CN101687302A - 测量光学表面从目标形状偏差的方法 - Google Patents

Abstract

提供对准至少两个波形整形元件的方法、测量光学表面从目标形状的偏差的方法、以及用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备。波形整形元件的每一个包括用于将入射光的波前的部分与目标形状的相应部分相适应的衍射测量结构，对准至少两个波形整形元件的方法包括如下步骤：向波形整形元件中的第一者提供衍射对准结构；将波形整形元件彼此相对布置，从而在测量设备的操作期间，入射光束的独立的光束子集穿过每一衍射测量结构；以及，通过对连续与衍射对准结构和第二波形整形元件相互作用的对准光进行评估，所述第一波形整形元件以及所述波形整形元件中的第二个关于彼此对准。

Description

测量光学表面从目标形状偏差的方法

技术领域

本发明涉及对准用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差量的测量设备的至少两个波形整形元件。此外，本发明涉及测量光学表面从目标形状的偏差的方法，制造具有非球面目标形状的光学表面的光学元件的方法。另外，本发明涉及具有大数值孔径的大非球面或小非球面。

背景技术

待测量的光学表面可以是光学系统中使用的光学透镜元件或光学反射镜的表面。这样的光学系统可以例如配置为天文学中使用的望远镜，以及通过光刻方法将结构成像到诸如抗蚀剂的辐射敏感基底的系统，所述结构诸如形成在掩模或掩模母板上的结构。这样的光学系统的品质实质上由光学表面能够用机加工或制造以具有光学系统的设计者确定的目标形状的精确度来确定。在这样的制造过程中，需要将经机加工的光学表面的实际形状与其目标形状进行比较，并确定经机加工的表面与目标表面之间的差别。然后可以进一步在经机器加工的表面与目标表面之间的差别超过例如预定阈值的那些部分处对光学表面特别地进行机器加工。

干涉测量设备通常用于光学表面的高精度测量。在WO2005/114101中公开了这样的设备的示例。该文件的全部内容通过引用合并于此。

用于测量球面光学表面的干涉测量设备一般包括充分相干光源和用于产生入射到待检测表面上的测量光的干涉仪光学部件(optics)，从而测量光的波前在待测表面的位置处具有与被检测的表面的目标形状相同的形状。在这样的情况中，测量光束正交入射到被测量的表面上，并从那里反射以朝向干涉仪光学部件传回来。此后，从被测量的表面反射的测量光束的光与从参考表面反射的光叠加，并且从所得的干涉图样中确定被检测的表面的形状及其目标形状之间的偏差。

尽管用于测量球面光学表面的球面波前可以通过传统干涉仪光学部件以相对高的精确度来产生，但大多数需要诸如计算机生成全息图(CGH)的更先进的光学部件，以产生具有非球面波前的测量光束，以便光正交地入射到被测量的非球面的每一位置处。

然而，可用的CGH的尺寸有限，其又限制了可高精准度检测的非球面表面的尺寸，尤其如果光学表面是凸的或升高的话。

发明内容

本发明的一个目的在于解决上述问题，且尤其提供一种方法和测量设备，借助于所述方法和设备能够以高精确度对于大光学表面测量光学表面从目标形状的偏差。

依照本发明，通过提供对准用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备的至少两个波形整形元件的方法来解决该目的，波形整形元件中的每一个包括用于将入射光的波前的一部分适于目标形状的相应部分的衍射测量结构，该方法包括如下步骤：提供具有衍射对准结构的波形整形元件的第一者；相对于彼此布置波形整形元件，以使在测量设备的工作期间入射光的单独的光束子集穿过每一衍射测量结构；以及通过评估连续与所述衍射对准结构和第二波形整形元件相互作用的对准光，相关于彼此地对准所述第一波形整形元件和所述波形整形元件中的第二者。

依照本发明，通过提供测量光学表面从目标形状的偏差的方法进一步解决该目的，其方法包括如下步骤：产生具有波前的入射光；提供至少两个波形整形元件，每一个具有用于将波前的部分适配于目标形状的相应部分的衍射测量结构；依照上面提及的对准方法对准波形整形元件；利用穿过衍射测量结构的入射光照明光学表面，并因此产生与光学表面相互作用的测量光；以及通过将参考光和测量光的至少一部分叠加来执行干涉测量。基于干涉测量，能够确定光学表面从目标形状的偏差。此外，依照本发明，通过提供制造具有非球面目标形状的光学表面的光学元件的方法来解决该目的，该方法包括如下步骤：依照上面提及的方法测量光学表面的偏差；以及基于测量的偏差来处理光学表面。

通过提供用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备进一步解决上面提及的目的。依照本发明的测量设备包括：产生具有波前的入射光的装置；至少两个波形整形元件，每一个都具有将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分的衍射测量结构，波形整形元件相对于彼此布置，从而在所述测量设备的工作期间，所述入射光的单独的光束集穿过所述衍射测量结构中的每一个，其中所述波形整形元件的第一者包括衍射对准结构，所述衍射对准结构适于通过评估连续与所述衍射对准结构和所述第二波形整形元件相互作用的对准光来彼此对准所述第一波形整形元件的以及所述波形整形元件中的第二者。在依照本发明的一个实施例中，测量设备适于利用穿过所述衍射测量结构的入射光照明所述光学表面，以及由此产生与所述光学表面相互作用的测量光，并且所述测量设备还包括用于通过将参考光与所述测量光的至少一部分叠加来执行干涉测量的装置。

依照本发明的入射光能够通过一个干涉仪的照明束来产生或通过数个干涉仪的各自的照明束来产生。入射光的波长可以在可见光波长范围中或者在例如UV波长范围中的非可见光波长范围中。如上所提及，衍射测量结构配置为将入射光的波前的部分适于目标形状的相应部分。这意味着，适配入射光，以使入射光在光学表面的扩展区域中正交入射到光学表面上，如果光学表面具有目标形状的话。

通过利用诸如像计算机生成全息图(CGH)的全息图的用于适配入射光的波前的衍射测量结构，能够测量具有非球面目标形状的光学表面。在第一波形整形元件上设置的衍射对准结构也可以包括CGH。衍射对准结构的衍射图案不同于衍射测量结构的衍射图案。在本发明的一个实施例中，衍射对准结构还与各个波形整形元件的衍射测量结构局部地分离。

依照本发明，相对于彼此布置波形整形元件，以使在所述测量设备的工作期间，所述入射光的单独的光束子集穿过每一个衍射测量结构。这意味着，存在入射光的部分，其穿过第一波形整形元件但不穿过第二波形整形元件，以及存在入射光的另一部分，其穿过第二波形整形元件但不穿过第一波形整形元件。波形整形元件能够布置以便沿入射光的传播方向在投影中交叠或不交叠。换句话说，关于入射光的传播方向，彼此相邻布置波形整形元件。在一个实施例中，在穿过入射光的传播方向的单个平面或不同平面中布置波形整形元件。

依照本发明，通过评估连续与所述衍射对准结构和第二波形整形元件相互作用的对准光来彼此对准第一波形整形元件和第二波形整形元件。因此，对准光首先与衍射对准结构相互作用之后与第二波形整形元件相互作用。因此，波形整形元件彼此直接对准，即，不经由第三元件，诸如经由光学表面或经由测量设备的光学元件。通过将参考光与测量光的至少一部分叠加以及通过本领域中已知的不同的干涉方法执行干涉测量。适当地干涉仪系统可以是斐索或泰曼-格林类型，由Daniel Malacara编辑的教科书Optical ShopTesting，Second Edition，Wiley Interscience Publication(1992)的2.1章中示出了其示例。此外，也可以使用迈可森类型(Michelson-Type)的干涉仪以及任何其他适当类型的干涉仪。

依照本发明，通过评估连续与衍射对准结构和第二波形整形元件相互作用对准光，对准第一波形整形元件和第二波形整形元件，由各个衍射测量结构适配的波前彼此特别好地匹配。这允许高精度测量光学表面从其目标形状偏差，光学表面大于诸如CGH(具体地具有凸形状的单个衍射测量结构的大小。

如依照本发明，通过评估连续与所述衍射对准结构和第二波形整形元件相互作用的对准光来执行对准，波形整形元件彼此直接对准。这导致相比波形整形元件对第三元件的单独的对准更精密的对准。

在依照本发明的对准方法的实施例中，对准光是来自入射光的光。依照该实施例，入射光的一部分用作对准光，并且经由衍射测量结构将入射光的另一部分发送到光学表面上。在又一实施例中，入射光具有球形波前。入射光能够例如由产生平面波的光源以及将平面波转换成球面波的预整形光学元件来产生。

在本发明的另一实施例中，衍射对准结构将对准光聚焦到第二波形整形元件的反射表面上。因此，衍射对准结构产生会聚到反射表面上的例如具有球形波前的会聚辅助波。该会聚条件也称作为猫眼会聚。经反射的光可以用于确定两个波形整形元件之间在入射光的方向的距离，入射光的方向通常平行于测量设备的光轴。

在依照本发明的又一实施例中，衍射对准结构包括全息图，具体地为计算机生成全息图(CGH)。这样的全息图允许以适当地方式操纵对准光的波前以便优化对准过程。

在依照本发明的另一实施例中，衍射对准结构至少具有两个子结构，每一个子结构适于单独的光学波长。有利地，配置子结构，以使单独的光学波长中的每一个的对准光通过衍射测量结构与相同的波相适。因此，对于单独地光学波长中的每一个，可以以相同的方式执行两个波形整形元件之间的对准。这样，可以容易地利用不同的入射光的光学波长来操作波形整形元件的测量结构。具体地，能够选择光学波长以使对于第一光学波长，衍射测量结构产生适于第一光学表面的波前，以及对于入射光的第二光学波长，衍射测量结构使波前适于第二光学表面。为此，衍射测量结构可以例如是双编码的以及因此包括两个子结构，每一个子结构适于光学波长中的一个。依照该实施例，具有两个子结构的衍射对准结构能够利用不同波长的入射光作为对准光来工作。

