JP2003050185A - 干渉計の絶対校正のための方法 - Google Patents
干渉計の絶対校正のための方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】干渉計の絶対校正のための方法を提供する。
【解決手段】入射球面波をそれ自体で又は鏡を介して反
転する光学部材を具備している、出力球面波を用いる干
渉計の絶対校正のための方法の場合、少なくとも4つの
測定手順が、波面収差Wを測定するようなされている。
この光学部材は、焦点位置内及び焦点位置外において、
少なくとも2つの異なった回転角の位置において、すな
わち少なくとも4つの測定位置で測定される。加えて、
鏡を介する絞り位置(焦点3)での測定をなすことも可
能である。
転する光学部材を具備している、出力球面波を用いる干
渉計の絶対校正のための方法の場合、少なくとも4つの
測定手順が、波面収差Wを測定するようなされている。
この光学部材は、焦点位置内及び焦点位置外において、
少なくとも2つの異なった回転角の位置において、すな
わち少なくとも4つの測定位置で測定される。加えて、
鏡を介する絞り位置(焦点3)での測定をなすことも可
能である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力球面波を用い
る干渉計の絶対校正の方法に関する。本発明は、回折光
学部材のための記録装置の測定精度の決定の方法に関す
る。
る干渉計の絶対校正の方法に関する。本発明は、回折光
学部材のための記録装置の測定精度の決定の方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】2種類の方法が、球表面の適合を検査す
る目的で干渉計の測定誤差の絶対決定に実際に使用され
ており、具体的に言うと、古典的な3位置試験(thr
ee−position test)及び回転ディスク
法(rotating−disc method)であ
る。
る目的で干渉計の測定誤差の絶対決定に実際に使用され
ており、具体的に言うと、古典的な3位置試験(thr
ee−position test)及び回転ディスク
法(rotating−disc method)であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の方法の主
な欠点は、出力球面波を用いる干渉計についての、絶対
校正の回数が少ないことにある。これらの各々の方法
は、誤差に左右されやすく、そのため、より厳密な決定
のためには、比較のための更なる絶対校正法を行うこと
が非常に有利である。
な欠点は、出力球面波を用いる干渉計についての、絶対
校正の回数が少ないことにある。これらの各々の方法
は、誤差に左右されやすく、そのため、より厳密な決定
のためには、比較のための更なる絶対校正法を行うこと
が非常に有利である。
【0004】
【課題を解決するための手段】出力球面波を用いる干渉
計の新奇な絶対校正方法の提供が、本発明の目的であ
り、この方法は、少なくとも従来知られている方法で可
能な精度と同様な精度での測定に使用されることが可能
であり、さらに、絶対校正の精度のより効果的な評価の
可能性が与えられる。
計の新奇な絶対校正方法の提供が、本発明の目的であ
り、この方法は、少なくとも従来知られている方法で可
能な精度と同様な精度での測定に使用されることが可能
であり、さらに、絶対校正の精度のより効果的な評価の
可能性が与えられる。
【0005】この目的は、本発明に係る、出力球面波を
用いる干渉計の絶対校正方法によって達成されており、
この方法は、入射球面波をそれ自体で又は鏡を介して反
転する光学部材を備えており、少なくとも4つの測定手
順が、波面収差Wの測定について約束されており、この
光学部材は、少なくとも2つの異なった回転角の位置に
おいて、焦点位置内(intrafocally)及び
焦点位置外(extrafocally)の少なくとも
4つの測定位置で測定されている。
用いる干渉計の絶対校正方法によって達成されており、
この方法は、入射球面波をそれ自体で又は鏡を介して反
転する光学部材を備えており、少なくとも4つの測定手
順が、波面収差Wの測定について約束されており、この
光学部材は、少なくとも2つの異なった回転角の位置に
おいて、焦点位置内(intrafocally)及び
焦点位置外(extrafocally)の少なくとも
4つの測定位置で測定されている。
【0006】本発明の本質的な特徴は、この場合、入射
球面波をそれ自体で又は鏡を介して反転する光学部材に
よって形成されている。有利な微細な区別として、鏡を
用いる反射型又は透過型の回転対称な回折光学部材が、
この目的のために使用されている。この場合、光学部材
又は回折光学部材は、2つの位置の場合に、干渉計の最
初の収束出力球面波が、反射型回折光学部材(以下、D
OEという)の場合にそれ自体で反転されるように配置
されているか、又は、その下流に配置されている鏡と組
み合わされて、透過型DOEとなっている。透過型DO
Eは、ちょうど前記DOEのように、個々の回転位置で
回転されなければならない。
球面波をそれ自体で又は鏡を介して反転する光学部材に
よって形成されている。有利な微細な区別として、鏡を
用いる反射型又は透過型の回転対称な回折光学部材が、
この目的のために使用されている。この場合、光学部材
