JP2004198382A - 干渉装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源手段から射出された光束より、被検物を介した被検光束と参照面を介した参照光束とを形成し、双方を合波し干渉波面を形成する光学手段と、該被検光束と該参照光束の光路長差を変化させる光路長差変化素子と、該干渉波面に基づく干渉縞を撮像する撮像素子と、該撮像素子で撮影される干渉縞から該干渉波面の位相差分布を計算する処理系とを有する干渉装置において、該位相差分布を、補正用サンプルの被検面の凹凸形状を機械的に測定する形状測定装置で得た値と、該干渉装置で該補正用サンプルを測定した値とを用いて求めた補正値で補正する補正手段を有すること。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検面の面形状や物体のホモジニティ等を高精度に測定することができる干渉装置に関する。
【0002】
特に2次元の干渉縞強度分布から、被検面での形状誤差、或いは被検物、例えば被検レンズの透過波面収差の測定を行う際に好適な干渉装置に関するものである。
【0003】
【従来の技術】
従来より、面形状の測定や物体のホモジニティ(均質性)の測定に光の干渉を利用した干渉測定装置(干渉装置)が用いられている。
【0004】
図11は従来の干渉測定装置の要部概略図である。図11において光源1を射出した光束はハーフミラー2を通過し、2軸ティルトステージ3に設けたTF基板(透過基準板)5に至る。2軸ティルトステージ3は制御コンピュータ9からの指令により高精度にティルトし、後述する参照光束と被検光束の波面合わせが可能となっている。また2軸ティルトステージ3上に縞走査法用の圧電素子(PZTアクチュエータ)4を介し、TF基板5が設置されている。
【0005】
TF基板5は最終面5a以外には光源1から光束の波長に対する反射防止膜を施す事で最終面5aからのみ光束の一部が反射する、或いはクサビ角を設けCCDカメラ8の解像度を超える密な干渉縞としている。最終面5aを透過した光束はサンプル6の被検面6aで反射する。以下TF基板5の最終面5aで反射される光束を参照光束、最終面5aを透過する光束を被検光束と称す。
【0006】
サンプル6の被検面6aで反射した被検光束はTF基板5で参照光束と合波し、干渉しハーフミラー2で反射され、結像光学系7ピンホールPHを介して拡散板10上で干渉縞を形成する。
【0007】
拡散板10は、駆動手段Mで回転する事でスペックル等の光学ノイズを平均化されるために用いられている。拡散板10で拡散された干渉縞は結像光学系11によりCCD(CCDカメラ)8上に伝達され、撮像された干渉縞画像データは制御コンピュータ9に転送される。
【0008】
制御コンピュータ9ではPZTアクチュエータ4を走査した際の複数の干渉縞画像データを取り込み、所謂、縞走査法により干渉縞の位相を算出してサンプル6の被検面6aの面形状を測定している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
被検面の面形状を干渉縞の位相波面として求める従来の方法では、結像光学系7及び結像光学系11、或いは撮像素子(CCDカメラ)8に起因する干渉縞の空間周波数に依存したコントラスト特性によって算出される干渉縞の位相波面に振幅低下が発生することがあり、これは特に高空間周波数で顕著であった。
【0010】
以下数式を用いて干渉縞の位相波面の振幅劣化の原因について説明する。
【0011】
簡単のため、被検光束の波面として単一空間周波数の分布を有する波面を考え、参照光束の波面は完全に平面であるとする。このとき被検光束振幅Etest、参照光束振幅Eretは、
Etest(x,t)=E0exp(ia cos(2πifx))
Eref(x,t)=E0exp(iωt)
と表される。ここでaは波面振幅、I0は入射光の強度、xは空間座標、tは時間であり、f波面の空間周波数、ωはフリンジスキャンの周波数を表す。
【0012】
これら2光束による干渉縞強度I(x,t)は、
I(x,t)=|Etest(x,t)+Eref(x,t)|2
