專利名稱：光學(xué)特性測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的散焦特性識(shí)別最佳像面位置的光學(xué)特性
測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在每個(gè)光學(xué)領(lǐng)域中，不管是應(yīng)用光學(xué)系統(tǒng)的哪個(gè)特定的領(lǐng)域，在被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的目標(biāo)像面附近沿光軸方向移動(dòng)照相機(jī)的同時(shí)觀察圖像條件，以便測(cè)量被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的聚焦位置和焦點(diǎn)深度(focal depth)性能。測(cè)量允許識(shí)別被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的最佳像 面位置與目標(biāo)像面位置之間的差異，并且使得能夠根據(jù)需要通過校正部件的形狀并且根據(jù)值調(diào)整位置以減少差異。作為替代或者附加地，測(cè)量使得能夠確定對(duì)于由溫度變化導(dǎo)致的焦點(diǎn)位置的變化以及由組裝成更高級(jí)的単元或產(chǎn)品所導(dǎo)致的機(jī)械誤差的深度容許量的合適性。例如，日本專利申請(qǐng)公開No. 2007-163227公開了用于測(cè)量激光掃描光學(xué)系統(tǒng)的性能的裝置。該裝置具有如下這樣的配置，該配置可任意地自動(dòng)改變?cè)谄渖习惭b被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的用于測(cè)量光學(xué)特性的夾具(jig)與由CCD照相機(jī)構(gòu)成的射束測(cè)量單元之間的相對(duì)分離。該文獻(xiàn)還公開了通過測(cè)量被稱為深度曲線的深度特性檢測(cè)掃描透鏡的深度容許量。日本專利申請(qǐng)公開No. H07-120691描述了束斑直徑關(guān)于作為到目標(biāo)像面位置的距離的散焦量的變化，并且公開了根據(jù)距離的正的變化或負(fù)的變化而表現(xiàn)不對(duì)稱特性。在改變物體與被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)之間的距離以及被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)與諸如屏幕或照相機(jī)的評(píng)估裝置之間的距離中的ー個(gè)的同時(shí)評(píng)估被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的散焦特性的情況中，導(dǎo)致以下的問題。該問題是，如果散焦量相對(duì)于被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光瞳與評(píng)估基準(zhǔn)面之間的距離大，那么難以確定真實(shí)的最佳像面位置。通常采用比具有容許斑點(diǎn)直徑的區(qū)域小的區(qū)域的中心作為最佳像面位置。不幸的是，隨著容許斑點(diǎn)直徑的值變化，最佳像面位置改變。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決該問題，根據(jù)本發(fā)明，提供了ー種光學(xué)特性測(cè)量裝置，該光學(xué)特性測(cè)量裝置在通過被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)致的物體的像面的附近的多個(gè)評(píng)估面上獲取與被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的圖像特性有關(guān)的測(cè)量值，并且基于各測(cè)量值測(cè)量被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性，該光學(xué)特性測(cè)量裝置包括測(cè)量值校正単元，該測(cè)量值校正単元校正所述多個(gè)評(píng)估面上的與通過被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)致的射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的寬度或光強(qiáng)度有關(guān)的測(cè)量值，其中，在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的寬度有關(guān)的情況下，所述像面被視為評(píng)估基準(zhǔn)面，并且，測(cè)量值校正單元輸出校正值，使得當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比接近被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)接近量増加，并且當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