(57)【要約】【課題】空間光変調器における反射率等の分布を精度よく、かつ、短時間に求める。【解決手段】変調器評価装置１では、複数の受光素子が配列された第１検出部４１により、空間光変調器９の複数の変調素子を通過した光が受光され、第１光強度分布が一括して取得される。第１検出部４１と光学的に等価な位置に配置され、かつ、複数の受光素子が配列された第２検出部４２により、空間光変調器９を通過しない光が受光され、第２光強度分布が一括して取得される。演算部では、第１および第２光強度分布の形状に基づいて、配列方向に関する第１光強度分布の位置が第２光強度分布に対して相対的に合わせられる。相対的な位置が合わせられた第１および第２光強度分布において、配列方向の各位置における光強度の比が求められる。これにより、空間光変調器の複数の変調素子における反射率等の分布が精度よく、かつ、短時間に求められる。【選択図】図１
2017067982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間光変調器を評価する変調器評価方法であって、
光源部から出射される出射光を、所定位置に配置された空間光変調器を介して第１検出部へと導く光学系において、前記出射光のうち、前記空間光変調器を通過した光を前記第１検出部に入射させる第１の状態と、前記空間光変調器に入射する前の光を前記空間光変調器を通過させることなく前記第１検出部と光学的に等価な位置に配置された第２検出部に入射させる第２の状態とを、同時に、または、別々に実現する偏向部が設けられており、
前記第１検出部において複数の受光素子が並ぶ第１配列方向と、前記第２検出部において複数の受光素子が並ぶ第２配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、
前記変調器評価方法が、
ａ）前記所定位置に、評価対象の空間光変調器を配置する工程と、
ｂ）前記第１の状態において前記第１検出部により前記第１配列方向における第１光強度分布を取得する工程と、
ｃ）前記第２の状態において前記第２検出部により前記第２配列方向における第２光強度分布を取得する工程と、
ｄ）前記第１配列方向と前記第２配列方向とを配列方向として揃えつつ、前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる工程と、
ｅ）相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める工程と、
を備えることを特徴とする変調器評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の変調器評価方法であって、
前記ｄ）工程が、
ｄ１）前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の一方の光強度分布における前記配列方向の所定幅の部分を注目部分分布として抽出する工程と、
ｄ２）他方の光強度分布において対応部分分布として抽出する前記所定幅の部分の位置を前記配列方向にシフトしつつ、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状との相違を示す評価値を取得する工程と、
ｄ３）前記評価値に基づいて、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状とが最も近似する際の前記対応部分分布の前記配列方向の位置を求め、前記対応部分分布の前記位置と前記注目部分分布の位置との間の距離である特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる工程と、
を備えることを特徴とする変調器評価方法。
【請求項３】
請求項２に記載の変調器評価方法であって、
前記ｄ１）工程において、複数の注目部分分布が抽出され、
前記ｄ２）工程が、前記複数の注目部分分布のそれぞれに対して行われ、
前記ｄ３）工程において、前記複数の注目部分分布に対して求められる複数の特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置が前記第２光強度分布に対して相対的に合わせられることを特徴とする変調器評価方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の変調器評価方法であって、
前記光学系において、前記偏向部から前記第１検出部へと至る経路に配置される第１部分光学系の構成が、前記所定位置に配置される前記空間光変調器を除き、前記偏向部から前記第２検出部へと至る経路に配置される第２部分光学系の構成と同じであることを特徴とする変調器評価方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の変調器評価方法であって、
前記偏向部がビームスプリッタであり、
前記偏向部により、前記第１の状態と前記第２の状態とが同時に実現され、
前記ｂ）およびｃ）工程が同時に行われることを特徴とする変調器評価方法。
【請求項６】
空間光変調器を評価する変調器評価方法であって、
光源部から出射される出射光を、所定位置に配置された空間光変調器を介して検出部へと導く光学系が設けられており、
前記検出部において複数の受光素子が並ぶ配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、
前記変調器評価方法が、
ａ）前記所定位置に、評価対象の空間光変調器を配置する工程と、
ｂ）前記検出部により前記配列方向における第１光強度分布を取得する工程と、
ｃ）前記所定位置に反射部を配置する、または、前記空間光変調器を取り除く工程と、
ｄ）前記検出部により前記配列方向における第２光強度分布を取得する工程と、
ｅ）前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる工程と、
ｆ）相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める工程と、
を備えることを特徴とする変調器評価方法。
【請求項７】
空間光変調器を評価する変調器評価装置であって、
出射光を出射する光源部と、
複数の受光素子が第１配列方向に並ぶ第１検出部と、
複数の受光素子が第２配列方向に並ぶ第２検出部と、
前記出射光のうち、所定位置に配置された空間光変調器を通過した光を前記第１検出部に入射させる第１の状態と、前記空間光変調器に入射する前の光を前記空間光変調器を通過させることなく前記第１検出部と光学的に等価な位置に配置された前記第２検出部に入射させる第２の状態とを、同時に、または、別々に実現する偏向部を有する光学系と、
演算部と、
を備え、
前記第１配列方向と、前記第２配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、
前記第１の状態において前記第１検出部により前記第１配列方向における第１光強度分布が取得され、
前記第２の状態において前記第２検出部により前記第２配列方向における第２光強度分布が取得され、
前記演算部が、
前記第１配列方向と前記第２配列方向とを配列方向として揃えつつ、前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる位置合わせ部と、
相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める強度比算出部と、
を備えることを特徴とする変調器評価装置。
【請求項８】
請求項７に記載の変調器評価装置であって、
前記位置合わせ部が、
前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の一方の光強度分布における前記配列方向の所定幅の部分を注目部分分布として抽出し、他方の光強度分布において対応部分分布として抽出する前記所定幅の部分の位置を前記配列方向にシフトしつつ、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状との相違を示す評価値を取得する評価値取得部と、