=I0(1+cos(a cos(2πifx)-ωt))
I0(1+sin(ωt)+a cos(2πfx)cos(ωt))
となる。ここで波面振幅aは十分小さいとして波面振幅aの1次の項までの近似で表している。周波数fにおけるコントラストをM(f)とすると取得される干渉縞画像の強度Imean(x,t)は、
Imeas(x,t)= I0(1+sin(ωt)+M(f)a cos(2πfx)cos(ωt))
となる。フリンジスキャンは干渉縞変化のcos変調成分、sin変調成分を摘出して位相を産出するため、計算される位相は、
φ(x)=tan-1(M(f)a cos(2πfx))
M(f)a cos(2πfx)
つまり実波面の波面振幅aが周波数fにおけるコントラストM(f)だけ減少して計算されることになる。この為、干渉縞の位相波面を高精度に測定することが困難になってくる。
【0013】
本発明は被検面の面形状や物体のホモジニティ等を高精度に測定することができる干渉装置の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の干渉測定装置は、
被検物を介した光を用いて干渉縞を形成する干渉装置であって、
補正用サンプルの形状と前記補正用サンプルの形状を前記干渉装置で測定した測定値とを用いて求めた補正値に基づいて、前記干渉縞から得られる位相差分布を補正する補正手段を有することを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明の各実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【0016】
(実施形態1)
本発明の実施形態1について説明する。
【0017】
実施形態1は補正用サンプル(サンプル)を用意して補正用サンプルの被検面の面形状を機械的に測定する形状測定装置として、例えば3次元形状走査型装置(図4参照)と干渉測定装置(図1参照)で求め、双方で得た測定値より干渉測定装置で求めた測定値を補正する為の補正値を算出する。即ち干渉測定装置で得た被測定サンプルの測定値に補正値をかけ、これより被測定サンプルの被検面の面形状情報を求めている。ここで、補正用サンプルの被検面の面形状を機械的に測定する例を示したが、これはこの限りではなく、補正用サンプルの被検面の面形状を正確に測定できる方法であれば、特に機械的な方法である必要は無い。さらに、もし、補正用サンプルの被検面の形状が正確に分かっている場合は、特に測定の必要は無く、そのサンプルの被検面の形状と、本実施形態の干渉測定装置による面形状の測定結果との両者から補正値を算出しても良い。
【0018】
以下に被測定サンプルの被検面が平面の場合の測定と補正値を算出し、測定値の補正方法の流れを具体的に説明する。
【0019】
図1は実施形態1で用いる干渉測定装置の要部概略図である。
【0020】
まず被測定サンプルを図1の干渉測定装置で測定する方法を説明する。光源(光源手段)1を射出した光束はハーフミラー2を透過し、2軸ティルトステージ3上のTF基板5に至る。2軸ティルトステージ3は制御コンピュータ9からの指令により高精度にティルトし、後述する参照光束と被検光束の波面合わせが可能となっている。また2軸ティルトステージ3上には縞走査法用の光路長差変化手段としての圧電素子(PZTアクチュエータ)4を介し、TF基板5が設置されている。
【0021】
TF基板5は最終面5a以外には光源1からの光束の波長に対する反射防止膜を施す或いはクサビ角を設けており、これによって最終面5aからのみ光束の一部が反射する。最終面5aを透過した光束は被測定サンプル(サンプル)6の被検面6aで反射する。以下TF基板5の最終面5aで反射される光束を参照光束、最終面5aを透過する光束を被検光束と称す。
【0022】
サンプル6の被検面6aで反射した被検光束はTF基板5で参照光束と合波され、干渉してハーフミラー2で反射され、結像光学系7とピンホールPHを介して拡散板10上で干渉縞を形成する。
【0023】
