CN117063041A - 用于通过干涉测量法测量表面形状的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种用于通过干涉测量法相对于参考形状(41)测量测试对象(14)的表面(12)的形状的测量设备(10)，包括：用于从测量辐射(22)生成测试波(32)的衍射光学元件(30)，其中测试波的波前(42)适应于测试对象(14)的表面的目标形状(43)，并且该目标形状被配置为第一非球面；具有参考表面(40)的参考元件(38)，该参考表面具有参考形状(41)，该参考形状被配置为另一非球面；第一支架(60)，被配置为在测量配置中将测试对象(14)布置在测试波(32)的光路中；以及另一支架(62)，被配置为在测量配置中将参考元件(38)布置在参考波(34)的光路中。

Description

用于通过干涉测量法测量表面形状的测量装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年3月25日的德国专利申请10 2021 202 911.6的优先权。该专利申请的全部公开内容通过引用并入本申请中。

技术领域

本发明涉及用于通过干涉测量法相对于参考形状测量测试对象的表面形状的测量设备和方法。

背景技术

为了高度精确地确定测试对象的表面形状，已知的是包括衍射光学元件的干涉测量设备，测试对象例如为形成为非球面的微光刻光学元件，非球面比如为自由曲面。衍射光学元件例如是计算机生成的全息图(CGH)的形式，并且被配置为生成测试波，测试波具有适应于表面的目标形状的波前。为此目的所需的衍射结构可以通过测量设备和目标表面的计算机辅助模拟来确定，然后以CGH的形式制备在衬底上。通过将被表面反射的测试波与参考波叠加，可以非常精确地确定与目标形状的偏差。

DE 10 2015 209 490 A1描述了这样一种测量设备，其为所谓的参考镜干涉仪的形式。在这种情况下，复杂编码的CGH生成具有适应于目标形状的波前的测试波和参考波。测试波从待测表面被反射回CGH，而参考波具有不同的传播方向并且入射到平面或球面参考镜上。在后一种情况下，参考波也被反射回CGH。再次通过CGH后，反射的测试波和参考波开始叠加，从而在检测器上生成干涉图案。

为了在测量测试对象的表面时获得高测量精度，当以传统方式确定表面形状时，时常会考虑并通过计算消除CGH的已知缺陷，例如CGH表面或CGH对准状态中的干扰。因此，尽可能精确地校准测量装置对于表面测量的精度是至关重要的。为此，在已知的测量装置中评估由一个或多个平面或球面校准镜生成的干涉图，以便从实际测量信号中分离出由测量装置中的对准或图形误差引起的干扰。

然而，由于干涉测量装置必须非常复杂并且校准需要很长时间，使用校准镜通过计算来消除由CGH引起的误差会产生高昂的费用。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决前述问题的测量设备和方法，并且特别地使得以高精度和相对少的费用来测量测试对象的表面成为可能。

根据本发明，上述目的可以例如通过一种测量设备来实现，该测量设备用于通过干涉测量法相对于参考形状测量测试对象的表面形状。该测量设备包括：用于从测量辐射生成测试波的衍射光学元件，该测试波的波前适应于测试对象的表面的目标形状，并且该目标形状被配置为第一非球面；具有参考表面的参考元件，该参考表面具有参考形状，该参考形状被配置为另一非球面；第一支架，被配置为在测量配置中将测试对象布置在测试波的光路中；以及另一支架，被配置为在测量配置中将参考元件布置在参考波的光路中。特别地，参考波具有适应于参考形状的波前。该测量设备特别地被配置为通过干涉测量法测量测试对象的光学表面的形状与参考形状的偏差。根据一个实施例，该测量设备被配置为通过干涉测量法测量微光刻投射曝光设备的光学元件的光学表面的形状，该光学元件例如为这种投射曝光设备的投射镜头。

非球面被理解为非球形表面或自由曲面。非球形表面被理解为旋转对称表面，其偏离任意球面至少0.05mm，特别是至少0.1mm、至少1mm或至少5mm。在本公开中，这种非球形表面也被称为旋转对称非球面或简称为非球面。自由曲面被理解为与任意旋转对称非球面的偏差为至少5μm、特别是至少+10μm的形状。此外，自由曲面与任意球面的偏差为至少0.05mm，特别是至少0.1mm，至少1mm或至少5mm。特别地，测试对象表面的目标形状也被配置为非球面。

因此，在测量配置中被布置在测试对象的表面位置处的测试波的波前同样被配置为非球面，该非球面仅仅稍微偏离被称为第一非球面的目标形状，特别地，偏差不超过100pm。

通过评估由测试波和参考波的叠加产生的干涉图案，可以确定测试对象的表面形状与参考形状的偏差。在该过程中，如此确定的偏差包括取决于测试对象的二维表面坐标的偏差值分布。然后，所确定的偏差可以用于对测试对象表面进行后处理，使得测试对象表面的形状非常精确地适应于参考形状。换句话说，可以“复制”参考形状或参考元件。也就是说，如果在微光刻投射曝光设备中使用了表现出良好光学行为的光学元件，那么该光学元件可以被用作所谓的“主测试对象”，并且可以通过根据本发明的测量设备被“复制”，也就是说，可以产生具有相同表面形状的另一光学元件。

通过测量由使用相同加工方案的加工设备制造的、作为参考元件和测试对象的两个对象，根据本发明的测量设备还使得可以识别用于机械加工对象表面的所述加工设备的随机误差。虽然加工设备的系统误差不会导致表面偏差，但是通过测量设备确定的表面之间的相对偏差可以追溯到随机加工误差。该信息可以可选地用于瞄准随机误差，从而提高加工设备的精度。