前記評価値に基づいて、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状とが最も近似する際の前記対応部分分布の前記配列方向の位置を求め、前記対応部分分布の前記位置と前記注目部分分布の位置との間の距離である特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる強度分布配置部と、
を備えることを特徴とする変調器評価装置。
【請求項９】
請求項８に記載の変調器評価装置であって、
前記評価値取得部が、複数の注目部分分布を抽出し、前記複数の注目部分分布のそれぞれに対して前記評価値の取得に係る処理を行い、
前記強度分布配置部が、前記複数の注目部分分布に対して求められる複数の特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせることを特徴とする変調器評価装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれかに記載の変調器評価装置であって、
前記光学系において、前記偏向部から前記第１検出部へと至る経路に配置される第１部分光学系の構成が、前記所定位置に配置される前記空間光変調器を除き、前記偏向部から前記第２検出部へと至る経路に配置される第２部分光学系の構成と同じであることを特徴とする変調器評価装置。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれかに記載の変調器評価装置であって、
前記偏向部がビームスプリッタであり、
前記偏向部により、前記第１の状態と前記第２の状態とが同時に実現され、
前記第１光強度分布の取得と、前記第２光強度分布の取得とが同時に行われることを特徴とする変調器評価装置。
【請求項１２】
空間光変調器を評価する変調器評価装置であって、
出射光を出射する光源部と、
複数の受光素子が配列方向に並ぶ検出部と、
前記出射光を、所定位置に配置された空間光変調器を介して前記検出部へと導く光学系と、
演算部と、
を備え、
前記配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、
前記所定位置に評価対象の空間光変調器を配置した状態において前記検出部により前記配列方向における第１光強度分布が取得され、
前記所定位置に反射部を配置した、または、前記空間光変調器を取り除いた状態において前記検出部により前記配列方向における第２光強度分布が取得され、
前記演算部が、
前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる位置合わせ部と、
相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める強度比算出部と、
を備えることを特徴とする変調器評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器を評価する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照射される光を空間変調する空間光変調器が、描画装置等に用いられている。例えば、特許文献１の露光装置では、ＣＣＤ撮像部を有する瞳強度分布計測部が、ウェハステージに隣接して設けられ、瞳強度分布計測部の計測結果に基づいて空間光変調ユニットが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１１／０７８０７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、描画装置等の性能には、空間光変調器が大きく影響するため、空間光変調器の特性の評価が重要となる。例えば、反射型の空間光変調器では、複数の変調素子における反射率の分布が評価される。この場合、空間光変調器と参照ミラーとをステージ上に並べて配置し、当該ステージを、照明系からの光ビームの照射位置に対して移動して、参照ミラーおよび空間光変調器の複数の変調素子に当該照射位置を順次通過させる装置を用いることが考えられる。このような装置では、当該照射位置からの反射光を観察系にて検出して、複数の変調素子の反射率が求められる。しかしながら、上記手法では、ステージの移動を伴うため、空間光変調器における反射率の分布を短時間に求めることが困難となる。上記問題は、透過型の空間光変調器において、複数の変調素子における透過率の分布を求める場合も同様である。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、空間光変調器の複数の変調素子における反射率等の分布を精度よく、かつ、短時間に求めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、空間光変調器を評価する変調器評価方法であって、光源部から出射される出射光を、所定位置に配置された空間光変調器を介して第１検出部へと導く光学系において、前記出射光のうち、前記空間光変調器を通過した光を前記第１検出部に入射させる第１の状態と、前記空間光変調器に入射する前の光を前記空間光変調器を通過させることなく前記第１検出部と光学的に等価な位置に配置された第２検出部に入射させる第２の状態とを、同時に、または、別々に実現する偏向部が設けられており、前記第１検出部において複数の受光素子が並ぶ第１配列方向と、前記第２検出部において複数の受光素子が並ぶ第２配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、前記変調器評価方法が、ａ）前記所定位置に、評価対象の空間光変調器を配置する工程と、ｂ）前記第１の状態において前記第１検出部により前記第１配列方向における第１光強度分布を取得する工程と、ｃ）前記第２の状態において前記第２検出部により前記第２配列方向における第２光強度分布を取得する工程と、ｄ）前記第１配列方向と前記第２配列方向とを配列方向として揃えつつ、前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる工程と、ｅ）相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める工程とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の変調器評価方法であって、前記ｄ）工程が、ｄ１）前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の一方の光強度分布における前記配列方向の所定幅の部分を注目部分分布として抽出する工程と、ｄ２）他方の光強度分布において対応部分分布として抽出する前記所定幅の部分の位置を前記配列方向にシフトしつつ、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状との相違を示す評価値を取得する工程と、ｄ３）前記評価値に基づいて、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状とが最も近似する際の前記対応部分分布の前記配列方向の位置を求め、前記対応部分分布の前記位置と前記注目部分分布の位置との間の距離である特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる工程とを備える。