又は回折光学部材は、2つの位置の場合に、干渉計の最
初の収束出力球面波が、反射型回折光学部材(以下、D
OEという)の場合にそれ自体で反転されるように配置
されているか、又は、その下流に配置されている鏡と組
み合わされて、透過型DOEとなっている。透過型DO
Eは、ちょうど前記DOEのように、個々の回転位置で
回転されなければならない。
【0007】後者の変形として、DOEは、線形搬送波
(linear carrier)(空間的に一様な搬
送波周波数)を用いた離軸(off−axis)DOE
としても設計され得る。前記鏡は、線形搬送波のため
に、適切に傾けられなけらばならない。傾き角の符号
が、焦点位置内と焦点位置外との間で変化する一方で、
その絶対値は、同じに保たれる。本発明に係る絶対項で
測定され得る複数のDOEのスペクトルに、可能性が広
がる。
(linear carrier)(空間的に一様な搬
送波周波数)を用いた離軸(off−axis)DOE
としても設計され得る。前記鏡は、線形搬送波のため
に、適切に傾けられなけらばならない。傾き角の符号
が、焦点位置内と焦点位置外との間で変化する一方で、
その絶対値は、同じに保たれる。本発明に係る絶対項で
測定され得る複数のDOEのスペクトルに、可能性が広
がる。
【0008】発明者は、DOEが、ある位置で、+1次
の、又は、完全に一般的に+m次の回折で、そして、他
の位置で、−1次の、又は、完全に一般的に−m次の回
折で作動することを発見したことからこの場合に進ん
だ。この方法において、DOE収差の符号が反転する一
方で、他の全てのシステム誤差の符号は、同じに保たれ
る。
の、又は、完全に一般的に+m次の回折で、そして、他
の位置で、−1次の、又は、完全に一般的に−m次の回
折で作動することを発見したことからこの場合に進ん
だ。この方法において、DOE収差の符号が反転する一
方で、他の全てのシステム誤差の符号は、同じに保たれ
る。
【0009】本発明の有利な一実施形態において、測定
が、さらに絞り位置(cat’seye positi
on)(焦点位置)においても行われる。この目的に必
ずしもDOEを使う必要はなく、ここでは、一般的な平
面鏡による単純な鏡の方法を用いることも可能である。
高度に平坦なDOE基盤が使用され、そして、そのフィ
ッティング(fitting)誤差が、干渉計を用いる
仕方や触知的な仕方で分離して計測される場合に、前記
絞り位置はなしで済まし得る。この場合、DOEをプロ
ットする時に、DOE基板(sabstrate)が、
フィッティング誤差を変化させないことが確実なパスを
選択することが可能である。
が、さらに絞り位置(cat’seye positi
on)(焦点位置)においても行われる。この目的に必
ずしもDOEを使う必要はなく、ここでは、一般的な平
面鏡による単純な鏡の方法を用いることも可能である。
高度に平坦なDOE基盤が使用され、そして、そのフィ
ッティング(fitting)誤差が、干渉計を用いる
仕方や触知的な仕方で分離して計測される場合に、前記
絞り位置はなしで済まし得る。この場合、DOEをプロ
ットする時に、DOE基板(sabstrate)が、
フィッティング誤差を変化させないことが確実なパスを
選択することが可能である。
【0010】本発明に係る測定方法は、絶対項の干渉計
誤差と、DOEのフィッティング誤差と、絶対項のDO
E収差とを与えている。
誤差と、DOEのフィッティング誤差と、絶対項のDO
E収差とを与えている。
【0011】本発明の基礎となる思想は、回折光学部材
(DOE)の記録装置の測定精度の決定にも使用され得
る。記録装置の性質は、この場合絶対項で測定され得
る。DOEの波面収差は、焦点位置内の波面収差から焦
点位置外の波面収差を引いた絶対項から決定され、DO
E誤差は絶対項から与えられる。
(DOE)の記録装置の測定精度の決定にも使用され得
る。記録装置の性質は、この場合絶対項で測定され得
る。DOEの波面収差は、焦点位置内の波面収差から焦
点位置外の波面収差を引いた絶対項から決定され、DO
E誤差は絶対項から与えられる。
【0012】有利な工夫と発展が、特許請求の範囲と、
図面を用いておおむね示される一実施形態とから明らか
になる。
図面を用いておおむね示される一実施形態とから明らか
になる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1に従う一実施形態に係わっ
て、5つの測定が、参照表面に対する干渉計1の絶対校
正のためになされる。この目的のため、前記干渉計の出
力球面波が、レンズ2を通り、このレンズ2の下流で収
束する。波が、焦点3を過ぎると再び発散し、DOE4
が、ビームが焦点3の下流で進む方向に配置される。こ
のDOE4は、反射型光学部材として機能し、入射球面
波を入射球面波へと反転する。第1の測定が、この位置
で行われる。第2の測定において、前記DOE4は、光
軸5を中心として180°回転される。
て、5つの測定が、参照表面に対する干渉計1の絶対校
正のためになされる。この目的のため、前記干渉計の出
力球面波が、レンズ2を通り、このレンズ2の下流で収
束する。波が、焦点3を過ぎると再び発散し、DOE4
が、ビームが焦点3の下流で進む方向に配置される。こ
のDOE4は、反射型光学部材として機能し、入射球面
波を入射球面波へと反転する。第1の測定が、この位置
で行われる。第2の測定において、前記DOE4は、光