依照另一实施例，波形整形元件中的每一个设置有衍射对准结构并且波形整形元件利用衍射对准结构中的每一个彼此对准。以该方式，能够获得波形整形元件之间的特别精密的对准。

在依照本发明的另一实施例中，衍射对准结构产生辅助波，其朝向在第二波形整形元件上设置的另一衍射对准结构。与另一衍射对准结构相互作用的辅助波的光允许以高精准度确定两个波形整形元件之间的相对对准。在一个实施例中，辅助波具有非平面的波前。因此，辅助波或者是发散波或者是汇聚波，其中，波前可以例如是球面。

在依照本发明的另一实施例中，第二波形整形元件上设置的另一衍射对准结构作为利特罗(Littrow)光栅。如本领域中已知，配置利特罗光栅从而由利特罗光栅反射的波在其自身内返回。从利特罗光栅反射回的辅助波的光能够用于确定两个波形整形元件之间关于入射光的传播方向的距离以及两个波形整形元件在关于入射光的传播方向的横向方向的相对位置。该对准信息能够通过叠加辅助波的反射光与测量设备的参考光以及评估(evaluating)所得的干涉图来获得。换句话说，根据本发明的该实施例，能够确定两个波形整形元件相对彼此的轴向距离和偏心。

在依照本发明的另一实施例中，衍射对准结构产生具有一传播方向的平面辅助波，该传播方向关于入射光的传播方向的方向倾斜。这样，两个波形整形元件之间的偏心可以以高精准度来测量，该偏心为两个波形整形元件关于入射光的传播方向的横向方向中的相对位置。平面辅助波关于入射光的传播方向的倾斜例如能够在25°的区域中。在另一实施例中，辅助波也可以朝向作为利特罗光栅的第二波形整形元件上设置的另一衍射对准结构。如果衍射对准结构还将光以猫眼方式聚焦到第二波形整形元件的反射表面上以便确定两个波形整形元件之间的轴向距离，则是更有利的。

在依照本发明的又一实施例中，第一波形整形元件包括第二对准结构，具体地包括衍射对准结构，用于相对于入射光的传播方向对准第一波形整形元件的倾斜。换句话说，第二对准结构具有关于入射光的传播方向或测量设备的光轴调整波形整形元件上的表面法线的倾斜角的功能。有利地，第二对准结构包括利特罗光栅。在另一实施例中，第二波形整形元件还包括用于关于入射光的传播方向对准第二波形整形元件的倾斜的对准结构。有利地，该对准结构也是包括利特罗光栅的衍射对准结构。

在依照本发明的另一实施例中，入射光具有传播方向以及波形整形元件在传播方向上彼此偏离。换句话说，波形整形元件以级联布置沿传播方向放置。另外，波形整形元件相对于彼此横向移位。在该布置中，波形整形元件相对于彼此的对准可以以特别高的精准度来控制。

依照本发明的再一实施例，布置波形整形元件，以使相邻的波形整形元件在沿传播方向的投影中重叠。换句话说，布置波形整形元件，从而波形整形元件之间存在交叠的区域，其中来自入射光的光线必须流过两个波形整形元件以便流到光学表面。在该布置中，利用依照本发明的衍射对准结构，能够以尤其高的精准度实现波形整形元件之间的相对对准。

在依照本发明的另一实施例中，以小于100nm的公差相对于彼此对准波形整形元件。该公差适用关于测量设备的光轴的轴向和横向方向对准两者。

依照本发明，通过提供测量光学表面从目标形状的偏差的方法进一步解决该目的，该方法包括如下步骤：产生具有波前的入射光；提供至少两个衍射测量结构，每一个用于将波前的部分适配于目标形状的相应部分；相对于彼此布置衍射测量结构，以使入射光的单独光束子集穿过每一衍射测量结构，其中每一衍射测量结构具有各自的表面法线，且表面法线相对于彼此倾斜；利用穿过所述衍射测量结构的入射光照明所述光学表面，并由此产生与光学表面相互作用的测量光；通过将参考光和所述测量光的至少一部分叠加执行干涉测量；以及基于干涉测量确定光学表面从目标形状的偏差。

通过制造具有非球面目标形状的光学表面的光学元件的方法进一步解决上述目的，该方法包括下述步骤：根据上述测量光学表面从目标形状的偏差的方法测量光学表面的偏差；以及基于测量的偏差处理所述光学表面。

通过用于测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备来进一步解决上述目的，该测量设备包括：产生具有波前的入射光的装置；至少两个衍射测量结构，每一个都将所述波前的部分适于目标形状的各个部分，该衍射测量结构相对于彼此布置，从而在所述测量设备的工作期间，所述入射光的单独的光束子集穿过所述衍射测量结构中的每一个，其中每一衍射测量结构具有各自的表面法线，且所述表面法线关于彼此倾斜，该测量设备适于利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面，并由此产生与所述光学表面相互作用的测量光；以及该测量设备还包括通过将参考光与所述测量光的至少一部分重叠来执行干涉测量的装置。根据干涉测量，能够确定光学表面从目标形状的偏差。有利地，测量设备还包括基于干涉测量，确定光学表面从目标形状的这样的偏差的装置。

换句话说，依照本发明，衍射测量结构关于彼此倾斜。衍射测量结构的表面法线之间的倾斜有利地至少1°，在一个实施例中，依照本发明，该倾斜在20°和90°之间。

依照本发明的关于彼此倾斜测量结构的表面法线的方法允许凸的或升起的光学表面“沉浸”到衍射测量结构中。倾斜的衍射测量结构比布置在相同平面中的衍射测量结构更好地近似凸的光学表面的形状。因此，待测量的光学表面的区域能够更近地移动向衍射测量结构，如果表面法线关于彼此倾斜。这允许利用给定大小的衍射测量结构测量更大的光学表面。

如果需要测量的凸的光学表面的大小大于通过布置在一平面中的两个衍射测量结构可测量的大小，则依照本发明的方法提高可获得的测量精准度。即，如依照本发明的方案，能够避免使用多于两个的衍射测量结构，相比仅两个衍射测量结构的情况，多于两个的衍射测量结构可能导致衍射测量结构相对于彼此更多的对准不确定性。通过依照本发明利用倾斜的表面法线布置衍射测量结构，仅利用两个衍射测量结构可以测量给定的光学表面，其又减少总的对准误差。这导致光学表面的偏差的更精准的测量结果。

在依照本发明的另一实施例中，倾斜表面法线，以使波形整形元件构成屋顶形状的结构，该结构被适配，从而具有凸形的光学表面可以至少部分地插入其中。以该方式，待测光学表面与衍射测量结构之间的平均距离能够被减少，允许测量更大的光学表面。

在依照本发明的另一实施例中，入射光包括两个独立的光束，每一个光束沿所述衍射测量结构的各自的表面法线传播。因此，光束关于彼此倾斜，如衍射测量结构的表面法线。依照该实施例，各个光束的传播方向不必偏差衍射测量结构般那么多，这允许表面偏差的更精准的测量。在另一实施例中，单独光束是单独干涉仪的照明束。

依照本发明的测量方法的再一实施例包括下述步骤：利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面的第一区域，并由此产生与所述第一区域相互作用的第一测量光；产生与所述光学表面的至少第二区域相互作用的第二测量光，并通过执行第二干涉测量，确定标识为第二波前的所述第二测量光的波前；以及基于所述第一和所述第二干涉测量，确定所述光学表面从所述目标形状的偏差。以该方式，能够利用给定数目的波形整形元件测量增大尺寸的光学表面。基于第一和第二干涉测量来确定光学表面从目标形状的偏差相关的另一实施例在下面说明。

依照本发明，通过测量光学表面从目标形状的偏差的方法进一步解决上面提及的目的，该方法包括下述步骤：产生具有波前的入射光；提供至少两个衍射测量结构，每一个用于将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分，以及相对于彼此布置所述衍射测量结构，以使所述入射光的单独的光束子集穿过每一衍射测量结构；利用穿过所述衍射测量结构的入射光照明所述光学表面的第一区域，并由此产生与所述第一区域相互作用的第一测量光；通过执行第一干涉测量，确定标识为第一波前的所述第一测量光的波前；产生与所述光学表面的至少第二区域的第二测量光，并通过执行第二干涉测量，确定标识为第二波前的所述第二测量光的波前，利用缝合算法确定所述光学表面从所述目标形状的偏差，该缝合算法包括：基于所述第一波前和所述第二波前，确定所述至少两个衍射测量结构的失准分量。第二区域不同于第一区域，但与第一区域交叠。

通过制造具有非球面目标形状的光学表面的光学元件的方法进一步解决上述目的，其中该方法包括下述步骤：依照前述方法测量光学表面的偏差；以及基于测量的偏差来处理光学表面。

另外，通过用于测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备解决上述目的，该测量设备包括：产生具有波前的入射光的装置；至少两个衍射测量结构，每一都将所述波前的部分适配于所述目标形状的各个部分，该波形整形元件相对于彼此布置，从而在所述测量设备的工作期间，所述入射光的单独的光束子集穿过所述衍射测量结构中的每一个，该测量设备适于利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面的第一区域，从而产生与所述光学表面的第一区域相互作用的测量光，以及产生与所述光学表面的至少第二区域相互作用的第二测量光，以及该测量设备还包括：执行用于确定所述第一测量光的波前的第一干涉测量的装置；执行用于确定标识为第二波前的所述第二测量光的波前的第二干涉测量的装置；以及利用缝合算法确定所述光学表面从所述目标形状的偏差的装置，该缝合算法包括基于所述第一波前和所述第二波前，确定所述至少两个衍射测量结构的失准分量。

依照本发明，通过基于第一波前和第二波前确定至少两个波形整形元件的失准分量，当将第一波前和第二波前缝合在一起时，通过缝合算法能够解决(accounted for)失准分量。在依照本发明的实施例中，基于第一波前、第二波前和失准分量确定光学表面从目标形状的偏差。依照本发明，依靠缝合算法，在确定波前之前仅需要粗略地对准波形整形元件。仅需执行对准以使第一波前和第二波前以这样的方式布置：其中能够测量连续的波前。第二区域有利地邻近第一区域，从而可以进行各个波前之间的缝合。依照本发明的缝合算法允许非常精密地测量光学表面从其目标形状的偏差，因为两个衍射测量结构之间的可能失准通过缝合算法补偿。另外，复杂和花费多的对准过程对于测量光学表面变得不需要。