比移動(dòng)離開被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)移動(dòng)離開量減小，在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的光強(qiáng)度有關(guān)的情況下，所述像面被視為評(píng)估基準(zhǔn)面，并且，測(cè)量值校正單元輸出校正值，使得當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比接近被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)接近量減小，并且，當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比移動(dòng)離開被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)移動(dòng)離開量増加，并且，基干與測(cè)量值相比具有提高的對(duì)稱性的校正值測(cè)量被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性。參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)特性測(cè)量裝置的配置的示意圖。圖2是示出根據(jù)該實(shí)施例的光學(xué)特性測(cè)量裝置的沿主掃描方向的截面展開圖。
圖3是示出根據(jù)該實(shí)施例的光學(xué)特性測(cè)量裝置的沿副掃描方向的截面展開圖。圖4A是示出根據(jù)該實(shí)施例的光學(xué)特性測(cè)量單元所測(cè)量的PSF的示圖。圖4B是示出根據(jù)該實(shí)施例的光學(xué)特性測(cè)量單元所測(cè)量的LSF的示圖。圖4C是示出根據(jù)該實(shí)施例的主掃描方向上的圖像條件的曲線圖。圖5是示出出射光瞳、評(píng)估面和評(píng)估基準(zhǔn)面的示圖。圖6是示出與LSF寬度的散焦特性有關(guān)的校正之前的測(cè)量值與校正之后的校正值的示圖。圖7是示出與LSF最大強(qiáng)度的散焦特性有關(guān)的校正之前的測(cè)量值與校正之后的校正值的示圖。圖8是示出根據(jù)該實(shí)施例的光學(xué)特性測(cè)量裝置的操作序列的示圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本申請(qǐng)的發(fā)明的ー個(gè)目的是，提供可容易地并且正確(具有小誤差)地獲取被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的最佳像面位置的光學(xué)特性測(cè)量裝置。以下參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。第一實(shí)施例裝置的總體配置圖I示出對(duì)于激光掃描光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性測(cè)量裝置的應(yīng)用的實(shí)施例。在該圖中，X方向被稱為散焦方向，Y方向被稱為圖像高度方向。對(duì)于被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的特性的表現(xiàn)，射束的中心線被稱為主光線。包含主光線并與該紙面平行的方向被稱為主掃描方向。與紙面垂直的方向被稱為副掃描方向。在圖I中，用于激光掃描的透鏡I是被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)。測(cè)量單元20包含用于激光掃描的透鏡1，并且是用于測(cè)量光學(xué)特性的単元。測(cè)量單元20包含作為物體(object)的半導(dǎo)體激光光源21、以及光源光學(xué)系統(tǒng)22。光源光學(xué)系統(tǒng)22將來自激光光源21的發(fā)散射束轉(zhuǎn)換成沿主掃描方向的基本上平行的射束和沿副掃描方向會(huì)聚于稍后提及的旋轉(zhuǎn)多面反射鏡的反射表面附近的射束。來自光源光學(xué)系統(tǒng)22的射束穿過用于將射束的截面直徑變?yōu)轭A(yù)定直徑的光闌23和反射來自光闌23的激光射束并以預(yù)定的角度將射束引向用于激光掃描的透鏡I的旋轉(zhuǎn)多面反射鏡24(以下，稱為多面反射鏡)。穿過的射束作為射束25從測(cè)量単元20射出。下文將描述測(cè)量值校正単元100。該配置包含用于控制激光光源21的發(fā)光的電路、用于將多面反射鏡24旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)到預(yù)定位置的馬達(dá)、以及它們的驅(qū)動(dòng)電路。但是，這些部件與本發(fā)明的要g無關(guān)。因此，省略它們的描述。評(píng)估基準(zhǔn)面3是被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的像面。照相機(jī)4聚焦于評(píng)估面5上以觀察并檢測(cè)該評(píng)估面。具體而言，照相機(jī)包括物鏡和圖像傳感器。在本實(shí)施例中，評(píng)估面5是照相機(jī)4的焦面。沿光軸方向在通過被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)致的物體的像面附近提供多個(gè)評(píng)估面5。這里，多個(gè)評(píng)估面5中的每ー個(gè)的位置沿光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向相互不同。臺(tái)架6和7分別是沿X方向和Y方向的驅(qū)動(dòng)單元。根據(jù)來自未示出的控制單元的指令，這些臺(tái)架沿圖像高度方向?qū)⒄障鄼C(jī)4驅(qū)動(dòng)到位置Ym，并且沿散焦方向?qū)⒃u(píng)估面5驅(qū)動(dòng)到位置Xm。
