JP2002296005A

JP2002296005A - アライメント方法、点回折干渉計測装置、及び該装置を用いた高精度投影レンズ製造方法

Info

Publication number: JP2002296005A
Application number: JP2001096995A
Authority: JP
Inventors: Mikihiko Ishii; 幹彦石井; Jun Suzuki; 順鈴木; Ryosuke Inoue; 良介井上; Ryoji Nakamura; 良次中村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便な手順で被検面と干渉計測装置とのアライ
メントを行えるＰＤＩ型干渉計測装置等を提供する。【解決手段】点光源生成手段１０１，１０２，１０３か
ら生じた光であって、被検物１０４を経由後に分離され
た２光束のうちの一方の光である測定光と、他方の光で
あって、微小透過部１０６ａを通過させることにより生
じた球面波である参照光とを互いに干渉させ、位相差を
検出することにより被検物１０４の光学特性を計測する
計測方法に用いられる他方の光の微小透過部１０６ａに
対するアライメント方法であって、微小透過部１０６ａ
と共役であり被検物１０４を透過した光によって形成さ
れる集光点ＣＰ近傍に第１反射部材１１２（２１５）を
配置する工程と、第１反射部材１１２からの頂点反射光
を検出して、反射光情報に基づいて第１反射部材１１２
の光軸方向の位置を調整する工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉計測装置、特
にPoint Diffraction Interferometry（以下「ＰＤＩ」
という。）型干渉計測装置と、そのアライメント方法、
及び該装置用いた高精度投影レンズの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子を製造するために、半導体製
造装置が用いられている。例えば、代表的な半導体製造
装置として、縮小投影型逐次露光装置（以下「ステッパ
ー」という。）が挙げられる。ステッパーは、高精度な
投影レンズを備えている。そして、この高精度投影レン
ズの精度を保証するため、実際の露光波長領域におい
て、投影レンズ全体、及び投影レンズを構成する個々の
光学素子の透過波面収差、又は反射波面収差を測定する
必要がある。

【０００３】このため、露光波長領域と同一、又は露光
波長領域にほぼ等しい波長の光を発振する可干渉性の高
い光源を用いた種々の干渉計が考案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子の高
集積化が進んでいる。この高集積化に対応するために、
ステッパーの露光波長は短波長化している。例えば、光
源として高圧水銀ランプを用いたｇ線（λ＝４３６ｎ
ｍ）からｉ線（λ＝３６５ｎｍ）へ短波長化している。
更には、ＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）から
ＡｒＦエキシマレーザ（λ＝１９３ｎｍ）へと短波長化
している。

【０００５】この結果、露光波長付近の発振波長を持つ
可干渉性の高い光源を手に入れることは非常に困難とな
ってきている。

【０００６】そのため、可干渉性の比較的低い光源でも
高精度な干渉計測が行えるＰＤＩ型干渉計を用いて高精
度投影レンズ等を計測することが提案されている。

【０００７】図４は、従来技術のＰＤＩ型干渉計の概略
構成を示す図である。光源であるレーザ１は光源光を射
出する。集光レンズ２は、光源光をピンホール３の位置
に集光する。ピンホール３を射出した光は、ほぼ理想的
な球面波と見なすことができる。ピンホール３からの球
面波は被検物４へ入射する。被検物４を透過した光は射
出側より射出する。そして、被検物４を射出した光は、
グレーティング５に入射する。

【０００８】グレーティング５は、入射光を参照波生成
用の光束と被検光と分離してマスク６側へ射出する。参
照波生成用の光束は、マスク６に形成されたピンホール
６ａへ入射する。ピンホール６ａを透過した光束はほぼ
理想的な球面波とみなすことができるのでこれが参照光
となる。

【０００９】一方、被検光は、マスク６に形成された開
口部（被検光が素通しされる程度の大きさ）６ｂへ入射
する。そして、参照光と被検光とによって受光素子７の
受光面に干渉縞が形成される。受光素子７からの干渉縞
信号は、不図示の演算処理装置により解析される。この
結果、被検物４の波面収差が求められる。

【００１０】かかる従来技術のＰＤＩ型干渉計測装置に
おいては、被検物４を交換する毎に、干渉計測装置と被
検物との間のアライメントを行う必要がある。ここで、
被検物４は、発生する収差量が異なる種々多様な光学部
材である。そして、この種々多様な被検物を透過、又は
反射してきた光束を、微小なピンホール６ａの位置ヘ精
度良く導く必要がある。このためには、例えばピンホー
ル６ａの位置を３次元的にアライメントしなければなら
ない。このアライメントを正確かつ迅速に行うことは非
常に困難である。