軸5を中心として180°回転される。
【0014】前記DOE4は、次に、上述した焦点外の
位置から、図1に破線で示されている焦点内の位置に移
動され、このDOEは4’で参照されている。この位置
で、第3の測定が、0°の位置で行われ、この後に、前
記DOE4’は、前記光軸5を中心として180°回転
され、そして、第4の測定が行われる。さらに、前記D
OE4’を除去した後に、平面鏡6が、絞り位置、即ち
焦点の位置(ここで焦点とは焦点3を言う)に矢印の方
向へと挿入され、そして、第5の測定が行われる。
位置から、図1に破線で示されている焦点内の位置に移
動され、このDOEは4’で参照されている。この位置
で、第3の測定が、0°の位置で行われ、この後に、前
記DOE4’は、前記光軸5を中心として180°回転
され、そして、第4の測定が行われる。さらに、前記D
OE4’を除去した後に、平面鏡6が、絞り位置、即ち
焦点の位置(ここで焦点とは焦点3を言う)に矢印の方
向へと挿入され、そして、第5の測定が行われる。
【0015】この焦点内の位置において、前記DOE
4’は、+1次のオーダーの回折で動作し、また、焦点
外の位置では、前記DOE4は、−1次のオーダーの回
折で動作する。しかしながら、この各々の場合、全ての
入射ビームは、自身へと反転される。この場合、ビーム
は、自身へと反転するために、DOEに垂直である必要
はない。
4’は、+1次のオーダーの回折で動作し、また、焦点
外の位置では、前記DOE4は、−1次のオーダーの回
折で動作する。しかしながら、この各々の場合、全ての
入射ビームは、自身へと反転される。この場合、ビーム
は、自身へと反転するために、DOEに垂直である必要
はない。
【0016】透過型DOE4が選択される場合、垂直に
入射するビームを反射する平面鏡7が、前記DOE4の
下流に配置される。この配置は、図2において詳細に示
されている。ここで同様に、2度の2つの測定が、焦点
内の位置及び焦点外の位置で、2つの回転角の位置にお
いて、前記平面鏡7が各々の場合でその後ろに配置され
た状態で、DOEを用いて夫々行われる。平面鏡6を用
いる絞り位置での測定も、同じ方法で行われる。
入射するビームを反射する平面鏡7が、前記DOE4の
下流に配置される。この配置は、図2において詳細に示
されている。ここで同様に、2度の2つの測定が、焦点
内の位置及び焦点外の位置で、2つの回転角の位置にお
いて、前記平面鏡7が各々の場合でその後ろに配置され
た状態で、DOEを用いて夫々行われる。平面鏡6を用
いる絞り位置での測定も、同じ方法で行われる。
【0017】この目的のために、基板の背面を選択する
のが有利である。しかしながら、平面鏡7を離して配置
することが可能である。平面鏡7を傾け得るように、D
OEが、線形搬送波を用いた離軸DOEとして設計され
ている場合、特に、これが必要である。
のが有利である。しかしながら、平面鏡7を離して配置
することが可能である。平面鏡7を傾け得るように、D
OEが、線形搬送波を用いた離軸DOEとして設計され
ている場合、特に、これが必要である。
【0018】5つの測定の全ては、独立な測定として使
用されることが可能であり、そして、絶対項のDOE収
差WDOEは、記録誤差(recoring erro
r)、基板フィッティング誤差WPasse、干渉計誤
差Wintによって生じる。透過型DOEの場合におい
て、基板の被均質性と平面鏡のフィッティング誤差は、
共に基板フィッティング誤差WPasse、を特徴づ
け、分離して決定することができない。試験サンプルの
フィッティング誤差のみではなくDOE収差も決定する
必要があるために、球状試験サンプルの古典的な3点試
験の場合での2つの測定よりも多い5つの測定が必要で
ある。
用されることが可能であり、そして、絶対項のDOE収
差WDOEは、記録誤差(recoring erro
r)、基板フィッティング誤差WPasse、干渉計誤
差Wintによって生じる。透過型DOEの場合におい
て、基板の被均質性と平面鏡のフィッティング誤差は、
共に基板フィッティング誤差WPasse、を特徴づ
け、分離して決定することができない。試験サンプルの
フィッティング誤差のみではなくDOE収差も決定する
必要があるために、球状試験サンプルの古典的な3点試
験の場合での2つの測定よりも多い5つの測定が必要で
ある。
【0019】測定方法は
測定1:焦点位置内のDOE、空間の参照点に対して0
°の回転角、測定量W I0 測定2:焦点位置内のDOE、空間の参照点に対して1
80°の回転角、測定量WI180 測定3:絞り位置、測定量WCAT 測定4:焦点位置外のDOE、空間の参照点に対して0
°の回転角、測定量W E0 測定5:焦点位置外のDOE、空間の参照点に対して1
80°の回転角、測定量WE180 である。
°の回転角、測定量W I0 測定2:焦点位置内のDOE、空間の参照点に対して1
80°の回転角、測定量WI180 測定3:絞り位置、測定量WCAT 測定4:焦点位置外のDOE、空間の参照点に対して0
°の回転角、測定量W E0 測定5:焦点位置外のDOE、空間の参照点に対して1
80°の回転角、測定量WE180 である。
【0020】この場合、Wは、前記干渉計1を用いて2
重の光路において測定される波面収差Wを夫々示してお
り、波面が、ビームの方向にみられる参照波面を導く
時、はっきりと算出される。