拡散板10は、駆動手段MOによって、回転する事でスペックル等の光学ノイズを平均化するために用いている。拡散板10で拡散された干渉縞は結像光学系11によりCCDカメラ(撮像手段)8上に伝達され、撮像された干渉縞画像データは制御コンピュータ(処理系)9に転送される。ここで結像光学系11と拡散板10を省略して拡散板10が位置するところにCCDカメラ8を配置し、直接に干渉縞画像データを検出しても良い。この方法は光学系の影響による振幅低下が少ない。
【0024】
光源1から被検面6aを介して、拡散板10又は撮像手段8に至る系で干渉計を構成している。又、光源1から被検面6aを介し、撮像手段8に至る光路中に設けている光学部材は光学手段の一要素を構成している。
【0025】
制御コンピュータ9ではPZTアクチュエータ4を走査した際の複数の干渉縞画像データを取り込み、所謂、縞走査法により干渉縞の位相を算出しており、これによってサンプル6の被検面6aの面形状を測定している。そして制御コンピュータ9に組み込まれた振幅補正ユニット(補正手段)12でサンプル6の面形状の測定値を補正値によって補正する。ここで振幅補正ユニット12は制御コンピュータ9と分離していても良い。この振幅補正ユニット12で計算される測定値の補正方法について図2を用いて説明する。
【0026】
図2において、M1はサンプル6の面形状の測定値(干渉縞データ)の波面分布(位相波面分布)を表す。この測定値M1に対し、最小二乗法等を用いて多項式フィッティングを行うことにより、多項式成分Z1と多項式残差成分(残差成分)R1に分離する。ここで多項式としてはZERNIKE多項式等を用いている。
【0027】
残差成分R1に対し2次元フーリエ変換を行い周波数分布RF1を得る。ここで残差成分R1を用いるのは、波面瞳端部の極端な変化による不要周波数生成物を抑えるためである。
【0028】
図2において、位相波面の振幅劣化は前記周波数分布RF1と同一スケールの空間周波数上に、干渉測定装置で得られた位相波面の振幅分布を作成したものである。図2中RF2は振幅劣化した位相波面の補正後の残差波面の周波数分布を表し、周波数分布RF1と補正係数分布Rdcにより、
RF2=RF1/Rdc
と表される。
【0029】
この補正係数分布Rdcの求め方は後で詳細を説明する。この補正は位相波面の振幅劣化で補正しようとする領域の波面収差の周波数成分振幅が1radより十分小さい場合に適用される。補正後の周波数分布RF2に対し逆フーリエ変換を行い、実空間上の残差波面R2を得る。これに前記分離した多項式成分Z1を加えることで、波面収差分布M2を求め、これより測定値M1に対する振幅劣化の補正が完了し、高周波域まで、測定誤差の少ない波面計測値M2を得ることを可能としている。
【0030】
次に前記補正係数分布Rdcの求め方について図3の流れ(フローチャート)に沿って説明する。
【0031】
ステップA:「補正用サンプルを用意する」
図5、図6、図7は補正用サンプルの概略図である。図5は補正用サンプルS1の被検面を上から見た図、C1a、C1bは補正用サンプルS1の直線S1a、S1bの断面における振幅分布を表す。図6は補正用サンプルS2被検面を上から見た図、C2a、C2bは補正用サンプルS2の直線S2a、S2bの断面における振幅分布を表す。図7のS3(S3a、S3b・・・S3x)は複数の被測定物に異なる周波数を刻んだサンプルでC3a、C3b・・・C3xはサンプルS3a、S3b・・・S3xそれぞれの断面図を表す。このような補正用サンプルS1,S2,S3を複数用意してそれぞれ干渉測定装置と図4に示す3次元形状走査型計測装置で補正用サンプルS1,S2,S3の被検面の面形状を測定する。
【0032】
ステップB:「補正用サンプルS1,S2,S3を干渉測定装置で測定する」
干渉測定装置による補正用サンプルS1,S2,S3の測定は図1を参照した前記説明と同様の方法、所謂縞走査法により補正用サンプルS1,S2,S3の被検面の面形状を測定する。測定方法の詳細については既に説明したので省略する。ここでは振幅補正ユニット12による位相波面の振幅補正は行わない。つまり補正係数分布Rdc=1として測定する。
【0033】
ステップC:「補正用サンプルS1,S2,S3を3次元形状走査型計測装置で測定する」