在非常精确地知道参考形状的情况下，也就是说，当参考元件代表绝对参考时，通过借助于根据本发明的测量设备来确定表面偏差，可以使得表面形状非常精确地适应于目标形状。

由于将参考元件的参考形状配置为另一非球面，当测量测试对象的表面时，即使不使用附加校准镜也可以获得高测量精度。因此，特别地，可以在测试对象的使用测量之后互换测试对象和参考元件，以及执行比较测量，在使用测量期间，测试对象被布置在测试波的光路中，参考元件被布置在与参考形状相适应的参考波的光路中，在比较测量期间，参考元件被布置在测试波的光路中，测试对象被布置在参考波的光路中。该比较测量使得可以通过计算、从使用测量的结果中消除由衍射光学元件引起的误差，例如衍射结构中的写入误差、衍射光学元件的表面缺陷和/或衍射光学元件的对准误差。省去了使用校准镜的校准测量，大大减少了表面测量的时间支出。

通过根据本发明将参考形状配置为另一非球面，使得可以基于测试对象和参考元件的互换进行比较测量。这使得可以将参考形状设计成与测试对象的表面形状非常相似，表面形状的目标形状当然同样被配置为非球面，从而当测试对象和参考元件互换时，测试波和参考波足够精确地适应于互换的对象的表面，由此在比较测量的范围内获得有意义的测量数据。

此外，省去了使用附加校准镜的校准，这允许将衍射光学元件实施为编码较少的复杂编码的光学元件，其特别地仅具有两次编码，具体地，一次用于测试波，一次用于参考波。因此，可以省去用于生成校准波的另外的编码。因此，与具有更多编码的衍射光学元件相比，出现的干涉反射更少，从而可以进一步提高测量精度。

此外，省去了使用附加校准镜的校准，使得能够在衍射光学元件的衍射结构中实现具有较低线密度(也就是说，使用更大的光栅周期)的测试几何形状。这一点以及具有较少编码的衍射光学元件的实施例降低了关于衍射光学元件的制造要求。

根据本发明，由于测试对象在其形状方面与参考元件相似并且相似程度使得两个对象都适应于非球面，所以可以选择测试波和参考波的权重，以使其具有相似的量级。无论两个对象是否具有涂层，总能产生最佳的对比度。另一方面，在现有技术中，参考镜的配置通常包含测量无涂层的反射镜时的对比度和测量有涂层的反射镜时的对比度之间的折衷。

根据一个实施例，第一非球面和另一非球面均被配置为相应的自由曲面。

根据另一实施例，衍射光学元件还被配置为生成参考波，该参考波的波前适应于参考形状。根据一种实施例变型，衍射光学元件被编码至少两次，第一次编码被配置为生成测试波，第二次编码被配置为生成参考波。这种多重编码的衍射光学元件包括复杂编码的衍射图案，该衍射图案具有多个重叠的结构图案，在本示例中至少有两个，它们在上文中被称为编码。在这种情况下，第一结构图案生成测试波，第二结构图案生成参考波。

根据另一实施例，参考形状与测试对象表面的目标形状的偏差不超过500μm。具体地，该偏差不超过100μm。也就是说，在参考形状和目标形状的虚拟重叠的情况下，参考形状上没有任何点与测试对象表面的目标形状上的对应点的偏差超过500μm或超过100μm。在参考形状和测试对象的目标形状的这种虚拟重叠中，参考形状和目标形状相对于彼此对准，使得它们的最大偏差尽可能小。

因此，被称为第二非球面的参考形状的配置与被称为第一非球面的测试对象表面的目标形状的配置的偏差不超过500μm。特别地，参考形状与测试对象表面位置处的测试波的波前形状的偏差不超过500μm。

根据另一实施例，位于布置在测量配置中的测试对象表面处的测试波的波前与位于参考表面处的参考波的波前的偏差不超过500μm，特别地不超过100μm。也就是说，如果测试对象表面位置处的测试波的波前形状和参考元件表面位置处的参考波的波前形状彼此叠置，则测试波的波前上没有任何点与参考波的波前上的对应点的偏差超过500μm或超过100μm。

根据另一实施例，测试对象表面具有在测量配置中被测试波照射的测量区域，并且参考元件包括在测量配置中被参考波照射的另一测量区域，这两个测量区域的面积之间的偏差为至少1％，特别是至少3％或至少5％。例如，测试对象的测量区域可以对应于测试对象在其设想的使用应用(例如用作微光刻投射镜头中的反射镜)中的使用区域，并且参考元件的测量区域可以比指定的比例大。相反，测试对象的测量区域也可以相对于测试对象的使用区域扩大，并且参考元件的测量区域可以对应于测试对象的使用区域的面积。

根据另一实施例，生成测试波的、衍射光学元件的第一区域和生成参考波的、衍射光学元件的另一区域具有重叠，两个区域中较大区域的面积的至少80％、特别是至少90％或至少95％布置在该重叠中。

在本公开中，衍射光学元件的前述区域也被称为测试波和参考波的覆盖区。换句话说，如果第一区域小于第二区域，则第一区域要么完全位于第二区域内，要么与第二区域重叠，并且该重叠是第二区域的至少80％。在该实施例中，在使用测量期间发生在衍射光学元件上的干涉反射可以通过应用OR运算、借助于以互换的测量对象进行的比较测量来消除。例如包含在测试波中的干涉反射对使用测量的结果的影响不同于对比较测量的结果的影响。利用这一点，可以通过计算消除其对整体测量的影响。与现有技术中经常使用的通过应用OR运算的消除方法(其中，用第二衍射光学元件重复该使用测量)相比，上述通过应用OR运算的消除涉及的费用更少。这进一步缩短了总的测量时间。

测试对象和参考元件的位置的可互换性允许除了使用测量外还进行比较测量的上述实施例，并且具有所描述的优点。

根据另一实施例，两个支架安装在致动模块上，该致动模块被配置为移动两个支架，以便将测试对象和参考元件布置在另一测量配置中，使得测试对象和参考元件的各自的位置互换。换句话说，两个支架被装在致动模块中，使得支架可在至少一个刚体自由度上相对于彼此移动，也就是说，支架例如被安装为可相对于彼此倾斜、旋转和/或移位。