重の光路において測定される波面収差Wを夫々示してお
り、波面が、ビームの方向にみられる参照波面を導く
時、はっきりと算出される。
【0021】厳密に言えば、入射ビームが、異なった方
向から当たるため、DOE基板のフィッティング誤差
は、焦点内及び焦点外の位置で僅かに異なった特徴を持
つ。しかしながら、光学的なコンピュータプログラムを
用いる数値シミュレーションにおいて、この違いは、普
通、焦点はずれのような長波フィッティング誤差、球面
収差、又は波長p−vのサイズまでの同様なゼルニケ誤
差の場合の1000分の1よりも小さいことが確かめら
れた。実際に、フィッティング誤差は、充分小さく、こ
れが原因の測定誤差は、無視できるほど小さい。DOE
収差の符号は、焦点内の位置と比較すると、焦点外の位
置で回転する。
向から当たるため、DOE基板のフィッティング誤差
は、焦点内及び焦点外の位置で僅かに異なった特徴を持
つ。しかしながら、光学的なコンピュータプログラムを
用いる数値シミュレーションにおいて、この違いは、普
通、焦点はずれのような長波フィッティング誤差、球面
収差、又は波長p−vのサイズまでの同様なゼルニケ誤
差の場合の1000分の1よりも小さいことが確かめら
れた。実際に、フィッティング誤差は、充分小さく、こ
れが原因の測定誤差は、無視できるほど小さい。DOE
収差の符号は、焦点内の位置と比較すると、焦点外の位
置で回転する。
【0022】次の等式が、計算に必要である。
【数1】
ここで、
WR:参照表面誤差が原因の測定される波面収差
WAPL:干渉計光学システムにおける、例えば、浮遊
干渉計レンズにおける誤差が、又は、空間的な参照表面
配置の場合に、光路において働く参照表面誤差を基礎と
する誤差が原因の測定される波面収差 WDOE:DOE記録誤差によって生じる測定される波
面収差 WPASSE:透過型DOEの場合で、平面鏡のフィッ
ティング誤差を含めることが適切な場合に、DOE基板
のフィッティング誤差から生じる測定される波面収差 WINT:WRとWAPLの合計である干渉計誤差
干渉計レンズにおける誤差が、又は、空間的な参照表面
配置の場合に、光路において働く参照表面誤差を基礎と
する誤差が原因の測定される波面収差 WDOE:DOE記録誤差によって生じる測定される波
面収差 WPASSE:透過型DOEの場合で、平面鏡のフィッ
ティング誤差を含めることが適切な場合に、DOE基板
のフィッティング誤差から生じる測定される波面収差 WINT:WRとWAPLの合計である干渉計誤差
【数2】
上述した計算式に従って、次の2つの中間の値が、(1
a…1e)から形成され、2つの焦点内及び焦点外の位
置は、絞り位置と組み合わせで各々もたらされる。
a…1e)から形成され、2つの焦点内及び焦点外の位
置は、絞り位置と組み合わせで各々もたらされる。
【数3】
求められる全ての3つの値は、今や、以下の絶対項によ
ってすぐに特徴づけられ得る。
ってすぐに特徴づけられ得る。
【数4】
干渉計誤差は、(7)に従って2つの方法で決定される
ことが可能であり、計算方法の2つの結果を用いること
は、改良された測定精度を考慮するのに有効である。
ことが可能であり、計算方法の2つの結果を用いること
は、改良された測定精度を考慮するのに有効である。
【0023】DOE収差のみに興味が集中する場合、絞
り位置をなしですますことが可能であり、(1a、1
b、1d、1e)のみからWDOEを計算することが可
能でもある。
り位置をなしですますことが可能であり、(1a、1
b、1d、1e)のみからWDOEを計算することが可
能でもある。
【数5】
ここで示されるように、少なくとも2つの測定で、この
目的に充分である。しかしながら、高い測定精度を考慮
すると、2つの結果の方法を用いるのが、ここで再び賢
明でもあり、これは4つの測定を用意するということで
ある。
目的に充分である。しかしながら、高い測定精度を考慮
すると、2つの結果の方法を用いるのが、ここで再び賢
明でもあり、これは4つの測定を用意するということで
ある。
【0024】この単純化された計算は、例えば、DOE
記録装置の測定精度を決定する目的に適切である。
記録装置の測定精度を決定する目的に適切である。
【0025】もし適切ならば、絞り位置を無しですませ
ることも可能である。高度に平坦なDOE装置が製作さ
れ、フィッティング誤差が、干渉計によって分離して、
又は、触知できる仕方で決定される時、絞り位置は、時
々、実際に不正確さを示すことがある。この場合、DO
Eをプロットする時、DOEが基板フィッティング誤差
を変化させないことが確実なパスを選択することが可能
である。これは、例えば、厚い基板や、小さい応力(s
tress)を及ぼすDOE材料、例えば、フォトレジ
ストの場合である。DOE収差が、式(8)を用いる絞
り位置のない、絶対項によるこの方法で決定される場
合、DOEの全ての収差は、正確に知られ、絞り位置
は、顧慮されない。
ることも可能である。高度に平坦なDOE装置が製作さ
れ、フィッティング誤差が、干渉計によって分離して、
又は、触知できる仕方で決定される時、絞り位置は、時
々、実際に不正確さを示すことがある。この場合、DO
Eをプロットする時、DOEが基板フィッティング誤差
を変化させないことが確実なパスを選択することが可能
である。これは、例えば、厚い基板や、小さい応力(s
tress)を及ぼすDOE材料、例えば、フォトレジ