測(cè)量單元20中的光闌23與評(píng)估面5之間的通過被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)I形成的光闌23的圖像被稱為出射光瞳。在被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)I具有在相互正交的兩個(gè)方向上的不同的位置處包含出射光瞳的變形特性的情況下，各出射光瞳出現(xiàn)于沿主掃描方向(第一方向)和副掃描方向(第二方向)的截面上。出射光瞳8在副掃描方向上。出射光瞳9在主掃描方向上。這些出射光瞳8和9分別位于與評(píng)估基準(zhǔn)面3相距距離Ts和Tm處。這里，距離Ts和Tm被定義為使得光束傳播方向?yàn)檎?。在圖I中，出射光瞳8和9關(guān)于光束傳播方向處于評(píng)估基準(zhǔn)面3的相反側(cè)。因此，距離Ts和Tm具有負(fù)值。圖2示出沿Z軸方向(與圖I中的紙面垂直的方向)擴(kuò)展從激光光源21到評(píng)估基準(zhǔn)面3的光路的狀態(tài)的觀察。其截面被稱為主掃描截面。在圖2中，多面反射鏡24的反射面處于位置24a。由于其它的部件與圖I中的部件相同，因此，它們被賦予相同的附圖標(biāo)記。在圖2中，被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)I的用于激光掃描的透鏡具有將基本上平行的入射射束會(huì)聚于評(píng)估基準(zhǔn)面3的附近的焦度。這里，在位置9形成通過用于激光掃描的透鏡的形成的光闌23的圖像、即主掃描截面的出射光瞳。圖3示出沿與XY面平行的方向擴(kuò)展從激光光源21到評(píng)估基準(zhǔn)面3的光路的狀態(tài)的觀察。該截面被稱為沿副掃描方向的截面。在圖3中，被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)I的用于激光掃描的透鏡具有進(jìn)ー步將會(huì)聚于多面反射鏡表面24a附近的射束會(huì)聚于評(píng)估基準(zhǔn)面3附近的焦度。這里，在位置8形成通過用于激光掃描的透鏡形成的光闌23的孔徑的圖像、即副掃描截面上的出射光瞳。根據(jù)以上的配置，該實(shí)施例執(zhí)行圖8所示的以下的操作，圖8是表示光學(xué)特性測(cè)量裝置的操作序列的示圖。即，在本實(shí)施例中，為了檢測(cè)作為被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的用于激光掃描的透鏡1，在基準(zhǔn)評(píng)估面3之前IOmm和之后IOmm內(nèi)在預(yù)定圖像高度處以I毫米的間距獲取散焦特性。首先，照相機(jī)4的焦面通過使用臺(tái)架6和7被設(shè)置在希望的圖像高度Yo以及Xm=0的位置處，這里，Xm是相對(duì)于(from)基準(zhǔn)評(píng)估面3的散焦量。然后，激光光源21被開通，并且，多面反射鏡24旋轉(zhuǎn)，使得評(píng)估面5被射束25照射。通過使用臺(tái)架移動(dòng)照相機(jī)4，并且，沿射束25并在Xm = -IOmm的位置處設(shè)置評(píng)估面5。隨后，測(cè)量光學(xué)特性。測(cè)量值的檢測(cè)
參照?qǐng)D4A、圖4B和圖4C描述光學(xué)特性的測(cè)量。圖4A示出通過光學(xué)特性測(cè)量裝置識(shí)別的射束25的圖像條件，示出評(píng)估面5上的Y-Z面上的圖像斑點(diǎn)的強(qiáng)度分布和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(以下，簡(jiǎn)寫為PSF)。圖4B是示出副掃描方向上的圖像條件的示圖。Iz軸方向上的各點(diǎn)處的值是圖4A中的具有相同的Z坐標(biāo)的點(diǎn)處的強(qiáng)度的總和。該曲線圖被稱為副掃描方向上的線擴(kuò)散函數(shù)(以下，簡(jiǎn)寫為LSF)。根據(jù)這種處理，圖4B中的LSF不受正交Y方向上的成像特性影響，并且可正確地表示Z方向上的成像性能。圖4B示出副掃描方向上的LSF的最大值Pz、以及值Iz為預(yù)定值處的曲線的寬度Dz。在預(yù)定值為Pz的一半的情況下,Dz被稱為半值寬度。在該值是I/e2的情況下，Dz被稱為1/e2寬度。PSF對(duì)應(yīng)于通過使用針孔的點(diǎn)輸入所獲取的點(diǎn)擴(kuò)散分布。