JPH0989720A - Imagery evaluating device for optical system - Google Patents

Imagery evaluating device for optical system

Info

Publication number
JPH0989720A
JPH0989720A JP7267866A JP26786695A JPH0989720A JP H0989720 A JPH0989720 A JP H0989720A JP 7267866 A JP7267866 A JP 7267866A JP 26786695 A JP26786695 A JP 26786695A JP H0989720 A JPH0989720 A JP H0989720A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
optical system
point light
fourier transform
light sources
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7267866A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Sekine
義之 関根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP7267866A priority Critical patent/JPH0989720A/en
Publication of JPH0989720A publication Critical patent/JPH0989720A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the imagery evaluating device for an optical system, which can obtain the intensity distribution of the image of a body by an imagery optical system at a high speed in high accuracy and can obtain the performance of the imagery optical system readily in high accuracy. SOLUTION: A memory means 2, which stores various kinds of data with regard to light sources, bodies and imagery optical systems, a central processing means 1, which divides the light source into a plurality of point light sources and obtains the intensity distribution at the specified surface of the body with the luminous fluxes from a plurality of the point light source, and an output means, which outputs the result of the operation from the central processing means, are provided. The central processing means 1 divides the image of the light source formed on the pupil surface of an imagery optical system into the equal-distance rectangular lattice shape the same as a pupil dividing method, divides the light source to be obtained when the divided image is reversely projected on the light source and replaces the Fourier transform of the body corresponding to the position of the individual point light source, which is obtained by the division, by the Fourier transform of the body, which is obtained for the point light source at a certain specified position, by deviating the position at the Fourier transform surface of the body in correspondence with the position of the individual light source. Thus, the intensity distribution of the image of the body is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光学系の結像評価装
置に関し、特に光学設計された結像光学系の性能を物体
像の強度分布を求めて評価する際に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming evaluation apparatus for an optical system, and is particularly suitable for evaluating the performance of an optically designed image forming optical system by obtaining the intensity distribution of an object image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、いわゆる部分的コヒーレント
な結像光学系としては顕微鏡、各種プロジェクター、半
導体露光装置などがある。これらの結像光学系の設計、
あるいは光学性能評価の手段として部分的コヒーレント
の照明下での物体像の強度分布を計算で求める方法が知
られている。殊に半導体露光装置において、このような
計算手段はその設計,評価に欠かせないものとなってお
り、また半導体生産工場においても、その最適露光条件
の設定に使用され、歩留まり向上に役立たさせている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called partially coherent image forming optical system includes a microscope, various projectors, a semiconductor exposure apparatus, and the like. Design of these imaging optics,
Alternatively, a method of calculating the intensity distribution of an object image under partial coherent illumination is known as a means for evaluating optical performance. Especially, in a semiconductor exposure apparatus, such a calculation means is indispensable for its design and evaluation, and it is also used in the semiconductor production factory to set the optimum exposure condition to help improve the yield. There is.

【0003】これらの計算に使われる基本的な解析式と
してよく知られているものに、H.H.Hopkins の式と、近
年M.Yeung によって用いられた式がある。以前はH.H.Ho
pkins の式による手法が主流であったが、最近ではFF
T(高速フーリエ変換)のより一層の高速化などにより
フーリエ変換を多用するM.Yeung の手法がその高速性の
故に広く使われるようになり、市販のソフトウェアもこ
の手法を採用している。
Well-known basic analytical formulas used for these calculations are the HHHopkins formula and the formula recently used by M. Yeung. Formerly HHHo
The method based on the pkins formula was the mainstream, but recently FF
M.Yeung's method, which uses a lot of Fourier transforms, has become widely used due to the higher speed of T (fast Fourier transform), and commercial software also employs this method.

【0004】図7は従来より一般的に用いられている部
分的コヒーレントな光学系全体の断面図である。この光
学系の特徴として、光源28が面光源であると仮定した
とき、光源面28はコンデンサーレンズ29の前側焦点
面に位置しているので、光源面28上の一点から出射し
た光は物体30を照明する時点で平面波になっているこ
と、さらに物体面30上に物体(これも平面物体とす
る)が存在しない場合には結像レンズ31の後側焦点面
28の像が結像することの二点が挙げられる。
FIG. 7 is a sectional view of an entire partially coherent optical system which has been generally used conventionally. As a feature of this optical system, when it is assumed that the light source 28 is a surface light source, the light source surface 28 is located on the front focal plane of the condenser lens 29, so that the light emitted from one point on the light source surface 28 is the object 30. Is a plane wave at the time of illuminating, and if there is no object (also a planar object) on the object plane 30, an image of the rear focal plane 28 of the imaging lens 31 is imaged. There are two points.