【００１１】また、上記アライメントのために、測定用
光路とは別にアライメント用光路を設ける構成も考えら
れる。この構成では、測定用光路から分岐した光路にア
ライメント用の受光素子を配置する。そして、分岐する
ことにより減少した測定用の光量は、光源の出力自体を
大きくして補う。

【００１２】しかし、上述したＫｒＦエキシマレーザ又
はＡｒＦエキシマレーザはパルス発振レーザである。こ
のため、これらエキシマレーザを光源として用いたＰＤ
Ｉ型干渉計測装置においては、レンズ材料、コーティン
グ層及びピンホールパターン等へのレーザ照射によるダ
メージが予想される。このため、アライメント用の光路
を別途設け、かつ光源出力を大きくすると、レーザ照射
によるダメージはさらに大きくなってしまう。この結
果、アライメント用光路を別途設ける構成は採用するこ
とは困難である。

【００１３】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、簡便な手順で、被検物の光学特性を測定する測
定方法に用いられる参照光のアライメントを行うことが
できるＰＤＩ型干渉計測装置、及びそのアライメント方
法、該装置を用いて製造された高精度投影レンズの製造
方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段を、実施の形態を示す添付図面に対応づけて説明
すると、請求項１に記載の発明は、点光源生成手段１０
１，１０２，１０３から生じた光であって、被検物１０
４を経由した後に分離された２つの光束のうちの一方の
光である測定光と、他方の光であって、微小透過部１０
６ａを通過させることにより生じた球面波である参照光
とを互いに干渉させ、該干渉による位相差を検出するこ
とにより、前記被検物１０４の光学特性を計測する計測
方法に用いられる前記他方の光の前記微小透過部１０６
ａに対するアライメント方法であって、前記微小透過部
１０６ａと共役であるとともに、前記被検物１０４を透
過した光によって形成される集光点ＣＰ近傍に第１の反
射部材１１２（２１５）を配置する工程と、前記第１の
反射部材１１２（２１５）からの頂点反射光を検出する
とともに、前記反射光情報に基づいて前記第１の反射部
材１１２（２１５）の光軸方向の位置を調整する工程
と、を備えたアライメント方法を提供する。ここで、被
検面の光学特性とは、透過波面収差、反射波面収差、面
形状等をいう。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、点光源生
成手段１０１，１０２，１０３から生じた光であって、
被検物３１６の被検面からの反射光が分離された２つの
光束のうちの一方の光である測定光と、他方の光であっ
て、微小透過部１０６ａを通過させることにより生じた
球面波である参照光とを互いに干渉させ、該干渉による
位相差を検出することにより、前記被検物３１６の光学
特性を計測する計測方法に用いられる前記他方の光の前
記微小透過部１０６ａに対するアライメント方法であっ
て、前記微小透過部１０６ａと共役であるとともに、前
記点光源生成手段１０１，１０２，１０３と前記被検物
３１６の間の光路中に配置された集光光学系１１０の集
光位置ＣＰに第１の反射部材２１５を配置する工程と、
前記第１の反射部材２１５からの頂点反射光を検出する
とともに、前記反射光情報に基づいて前記第１の反射部
材２１５の光軸方向の位置を調整する工程と、を備えた
アライメント方法を提供する。

【００１６】また、請求項３に記載のアライメント方法
は、前記第１の反射部材２１５に所定のパターン２１５
ａが形成され、前記第１の反射部材２１５の前記所定の
パターン２１５ａからの頂点反射光を検出するととも
に、前記反射光情報に基づいて、前記第１の反射部材２
１５の光軸に対して直交する平面内の位置を調整する工
程と、を備えたことを特徴とする。

【００１７】また、請求項４に記載のアライメント方法
は、前記第１の反射部材１１２の位置に基づいて、前記
被検物１０４を透過した光を折り返す第２の反射部材１
１１の位置を調整する工程を備えたことを特徴とする。

【００１８】また、請求項５に記載のアライメント方法
は、前記反射光を検出する際に、前記反射光を検出面に
集光させることを特徴とする。

【００１９】また、請求項６に記載のアライメント方法
は、前記反射光情報が前記反射光により形成される干渉
縞の情報であることを特徴とする。ここで、干渉縞の情
報とは、干渉縞のコントラスト等をいう。