根据一种实施例变型，为了将测试对象和参考元件布置在另一测量配置中，致动模块被配置为移动两个支架，使得除了各自的位置外，测试对象和参考元件的各自的方位和各自的倾斜位置也被互换。

换句话说，致动模块被配置为移动支架，使得在移动之后，测试对象处于移动之前的参考元件的位置和倾斜位置，并且参考元件处于移动之前的测试对象的位置和倾斜位置。通过互换测试对象和参考元件的位置和倾斜位置，尤其可以将测试对象从第一测量位置移动到第二测量位置，在第一测量位置，其表面被测试波以合适的角度照射，在第二测量位置，其表面被参考波以合适的角度照射；并且还可以将参考元件从第一测量位置移动到第二测量位置，其中在第一测量位置，其表面被参考波以合适的角度照射，在第二测量位置，其表面被测试波以合适的角度照射，反之亦然。

根据另一实施例，致动模块被配置为使两个支架围绕公共旋转轴线旋转。在这种情况下，旋转轴线尤其被布置为基本平行于测试波和参考波的传播方向的角平分线。

根据另一实施例，致动模块被配置为使至少一个支架在平移方向上移位和/或使至少一个支架倾斜。

根据另一实施例，衍射光学元件被配置为生成具有传播方向的测试波和参考波，每个所述传播方向相对于传播方向的对称布置具有不大于5°的偏差，特别是不大于1°或不大于0.1°的偏差，处于对称布置的传播方向相对于垂直于衍射光学元件的衍射图案的轴线对称布置。

根据另一实施例，参考形状适应于测试对象表面的目标形状，并且两个支架被布置为使得由第一支架保持的测试对象相对于重力方向的倾斜位置对应于由第二支架保持的参考元件相对于重力方向的倾斜位置。为了确定参考元件和测试对象相对于重力方向的方位，参考元件的形状可以通过数学拟合算法的计算来适应于测试对象的形状，并且参考元件的适应形状的方位可以随后被确定为与测试对象的形状的方位相同。

根据另一实施例，在测量配置中，测试对象和参考元件是连续布置的，并且在测试波和参考波的光路中具有部分重叠的位置。换句话说，衍射光学元件被配置为生成测试波和参考波以使得：测试波的波前形状在某一位置处适应于测试对象表面的目标形状，该位置相对于参考波的波前适应于参考形状的另一位置偏移一定距离，从而测试对象和参考元件可以在测试波和参考波的光路中以部分重叠的位置连续布置。

根据另一实施例，衍射光学元件被配置为将测试波辐射到表面的测量区域上，该测量区域相对于表面的使用区域延伸。举例来说，延伸的测量区域相对于使用区域增加了至少1％，特别是至少5％或至少10％。表面的使用区域应理解为指当测试对象按预期使用时所使用的表面区域。例如，在测试对象是微光刻投射曝光设备的光学元件的情况下，其表面的使用区域被理解为表示在所述测试对象被安装在投射曝光设备中的状态下被曝光辐射照射的区域。

根据另一实施例，参考元件具有孔，并且衍射光学元件被配置为生成具有会聚光路的测试波，使得在布置在参考波的光路中的该参考元件的孔中生成测试波的焦散线。因此，在穿过参考元件的孔之后，测试波可以作为扩展波入射到测试对象上。

换句话说，测试波因此可以在参考元件的测量布置中穿过参考元件的孔，并且入射到参考元件下游的测试对象上。

此外，前述目的可以例如通过一种用于通过干涉测量法相对于参考形状测量测试对象的表面形状的方法来实现。根据本发明的方法包括以下步骤：将通过衍射光学元件生成的测试波的至少一部分辐射到借助于第一支架布置在测试波的光路中的测试对象的表面上，测试波的波前适应于测试对象表面的目标形状，并且目标形状被配置为第一非球面；借助于另一支架将参考元件布置在参考波的光路中，该参考元件包括具有参考形状的参考表面，并且该参考形状被配置为另一非球面；以及在测试波与测试对象的表面相互作用之后，将测试波与参考波叠加，该参考波的辐射暴露于与参考表面的相互作用。

根据一个实施例，通过将测量辐射辐射到衍射光学元件上来生成测试波和参考波，在其与参考表面相互作用之后，将测试波与参考波叠加。也就是说，在测试波与测试对象的表面相互作用之后，并且在参考波与参考表面相互作用之后(也就是说在参考波与测试对象的表面相互作用之后)，测试波和参考波叠加。

关于根据本发明的测量设备的上述实施例、示例性实施例或实施例变型等指定的特征可以相应地应用于根据本发明的测量方法，反之亦然。根据本发明的实施例的这些和其他特征将在附图的描述和权利要求中解释。作为本发明的实施例，各个特征可以单独或组合地实施。此外，可以描述有利的实施例，这些有利的实施例是可独立受保护的，并且仅在本申请的未决期间或之后要求受到保护，视情况而定。

附图说明

本发明的上述和其他有利特征将在根据本发明的示例性实施例的以下详细描述中参照附图进行说明。在附图中：

图1示出了一种测量设备的示例性实施例，该测量设备具有用于生成测试波的衍射光学元件，该测试波用于通过干涉测量法测量测试对象的光学表面的形状与参考元件的参考形状的偏差；

图2示出了沿着图1中的线II-II’的参考元件的视图；

图3示出了沿着图1中的线III-III’的衍射光学元件的视图；

图4示出了一种测量设备的另一示例性实施例，该测量设备具有用于生成测试波的衍射光学元件，该测试波用于通过干涉测量法测量测试对象的光学表面的形状与参考元件的参考形状的偏差；

图5示出了沿着图4中的线V-V’的参考元件的视图；

图6示出了沿着图4中的线VI-VI’的衍射光学元件的视图；

图7示出了一种测量设备的另一示例性实施例，该测量设备具有用于生成测试波的衍射光学元件，该测试波用于通过干涉测量法测量测试对象的光学表面的形状与参考元件的参考形状的偏差；