【0005】また、この結像レンズ31の後側焦点面3
2に不図示の開口絞りが設置されているので、ここを結
像レンズ31の射出瞳と考えることができ、そこに結像
した光源はH.H.Hopkins が導入した有効光源と考えられ
る。
The rear focal plane 3 of the imaging lens 31
Since an aperture stop (not shown) is installed at 2, it can be considered as the exit pupil of the imaging lens 31, and the light source imaged there is considered as an effective light source introduced by HH Hopkins.

【0006】さらに、物体照明光が平面波であることか
ら、この射出瞳面32は物体面30のフーリエ変換面と
もなっている。
Further, since the object illumination light is a plane wave, the exit pupil plane 32 is also a Fourier transform plane of the object plane 30.

【0007】M.Yeung の手法とは、光源面上の各点がイ
ンコヒーレントであると仮定して各点毎の物体像強度分
布を算出し、その総和として光源全体の強度分布とする
というものであり、次の式で全体の強度分布I(x,
y)が与えられる。(Proc.Kodak Microelectronics Sem
inar INTERFACE'85,115(1986))
The method of M. Yeung is to calculate the object image intensity distribution for each point on the assumption that each point on the light source surface is incoherent, and take the sum as the total intensity distribution of the light source. And the overall intensity distribution I (x,
y) is given. (Proc. Kodak Microelectronics Sem
inar INTERFACE'85,115 (1986))

【0008】[0008]

【数1】 ここで、A(ξ′,η′)は光源面28における強度分
布、Fa(f,g)は評価する物体の射出瞳面32にお
けるフーリエ変換で、(f,g)は空間周波数である。
またP(ξ,η)は瞳函数、(p,q)は(ξ′,
η′)にある点光源が物体を照明するときの光の進行方
向を表す方向余弦のx′,y′成分、λは波長、zは射
出瞳32と像面33との距離である。
[Equation 1] Here, A (ξ ', η') is the intensity distribution on the light source plane 28, Fa (f, g) is the Fourier transform on the exit pupil plane 32 of the object to be evaluated, and (f, g) is the spatial frequency.
P (ξ, η) is the pupil function, and (p, q) is (ξ ′,
η ′) is the x ′ and y ′ components of the direction cosine representing the traveling direction of light when the point light source illuminates the object, λ is the wavelength, and z is the distance between the exit pupil 32 and the image plane 33.

【0009】(1)式中、物体のフーリエ変換 Fa(f-p/
λ,g-q/λ)は方向余弦(p,q)を通して光源各点の
位置(ξ′,η′)に依存しているために各点光源に対
して物体のフーリエ変換を計算する必要がある。ここ
で、評価に用いられる物体が三角形,四角形,円形な
ど、解析的にフーリエ変換の式が求められる図形の組合
せとすると、その式から物体のフーリエ変換を計算する
ことができる。この方法を以後、解析的フーリエ変換と
呼び、その計算過程を図8に示す。
In the equation (1), the Fourier transform of the object Fa (fp /
Since λ, gq / λ) depends on the position (ξ ′, η ′) of each point of the light source through the direction cosine (p, q), it is necessary to calculate the Fourier transform of the object for each point light source . Here, if the object used for evaluation is a combination of figures such as a triangle, a quadrangle, and a circle for which a Fourier transform formula is analytically obtained, the Fourier transform of the object can be calculated from the formula. This method is hereafter called analytical Fourier transform, and its calculation process is shown in FIG.

【0010】図8ではステップ34で光源を分割、保持
し、ステップ35で瞳函数を算出し、ステップ36で点
光源の位置を抽出する。ステップ37で物体を構成する
要素図形を一つ抽出し、ステップ38で要素図形のフー
リエ変換を解析的にまたは解析的フーリエ変換により算
出し、ステップ39で要素図形が残っているかを判断す
る。ステップ40で点光源による強度分布を算出し、ス
テップ41で点光源が残っているかを判断し、ステップ
42で物体像の強度分布を算出している。
In FIG. 8, the light source is divided and held in step 34, the pupil function is calculated in step 35, and the position of the point light source is extracted in step 36. In step 37, one element graphic forming the object is extracted, in step 38 the Fourier transform of the element graphic is calculated analytically or by analytical Fourier transform, and in step 39 it is judged whether or not the element graphic remains. In step 40, the intensity distribution by the point light source is calculated, in step 41, it is determined whether or not the point light source remains, and in step 42, the intensity distribution of the object image is calculated.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】この解析的フーリエ変
換では多くの図形が組み合わされた物体の場合、一つ一
つの図形に対してそのフーリエ変換の解析式を用いた計
算が必要となり、物体形状が複雑になると要素図形の数
が増すことにより光源の分割数を粗くしても計算時間が
かかるという問題があった。
In the case of an object in which many figures are combined in this analytic Fourier transform, calculation using the analytic expression of the Fourier transform is required for each figure, and the object shape However, there is a problem that the calculation time increases even if the number of light source divisions is roughened due to an increase in the number of element figures when the number becomes complicated.