【００２０】また、請求項７に記載のアライメント方法
は、前記微小透過部１０６ａがピンホールであることを
特徴とする。

【００２１】また、請求項８に記載の発明は、点光源生
成手段１０１，１０２，１０３と、被検物１０４を経由
した光を２つの光束に分離する光学素子１０５と、前記
光学素子１０５により分離された一方の光を通過させる
微小透過部１０６ａを備えた部材１０６と、他方の光で
ある測定光と前記微小透過部１０６ａを通過することに
より生じた球面波である参照光とを互いに干渉させ、該
干渉による位相差を検出する検出器１０７と、を備えた
点回折干渉計測装置において、前記微小透過部１０６ａ
と共役であるとともに前記被検物１０４によって形成さ
れる像点ＣＰ近傍に第１の反射部材１１２を備えたこと
を特徴とする点回折干渉計測装置を提供する。

【００２２】また、請求項９に記載の点回折干渉計測装
置は、さらに、前記被検物１０４を透過した光を折り返
して再び前記被検物１０４に導く第２の反射部材１１１
を備えたことを特徴とする。

【００２３】また、請求項１０に記載の点回折干渉計測
装置は、前記第１の反射部材１１２と前記第２の反射部
材１１１とは、一体的に位置調整可能であることを特徴
とする。

【００２４】また、請求項１１に記載の発明は、点光源
生成手段１０１，１０２，１０３と、被検物３１６を経
由した光を２つの光束に分離する光学素子１０５と、前
記光学素子１０５により分離された一方の光を通過させ
る微小透過部１０６ａを備えた部材１０６と、他方の光
である測定光と前記微小透過部１０６ａを通過すること
により生じた球面波である参照光とを互いに干渉させ、
該干渉による位相差を検出する検出器１０７と、を備え
た点回折干渉装置において、前記点光源生成手段１０
１，１０２，１０３と前記被検物３１６との間の光路中
に集光光学系１１０を備え、前記微小透過部１０６ａと
共役であるとともに前記集光光学系１１０の集光点ＣＰ
近傍に第１の反射部材２１５を備えたことを特徴とする
点回折干渉計測装置を提供する。

【００２５】また、請求項１２に記載の点回折干渉計測
装置は、前記第１の反射部材１１２（２１５）は、挿脱
可能な機構ＭＴを備えていることを特徴とする。

【００２６】また、請求項１３に記載の点回折干渉計測
装置は、前記第１の反射部材２１５は、所定のパターン
２１５ａを備えていることを特徴とする。

【００２７】また、請求項１４に記載の点回折干渉計測
装置は、前記第１の反射部材２１５は、開口部Ｃ２を備
えていること特徴とする。

【００２８】また、請求項１５に記載の点回折干渉計測
装置は、前記微小透過部１０６ａを備えた部材１０６と
前記検出器１０７の間の光路中に、前記参照光を前記検
出器１０７の検出面に集光させる補助光学系１１４を備
えていることを特徴とする。

【００２９】また、請求項１６に記載の点回折干渉計測
装置は、前記補助光学系１１４は、挿脱可能な機構を備
えていることを特徴とする。

【００３０】また、請求項１７に記載の点回折干渉計測
装置は、前記光学素子１０５が回折光学素子であること
を特徴とする。

【００３１】また、請求項１８に記載の点回折干渉計測
装置は、前記微小透過部１０６ａを備えた部材１０６
は、前記測定光を素通し可能な大きさの透過部１０６ｂ
を備えていることを特徴とする。

【００３２】また、請求項１９に記載の発明は、請求項
８から請求項１８のいずれか一項に記載の点回折干渉計
測装置を用いて製造される高精度投影レンズの製造方法
を提供する。

【００３３】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を説明する。

【００３５】（第１実施形態）図１は第１実施形態にか
かる干渉計測装置の概略構成を示す図である。初めに被
検物１０４を測定する基本的構成を説明し、次にこの測
定のためのアライメントの手順を説明する。ここでは、
被検物１０４は複数のレンズから構成される投影レンズ
をいう。但し、これに限らず単体レンズ、複数のミラー
から構成される光学系にも適用される。