图8示出了沿着图7中的线VIII-VIII’的参考元件的视图；

图9示出了沿着图7中的线IX-IX’的衍射光学元件的视图；

图10示出了一种测量设备的另一示例性实施例，该测量设备具有用于生成测试波的衍射光学元件，该测试波用于通过干涉测量法测量测试对象的光学表面的形状与参考元件的参考形状的偏差；

图11示出了非球面和自由曲面的示意图；

图12示出了测试对象的表面和参考形状的示例性示意图；以及

图13示出了一种微光刻投射曝光设备的实施例，其具有使用根据图1、4、7和10中任一的测量设备生产的光学元件。

具体实施方式

在下面描述的示例性实施例或实施例或实施例变型中，功能上或结构上彼此相似的元件尽可能具有相同或相似的附图标记。因此，为了理解特定示例性实施例的各个元件的特征，应当参考其他示例性实施例的描述或者本发明的一般描述。

为了便于描述，在附图中示出了笛卡尔xyz坐标系，通过该坐标系，图中示出的部件的相应位置关系是明显的。在图1中，y方向垂直于附图平面向所述平面内延伸，x方向向右延伸，z方向向上延伸。

图1示出了测量设备10的示例性实施例，该测量设备用于通过干涉测量法、通过由干涉测量法测量测试对象14的光学表面12的形状与参考形状41的偏差，来测量测试对象14的光学表面12相对于参考形状41的形状。例如，用于EUV微光刻的投射镜头的反射镜可以被提供作为测试对象14，该反射镜具有表面12，该表面12被配置为非球形表面，特别是非球面或者自由曲面FF，用于反射波长小于100nm、特别是波长大约为13.5nm或者大约为6.8nm的EUV辐射。

图11用于例示本公开意义上的非球面和自由曲面FF。非球面16被理解为旋转对称表面，其偏离任意球面18至少0.05mm，特别是至少0.1mm、至少1mm或至少5mm。自由曲面FF被理解为任意形状，其首先具有与任意旋转对称非球面16至少5μm的偏差Δ₁，其次具有与任意球面18至少1mm的偏差Δ₂。图11示出了所有可能的非球面中与自由曲面FF的最大偏差Δ₁最小的旋转对称非球面16，也就是说，图11中绘出的旋转对称非球面16是就其最大偏差Δ₁而言最适应于自由曲面FF的旋转对称非球面。这同样适用于图11所示的球面18。所示出的球面18是所有可能的球面中与自由曲面FF的最大偏差Δ₂最小的球面，也就是说，图11中绘出的球面18是就其最大偏差Δ₂而言最适应于自由曲面FF的球面。

图12以示例方式示出了非球面形式(其在这种情况下为自由曲面FF)的测试对象表面12的轮廓以及同样非球面形式(在这种情况下为自由曲面FF)的参考形状41的相应轮廓。

图1所示的测量设备10包含辐射源20，用于提供足够相干的测量辐射22作为输入波。在该示例性实施例中，辐射源20包括具有出射表面的波导24，该出射表面形成输入波的源。波导24连接至例如激光器形式的辐射生成模块26。举例来说，可以为此目的提供波长约为633nm的氦氖激光器。然而，测量辐射22也可以具有电磁辐射的可见或不可见波长范围内的不同波长。具有波导24的辐射源20仅代表可用于测量设备10的辐射源26的示例。在替代实施例中，可以提供具有透镜元件、反射镜元件等的光学装置来提供来自测量辐射22的合适的输入波，以代替该波导24。

测量辐射22首先穿过分束器28，然后入射到衍射光学元件30上，该衍射光学元件30的一个表面上布置有衍射图案31。衍射光学元件30是测试光学单元的一部分，该测试光学单元用于生成照射该测试对象14的表面12的测试波32。除了测试波32外，衍射光学元件30还从入射的测量辐射22生成参考波34。

此外，测量设备10包括参考元件38，该参考元件38具有参考表面40形式的光学有效表面，用于将参考波34反射为返回的参考波34r。在这种情况下，参考表面40具有参考形状41，参考形状41同样被配置为非球形表面，也就是说非球面或自由曲面FF(参见上文参考图11的解释)。除了参考表面40相对于表面12的微小偏差之外，参考元件38在这种情况下尤其在形状、外观和性质方面对应于测试对象14。因此，在所示情况下，参考表面40是反射镜表面的形式。根据替代的示例性实施例，参考元件38和测试对象12中的每一个也可以被配置为透镜元件，该透镜元件与反射镜协作产生返回的参考波34r或返回的测试波32r。在透镜元件的情况下，光学有效表面被理解为意指与参考波34或测试波32相互作用的透镜元件表面。

衍射光学元件30被设计成复杂编码的CGH的形式，根据图1所示的实施例，其衍射图案31由两个衍射结构图案(也称为编码)形成，这两个衍射结构图案被布置为在平面中彼此重叠。衍射光学元件30因此也被称为编码两次。替代地，衍射图案也可以具有在平面中彼此重叠布置的多于两个的衍射结构图案，例如彼此重叠布置的五个衍射结构图案，用于另外生成校准波。用于产生测试波32的测试光学单元也可以包括一个以上的衍射光学元件，例如一个接一个布置的两个衍射光学元件。

根据图1的衍射光学元件30的两个衍射结构图案可以由例如底部光栅形式的第一结构图案和顶部光栅形式的第二衍射结构图案形成。其中一个衍射结构图案被配置为产生测试波32，测试波32指向测试对象14，并且具有至少部分地适应于光学表面12的目标形状43的波前42。在该过程中，测试波32照射测试对象14上的测量区域56，该测量区域的直径56d在图1的图面中用双箭头示出。在这种情况下，这里描述的配置中的测量区域56精确地或基本上对应于待测试的光学表面12或光学表面12的使用区域，也就是说具有大约1％的最大偏差。测试波32在测试对象14的光学表面12处被反射，并且以返回的测试波32r的形式返回到衍射光学元件30。由于波前42适应于光学表面12的目标形状43，测试波32在光学表面12上的每个位置处基本上法向地入射到表面12上，并被回射。