【0012】図9は物体のフーリエ変換をFFTを用い
て計算する場合のフローチャートである。図9ではステ
ップ43で光源を分割、保持し、ステップ44で瞳函数
を算出し、ステップ45で点光源の位置を抽出し、ステ
ップ46で物体のフーリエ変換をFFTにより算出し、
ステップ47で点光源による強度分布を算出し、ステッ
プ48で点光源が残っているかを判断し、ステップ49
で物体像の強度分布を算出している。
FIG. 9 is a flow chart when the Fourier transform of the object is calculated using FFT. In FIG. 9, the light source is divided and held in step 43, the pupil function is calculated in step 44, the position of the point light source is extracted in step 45, and the Fourier transform of the object is calculated by FFT in step 46.
In step 47, the intensity distribution by the point light source is calculated, in step 48, it is judged whether or not the point light source remains, and in step 49
Calculates the intensity distribution of the object image.

【0013】図9に示すフローチャートに基づいて演算
する場合において、複雑な形の物体では十分な計算精度
を得ようとすると、物体の分割数を多くする必要があ
り、多くの計算時間を要することになる。特に、半導体
露光装置の性能を見極めるためには光源の形状,物体形
状,使用波長,強度分布を求める光軸方向の位置(デフ
ォーカス位置)などをいろいろ組換えて数十種類の条件
で強度分布を調べる必要があり、一条件あたりの計算時
間の一層の短縮が強く望まれている。
In the case of calculation based on the flowchart shown in FIG. 9, in order to obtain sufficient calculation accuracy for an object having a complicated shape, it is necessary to increase the number of divisions of the object, which requires a lot of calculation time. become. In particular, in order to determine the performance of the semiconductor exposure apparatus, the shape of the light source, the shape of the object, the wavelength used, the position in the optical axis direction to obtain the intensity distribution (defocus position), etc. can be recombined in various ways to obtain the intensity distribution under several tens of conditions. Therefore, it is strongly desired to further reduce the calculation time per condition.

【0014】本発明は、物体像の強度分布を計算するた
めに多大な計算時間を必要とするという課題を解決し、
物体形状に依存することなく高速かつ高精度に物体像の
強度分布を得て、光学系の性能を容易に演算し、求める
ことの出来る光学系の結像評価装置の提供を目的とす
る。
The present invention solves the problem that a large amount of calculation time is required to calculate the intensity distribution of an object image,
An object of the present invention is to provide an imaging evaluation apparatus for an optical system that can obtain the intensity distribution of an object image at high speed and with high accuracy without depending on the shape of the object, and easily calculate and obtain the performance of the optical system.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の光学系の結像評
価装置は、光源,物体そして結像光学系に関する各種の
データを格納した記憶手段と、該光源を複数の点光源に
分割し、該分割した複数の点光源からの光束に基づいて
該物体の所定面上における強度分布を求める中央処理手
段、そして該中央処理手段からの演算結果を出力する出
力手段とを有する光学系の結像評価装置において、該中
央処理手段は該結像光学系の瞳面上にできた該光源の像
を該結像光学系の瞳の分割法と同じ等間隔矩形格子状に
分割したときに得られる分割像を該光源面に逆投影した
ときに得られるように該光源を分割し、該分割して得ら
れた個々の点光源の位置に対応した該物体のフーリエ変
換を、ある特定の位置にある点光源に対して求めた該物
体のフーリエ変換と、個々の光源の位置に応じて該物体
のフーリエ変換面において位置ずらしを行なうことによ
り代替し、求めていることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An image forming evaluation apparatus for an optical system according to the present invention comprises a storage means for storing various data relating to a light source, an object and an image forming optical system, and the light source is divided into a plurality of point light sources. , A central processing means for obtaining an intensity distribution on a predetermined surface of the object based on the divided luminous fluxes from the plurality of point light sources, and an output means for outputting a calculation result from the central processing means. In the image evaluation apparatus, the central processing means obtains when the image of the light source formed on the pupil plane of the imaging optical system is divided into rectangular grids at equal intervals as in the pupil division method of the imaging optical system. The light source is divided so as to be obtained when the divided image obtained is back-projected onto the light source surface, and the Fourier transform of the object corresponding to the position of each point light source obtained by the division is calculated at a specific position. Fourier transform of the object obtained for a point light source in It is characterized in that the alternate and by performing shifting position in the Fourier transform plane of the object according to the position of the individual light sources, are required.

