25章:投影露光計算演習(6)

  1. 投影露光演習6(マイケルソン干渉計)
    図25-1のマイケルソン干渉計による高さ測定は被測定物からの反射光と参照ミラーからの反射光を干渉させてその干渉強度から物体表面の高さを求めます。
     物体表面の高さがhのとき2光束の光路差は2hである。単色光を用いた場合は、干渉縞の強度はCOS2(2πh/λ)で与えられ、hに対してλ/4の周期を持つため、基本的にはλ/4を超える高さでは誤測定が起こりやすい。
     これに対して白色光では光路差がほぼ0の付近でしか干渉が生じないので、物体あるいは参照ミラーを光軸方向に移動させて干渉縞のコントラストが最大になる位置を求めることで、物体の高さを知ることができる。ミラーの移動は精度よく行う必要があるため、ピエゾ素子などが用いられる。


     問題:波長365nm、レンズNA0.5、照明σ0.4の無収差で照明光軸ずれのない干渉光学系で図24-1に示す段差パターン(周期パターン)の干渉投影像を計算せよ。
    段差底部寸法は0.5μm、段差上部寸法は1μmとし、段差深さは0.05μmとする。焦点はベストフォーカスとし、データ範囲分割数(N=40)、 データの刻み幅(dx=0.05) とする。
     また参照ミラーはY軸方向に0.365/2の傾斜量で傾斜させる。

    解答:
     この問題の条件のパターンデータを作成するのはやっかいです。入力条件表を白紙の状態から作成するのは能率的ではありませんのでシート「投影露光演習6」をコピー、貼り付けを行なって計算してください。
    (1)表25-1に示す入力条件表を作成します。
    シート「投影露光演習6」を参照願います。


    (2)ファイル「VBA_C近接露光計算.xls」を開き、シート「IN_FM」にシート「投影露光演習6」を貼り付けます。
    (3)シート「操作」の「計算実行」ボタンを押します。
    (4)シート「投影像・図」の結果を確認します。
    (5)シート「フr-リエ振幅・図」の結果を確認します。


    (1)図25-2の投影露光演習6結果(投影像・図)は単色光を用いた場合の干渉光学系での投影像です。段差は0.05μmと非常に小さいですが、干渉縞の形状から段差量を測定できることがわかります。

    (2)一般に干渉による高さ測定においては、物体あるいは参照ミラーを光軸方向に移動させて干渉縞のコントラストが最大になる位置を求める方法がおこなわれますが、参照ミラーを傾斜した場合は移動が不要となります。

    (3)図25-3 投影露光演習6結果(フr-リエ振幅・図)は、細長いのが段差パターンの回折光、中心から少し上に丸い点状が参照光の回折光です。。


  2. 投影露光演習纏め
    (1)投影露光演算プログラムを用いて、さまざまな条件での投影像を計算できます。
    (2)演習は理想レンズ(無収差)で行いましたが、実際のレンズでは波面収差が存在します。
    (3)波面収差を考慮した計算は、レンズ設計演習後に行いたいと思います。



26章:仮想レンズと近軸理論に行く。

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