【００３６】光源であるレーザ１０１は光源光を射出す
る。集光レンズ１０２は、光源光をピンホール１０３の
位置に集光する。ピンホール１０３を射出した光は、ほ
ぼ理想的な球面波と見なすことができる。レーザ１０１
と集光レンズ１０２とピンホール１０３により点光源生
成手段を形成する。ピンホール１０３からの球面波はコ
リメータレンズ１０８へ入射する。コリメータレンズ１
０８は、ピンホール１０３からの光を略平行光束へ変換
する。コリメータレンズ１０８からの略平行光束は、ハ
ーフミラー１０９に入射する。ハーフミラー１０９は、
この略平行光束を対物レンズ１１０側へ反射する。対物
レンズ１１０は、略平行光束を一度位置Ｐ１に集光させ
た後、被検物１０４側へ発散させる。この発散光は被検
物１０４の１０４ａ側から入射する。

【００３７】被検物１０４を透過した光は、１０４ｂか
ら射出して頂点反射位置（キャッツアイ・ポイント）Ｃ
Ｐに集光される。頂点反射位置ＣＰに集光された光は、
発散光となって折り返し用の球面反射ミラー１１１に入
射する。

【００３８】折り返し用の球面反射ミラー１１１は、後
述するアライメント手順により良好なコントラストの干
渉縞が形成される位置へ調整されている。

【００３９】球面反射ミラー１１１からの反射光は、往
路と同様の光路を通過し、被検物１０４と対物レンズ１
１０とを透過してハーフミラー１０９に再び入射する。

【００４０】被検物１０４からの光は、今度はハーフミ
ラー１０９を透過する。ハーフミラー１０９を透過した
光は、集光レンズ１１３に入射する。集光レンズ１１３
は、入射光を集光位置Ｐ２へ集光するようにグレーティ
ング１０５側へ射出する。グレーティング１０５は、回
折作用により、入射光を参照光と被検光とに分離する。
分離された参照光は、マスク１０６に形成されているピ
ンホール１０６ａを通過する。これにより、参照光は、
理想的な球面波に変換される。また、分離された被検光
は、マスク１０６に形成されている開口部１０６ｂを通
過する。

【００４１】そして、参照光と被検光との干渉による干
渉縞が受光素子１０７の受光面に形成される。モニタＭ
Ｎは、この干渉縞を表示する。また、演算処理装置ＰＣ
は、受光素子１０７からの干渉縞の位相差信号に基づい
て被検物１０４の透過波面収差（デフォーカス項、チル
ト項を含む）を算出する。

【００４２】（アライメント手順）次に、上記干渉計測
を行うための前段階として行うアライメント手順につい
て説明する。上記構成により良好なコントラストの干渉
縞が受光素子１０７の受光面上に形成されるためには、
被検光が集光レンズ１１３により集光された位置Ｐ２と
ピンホール１０６ａの位置とが正確に一致していること
が必要である。

【００４３】被検物１０４を他の被検物に代えると、そ
の被検物の位置及び被検物が有する収差特性により、集
光レンズ１１３による集光位置Ｐ２は、ピンホール１０
６ａの位置に対してデフォーカス等してしまう。ここ
で、上述したように、ピンホール１０６ａの位置調整を
３次元的に正確かつ迅速に行うことは非常に困難であ
る。

【００４４】さらに、干渉計測装置はその装置のキャリ
ブレーション（装置較正）を行っている。そして、各種
被検物１０４に対するキャリブレーションの同一性を維
持するために、キャリブレーション後に干渉計測装置の
内部の構成部品（例えば、ピンホール１０６ａ）の位置
等を調整しないことが望ましい。そこで以下に述べるア
ライメント手順を行う。

【００４５】（１）高精度投影レンズ等の被検物１０４
を干渉計測装置の所定位置へ配置する。

【００４６】（２）頂点反射用の平面反射ミラー１１２
を、被検物１０４の１０４ｂ側の集光位置（頂点反射位
置）ＣＰ近傍の点線で示す位置へ挿入する。この状態で
は、集光レンズ１１３による集光位置Ｐ２は、ピンホー
ル１０６ａの位置に対してデフォーカス（ｚ方向）及び
シフト（ｘ,ｙ方向）しているため一致していない。

【００４７】（３）マスク１０６と受光素子１０７との
間の点線で示す位置へ補助レンズ１１４を挿入する。補
助レンズ１１４は、ピンホール１０６ａの位置と受光素
子１０７の受光面とを共役にする。即ち、補助レンズ１
１４は、ピンホール１０６ａからの光を位置Ｐ３へ集光
する。この構成により、受光面における光量検出感度を
向上させることができる。