【0016】特に、 (1)前記物体のフーリエ変換面は前記結像光学系の瞳
座標面であること。 (2)前記中央処理手段は分割により生成した全点光源
の一部を選択して構成した要素光源を用いていること。 (3)前記選択した点光源の数をn、光源の分割により
生成した点光源の総数をNとしたとき、 n≦N/2 を満足すること。など、を特徴としている。
In particular, (1) the Fourier transform plane of the object is the pupil coordinate plane of the imaging optical system. (2) The central processing means uses an element light source configured by selecting a part of all point light sources generated by division. (3) When n is the number of the selected point light sources and N is the total number of the point light sources generated by dividing the light sources, n ≦ N / 2 is satisfied. And so on.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態1の要部
ブロック図である。図1の実施形態では物体像の強度分
布を高速に計算する為の情報処理に関するブロック図を
示している。図1においてINは入力手段であり、例え
ばキーボードなどから成り、光源や光学系に関する諸数
値、光学系と物体像との関係、物体に関する諸数値など
が入力されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of essential parts of a first embodiment of the present invention. The embodiment of FIG. 1 shows a block diagram relating to information processing for calculating the intensity distribution of an object image at high speed. In FIG. 1, IN is an input means, which is composed of, for example, a keyboard, and is used to input various numerical values related to the light source and the optical system, the relationship between the optical system and the object image, and various numerical values related to the object.

【0018】1は中央処理手段であり、入力手段INか
らのデータや後述する記憶手段2や外部記憶手段3から
のデータに基づいて所定の演算を行なっている。2は記
憶手段であり、中央処理手段1で計算処理された各種の
データや予め求められたデータを記憶している。3は外
部記憶手段であり、必要な光源,光学系データ,物体デ
ータなどを記憶している。OUTは表示手段(出力手
段)であり、中央処理手段1で計算処理された結果を中
央処理手段1からのデータに基づいて出力表示してい
る。
Reference numeral 1 denotes a central processing means, which performs a predetermined calculation based on data from the input means IN and data from a storage means 2 and an external storage means 3 which will be described later. Reference numeral 2 denotes a storage unit which stores various data calculated by the central processing unit 1 and data obtained in advance. An external storage unit 3 stores necessary light sources, optical system data, object data, and the like. OUT is a display means (output means), which outputs and displays the result calculated by the central processing means 1 based on the data from the central processing means 1.

【0019】次に本実施形態における光学系の特徴を図
7の光学系を参照して説明する。同図において28は光
源面、29は焦点距離f′のコンデンサーレンズ、30
は物体面、31は焦点距離f0 の結像レンズ、32は射
出瞳位置(開口絞り位置)、33は像面である。
Next, the features of the optical system of this embodiment will be described with reference to the optical system of FIG. In the figure, 28 is a light source surface, 29 is a condenser lens with a focal length f ', and 30 is a condenser lens.
Is an object plane, 31 is an imaging lens with a focal length f 0 , 32 is an exit pupil position (aperture stop position), and 33 is an image plane.

【0020】本実施形態では部分的コヒーレント光学系
による像の強度分布を表す(1)式において、光源面2
8の強度分布A(ξ′,η′)、物体のフーリエ変換 F
a(f-p/λ,g-q/λ)、瞳函数 P(-λzf,-λzf) はいずれ
も図7において結像レンズ31の開口絞りが位置する射
出瞳面32上で考えることができる。
In this embodiment, in the formula (1) representing the image intensity distribution by the partially coherent optical system, the light source surface 2
8 intensity distribution A (ξ ', η'), Fourier transform of the object F
Both a (fp / λ, gq / λ) and the pupil function P (-λzf, -λzf) can be considered on the exit pupil plane 32 where the aperture stop of the imaging lens 31 is located in FIG.

【0021】光源面28上の分割された点光源の各位置
座標(ξ′,η′)に依存する物体30のフーリエ変換
の原点 (p/λ,q/λ)が射出瞳面32上の対応する点光
源像の位置(ξ″,η″)と一致する。この為Fa,P
共に射出瞳面32上での離散化を同一格子間隔で行なう
ことにより、一度、十分な領域の物体30のフーリエ変
換を求めてしまえば、必要な物体30のフーリエ変換は
各点光源の位置に対応する分だけずらすことで得ること
ができ、点光源ごとにフーリエ変換を施すのに比べ、高
速化を図ることができる。
The origin (p / λ, q / λ) of the Fourier transform of the object 30 depending on each position coordinate (ξ ', η') of the divided point light source on the light source surface 28 is on the exit pupil plane 32. It matches the position (ξ ″, η ″) of the corresponding point light source image. Therefore, Fa, P
By performing the discretization on the exit pupil plane 32 at the same grid interval, once the Fourier transform of the object 30 in a sufficient area is obtained, the necessary Fourier transform of the object 30 is at the position of each point light source. It can be obtained by shifting by the corresponding amount, and the speed can be increased as compared with performing Fourier transform for each point light source.