用于测量光学表面的偏差的入射光能够通过单个干涉仪的照明束来产生或者由几个干涉仪的各个照明束构成。通过分别将测量光与参考光叠加能够进行干涉测量，如上详细描述的。确定的波前偏差对应于在各个区域中的光学表面从目标形状的偏差。依照本发明，确定各个测量光的波前可以理解为确定波前的实际形状或者确定各个波前从参考光的波前的偏差分布的形状。

在依照本发明的实施例中，第一区域包括至少两个子区域，在其间具有间隙并且第二区域覆盖该间隙。例如，两个波形整形元件能够以重叠的方式布置，以使穿过非重叠区域中的波形整形元件的光与第一区域的两个单独的子区域相互作用。对应于波形整形元件的重叠部分的光学表面的区域接着在第二测量步骤中利用第二测量光测量。有利地，确定光学表面的偏差包括：从第一和第二干涉测量分别确定第一和第二区域的各自的偏差分布；数学上将偏差分布缝合在一起以获得总体的偏差分布。该总体偏差分布涵盖光学表面的第一和第二区域的整个区域。

在依照本发明的另一实施例中，光学表面的目标形状关于对称轴旋转对称，在光学表面布置在第一旋转位置的情形执行第一干涉测量以及在光学表面布置在第二旋转位置的情形执行第二干涉测量。在一个实施例中，光学表面的对称轴平行于入射光的传播方向延展。可选地，对称轴关于传播方向横向延展。在两个实施例中，第一和第二干涉测量能够使用相同的波形整形元件。为了在不同的旋转位置布置光学表面，如果提供枢轴承以旋转包括光学表面的检测物，则是有利的。这样，能够测量光学表面上的不同的子孔径。

在依照本发明的另一实施例中，利用第一衍射测量结构组执行第一干涉测量以及利用第二衍射测量结构组执行第二干涉测量，该第二衍射测量结构组关于第一衍射测量结构组移位并具有相应地适配的衍射测量结构。换句话说，第一衍射测量结构组的衍射测量结构适于整形入射光的波前，以与光学表面的第一区域中的目标形状匹配，以及第二衍射测量结构组的衍射测量结构适于光学表面的第二区域中的目标形状。以该方式，能够测量大的光学表面，即使其不是对称的。因此，能够依照该实施例测量大尺寸的所谓自由形状表面。

在本发明的另一实施例中，确定的失准分量包括每一衍射测量结构的对准偏离，该对准偏离包括各个衍射测量结构的对准中对于每一自由度的偏离值。每一衍射测量结构能够在对准中例如具有6个自由度，诸如两个方向中的倾斜、关于测量设备的光轴的两个横向方向的衍射测量结构的偏心、关于光轴的方向角和波形整形元件距光学表面的距离。在单个自由度之间的线性依赖的情况中，能够对应地减少偏离值。

在另一实施例中，依照本发明，确定失准分量包括确定每一波形整形元件的敏感性分布(B_kl)_x，y，敏感性分布(B_kl)_x，y描述了各个自由度l中各个衍射测量结构k的给定失准对第一波前的影响，作为垂直于所述第一测量光的传播方向的投射平面中的坐标x和y的函数；以及最小化包含下述表达的数学项：

$\underset{l=1}{\overset{\mathrm{Af}}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{kl}}\·{\left(B_{\mathrm{kl}}\right)}_{x,y}---\left(1\right)$

其中，b_kl是各个衍射测量结构k和各个自由度l的各个失准系数，以及Af是所述衍射测量结构的调准中的自由度的数量。在本发明的另一实施例中，表达(1)从第一波前以及包括在待最小化的数学项中被平方的结果减去。

在依照本发明的另一实施例中，敏感性分布(B_kl)_x，y的至少一个能够通过几个其他的敏感性分布(B_kl)_x，y来表达。这意味着，给定衍射测量结构的例如倾斜的某些失准类型导致对所得的波长产生相同的效应，例如出现慧差(coma)，如给定衍射测量结构的其他失准分量的线性组合产生的效应。通常，方位角敏感性分布能够通过倾斜和偏心的敏感性分布的线性组合来描述。如果至少两个敏感性分布彼此线性依赖，通过依照本发明的测量方法确定的对准偏离的数量减少。

在依照本发明的一个实施例中，失准系数b_kl是从最小二乘计算中确定的拟合系数。

有利地，失准分量的确定包括：确定光学表面的敏感性分布A_jx，y，描述各个自由度j中的光学表面的给定失准对所述第一波前的影响，作为坐标x和y的函数；以及最小化包括如下表达的数学项：

$\underset{l=1}{\overset{\mathrm{AJ}}{\mathrm{\Σ}}}[a_{\mathrm{mj}}-a_{\mathrm{nj}}]\·A_{\mathrm{jx},y}---\left(2\right)$

其中a_mj和a_nj是对于各个旋转位置m和n的光学表面的各个失准系数，以及AJ是光学表面的对准中的自由度的数量。光学表面的对准中的典型的自由度包括关于测量设备的光轴的两个方向中的倾斜、关于光轴的两个横向方向的偏心以及关于光学表面的衍射测量结构的距离。通过将表达(2)包含在最小化的数学项，光学表面的失准分量能够在缝合算法中被适当解决。

在依照本发明的另一实施例中，在执行第一干涉测量之前，调整担当参考元件的衍射测量结构中的一者与光学表面之间的距离。在本发明的实施例中，作为参考元件的波形整形元件是中心波形整形元件，布置其以使穿过中心波形整形元件的来自入射光的光照明中心区域具体地对称轴的区域中的光学表面。执行前述的参考元件和光学表面之间的距离的调整允许接着利用缝合算法以特别精密的方式确定衍射测量结构的失准分量。

在依照本发明的另一实施例中，在执行第一干涉测量之前，粗略对准衍射测量结构以使第一测量光的连续波前能够在干涉测量期间测量到。有利地，作出粗略对准以使由第一测量光以及参考光产生的干涉图案的一半周期覆盖记录干涉图案的探测器的至少两个像素。有利地，衍射测量结构中的每一个安装在对准设备上。在对准设备的一个实施例中，各个衍射测量结构能够以6个自由度(偏心x、偏心y、倾斜x、倾斜y、方位角和距离z，其中测量设备的光轴沿z延展)来调整。

在依照本发明的另一实施例中，对准至少包括下述步骤之一：关于测量设备的另一部件粗略地对准作为参考元件的第一衍射测量结构；调整参考元件的关于光学表面的距离；以及粗略对准至少另一衍射测量结构。参考元件关于光学表面的距离例如能够利用波形整形元件上的猫眼辅助光栅，或者利用光学相干层析术(OCT)、利特罗光栅或自准仪等来调整，该波形整形元件携带衍射测量结构。至少另一衍射测量结构的对准能够关于测量设备的另一部件或关于光学表面执行。

本发明的再一目的在于提供具有改进的特性的非球面。依照本发明，通过具有延展非球面直径D的非球面光学表面解决该目的，其中非球面光学表面的最佳拟合球面具有曲率半径R，以及参数D和R关系如下：

$D>2R\·\sin \left(\arctan \frac{500\mathrm{mm}}{2R}\right)---\left(3\right)$

可能依照本发明的制造方法进行这样的非球面的制造。当前可使用的CGH具有小于300nm的直径。具有满足关系(3)的参数的非球面光学表面不能够利用单个CGH适当测量到。如果光学表面是旋转对称的，这仍不可能，光学表面是在不同旋转位置中测量并将结果缝合在一起。

如果非球面光学表面是凸的，则自CGH产生的光朝向光学表面会聚。因此，为了利用单个CGH测量这样的凸表面，需要直径大于300nm的CGH。另外，在该情况中，如果曲率半径R相对于CGH的直径非常大，即，非球面光学表面基本上沿平面延展，当前可使用的CGH的大小不足以利用单个CGH来测量光学表面。

在非球面光学表面是凹的情况中，来自CGH的光朝向光学表面发散。借助于单个CGH测量具有上述参数的非球面需要将CGH布置在距光学表面大距离处。也就是说，随着邻近这样的凹的非球面光学表面，测量光的单个光束彼此交叉。如果CGH位于该区域中，测量将是不确定的。因此，CGH必须位于该区域之外。为了测量整个光学表面，根据第一选择，CGH能够非常邻近光学表面，其需要大于当前可用的CGH。根据另一选择，CGH能够位于远离光学表面的区域中，其中测量光的单个光线不交叉。然而，在该布置中，测量精准度减少到不可接受的水平。

然而，由(3)表征的光学表面能够由上面的依照本发明的测量方法利用至少两个例如CGH形式的衍射测量结构来测量。

在依照本发明的另一实施例中，D和R有如下关系：

$D>2R\·\sin \left(\arctan \frac{600\mathrm{mm}}{2R}\right)---\left(4\right)$

有利地，依照本发明，通过上述提及的制造光学元件的方法生产非球面。

通过提供具有延展非球面直径D的非球面光学表面的非球面进一步解决该目的，其中非球面光学表面的最佳拟合球面具有至少130mm曲率半径R以及比率D/R大于1.3。在另一实施例中，比率D/R大于1.5，特别地大于2.0。有利地，非球面还通过依照本发明的上述的光学元件的制造方法生产。

非球面光学表面的最佳拟合球面有利地为凸的。如上面详述的，如果曲率半径变得非常大，这还包括平面形状的最佳拟合表面。在最佳拟合表面是平面的情况中，非球面光学表面能够包括彼此紧邻的凸形和凹形的子区域。在可替换实施例中，非球面光学表面的最佳拟合球面是凹的。

