【手続補正書】
【提出日】平成20年4月8日(2008.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】測定装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】参照光と被検面からの光との干渉を用いて前記被検面の形状を測定する測定装置において、
前記参照光を生成する参照面を有する光学部材と、
前記参照面を変形させる変形手段と、
球面収差を有する基準波面を生成する基準波面生成ユニットとを有し、
該変形された前記参照面からの参照光と、前記基準波面生成ユニットによって生成され、前記被検面を経た光との干渉縞を検出して前記被検面の形状を測定することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記参照面の変形量を測定する測定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
基準面を有する原器と、
前記参照面からの光と前記基準面からの光とが干渉した光を検出する検出器とを有することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記基準波面生成ユニットが生成する波面の動径の次数と前記参照面からの波面の動径の次数とは異なることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記基準波面生成ユニットが生成する波面は動径の４次以上の成分のみを含み、
前記参照面からの波面は動径の６次以上の成分のみを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記基準波面生成ユニットは、複数のレンズと、
前記複数のレンズのうち２つのレンズの距離を調整する調整手段とを有し、
前記調整手段による調整によって前記球面収差を発生していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
前記基準波面生成ユニットはアルバレズレンズを有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の測定装置。
【請求項８】
前記アルバレズレンズが生成する波面は、動径の６次以上の成分のみを含むことを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記基準波面生成ユニットは前記アルバレズレンズを複数有し、各アルバレズレンズが生成する波面は互いに異なることを特徴とする請求項７に記載の測定装置。 
【請求項１０】
前記アルバレズレンズが生成する波面は、動径の４次以上の成分のみを含むことを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記調整手段は、
前記レンズを移動する移動手段と、
前記レンズの位置情報をモニタする位置情報モニタ手段とを有することを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記レンズの移動量に基づいて、前記基準波面生成ユニットが生成する波面を演算する演算手段を有することを特徴とする請求項１１記載の測定装置。
【請求項１３】
参照光と被検面からの光との干渉を用いて被検面の形状を測定する測定装置において、
前記参照光を生成する参照面を有する光学部材と、
前記参照面を変形させる変形手段と、
基準面を有する原器と、
前記参照面からの参照光と前記基準面からの光とが干渉した光を検出する検出器とを有し、
前記参照面からの光と前記被検面からの光とが干渉した光を検出して前記被検面の形状を測定することを特徴とする測定装置。
【請求項１４】
前記前記参照面からの光と前記基準面からの光との干渉縞を形成する光の波長と
前記被検面の形状の測定に用いられる光の波長とは異なることを特徴とする請求項３又は１３に記載の測定装置。
【請求項１５】
前記前記参照面からの光と前記基準面からの光との干渉縞を形成する光の波長と
前記被検面の形状の測定に用いられる光の波長とは同じであることを特徴とする請求項３又は１３に記載の測定装置。
【請求項１６】
被検面の形状を測定する測定装置において、
変形可能な参照面を有する光学部材、及び、前記参照面からの光と前記被検面からの光とが干渉した光を受光する受光手段を有する被検面測定干渉計と、
基準面を有する原器、及び、前記参照面からの光と前記基準面からの光とが干渉した光を受光する受光手段を有する参照面測定干渉計と
を有することを特徴とする測定装置。
【請求項１７】
前記被検面測定干渉計に用いられる光の波長と、前記参照面測定干渉計に用いられる光の波長とは異なることを特徴とする請求項１６に記載の測定装置。
【請求項１８】
前記被検面測定干渉計に用いられる光の波長と、前記参照面測定干渉計に用いられる光の波長とは同じであることを特徴とする請求項１６に記載の測定装置。
【請求項１９】
前記参照面からの波面は非球面波面であることを特徴とする請求項１、１３又は１６に記載の測定装置。
【請求項２０】
前記原器を複数有し、複数の原器のうち選択された１つの原器が光路内に配置されることを特徴とする請求項３、１３又は１６に記載の測定装置。
【請求項２１】