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の変調器評価方法であって、前記ｄ１）工程において、複数の注目部分分布が抽出され、前記ｄ２）工程が、前記複数の注目部分分布のそれぞれに対して行われ、前記ｄ３）工程において、前記複数の注目部分分布に対して求められる複数の特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置が前記第２光強度分布に対して相対的に合わせられる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の変調器評価方法であって、前記光学系において、前記偏向部から前記第１検出部へと至る経路に配置される第１部分光学系の構成が、前記所定位置に配置される前記空間光変調器を除き、前記偏向部から前記第２検出部へと至る経路に配置される第２部分光学系の構成と同じである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の変調器評価方法であって、前記偏向部がビームスプリッタであり、前記偏向部により、前記第１の状態と前記第２の状態とが同時に実現され、前記ｂ）およびｃ）工程が同時に行われる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、空間光変調器を評価する変調器評価方法であって、光源部から出射される出射光を、所定位置に配置された空間光変調器を介して検出部へと導く光学系が設けられており、前記検出部において複数の受光素子が並ぶ配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、前記変調器評価方法が、ａ）前記所定位置に、評価対象の空間光変調器を配置する工程と、ｂ）前記検出部により前記配列方向における第１光強度分布を取得する工程と、ｃ）前記所定位置に反射部を配置する、または、前記空間光変調器を取り除く工程と、ｄ）前記検出部により前記配列方向における第２光強度分布を取得する工程と、ｅ）前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる工程と、ｆ）相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める工程とを備える。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、空間光変調器を評価する変調器評価装置であって、出射光を出射する光源部と、複数の受光素子が第１配列方向に並ぶ第１検出部と、複数の受光素子が第２配列方向に並ぶ第２検出部と、前記出射光のうち、所定位置に配置された空間光変調器を通過した光を前記第１検出部に入射させる第１の状態と、前記空間光変調器に入射する前の光を前記空間光変調器を通過させることなく前記第１検出部と光学的に等価な位置に配置された前記第２検出部に入射させる第２の状態とを、同時に、または、別々に実現する偏向部を有する光学系と、演算部とを備え、前記第１配列方向と、前記第２配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、前記第１の状態において前記第１検出部により前記第１配列方向における第１光強度分布が取得され、前記第２の状態において前記第２検出部により前記第２配列方向における第２光強度分布が取得され、前記演算部が、前記第１配列方向と前記第２配列方向とを配列方向として揃えつつ、前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる位置合わせ部と、相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める強度比算出部とを備える。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の変調器評価装置であって、前記位置合わせ部が、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の一方の光強度分布における前記配列方向の所定幅の部分を注目部分分布として抽出し、他方の光強度分布において対応部分分布として抽出する前記所定幅の部分の位置を前記配列方向にシフトしつつ、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状との相違を示す評価値を取得する評価値取得部と、前記評価値に基づいて、前記注目部分分布の形状と前記対応部分分布の形状とが最も近似する際の前記対応部分分布の前記配列方向の位置を求め、前記対応部分分布の前記位置と前記注目部分分布の位置との間の距離である特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる強度分布配置部とを備える。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の変調器評価装置であって、前記評価値取得部が、複数の注目部分分布を抽出し、前記複数の注目部分分布のそれぞれに対して前記評価値の取得に係る処理を行い、前記強度分布配置部が、前記複数の注目部分分布に対して求められる複数の特定シフト量を用いて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項７ないし９のいずれかに記載の変調器評価装置であって、前記光学系において、前記偏向部から前記第１検出部へと至る経路に配置される第１部分光学系の構成が、前記所定位置に配置される前記空間光変調器を除き、前記偏向部から前記第２検出部へと至る経路に配置される第２部分光学系の構成と同じである。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項７ないし１０のいずれかに記載の変調器評価装置であって、前記偏向部がビームスプリッタであり、前記偏向部により、前記第１の状態と前記第２の状態とが同時に実現され、前記第１光強度分布の取得と、前記第２光強度分布の取得とが同時に行われる。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、空間光変調器を評価する変調器評価装置であって、出射光を出射する光源部と、複数の受光素子が配列方向に並ぶ検出部と、前記出射光を、所定位置に配置された空間光変調器を介して前記検出部へと導く光学系と、演算部とを備え、前記配列方向と、前記所定位置に配置された前記空間光変調器において複数の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応し、前記所定位置に評価対象の空間光変調器を配置した状態において前記検出部により前記配列方向における第１光強度分布が取得され、前記所定位置に反射部を配置した、または、前記空間光変調器を取り除いた状態において前記検出部により前記配列方向における第２光強度分布が取得され、前記演算部が、前記第１光強度分布と前記第２光強度分布とを重ねるとともに、前記第１光強度分布および前記第２光強度分布の形状に基づいて、前記配列方向に関する前記第１光強度分布の位置を前記第２光強度分布に対して相対的に合わせる位置合わせ部と、相対的な位置が合わせられた前記第１光強度分布および前記第２光強度分布において、前記配列方向の各位置における光強度の比を求める強度比算出部とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、空間光変調器の複数の変調素子における反射率、回折効率または透過率の分布を精度よく、かつ、短時間に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態に係る変調器評価装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る変調器評価装置の構成を示す図である。
【図３】演算部の構成を示すブロック図である。
【図４】空間光変調器を評価する処理の流れを示す図である。
【図５】第１光強度分布および第２光強度分布を重ねて示す図である。
【図６】注目部分分布に対応部分分布を重ねて示す図である。
【図７】評価値とシフト量との関係を示す図である。
【図８】注目部分分布に対応部分分布を重ねて示す図である。
【図９】第１光強度分布および第２光強度分布を重ねて示す図である。