在依照本发明的非球面的实施例中，直径D大于500mm，有利地大于600mm。依照本发明的另一实施例，光学表面关于对称轴旋转对称。

这样的旋转对称非球面可以由下面的公式来表示，对于本领域的技术人员其公知为“非球面方程”：

$z=\frac{{\mathrm{cr}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)c^2{r}^2}}+{\mathrm{\α}}_1{r}^2+{\mathrm{\α}}_2{r}^4+{\mathrm{\α}}_4{r}^8+{\mathrm{\α}}_5{r}^{10}+{{\mathrm{\α}}_{6}r}^{12}+{\mathrm{\α}}_8{r}^{14}$

在该等式中，z表示距光轴或对称轴距离r处目标形状的表面的z坐标，c是非球面的曲率，k是二次系数以及α_i是其他系数。通过下面的用于上述方程的参数表征目标形状的示例实施例：

R＝+668.5512mm

c＝1/r＝1.49577·10^-3mm^-1

k＝0

α₁＝0

α₂＝-2.946315·10^-9mm^-3

α₃＝8.333468·10^-14mm^-5

α₄＝1.08029510·10^-17mm^-7

在非球面的另一实施例中，光学表面是非旋转对称的并且直径D大于300mm。在光学表面依照该实施例具有椭圆的形状的情况中，最大直径D大于300mm。依照该实施例的光学表面也能够称作为自由曲面。在该情况中，不可能利用相同的CGH测量不同旋转位置中的表面。因此，仅利用至少两个衍射测量结构的依照本发明的测量方法允许足够精准地测量上述实施例的非球面。自由曲面可以由不同的数学函数来表示，例如如下形式的样条函数(spline)或简单xy多项式：

$z=\underset{n,m}{\mathrm{\Σ}}{a}_{\mathrm{nm}}{x}^n{y}^{\text{m}}$

其中z是箭头高度(arrow height)以及n+m≤10或≤20。本领域技术人员已知的很多光学设计软件像Code V都支持这样的表示。

依照另一实施例，光学表面具有从最佳拟合球面至少50μm，尤其至少100μm的偏差。具有从最佳拟合球面小于100μm的偏差的非球面光学表面被称作弱或温和非球面，其通常利用球面光学元件而不是衍射测量结构能够测量关于从其目标形状的其偏差。依照另一实施例，光学表面具有从最佳拟合球面至少200μm的偏差。

在依照本发明的另一实施例中，制造非球面到足以用于微光刻应用的公差，具体地，光学表面的实际形状从光学表面的目标形状最大偏差为1μm。通过依照本发明的制造方法可能做出具有上述特征和该公差的非球面的制造。

在依照本发明的另一实施例中，非球面具有两个凸的光学表面，每一个都成非球面形状。依照该实施例，非球面也称作双非球面。两个非球面光学表面中的每一个的参数D和R优选地满足关于非球面光学表面阐述的需要，具体地，满足公式(3)和(4)中包含的需要。

依照本发明，提供上面提及的多个非球面的布置，其中，各个非球面的光学表面的实际形状彼此偏差最大5μm。这样的非球面由于它们在大的直径上严密的表面公差而适于在微光刻曝光工具中使用。

依照本发明，还提供用于微光刻的投射曝光工具的投射物镜，该投射物镜包括上述依照本发明的非球面中的至少一者。在一个实施例中，投射物镜配置用于利用极紫外光(EUV)工作。

上述关于依照本发明的方法说明的特征能够相应转移到依照本发明的测量设备。从中产生的依照本发明的测量设备的有利实施例也由本发明的公开内容所涵盖。

附图说明

从参照下面图示的本发明的示例实施例的下面的具体描述，本发明的前述以及其他有利的特征将更明显，其中：

图1示出依照本发明的第一实施例的用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备；

图2示出依照本发明的又一实施例的用于干涉测量光学表面从目标形状偏差的测量设备的一部分；

图3示出依照本发明的又一实施例的用于干涉测量光学表面从目标形状偏差的测量设备的一部分；

图4示出与测量凹非球面光学表面从目标形状的偏差相关的光学效果；

图5示出第一实施例中依照图1的具有两个波形整形元件组的测量设备的一部分；

图6示出依照本发明的第二实施例的图5中所示的测量设备的部分，其包括一组两个波形整形元件；

图7示出依照本发明的第三实施例的图5中所示的测量设备的部分，其包括一组两个波形整形元件；

图8是图5、6和7所示的波形整形元件的平面图；

图9示出依照本发明的布置中包括一组五个波形整形元件的图6中所示的测量系统的部分；

图10是图9所示的波形整形元件的平面图；

图11是依照本发明的布置中包括一组九个波形整形元件的平面图；

图12示出依照本发明的用于借助于三组波形整形元件获得测量结果以及缝合测量结果的方法；

图13示出依照本发明的一个实施例中关于待测光学表面的四个波形整形元件的布置；

图14是图13所示的波形整形元件的平面图；

图15示出依照本发明的实施例的两个波形整形元件的布置；

图16是图15中所示的波形整形元件的平面图；

图17示出依照本发明的另一实施例的四个波形整形元件的布置；

图18是图17中所示的波形整形元件的平面图；

图19示出依照本发明的另一实施例中的关于检测物的两个波形整形元件的布置；

图20是图19中所示的波形整形元件的平面图；

图21示出依照本发明的另一实施例的两个波形整形元件的布置；

图22a至22d是依照本发明的另一实施例中的衍射测量结构的不同布置的平面图；

图23是依照本发明的实施例的布置中的两个衍射测量结构的平面图；

图24a至24d示出与依照图23的第一衍射测量结构有关的敏感性分布；

图25a至25d示出与依照图23的第二衍射测量结构有关的敏感性分布；

图26示出非球面的光学表面的形状；

图27示出双非球面的光学表面的形状；

图28示出依照本发明的包括至少一个非球面形式的光学元件的投射物镜的第一实施例；以及

图29示出依照本发明的包括至少一个非球面形式的光学元件的投射物镜的第二实施例。

具体实施方式

在下述的本发明的实施例中，功能及结构上相似的部件尽可能用相同或相似的参考标记标明。因此，为了理解具体实施例的各个部件的特征，应当参看其他实施例或发明内容的描述。

图1示出依照本发明的实施例的干涉仪系统形式的测量设备10。测量设备10用于干涉测量检测物(test object)14的非球面光学表面12的偏差。检测物例如可以是反射镜或透射光学透镜等。检测物14安装在关于旋转轴16可旋转的检测件夹持器(图中未示出)上。在所示实施例中，光学表面12具有关于对称轴旋转对称的形状，以及检测物14被对准并安装，以使对称轴基本上与旋转轴16一致。

测量设备10包括用于产生照明束20的光源单元18。光源单元18包括诸如氦氖激光器的激光器19，发射激光束22。激光束22通过会聚透镜24会聚到空间滤波器26的针孔孔径上，以使相干光的发散光束28从小孔射出。发散光束28的波前基本上为球面。发散光束28由一组透镜元件30准直以形成具有基本上平面的波前的照明束20。照明束20沿测量设备10的光轴32行进并穿过分束器34。如图1所示，光轴32和旋转轴16可以相同，但不必须是平行或相同。

下面，照明束20进入具有斐索(Fizeau)表面38的斐索元件36。照明束20的一部分光由斐索表面38反射为参考光40。穿过斐索元件36的照明束20的光具有平面波前42并进入光学预整形光学部件，其将照明束的光转变成具有球面波前的入射光46。

测量设备10还包括第一波形整形元件48和第二波形整形元件50。波形整形元件48和50以所谓级联布置摆放。波形整形元件48和50沿光轴32以及垂直于光轴32的方向两者彼此相对移位。如图5中所示，波形整形元件48和50的每一个包括衍射测量结构52。波形整形元件48和50以上述级联方式布置，从而在测量设备10的工作期间，入射光46的不同的光束子集穿过每一衍射测量结构52。衍射测量结构52的每一个包括全息图，有利地包括计算机生成全息图(CGH)。这样的全息图允许入射光46的波前适于非球面。

衍射测量结构52将入射光46的各个部分的波前与光学表面12的目标形状的各个部分相适。由此，入射光46的波前通过衍射测量结构52整形，以使光在光学表面12的每一位置处正交入射到光学表面12的目标形状上。因此，如果精确地机加工光学表面12以使其表面形状对应于目标形状，则通过衍射测量结构52整形的入射光46在光学表面12的每一位置处正交入射到光学表面12上。

从光学表面12反射的光(称作测量光54)在其波前中包含有关该光学表面12的实际形状从目标形状的偏差的信息。如图1中还示出，测量光54接着沿与入射光46基本相同的路径返回，穿过波形整形元件48和50、预整形光学部件44、斐索元件36，以及测量光54的一部分将被分束器34反射。被分束器34反射的测量光54通过照相机62的物透镜系统60成像到照相机芯片58的光敏感表面56上，从而将光学表面12成像到照相机芯片58上。

参考光40的一部分也被分束器34反射到照相机芯片58的光敏感表面56上。参考光40和测量光54在光敏感表面56上产生干涉图样。测量设备10还包括评价部件64，其适于基于测量到的干涉图样确定光学表面12从目标形状的偏差分布。

图2和图3示出在图1右部中布置的测量设备10的另一实施例。在图2所示的实施例中，通过棱镜66倾斜照明束20的传播方向，以使入射光46不直接地正交入射到波形整形元件48和50上。这样，避免了干扰干涉测量的反射。波形整形元件48和50以示意方式在图2和图3中示出，且它们的布置以及结构可以是这里所示的任一实施例。

在图3所示的实施例中，提供负F-消球差透镜68以将照明束20转变成入射光46的发散光束。测量设备10的光轴32关于检测物14的旋转轴移位。以该方式，在干涉测量期间，在测试对象14的不同旋转位置处的衍射测量结构52的误差被均匀化。

图4示出由具有凹的非球面形状的光学表面12的实施例反射的测量光54的单光束。在本申请中使用的有关光学表面12的术语“凹的”指沿入射光46的传播方向的观看方向。关于光学表面12的术语“凸的”的使用也是如此。如图4所示，存在一称作“焦散区域”的区域，其位于距检测物14的特定距离，其中测量光54的至少两条光束彼此相相互作用。在焦散区域70关于光轴32的之前和之后存在有所谓清晰区域72和74，其中没有测量光54的单个光束彼此相相互作用。在波形整形元件48和50位于“焦散区域”70钟的情形，测量是不确定的。

