成され、前記大孔は前記計測光の光軸上に位置し、前記小孔は前記大孔から離間し、前記回折格子により回折された回折光を透過させるPDI板と、
前記第2レンズ及びチューブレンズを透過した前記検査光の結像共役面に配置され、前記試料の像を検出する第1検出器と、
前記第2レンズを透過した前記計測光の瞳共役面に配置され、前記計測光の干渉像を検出する第2検出器と、
前記第2レンズと前記チューブレンズとの間に配置され、前記検査時と前記収差計測時の切り替えを行うミラーと、
を備え、前記検査時のときは、前記回折格子及び前記PDI板は前記検査光の光路から退避させる、
検査装置。 a stage on which a sample is placed during inspection and a point light source is placed during aberration measurement;
an objective lens that transmits inspection light reflected by the sample from illumination light that illuminates the sample during the inspection, and that transmits measurement light emitted from the point light source during the aberration measurement;
A first lens that transmits the inspection light and the measurement light that have passed through the objective lens and functions as an imaging lens, wherein a pupil plane is formed between the objective lens and the first lens, and the the first lens having a focal length longer than the focal length of the objective lens;
a second lens that transmits the inspection light and the measurement light that have passed through the first lens, the second lens having an intermediate imaging plane formed between the first lens and the second lens; ,
a diffraction grating disposed between the first lens and the intermediate imaging plane for diffracting the measurement light;
A large hole and a small hole having an inner diameter smaller than that of the large hole are formed in the vicinity of the intermediate imaging plane within the depth of focus range, the large hole is positioned on the optical axis of the measurement light, and the small hole is formed. a PDI plate having holes spaced apart from the large holes and transmitting diffracted light diffracted by the diffraction grating;
a first detector arranged on an imaging conjugate plane of the inspection light that has passed through the second lens and the tube lens and detecting an image of the sample;
a second detector arranged on a pupil conjugate plane of the measurement light transmitted through the second lens and detecting an interference image of the measurement light;
a mirror disposed between the second lens and the tube lens for switching between the inspection and the aberration measurement;
and retracting the diffraction grating and the PDI plate from the optical path of the inspection light during the inspection;
inspection equipment.
請求項1に記載の検査装置。 Magnification in the intermediate imaging plane determined by the ratio of the focal length of the objective lens to the focal length of the first lens is 50 times or more.
The inspection device according to claim 1.
請求項1または2に記載の検査装置。 Between the gratings of the diffraction grating, the large holes and the small holes are hollow,
The inspection device according to claim 1 or 2.
前記計測光は、前記照明光の検査波長帯幅内の波長であって、前記照明光の検査波長帯の中心波長または重心波長を含み、前記計測光の波長をλとし、前記対物レンズの開口数をNAとし、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面の倍率をMとし、前記回折格子と前記PDI板との間の前記光軸方向の距離をLとし、前記回折格子の各格子のピッチをPとすると、前記大孔の内径Φtは、
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
を満たし、前記小孔の内径Φrは、
Φr<0.61・λ/(NA/M) (B)
を満たし、前記大孔の中心と、前記小孔の中心との間の距離Dは、
D=L・tan(sin-1(λ/P)) (C)
を満たす、
請求項1~3のいずれか1項に記載の検査装置。 A plurality of inspection wavelengths are used for the illumination light,
The measurement light has a wavelength within the inspection wavelength band width of the illumination light and includes a central wavelength or a centroid wavelength of the inspection wavelength band of the illumination light, the wavelength of the measurement light is λ, and the aperture of the objective lens is Let NA be the number, let M be the magnification of the intermediate imaging plane determined by the ratio of the focal length of the objective lens to the focal length of the first lens, and let M be the optical axis direction between the diffraction grating and the PDI plate. L is the distance between and P is the pitch of each grating of the diffraction grating, the inner diameter Φt of the large hole is
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
and the inner diameter Φr of the small hole is
Φr<0.61 λ/(NA/M) (B)
and the distance D between the center of the large hole and the center of the small hole is
D = L tan (sin -1 (λ/P)) (C)
satisfy the
The inspection device according to any one of claims 1 to 3.