【００４８】（４）頂点反射用の平面反射ミラー１１２
を光軸であるｚ軸方向に沿って微少量ずつ移動（スキャ
ン）する。そして、平面反射ミラー１１２の移動に伴う
受光素子１０７の光量変動を検出する。

【００４９】（５）受光素子１０７で検出された光量が
最も大きくなった状態で平面反射ミラー１１２を停止す
る。この状態で平面反射ミラー１１２の反射面と頂点反
射位置ＣＰとは一致している。

【００５０】（６）曲率半径が既知の球面反射ミラー１
１１と平面反射ミラー１１２との相対的位置関係は予め
求められている。よって、平面反射ミラー１１２の光軸
ｚ方向の位置が決まると、球面反射ミラー１１１を配置
する光軸ｚ方向の位置が定まる。また、ｘ,ｙ方向の位
置決めは他の方法でアライメントする。

【００５１】（７）補助レンズ１１４を光路外へ退避す
る。

【００５２】（８）受光素子１０７の受光面に形成され
た干渉縞により干渉計測を行う。

【００５３】上記アライメント手順においては、頂点反
射を利用している。頂点反射においては、平面反射ミラ
ー１１２の光軸ｚ方向と垂直な方向（ｘ,ｙ方向）への
シフトは影響しない。このため、平面反射ミラー１１２
の光軸ｚ方向の位置のみ考慮すれば良い。従って、平面
反射ミラー１１２の光軸ｚ方向と垂直な方向（ｘ,ｙ方
向）の位置は厳密なアライメントは不要である。そし
て、この状態のまま、平面反射ミラー１１２を光軸ｚ方
向に走査移動する。これにより、参照光の集光位置Ｐ２
とピンホール１０６ａとの光軸ｚ方向のアライメントを
行うことができる。

【００５４】さらに、参照光又は被検光の光量変化をモ
ニタＭＮに表示することで、光軸ｚ方向のアライメント
状態を観察することができるまた、上記（１）から（８）まで述べたアライメント手
順では、受光素子１０７で検出されるピンホール１０６
ａを通過してきた光量の変化を検出している。しかし、
アライメントは光量変化に基づくものに限られるもので
はない。例えば干渉縞のコントラスト等の干渉縞の情報
を検出することでもアライメントできる。以下、干渉縞
のコントラストに基づくアライメント手順を述べる。な
お、上記手順と重複する手順の説明は省略する。

【００５５】平面反射ミラー１１２を光路中へ挿入した
状態で、ピンホール１０３を調整することでｘ,ｙ方向
のアライメントを行うことができる。ｘ,ｙ方向のアラ
イメントが行われると、補助レンズ１１４を光路中へ挿
入しない場合でも、受光素子１０７の受光面上で干渉縞
が形成される。次に、平面反射ミラー１１２を光軸ｚ方
向に走査移動する。受光素子１０７は、この走査移動に
伴う干渉縞のコントラストの変化を検出する。次に、干
渉縞のコントラストが最も大きくなる平面反射ミラー１
１２の位置を求める。次に、平面反射ミラー１１２に対
して相対的位置が既知の球面反射ミラー１１１の位置を
定める。そして、平面反射ミラー１１２を光路から退避
する。最後に、被検物１０４の干渉計測を行う。

【００５６】また、演算処理装置ＰＣで干渉縞を解析す
れば、干渉縞の情報から被検波のフォーカス成分やチル
ト成分を含む波面収差を算出することができる。このた
め、参照波生成用の光束の集光位置Ｐ２とピンホール１
０６ａとのアライメントをさらに精度良く行うことがで
きる。

【００５７】なお、好ましくは、受光素子１０７の受光
面において、参照光と被検光とを干渉させるときに、参
照光と被検光とをそれぞれ平行光束にした状態で干渉さ
せることが望ましい。平行光束の状態で干渉させると、
被検物１０４である高精度投影レンズ内の絞りＳと受光
素子１０７の受光面とを共役にできる。この結果、絞り
Ｓのエッジ部分ｅの回折の影響を低減できる。

【００５８】（第２実施形態）図２（Ａ）は、第２実施
形態にかかる干渉計測装置の概略構成を示す図である。
本実施形態では、平面反射ミラー２１５の構成が上記第
１実施形態と異なる。その他の構成は上記第１実施形態
と同一であり、同一部分には同様の符号を用い、重複す
る説明は省略する。