接触式の3次元形状走査型測定装置による補正サンプルの面形状の測定について図4を参照しながら説明する。
【0034】
図4は補正用サンプル面形状を測定する接触式の3次元形状走査型測定装置の概略図である。サンプル22はXYステージ23の上に設置されている。ここでXYステージ23は制御コンピュータ25により高精度にXY独立の駆動が可能となっている。
【0035】
プローブ21はXYZステージ24に設置されていて、プローブ21がサンプル22の被検面22a上を−定の圧力を加えながらスキャンするように制御コンピュータ25はXYZステージ24を制御している。このときXYZステージ24の位置座標を制御コンピュータ25で計算して求めることでサンプル22の被検面22aの面形状を算出する。ここで非接触式の3次元形状走査型測定装置で補正サンプルS1,S2,S3を測定しても全く問題ない。
【0036】
ステップD:「ステップB,Cの測定結果より補正係数RdcH、RdcVを求める」
次にステップBとステップCの測定結果よりCCDカメラ8の水平方向と垂直方向の補正係数RdcHとRdcVの求め方について図8を参照しながら説明する。
【0037】
被検面の切断面がCCDカメラ8の水平方向の場合、計測した結果から標本化間隔に対するある空間周波数kxを計算する。以上で被検面上の空間周波数kxにおける振幅Vref(kx)を得る。
【0038】
以下、hが標本化間隔のナイキスト周波数(標本化周期の2倍の逆数)まで計算する。3次元形状走査型測定装置の場合も同様に空間周波数kxの振幅Vref(kx)を求める。
【0039】
これら一連の計算結果を図8に示した。被検面上の空間周波数の振幅を測定することにより離散データV(kxi)が得られる。図8の実線は3次元形状走変型計測装置の振幅Vref(kx)点線は干渉測定装置の振幅V(kx)を表していて点線の振幅は実線の振幅と比べて振幅が劣化している。振幅劣化の原因は先に「解決しようとする課題」で述べたとおりである。
【0040】
このとき補正係数Rdc0は、
Rdc0=V(kx)/Vref(kx)
となり、干渉測定装置の測定値を空間周波数毎に補正係数Rdc0で割ることによって補正が完了する。
【0041】
3次元形状走査型測定装置と干渉測定装置の標本間隔が異なる場合は振幅Vref(kx)と振幅V(kx)に対して最小二乗法等により多項式関数等でフィッティングして補正係数を求めればよい。
【0042】
ここで本実施形態のように干渉縞を形成する瞳結像系にインコヒーレント結像が含まれる干渉測定装置における補正係数は、
FInchOpt(x,k0)=(2 cos-1(k0x)- sin(2 cos-1(k0x)))/π
となり、この式は理想光学系のインコヒーレント光学系の振幅劣化を表している。
【0043】
また本実施形態では被検レンズの瞳結像系としてインコヒーレント結像を用いているが、コヒーレント結像の干渉計における補正係数には次式で表されるMoffat関数を用いればよい。
【0044】
Moffat(x,k0,k1,k2)=k0/(1+(x/k1)2)k2
ここでxは空間周波数、k0,kl,k2はパラメータである。
【0045】
以上でCCDカメラ8の水平方向に対する補正係数RdcHの算出が終了する。次に同様の手続きにより垂直方向に対する補正係数RdcVを計算すれば、干渉測定装置の水平方向と垂直方向の補正係数RdcH、RdcVがそれぞれ求められる。
【0046】
ステップE:「ステップDの結果より補正係数分布Rdcを求める」
前記干渉測定装置の水平方向と垂直方向のぞれぞれの補正係数RdcH,RdcVにフィッティングを行い、関数化すれば補正係数分布Rdcの作成が容易になる。フィッティングした水平方向、垂直方向の補正係数をRdcH(kx),RdcV(ky)とすると、空間周波数(kx,ky)上の補正係数分布Rdc(kx,ky)は、
Rdc(kx,ky)= RdcH(kx)×RdcV(ky)
と表される。
【0047】
以上で図2中の補正係数分布Rdcを求めることができる。図1中の振幅補正ユニット12はこの補正係数分布Rdcを用いて測定値に振幅補正計算を行う。