参照光と被検面からの光との干渉を用いて前記被検面の形状を測定する測定装置において、
アルバレズレンズ又はＣＧＨと、
前記アルバレズレンズ又は前記ＣＧＨを透過した光を反射する反射部材と、
球面収差を有する基準波面を生成する基準波面生成ユニットと、
前記アルバレズレンズ又は前記ＣＧＨを透過して前記反射部材で反射した光と、前記基準波面生成ユニットによって生成され、前記被検面を経た光との干渉縞を検出して前記被検面の形状を測定することを特徴とする測定装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は測定装置に関し、被検物として球面から非球面にわたる広範囲な面形状に対応し高精度で被検物の面形状を測定する際に好適なものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は非球面の形状を球面と同じ精度で測定が可能で、かつ種々の面形状の測定に対応できる測定装置の提供を目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の測定装置は、参照光と被検面からの光との干渉を用いて前記被検面の形状を測定する測定装置において、
前記参照光を生成する参照面を有する光学部材と、
前記参照面を変形させる変形手段と、
球面収差を有する基準波面を生成する基準波面生成ユニットとを有し、
該変形された前記参照面からの参照光と、前記基準波面生成ユニットによって生成され、前記被検面を経た光との干渉縞を検出して前記被検面の形状を測定することを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記参照面の変形量を測定する測定手段を有することを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項３の発明は請求項１の発明において、
基準面を有する原器と、
前記参照面からの光と前記基準面からの光とが干渉した光を検出する検出器とを有することを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項４の発明は請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、
前記基準波面生成ユニットが生成する波面の動径の次数と前記参照面からの波面の動径の次数とは異なることを特徴としている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項５の発明は請求項１乃至３のいずれか１項の発明において、
前記基準波面生成ユニットが生成する波面は動径の４次以上の成分のみを含み、
前記参照面からの波面は動径の６次以上の成分のみを含むことを特徴としている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、
前記基準波面生成ユニットは、複数のレンズと、
前記複数のレンズのうち２つのレンズの距離を調整する調整手段とを有し、
前記調整手段による調整によって前記球面収差を発生していることを特徴としている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項７の発明は請求項１乃至６のいずれか１項の発明において、
前記基準波面生成ユニットはアルバレズレンズを有することを特徴としている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項８の発明は請求項７の発明において、
前記アルバレズレンズが生成する波面は、動径の６次以上の成分のみを含むことを特徴としている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項９の発明は請求項７の発明において、
前記基準波面生成ユニットは前記アルバレズレンズを複数有し、各アルバレズレンズが生成する波面は互いに異なることを特徴としている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項１０の発明は請求項７の発明において、
前記アルバレズレンズが生成する波面は、動径の４次以上の成分のみを含むことを特徴としている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１１の発明は請求項６の発明において、
前記調整手段は、
前記レンズを移動する移動手段と、
前記レンズの位置情報をモニタする位置情報モニタ手段とを有することを特徴としている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項１２の発明は請求項１１の発明において、
前記レンズの移動量に基づいて、前記基準波面生成ユニットが生成する波面を演算する演算手段を有することを特徴としている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項１３の発明の測定装置は、
参照光と被検面からの光との干渉を用いて被検面の形状を測定する測定装置において、
前記参照光を生成する参照面を有する光学部材と、
前記参照面を変形させる変形手段と、
基準面を有する原器と、
前記参照面からの参照光と前記基準面からの光とが干渉した光を検出する検出器とを有し、