【図１０】変調器評価装置の他の例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る変調器評価装置の本体の構成を示す図である。
【図１２】空間光変調器を評価する処理の流れの一部を示す図である。
【図１３】変調器評価装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る変調器評価装置１の構成を示す図である。図１および図２では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を矢印にて示しており、図１は（＋Ｙ）側から（−Ｙ）方向を向いて見た変調器評価装置１の本体１０を示し、図２は、（−Ｘ）側から（＋Ｘ）方向を向いて見た本体１０を示している。変調器評価装置１は、例えば描画装置の製造工場に設けられ、描画装置に組み込まれる前の空間光変調器９の評価に用いられる。
【００２１】
変調器評価装置１は、本体１０と、コンピュータ５０（図１参照）とを備える。コンピュータ５０は、変調器評価装置１の全体制御を担う。本体１０は、光源部２と、光学系３と、第１検出部４１と、第２検出部４２とを備える。光源部２は、例えば半導体レーザであり、Ｚ方向に平行な光軸Ｊ１に沿って出射光を出射する。光源部２からの出射光は、光学系３により第１検出部４１と第２検出部４２とに導かれる。
【００２２】
詳細には、光源部２からの出射光は、コリメータレンズ３１１によりコリメートされて平行光となり、２つのシリンドリカルレンズ３１２，３１３を通過する。２つのシリンドリカルレンズ３１２，３１３は共にＹ方向のみにパワーを有する。図１のようにＹ方向に沿って見た場合に、コリメータレンズ３１１によりコリメートされた光は、平行光のままでシリンドリカルレンズ３１２，３１３を通過し、ビームスプリッタ３２に入射する。
【００２３】
偏向部であるビームスプリッタ３２は、入射する光を所定の分岐比（分割比）にて２つに分割し、一方を（＋Ｚ）側に向かって透過させ、他方を（＋Ｘ）側に向かって反射させる。ビームスプリッタ３２から（＋Ｚ）側に向かう光は、平行光のままでシリンドリカルレンズ３３１に入射する。シリンドリカルレンズ３３１は、Ｘ方向のみにパワーを有し、当該光は、シリンドリカルレンズ３３１からその焦点距離だけ（＋Ｚ）側に離れた位置Ｐ１においてＸ方向に関して集光する。位置Ｐ１には、評価対象の空間光変調器９が配置される。以下、位置Ｐ１を「測定位置Ｐ１」という。
【００２４】
ここで、空間光変調器９について説明する。空間光変調器９は、例えば回折格子型かつ反射型であり、格子の深さを変更することができる回折格子である。空間光変調器９は、半導体装置製造技術を利用して製造される。本実施の形態に用いられる回折格子型の光変調器は、例えば、ＧＬＶ（グレーティング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）である。空間光変調器９は一列に配列された複数の格子要素を有し、各格子要素（リボン対）は１次回折光が出射される状態と、０次回折光（０次光）が出射される状態との間で遷移する。このような構造により、空間光変調器９から空間変調された光が出射可能である。以下の説明では、１つの格子要素を「変調素子」と呼ぶ。互いに隣接する数個の格子要素が１つの変調素子と捉えられてもよい。
【００２５】
測定位置Ｐ１に配置される空間光変調器９では、Ｙ方向に並ぶ全ての変調素子が０次回折光を出射する状態に設定されている。空間光変調器９からの光は、レンズ３３２，３３３により第１検出部４１の検出面（後述する複数の受光素子の受光面の集合）に導かれる。実際には、レンズ３３２，３３３により空間光変調器９の表面の像が第１検出部４１の検出面に形成される、すなわち、空間光変調器９の表面と、第１検出部４１の検出面とが光学的に共役な位置に配置される。このように、シリンドリカルレンズ３３１およびレンズ３３２，３３３を含む第１部分光学系３３により、ビームスプリッタ３２を透過する光が、空間光変調器９を介して第１検出部４１に導かれる。レンズ３３２，３３３および第１検出部４１は、ケースＣ１に収容される。
【００２６】
ビームスプリッタ３２から（＋Ｘ）側に向かう光は、平行光のままでシリンドリカルレンズ３４１に入射する。シリンドリカルレンズ３４１は、Ｚ方向のみにパワーを有し、当該光は、シリンドリカルレンズ３４１からその焦点距離だけ（＋Ｘ）側に離れた位置においてＺ方向に関して集光する。当該位置には、参照ミラー８が配置される。参照ミラー８にて反射した光は、レンズ３４２，３４３により第２検出部４２の検出面に導かれる。実際には、レンズ３４２，３４３により参照ミラー８の表面の像が第２検出部４２の検出面に形成される、すなわち、参照ミラー８の表面と、第２検出部４２の検出面とが光学的に共役な位置に配置される。このように、シリンドリカルレンズ３４１およびレンズ３４２，３４３を含む第２部分光学系３４により、ビームスプリッタ３２を反射する光が参照ミラー８を介して第２検出部４２に導かれる。レンズ３４２，３４３および第２検出部４２は、ケースＣ２に収容される。
【００２７】
一方、図２のようにＸ方向に沿って見た場合に、コリメータレンズ３１１とビームスプリッタ３２との間の２つのシリンドリカルレンズ３１２，３１３は、光軸Ｊ１に沿って双方の焦点距離（Ｙ方向に関する焦点距離）の和だけ互いに離れる。したがって、シリンドリカルレンズ３１２に入射する出射光は、シリンドリカルレンズ３１３から平行光として出射される。図２の例では、（＋Ｚ）側に配置されるシリンドリカルレンズ３１３の焦点距離が、（−Ｚ）側に配置されるシリンドリカルレンズ３１２の焦点距離よりも大きく、シリンドリカルレンズ３１３から出射される光のＹ方向の幅は、シリンドリカルレンズ３１２に入射する光の当該幅よりも大きくなる。このように、２つのシリンドリカルレンズ３１２，３１３は、エキスパンダとして機能する。
【００２８】
シリンドリカルレンズ３１３から平行光として出射される光は、既述のように、ビームスプリッタ３２にて分割され、一部が測定位置Ｐ１の空間光変調器９へと導かれ、残りが参照ミラー８へと導かれる。ビームスプリッタ３２から空間光変調器９へと至る経路では、光は、Ｙ方向に関するレンズ作用を受けることなく、Ｘ方向に関して集光する。したがって、空間光変調器９の表面においてＹ方向に長い光の照射領域が形成される。すなわち、空間光変調器９の表面にラインビーム（光束断面が線状の光）が照射される。空間光変調器９の表面の像が形成される第１検出部４１の検出面にも、Ｙ方向に長い光の照射領域が形成される。
【００２９】
空間光変調器９では、複数の変調素子がＹ方向に配列され、第１検出部４１においても、複数の受光素子がＹ方向に平行な方向（以下、「第１配列方向」という。）に配列される。これにより、第１検出部４１では、空間光変調器９の複数の変調素子から出射される０次回折光の強度（単位時間当たりの光量）の第１配列方向（Ｙ方向）における分布が取得可能である。好ましい変調器評価装置１では、空間光変調器９の全ての変調素子にラインビームが照射され、これらの変調素子にて反射した光が第１検出部４１に照射される。
【００３０】
ビームスプリッタ３２から参照ミラー８へと至る経路では、光は、Ｙ方向に関するレンズ作用を受けることなく、Ｚ方向に関して集光する。したがって、参照ミラー８の表面においてＹ方向に長い光の照射領域が形成される。後述するように、空間光変調器９の表面に照射されるラインビームと同一形状の強度分布（プロファイル）を有するラインビームが、参照ミラー８の表面に照射される。参照ミラー８は、Ｙ方向に長い（例えば、ラインビームのＹ方向の幅よりも長い）反射面をその表面として有する。参照ミラー８の表面の像が形成される第２検出部４２の検出面にも、Ｙ方向に長い光の照射領域が形成される。第２検出部４２では、複数の受光素子がＹ方向に平行な方向（以下、「第２配列方向」という。）に配列される。これにより、第２検出部４２では、参照ミラー８における反射光の強度の第２配列方向（Ｙ方向）における分布が取得可能である。