因此，波形整形元件48和50必须位于清晰区域72和74之一中，以允许有意义的测量。在波形整形元件48和50布置在清晰区域74中(即，位于“焦散区域”70和检测物14之间)的情况下，衍射测量结构52的尺寸必须为光学表面12的尺寸的量级。

图5示出图1中标作“V”的测量设备部分。波形整形元件48和50沿光轴32在投影上交叠。在这个交叠区域中，第二波形整形元件50包括计算机生成全息图(CGH)形式的第一衍射对准结构76，其适于将入射光46的一部分会聚到第一波形整形元件48的反射表面78上。第一衍射对准结构76因而产生会聚到反射表面78上的球辅助波80。这样的会聚条件也称作猫眼会聚条件。

从反射表面78反射的光和参考光40一起在照相机芯片58的光敏感表面56上形成干涉图案。该干涉图案表征两个波形整形元件48和50之间关于元件50的表面法线的距离。因此，第一衍射对准结构76允许测量并继而调整两个波形整形元件48和50之间的距离。第二波形整形元件50还包括作为利特罗光栅的第二衍射对准结构82。第二衍射对准结构82布置在第二波形整形元件50的关于光轴32而言径向外侧区域上。第二衍射对准结构82允许测量和调整第二波形整形元件50关于光轴32的倾斜角。另外，第一波形整形元件48包括作为利特罗光栅的衍射对准结构，其允许测量和调整第一波形整形元件48关于光轴32的倾斜角。

此外，波形整形元件48和50可以包括其他衍射结构(图中未示出)以控制波形整形元件48和50相关于测量设备10的几何布置并控制检测物14的光学表面12相关于波形整形元件48和50的组合的几何布置，如在美国专利申请序号11/233435所描述的。

图6中所示的实施例的波形整形元件48和50与依照图5的波形整形元件48和50不同如下。依照图6的第二波形整形元件50的第一衍射对准结构176与依照图5的第一衍射对准结构76相比具有不同的功能，以及依照图6的第一波形整形元件48包括两个作为利特罗光栅的衍射对准结构178和84。如在依照图5的实施例中，衍射对准结构84用于调整第一波形整形元件48关于光轴32的倾斜角。

第一衍射对准结构176将入射光46的一部分转换成会聚球辅助波180，其焦点在第二波形整形元件50的第一衍射对准结构176和第一波形整形元件48的衍射对准结构178之间。由作为利特罗光栅的衍射对准结构178反射回的辅助波180的光与参考光40在照相机芯片58的光敏感表面56上干涉。

所得的干涉图表征波形整形元件48和50之间关于元件50的表面法线的距离，以及波形整形元件48和50在垂直于元件48的表面法线的方向相对彼此的偏心。因此，依照图6所示的实施例，波形整形元件48和50之间的距离、它们的相对偏心以及它们关于彼此的倾斜角能够在对准过程期间确定并适当调整。此外，利特罗结构82和84用于确定关于光轴32的倾斜。

依照图7的实施例与依照图6的实施例的不同之处在于：第二波形整形元件50包括第一衍射对准结构276，其与依照图6的第一衍射对准结构176的不同之处在于它包含局部对准结构86和88。此外，第一波形整形元件48设置有位于反射表面279之后的衍射对准结构278。第一局部对准结构86从入射光46产生辅助波280，辅助波280具有关于光轴32倾斜的传播方向。辅助波280被作为利特罗光栅的第一衍射对准结构278反射。

反射光与参考光40在照相机芯片的光敏感表面56上干涉。所得的干涉图表征两个波形整形元件48和50就表面法线而言的彼此相对的横向位置。第二局部对准结构88将入射光46会聚到反射表面279上，并允许测量两个波形整形元件48和50之间的距离，与依照图5的第一衍射对准结构76相似。依照图7所示的实施例，波形整形元件48和50相关于彼此的轴和横向距离以及波形整形元件48和50关于彼此的倾斜角可以相应于图6来测量。

图8示出沿轴16看到的波形整形元件48和50关于要被测量的光学表面12的位置。为了测量整个光学表面12，检测物14绕旋转轴16旋转并在不同旋转位置处执行测量。不同旋转位置的测量结果随后数学上缝合，如稍后所解释地，以获得整个光学表面从其目标形状的偏差分布的测量结果。

图9和图10示出依照本发明的测量设备10的又一实施例。依照该实施例的测量设备10与图1所示的实施例的不同之处在于其包括更多数量的波形整形元件48和50。具体地，三个第一波形整形元件48布置在第一公共平面中。两个第二波形整形元件50布置在第二公共平面中，以使第二波形整形元件50覆盖第一波形整形元件48之间的间隙。波形整形元件48和50之间的对准可以依照图5至图7所示的变体的任一者来获得。在依照图9和图10的实施例中，波形整形元件48和50沿垂直于光轴32的轴(z-轴)布置。图11示出本发明的另一实施例，其中波形整形元件48和50在两个垂直于光轴32的方向(x-和y-轴)布置。对于关于旋转轴16旋转对称的光学表面12，整个光学表面12能够通过图5至11所示的测量设备的实施例测量。为此目的，光学表面12的各个部分在光学表面12的不同的旋转位置处测量并且此后数学上将测量结果缝合在一起。

图12示出本发明的又一实施例，依照其能够测量旋转非对称光学表面12，旋转非对称光学表面意味所谓自由形状表面。依照该实施例，光学表面12的各个部分利用三组不同的波形整形元件连续地测量。在第一测量步骤中，利用第一波形整形元件组282a完成测量。组282a包括在第一平面中以空间均匀摆放来布置的四个第一波形整形元件48a。第二波形整形元件50a布置在第二平面中，从而它们在沿光轴32的投影与第一波形整形元件48a某种程度上交叠，从而允许依照本发明在波形整形元件48a和50a之间对准。此外，第三波形整形元件51a布置在第三平面中，从而它们在沿光轴32的投影与第一波形整形元件48a和第二波形整形元件50a某种程度上交叠，以允许波形整形元件51a对准于波形整形元件50a和/或波形整形元件48a。波形整形元件48a、50a和51a包括各自的衍射测量结构52，每一个对应地适于各个区域中的光学表面12的目标形状。

另外，第二组波形整形元件282b和第三组波形整形元件282c被设置有与第一组282a相同的基本布置结构。但是，组282a、282b和282c的各个整体布置在垂直于光轴32的平面中彼此相对地移位。各个衍射测量结构52涵盖光学表面12的不同区域，从而全部三组282a、282b和282c的衍射测量结构52涵盖整个光学表面12。各个衍射测量结构单独地适于由其所涵盖的光学表面12的各个部分。由三个组282a、282b和282c获得的测量结果利用数学缝合方法缝合在一起。在图12的实施例中，三组波形整形元件282a、282b和282c彼此替换，用于不同的测量。在另一实施例中，由三个不同的干涉测量设备10实施不同的测量。因此，利用来自单个干涉仪或来自单独的干涉仪的各个照明束的入射光束46能够进行不同的测量。

图13和14示出波形整形元件284与要测量的光学表面12的布置的另一实施例。在该实施例中，四个波形整形元件284以交叠的方式彼此相邻地布置，从而各个波形整形元件284涵盖光学表面12的四个象限的每一个。在如图13所示待测光学表面12是凸的情况中，所需要的波形整形元件284的大小由光学表面12的直径D以及曲率半径R决定。给定波形整形元件284的衍射测量结构52所涵盖的固定直径D_ds，可检测的光学表面12的最大直径D由

$D=2R\·\sin \left\{\arctan \frac{D_{\mathrm{ds}}}{2R_{\mathrm{ds}}}\right\}---\left(5\right)$

决定，其中R_ds是波形整形元件284和光学表面12的曲面的中心之间的最大距离。

作为衍射测量结构52的当前可获得的具有适当质量的单个CGH的最大直径小于300mm。图13所示的光学表面12形状为非球面，这意味着其稍微从球面形状偏离。这在图26中示意地示出。这里，示出光学表面12的最佳拟合球面286。最佳拟合球面286具有曲率半径R和直径D。检测物14的实际光学表面与最佳拟合球面286最大偏差值为Δ。在图26中为了说明目的夸大了偏差Δ相对于曲率半径和直径D的比例。图27示出双非球面形式的检测物14。

图15和16示出依照本发明的两个波形整形元件284a和284b的布置的再一实施例。每一波形整形元件284a和284b包括各自的衍射测量结构52a和52b。每一衍射测量结构52a和52b具有各自的表面法线288a和288b。波形整形元件284a和284b相对于彼此倾斜，从而各自的表面法线288a和288b也相对于彼此倾斜一倾斜角α。

在所示的示例中，倾斜角α大约15°。因此，衍射测量结构52a和52b形成“屋顶”形状的结构，光学表面12部分地插入其中。这样，衍射测量结构52a和52b以第一近似遵循光学表面12的形状，相比依照图13的实施例，其允许利用相同大小的衍射测量结构测量具有较大直径D的光学表面12。

图16以入射光46的方向看到的图15的波形整形元件284a和284b的平面图。如从图16明显的是，波形整形元件284b涵盖包含旋转轴16的光学表面12的中心区域。为了测量整个光学表面12，光学表面12被旋转并在一些旋转位置处进行测量。依照一个实施例，利用图5至图7所示的对准结构，波形整形元件284a和284b相对于彼此对准。

图17和18示出依照本发明的实施例中的四个波形整形元件284a、284b、284c和284d的布置，其允许测量自由形状表面12。依照该实施例，布置波形整形元件284a、284b、284c和284d以形成四边屋顶。这意味着波形整形元件284a、284b、284c和284d彼此相邻布置以便涵盖光学表面12的全部四个象限，其中各个波形整形元件的每一个相关于它们相邻的波形整形元件倾斜。

图19和20示出波形整形元件284a和284b的又一实施例。依照该实施例，波形整形元件284a和284b适于测量检测物14，其关于旋转轴290旋转对称。旋转轴290垂直于入射光46的传播方向布置。在测量期间，在绕旋转轴290的不同旋转位置处测量检测物14并将测量结果数学上缝合在一起。

