(57)【要約】　　　（修正有）【課題】任意の波面を発生させることによって非球面干渉計測装置などに適用することができ、従来では測定不可能であった反射非球面量等の計測を可能とする波面発生装置、該装置を組み込んだ面形状測定装置、焦点駆動装置を提供する。【解決手段】電気光学素子１５を半径方向に複数の領域に分割された輪帯状透明電極２１，２２，２３，３１，３２，３３により挟み込み、該透明電極に印加する電圧を制御することにより各領域を透過する光の位相差を任意に制御する波面発生装置２０、該装置を組み込んだ面形状測定装置、焦点駆動装置を構成する。【選択図】　　　　　　図２
2004029076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学素子を半径方向に複数の領域に分割された輪帯状透明電極により挟み込み、該透明電極に印加する電圧を制御することにより各領域を透過する光の位相差を任意に制御することを特徴とする波面発生装置。
【請求項２】
被検面から透過または反射した波面と参照波面を干渉させ被検面の面形状を計測する面形状測定装置であって、参照波面を形成する光学系に請求項１の波面発生装置を組み込んだことを特徴とする面形状測定装置。
【請求項３】
焦点駆動装置であって、請求項１の波面発生装置を組み込んだことを特徴とする焦点駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は干渉計などに挿入し、波面を変換する波面発生装置、該装置を組み込んだ面形状測定装置、焦点駆動装置に関する。特にＥＵＶ露光装置（縮小投影軟Ｘ線露光装置）など、大きな非球面量を持つ光学系の波面収差を測定する干渉計に好適な波面発生装置、該装置を組み込んだ面形状測定装置、焦点駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置や液晶表示装置などを製造するための投影露光装置は、多数のレンズ群よりなるレチクル照明系やレチクル上の回路パターンをウェハに転写するための投影レンズ系より構成され、集積回路装置の微細化に伴って、レンズの大口径化と加工精度の高精度化がますます求められている。レンズの高精度化を達成するために、従来、図１に示すような干渉計測装置により、レンズの波面収差を測定することにより、高精度化への要求に応えてきた。
【０００３】
図１は干渉計測装置の例である。干渉計測装置はさまざまなタイプの方式が存在するが、ここでは、フィゾータイプの干渉計測装置を例にとって説明する。
図１において、１は光源装置である。一般的に干渉計測に用いられる光源は可干渉性を要求されるため、波面形状が安定しているレーザが好ましい。よく使われるのはＨｅ−Ｎｅレーザで、特に高精度な測定をする場合にはヨウ素安定化レーザなども用いられる。半導体レーザなどを使用することもあるが、測定系の絶対精度を保証するために、半導体露光波長と同一波長の光源を用いる場合もある。
また、２，３はコリメータレンズ、４はビームスプリッタ、６はヌルレンズといい基準となる参照波面を生成する。７は参照面で部分反射面となっており、ここで反射した参照波面と８の被検面で反射した波面が干渉縞を生成し、１１のＣＣＤカメラに投影される。１２のプロセッサはＣＣＤから出力される縞情報を解析し、８の被検面の面形状を算出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明したような干渉計測装置は、従来の半導体露光装置のレンズの測定ではよく用いられてきた。ところが、線幅５０ｎｍ以下のＥＵＶ露光装置では、従来の干渉計測装置では、レンズ波面計測が困難になることが予測されている。従来の半導体露光装置のレンズ装置は、その大部分が球面レンズから構成されており、非球面レンズを用いても全体のレンズのごく一部で、その非球面量は小さなものであった。図１に示した従来の干渉計測装置は、被検面８が変わる毎にヌルレンズ６を被検面の形状に合わせて交換することが前提になっているが、参照面７の形状が球面であったり、微小非球面であればその都度高精度に加工製造することは比較的容易であった。
【０００５】
一方、ＥＵＶ露光装置では、個々の反射面（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜による反射面）での反射率が高々７０％程度であるため、反射ミラーの総数を極めて少なくする必要に迫られている。そのため、半導体生産に必要な広い画角を確保し、その領域内で波面収差を極力抑えようとするため、個々の反射面として非球面量の大きな反射面を採用しなければならない。このような非球面量も口径も大きなヌルレンズを作成することは、技術上の難しさと伴に、生産性の観点からも問題となりつつある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、任意の波面を発生させることによって非球面干渉計測装置などに適用することができ、従来では測定不可能であった反射非球面量等の計測を可能とする波面発生装置、該装置を組み込んだ面形状測定装置、焦点駆動装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するため、つぎの（１）〜（３）のように構成した波面発生装置、該装置を組み込んだ面形状測定装置、焦点駆動装置を提供するものである。
（１）電気光学素子を半径方向に複数の領域に分割された輪帯状透明電極により挟み込み、該透明電極に印加する電圧を制御することにより各領域を透過する光の位相差を任意に制御することを特徴とする波面発生装置。
（２）被検面から透過または反射した波面と参照波面を干渉させ被検面の面形状を計測する面形状測定装置であって、参照波面を形成する光学系に上記（１）の波面発生装置を組み込んだことを特徴とする面形状測定装置。