【００３１】
光学系３では、第１部分光学系３３におけるシリンドリカルレンズ３３１およびレンズ３３２，３３３の光学特性が、第２部分光学系３４におけるシリンドリカルレンズ３４１およびレンズ３４２，３４３の光学特性とそれぞれ一致する。また、ビームスプリッタ３２、第１部分光学系３３のレンズ３３１〜３３３および第１検出部４１の相対位置関係は、ビームスプリッタ３２、第２部分光学系３４のレンズ３４１〜３４３および第２検出部４２の相対位置関係と一致する。このように、ビームスプリッタ３２から第１検出部４１へと至る経路に配置される第１部分光学系３３の構成が、測定位置Ｐ１に配置される空間光変調器９を除き、ビームスプリッタ３２から第２検出部４２へと至る経路に配置される第２部分光学系３４の構成と同じである。仮に、空間光変調器９に代えて測定位置Ｐ１にミラーを配置した場合に、第１検出部４１および第２検出部４２では、同じ形状の光強度分布が取得される。すなわち、第１検出部４１および第２検出部４２は、互いに光学的に等価な位置に配置される。
【００３２】
図３は、変調器評価装置１の演算部５の構成を示すブロック図である。演算部５は、コンピュータ５０により実現される。演算部５は、位置合わせ部５１と、強度比算出部５２とを備える。位置合わせ部５１は、評価値取得部５１１と、強度分布配置部５１２とを備える。これらの構成による機能の詳細については後述する。なお、これらの構成は専用の電気回路により構築されてもよく、部分的に専用の電気回路が利用されてもよい。
【００３３】
図４は、変調器評価装置１が空間光変調器９を評価する処理の流れを示す図である。本処理例では、空間光変調器９の複数の変調素子における反射率の分布が取得される。空間光変調器９の評価処理では、まず、評価対象の空間光変調器９が測定位置Ｐ１に配置される（ステップＳ１１）。続いて、光源部２からの出射光の出射が開始され、第１検出部４１の複数の受光素子により第１配列方向における光強度分布が一括して取得される（ステップＳ１２）。既述のように、第１検出部４１により取得される光強度分布は、空間光変調器９の複数の変調素子から出射される０次回折光の強度分布である。
【００３４】
また、ステップＳ１２とほぼ同時に、第２検出部４２の複数の受光素子により第２配列方向における光強度分布が一括して取得される（ステップＳ１３）。既述のように、第２検出部４２により取得される光強度分布は、参照ミラー８における反射光の強度分布である。変調器評価装置１の説明では、第１検出部４１により取得される光強度分布を「第１光強度分布」と呼び、第２検出部４２により取得される光強度分布を「第２光強度分布」と呼ぶ。第１光強度分布および第２光強度分布は、演算部５の位置合わせ部５１に出力される。
【００３５】
位置合わせ部５１では、第１配列方向と第２配列方向とを配列方向として揃えつつ、第１光強度分布と第２光強度分布とが重ねられる。図５は、第１光強度分布および第２光強度分布を重ねて示す図である。図５の縦軸は、光強度を示し、横軸は、配列方向の位置を示す。図５では、第１検出部４１および第２検出部４２のそれぞれにおいて、配列方向の中央の受光素子の位置を０［μｍ］としている。光強度分布を示す他の図において同様である。図５中に符号Ｌ１を付す実線にて示す第１光強度分布と、符号Ｌ２を付す破線にて示す第２光強度分布とは、およそ近似した形状であるが、配列方向に僅かにずれている。
【００３６】
続いて、位置合わせ部５１では、第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２の位置を合わせる処理が行われる。第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２の位置を合わせる処理では、同一形状の強度分布のラインビームが空間光変調器９および参照ミラー８に照射されることを考慮して、当該強度分布上の同じ位置の光に由来する第１光強度分布Ｌ１の光強度と第２光強度分布Ｌ２の光強度とが、配列方向の同じ位置となるように、第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２が配置される。
【００３７】
ここで、空間光変調器９の表面（および、参照ミラー８の表面）に照射されるラインビームの強度分布は、数パーセントから数十パーセントのばらつきを有する。一方、空間光変調器９における反射率は、変調素子が並ぶ方向の位置によって相違するが、反射率の変化は比較的なだらかであるため、当該方向における狭い範囲では、ほぼ一定の反射率であると捉えることが可能である。したがって、第２光強度分布Ｌ２を第１光強度分布Ｌ１に対して配列方向にシフトする（移動する）場合に、配列方向における、ある狭い範囲の全体において、第１光強度分布Ｌ１の光強度と第２光強度分布Ｌ２の光強度との比が一定となる（すなわち、ほぼ一定の反射率が得られる）シフト量が、第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２の位置が合わせられる移動距離であるといえる。以下に述べる位置合わせ部５１の処理では、このようなシフト量（特定シフト量）が求められる。
【００３８】
位置合わせ部５１の評価値取得部５１１では、まず、配列方向において所定の設定幅の範囲（図５中にて符号Ｒ１を付す矢印にて示す範囲）に含まれる第１光強度分布Ｌ１の部分が注目部分分布として抽出される（ステップＳ１４）。図５では、説明の便宜上、当該範囲Ｒ１を広く設定しているが、実際には、図５に示す範囲Ｒ１よりも狭い幅が設定幅として定められる（後述の範囲Ｒ２，Ｒ３において同様）。本実施の形態では、図５中に示す他の範囲Ｒ２，Ｒ３のそれぞれにおける注目部分分布も抽出される。すなわち、第１光強度分布Ｌ１において複数の注目部分分布が抽出される。
【００３９】
続いて、第２光強度分布Ｌ２において各注目部分分布と同じ設定幅の部分が、当該注目部分分布に対する対応部分分布として抽出される。このとき、対応部分分布が抽出される位置は、当該注目部分分布の位置近傍である。そして、配列方向における対応部分分布の両端の位置が、注目部分分布の両端の位置に一致するように、対応部分分布が注目部分分布に重ねられる。
【００４０】
図６は、注目部分分布に対応部分分布を重ねて示す図である。図６では、注目部分分布および対応部分分布に、符号Ｌｐ１，Ｌｐ２をそれぞれ付している。続いて、各注目部分分布Ｌｐ１の配列方向の各位置ｉにおいて、当該注目部分分布Ｌｐ１の光強度ＩＧＰ（ｉ）と、対応部分分布Ｌｐ２の光強度ＩＭＰ（ｉ）との比（すなわち、（ＩＧＰ（ｉ）／ＩＭＰ（ｉ））であり、以下、「光強度比」という。）が求められる。そして、当該注目部分分布Ｌｐ１に関して、配列方向の複数の位置における光強度比のばらつきを示す値が評価値として求められる。例えば、ばらつきを示す値（評価値）として、標準偏差の３倍が用いられる。ばらつきを示す値は、標準偏差自体や分散、あるいは、最大値と最小値との差（レンジ）等であってもよい。
【００４１】
ここで、対応部分分布Ｌｐ２が、注目部分分布Ｌｐ１に倣った形状であるときには、複数の位置における光強度比はおよそ一定となる（後述の図８参照）。一方、対応部分分布Ｌｐ２の形状が、注目部分分布Ｌｐ１の形状と大きく異なるときには、複数の位置における光強度比は大きくばらつく。したがって、光強度比のばらつきを示す評価値は、注目部分分布Ｌｐ１の形状と対応部分分布Ｌｐ２の形状との相違を示す指標であるといえる。
【００４２】