图21示出依照本发明的测量设备的再一实施例，其中入射光46包括两个入射光束292a和292b，其中的每一个近似垂直于以倾斜方式布置的各自的波形整形元件284a和284b。单独的入射光束292a和292b能够来自单个干涉仪或来自单独的干涉仪的各自的照明束。依照该实施例，能够测量较大的光学表面12的表面区域。

图22a至22d示出适于执行依照本发明的测量方法的再一实施例的衍射测量结构52的不同布置，该测量方法包括用于调整单个衍射测量结构52之间的失准的缝合算法。依照该测量方法，关于旋转轴16旋转对称的光学表面旋转到不同的旋转位置，并且相应地测量各个测量光54的波前。在依照图22b和22c的布置中，在光学表面12的中心中设置居中的衍射测量结构。在依照图22a和22d的布置中，布置衍射测量结构，以使光学表面12上的旋转轴16的区域由衍射测量结构52中的一个的外侧区域所涵盖。

在依照本发明的测量方法的实施例中，涵盖旋转轴16的衍射测量结构52首先粗略地被对准，例如借助于光学相干层析(OCT)距离测量系统、利特罗光栅和/或自准直仪。接着，检测物14插入到测量设备10中，并且检测物14和居中衍射测量结构52交替对准。接着，光学地或者借助于CGH对准结构，粗略对准未涵盖旋转轴16的其余的衍射测量结构52。该粗略对准目的在于最小化测量光54的波前误差，从而单个测量结构52内的连续波前能够根据来自于每一衍射测量结构52的光测量。

依照本发明的测量方法的实施例还包括在第一旋转位置中布置光学表面12的步骤、以及利用入射光46照明光学表面12的第一区域，该入射光46穿过各个衍射测量结构52从而产生与第一区域相互作用的第一测量光。

接着，通过叠加第一测量光与参考光40的干涉测量确定第一测量光的波前。之后，检测物14旋转到第二旋转位置，并且利用穿过衍射测量结构52的入射光照明与第一区域部分交叠的光学表面的第二区域，以及由此产生与第二区域相互作用的第一测量光。此后，第二测量光的波前通过干涉测量确定。如果有必要，在检测物14布置在另外的旋转位置的情况下，上述步骤可选择地被重复。必须选取旋转位置的数量，以使从测量到的波前能够缝合成完整的光学表面。

此外，确定每一衍射测量结构52的敏感性分布(B_kl)_x，y，rotn，敏感性分布(B_kl)_x，y，rotn描述在各自自由度l中的各个衍射测量结构k的给定失准对于相关于光学表面12的给定旋转位置的波前的影响。对波前的影响描述为正交于测量光54的传播方向或光轴32的坐标x和y的函数。换句话说，敏感性分布(B_kl)_x，y，rotn描述在给定自由度l中由各个衍射测量结构52的位置的改变对于测量光54的波前所导致的效果。单个衍射测量结构的自由度l包括倾斜x、倾斜y、偏心x、偏心y、方位角和距离z。

图24a示出依照图23的第一衍射结构52a在第二旋转位置中的敏感性分布(B₁₁)_x，y的示例，其中光学表面12从图23所示的第一旋转位置顺时针旋转60°。该敏感性分布示出衍射测量结构52a和相邻的衍射测量结构52b之间的距离z的变化对测量光54的波前分布的效应。图25b示出描述衍射测量结构52a沿x轴的变化的效果的敏感性分布(B₁₂)_x，y。图24c和24d描述光学表面12旋转回图23所示的光学表面12的第一旋转位置的敏感性分布(B₁₁)_x，y和(B₁₂)_x，y。类似图24a至24d，图25a至25d示出依照图23的第二衍射测量结构25b的敏感性分布。

依照本发明方法，通过最小化下列项确定以拟合系数a_mj和b_kl为形式的失准系数：

$\underset{m=1}{\overset{\mathrm{AD}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{AD},n\≠m}{\mathrm{\Σ}}}\left[\begin{array}{c}\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}{\left\{\begin{array}{c}(W_{\mathrm{mx},y}-\underset{k=1}{\overset{\mathrm{ACGHs}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=1}{\overset{\mathrm{Af}}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{kl}}\·{\left(B_{\mathrm{kl}}\right)}_{x,y,\mathrm{rotm}})-(W_{\mathrm{nx},y}-\underset{k=1}{\overset{\mathrm{ACGHs}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=1}{\overset{\mathrm{Af}}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{kl}}\·{\left(B_{\mathrm{kl}}\right)}_{x,y,\mathrm{rotm}})\\ -\underset{j=1}{\overset{\mathrm{AJ}}{\mathrm{\Σ}}}[a_{\mathrm{mj}}-a_{\mathrm{nj}}]\·A_{\mathrm{jx},y}\end{array}\right\}}^2\end{array}\right]=\min ---\left(6\right)$

其中：

ACGHs是以CGH为形式的单个衍射测量结构52的数量；

Af是单个衍射测量结构52的对准的自由度的数量(通常6个自由度：倾斜x、倾斜y、偏心x、偏心y、方位角和距离z)；

(B_kl)_x，y，rotm是旋转回第m旋转位置的第k衍射测量结构在表面坐标x，y处关于自由度l的分布；

b_kl是第k衍射测量结构的第l自由度的敏感性分布的拟合系数；

AD是旋转位置的数量；

W_m x，y是在表面坐标x，y处旋转回第m旋转位置的角的第m旋转位置中的波前；

AJ是光学表面12对准中的自由度的数量(通常5个自由度：关于测量设备12的倾斜x、倾斜y、偏心x、偏心y和距离z)；

A_j x，y是表面坐标x，y处光学表面12的自由度j的敏感性分布；

a_ij是对于第i旋转位置的、光学表面12的第j自由度的敏感性分布的拟合系数；

敏感度分布A_j x，y描述了在各个自由度j中的光学表面12的给定失准对测量光54的波前的影响，作为坐标x和y的函数，并且a_mj和a_nj是对于各个旋转位置m和n的、以光学表面12的拟合系数为形式的失准系数。

拟合系数a_mj和b_kl通过关于单个系数a_mj和b_kl的等式(6)的微商(derivative)的确定和从中得到的等式的线性系统的解的确定来根据上面最小二乘法确定。为了确定波前W_m，测量后应当考虑干涉仪误差(取决于布置，例如，通过斐索表面38、棱镜的波前误差以及更重要的单个衍射测量结构的效应(干扰数据)，其在衍射测量结构52的检测期间确定)。

确定的拟合系数a_mj和b_kl与测量波前W_m相结合以及从其确定光学表面12从目标形状的总体偏差分布。

参照图26，依照本发明提供非球面14形式的光学元件。非球面14具有延展非球面直径D的非球面光学表面12。依照第一实施例，非球面光学表面12的最佳拟合球面286具有曲率半径R，以及参数D和R关系如下：

$D>2R\·\sin \left(\arctan \frac{500\mathrm{mm}}{2R}\right)---\left(7\right)$

依照非球面的第二实施例，非球面光学表面的最佳拟合球面具有至少130mm的曲率半径R以及比率D/R大于1.3。在另一变体中，比率D/R大于1.5，特别地大于2.0。

通过依照如上更具体地解释的本发明的制造方法，可能制造依照第一实施例或者依照第二实施例这样的非球面。

依照第一或第二实施例的非球面14能够配置为透镜或反射镜，具体地用于微光刻的投射曝光工具。在实施例中，非球面14配置为用于工作在极紫外光(EUV)(例如，具有13.4nm的波长的光)的微光刻的投射曝光工具的投射物镜。下面具体给出这样的投射物镜的实施例。

最佳拟合非球面光学表面12可以是凸的或凹的。在一个变体中，直径D大于500mm。在另一变体中，光学表面12旋转非对称以及直径D大于300mm。光学表面能够具有从所述最佳拟合球面至少50μm、尤其至少100μm或至少200μm的偏差。所述光学表面的实际形状从光学表面的目标形状最大的偏差为5μm。

图28示出利用EUV辐射工作的投射曝光工具的投射物镜的第一示例实施例1000。依照图28的投射物镜1000包括6个非旋转对称反射镜1310、1320、1330、1340、1350和1360。依照本发明的上述类型的非球面用作这些反射镜中的至少一个，其例如使用依照本发明的制造方法制造。这意味着至少一个反射镜是依照本发明的非球面。

投射物镜1000将来自物平面1103的EUV辐射沿参考轴1105成像到像平面1102。下表1A和表1B给出投射物镜1000的数据。表1A表示光学数据，而表1B表示每一反射镜面的非旋转对称常数。为了表1A和表1B，镜标识有如下关系：镜1(M1)对应于镜1310；镜2(M2)对应于镜1320；镜3(M3)对应于镜1330；镜4(M4)对应于镜1340；镜5(M5)对应于镜1350；以及镜6(M6)对应于镜1360。表1A中的“间隔”指示辐射路径中相邻元件之间的距离。表1B中提供非旋转对称反射镜的单项式系数C_ij以及反射镜从最初投射物镜设计偏心和旋转的量，基本半径R是顶点曲率c的倒数。偏心以mm给出且旋转以度数给出。单项式系数单位是mm^-j+1。N半径是无单位比例因数。在图28中，在子午截面图中示出投射物镜1000。子午平面是投射物镜1000的对称平面。关于子午平面的对称性是反射镜仅关于y轴偏心并关于x轴倾斜。此外，在x坐标中具有奇数度(例如，x、x³、x⁵)的非旋转对称反射镜的系数为零。

投射物镜1000配置为利用13.5nm辐射工作并具有0.35的像方NA和1500mm的路径长度(tracklength)。成像辐射的光学路径长度为3833mm。因此，光学路径长度对路径长度的比率近似2.56。投影物镜具有4x的缩小率、小于100nm的最大畸变、0.035λ的W_rms以及28nm的场曲。