【0048】
また被検出面の形状として、平面の形状について説明してきたがホモジニティ測定(均質測定)への適用も可能である。ホモジニティ測定のとき図1中のサンプル6はRF基板(反射基準板)として、RF基板6とTF基板5の問に被測定物13を置き透過波面を測定する。測定法としては非研磨面のまま測定するオイルオンプレート法、或いは研磨面状態で測定する研暦法等が適用できる。
【0049】
(実施例2)
次に本発明の実施形態2について説明する。
【0050】
実施形態2は実施形態1の被測定サンプルが並行平板であったのに対して被測定サンプルの形状として球面ミラーを用いている。この球面ミラーの反射面上に図5、図6に示すパターンが設けられている。この場合の干渉測定装置での測定方法について図9を用いて述べる。
【0051】
図9において、光源1を射出した光束はハーフミラー2を透過し、XYZステージ3上に設けた集光レンズ5に至る。XYZステージ3は制御コンピュータ9からの指令により高精度にXYZ方向に独立の駆動が可能となっている。またXYZステージ3上には縞走査法用の圧電素子(PZTアクチュエータ)4を介し、集光レンズ35が設置されている。
【0052】
ここで集光レンズ35は最終面35aの曲率半径と最終面35a−焦点10間の距離が等しい、所謂TSレンズである。TSレンズ35は最終面35a以外には光源1の波長に対する反射防止膜を施す事で、最終面35aからのみ光束の一部が反射するようにしている。最終面35aを透過した光束はサンプル6の被検面6aで反射する。以下TSレンズ35の最終面35aで反射される光東を参照光束、最終面35aを透過する光束を被検光束と称す。
【0053】
ここでサンプル6は制御コンピュータ9により制御可能なXYZステージ11上に設けられ、サンプル6の被検面6aの曲率中心とTSレンズ35による集光点10が一致するようにXYZ方向の調整がなされている。
【0054】
サンプル6の被検面6aで反射した被検光束はTSレンズ35で参照光束と合波し、互いに干渉し、ハーフミラー2で反射され、結像光学系7とピンホールPHを介して、CCDカメラ8上で干渉縞を形成する。CCDカメラ8で撮像された画像データは制御コンピュータ9に転送される。
【0055】
制御コンピュータ9ではCCDカメラ8からPZTアクチュエータ4を走査した際の複数の干渉縞画像データを取り込み、所謂、縞走査法により干渉縞の位相を算出し、位相波面(測定値)を求めている。そして制御コンピュータ9に組み込まれた振幅補正ユニット12で測定値を補正係数で補正する。ここで振幅補正ユニット12は制御コンピュータ9と分離していても全く問題ない。
【0056】
ここで用いるサンプル6はTSレンズ5による集光点10とサンプル6の被検面6aの曲率中心が一致する球面に図5や図6や図7に示すような模様を刻んだものである。
【0057】
3次元形状走査型測定装置によるサンプル6の被検面測定と振幅劣化の補正については実施形態1で述べたので省略する。また、ここでは実施形態1のような拡散板10と結像光学系11のない光学系を示したがこれらの部材があっても構わない。
【0058】
(実施例3)
次に本発明の実施形態3について図10を用いて説明する。実施形態3は被検物として透過物体を用いている。図10において光源1を射出した光束はハーフミラー2を透過し、XYZステージ3上に設けた集光レンズ5に至る。XYZステージ3は制御コンピュータ9からの指令により高精度にXYZ方向に独立の駆動が可能となっている。またXYZステージ3上には縞走査法用の圧電素子(PZTアクチュエータ)4を介し、集光レンズ5が設置されている。
【0059】
ここで集光レンズ35は最終面35aの曲率半径と最終面35a−焦点10間の距離が等しい、所謂TSレンズである。TSレンズ5は最終面35a以外には光源1の波長に対する反射防止膜を施す事で、最終面35aからのみ光束の一部が反射するようにしている。以下TSレンズ35の最終面35aで反射される光束を参照光束、最終面35aを透過する光束を被検光束と称す。
【0060】