【0022】以上の方式において、計算精度を維持する
ため射出瞳面32は必要かつ十分なだけ細かく分割され
ており、従って光源面28も細かく分割されることとな
り、依然として計算量は多い。計算時間を短縮する次の
手段は、光源の離散化によって生じた多数の点光源の
内、一部のみを選び出して要素光源を形成し、その要素
光源に含まれる点光源についてのみ計算を実行し、それ
らの和をとり物体30の像の強度分布を得るというもの
である。
In the above-mentioned method, the exit pupil plane 32 is divided into the necessary and sufficient subdivisions in order to maintain the calculation accuracy. Therefore, the light source plane 28 is also subdivided into subdivisions, and the calculation amount is still large. The next means of reducing the calculation time is to select only a part of a large number of point light sources generated by the discretization of the light source to form an element light source, and perform the calculation only on the point light sources included in the element light source. , The sum of these is obtained to obtain the intensity distribution of the image of the object 30.

【0023】本実施形態によれば選択された光源数を
n、もとの点光源数をNとしたとき、 n≦N/2 であれば、精度をほとんど低下させることなく計算時間
を短縮できる。例えば本実施形態では光源数を点光源数
の1/2〜1/4程度としている。
According to the present embodiment, when the number of selected light sources is n and the original number of point light sources is N, if n ≦ N / 2, the calculation time can be shortened with almost no decrease in accuracy. . For example, in the present embodiment, the number of light sources is about 1/2 to 1/4 of the number of point light sources.

【0024】図2は本発明の実施形態1の演算処理のフ
ローチャートである。本実施形態では必要な光源,光学
系データ,物体データなどは外部記憶装置3に保存され
ており、必要な際に抽出可能となっている。
FIG. 2 is a flowchart of the arithmetic processing according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, necessary light sources, optical system data, object data, etc. are stored in the external storage device 3 and can be extracted when necessary.

【0025】本実施形態での処理は次の各ステップを用
いている。まず、光源の分割を行ない、保存するステッ
プ4と物体の要素図形を抽出するステップ5と、ステッ
プ5で抽出された図形の結像レンズの光軸上にある点光
源によるフーリエ変換を解析式により算出するステップ
6と要素図形が残っているか否かを判断するステップ7
と、光学系データから瞳函数を算出するステップ8と、
保存されている光源各点の位置を抽出するステップ9
と、ステップ9で抽出された点光源の位置に応じてステ
ップ6で求めた物体のフーリエ変換の位置ずらしを行な
い、物体のフーリエ変換を抽出するステップ10と、瞳
函数と物体のフーリエ変換からその点光源による物体像
の強度分布を算出するステップ11と、計算されていな
い点光源の有無を判断するステップ12と、算出された
強度分布の総和をとることで全光源による物体像の強度
分布を算出するステップ13とを利用している。
The processing in this embodiment uses the following steps. First, the light source is divided and saved, step 4 is stored, step 5 is performed to extract the elemental figure of the object, and Fourier transformation is performed by the point light source on the optical axis of the imaging lens of the figure extracted in step 5 by an analytical expression. Step 6 for calculating and Step 7 for determining whether or not the element graphic remains
And step 8 of calculating the pupil function from the optical system data,
Step 9 of extracting the position of each saved light source point
Then, according to the position of the point light source extracted in step 9, the position of the Fourier transform of the object obtained in step 6 is shifted to extract the Fourier transform of the object, and from the pupil function and the Fourier transform of the object, The step 11 of calculating the intensity distribution of the object image by the point light sources, the step 12 of determining the presence or absence of the point light source that has not been calculated, and the sum of the calculated intensity distributions are used to obtain the intensity distribution of the object image by all the light sources. The calculation step 13 is used.

【0026】図3は本発明の実施形態1で用いた物体の
摸式図である。同図の物体は21個の四角形と、16個
の三角形とを組合せたものから成っている。図2のフロ
ーチャートで示す方式で計算した場合と、従来例である
図8の方式で計算した場合の計算時間の比較をしたとこ
ろ、それぞれ1分55秒,30分57秒となった。即
ち、本実施形態では計算速度が従来例と比べて16倍と
効率的に計算されている。
FIG. 3 is a schematic diagram of the object used in the first embodiment of the present invention. The object in the figure consists of a combination of 21 quadrangles and 16 triangles. Comparing the calculation times of the method shown in the flow chart of FIG. 2 and the conventional method of FIG. 8, it was 1 minute 55 seconds and 30 minutes 57 seconds, respectively. That is, in this embodiment, the calculation speed is 16 times as efficient as that of the conventional example.