【００５９】図２（Ｂ）に示す本実施形態の平面反射ミ
ラー２１５は、その反射面に幅１０μｍ程度の反射率が
低い、又は反射率が略ゼロのリング状パターン２１５ａ
を有している。平面反射ミラー２１５の光軸ｚ方向の位
置決め手順は上記第１実施形態と同様である重複する手
順の説明は省略する。本実施形態では、リング状パター
ン２１５ａを用いて、さらに平面反射ミラー２１５と頂
点反射位置ＣＰとのｘ,ｙ方向の位置決めを行うことが
できる。

【００６０】まず、平面反射ミラー２１５の光軸ｚ方向
のアライメントを上記第１実施形態で述べた手順で行
う。次に、モータＭＴは、平面反射ミラー２１５をｘｙ
面内で走査移動する。頂点反射位置ＣＰをリング状パタ
ーン２１５ａが横切ると、該パターンからの反射光量が
減少する。このため、受光素子１０７の受光量が大きく
減少する。この時の、平面反射ミラー２１５の位置を第
１位置座標として演算処理装置内の記憶部（不図示）に
記憶する。

【００６１】さらに、モータＭＴを駆動して、平面反射
ミラー２１５のｘｙ面内での走査移動を続ける。そし
て、受光素子１０７の受光量が大きく減少するときの平
面反射ミラー２１５の第２位置座標、第３位置座標を検
出する。演算処理装置内の記憶部（不図示）は、第２位
置座標、第３位置座標を記憶する。そして、演算処理装
置ＰＣは、第１〜第３位置座標の３つのデータに基づい
て、リング状パターン２１５ａの中心位置Ｃと頂点反射
位置ＣＰとを一致させるアライメントを行うことができ
る。

【００６２】そして、上記第１実施形態と同様に、平面
反射ミラー２１５と球面反射ミラー１１１との相対的位
置関係は既知である。よって、平面反射ミラー２１５の
ｘｙｚ座標における位置が決まると、球面反射ミラー１
１１の位置を定めることができる。この結果、良好なコ
ントラストの干渉縞を得ることができる。

【００６３】また、本実施形態の変形例として、図２
（Ｃ）に示す構成の平面反射ミラー２１５を用いること
もできる。平面反射ミラー２１５は、球面反射ミラー１
１１と一体的に使用することができる。本変形例では、
幅１０μｍ程度の低反射率のリング状パターン２１５ａ
の構成は第２実施形態と同様である。そして、中心に直
径が約数ｍｍの円形開口Ｃ２を有している点が異なる。

【００６４】上記第１実施形態と同様に、光軸ｚ方向の
頂点反射位置ＣＰと平面反射鏡２１５とのアライメント
を行う。ここで、平面反射鏡２１５の中心近傍へ入射し
た光は、円形開口Ｃ２を通過する。通過した光は、平面
反射鏡２１５と一体的に移動する球面反射ミラー１１１
に入射し、反射する。そして、この光は、再度平面反射
ミラー２１５の中心開口Ｃ２から射出する。ここで、球
面反射ミラー１１１の曲率半径中心位置と平面反射ミラ
ー２１５の中心開口Ｃ２の中心とが一致するように一体
的に移動する。かかる構成により、頂点反射位置ＣＰと
平面反射ミラー２１５との光軸ｚ方向のアライメントを
行うことができる。

【００６５】次に、平面反射ミラー２１５を頂点反射位
置ＣＰに対してｘ,ｙ方向にアライメントする。このア
ライメントは、まず上記第２実施形態で述べたのと同様
に、平面反射ミラー２１５をｘｙ面内で走査移動して、
リング状パターン２１５ａを頂点反射位置ＣＰが横切る
少なくとも３箇所の位置座標を求める。この際、中心開
口Ｃ２が頂点反射位置ＣＰを横切る場合も受光素子１０
７における光量が減少する。しかし、リング状パターン
２１５ａ（幅約１０μｍ）と中心開口Ｃ２（直径数ｍ
ｍ）とでは、その大きさが全く異なる。このため、光量
が減少している時間が異なる。従って，頂点反射位置Ｃ
Ｐが、リング状パターンを横切っている場合か、又は中
心開口Ｃ２を横切っている場合かは容易に識別できる。
よって、平面反射ミラー２１５のｘ,ｙ方向のアライメ
ントも行うことができる。