集光レンズ35の焦点10は被検レンズ14の物体面と一致するようにZステージの調整がなされており、被検レンズ14を透過した被検光束は、被検レンズ14の像面15上で集光した後、球面のRSミラー6により反射される。
【0061】
ここでRSミラー6はTSレンズ5と同様に制御コンピュータ9により制御可能なXYZステージ11上に設けられ、RSミラー6の曲率中心6aと像側焦点15が一致するようにXYZステージ11方向の調整がなされている。
【0062】
TSレンズ35の最終面35aにて反射された参照光束と、RSミラー6により反射された被検光束は、TSレンズ35を介して、合波し、互いに干渉して同一光路となりハーフミラー2で反射され、結像光学系7とピンホールPHを介してCCDカメラ8上で干渉縞を形成する。CCDカメラ8で撮像された干渉縞画像データは制御コンピュータ9に転送される。制御コンピュータ9ではPZTアクチュエータ4を走査した際の複数の干渉縞画像データを取り込み、所謂、縞走査法により干渉縞の位相を算出して被検レンズの透過波面を求める。
【0063】
そして制御コンピュータ9に組み込まれた振幅補正ユニット12で測定値を補正係数で補正する。ここで振幅補正ユニッ,ト12は制御コンピュータ9と分離していても全く問題ない。
【0064】
次に図10の干渉測定装置における補正用サンプルの測定について説明する。
【0065】
まず図10中の補正用サンプル13を被検レンズ14に取り付ける、或いは被検レンズ14無しの状態で工具等により同様の位置に配置する。ここで用いる補正用サンプル13は実施形態2と同様にTSレンズ5による集光点10と補正用サンプル13の被検面13aの曲率中心が一致する球面に図5や図6や図7に示す模様を刻んだものである。このときXYZステージ11は補正用サンプル13の被検面13a曲率中心とTSレンズ5の集光点10が一致するように制御コンピュータ9により制御されている。
【0066】
補正用サンプル13の被検面13aで反射した被検光束はTSレンズ35で参照光束と合波され、互いに干渉し、ハーフミラー2で反射され、結像光学系7とピンホールPHを介してCCDカメラ8上で干渉縞を形成する。CCDカメラ8で撮像された画像データは制御コンピュータ9に転送される。制御コンピュータ9ではPZTアクチュエータ4を走査した際の複数の干渉縞画像データを取り込み、所謂、縞走査法により干渉縞の位相を算出して干渉測定装置で測定したときの振幅劣化を求める。
【0067】
3次元形状走査型測定装置による補正用サンプル13の被検面測定と振幅劣化の補正については実施形態1で述べたので省略する。またここでは実施形態1のような拡散板10と結像光学系11のない光学系を示したがこれらの部材があっても構わない。
【0068】
(実施形態4)
次に本発明の実施形態4について説明する。
【0069】
本実形態4は振幅補正機能を有する面形状測定装置(実施形態1,2)及び透過波面形状測定装置(実施形態3)を露光装置の投影レンズの製造に適用したものである。単レンズ或いはホモジニティ測定を実施形態1,2の測定装置で行い、組立後のレンズの波面を実施形態3の測定装置で測定し調整を行う。これにより高周波まで精度の良いレンズを製造している。
【0070】
[実施態様1]
被検物を介した光を用いて干渉縞を形成する干渉装置であって、
補正用サンプルの形状と前記補正用サンプルの形状を前記干渉装置で測定した測定値とを用いて求めた補正値に基づいて、前記干渉縞から得られる位相差分布を補正する補正手段を有することを特徴とする干渉装置。
【0071】
[実施態様2]
前記補正手段が、前記位相差分布の第1周波数成分と前記第1周波数成分より空間周波数の高い第2周波数成分のうち、前記第1周波数成分のゲインを略一定に保ち、前記第2周波数成分のゲインを補正することを特徴とする実施態様1記載の干渉装置。
【0072】
[実施態様3]
前記補正手段が、前記第2周波数成分のゲインを増幅することを特徴とする実施態様2記載の干渉装置。
【0073】
[実施態様4]
前記位相差分布に基づいて、前記被検物の形状を導く手段を有することを特徴とする実施態様1乃至3いずれか1項記載の干渉装置。
【0074】