【0027】図4は本発明の実施形態2の演算処理のフ
ローチャートである。図4のフローチャートは分割によ
り生成された全点光源の一部から構成した要素光源を用
いて計算する処理を示している。
FIG. 4 is a flowchart of arithmetic processing according to the second embodiment of the present invention. The flowchart of FIG. 4 shows a process of calculation using an element light source configured by a part of all point light sources generated by division.

【0028】本実施形態では光源を分割,保存するステ
ップ14と物体を構成する要素図形を一つ抽出するステ
ップ15と、要素図形のフーリエ変換を解析式により算
出するステップ16と、要素図形が残っているかを判断
するステップ17と、瞳函数を算出するステップ18
と、点光源の位置を抽出するステップ19とを有してい
る。
In the present embodiment, step 14 of dividing and storing the light source, step 15 of extracting one elemental figure forming the object, step 16 of calculating the Fourier transform of the elemental figure by an analytical expression, and the elemental figure remaining. Step 17 for determining whether or not there is a step, and Step 18 for calculating a pupil function
And step 19 of extracting the position of the point light source.

【0029】そしてステップ19で抽出された点光源が
要素光源であるかをステップ20で判断し、要素光源の
場合のみ、ステップ21,22の処理を行なうようにし
ている。即ち、ステップ21で点光源の位置を考慮した
物体のフーリエ変換を抽出し、ステップ22で点光源に
よる強度分布を算出している。そしてステップ23で点
光源が残っているかを判断し、ステップ24で物体像の
強度分布を算出している。
Then, it is determined in step 20 whether the point light source extracted in step 19 is an element light source, and the processing in steps 21 and 22 is performed only when the point light source is an element light source. That is, in step 21, the Fourier transform of the object considering the position of the point light source is extracted, and in step 22, the intensity distribution by the point light source is calculated. Then, in step 23, it is determined whether or not the point light source remains, and in step 24, the intensity distribution of the object image is calculated.

【0030】図5は本発明の実施形態2における光源の
分割方法と、要素光源の構成方法の説明図である。図
中、25は光源面28に投影された開口絞り、26は光
源、27は瞳の分割法である等間隔矩形格子を光源面に
投影したものである。同図では光源26(網かけ部)の
分割方法と選択する点光源数を全点光源の約1/4にし
た場合の要素光源(斜線部)の構成方法の一例を示して
いる。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of dividing a light source and a method of constructing element light sources according to the second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 25 is an aperture stop projected on a light source surface 28, 26 is a light source, and 27 is a projection of an equally-spaced rectangular grid which is a pupil division method. The figure shows an example of a method of dividing the light source 26 (shaded portion) and a method of configuring the element light source (hatched portion) when the number of selected point light sources is about ¼ of all the point light sources.

【0031】本実施形態によれば、図3に示す物体に対
してその強度分布を要素光源数を全点光源数の約1/4
にし、図4の方法を用いた場合の計算時間は34秒とな
り、実施形態1の場合の1分55秒に比べて3.4倍高
速に計算できる。また図8の方法を用いた場合の30分
57秒に比べて55倍高速に計算できる。
According to the present embodiment, the intensity distribution of the object shown in FIG. 3 is calculated so that the number of element light sources is about 1/4 of the total number of point light sources.
In addition, the calculation time when the method of FIG. 4 is used is 34 seconds, which is 3.4 times faster than 1 minute 55 seconds in the first embodiment. Further, it is possible to calculate 55 times faster than 30 minutes 57 seconds when the method of FIG. 8 is used.

【0032】次に本発明の実施形態3について説明す
る。評価物体として幅0.5μmで無限に長いバーと
し、それを間隔0.5μmでそれぞれ平行に5本並べた
ものを用いている。この場合の計算時間は全点光源につ
いて計算した場合(間引きなし)が21秒であるのに対
し、要素光源数を全点光源数の約1/4にして計算した
場合、1/4間引き)は6秒となり、29%に短縮され
ている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. An infinitely long bar having a width of 0.5 μm is used as an evaluation object, and five bars are arranged in parallel at intervals of 0.5 μm. The calculation time in this case is 21 seconds when calculated for all point light sources (no thinning), whereas it is 1/4 thinned when calculated with the number of element light sources being about 1/4 of all point light sources) Is 6 seconds, which is reduced to 29%.

【0033】図6はこの二つの計算結果の違いを示した
説明図である。ここで長方形5個の実線は物体通過直後
の光の強度分布で、即ち物体の形状を示している。もう
一つの実線が1/4間引きの場合の像面上の強度分布を
表しており、以下こちらを実線として引用する。破線は
間引きなしの場合と1/4間引きの場合の強度分布の差
の絶対値を100倍に拡大したものである。この図で、
実線と破線が重なればそのときの間引きなしで計算した
場合と1/4間引きで計算した場合の強度分布の差(誤
差)が実際の強度分布の1%となることを意味するの
で、ほぼ全域で1%以下の誤差であるといえる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the difference between these two calculation results. Here, the solid lines of the five rectangles represent the intensity distribution of light immediately after passing through the object, that is, the shape of the object. The other solid line represents the intensity distribution on the image plane in the case of 1/4 thinning, and is referred to as the solid line below. The broken line shows the absolute value of the difference in intensity distribution between the case without thinning and the case with quarter thinning magnified 100 times. In this figure,
If the solid line and the broken line overlap, it means that the difference (error) between the intensity distributions calculated without thinning and that calculated with 1/4 thinning is 1% of the actual intensity distribution. It can be said that the error is 1% or less in the entire area.