【００６６】本変形例では、上述のように平面反射ミラ
ー２１５と球面反射ミラー１１１とが一体的に構成され
ている。このため、平面反射ミラー２１５のｘ,ｙ,ｚ方
向のアライメントが終了した時点で、すぐに干渉計測を
行うことができる。

【００６７】（第３実施形態）図３（Ａ）は、第３実施
形態にかかる干渉計測装置の概略構成を示す図である。
基本的な構成は上記第１実施形態及び第２実施形態と同
一であり、同一部分には同様の符号を用い、重複する説
明は省略する。

【００６８】上記第１実施形態及び第２実施形態では、
被検物１０４が高精度投影レンズであり、透過波面を計
測しているのに対し、本実施形態では被検物１０４が球
面ミラー３１６単体であり、反射波面を計測している点
が異なる。

【００６９】反射型の被検物の場合は、図３（Ｂ）にそ
の構成を示す平面反射ミラー２１５を対物レンズ１１０
の集光位置（頂点反射位置）ＣＰに配置する。そして、
上記第２実施形態で述べたのと同様の手順でｘ,ｙ,ｚ方
向のアライメントを行う。その後、平面反射ミラー２１
５との相対的位置関係が予め求められている反射型の球
面ミラー３１６を配置する。これにより、球面ミラー３
１６からの反射波面の波面収差を簡便に干渉計測でき
る。

【００７０】また、上記各実施形態で述べた干渉計測装
置を用いることで、投影レンズの波面収差を簡便に干渉
計測できる。このため、高精度な投影レンズを製造する
ことができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、簡便な手順で、被
検面と干渉計測装置とのアライメントを行うことできる
ＰＤＩ型干渉計測装置、及びそのアライメント方法、該
装置を用いて製造された高精度投影レンズ系の製造方法
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかるＰＤＩ型干渉測
定装置を示す概略構成図である。

【図２】（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は、本発明の第２実施形
態にかかるＰＤＩ型干渉測定装置を示す概略構成図であ
る。