前記参照面からの光と前記被検面からの光とが干渉した光を検出して前記被検面の形状を測定することを特徴としている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項１４の発明は請求項３又は１３の発明において、
前記前記参照面からの光と前記基準面からの光との干渉縞を形成する光の波長と
前記被検面の形状の測定に用いられる光の波長とは異なることを特徴としている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項１５の発明は請求項３又は１３の発明において、
前記前記参照面からの光と前記基準面からの光との干渉縞を形成する光の波長と
前記被検面の形状の測定に用いられる光の波長とは同じであることを特徴としている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項１６の発明の測定装置は、
被検面の形状を測定する測定装置において、
変形可能な参照面を有する光学部材、及び、前記参照面からの光と前記被検面からの光とが干渉した光を受光する受光手段を有する被検面測定干渉計と、
基準面を有する原器、及び、前記参照面からの光と前記基準面からの光とが干渉した光を受光する受光手段を有する参照面測定干渉計と
を有することを特徴としている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項１７の発明は請求項１６の発明において、
前記被検面測定干渉計に用いられる光の波長と、前記参照面測定干渉計に用いられる光の波長とは異なることを特徴としている。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項１８の発明は請求項１６の発明において、
前記被検面測定干渉計に用いられる光の波長と、前記参照面測定干渉計に用いられる光の波長とは同じであることを特徴としている。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１９の発明は請求項１、１３又は１６の発明において、
前記参照面からの波面は非球面波面であることを特徴としている。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項２０の発明は請求項３、１３又は１６の発明において、
前記原器を複数有し、複数の原器のうち選択された１つの原器が光路内に配置されることを特徴としている。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項２１の発明の測定装置は、
参照光と被検面からの光との干渉を用いて前記被検面の形状を測定する測定装置において、
アルバレズレンズ又はＣＧＨと、
前記アルバレズレンズ又はＣＧＨを透過した光を反射する反射部材と、
球面収差を有する基準波面を生成する基準波面生成ユニットと、
前記アルバレズレンズ又はＣＧＨを透過して前記反射部材で反射した光と、前記基準波面生成ユニットによって生成され、前記被検面を経た光との干渉縞を検出して前記被検面の形状を測定することを特徴としている。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
本実施形態では、参照光側の波面を変形させるシステムを有し、この波面変形に弾性変形ミラー（参照面）を用いることを特徴としている。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
参照光側で用いる弾性変形ミラーは、例えば薄いガラス板をアクチュエーターやピエゾで制御することにより、自由にミラー形状（面形状）を変化させることが出来る変形可能な構成となっている。この弾性変形ミラーを参照面として用いることにより、所望の参照波面を作成している。また、この弾性変形ミラーの面形状をモニターするために、基準面(例えば平面ミラーや球面原器、非球面原器等、原器を複数有し)を有し、この弾性変形ミラーと基準面とで干渉計を構成することによって、変形量を精度良くモニターしている。また、弾性変形ミラーの面形状のモニターには、計測波長と異なる波長を用いることで、変形量をモニターしながら、非球面形状の計測を行うことを可能としている。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
一方物体光側では、非球面形状の計測の基準となる波面を作成する。この基準波面は光学系の収差を基準波面作成ユニット（基準波面生成ユニット）によってコントロールして作成する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次に物体光側で光学系の収差によって基準波面を作成（生成）する場合に関して、説明する。図１の基準波面作成ユニット３では、非球面を特徴づける非球面形状の各次数を、球面収差の発生やアルバレズレンズの組み合わせなどで独立に制御する。対象となる光学系は共軸であることが多いことから、光学素子は回転対称性を持っていることが多い。従って球面からのずれは光軸からの距離（動径）をＲとした時、動径Ｒの４乗以上の偶数項で表わされる場合が通常である。特に重要なのは動径Ｒの４乗の項であるが、４乗の項は収差で言うと球面収差に相当する。