【0034】また、強度分布が大きいところでは、0.
2%程度の誤差になっているので、重要なパラメーター
の一つであるコントラストは間引きなしと1/4間引き
の間で差がほぼ0.2%程度に抑えられることも分か
る。実際にこれらの強度分布からコントラストを算出す
ると間引きなしの場合が0.95017,1/4間引き
の場合が0.95038とその差が0.2%となり、全
点光源について計算しなくても十分な精度が得られる。
Further, when the intensity distribution is large, 0.
Since the error is about 2%, it can be seen that the contrast, which is one of the important parameters, can be suppressed to about 0.2% between the non-thinning and the 1/4 thinning. When the contrast is actually calculated from these intensity distributions, the difference is 0.250, which is 0.95017 in the case of no thinning and 0.95038 in the case of 1/4 thinning, which is sufficient even if calculation is not performed for all point light sources. Accuracy is obtained.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば計
算精度を実用上落とすことなく、また複雑な物体形状の
場合においても物体像の強度分布計算を従来方式の数倍
から数十倍と極めて高速に計算でき、結像光学系の性能
を容易に、しかも高精度に求めることができる光学系の
結像評価装置を達成することができる。
As described above, according to the present invention, the calculation of the intensity distribution of an object image can be performed several times to several tens of times that of the conventional method without impairing the calculation accuracy in practice and even in the case of a complicated object shape. Thus, it is possible to achieve an image forming evaluation apparatus for an optical system, which can be calculated at extremely high speed, and the performance of the image forming optical system can be easily and highly accurately obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態1の要部ブロック図FIG. 1 is a block diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1の演算方法のフローチャー
FIG. 2 is a flowchart of a calculation method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1に係る物体の摸式図FIG. 3 is a schematic diagram of an object according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態2の演算方法のフローチャー
FIG. 4 is a flowchart of a calculation method according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態2に係る光源の分割方法の説
明図
FIG. 5 is an explanatory diagram of a light source dividing method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態3の要素光源数を全点光源数
の約1/4にして計算された強度分布、及びそれと全点
光源で計算された強度分布との差の絶対値を表す図
FIG. 6 shows an intensity distribution calculated with the number of element light sources of Embodiment 3 of the present invention being about ¼ of the number of all point light sources, and an absolute value of a difference between the intensity distribution and the intensity distribution calculated with all point light sources. Figure

【図7】従来の結像光学系の概略図FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional imaging optical system.

【図8】従来の解析的フーリエ変換を用いたときのフロ
ーチャート
FIG. 8 is a flowchart when a conventional analytical Fourier transform is used.