ストの場合である。DOE収差が、式(8)を用いる絞
り位置のない、絶対項によるこの方法で決定される場
合、DOEの全ての収差は、正確に知られ、絞り位置
は、顧慮されない。
【0026】式(8)は、絞り位置が、干渉計誤差から
フィッティング誤差を分離するためにのみ必要である事
を示している。フィッテング誤差が、分離して決定され
る場合に、絞り位置は必要ない。
フィッティング誤差を分離するためにのみ必要である事
を示している。フィッテング誤差が、分離して決定され
る場合に、絞り位置は必要ない。
【0027】上述した測定は、改良された、絶対校正の
精度の見積もりを与える。これは、とりわけ、従来の技
術のように3つの測定のみを用いるのではなく、異なっ
た方法で行われる5つの測定を用い、この測定によって
より効果的に誤差の平均を出すことが可能であることが
理由である。
精度の見積もりを与える。これは、とりわけ、従来の技
術のように3つの測定のみを用いるのではなく、異なっ
た方法で行われる5つの測定を用い、この測定によって
より効果的に誤差の平均を出すことが可能であることが
理由である。
【0028】DOEの収差及び基板フィッティング誤差
は、絶対項で測定される。この目的のための方法が、こ
こで示されたように設計されるDOEの絶対校正の方法
である。これにより、DOEの記録精度を評価すること
が可能である。これは、記録プロセスを特徴づけるのに
重要である。特に、異なったDOE記録装置を比較する
ために、絶対項でDOEを測定するような全ての記録装
置に記録する、上述した測定方法に適切なDOEを用い
ることが可能であり、このため、これら記録装置を評価
することが可能である。
は、絶対項で測定される。この目的のための方法が、こ
こで示されたように設計されるDOEの絶対校正の方法
である。これにより、DOEの記録精度を評価すること
が可能である。これは、記録プロセスを特徴づけるのに
重要である。特に、異なったDOE記録装置を比較する
ために、絶対項でDOEを測定するような全ての記録装
置に記録する、上述した測定方法に適切なDOEを用い
ることが可能であり、このため、これら記録装置を評価
することが可能である。
【0029】DOEの絶対測定の後には、このDOE
が、ビームを屈折させる性質に関して正確に知られてい
なくとも、他の光学的な装置において、例えば、他の干
渉計において、測定に使われるのではなくて標準部材と
して用いられることが可能であり、そして、これら他の
装置を校正する。
が、ビームを屈折させる性質に関して正確に知られてい
なくとも、他の光学的な装置において、例えば、他の干
渉計において、測定に使われるのではなくて標準部材と
して用いられることが可能であり、そして、これら他の
装置を校正する。
【0030】一旦非常に精密な仕方でDOEを測定し、
測定に用いられる干渉計を再校正するために、後でこの
DOEを用いることも可能である。
測定に用いられる干渉計を再校正するために、後でこの
DOEを用いることも可能である。
【0031】収差への回転対称な寄与を特に考慮して、
絞り位置から始めて、高い精度で他の2つの位置にアプ
ローチすることが可能であり、これによって測定の精度
が改良される。特に、DOE収差としての絶対項の焦点
はずしの測定も可能になる。適切な高い変位精度は、例
えば、システムを測定するレーザパスの長さを用いるこ
とによって、可能にされるだろう。装置を測定する他の
パスも、考えられる。このような正確な変位が不可能な
場合、DOEは、手動で焦点位置内及び焦点位置外にス
トレートストリップ(straight strip
s)(焦点はずれゼロ)に、又、干渉図形において可能
な限り収差が小さくなるように調整されるだろう。
絞り位置から始めて、高い精度で他の2つの位置にアプ
ローチすることが可能であり、これによって測定の精度
が改良される。特に、DOE収差としての絶対項の焦点
はずしの測定も可能になる。適切な高い変位精度は、例
えば、システムを測定するレーザパスの長さを用いるこ
とによって、可能にされるだろう。装置を測定する他の
パスも、考えられる。このような正確な変位が不可能な
場合、DOEは、手動で焦点位置内及び焦点位置外にス
トレートストリップ(straight strip
s)(焦点はずれゼロ)に、又、干渉図形において可能
な限り収差が小さくなるように調整されるだろう。
【0032】±1次ではなく、より高次の±m次のオー
ダーの回折において手順が行われる時、観察されるDO
Eの収差にファクターmを乗じることにより、同じDO
E記録誤差が得られる。別の言葉で言えば、DOE記録
誤差の測定感度は、このファクターによって生じる。こ
のような比較的高次の回折は、干渉計のレンズが非常に
強く開かれるが、F/0.5まで下がる開口数は適切で
あり、現状では問題ないことを意味するだろう。このよ
うな配置は、高感度のDOE記録誤差の測定の可能性を
与える。
ダーの回折において手順が行われる時、観察されるDO
Eの収差にファクターmを乗じることにより、同じDO
E記録誤差が得られる。別の言葉で言えば、DOE記録
誤差の測定感度は、このファクターによって生じる。こ
のような比較的高次の回折は、干渉計のレンズが非常に
強く開かれるが、F/0.5まで下がる開口数は適切で
あり、現状では問題ないことを意味するだろう。このよ
うな配置は、高感度のDOE記録誤差の測定の可能性を
与える。