另一衍射结构图案生成参考波34，该参考波34指向参考元件38，并且具有与参考形状41(即参考表面40的形状)相适应的波前44。在该过程中，参考波34照射参考元件38上的另一测量区域58。在图1中，该另一测量区域的直径58d用双箭头标记。在这里描述的配置中，被照射的该另一测量区域58小于参考表面40，也就是说，具有至少1％的偏差，但是位于参考表面40内，如下面参考图2详细解释的。

从测试对象14的表面12返回的测试波32r再次穿过衍射光学元件30，并且在此过程中再次被衍射。在这种情况下，返回的测试波32r被转换回近似球面波，该近似球面波的波前与球面波前的偏差对应于测试对象14的表面12与目标形状43的偏差。

被参考元件38的参考表面40反射的返回的参考波34r也再次穿过衍射光学元件30，并且在该过程中再次被衍射。在这种情况下，返回的参考波34r被转换回近似球面波。

衍射光学元件30因此也用于将返回的测试波32r与返回的参考波34r叠加。测量设备10还包含捕获装置和观察单元46，该捕获装置具有前述分束器28，用于将返回的测试波32r和返回的参考波34r组合并从辐射的测量辐射22的光路中导出，该观察单元46用于捕获通过将测试波32r与参考波34r叠加而产生的干涉图。

返回的测试波32r和返回的参考波34r作为会聚光束入射到分束器28上，并由此在观察单元46的方向上反射。两个会聚光束都穿过观察单元46的光阑48和目镜50，最后入射到观察单元46的二维分辨检测器52上。检测器52可以被设计成例如CCD传感器，并且捕获由干涉波产生的干涉图。

此外，测量设备10包括评估装置54，用于根据捕获的干涉图或多个捕获的干涉图来确定测试对象14的光学表面12与参考形状41(也就是说参考表面40的形状)的偏差。为此目的，评估装置54具有合适的数据处理单元，并使用本领域技术人员已知的相应计算方法。替代地或附加地，测量设备10可以具有数据存储器或网络接口，以使得可以使用通过外部评估单元经由网络存储或传输的干涉图来确定表面形状的偏差。

测量设备10还包括用于保持测试对象14的第一支架60和用于保持参考元件38的第二支架62。在图1左侧部分所示的测量设备10的测量配置中，支架60被定位为使得测试对象14如上所述被布置在测试波32的光路中。在所示的示例性实施例中，测试对象14可以是例如微光刻投射曝光设备101的反射镜M4，下文将参照图13对其进行详细描述。在测量设备10中，测试对象14相对于重力G被布置在与其安装在投射曝光设备101中的状态相同的方位上，也就是说，相对于根据图13的反射镜M4的重力G被布置在相同的方位上。如图1所示，测试对象14在测量设备10中的方位被设定为使得在中心区域中，光学表面12相对于重力G倾斜一角度α。以类似的方式，在图13中绘出了反射镜M4的光学表面的中心区域相对于重力G倾斜角度α。参考元件38相对于重力G以类似的方位布置，也就是说，参考元件38的方位使得参考表面40在中心区域相对于重力G倾斜一角度α。与在图1的右侧部分中描绘的第二测量配置的情况不同，由于缺少关于参考元件38的空间，在图1的左侧部分中描绘的第一测量配置中没有绘制角度α。

将测试对象14布置为使其相对于重力G具有与其安装在投射曝光设备101中的状态相同的方位，这确保了由重力G在组装到投射曝光设备101中的反射镜M4的光学表面12上引起的变形效应而导致的形状变化类似地也发生在布置在测量设备10中的测试对象14的光学表面12上。这可以确保在测量设备10中确定的测量结果也可转移到投射曝光设备101中的操作中。

图2示出了沿着图1中的线II-II’的参考元件38的视图，也就是说，包括参考表面40的参考元件38的下侧的平面图。在这种情况下，平面图采用的视图方向平行于参考波34的传播方向34a。因为参考元件38的参考表面40对应于测试对象14的光学表面12，所以在图2中使用实线描绘的参考表面40对应于测试对象14上的测量区域56。如上所述，在此描述的配置中，由参考波34照射的另一测量区域58小于测量区域56。在这种情况下，另一测量区域58的面积比测量区域56的面积小至少1％，特别是小至少10％。此外，特别地，测量区域58在图1的图面中的直径58d也比测量区域56在图1的图面中的直径56d小至少1％，特别是小至少10％。

这种关系的原因在于，在图1所示的配置中，由于测试对象14相对于重力g的上述方位，测试对象14和参考元件38在测量设备10内的对称布置在空间上是不可能的。从图1中可以明显看出，参考元件38和测试对象14在第一测量配置中被布置在与衍射光学元件30具有不同接近度的重叠位置。此外，测试波32和参考波34各自的传播方向32a和34a相对于垂直于衍射光学元件30的衍射图案31的中心轴线36也不完全对称。根据一个实施例，测试波32和参考波34各自的传播方向32a和34a相对于传播方向关于中心轴线36精确对称的虚拟布置分别具有大于5°的偏差，特别是大于10°的偏差。

图3示出了在沿着图1中的线III-III’的衍射光学元件30的视图(也就是说，具有衍射图案31的衍射光学元件30的侧面的平面图)中，衍射光学元件30上的测试波32或参考波34的各自的产生区32e和34e或各自的覆盖区。在本公开中，产生区32e和34e也被称为衍射光学元件30的第一和第二区域。照射测量区域56的测试波32的产生区32e小于照射测量区域58的参考波34的产生区34e，并且完全位于产生区34e内。换句话说，产生区32e和34e具有重叠，该重叠对应于当前情况下的产生区32e。产生区32e和34e的尺寸比率与测量区域56和58的尺寸比率成反比。