続いて、第２光強度分布Ｌ２において、現在の対応部分分布Ｌｐ２の位置から配列方向に微小距離だけシフトした位置が、新たな対応部分分布Ｌｐ２として抽出される。そして、上記と同様の処理により、当該新たな対応部分分布Ｌｐ２を用いて評価値が求められる。評価値取得部５１１では、新たな対応部分分布Ｌｐ２の抽出および評価値の算出が所定回数繰り返される。このようにして、第２光強度分布Ｌ２において対応部分分布Ｌｐ２として抽出する設定幅の部分の位置を配列方向にシフトしつつ評価値が取得される（ステップＳ１５）。換言すると、配列方向に関して、注目部分分布Ｌｐ１の中央位置と、第２光強度分布Ｌ２における対応部分分布Ｌｐ２の中央位置との間の距離をシフト量として、複数のシフト量に対して評価値が取得される。複数のシフト量に対する評価値の取得は、複数の注目部分分布Ｌｐ１のそれぞれに対して行われる。なお、対応部分分布Ｌｐ２として抽出する位置は、配列方向の両側（（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向の双方）にシフトされる。
【００４３】
評価値取得部５１１では、第２光強度分布Ｌ２において注目部分分布が抽出され、第１光強度分布Ｌ１において対応部分分布が抽出されてもよい。すなわち、ステップＳ１４では、第１光強度分布Ｌ１および第２光強度分布Ｌ２の一方の光強度分布における配列方向の所定幅の部分が注目部分分布として抽出され、ステップＳ１５では、他方の光強度分布において対応部分分布として抽出する当該所定幅の部分の位置を配列方向にシフトしつつ評価値が取得される。
【００４４】
図７は、一の注目部分分布Ｌｐ１に対して取得される評価値とシフト量との関係を示す図である。強度分布配置部５１２では、当該注目部分分布Ｌｐ１に対して取得される複数の評価値のうち最小の評価値となるシフト量が、特定シフト量として特定される。図７の例では、符号Ａ１を付す破線の矢印にて示すように、シフト量が（＋２００）μｍである場合に、評価値が最小となるため、（＋２００）μｍが特定シフト量として特定される。
【００４５】
図８は、最小の評価値が取得される際における対応部分分布Ｌｐ２を注目部分分布Ｌｐ１に重ねて示す図である。既述のように、評価値は、配列方向の複数の位置における光強度比のばらつきを示す値である。評価値が最小となるシフト量（特定シフト量）において、図８のように、注目部分分布Ｌｐ１の光強度と、対応部分分布Ｌｐ２の光強度との比がほぼ一定となり、対応部分分布Ｌｐ２が、注目部分分布Ｌｐ１に倣った形状となる。特定シフト量の取得により、注目部分分布Ｌｐ１の形状と対応部分分布Ｌｐ２の形状とが最も近似する際における当該対応部分分布Ｌｐ２の位置が実質的に求められる。
【００４６】
実際には、複数の注目部分分布Ｌｐ１のそれぞれに対して特定シフト量が取得され、複数の特定シフト量の平均値等の代表値が求められる。代表値は、中央値等であってもよい。そして、図５に示す第２光強度分布Ｌ２が第１光強度分布Ｌ１に対して特定シフト量の代表値だけ配列方向に移動される。これにより、図９に示すように、配列方向に関する第１光強度分布Ｌ１の位置が、第２光強度分布Ｌ２に対して相対的に合わせられる（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１６では、第１光強度分布Ｌ１が第２光強度分布Ｌ２に対して配列方向に移動されてもよい。
【００４７】
強度比算出部５２では、相対的な位置が合わせられた第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２において、配列方向の各位置ｉにおける第１光強度分布Ｌ１の光強度をＩＧ（ｉ）、第２光強度分布Ｌ２の光強度をＩＭ（ｉ）、参照ミラー８の反射率をＲＭ、ビームスプリッタ３２の分岐比をαとして、ＲＧ（ｉ）が数１により求められる。なお、空間光変調器９に照射される光の強度をＰＧ、参照ミラー８に照射される光の強度をＰＭとして、ビームスプリッタ３２の分岐比αは（ＰＭ／ＰＧ）にて表される。
【００４８】
（数１）
ＲＧ（ｉ）＝（ＩＧ（ｉ）／ＩＭ（ｉ））・ＲＭ・α
【００４９】
数１におけるＲＧ（ｉ）は、第１検出部４１上の当該位置ｉと共役な空間光変調器９の変調素子の反射率を示す。このように、相対的な位置が合わせられた第１光強度分布Ｌ１および第２光強度分布Ｌ２において、配列方向の各位置ｉにおける光強度の比（ＩＧ（ｉ）／ＩＭ（ｉ））を求めることにより、当該位置ｉに対応する空間光変調器９の変調素子の反射率が求められる（ステップＳ１７）。これにより、空間光変調器９の複数の変調素子における反射率の分布が取得される。
【００５０】
実際には、複数の空間光変調器９に対して上記ステップＳ１１〜Ｓ１７が繰り返される。このとき、評価対象の空間光変調器９を交換する毎に、測定位置Ｐ１に配置される空間光変調器９の全体の傾き（変調素子が並ぶ方向のＹ方向に対する微小な傾き）等が変わる。したがって、変調器評価装置１では、各空間光変調器９の評価の際に、第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２の位置を合わせる処理が必要となる。
【００５１】
ここで、空間光変調器と参照ミラーとを並べて配置したステージを、光源部からの出射光の照射位置（点状の照射領域が形成される位置）に対して一定の速度にて移動することにより、参照ミラーおよび空間光変調器の複数の変調素子に当該照射位置を順次通過させる比較例の装置を想定する。比較例の装置では、当該照射位置からの反射光を、単一の受光素子を有する検出部にて受光することにより、複数の変調素子の反射率が求められる。しかしながら、比較例の装置では、ステージの一定速度での移動を伴うため、空間光変調器における反射率の分布を短時間に求めることが困難となる。
【００５２】
これに対し、変調器評価装置１では、複数の受光素子が並ぶ第１検出部４１により、空間光変調器９の複数の変調素子を通過した光が受光され、第１光強度分布Ｌ１が一括して取得される。また、第１検出部４１と光学的に等価な位置に配置され、かつ、複数の受光素子が並ぶ第２検出部４２により、空間光変調器９を通過しない光が受光され、第２光強度分布Ｌ２が一括して取得される。演算部５では、第１光強度分布Ｌ１と第２光強度分布Ｌ２とを重ねるとともに、第１光強度分布Ｌ１および第２光強度分布Ｌ２の形状に基づいて、配列方向に関する第１光強度分布Ｌ１の位置が第２光強度分布Ｌ２に対して相対的に合わせられる。そして、相対的な位置が合わせられた第１光強度分布Ｌ１および第２光強度分布Ｌ２において、配列方向の各位置における光強度の比が求められる。これにより、空間光変調器９の複数の変調素子における反射率の分布を、光源部２からの出射光の強度分布を考慮しつつ精度よく求めることができる。また、比較例の装置のようなステージの移動がないため、反射率の分布を短時間に求めることができる。
【００５３】
また、第１光強度分布Ｌ１と第２光強度分布Ｌ２との位置合わせでは、一方の光強度分布において注目部分分布Ｌｐ１が抽出され、他方の光強度分布において、対応部分分布Ｌｐ２として抽出する部分の位置を配列方向にシフトしつつ、注目部分分布Ｌｐ１の形状と対応部分分布Ｌｐ２の形状との相違を示す評価値が取得される。そして、当該評価値に基づいて、両部分分布Ｌｐ１，Ｌｐ２の形状が最も近似する際の対応部分分布Ｌｐ２の位置と注目部分分布Ｌｐ１の位置との間の距離である特定シフト量が求められ、当該特定シフト量を用いて、配列方向に関する第１光強度分布Ｌ１の位置が第２光強度分布Ｌ２に対して相対的に合わせられる。これにより、第１光強度分布Ｌ１および第２光強度分布Ｌ２の全体の形状を考慮して、両者を位置合わせする場合に比べて、演算量を低減することができ、反射率の分布をより短時間に求めることができる。なお、評価値は、注目部分分布Ｌｐ１の光強度と対応部分分布Ｌｐ２の光強度との比のばらつきを示す値以外に、両光強度の差のばらつきを示す値等であってもよい。
【００５４】
好ましい変調器評価装置１では、複数の注目部分分布Ｌｐ１が抽出され、当該複数の注目部分分布Ｌｐ１に対して求められる複数の特定シフト量を用いて、配列方向に関する第１光強度分布Ｌ１の位置が第２光強度分布Ｌ２に対して相対的に合わせられる。これにより、演算量をある程度低減しつつ、計算誤差等の影響を抑制して、第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２の位置合わせをより精度よく行うことができる。なお、演算部５の処理能力等によっては、第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２の全体の形状を考慮して、第１および第２光強度分布Ｌ１，Ｌ２の位置合わせが行われてもよい。