LSF對(duì)應(yīng)于通過使用狹縫的線輸入所獲取的線擴(kuò)散分布。圖4C是示出在圖4A中的圖像條件中的主掃描方向上的圖像條件的曲線圖。Iy軸方向上的各點(diǎn)處的值是圖4A中的具有相同的Y坐標(biāo)的點(diǎn)處的強(qiáng)度的總和。該曲線圖被稱為主掃描方向上的LSF。在本實(shí)施例中，分別通過沿主掃描方向和副掃描方向的1/e2寬度Dy和Dz測(cè)量光學(xué)特性。測(cè)量值的校正本實(shí)施例包括如下面描述的那樣校正測(cè)量值的測(cè)量值校正単元。即，在本實(shí)施例中，在Dy和Dz的測(cè)量之后，根據(jù)從評(píng)估面到出射光瞳的距離校正測(cè)量值。假定在沿主掃描方向和副掃描方向的各出射光瞳與評(píng)估基準(zhǔn)面3之間沿X軸取得距離Tm和Ts?？蓪?shí)際測(cè)量距離Tm和Ts。如果距離不由于被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的變化而大大改變，那么可以采用設(shè)計(jì)值。假定校正值Dya和Dza分別與沿主掃描方向和副掃描方向的LSF寬度對(duì)應(yīng)，則根據(jù)以下的計(jì)算式計(jì)算與測(cè)量值相比具有提高的對(duì)稱性的校正值。Dya = Tm/ (Tm-Xm) XDy (I)Dza = Ts/ (Ts-Xm) XDz (2)假定K是沿主掃描方向和副掃描方向的從評(píng)估基準(zhǔn)面到出射光瞳的距離、L是從出射光瞳到評(píng)估面的距離、Do是校正之前的測(cè)量值，并且D是校正之后的測(cè)量值，則條件式
(I)和(2)由以下的形式表示。D = (K/L) XDo該式表示，測(cè)量值校正単元輸出值，使得當(dāng)評(píng)估面5接近出射光瞳時(shí)，校正值相對(duì)于測(cè)量值增加，而當(dāng)該面遠(yuǎn)離出射光瞳時(shí)，校正值相對(duì)測(cè)量值減小。關(guān)于校正的計(jì)算原理以下，參照?qǐng)D5描述關(guān)于校正的計(jì)算原理。圖5是示出出射光瞳、評(píng)估面和評(píng)估基準(zhǔn)面的示圖。該示圖示出出射光瞳500、評(píng)估基準(zhǔn)面501和評(píng)估面502。該示圖還示出出射光瞳的直徑A、從評(píng)估基準(zhǔn)面到出射光瞳的沿光路的距離T、和相對(duì)于評(píng)估基準(zhǔn)面的評(píng)估面的散焦量Def。假定從評(píng)估基準(zhǔn)面觀察出射光瞳時(shí)的F數(shù)為Fo，則Fo = | T | /A。假定從散焦Def的評(píng)估面觀察出射光瞳時(shí)的F數(shù)為Fd，則Fd = I T-Def | /A。例如，各面上的受衍射限制的圖像斑點(diǎn)直徑和線寬度中的ー個(gè)與F數(shù)成比例。因此，評(píng)估面502上的這些值與評(píng)估基準(zhǔn)面上的值相比，改變?nèi)缦翭d/Fo = (T-Def) /T. (3)
即，需要在考慮到點(diǎn)處的受衍射限制的值通過條件式(3)從評(píng)估基準(zhǔn)面501上的值改變的情況下，評(píng)估通過評(píng)估面502測(cè)量的線寬。因此，對(duì)于評(píng)估使用被條件式(3)除的測(cè)量值。在圖5中，沿光路測(cè)量的距離被用作T和DEF。如果沿另一方向進(jìn)行測(cè)量，這些值不改變。因此，可通過使用條件式(I)和(2)進(jìn)行正確的測(cè)量。在上述的測(cè)量和校正之后，照相機(jī)4沿射束25沿X方向移動(dòng)I毫米并且執(zhí)行類似的測(cè)量,這被重復(fù)預(yù)定的次數(shù)(例如，10次，直到Xm = IOmm)。事實(shí)上，重復(fù)測(cè)量，直到校正之后的主掃描方向和副掃描方向上的LSF寬度Dya和Dza超過預(yù)定值。副掃描方向上的測(cè)量值的校正圖6示出由此獲取的副掃描方向上的線寬的散焦特性。在圖6中，橫軸表示距評(píng)估基準(zhǔn)面3的距離，縱軸表示副掃描方向上的LSF寬度，并且，由實(shí)心點(diǎn)表示的點(diǎn)是校正之后的校正值。由空心三角表示的點(diǎn)是校正之前的測(cè)量值。這里，副掃描方向上的出射光瞳 位置Ts存在于(在像面的上游)-50. 3mm的位置處。從圖6可以定性地識(shí)別，雖然校正之前的測(cè)量值根據(jù)散焦方向的正和負(fù)表現(xiàn)出不對(duì)稱特性，但是，校正之后的校正值表現(xiàn)良好的対稱性。在其定量情況中，關(guān)于圖6的橫軸，基于對(duì)稱性不好的校正之前的測(cè)量值，估計(jì)焦面處于3 4_的位置。另ー方面，基于對(duì)稱性良好的校正之后的測(cè)量值，可以確認(rèn)最佳焦面處于6 7mm的位置處。在本實(shí)施例中，可以確認(rèn),最佳焦面處于6 7mm的位置處,而不處于0_的位置處。在確認(rèn)最佳焦面之后校正模具以將最佳焦面變到0_是足夠的。關(guān)于圖6的縱軸，如下所述，在本實(shí)施例中，容許值為80iim。即，在本實(shí)施例中，激光波長為80nm，并且，評(píng)估基準(zhǔn)面上的副掃描方向上的出射F值為63。因此，作為矩形開ロ的LSF，副掃描方向上的1/e2寬度為約80iim。