[実施態様5]
前記干渉縞を形成する2つの光束の光路長差を変化させる光路長差変化素子を有することを特徴とする実施態様1乃至4いずれか1項記載の干渉装置。
【0075】
[実施態様6]
光源手段から射出された光束より、被検物を介した被検光束と参照面を介した参照光束とを形成し、双方を合波し干渉波面を形成する光学手段と、該被検光束と該参照光束の光路長差を変化させる光路長差変化素子と、該干渉波面に基づく干渉縞を撮像する撮像素子と、該撮像素子で撮影される干渉縞から該干渉波面の位相差分布を計算する処理系とを有する干渉装置において、該位相差分布を、補正用サンプルの被検面の凹凸形状を機械的に測定する形状測定装置で得た値と該干渉装置で該補正用サンプルを測定した値とを用いて求めた補正値で補正する補正手段を有することを特徴とする干渉装置。
【0076】
[実施態様7]
前記被検物の被検面、又は被検物がレンズ系であるときはその瞳と前記撮像素子は共役関係であることを特徴とする実施態様6に記載の干渉装置。
【0077】
[実施態様8]
前記光学手段は、干渉縞を拡散板上に形成し、更に該拡散板上に形成された干渉縞を撮像素子上に再結像すること特徴とする実施態様6又は7に記載の干渉装置。
【0078】
[実施態様9]
前記補正用サンプルは、被検面に複数の異なる空間周波数の模様を刻んだサンプル、或いは複数の被測定物に異なる空間周波数の模様を刻んだサンプルより成ることを特徴とする実施態様6、7又は8に記載の干渉装置。
【0079】
[実施態様10]
前記補正手段は、周波数空間で補正値を求めていることを特徴とする実施態様6〜9のいずれか1項に記載の干渉装置。
【0080】
[実施態様11]
前記補正値は干渉縞を形成する結像系がインコヒーレント系の場合、波面の空間周波数をf、空間座標をx、2πf=k0とするとき、
FInchOpt(x,k0)=(2 cos-1(k0x)- sin(2 cos-1(k0x)))/π
という補正係数を用いることを特徴とする実施態様6〜10のいずれか1項に記載の干渉装置。
【0081】
[実施態様12]
前記補正値は、干渉縞を形成する結像系がコヒーレント系の場合、k0、k1、k2をパラメータxを空間座標とするとき、
Moffat(x,k0,k1,k2)=k0/(1+(x/k1)2)k2
という補正係数を用いることを特徴とする実施態様6〜10のいずれか1項に記載の干渉装置。
【0082】
[実施態様13]
前記被検物のホモジニティを求めることを特徴とした実施態様6の干渉装置。
【0083】
[実施態様14]
実施態様6から13のいずれか1項に記載の干渉装置を用いて製造されたことを特徴とする露光装置用の投影レンズ。
【0084】
[実施態様15]
光源手段から射出された光束の一部を被検面で反射或いは被検物を透過させた後に反射面で反射させることによって得られる被検光束と、該光源手段から射出された光束の一部を参照面によって反射させて得られる参照光束を形成する光学手段と、前記被検光束と前記参照光束の光路長差を変化させる光路長差変化素子と、前記被検光束と前記参照光束を干渉させて得られる干渉縞を撮像する撮像素子と、前記光学手段は、前記参照光束と前記被検光束により形成される干渉縞を前記撮像素子に導光しており、前記撮像素子で撮影される前記干渉縞から前記被検光束と前記参照光束の位相差分布を計算する処理系とを有する干渉装置において、前記干渉縞の空間位相分布の振幅劣化を補正する補正値を算出する補正手段を有し、前記補正手段は、該補正値を被検面の凹凸を接触或いは非接触で測定する形状測定装置と前記干渉装置で補正用サンプルを測定することにより求めることを特徴とする干渉装置。
【0085】
[実施態様16]
前記被検面或いは前記被検物の瞳と前記撮像素子は共役関係であることを特徴とする実施態様15に記載の干渉装置。
【0086】
[実施態様17]
前記補正用サンプルは、被検面に複数の異なる空間周波数の模様を刻んだサンプル、或いは複数の被測定物に異なる空間周波数の模様を刻んだサンプルより成ることを特徴とする実施態様15又は16に記載の干渉装置。
【0087】
[実施態様18]