【0033】さらによい制度のために、2より多い回転
位置が、導入され得る。例えば、12の回転位置の場合
には、反対向きの2つの位置の各々の場合が、上述した
関係式を用いて計算され、そして、測定結果は、適切に
もどされるだろう。そして、より多くの別個の測定が得
られ、より精密な測定を行ない得る。
位置が、導入され得る。例えば、12の回転位置の場合
には、反対向きの2つの位置の各々の場合が、上述した
関係式を用いて計算され、そして、測定結果は、適切に
もどされるだろう。そして、より多くの別個の測定が得
られ、より精密な測定を行ない得る。
【0034】DOEは、平らな表面に置かれているの
で、回折はアプラナティックではない。非対称収差の計
算が必要となり得る。従って、機械的に正確に調整され
得るように、DOEホルダを設計することは有利であ
る。特に、回転の機械的な軸は、可能な限り正確にDO
E中心に一致させるべきである。
で、回折はアプラナティックではない。非対称収差の計
算が必要となり得る。従って、機械的に正確に調整され
得るように、DOEホルダを設計することは有利であ
る。特に、回転の機械的な軸は、可能な限り正確にDO
E中心に一致させるべきである。
【0035】DOEの高レベルの安定性のために、DO
Eが、ゼロダ(Zerodur)、又は0に近い小さな
熱膨張係数をもつ同様な基板材料に記録するような反射
DOEとして設計される時、適切であり得ることが証明
されている。伝導型DOEとしての設計の場合には、石
英ガラスが、小さい熱膨張係数と高い透明度を有するた
め有利だろう。背面に平面鏡を備える最も簡単な方法
は、背面をアルミニウムで処理することである。
Eが、ゼロダ(Zerodur)、又は0に近い小さな
熱膨張係数をもつ同様な基板材料に記録するような反射
DOEとして設計される時、適切であり得ることが証明
されている。伝導型DOEとしての設計の場合には、石
英ガラスが、小さい熱膨張係数と高い透明度を有するた
め有利だろう。背面に平面鏡を備える最も簡単な方法
は、背面をアルミニウムで処理することである。
【0036】振動数が安定しているレーザの使用は、特
に、空気の圧力、湿度、温度が同時に記録される時に、
測定精度を増大し得る。そして、空気中のレーザの波長
は、非常に正確に知られている。前記波長が、光学校正
に用いられる波長からはずれる場合、機械的な訂正が、
同時に実行され得る。これは、収差への回転対称な寄与
の場合に、特に有利となり得る。
に、空気の圧力、湿度、温度が同時に記録される時に、
測定精度を増大し得る。そして、空気中のレーザの波長
は、非常に正確に知られている。前記波長が、光学校正
に用いられる波長からはずれる場合、機械的な訂正が、
同時に実行され得る。これは、収差への回転対称な寄与
の場合に、特に有利となり得る。
【0037】クロムのマスク(mask)が、反射DO
Eに用いられ得る。
Eに用いられ得る。
【0038】入射球面波を、反射及び回折によって、又
は、下流の平面鏡を用いる透過型回折によって、非球面
状波に変えるDOEの収差の絶対測定のためにも、上述
した測定方法を用いることが可能である。2つの異なっ
た回転位置における、夫々の焦点位置内及び焦点位置外
での4回の測定が、この場合も同様に行われ、測定結果
としてWI0、WI180、WRE0、WE180が得られ
る。
は、下流の平面鏡を用いる透過型回折によって、非球面
状波に変えるDOEの収差の絶対測定のためにも、上述
した測定方法を用いることが可能である。2つの異なっ
た回転位置における、夫々の焦点位置内及び焦点位置外
での4回の測定が、この場合も同様に行われ、測定結果
としてWI0、WI180、WRE0、WE180が得られ
る。
【0039】欠点のない(nondefective)
DOEの焦点内及び焦点外の位置に生じる非球面状波面
は、光学校正によって決定され得る。この場合、波面
は、回転対称であり、そして、一般的に、W
I_ashp≠WE_ashpが成り立つ。
DOEの焦点内及び焦点外の位置に生じる非球面状波面
は、光学校正によって決定され得る。この場合、波面
は、回転対称であり、そして、一般的に、W
I_ashp≠WE_ashpが成り立つ。
【0040】これら非球面状態は、4回の測定結果から
次のように導かれる。
次のように導かれる。
【数6】
DOE収差は、与えられた値を用いることよって、式
(5)又は(8)からの類推により計算され得る。
(5)又は(8)からの類推により計算され得る。
【0041】本発明に係る方法は、DOE記録装置の記
録プロセス校正を達成するのに使用されることも可能で
ある。この場合の目的は、あらゆるDOE記録装置は、
残存誤差を有するため、測定結果から電流(curre
nt)記録プロセス誤差を排除することが可能なよう
に、これら電流記録プロセス誤差を決定することであ
る。
録プロセス校正を達成するのに使用されることも可能で
ある。この場合の目的は、あらゆるDOE記録装置は、
残存誤差を有するため、測定結果から電流(curre
nt)記録プロセス誤差を排除することが可能なよう
に、これら電流記録プロセス誤差を決定することであ
る。
【0042】この目的のために、記録装置が、後に試験
サンプルを測定するのに用いられる測定DOEをプロッ
トする。この目的のために、図3は、DOEの半径rに
対する溝(groove)密度Nの変化を光学設計(o