對(duì)于這樣的80 y m的容許值，根據(jù)校正之前的測(cè)量值，它導(dǎo)致不存在等于容許值或低于容許值的深度。另ー方面，根據(jù)校正之后的校正值，可允許其高達(dá)比80 ii m的初始容許值大10%的88 u m。為了估計(jì)被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的最佳焦面的位置，典型地評(píng)估小于等于閾值的散焦范圍的中心位置，該閾值為增加10 20%的最小線寬和斑點(diǎn)直徑中的ー個(gè)。在本實(shí)施例中，基于校正之后的校正值，最佳線寬可被估計(jì)為基本上等于設(shè)計(jì)值的值。也可確保成為容許線寬的深度的寬度。主掃描方向上的測(cè)量值的校正主掃描方向上的出射光瞳位置Tm為-300mm。通過使用該值執(zhí)行如副掃描方向上的校正那樣的主掃描方向上的校正。但是，通過約IOmm的容許散焦范圍，根據(jù)條件式(I)的校正小于等于5% (10/300)。因此，可在沒有主掃描方向上的校正的情況下僅通過副掃描方向上的校正來執(zhí)行評(píng)估。第二實(shí)施例在第一實(shí)施例中，測(cè)量值是主掃描方向和副掃描方向上的LSF線寬。在本實(shí)施例中，測(cè)量值是圖4B中的LSF的最大強(qiáng)度值Py和Pz。在第一實(shí)施例中，當(dāng)在第一實(shí)施例中在作為圖像面的基準(zhǔn)面的前后設(shè)置評(píng)估面以測(cè)量射束寬度時(shí)，在考慮圖像倍率的情況下執(zhí)行校正。另ー方面，在射束的光強(qiáng)度的測(cè)量中，通過使用作為與射束寬度有關(guān)的校正系數(shù)的倒數(shù)的校正系數(shù)執(zhí)行校正。這是由于，在任何散焦?fàn)顟B(tài)中，光強(qiáng)度的積分值(即能量)是恒定的，并且，射束寬度與射束的光強(qiáng)度的積保持恒定。
假定Pya和Pza是校正之后的主掃描方向和副掃描方向上的LSF寬度，根據(jù)下式校正這些值。Pya = (Tm-Xm)/Tm X Py (4)Pza= (Ts-Xm) /TsXPz (5)假定沿主掃描方向和副掃描方向的從評(píng)估基準(zhǔn)面到出射光瞳的距離為K、從出射光瞳到評(píng)估面的距離為L、測(cè)量值為Do并且轉(zhuǎn)換之后的測(cè)量值為D，則以以下的形式表示條件式⑷和(5)。 D = (L/K) XDo圖7示出副掃描LSF的最大強(qiáng)度值Py的測(cè)量結(jié)果。使用與第一實(shí)施例中的測(cè)量単元和被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)相同的測(cè)量單元20和被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)I。在圖7中，橫軸表示距評(píng)估基準(zhǔn)面3的距離，縱軸表示副掃描方向上的LSF最大強(qiáng)度，并且，由實(shí)心點(diǎn)表示的點(diǎn)是與被校正的LSF最大強(qiáng)度Py的散焦特性相關(guān)的校正值。由空心三角表示的點(diǎn)是與校正之前的散焦特性有關(guān)的測(cè)量值。第三實(shí)施例在第二實(shí)施例中，測(cè)量值是LSF的最大強(qiáng)度。在本實(shí)施例中，測(cè)量值是PSF的最大強(qiáng)度。在本實(shí)施例中，沿主掃描方向和副掃描方向同時(shí)執(zhí)行與主掃描方向和副掃描方向上的射束直徑的校正成反比的射束的光強(qiáng)度的校正是足夠的。即，假定Io是校正之前的測(cè)量值(PSF的最大強(qiáng)度)，并且Ia是校正之后的校正值。Ia= (Tm-Xm)/TmX (Ts-Xm)/Ts X Io (6)這里假定從評(píng)估基準(zhǔn)面到出射光瞳的沿主掃描方向的距離Tm與從評(píng)估基準(zhǔn)面到出射光瞳的沿副掃描方向的距離Ts的積為Kyz、從出射光瞳到評(píng)估面的沿主掃描方向的距離為Ly，并且從出射光瞳到評(píng)估面的沿副掃描方向的距離為Lz。還假定測(cè)量值為Do，并且轉(zhuǎn)換后的測(cè)量值為D。因此，以以下的形式表示條件式(6)。D = (LyXLz/Kyz) XDo (7)在被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)不具有變形(anamorphic)特性的情況下,假定L = Ly = Lz、T = Tm = Tz、Kyz = TmXTs,并且K = TXT，則條件式(7)可簡(jiǎn)單地表示如下。D = (LXL/K) XDo {I')變更例在第一實(shí)施例中，測(cè)量值是LSF的寬度。在第二實(shí)施例中，測(cè)量值是LSF的最大強(qiáng)度。在第三實(shí)施例中，測(cè)量值是PSF的最大強(qiáng)度。作為替代，測(cè)量值可以是PSF的寬度。在使用PSF的寬度作為測(cè)量值的情況下，可如同第一實(shí)施例一祥，將條件式(I)和(2)用于校正測(cè)量值。在第二實(shí)施例和第三實(shí)施例中，測(cè)量值是作為光強(qiáng)度的最大強(qiáng)度。作為替代，測(cè)量值可以是平均強(qiáng)度。在第一到第三實(shí)施例中，根據(jù)被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與評(píng)估面之間的距離執(zhí)行校正?？筛鶕?jù)例如被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的后側(cè)端(而不是被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳位置)與評(píng)估面之間的距離執(zhí)行校正。