【図３】（Ａ）,（Ｂ）は、本発明の第３実施形態にか
かるＰＤＩ型干渉測定装置を示す概略構成図である。

【図４】従来のＰＤＩ型干渉計測装置の例を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１０１，１レーザ光源１０２，２集光レンズ１０３，３ピンホール１０４，４被検物１０５，５グレーティング１０６，６マスク１０６ａ，６ａピンホール１０６ｂ，６ｂ開口部１０７，７受光素子１０８コリメータレンズ１０９ハーフミラー１１０対物レンズ１１１折り返し反射球面ミラー１１２，２１５頂点反射用の平面反射ミラー１１３集光レンズ１１４補助レンズ２１５ａアライメントパターン３１６反射型被検物ＰＣ演算処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上良介東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内 (72)発明者中村良次東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内Ｆターム(参考） 2F064 AA06 BB04 FF01 GG00 GG12 GG15 GG22 GG58 JJ01 2F065 AA02 AA03 AA04 AA20 BB05 BB22 CC22 EE00 FF52 GG04 GG12 HH13 HH15 JJ08 LL00 LL04 LL12 LL19 LL30 LL42 TT02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点光源生成手段から生じた光であって、被
検物を経由した後に分離された２つの光束のうちの一方
の光である測定光と、他方の光であって、微小透過部を通過させることにより
生じた球面波である参照光とを互いに干渉させ、該干渉
による位相差を検出することにより、前記被検物の光学
特性を計測する計測方法に用いられる前記他方の光の前
記微小透過部に対するアライメント方法であって、前記微小透過部と共役であるとともに、前記被検物を透
過した光によって形成される集光点近傍に第１の反射部
材を配置する工程と、前記第１の反射部材からの頂点反射光を検出するととも
に、前記反射光情報に基づいて前記第１の反射部材の光
軸方向の位置を調整する工程と、を備えたアライメント
方法。
【請求項２】点光源生成手段から生じた光であって、被
検物の被検面からの反射光が分離された２つの光束のう
ちの一方の光である測定光と、他方の光であって、微小透過部を通過させることにより
生じた球面波である参照光とを互いに干渉させ、該干渉
による位相差を検出することにより、前記被検物の光学
特性を計測する計測方法に用いられる前記他方の光の前
記微小透過部に対するアライメント方法であって、前記微小透過部と共役であるとともに、前記点光源生成
手段と前記被検物の間の光路中に配置された集光光学系
の集光位置に第１の反射部材を配置する工程と、前記第１の反射部材からの頂点反射光を検出するととも
に、前記反射光情報に基づいて前記第１の反射部材の光
軸方向の位置を調整する工程と、を備えたアライメント
方法。
【請求項３】前記第１の反射部材に所定のパターンが形
成され、前記第１の反射部材の前記所定のパターンから
の頂点反射光を検出するとともに、前記反射光情報に基
づいて、前記第１の反射部材の光軸に対して直交する平
面内の位置を調整する工程と、を備えた請求項１又は請
求項２に記載のアライメント方法。
【請求項４】前記第１の反射部材の位置に基づいて、前
記被検物を透過した光を折り返す第２の反射部材の位置
を調整する工程を備えた請求項１又は請求項３に記載の
アライメント方法。
【請求項５】前記反射光を検出する際に、前記反射光を
検出面に集光させることを特徴とする請求項１から請求
項４のいずれか一項に記載のアライメント方法。
【請求項６】前記反射光情報が前記反射光により形成さ
れる干渉縞の情報であることを特徴とする請求項１から
請求項４のいずれか一項に記載のアライメント方法。
【請求項７】前記微小透過部がピンホールであることを
特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載
のアライメント方法。
【請求項８】点光源生成手段と、被検物を経由した光を２つの光束に分離する光学素子
と、前記光学素子により分離された一方の光を通過させる微
小透過部を備えた部材と、他方の光である測定光と前記微小透過部を通過すること
により生じた球面波である参照光とを互いに干渉させ、
該干渉による位相差を検出する検出器と、を備えた点回
折干渉計測装置において、前記微小透過部と共役であるとともに前記被検物によっ
て形成される像点近傍に第１の反射部材を備えたことを
特徴とする点回折干渉計測装置。
【請求項９】さらに、前記被検物を透過した光を折り返
して再び前記被検物に導く第２の反射部材を備えたこと
を特徴とする請求項８に記載の点回折干渉計測装置。
【請求項１０】前記第１の反射部材と前記第２の反射部
材とは、一体的に位置調整可能であることを特徴とする
請求項８又は請求項９に記載の点回折干渉計測装置。
【請求項１１】点光源生成手段と、被検物を経由した光を２つの光束に分離する光学素子
と、前記光学素子により分離された一方の光を通過させる微
小透過部を備えた部材と、他方の光である測定光と前記微小透過部を通過すること
により生じた球面波である参照光とを互いに干渉させ、
該干渉による位相差を検出する検出器と、を備えた点回
折干渉計測装置において、前記点光源生成手段と前記被検物との間の光路中に集光
光学系を備え、前記微小透過部と共役であるとともに前記集光光学系の
集光点近傍に第１の反射部材を備えたことを特徴とする
点回折干渉計測装置。
【請求項１２】前記第１の反射部材は、挿脱可能な機構
を備えていることを特徴とする請求項７から請求項１１
のいずれか一項に記載の点回折干渉計測装置。
【請求項１３】前記第１の反射部材は、所定のパターン
を備えていることを特徴とする請求項８から請求項１２
のいずれか一項に記載の点回折干渉計測装置。
【請求項１４】前記第１の反射部材は、開口部を備えて
いること特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか
一項に記載の点回折干渉計測装置。
【請求項１５】前記微小透過部を備えた部材と前記検出
器の間の光路中に、前記参照光を前記検出器の検出面に集光させる補助光学
系を備えていることを特徴とする請求項８から請求項１
４のいずれか一項に記載の点回折干渉計測装置。
【請求項１６】前記補助光学系は、挿脱可能な機構を備
えていることを特徴とする請求項１５に記載の点回折干
渉計測装置。
【請求項１７】前記光学素子が回折光学素子であること
を特徴とする請求項８から請求項１６のいずれか一項に
記載の点回折干渉計測装置。
【請求項１８】前記微小透過部を備えた部材は、前記測
定光を素通し可能な大きさの透過部を備えていることを
特徴とする請求項８から請求項１７のいずれか一項に記
載の点回折干渉計測装置。
【請求項１９】請求項８から請求項１８のいずれか一項
に記載の点回折干渉計測装置を用いて製造される高精度
投影レンズの製造方法。