ptical design)に従って示している。図
5は、ここで考慮する、測定DOEのリングの原理図を
示している。
サンプルを測定するのに用いられる測定DOEをプロッ
トする。この目的のために、図3は、DOEの半径rに
対する溝(groove)密度Nの変化を光学設計(o
ptical design)に従って示している。図
5は、ここで考慮する、測定DOEのリングの原理図を
示している。
【0043】測定DOEでは、残存誤差が必ず問題にな
る。これらシステマティックな記録誤差は、ここで、校
正によって決定される。第2のDOEが、この目的のた
めにプロットされる。第2のDOEのエッジにおける溝
密度プロファイル(profile)は、広い範囲で同
一の状態を得るために、測定DOEの溝密度プロファイ
ルに対応するように意図されている。しかしながら、こ
の場合、溝密度プロファイルは、球面波が自身へと再び
確実に反転するように選択されている。校正DOEの溝
密度の概要Nは、図4に示されている。図6が、校正D
OEのリングの原理図を示している。
る。これらシステマティックな記録誤差は、ここで、校
正によって決定される。第2のDOEが、この目的のた
めにプロットされる。第2のDOEのエッジにおける溝
密度プロファイル(profile)は、広い範囲で同
一の状態を得るために、測定DOEの溝密度プロファイ
ルに対応するように意図されている。しかしながら、こ
の場合、溝密度プロファイルは、球面波が自身へと再び
確実に反転するように選択されている。校正DOEの溝
密度の概要Nは、図4に示されている。図6が、校正D
OEのリングの原理図を示している。
【0044】測定DOEのプロットにすぐに続いて、校
正DOEが、同じ記録装置、又は、記録装置8に、図4
に従ってプロットされる。この場合、プロットプロセス
は変化していないと仮定される。同時に、校正DOE
は、上に示した方法を用いる絶対項で測定されるので、
DOE誤差は絶対項で得られる。上に示した測定DOE
は、同じ設計を有しており、従って、本質的に同じ誤差
を有している。これは、この誤差が、同時に取り去られ
ることが可能であることを意味し、よって、記録プロセ
スを校正する。試験サンプルを伴なう測定DOEの方向
の矢印が、記録プロセス誤差が、除去されることを示す
ことが、図7から明らかである。
正DOEが、同じ記録装置、又は、記録装置8に、図4
に従ってプロットされる。この場合、プロットプロセス
は変化していないと仮定される。同時に、校正DOE
は、上に示した方法を用いる絶対項で測定されるので、
DOE誤差は絶対項で得られる。上に示した測定DOE
は、同じ設計を有しており、従って、本質的に同じ誤差
を有している。これは、この誤差が、同時に取り去られ
ることが可能であることを意味し、よって、記録プロセ
スを校正する。試験サンプルを伴なう測定DOEの方向
の矢印が、記録プロセス誤差が、除去されることを示す
ことが、図7から明らかである。
【0045】DOE記録装置8の性質を決定すること
は、焦点位置内及び焦点位置外の測定である少なくとも
2つの測定位置のみを要求する。絞り位置での測定を必
要としない。
は、焦点位置内及び焦点位置外の測定である少なくとも
2つの測定位置のみを要求する。絞り位置での測定を必
要としない。
【図1】図1は、反射DOEの本発明に従う方法の原理
図を示している。
図を示している。
【図2】図2は、平面鏡及び伝導におけるDOEの、図
1に従う詳細な原理図を示している。
1に従う詳細な原理図を示している。
【図3】図3は、測定DOEの場合の、曲線の密度の変
化のグラフを示している。
化のグラフを示している。
【図4】図4は、校正DOEの場合の、曲線の密度の変
化のグラフを示している。
化のグラフを示している。
【図5】図5は、原理図における、測定DOEの様子を
示している。
示している。
【図6】図5は、原理図における、校正DOEの様子を
示している。
示している。
【図7】図7は、試験サンプルを伴なう測定DOEの場
合の、校正DOEの絶対測定による記録プロセス誤差の
除去に関する原理図を示している。
合の、校正DOEの絶対測定による記録プロセス誤差の
除去に関する原理図を示している。
1…干渉計、2…レンズ、3…焦点、4…DOE、5…
光軸、6…平面鏡
光軸、6…平面鏡
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ステファン・ライヒェルト
ドイツ連邦共和国、デー−70771 ライン
フェルデン−エハテルディンゲン、ブザー
ドベーク 6
(72)発明者 マキシミリアン・マイヤー
ドイツ連邦共和国、デー−73434 アーレ
ン−デバンゲン、スピッツバルトベーク
4
Fターム(参考) 2F064 AA15 BB03 DD09 FF01 GG12
GG49
2G086 EE07 HH06
Claims (17)
- 【請求項1】 入射球面波を自身で又は鏡を介して反転
する光学部材を具備しており、少なくとも4つの測定手
順が、波面収差Wを測定するためになされ、この光学部
材は、焦点位置内及び焦点位置外において、夫々少なく
とも2つの異なった回転角の位置において、少なくとも
4つの測定位置で測定される、出力球面波を用いる干渉
計の絶対校正のための方法。 - 【請求項2】 さらに、少なくとも1つの5番目の測定
手順が、鏡を介して絞り位置でなされていることを特徴
とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記測定は、絞り位置で平面鏡を用いて
なされていることを特徴とする請求項2の方法。 - 【請求項4】 前記光学部材は、反射するように用いら
れる回折光学部材であることを特徴とする請求項1の方
法。 - 【請求項5】 透過型回折光学部材が、光学部材として
設けられており、前記入射球面波の反射は、鏡によって
なされることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項6】 少なくとも2つの異なった回転角が、光
学部材の0°の位置とその位置から180°回転される
位置とによってなされることを特徴とする請求項1の方
法。 - 【請求項7】 2より多い回転角の位置が、測定に使用
されることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項8】 平均化が、測定精度を増大するために、
焦点位置内の測定手順と焦点位置外の測定手順との間で
なされることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項9】 前記測定が、1次のオーダーの回折より
も高次のオーダーの回折でなされていることを特徴とす
る請求項1の方法。 - 【請求項10】 回折光学部材の機械的な回転軸が、回
折光学部材の中心と少なくともほぼ一致していることを
特徴とする請求項4の方法。 - 【請求項11】 回折光学部材の機械的な回転軸が、回
折光学部材の中心と少なくともほぼ一致していることを
特徴とする請求項5の方法。 - 【請求項12】 非常に小さい膨張係数を有している回
折光学部材が、使用されることを特徴とする請求項4の
方法。 - 【請求項13】 非常に小さい膨張係数を有している回
折光学部材が、使用されることを特徴とする請求項5の
方法。 - 【請求項14】 ゼロダが、反射の場合の回折部材とし
て使用され、また、石英ガラスが、透過する場合の回折
部材として使用されることを特徴とする請求項12の方
法。 - 【請求項15】 ゼロダが、反射する場合の回折部材と
して使用され、石英ガラスが、透過する場合の回折部材
として使用されることを特徴とする請求項13の方法。 - 【請求項16】 周波数の安定したレーザが、放射源と
して使用されることを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項17】 入射球面波をそれ自体で又は鏡を介し
て反転する回折光学部材を具備しており、少なくとも2
つの測定手順が、回折光学部材を用いてなされており、
少なくともこの各々の場合に、180°と異なる回転角
で、焦点位置内で1つ、焦点位置外で1つがなされてい
る、出力球面波を生成する干渉計を用いる回折光学部材
の記録装置の測定誤差を決定するための方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10125785.6 | 2001-05-26 | ||
DE10125785A DE10125785A1 (de) | 2001-05-26 | 2001-05-26 | Verfahren zur Absolutkalibrierung eines Interferometers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003050185A true JP2003050185A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=7686293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002150811A Withdrawn JP2003050185A (ja) | 2001-05-26 | 2002-05-24 | 干渉計の絶対校正のための方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6940607B2 (ja) |
EP (1) | EP1262735A1 (ja) |
JP (1) | JP2003050185A (ja) |
DE (1) | DE10125785A1 (ja) |
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JP2013504762A (ja) * | 2009-09-18 | 2013-02-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 光学表面の形状を測定する方法及び干渉測定デバイス |
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DE102006035022A1 (de) | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Carl Zeiss Smt Ag | Verfahren zum Herstellen einer optischen Komponente, Interferometeranordnung und Beugungsgitter |
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