在第一實(shí)施例中，描述了定量地使用條件式⑴和⑵的校正。但是，本發(fā)明不限于此。即，可執(zhí)行任何校正，只要假定，定性地使用像面作為基準(zhǔn)面，當(dāng)評(píng)估面接近被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)測(cè)量值根據(jù)接近量増加，并且當(dāng)評(píng)估面移動(dòng)離開被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)測(cè)量值根據(jù)移動(dòng)離開量減少即可。類似地，在第二實(shí)施例和第三實(shí)施例中，描述了定量地使用條件式(4)和(5)或條件式(6)、(7)和(V )的校正。本發(fā)明不限于此。即，可執(zhí)行任何校正，只要假定，定性地使用像面作為基準(zhǔn)面，當(dāng)評(píng)估面接近被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)測(cè)量值根據(jù)接近量減小，并且當(dāng)評(píng)估面移動(dòng)遠(yuǎn)離被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)測(cè)量值根據(jù)移動(dòng)離開量增加即可。本發(fā)明可在基本上不對(duì)常規(guī)裝置的配置進(jìn)行任何改變的狀態(tài)下僅通過測(cè)量值的算木處理而正確地獲取被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的最佳像面位置。因此，用于校正模具和透鏡的
目標(biāo)值變得正確。作為結(jié)果，提高了開發(fā)效率和部件、単元和產(chǎn)品的質(zhì)量，并且降低了成本。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)特性測(cè)量裝置，該光學(xué)特性測(cè)量裝置在通過被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)致的物體的像面的附近的多個(gè)評(píng)估面上獲取與被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的圖像特性有關(guān)的測(cè)量值，并且基于各測(cè)量值測(cè)量被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性，該光學(xué)特性測(cè)量裝置包括 測(cè)量值校正單元，該測(cè)量值校正單元校正所述多個(gè)評(píng)估面上的與通過被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)致的射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的寬度或光強(qiáng)度有關(guān)的測(cè)量值，其中， 在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的寬度有關(guān)的情況下，所述像面被視為評(píng)估基準(zhǔn)面，并且，測(cè)量值校正單元輸出校正值，使得當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比接近被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)接近量增加，并且當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比移動(dòng)離開被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)移動(dòng)離開量減??； 在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的光強(qiáng)度有關(guān)的情況下，所述像面被視為評(píng)估基準(zhǔn)面，并且，測(cè)量值校正單元輸出校正值，使得當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比接近被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)接近量減小，并且，當(dāng)評(píng)估面與評(píng)估基準(zhǔn)面相比移動(dòng)離開被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，測(cè)量值根據(jù)移動(dòng)離開量增加，并且， 