支架60和62都安装在致动模块64上，该致动模块64被配置为互换测试对象14和参考元件38。互换两个对象应当被理解为意味着测试对象14和参考元件38的各自的位置、各自的方位和各自的倾斜位置被互换，也就是说，在互换的范围内，测试对象14被布置在参考元件38的先前位置、具有其先前方位并且具有其先前倾斜位置。类似地，在互换的范围内，参考元件38被布置在测试对象14的先前位置、具有其先前方位并且具有其先前倾斜位置。当互换测试对象14和参考元件38时，图1左侧部分所示的测量设备10的第一测量配置被转换成图1右侧部分所示的测量设备10的第二测量配置。为了简化附图，从测量设备10的第二测量配置的图示中省略了辐射源20、分束器28和观察单元46。

换句话说，从第一测量配置开始移动该致动模块64的两个支架60和62，以使得测试对象14和参考元件38被布置在第二测量配置中，即：代替测试对象14，将参考元件38以与测试对象先前相同的位置、姿势和方位布置在测试波32的光路中。此外，两个支架60和62的移动使得：代替参考元件38，将测试对象14以与参考元件38先前相同的位置、姿势和方位布置在参考波34的光路中。

在图1所示的示例性实施例中，致动模块64包括被安装为绕旋转轴线70旋转的基板66。旋转轴线66平行或基本平行于中心轴线36而对准，该中心轴线36垂直于衍射光学元件30。特别地，旋转轴线70基本上平行于测试波32和参考波34分别的传播方向32a和34a的角平分线。在这种情况下，“基本平行”被理解为意味着与平行布置的偏差不超过10°，特别是不超过5°。两个位移模块72和74例如以伸缩杆的形式布置在基板66上，支架60和62紧固在该位移模块上以便可倾斜。位移模块72和74允许支架60和62沿着平行于旋转轴线70布置的平移轴线76移位。由图1中弯曲的双箭头表示的支架60和62的可倾斜性与倾斜轴线78相关，该倾斜轴线78与旋转轴线70横向对准。

基板66相对于旋转轴线旋转180°，以便将测量设备10从图1左侧部分所示的第一测量配置重新定位到图中右侧部分所示的第二测量配置。此外，保持测试对象14的第一支架60沿着平移轴线76被推离基板66，而保持参考元件38的第二支架62沿着平移轴线76被推向基板66。此外，支架60和62相对于倾斜轴线78倾斜，使得测试对象14的表面12和参考元件38的参考表面40垂直于参考波34和测试波32的传播方向34a和32a布置。

根据示例性实施例，在测量操作期间，首先在图1的左侧部分中描绘的第一测量配置中执行使用测量，其中测试对象14被布置在测试波32的光路中。随后，在图1右侧部分所示的第二测量配置中执行比较测量，其中测试对象14和参考元件38互换。在评估装置54中，根据在使用测量和比较测量期间由检测器52捕获的干涉图来确定测试对象14的表面12与目标形状43的偏差。

在该过程中，使用在比较测量期间测得的至少一个干涉图、通过计算、从使用测量的结果中去除由衍射光学元件30引起的误差，例如衍射图案31中的写入误差、衍射光学元件30的表面缺陷和/或衍射光学元件30的对准误差。

如上文中关于图3所解释的，衍射光学元件30上的测试波32的产生区32e完全位于参考波34的产生区34e内，也就是说，两个产生区32e和34e具有重叠，该重叠对应于当前情况下的产生区32e，也就是说，对应于产生区32e的100％的面积，也就是说，两个产生区32e和34e中较小的那个被布置在重叠中。此外，较大的产生区34e具有不与产生区32e重叠的区域33f，该非重叠区域33f的面积占产生区34e的面积的不到20％。

考虑到这些情况，可以通过应用OR运算、借助于比较测量来去除在使用测量期间出现的、衍射光学元件30处的干涉反射。例如包含在测试波32中的干涉反射对使用测量的结果的影响不同于对比较测量的结果的影响。利用这一点，可以通过计算来消除其对整体测量的影响。相比之下，在利用测试对象14和参考元件38的互换布置的比较测量期间，产生区32e和34e的非重叠区域33f中的干涉反射无法通过应用OR运算来去除。由于非重叠区域33f比重叠区域小得多，所以总体上主要是通过应用OR运算来实现去除效果。

图4示出了测量设备10的另一示例性实施例，该测量设备10用于通过干涉测量法测量测试对象14的光学表面12的形状相对于参考形状41的偏差。与根据图1的示例性实施例中的一样，测试对象14实施为图13所示的投射曝光设备101的反射镜M4。根据图4的示例性实施例与根据图1的示例性实施例的不同之处在于，测试对象14和参考元件38被布置为使得这两个对象仅通过围绕旋转轴线70的旋转就可以互换。如上文已经提到的，互换测试对象14和参考元件38应当被理解为意味着互换测试对象14和参考元件38的各自的位置、各自的方位和各自的倾斜位置。

在图4的左侧部分中示出了处于第一测量配置中的测量设备10，其中执行使用测量，并且在图4的右侧部分中示出了处于第二测量配置中的测量设备10，其中测试对象14和参考元件38以互换的方式布置并且其中执行比较测量。为了简化附图，辐射源20、分束器28和观察单元46分别从根据图4的视图中省略。

为了仅通过围绕旋转轴线70的旋转就实现包括测试对象14和参考元件38的两个对象的互换，这两个对象相对于中心轴线36对称地布置，该中心轴线36对应于旋转轴线70。在这种情况下，两个对象被布置为使得测试对象14的表面12和参考元件38的参考表面40在中心区域中相对于重力G分别倾斜相同的角度β。然而，角度β不同于角度α，在根据图13的投射曝光设备101中，通过测试对象12体现的反射镜M4相对于重力G倾斜该角度α。此外，测试对象和参考元件38被布置在离衍射光学元件30相同的距离处。