そのため、基準波面作成ユニット３では、球面収差を故意に所望の値発生させて、非球面の形状が持っている成分に対応する波面を形成させる。但し、一般に非球面は動径Ｒの４乗だけでは表わすことができない場合が多いため、４乗以上の高次の項に関しては各次数ごとにアルバレズレンズを利用して制御できる収差を発生させることで、所望の非球面を構成する波面を合成することも可能であるし、また、アルバレズレンズで４次以上の総ての波面を発生させることも可能である。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の要部概略図である。図１は被検面としての非球面の表面形状測定法を示している。本実施形態１は参照光側に弾性変形ミラー２１を用い、物体光側に基準波面発生ユニット（基準波面生成ユニット）３を用い、両者の非球面波面を用いて、被検面５の非球面形状を測定するものである。そして、特に参照光側の弾性変形ミラー２１では非球面の高次（波面の動径Ｒの６乗以上、即ち６次以上）の波面を作成し、物体光側の基準波面作成ユニット３では球面収差を発生させ、波面の動径Ｒの４乗以上の基準波面を作成する場合を示している。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
その後参照光と物体光をビームスプリッタ１１で合波し、レンズ６１を介して、ＣＣＤ等の撮像手段（観察面）、（検出器）、（受光手段）７１上に干渉情報を形成し、これを受光し、これより被検面５の面形状を測定している。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
この弾性変形ミラー２１を用いるためには、この変形量を精度良くモニターする必要がある。ピエゾやアクチュエーターの精度では計測精度が不十分のため、本システムは、図１に示すように、参照面の変形量をモニターするためのもう１つの干渉計（変形量モニター干渉計）（参照面測定干渉計）１０１を参照面側に具備している。被検面５の非球面形状を計測しながら、参照面の弾性変形ミラー２１の変形量を随時モニターするためには、非球面の計測波長とは異なる波長を用いることが必要である。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図１に示した実施形態１では、物体光側において基準波面発生ユニット３で球面収差を故意に発生させ、非球面の主に動径Ｒの４乗の項を発生させ（正確には動径Ｒの４乗だけでなく動径Ｒの４乗以上の高次項も発生する）、参照光側において弾性変形ミラー２１を用いて動径Ｒの６乗以上（６次以上）の高次を発生させ、両者の波面によって種々の非球面波面を作成できる構成となっている。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
例えば図９に示すように球面量または非球面量が測定されている複数の原器Ａ〜Ｄを用い、その中から１つを選択して（光路内に）用いても良い。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
本実施形態では以上の構成により弾性変形ミラー２１を介した参照波面と、基準波面発生ユニット３，コリメーター４を通過し，被検面５で反射し，元の光路を戻った被検波面（信号波面）と、をビームスプリッター１１で合成し，レンズ６１によってＣＣＤ等の撮像手段（受光手段）７１上に干渉波面を形成し，該撮像手段７１からの信号（干渉信号）によって被検面５の面形状（面情報）を測定している。尚、これらの各要素は被検面測定干渉計を構成している。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
尚、実施例２と同様に、挿入するアルバレズレンズの数は、対象となる非球面形状によって異なり、複数有する。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
本実施形態は実施形態１に比べて参照光の波面を変形させる参照波面変形システムとして弾性変形ミラーの代わりにアルバレズレンズ３１と平面ミラー（反射部材）２１ａを用いている点が異なっているだけであり，その他の構成は同じである。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
【発明の効果】
本発明によれば非球面の形状を球面と同じ精度で測定が可能で、かつ種々の面形状の測定に対応できる測定装置及びそれを用いられた光学素子を用いた半導体露光装置を達成することができる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の非球面測定の測定装置の実施形態１の要部概略図
【図２】 図１の変形ミラーの概要図
【図３】 図１の一部分の球面収差の発生を示す説明図
【図４】 本発明に係る種々の球面収差を発生する為の説明図
【図５】 本発明の非球面測定の測定装置の実施形態２の要部概略図
【図６】 図５のアルバレズレンズの原理説明図
【図７】 本発明の非球面測定の測定装置の実施形態３の要部概略図
【図８】 本発明の非球面測定の測定装置の実施形態４の要部概略図
【図９】 図１の一部分の変形例
【図１０】 本発明の非球面測定の測定装置の実施形態５の要部概略図