（３）焦点駆動装置であって、上記（１）の波面発生装置を組み込んだことを特徴とする焦点駆動装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記構成を適用し、干渉波面計測装置の参照波面形成光学系の一部に、電気光学素子を複数の領域に分割された透明電極により挟み込んだ構造の波面発生装置を少なくとも一組以上挿入し、該透明電極に印加する電圧を制御することにより各領域を透過する光の位相差を任意に制御することにより、任意の透過波面を形成し、任意のミラー形状を測定することが可能となる。
【０００９】
【実施例】
本発明の実施例を図１，２を用いて説明する。
本実施例の干渉計測装置の外観的形態は図１の干渉計測装置と大差はない。最大の違いは６のヌルレンズの構成要素として、図２で示したような波面生成素子２０を組み入れた点である。波面生成素子２０はニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の電気光学材料を領域分割されたＩＴＯ等の透明電極によって挟み込んだ構成をしている。
【００１０】
図２において、２１，２２，２３等の輪帯状の透明電極が電気光学素子１５上に接着され、その電気光学素子２０の裏面に全く同じ形状に輪帯状の透明電極３１，３２，３３等が接着されている。各輪帯状透明電極は互いに電気的に絶縁されており、不図示の配線により、所定の電圧を独立に与えることが出来るようになっている。２１と３１、２２と３２は互いに対となっており、間に挟まれた輪帯状の電気光学素子の領域に異なる電圧を印加することが出来る。
電気光学素子はよく知られているように電場に応じて光学的な位相差を発生する素子で、例えば縦型光変調器の構成でＳＢＮ（Ｎｂ２Ｏ６）の場合だと、約９１ボルトの印加電圧で半波長の位相差を発生することができる。該素子単体で数十波長に相当する大きな位相変化量を発生できない場合は、該素子を光軸方向に積層することで対処する。
【００１１】
輪帯状電極（２１、３１、２２、３２、２３、３３、．．．）に印加する電圧と、それらによって発生する波面の関係を示したものが図４である。横軸は半径方向の輪帯電極の位置（各輪帯電極の半径）を示しており、原点は光軸中心を示している。点線は各輪帯電極に印加する電圧値を示し、実線はそれによって各輪帯を通過した光線が受ける位相変化量である。図では、印加電圧と位相変化量との関係が略線型になっているように示されているが、電気光学素子材料や、所望の位相変化量の絶対量によっては必ずしも線型にはならないので、基本的には、各輪帯電極毎に印加する電圧値と発生する位相変化量を予めキャリブレーションしておき、所望の波面を得たい場合には、前記校正値に基いて各輪帯状電極に印加する電圧を決定する。
【００１２】
図３は輪帯状透明電極の片方４０を共通化し素子を簡便化した実施例である。素子の作製は容易になるが、図２の素子と同じ位相変化量を発生させようとすると、隣接する輪帯間の電位差を前述の場合と比べて２倍にする必要がある。
上記実施例は、フィゾー干渉計を例にとって説明したが、トワイマングリーン干渉計等、他の干渉計にも適用可能である。また本発明の波面発生装置は、干渉計にのみ効果を発揮するものではなく、オートフォーカス装置など他の光学装置等にも適用可能である。
【００１３】
図５は本実施例の波面発生装置をオートフォーカス装置に適用した例である。４１は照明光学系、４２は結像光学系で試料４４の物体面の像を４５のＣＣＤ上に結像している。４３は本発明の波面形成装置で、各輪帯による位相変化量が半径の自乗に比例するように変化させると、結像系４２の焦点位置がｆ１〜ｆ３のように変化する。ＣＣＤで撮像された物体の像のエッジのボケ具合を画像処理によって判定し、ベストフォーカス位置を自動で検出し、そのときの印加電圧を４３に再びフィードバックすることにより、自動で焦点位置を検出することができる。本実施例は本発明の波面発生装置の応用例のほんの一例であり、他の多くの応用可能性があることは明らかである。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の波面発生装置によれば、任意の波面を発生させることができるため、ＥＵＶリソグラフィーにおける非球面干渉計測装置などに適用することにより、従来では測定不可能であった反射非球面量を計測可能となり、ＥＵＶ光学系の設計自由度が拡大し、より高解像かつ高輝度の投影光学系を作製することが可能となる。また従来においては、評価対象ミラーの曲率や、非球面量が変わる毎にヌルレンズを新規に作製しなければならず、位置もそれぞれ再調整が必要なため、時間もコストも膨大になり、製品の利益率を圧迫するなどの問題があったが、本発明によれば、すべての非球面を同じ構成の干渉計で測定可能なため、計測・評価に関る時間の短縮、コストダウンに繋げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例をするための干渉計測装置の概略図。
【図２】本発明の実施例の部分拡大図。
【図３】本発明の実施例の部分拡大図。
【図４】本発明の実施例の機能説明図。
【図５】本実施例の波面発生装置をオートフォーカス装置に適用した例を示す図。
【符号の説明】
１：光源装置
２，３，５，１０：レンズ
４：ビームスプリッタ
６：ヌルレンズ
７：参照面
８：被検面
９：６軸ステージ
１１：ＣＣＤカメラ
１２：処理装置
１５：電気光学素子
２０：波面発生装置
２１、２２、２３、３１、３２、３３、４０：輪帯状透明電極
４１：照明光学系
４２：結像光学系
４３：波面発生装置
４４：試料
４５：撮像装置
【図１】
2004029076.tif 000003
【図２】
2004029076.tif 000004
【図３】
2004029076.tif 000005
【図４】
2004029076.tif 000006
【図５】
2004029076.tif 000007