表1A

表1B

对于投射物镜1000中的反射镜，每一反射镜的非旋转对称表面从对应球面旋转对称参考表面的最大偏差如下：对于镜310为154μm；对于镜320为43μm；对于镜330为240μm；对于镜340为1110μm；对于镜350为440μm；以及对于镜360为712μm。非旋转对称表面从对应的非球面旋转对称参考表面的最大偏差：对于镜310为47μm；对于镜320为33μm；对于镜330为96μm；对于镜340为35μm；对于镜350为152μm；以及对于镜360为180μm。

镜310的第一和第二平均曲度分别为9.51×10^-4和9.30×10^-4。投射物镜1000中的其他镜的各自的第一和第二平均曲度如下：对于镜1320为2.76×10^-5和1.56×10^-5；对于镜1330为-2.38×10^-3和-2.17×10^-3；对于镜1340为1.79×10^-3和1.75×10^-3；对于镜1350为-2.64×10^-3和-2.10×10^-3；以及对于镜1360为1.93×10^-3和1.91×10^-3。投射物镜1000的第一平均曲度总和为-3.19×10^-4。第二平均曲度总和为3.29×10^-4。第一和第二平均曲度总和为9.97×10^-6以及第一和第二平均曲度的总和的倒数为1.00×10^-5。

投射物镜1000将来自物平面1103的辐射成像为接近镜1360的位置1305处的中间像。具有一个或多个中间像的实施例还包括两个或多个光瞳平面。在一些实施例中，为了在光瞳平面处实质上放置孔径光阑的目的，这些光瞳平面中的至少一个物理上容易接近。孔径光阑用于界定投射物镜的孔径的大小。

图29示出用于利用EUV辐射操作的投射曝光工具的投射物镜2000的第二示例实施例。投射物镜2000包括四个非旋转对称镜2310、2320、1230和2340，其将来自物平面2103的辐射引导到像平面2102。依照本发明的上述类型的非球面用作这些反射镜的至少一个，其例如利用依照本发明的制造方法制造。投影物镜200利用4x缩小率将来自物平面2103的辐射成像到像平面2102。

投射物镜2000具有0.26的像方NA并具有矩形场。物平面2102处的场的高度和宽度分别为8mm和100mm。投射物镜2000的路径长度为2360mm。像平面2102关于物平面2103倾斜-3.84°。

下表2A、2B、2C和2D给出投射物镜2000的数据。表2A表示光学数据，表2B和2C表示每一镜表面的非旋转对称常数。就表2A-2D而言，镜标识有如下关系：镜1(M1)对应于镜2310；镜2(M2)对应于镜2320；镜3(M3)对应于镜2330；以及镜4(M4)对应于镜2340。

表2A

表2B

表2C

至于表2D，x_Object/mm和y_Object/mm表示物平面中的x-和y-坐标。值畸变(distortion)(x)/nm和畸变(y)/nm表示各个坐标处的畸变。畸变/nm的绝对值表示各个坐标处的绝对畸变。远心度(Telecentricity)/度数表示各个坐标处的主光线角。13.5nm处的波前误差表示以λ＝13.5nm照明波长为单位的RMS波前误差。由于光学系统关于yz-平面的镜对称，所以给出物平面中具有正x-坐标的场点的数据是足够。

表2D

从US 2007/0058269A1中能够得到图24和25中所示的投射物镜相关的另外细节，其整体内容通过引用合并于此。依照本发明的光学元件还能够包含在该参考文件中描述的投射物镜的另外的实施例中。

虽然就有限数量的实施例和应用而言描述了本发明，但是可以理解的是可以进行本发明的许多变体和修改和其他的应用。

参考标记列表

10  测量设备

12  光学表面

14  检测物

16  旋转轴

18  光源单元

19  激光

20  照明束

22  激光束

24  聚焦透镜

26  空间滤波器

28  发散束

30  光学元件组

32  光轴

34  分束器

36  斐索元件

38  斐索表面

40  参考光

42  平面波前

44  预整形光学部件

46  入射光

48  第一波形整形元件

48a 第一波形整形元件

48b 第一波形整形元件

48c 第一波形整形元件

48d 第一波形整形元件

50  第二波形整形元件

50a 第二波形整形元件

50b 第二波形整形元件

50c 第二波形整形元件

50d 第二波形整形元件

51a 第三波形整形元件

51b 第三波形整形元件

51c 第三波形整形元件

51d 第三波形整形元件

52  衍射测量结构

52a 衍射测量结构

52b 衍射测量结构

54  测量光

56  光敏表面

58  照相机芯片

60  物透镜系统

62  照相机

64  评价装置

66  棱镜

68  负F-消球差透镜

70  焦散区域

72  清晰区域

74  清晰区域

76  第一衍射对准结构

78  反射表面

80  辅助波

82  第二衍射对准结构

84  衍射对准结构

86  第一局部对准结构

88  第二局部对准结构

176 第二波形整形元件的第一衍射对准结构

178 第一波形整形元件的衍射对准结构

180 辅助波

276 第一衍射对准结构

278 第一衍射对准结构

279 反射表面

280  辅助波

282a 一组波形整形元件

282b 一组波形整形元件

282c 一组波形整形元件

284  波形整形元件

284a 波形整形元件

284b 波形整形元件

284c 波形整形元件

284d 波形整形元件

286  最佳拟合球面

288a 表面法线

288b 表面法线

290  旋转轴

292a 入射光束

292b 入射光束

1000 投射物镜

1102 像平面

1103 物平面

1105 参考轴

1305 位置

1310 反射镜

1320 反射镜

1330 反射镜

1340 反射镜

1350 反射镜

1360 反射镜

2000 投射物镜

2103 物平面

2102 像平面

2310 反射镜

2320 反射镜

2330 反射镜

2340 反射镜

Claims (56)

1、具有延展所述非球面的直径D的非球面光学表面的非球面，其中，所述非球面光学表面的最佳拟合球面具有曲率半径R，并且参数D和R有如下关系：

$D>2R\·\sin \left(\arctan \frac{500\mathrm{mm}}{2R}\right).$

2、具有延展所述非球面的直径D的非球面光学表面的非球面，其中，所述非球面光学表面的最佳拟合球面具有至少130mm的曲率半径R，并且比率D/R大于1.3。

3、如权利要求1或2所述的非球面，其中，所述最佳拟合非球面光学表面是凸的。

4、如权利要求1或2所述的非球面，其中，所述最佳拟合非球面光学表面是凹的。

5、如前述权利要求之一所述的非球面，其中，所述直径D大于500mm。

6、如前述权利要求之一所述的非球面，其中，所述光学表面是非旋转对称的且所述直径D大于300mm。

7、如前述权利要求之一所述的非球面，其中，所述光学表面具有从所述最佳拟合球面至少50μm、尤其至少100μm的偏差。

8、如权利要求1至6中任一权利要求所述的非球面，其中，所述光学表面具有从所述最佳拟合球面至少200μm的偏差。

9、如前述权利要求之一所述的非球面，其中，制造所述非球面到满足微光刻应用的公差。

10、如权利要求9所述的非球面，其中，所述光学表面的实际形状从所述光学表面的目标形状最大偏差为5μm。

11、如前述权利要求之一所述的非球面，其中，所述非球面具有两个凸的光学表面，每一个成非球面形状。

12、如前述权利要求之一所述的非球面，其中，借助于如权利要求15至51中任一权利要求所述的方法产生所述非球面。

13、如权利要求1至12中任一权利要求所述的非球面的幅值的布置，其中，各个非球面的所述光学表面的实际形状彼此偏差最大为5μm。

14、包括至少一个如权利要求1至12中任一权利要求所述的非球面的用于微光刻的投射曝光工具的投射物镜。

15、用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备的至少两个波形整形元件的对准方法，每一个波形整形元件包括用于将入射光的波前的部分适配于所述目标形状的相应部分的衍射测量结构，所述方法包括下述步骤：

-提供具有衍射对准结构的所述波形整形元件中的第一个，

-相对于彼此布置所述波形整形元件，以使在所述测量设备的工作期间所述入射光的单独的光束子集穿过所述衍射测量结构中的每一个，以及

-通过评估连续与所述衍射对准结构和第二波形整形元件相互作用的对准光，相关于彼此地对准所述第一波形整形元件和所述波形整形元件中的第二者。

16、如权利要求15所述的方法，其中，所述对准光是来自所述入射光的光。

17、如权利要求15或16所述的方法，其中，所述衍射对准结构将所述对准光会聚到所述第二波形整形元件的反射表面上。

18、如权利要求15至17所述的方法，其中，所述衍射对准结构包括全息图。

19、如权利要求15至18所述的方法，其中，所述衍射对准结构具有至少两个子结构，每一个子结构适于单独的光学波长。

20、如权利要求15至19所述的方法，其中，所述波形整形元件中的每一个设置有衍射对准结构，并且利用每个所述衍射对准结构，相对于彼此对准所述波形整形元件。

21、如权利要求15至20中的任一权利要求所述的方法，其中，所述衍射对准结构产生辅助波，其被朝向在所述第二波形整形元件上设置的另一衍射对准结构处。

22、如权利要求21所述的方法，其中，所述辅助波具有非平面波前。

23、如权利要求21或22所述的方法，其中，在所述第二波形整形元件上设置的所述另一衍射对准结构作为利特罗光栅。

24、如权利要求15至20中的任一权利要求所述的方法，其中，所述衍射对准结构产生平面辅助波，该平面辅助波具有关于所述入射光的传播方向的方向倾斜的传播方向。

25、如权利要求15至24中的任一权利要求所述的方法，其中，所述第一波形整形元件包括用于对准所述第一波形整形元件相对于所述入射光的传播方向的倾斜的第二对准结构。

26、如权利要求15至25中的任一权利要求所述的方法，其中，所述第二波形整形元件包括用于对准所述第二波形整形元件相对于所述入射光的传播方向的倾斜的对准结构。

27、如权利要求15至26中的任一权利要求所述的方法，其中，所述入射光具有传播方向，并且所述波形整形元件在所述传播方向彼此偏差。

28、如权利要求15至27中的任一权利要求所述的方法，其中，布置所述波形整形元件，从而相邻的波形整形元件沿传播方向投影交叠。

29、如权利要求15至28中的任一权利要求所述的方法，其中，以小于100nm的公差相对于彼此对准所述波形整形元件。

30、测量光学表面从目标形状的偏差的方法，所述方法包括下述步骤：

-产生具有波前的入射光，

-提供至少两个波形整形元件，每一个具有用于将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分的衍射测量结构，