前記補正手段は、周波数空間で補正値を求めていることを特徴とする実施態様15〜17のいずれか1項に記載の干渉装置。
【0088】
[実施態様19]
被検物を介した被検波面と、参照波面とを合波し、位相波面に基づく干渉縞データを撮像手段に形成する干渉計と、該干渉計からの干渉縞データより該被検物を介した位相波面を演算し求める処理系とを有する干渉装置において、
該処理系は、補正用サンプルを用いたときの該干渉計で得られる干渉情報の位相波面が空間周波数値(kx)による振幅劣化するときの振幅をV(kx)、該補正用サンプルの凹凸形状を機械的に測定する形状測定装置で得られる振幅をVref(kx)としたとき、
【0089】
【数1】
【0090】
より求めた補正係数分布Rdcを用いて該干渉縞データを補正していることを特徴とする干渉装置。
【0091】
[実施態様20]
被検物を介した被検波面と、参照波面とを合波し、位相波面に基づく干渉縞データを撮像手段に形成する干渉計と、該干渉計からの干渉縞データより該被検物を介した位相波面を演算し求める処理系とを有する干渉装置において、
該処理系は、該干渉計で得られる干渉縞データ(M1)に基づく周波数分布(RF1)を補正係数分布(Rdc)で補正した周波数分布(RF2)を用いて、波面収差分布(M2)を求めており、このとき補正係数分布(Rdc0)を該干渉計で得られる干渉情報の位相波面が空間周波数値(kx)による振幅劣化するときの振幅をV(kx)、該補正用サンプルの凹凸形状を機械的に測定する形状測定装置で得られる振幅をVref(kx)としたとき、
【0092】
【数2】
【0093】
より求めていることを特徴とする干渉装置。
【0094】
【発明の効果】
本発明によれば干渉装置で測定された干渉縞の振幅劣化によって困難であった高周波成分の被検面の透過波面或いは被検面形状誤差を補正し、高精度な測定を行うことができる干渉装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の概略構成図である。
【図2】本発明に係る振幅劣化の補正手続きを示すフローチャートである。
【図3】本発明に係る補正係数分布を求める計算を示すフローチャートである。
【図4】本発明に係る接触式3次元形状走査型計測装置の概略構成図である。
【図5】本発明に係る被後面測定用のサンプル例である。
【図6】本発明に係る被検面測定用のサンプル例である。
【図7】本発明に係る複数枚の被検面測定用のサンプル例である。
【図8】本発明に係る本発明に係る被検面の断面をフーリエ変換した振幅のグラフである。
【図9】本発明の実施形態2の概略構成図である。
【図10】本発明の実施形態3のを示す概略構成図である。
【図11】従来の干渉測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
Etest(x,t):被検光束複素振幅
Eref(x,t):参照光束模索振幅
E0:電場振幅
a:波面振幅
f:波面空間周波数
ω:フリンジスキヤン周波数
M(t):空間周波数fにおけるコントラスト
k:干渉縞空間周波数
V:被検面振幅
kx:水平方向空間周波数
ky:垂直方向空間周波数
Finch0pt:インコヒーレント光学系のフィッテイング関数,
Rde0:1次元の補正係数関数
M1:測定結果干渉縞位相
Z1:測定結果干渉縞位相の多項式成分
R1:測定結果干渉縞の位相残差成分
RF1:測定結果干渉の縞位相残差成分の空間周波数分布
Rdc:干渉計振幅劣化の空間周波数の補正係数分布
RF2:補正結果透過波面の収差残差成分の空間周波数分布
R2:補正結果透過波面の収差残差成分
M2:補正結果透過波面の収差分布
NA:測定光束のNA
r:測定光束半径
Claims (1)
- 被検物を介した光を用いて干渉縞を形成する干渉装置であって、
補正用サンプルの形状と前記補正用サンプルの形状を前記干渉装置で測定した測定値とを用いて求めた補正値に基づいて、前記干渉縞から得られる位相差分布を補正する補正手段を有することを特徴とする干渉装置。
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