考虑到互换运动期间的简化要求，根据图4的致动模块64仅包括一个围绕旋转轴线70的旋转装置。不需要在根据图1的示例性实施例中提供的位移模块72和74以及围绕倾斜轴线78的可倾斜性。

图5示出了沿着图4中的线V-V’的参考元件38的视图，也就是说，包括参考表面40的参考元件38的下侧的平面图(参见图2)。由于测试对象14和参考元件38的对称布置，参考表面40上由参考波34照射的另一测量区域58具有与表面12上由测试波32照射的测量区域56(其对应于投射曝光设备101中的表面12的使用区域)相同的尺寸。特别地，测量区域58在图4的图纸平面中的直径58d也与测量区域56在图纸平面中的直径56d大小相同。

图6示出了在沿着图4中的线VI-VI’的衍射光学元件30的视图中，即：在具有衍射图案31的衍射光学元件30的侧面的平面图中，衍射光学元件30上测试波32或参考波34的各自的产生区32e或34e或者各自的覆盖区(参见图3)。照射测量区域56的测试波32的产生区32e与照射测量区域58的参考波34的产生区34e大小相同，并且相对于产生区34e至少近似一致地布置。换句话说，在本示例性实施例中，产生区32e和34e具有重叠，该重叠既对应于产生区32e、又对应于产生区34e。与根据图3的示例性实施例不同，这里不存在非重叠区域33f，并且在使用测量和比较测量两个过程中，都可以在整个区域上实施应用用于消除目的的OR运算。

图7示出了测量设备10的另一示例性实施例，该测量设备10用于通过干涉测量法测量测试对象14的光学表面12的形状相对于参考形状41的偏差。这里，如在根据图4的示例性实施例中一样，测试对象14实施为图13中所示的投射曝光设备101的反射镜；然而，该反射镜不同于在根据图4的示例性实施例中使用的反射镜M4，如下文详细解释的。根据图7的测量设备10的示例性实施例在很大程度上对应于根据图4的测量设备10，特别是测试对象14和参考元件38被布置为使得它们仅通过围绕旋转轴线70的旋转就可以互换。

在图7的左侧部分中示出了处于第一测量配置中的测量设备10，其中执行使用测量，并且在图7的右侧部分中示出了处于第二测量配置中的测量设备10，其中测试对象14和参考元件38以互换的方式布置并且其中执行比较测量。为了简化附图，辐射源20、分束器28和观察单元分别从根据图7的视图中省略。

根据图7的示例性实施例的不同之处仅在于，与投射曝光设备101中的测试对象14的表面12的使用区域相对应的、表面12上的测量区域56与参考元件38上的测量区域58不完全一致，如下面参考图8详细解释的。为了说明的目的，图7描绘了虚拟测试波32f(使用实线)和虚拟参考波34f(使用带有短划线的虚线)。在图7左侧部分所示的第一测量配置中，虚拟测试波32f精确地照射表面12上的测量区域56，虚拟参考波34f精确地照射参考表面40上的测量区域58，该测量区域58对应于图7右侧部分所示的第二测量配置中表面12的使用区域或测量区域56。

图8示出了沿着图7中的线VIII-VIII’的参考元件38的视图，也就是说，包括参考表面40的参考元件38的下侧的平面图(参见图2)。由于测试对象14和参考元件38的对称布置，参考表面40上由参考波34f照射的另一测量区域58具有与表面12上由测试波32f照射的测量区域56基本相同的面积，但是由于图8中描绘的测量区域56和58的平面图区域缺少x轴对称性，测量区域56和58不一致。在不一致的区域中存在测试波32f的非干涉区域80a和参考波34f的非干涉区域80b。测试波32f的非干涉区域80a在第一测量配置中阻止表面的相应部分的干涉测量，而参考波34f的非干涉区域80b在第二测量配置中阻止其干涉测量。

通过使衍射光学元件30围绕x轴和/或y轴倾斜，测量区域58可以相对于参考元件38上的测量区域56的对应部分移位。因此，必要时可以优化测量区域58与参考元件38上的测量区域56的对应部分的重叠。

为了补救测量区域56和58的不完全全等重叠(尽管进行了倾斜优化，但仍存在)的问题，衍射光学元件30在根据图7的示例性实施例中被配置为使得测试波32和参考波34分别相对于虚拟测试波32f和虚拟参考波34f延伸，从而使得相应的延伸的测量区域82在表面12和参考表面40上被照射。在图7中，延伸的测试波32和延伸的参考波34均由带有长划线的虚线描绘。从图8中可以明显看出，延伸的测量区域82被配置为使得测量区域56和58由此被完全包围。因此，针对虚拟波32f和34f描述的非干涉区域80a和80b也被延伸的测量区域82包围，从而使得光学表面12的对应于这些区域的部分也能够通过干涉测量法来测量。在图7中，测量区域56、另一测量区域58和延伸的测量区域82的直径56d、58d和82d分别被绘制在图平面中。

为了能够使用延伸的测量区域82，测试对象14的表面12已相对于测量区域56以相应放大的方式实施，该测量区域56当然对应于测试对象14在投射曝光设备101中的使用区域。换句话说，在用作测试对象14的反射镜的设计中，表面12被配置为略大于根据图13反射曝光辐射116所需的区域，也就是说，曝光辐射116的光路不覆盖反射镜的整个表面12，而是仅覆盖略小的使用区域。

图9示出了在沿着图7中的线IX-IX’的衍射光学元件30的视图中，也就是说，在具有衍射图案31的衍射光学元件30的侧面的平面图中，衍射光学元件30上的虚拟测试波32f或虚拟参考波34f的各自的产生区32e和34e或各自的覆盖区，以及延伸的测量区域82的投射区或覆盖区(参见图3)。