【００５５】
ここで、光学系３において、光源部２から出射される出射光のうち、空間光変調器９を通過した光を第１検出部４１に入射させる状態を「第１の状態」と呼び、空間光変調器９に入射する前の光を空間光変調器９を通過させることなく第２検出部４２に入射させる状態を「第２の状態」と呼ぶ。この場合、図１の変調器評価装置１では、偏向部であるビームスプリッタ３２により、第１の状態と第２の状態とが同時に実現されているといえる。これにより、第１の状態において第１検出部４１により第１光強度分布Ｌ１を取得するステップＳ１２と、第２の状態において第２検出部４２により第２光強度分布Ｌ２を取得するステップＳ１３とを同時に行うことが可能となる。その結果、空間光変調器９の複数の変調素子における反射率の分布を、より短時間に求めることが実現される。また、光源部２からの出射光の強度分布が時間により変動する場合であっても、反射率の分布を精度よく求めることができる。
【００５６】
次に、第１の状態と第２の状態とを別々に実現する変調器評価装置１について説明する。図１０は、変調器評価装置１の他の例を示す図であり、本体１０のみを示している。図１０の変調器評価装置１では、ビームスプリッタ３２に代えて、偏向部３２ａが設けられる点で、図１の変調器評価装置１と相違する。他の構成は、図１と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。
【００５７】
偏向部３２ａは、ミラー３２１と、ミラー３２１をＸ方向に移動するミラー進退機構３２２とを備える。ミラー進退機構３２２は、ミラー３２１を光軸Ｊ１から離れた第１の位置（図１０中にて実線にて示すミラー３２１の位置）と、光軸Ｊ１上の第２の位置（図１０中にて二点鎖線にて示すミラー３２１の位置）とに選択的に配置することが可能である。偏向部３２ａが、ミラー３２１を第１の位置に配置することにより、光源部２から出射される出射光の全てが空間光変調器９を介して第１検出部４１に入射する第１の状態となる。偏向部３２ａが、ミラー３２１を第２の位置に配置することにより、光源部２から出射される出射光の全てが、空間光変調器９に入射する前にミラー３２１により反射（偏向）し、参照ミラー８を介して第２検出部４２に入射する第２の状態となる。
【００５８】
図１０の変調器評価装置１による空間光変調器９の評価処理では、光源部２からの出射光の出射が開始されると、ミラー３２１が光軸Ｊ１から離れた第１の状態において第１検出部４１により第１光強度分布が取得される（図４：ステップＳ１２）。続いて、偏向部３２ａがミラー３２１を光軸Ｊ１上に配置し、第２の状態において第２検出部４２により第２光強度分布が取得される（ステップＳ１３）。第１光強度分布および第２光強度分布の取得後における処理は、図１の変調器評価装置１と同様である。
【００５９】
偏向部３２ａにおけるミラー３２１の移動（進退）は、比較例の装置におけるステージの一定速度での移動に比べて、短時間にて完了することが可能である。したがって、偏向部３２ａを有する変調器評価装置１においても、空間光変調器９の複数の変調素子における反射率の分布を短時間に求めることができるといえる。図１０の変調器評価装置１では、第１および第２検出部４１，４２に入射する光強度を高くすることができ、ノイズの影響を抑制することが可能となる。一方、ミラー進退機構３２２のような可動部を設けることなく、反射率の分布をより短時間に、かつ、安定して求めるという観点では、図１の変調器評価装置１のように、ビームスプリッタ３２が偏向部として設けられることが好ましい。
【００６０】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る変調器評価装置１ａの本体１０の構成を示す図である。図１１の変調器評価装置１ａでは、図１の変調器評価装置１におけるビームスプリッタ３２、第２部分光学系３４および第２検出部４２が省略され、入替部８１が測定位置Ｐ１に追加される。他の構成は、図１と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。
【００６１】
入替部８１は、支持台８１１と、回動機構８１２とを備える。支持台８１１は、Ｙ方向に長い参照ミラー８、および、Ｙ方向に複数の変調素子が配列された空間光変調器９を支持する。すなわち、参照ミラー８および空間光変調器９は、支持台８１１上において直立した状態で支持される。回動機構８１２は、Ｙ方向に平行な回転軸Ｋ１を中心として支持台８１１を回動することにより、空間光変調器９の表面と、参照ミラー８の表面とを測定位置Ｐ１に選択的に配置する。
【００６２】
図１２は、変調器評価装置１ａが空間光変調器９を評価する処理の流れの一部を示す図であり、図４のステップＳ１２とステップＳ１３との間に行われる処理を示す。空間光変調器９の評価処理では、まず、回動機構８１２により評価対象の空間光変調器９が測定位置Ｐ１に配置される（図４：ステップＳ１１）。なお、支持台８１１には、空間光変調器９が予め取り付けられている。測定位置Ｐ１に空間光変調器９を配置した状態において、光源部２からの出射光の出射が開始され、第１検出部４１の複数の受光素子により第１配列方向における光強度分布が一括して取得される（ステップＳ１２）。このとき、第１検出部４１により取得される光強度分布は、空間光変調器９の複数の変調素子から出射される０次回折光の強度分布である。
【００６３】
続いて、回動機構８１２が支持台８１１を回動することにより、反射部である参照ミラー８が測定位置Ｐ１に配置される（図１２：ステップＳ１２ａ）。そして、測定位置Ｐ１に参照ミラー８を配置した状態において、第１検出部４１の複数の受光素子により第１配列方向における光強度分布が一括して取得される（図４：ステップＳ１３）。このとき、第１検出部４１により取得される光強度分布は、参照ミラー８における反射光の強度分布である。１つの検出部（第１検出部４１）のみが設けられる変調器評価装置１ａでは、第１検出部４１により取得される、空間光変調器９を通過した光の強度分布を「第１光強度分布」と呼び、参照ミラー８を通過した光の強度分布を「第２光強度分布」と呼ぶ。第１光強度分布および第２光強度分布の取得後における処理は、図１の変調器評価装置１と同様である。
【００６４】
入替部８１における支持台８１１の回動（測定位置Ｐ１における空間光変調器９と参照ミラー８との入れ替え）は、既述の比較例の装置におけるステージの一定速度での移動に比べて、短時間にて完了することが可能である。したがって、図１１の変調器評価装置１ａにおいても、空間光変調器９の複数の変調素子における反射率の分布を短時間に求めることができるといえる。また、相対的な位置が合わせられた第１光強度分布および第２光強度分布において、配列方向の各位置における光強度の比が求められることにより、空間光変調器９の反射率の分布を、光源部２からの出射光の強度分布を考慮しつつ精度よく求めることができる。
【００６５】
図１１の変調器評価装置１ａにおいても、複数の空間光変調器９に対して上記評価処理が繰り返される。このとき、評価対象の空間光変調器９を交換する毎に、支持台８１１に取り付けられる空間光変調器９の全体の傾き（変調素子が並ぶ方向のＹ方向に対する微小な傾き）等が変わる。したがって、変調器評価装置１と同様に、各空間光変調器９の評価の際に、第１光強度分布と第２光強度分布との位置合わせが必要となる。換言すると、第１光強度分布と第２光強度分布との位置合わせを行うことにより、空間光変調器９の反射率の分布を安定して精度よく求めることが可能となる。
【００６６】
上記変調器評価装置１，１ａでは様々な変形が可能である。
【００６７】