-依照权利要求15至29中任一权利要求所述的方法对准所述波形整形元件，

-利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面，并从而产生与所述光学表面相互作用的测量光，以及

-通过将参考光和所述测量光的至少一部分叠加执行干涉测量。

31、测量光学表面从目标形状的偏差的方法，所述方法包括下述步骤：

-产生具有波前的入射光，

-提供至少两个衍射测量结构，每一个用于将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分，以及相对于彼此布置所述衍射测量结构，以使所述入射光的单独的光束子集穿过每一衍射测量结构，其中，每一衍射测量结构具有各自的表面法线并且所述表面法线相对于彼此倾斜，

-利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面，并从而产生与所述光学表面相互作用的测量光，以及

-通过将参考光和所述测量光的至少一部分叠加执行干涉测量。

32、测量光学表面从目标形状的偏差的方法，所述方法包括下述步骤：

-产生具有波前的入射光，

-提供至少两个衍射测量结构，每一个用于将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分，以及相对于彼此布置所述衍射测量结构，以使所述入射光的单独的光束子集穿过每一衍射测量结构，

-利用穿过所述衍射测量结构的入射光照明所述光学表面的第一区域，并从而产生与所述第一区域相互作用的第一测量光，

-通过执行第一干涉测量，确定标识为第一波前的所述第一测量光的波前，

-产生与所述光学表面的至少第二区域相互作用的第二测量光，并通过执行第二干涉测量，确定标识为第二波前的所述第二测量光的波前，以及

-利用缝合算法确定所述光学表面从所述目标形状的偏差，其中缝合算法包括基于所述第一波前和所述第二波前，确定所述至少两个衍射测量结构的失准分量。

33、如权利要求32所述的方法，其中，每一衍射测量结构具有各自的表面法线并且所述表面法线彼此倾斜。

34、如权利要求31所述的方法，其中，所述衍射测量结构是各个波形整形元件的部分并且所述方法还包括依照权利要求15至29中任一权利要求所述的方法对准所述波形整形元件的步骤。

35、如权利要求30或34所述的方法，其中，每一衍射测量结构照明所述光学表面的单独的区域，以及所述方法包括如下步骤：

-利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面的第一区域，从而产生与所述第一区域相互作用的第一测量光，

-通过执行第一干涉测量，确定标识为第一波前的所述第一测量光的波前，

-产生与所述光学表面的至少第二区域相互作用的第二测量光并通过执行第二干涉测量，确定标识为第二波前的所述第二测量光的波前，以及

-利用缝合算法确定所述光学表面从所述目标形状的偏差，其中缝合算法包括基于所述第一波前和所述第二波前确定所述至少两个衍射测量结构的失准分量。

36、如权利要求31至35中任一权利要求所述的方法，其中，所述表面法线倾斜，从而所述衍射测量结构形成屋顶形状的结构，其被适配其以使具有凸形的所述光学表面能够至少部分地插入其中。

37、如权利要求31至36中任一权利要求所述的方法，其中，所述入射光包括两个独立的光束，每一个光束沿所述衍射测量结构的各自的表面法线传播。

38、如权利要求30至37中任一权利要求要求所述的方法，包括如下步骤：

-利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面的第一区域，并从而产生与所述第一区域相互作用的第一测量光，

-产生与所述光学表面的至少第二区域相互作用的第二测量光，并通过执行第二干涉测量，确定标识为第二波前的所述第二测量光的波前，以及

-基于所述第一和所述第二干涉测量确定所述光学表面从所述目标形状的偏差。

39、如权利要求32至38中任一权利要求所述的方法，其中所述第一区域与所述第二区域部分交叠。

40、如权利要求30至39中任一权利要求所述的方法，其中，确定所述光学表面的所述偏差包括根据所述第一和第二干涉测量分别确定所述第一和所述第二区域的各自的偏差分布，以及在数学上将所述偏差分布缝合在一起以获得总体的偏差分布。

41、如权利要求32至40中任一权利要求所述的方法，其中，所述光学表面的所述目标形状关于对称轴旋转对称，在所述光学表面布置在第一旋转位置中的情况下执行所述第一干涉测量，以及在所述光学表面布置在不同于所述第一旋转位置的第二旋转位置的情况下执行所述第二干涉测量。

42、如权利要求32至41中任一权利要求所述的方法，其中，利用第一组衍射测量结构执行所述第一干涉测量，以及利用第二组衍射测量结构执行所述第二干涉测量，所述第二组衍射测量结构关于所述第一组衍射测量结构移位并且具有相应适配的衍射测量结构。

43、如权利要求32至42中任一权利要求所述的方法，其中，所述确定失准分量包括每一衍射测量结构的对准偏差，其中对准偏差包括各个衍射测量结构的对准中的每一自由度的偏差值。

44、如权利要求32至43中任一权利要求所述的方法，其中，所述确定所述失准分量包括：确定每一衍射测量结构的敏感性分布(B_kl)_x，y，敏感性分布(B_kl)_x,y描述了各个自由度l中各个衍射测量结构k的给定失准对所述第一波前的影响，作为垂直于所述第一测量光的传播方向的投射平面中的坐标x和y的函数；以及最小化包括下述表达的数学项：

$\underset{l=1}{\overset{\mathrm{Af}}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{kl}}\·{\left(B_{\mathrm{kl}}\right)}_{x,y}$

其中，b_kl是各个衍射测量结构k和各个自由度l的失准系数，以及Af是所述衍射测量结构的对准中的自由度的数量。

45、如权利要求44所述的方法，其中，所述敏感性分布(B_kl)_x，y中的至少一个能够通过其他的敏感性分布(B_kl)_x，y来表达。

46、如权利要求44或45所述的方法，其中，所述失准系数bkl是从最小二乘法确定的拟合系数。

47、如权利要求32至46中任一权利要求所述的方法，其中，所述确定所述失准分量包括：确定所述光学表面的敏感性分布A_jx，y，其描述各个自由度j中的所述光学表面的给定失准对所述第一波前的影响，作为所述坐标x和y的函数；以及最小化包括如下表达的数学项：

$\underset{j=1}{\overset{\mathrm{AJ}}{\mathrm{\Σ}}}[a_{\mathrm{mj}}-a_{\mathrm{nj}}]\·A_{\mathrm{jx},y},$

其中a_mj和a_nj是对于各个旋转位置m和n的所述光学表面的各个失准系数，以及AJ是所述光学表面的对准中的自由度的数量。

48、如权利要求32至47中任一权利要求所述的方法，其中，在执行所述第一干涉测量之前，调整或测量作为参考元件的所述衍射测量结构之一与所述光学表面之间的距离。

49、如权利要求32至48中任一权利要求所述的方法，其中，在执行所述第一干涉测量之前，粗略对准所述衍射测量结构，以使所述第一测量光的连续波前能够在所述第一干涉测量期间测量。

50、如权利要求49所述的方法，其中，所述对准至少包括下述步骤之一：

-关于所述测量设备的其他部件粗略对准作为参考元件的第一衍射测量结构，

-调整所述参考元件关于所述光学表面的距离，以及

-粗略对准至少一个其它的衍射测量结构。

51、制造具有非球面目标形状的光学表面的光学元件的方法，所述方法包括如下步骤：

-依照权利要求30至50中的任一权利要求测量所述光学表面的偏差，以及

-基于所述测量的偏差处理所述光学表面。

52、用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备，所述测量设备包括：

-产生具有波前的入射光的装置，

-至少两个波形整形元件，每一都具有将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分的衍射测量结构，所述波形整形元件相对于彼此布置，从而在所述测量设备的工作期间，所述入射光的单独的光束子集穿过所述衍射测量结构中的每一个，其中所述波形整形元件的第一个包括衍射对准结构，适于通过评估连续与所述衍射对准结构和所述第二波形整形元件相互作用的对准光，所述第一波形整形元件以及所述波形整形元件中的第二个关于彼此对准。

53、如权利要求52所述的测量设备，其中，测量设备适于利用穿过所述衍射测量结构的入射光照明所述光学表面，以及由此产生与所述光学表面相互作用的测量光，并且所述测量设备还包括用于通过将参考光与所述测量光的至少一部分叠加来执行干涉测量的装置。

54、用于干涉测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备，所述测量设备包括：

-产生具有波前的入射光的装置，

-至少两个衍射测量结构，每一都将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分，所述衍射测量结构相对于彼此布置，从而在所述测量设备的工作期间，所述入射光的单独的光束子集穿过所述衍射测量结构中的每一个，其中每一衍射测量结构具有各自的表面法线以及所述表面法线关于彼此倾斜，

-所述测量设备适于利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面并因此产生与所述光学表面相互作用的测量光，以及

-所述测量设备还包括通过将参考光与所述测量光的至少一部分交叠来执行干涉测量的装置。

55、用于测量光学表面从目标形状的偏差的测量设备，所述测量设备包括：

-产生具有波前的入射光的装置，

-至少两个衍射测量结构，每一都将所述波前的部分适配于所述目标形状的相应部分，波形整形元件相对于彼此布置，从而在所述测量设备的工作期间，所述入射光的单独的光束子集穿过每一个衍射测量结构，

所述测量设备适于利用穿过所述衍射测量结构的所述入射光照明所述光学表面的第一区域，由此产生与所述光学表面的第一区域相互作用的测量光以及产生与所述光学表面的至少第二区域相互作用的第二测量光，以及

-执行用于确定所述第一测量光的波前的第一干涉测量的装置，

-执行用于确定标识为第二波前的所述第二测量光的波前的第二干涉测量的装置，以及

-利用缝合算法确定所述光学表面从所述目标形状的偏差的装置，所述缝合算法包括基于所述第一波前和所述第二波前，确定所述至少两个衍射测量结构的失准分量。

56、如权利要求52至55中任一权利要求所述的测量设备，其中，测量设备适于执行权利要求30至50中任一权利要求所述的方法。

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