前記検査光における第1検査波長に対応した第1計測波長の第1計測光及び第2検査波長に対応した第2計測波長の第2計測光を前記計測光は含み、
前記第1大孔、前記第1小孔及び前記第1計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たし、前記第2大孔、前記第2小孔及び前記第2計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たす場合に、前記計測光が前記第1計測光から前記第2計測光に変更する際に、前記PDI板をシフト移動させ、前記第1計測光が前記第1大孔及び前記第1小孔を透過する状態から前記第2計測光が前記第2大孔及び前記第2小孔を透過する状態に変更する、
請求項4に記載の検査装置。 the PDI plate includes a first large hole, a first small hole, a second large hole and a second small hole so as to correspond to a plurality of inspection wavelengths;
the measurement light includes a first measurement light having a first measurement wavelength corresponding to the first inspection wavelength in the inspection light and a second measurement light having a second measurement wavelength corresponding to the second inspection wavelength;
The first large hole, the first small hole, and the first measurement wavelength satisfy formulas (A), (B), and (C), and the second large hole, the second small hole, and the first measurement wavelength satisfy formulas (A), (B), and (C). 2 measurement wavelength shifts the PDI plate when the measurement light is changed from the first measurement light to the second measurement light when formulas (A), (B), and (C) are satisfied; by moving the first measurement light from a state in which the first measurement light is transmitted through the first large hole and the first small hole to a state in which the second measurement light is transmitted through the second large hole and the second small hole;
The inspection device according to claim 4.
a<λ/(NA/M) (D)
を満たし、
前記PDI板における前記周縁を囲む部分の厚さは、機械強度を大きくするように、前記厚さaの2倍以上である、
請求項4または5に記載の検査装置。 The peripheral thickness a of the large hole and the small hole in the PDI plate is
a<λ/(NA/M) (D)
The filling,
The thickness of the portion surrounding the peripheral edge of the PDI plate is at least twice the thickness a so as to increase mechanical strength.
The inspection device according to claim 4 or 5.
請求項1~6のいずれか1項に記載の検査装置。 When the point light source is moved in a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens within the field of view of the objective lens, the PDI plate has the focal length of the objective lens and the amount of movement of the point light source. moved by a movement amount multiplied by the magnification of the intermediate imaging plane determined by the ratio to the focal length of the first lens;
The inspection device according to any one of claims 1 to 6.
前記試料を照明した照明光が前記試料で反射した検査光を透過させる対物レンズと、
前記対物レンズを透過した前記検査光を透過させる第1レンズであって、前記対物レンズと前記第1レンズとの間に瞳面が形成され、前記対物レンズの焦点距離よりも長い焦点距離を有する前記第1レンズと、
前記第1レンズを透過した前記検査光を透過させる第2レンズであって、前記第1レンズと前記第2レンズの間に中間結像面が形成される前記第2レンズと、
前記第2レンズを透過した前記検査光の結像共役面に配置され、前記試料の像を検出する第1検出器と、
を備えた検査装置の波面収差計測方法であって、
前記ステージに点光源を配置させるステップと、
前記点光源から出射した計測光を前記対物レンズに対して透過させるステップと、
前記対物レンズを透過した前記計測光を前記第1レンズに対して透過させるステップと、
前記第1レンズと前記中間結像面との間に回折格子を配置させ、前記計測光を回折させるステップと、
前記中間結像面の焦点深度内の近傍に大孔及び前記大孔よりも内径が小さい小孔が形成されたPDI板を配置させ、前記大孔を前記計測光の光軸上に位置するようにし、前記小孔を前記大孔から離間させ、前記回折格子により回折された回折光を透過させるステップと、
前記第2レンズを透過した前記計測光の干渉像を、前記計測光の瞳共役面に配置された第2検出器で検出するステップと、
を備えた波面収差計測方法。 a stage on which the sample is placed;
an objective lens that transmits inspection light reflected by the sample from illumination light that illuminates the sample;
A first lens for transmitting the inspection light that has passed through the objective lens, wherein a pupil plane is formed between the objective lens and the first lens and has a longer focal length than the focal length of the objective lens. the first lens;
a second lens that transmits the inspection light that has passed through the first lens, the second lens having an intermediate imaging plane formed between the first lens and the second lens;
a first detector arranged on the imaging conjugate plane of the inspection light transmitted through the second lens and detecting an image of the sample;
A wavefront aberration measurement method for an inspection apparatus comprising
placing a point light source on the stage;
a step of transmitting measurement light emitted from the point light source through the objective lens;
a step of transmitting the measurement light that has passed through the objective lens through the first lens;
placing a diffraction grating between the first lens and the intermediate imaging plane to diffract the measurement light;
A PDI plate having a large hole and a small hole smaller in inner diameter than the large hole is arranged near the intermediate imaging plane within the depth of focus, and the large hole is positioned on the optical axis of the measurement light. and separating the small holes from the large holes to transmit the diffracted light diffracted by the diffraction grating;
a step of detecting an interference image of the measurement light transmitted through the second lens with a second detector arranged on a pupil conjugate plane of the measurement light;
A wavefront aberration measurement method.