図１および図１０の変調器評価装置１では、第１部分光学系３３の構成が、測定位置Ｐ１に配置される空間光変調器９を除き、第２部分光学系３４の構成と同じであることにより、第２検出部４２を、第１検出部４１と光学的に等価な位置に配置することが容易に実現されるが、変調器評価装置１の設計によっては、第１および第２部分光学系の構成が相違してもよい。例えば、図１の第２部分光学系３４において、レンズ３４２，３４３および参照ミラー８が省略され、参照ミラー８の位置に第２検出部４２が配置されてもよい。この場合も、第２検出部４２は、第１検出部４１と光学的に等価な位置に配置されているといえる。また、第１検出部４１の検出面に形成される空間光変調器９の像の倍率は、第２検出部４２の検出面に形成される参照ミラー８の像の倍率と相違してもよい。この場合、演算部５では、両者の倍率の相違に応じて第１光強度分布または第２光強度分布のサイズを変更する処理が付加される。
【００６８】
第１および第２の実施の形態における変調器評価装置１，１ａでは、第１検出部４１の検出面に形成される空間光変調器９の像において複数の変調素子が並ぶ方向が、第１検出部４１において複数の受光素子が並ぶ第１配列方向とほぼ一致するのであるならば、測定位置Ｐ１に配置される空間光変調器９にて変調素子が並ぶ方向と、第１配列方向とが相違してもよい。両方向を相違させる構成として、例えば、測定位置Ｐ１と第１検出部４１との間に光軸をＸ方向に折り曲げるミラー等を設けることが考えられる（第１配列方向と第２配列方向とを相違させる場合において同様）。
【００６９】
第１の実施の形態における変調器評価装置１では、空間光変調器９に代えて測定位置Ｐ１にミラーを配置した場合に、第１検出部４１と第２検出部４２とで同じ形状の光強度分布が取得される（すなわち、受光素子の配列方向が互いに対応する）のであるならば、上記第１配列方向と、第２検出部４２において複数の受光素子が並ぶ第２配列方向とが相違してもよい。
【００７０】
以上のように、第１および第２検出部４１，４２が設けられる変調器評価装置１では、第１配列方向と、第２配列方向と、測定位置Ｐ１に配置された空間光変調器９の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応すればよい。また、１つの第１検出部４１のみが設けられる変調器評価装置１ａでは、第１配列方向と、測定位置Ｐ１に配置された空間光変調器９の変調素子が並ぶ方向とが互いに対応すればよい。
【００７１】
回折格子型の空間光変調器９における全ての変調素子が、１次回折光を出射する状態とされ、第１検出部４１において、複数の変調素子から出射される１次回折光の強度分布が、第１光強度分布として取得されてよい。この場合、強度比算出部５２では、第１光強度分布および第２光強度分布における光強度の比に基づいて、複数の変調素子における回折効率の分布が求められる。
【００７２】
また、変調器評価装置１，１ａでは、透過型の空間光変調器（例えば、液晶光変調器）の評価が行われてもよい。この場合、例えば、図１３に示すように、第１部分光学系３３におけるシリンドリカルレンズ３３１およびレンズ３３２，３３３、並びに、第１検出部４１がＺ方向に沿って一列に配置される。透過型の空間光変調器９ａは、シリンドリカルレンズ３３１とレンズ３３２との間に配置される。透過型の空間光変調器９ａでは、複数の変調素子がＹ方向に配列される。また、第２部分光学系３４におけるシリンドリカルレンズ３４１およびレンズ３４２，３４３、並びに、第２検出部４２がＸ方向に沿って一列に配置される。第２部分光学系３４には、参照ミラー８は設けられない。図１３の変調器評価装置１では、空間光変調器９ａの複数の変調素子における透過光の強度分布が、第１検出部４１の複数の受光素子により第１光強度分布として取得される。また、第２検出部４２により第２光強度分布が取得される。そして、相対的な位置が合わせられた第１光強度分布および第２光強度分布において、配列方向の各位置における光強度の比が求められることにより、複数の変調素子における透過率の分布が取得される。
【００７３】
同様に、図１１の変調器評価装置１ａにおいて、第１部分光学系３３におけるシリンドリカルレンズ３３１およびレンズ３３２，３３３、並びに、第１検出部４１がＺ方向に沿って一列に配置され、支持台８１１上に設けられる透過型の空間光変調器の透過率の分布が取得されてもよい。この場合、図１２のステップＳ１２ａでは、シリンドリカルレンズ３３１とレンズ３３２との間の空間光変調器が取り除かれる。そして、図４のステップＳ１３では、当該空間光変調器を取り除いた状態において第１検出部４１の複数の受光素子にて受光される光の強度分布が、第２光強度分布として取得される。
【００７４】
以上のように、変調器評価装置１，１ａは、反射型の空間光変調器９および等価型の空間光変調器９ａの評価に用いることができ、空間光変調器９，９ａの複数の変調素子における反射率、回折効率または透過率の分布を精度よく、かつ、短時間に求めることが可能である。
【００７５】
反射型の空間光変調器９を測定する図１および図１０の変調器評価装置１においても、図１３の第２部分光学系３４と同様に、参照ミラー８が省略されてよい。ただし、第１部分光学系３３における光学素子の相対位置関係を、第２部分光学系３４における光学素子の相対位置関係と一致させるという観点では、参照ミラー８が設けられることが好ましい。また、参照ミラー８を設けることにより本体１０のＸ方向のサイズを小さくすることが可能である。
【００７６】
上記実施の形態では、複数の変調素子が一の方向のみに配列された１次元の空間光変調器９，９ａが評価対象とされるが、上記手法は、複数の変調素子が２つの方向に配列された２次元の空間光変調器の評価に拡張されてよい。例えば、２次元の空間光変調器において、互いに直交する２方向に複数の変調素子が配列される場合、当該空間光変調器の表面には、光源部２および光学系３により当該２方向に広がる光の照射領域が形成される。また、第１検出部４１では、互いに直交する２方向に複数の受光素子が配列され（第２検出部４２において同様）、第１検出部４１の検出面に空間光変調器の表面の像が形成される。第１検出部４１により取得される２次元の第１光強度分布、および、第２検出部４２（変調器評価装置１ａでは、第１検出部４１）により取得される２次元の第２光強度分布において、互いに対応する方向における強度分布の形状に基づいて当該方向の位置が合わせられる。当該方向に直交する方向についても同様である。そして、相対的な位置が合わせられた第１および第２光強度分布において、各位置における光強度の比が求められる。これにより、２次元の空間光変調器の複数の変調素子における反射率、回折効率または透過率の分布を精度よく、かつ、短時間に求めることが可能となる。
【００７７】
空間光変調器９，９ａを評価する変調器評価装置１，１ａが、空間光変調器９，９ａの製造工場に設けられ、製造後の空間光変調器９，９ａの評価に用いられてよい。また、変調器評価装置１，１ａの一部または全部が、描画装置に組み込まれ、描画装置に取り付けられた空間光変調器９，９ａの評価に用いられてもよい。
【００７８】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００７９】
１，１ａ    変調器評価装置
２    光源部
３    光学系
５    演算部
８    参照ミラー
９，９ａ    空間光変調器
３２    ビームスプリッタ
３２ａ    偏向部
３３    第１部分光学系
３４    第２部分光学系
４１    第１検出部
４２    第２検出部
５１    位置合わせ部
５２    強度比算出部
５１１    評価値取得部
５１２    強度分布配置部
Ｌ１    第１光強度分布
Ｌ２    第２光強度分布
Ｌｐ１    注目部分分布
Ｌｐ２    対応部分分布
Ｐ１    測定位置
Ｓ１１〜Ｓ１７，Ｓ１２ａ    ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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