【図9】従来の解析的フーリエ変換を用いたときのフロ
ーチャート
FIG. 9 is a flowchart when a conventional analytical Fourier transform is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中央処理手段 2 記憶手段 3 外部記憶手段 IN 入力手段 OUT 出力手段 1 Central Processing Means 2 Storage Means 3 External Storage Means IN Input Means OUT Output Means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源,物体そして結像光学系に関する各
種のデータを格納した記憶手段と、該光源を複数の点光
源に分割し、該分割した複数の点光源からの光束に基づ
いて該物体の所定面上における強度分布を求める中央処
理手段、そして該中央処理手段からの演算結果を出力す
る出力手段とを有する光学系の結像評価装置において、
該中央処理手段は該結像光学系の瞳面上にできた該光源
の像を該結像光学系の瞳の分割法と同じ等間隔矩形格子
状に分割したときに得られる分割像を該光源面に逆投影
したときに得られるように該光源を分割し、該分割して
得られた個々の点光源の位置に対応した該物体のフーリ
エ変換を、ある特定の位置にある点光源に対して求めた
該物体のフーリエ変換と、個々の光源の位置に応じて該
物体のフーリエ変換面において位置ずらしを行なうこと
により代替し、求めていることを特徴とする光学系の結
像評価装置。
1. A storage means for storing various data relating to a light source, an object and an imaging optical system, the light source being divided into a plurality of point light sources, and the object based on the luminous fluxes from the plurality of divided point light sources. A central processing means for obtaining an intensity distribution on a predetermined surface of, and an output evaluation means for outputting a calculation result from the central processing means.
The central processing means divides a divided image obtained when the image of the light source formed on the pupil plane of the imaging optical system is divided into rectangular grids at the same intervals as the pupil division method of the imaging optical system. The light source is divided so as to be obtained when back-projecting onto a light source surface, and the Fourier transform of the object corresponding to the position of each point light source obtained by the division is converted into a point light source at a specific position. An image formation evaluation apparatus for an optical system, which is obtained by performing a Fourier transform of the object obtained with respect to the object and a position shift on the Fourier transform surface of the object according to the position of each light source, and performing the substitution. .
【請求項2】 前記物体のフーリエ変換面は前記結像光
学系の瞳座標面であることを特徴とする請求項1の光学
系の結像評価装置。
2. The image formation evaluation apparatus for an optical system according to claim 1, wherein the Fourier transform plane of the object is a pupil coordinate plane of the image formation optical system.
【請求項3】 前記中央処理手段は分割により生成した
全点光源の一部を選択して構成した要素光源を用いてい
ることを特徴とする請求項1の光学系の結像評価装置。
3. The image forming evaluation apparatus for an optical system according to claim 1, wherein the central processing means uses an element light source configured by selecting a part of all point light sources generated by division.
【請求項4】 前記選択した点光源の数をn、光源の分
割により生成した点光源の総数をNとしたとき、 n≦N/2 を満足することを特徴とする請求項3の光学系の結像評
価装置。
4. The optical system according to claim 3, wherein n ≦ N / 2 is satisfied, where n is the number of the selected point light sources and N is the total number of the point light sources generated by dividing the light sources. Imaging evaluation device.
JP7267866A 1995-09-21 1995-09-21 Imagery evaluating device for optical system Pending JPH0989720A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7267866A JPH0989720A (en) 1995-09-21 1995-09-21 Imagery evaluating device for optical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7267866A JPH0989720A (en) 1995-09-21 1995-09-21 Imagery evaluating device for optical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0989720A true JPH0989720A (en) 1997-04-04

Family

ID=17450730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7267866A Pending JPH0989720A (en) 1995-09-21 1995-09-21 Imagery evaluating device for optical system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0989720A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6756980B2 (en) 2000-12-27 2004-06-29 Olympus Corporation Imaging simulation method and imaging simulation system using the same and recording medium programmed with the simulation method
JP2010027693A (en) * 2008-07-15 2010-02-04 Canon Inc Calculation method, program and exposure method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6756980B2 (en) 2000-12-27 2004-06-29 Olympus Corporation Imaging simulation method and imaging simulation system using the same and recording medium programmed with the simulation method
JP2010027693A (en) * 2008-07-15 2010-02-04 Canon Inc Calculation method, program and exposure method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101882633B1 (en) Method for three-dimensionally measuring a 3d aerial image of a lithography mask
JP4402145B2 (en) Calculation method, generation method, program, exposure method, and original plate creation method
JP4594114B2 (en) Image processing apparatus and refractive index distribution measuring apparatus
US10113864B2 (en) Method for determining the registration of a structure on a photomask and apparatus to perform the method
JP2715895B2 (en) Light intensity distribution simulation method
KR102245701B1 (en) Reticle inspection using near-field recovery
US7034949B2 (en) Systems and methods for wavefront measurement
EP2040120B1 (en) Mask data generation method, mask fabrication method, exposure method, device fabrication method, and program
US6756980B2 (en) Imaging simulation method and imaging simulation system using the same and recording medium programmed with the simulation method
JP2005513425A (en) System and method for measuring wavefront
JP5300354B2 (en) Generation method, original plate creation method, exposure method, device manufacturing method, and program
KR960011567A (en) Optical proximity effect correction system, method and pattern formation method
US7941008B2 (en) Pattern search method
JP2009236819A (en) Optical apparatus, photomask inspection device, and exposure device
US20110001970A1 (en) Method and apparatus for providing image data
US20080068393A1 (en) Computer-readable recording medium recording a mask data generation program, mask data generation method, mask fabrication method, exposure method, and device manufacturing method
JPH0989720A (en) Imagery evaluating device for optical system
JP3900296B2 (en) Pattern forming method and integrated circuit manufacturing method
JP3947755B2 (en) Pattern forming method and integrated circuit manufacturing method
JP5352997B2 (en) Three-dimensional shape measuring apparatus, three-dimensional shape measuring method and program
JP5308639B2 (en) Method and system for defect detection
TWI720690B (en) Model data generating method, pattern measuring method, correction pattern data generating method, and model data generating apparatus
CN116819911B (en) Mask pattern optimization method, mask pattern optimization device, exposure equipment and storage medium
JP2881772B2 (en) Focus detection device
JP2010224114A (en) Method for manufacturing mask and device for manufacturing semiconductor device