請求項8に記載の波面収差計測方法。 The magnification in the intermediate imaging plane determined by the ratio of the focal length of the objective lens and the focal length of the first lens is 50 times or more,
The wavefront aberration measurement method according to claim 8.
請求項8または9に記載の波面収差計測方法。 Between the gratings of the diffraction grating, the large holes and the small holes are hollow;
The wavefront aberration measuring method according to claim 8 or 9.
前記計測光は、前記照明光の検査波長帯幅内の波長であって、前記照明光の検査波長帯の中心波長または重心波長を含み、
前記計測光の波長をλとし、前記対物レンズの開口数をNAとし、前記対物レンズの焦点距離と前記第1レンズの焦点距離との比で決まる前記中間結像面の倍率をMとし、前記回折格子と前記PDI板との間の光軸方向の距離をLとし、前記回折格子の各格子のピッチをPとすると、前記大孔の内径Φtを、
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
を満たすようにし、前記小孔の内径Φrを、
Φr<0.61・λ/(NA/M) (B)
を満たすようにし、前記大孔の中心と、前記小孔の中心との間の距離Dを、
D=L・tan(sin-1(λ/P)) (C)
を満たすようにする、
請求項8~10のいずれか1項に記載の波面収差計測方法。 A plurality of inspection wavelengths are used for the illumination light,
The measurement light has a wavelength within the inspection wavelength band width of the illumination light, and includes a center wavelength or a centroid wavelength of the inspection wavelength band of the illumination light,
Let λ be the wavelength of the measurement light, NA be the numerical aperture of the objective lens, M be the magnification of the intermediate imaging plane determined by the ratio between the focal length of the objective lens and the focal length of the first lens, and Assuming that the distance in the optical axis direction between the diffraction grating and the PDI plate is L, and the pitch of each grating of the diffraction grating is P, the inner diameter Φt of the large hole is:
Φt>30・0.61・λ/(NA/M) (A)
is satisfied, and the inner diameter Φr of the small hole is
Φr<0.61 λ/(NA/M) (B)
and the distance D between the center of the large hole and the center of the small hole is
D = L tan (sin -1 (λ/P)) (C)
to satisfy
The wavefront aberration measuring method according to any one of claims 8 to 10.
前記第1大孔、前記第1小孔及び前記第1計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たし、前記第2大孔、前記第2小孔及び前記第2計測波長は、(A)式、(B)式及び(C)式を満たす場合に、前記計測光を前記第1計測光から前記第2計測光に変更する際に、前記PDI板をシフト移動させ、前記第1計測光が前記第1大孔及び前記第1小孔を透過する状態から前記第2計測光が前記第2大孔及び前記第2小孔を透過する状態に変更する、
請求項11に記載の波面収差計測方法。 The PDI plate includes a first large hole, a first small hole, a second large hole and a second small hole so as to correspond to a plurality of inspection wavelengths, and corresponds to the first inspection wavelength in the inspection light. The measurement light includes a first measurement light having a first measurement wavelength and a second measurement light having a second measurement wavelength corresponding to the second inspection wavelength in the inspection light,
The first large hole, the first small hole, and the first measurement wavelength satisfy formulas (A), (B), and (C), and the second large hole, the second small hole, and the first measurement wavelength satisfy formulas (A), (B), and (C). 2 When the measurement wavelength satisfies the formulas (A), (B), and (C), the PDI plate is shifted when changing the measurement light from the first measurement light to the second measurement light. by moving the first measurement light from a state in which the first measurement light is transmitted through the first large hole and the first small hole to a state in which the second measurement light is transmitted through the second large hole and the second small hole;
The wavefront aberration measurement method according to claim 11.
a<λ/(NA/M) (D)
を満たすようにし、
前記PDI板における前記周縁を囲む部分の厚さを、機械強度を大きくするように、前記厚さaの2倍以上とする、
請求項11また12に記載の波面収差計測方法。 The peripheral thickness a of the large hole and the small hole in the PDI plate is
a<λ/(NA/M) (D)
and
The thickness of the portion surrounding the peripheral edge of the PDI plate is set to be at least twice the thickness a so as to increase mechanical strength.
The wavefront aberration measuring method according to claim 11 or 12.
請求項8~13のいずれか1項に記載の波面収差計測方法。 When the point light source is moved in a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens within the field of view of the objective lens, the PDI plate is adjusted to the amount of movement of the point light source and to the focal length of the objective lens. moving the amount of movement multiplied by the magnification of the intermediate imaging plane determined by the ratio to the focal length of the first lens;
The wavefront aberration measuring method according to any one of claims 8 to 13.
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