基于與測(cè)量值相比具有提高的對(duì)稱性的校正值測(cè)量被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，測(cè)量值校正單元根據(jù)被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與所述評(píng)估面之間的距離輸出校正值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置,其中,被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)是包含在相互正交的第一方向和第二方向上在不同的位置處的出射光瞳的變形光學(xué)系統(tǒng)，并且，測(cè)量值校正單元輸出在第一方向和第二方向上不同的校正值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的寬度有關(guān)、測(cè)量值是Do、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與所述像面之間的距離為K、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與所述評(píng)估面之間的距離為L、并且校正之后的校正值為D的情況下，滿足下式D = (K/L) XDo。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的光強(qiáng)度有關(guān)、測(cè)量值是Do、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與所述像面之間的距離為K、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與評(píng)估面之間的距離為L、并且校正之后的校正值為D的情況下，滿足下式D = (L/K) XDo。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的光強(qiáng)度有關(guān)、測(cè)量值是Do、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與所述像面之間的距離為K、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與評(píng)估面之間的距離為L、并且校正之后的校正值為D的情況下，滿足下式D = (LXL/K) XDo。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，在測(cè)量值與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的光強(qiáng)度有關(guān)、測(cè)量值是Do、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與所述像面之間的沿第一方向的距離和被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與所述像面之間的沿第二方向的距離的乘積為Kyz、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與評(píng)估面之間的沿第一方向的距離為Ly、被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與評(píng)估面之間的沿第二方向的距離為Lz、并且校正之后的校正值為D的情況下，滿足下式 D = (LyXLz/Kyz) XDo。
8.根據(jù)權(quán)利 要求I的裝置，其中，物體是光源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)特性測(cè)量裝置。該光學(xué)特性測(cè)量裝置在多個(gè)評(píng)估面上獲取與被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的圖像特性有關(guān)的測(cè)量值，并且測(cè)量光學(xué)特性，該光學(xué)特性測(cè)量裝置包括測(cè)量值校正單元，其校正評(píng)估面上的與射束的線擴(kuò)散分布和點(diǎn)擴(kuò)散分布中的一個(gè)的寬度或光強(qiáng)度有關(guān)的測(cè)量值，其中，在測(cè)量值與寬度有關(guān)的情況下，像面被視為評(píng)估基準(zhǔn)面，并且，測(cè)量值校正單元輸出校正值；在測(cè)量值與光強(qiáng)度有關(guān)的情況下，像面被視為評(píng)估基準(zhǔn)面，并且，測(cè)量值校正單元也輸出校正值，并且，基于校正值測(cè)量被檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102735427SQ20121009455
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月4日
發(fā)明者安藤利典 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社