图10示出了测量设备10的另一示例性实施例，该测量设备10用于通过干涉测量法测量测试对象14的光学表面12的形状与参考元件38的参考形状41的偏差。举例来说，测试对象14实施为图13所示的投射曝光设备101的反射镜M6。反射镜M6的特征在于中心具有开口或孔84，投射曝光设备101的光路中的曝光辐射16在反射镜M5处被反射之后，在其被反射镜M6反射之前，所述曝光辐射16首先穿过该开口或孔。

图10的左侧部分示出了处于第一测量配置的测量设备10，其中执行使用测量；已经参考测量设备10的上述示例性实施例对其进行了解释。图10的右侧部分示出了处于第二测量配置的测量设备10，其中测试对象14和参考元件38以互换的方式布置，参考元件38以对应于测试对象的方式配置，区别在于参考表面40中的微小偏差，并且其中执行已经参照测量设备的上述示例性实施例解释过的比较测量。为了简化附图，辐射源20、分束器28和观察单元46分别从根据图10的视图中省略。

根据图10的测量设备10的示例性实施例与根据图1的测量设备10的不同之处在于，参考元件38和测试对象14连续布置，确切地说，在测试波32的传播方向32a的方向上连续布置。由衍射光学元件30生成的测试波32具有会聚光路，该会聚光路被配置为使得在第一测量配置中，在参考元件38的孔84中生成测试波32的焦散线86，因此测试波32可以不受阻碍地穿过参考元件38的孔84，并且在进一步的路径中以扩展波的形式入射到测试对象14的表面12上。参考波34以扩展波的形式由衍射光学元件30生成，并且入射到参考元件38的参考表面40上。通过返回的测试波32r和返回的参考波34r的叠加产生的干涉图的评估如参考根据图1的实施例描述的那样实现。

为了将第一测量配置转换成图10中右侧部分所示的测量设备10的第二测量配置，基板64被安装为围绕横向于测试波的传播方向32a布置的旋转轴线70旋转。此外，支架60和62被安装为分别围绕各自的旋转轴线88和90旋转。为了从第一测量配置转换到第二测量配置，基板此时相对于旋转轴线70旋转180°，并且支架60和62同样各自相对于旋转轴线88和90旋转180°。

在下文中，通过示例方式、参照图13描述上述微光刻投射曝光设备101的基本部件，其中可以使用通过上述测量设备10生产的光学元件。投射曝光设备101的基本结构及其部件的描述不应被解释为限制于此。这里描述的投射曝光设备101是用于EUV光刻的实施例。类似地，使用测量设备10生产的光学元件也可以用于DUV光刻的投射曝光设备中。此外，使用测量设备10生产的光学元件可以用于任何具有非球面或自由曲面的光学应用，例如用于渐进透镜等。

除了辐射源103外，投射曝光设备101的照明系统102还包括上述照明光学单元104，用于对物平面106中的物场105进行照明。这里曝光的是布置在物场105中的掩模母版107。掩模母版107由掩模母版支架108保持。掩模母版支架108可通过掩模母版位移驱动器109移位，特别是在扫描方向上移位。

为了说明的目的，在图13中描绘了笛卡尔xyz坐标系。y方向垂直于图纸平面而向内延伸。x方向水平延伸，z方向垂直延伸。图13中，扫描方向在x方向上延伸。z方向垂直于物平面106延伸。

投射曝光设备101还包括上面已经提到的投射镜头110。投射镜头110用于将物场105成像到像平面112中的像场111中。像平面112平行于物平面106延伸。替代地，物平面106和像平面112之间的角度也可以不为0°。

掩模母版107上的结构被成像到晶片113的光敏层上，晶片113被布置在像平面112中的像场111的区域中。晶片113由晶片支架114保持。晶片支架114可通过晶片位移驱动器115移位，特别是在y方向上移位。掩模母版107通过掩模母版位移驱动器109的移位和晶片113通过晶片位移驱动器115的移位可以是彼此同步的。

辐射源103是EUV辐射源。辐射源103发射曝光辐射116，特别是以EUV辐射的形式，其在下文中也被称为使用辐射。特别地，使用辐射具有在5nm和30nm之间的范围内的波长，特别是大约13.5nm或大约6.8nm的波长。辐射源103可以是等离子体源，例如LPP(“激光生成的等离子体”)源或GDPP(“气体放电生成的等离子体”)源。其也可以是基于同步加速器的辐射源。辐射源103也可以是自由电子激光器(FEL)。

从辐射源103发出的曝光辐射116被集光器117聚焦。集光器117可以是具有一个或多个椭圆形和/或双曲面反射表面的集光器。曝光辐射116可以以掠入射(GI)，也就是说入射角大于45°的方式，或者以法向入射(NI)，也就是说入射角小于45°的方式，入射到集光器117的至少一个反射表面上。集光器117可以被结构化和/或涂覆，从而首先用于优化其对使用辐射的反射率，其次用于抑制外来光。

曝光辐射116传播通过集光器117下游的中间焦平面118中的中间焦点。中间焦平面118可以代表具有辐射源103和集光器117的辐射源模块与照明光学单元104之间的间隔。曝光辐射116通过照明光学单元104和投射镜头110的路径在下文中被称为使用光路124。

照明光学单元104包括偏转镜119和在光路中布置在其下游的第一分面镜120。偏转镜119可以是平面偏转镜，或者替代地，可以是具有超出纯偏转效果的光束影响效果的反射镜。作为替代或补充，反射镜119可以实施为光谱过滤器，其将曝光辐射116的使用光波长与波长偏离该使用光波长的外来光分离。如果第一分面镜120被布置在照明光学单元104的与物平面106光学共轭的、作为场平面的平面中，则该分面镜也被称为场分面镜。第一分面镜120包括多个单独的第一分面121，其在下文中也被称为场分面。在图13中仅以示例的方式示出了这些分面121中的几个。

第一分面121可以是宏观分面的形式，特别是矩形分面的形式，或者是具有弓形外围轮廓或者外围轮廓形成为部分圆形的分面的形式。第一分面121可以是平面分面的形式，或者替代地是具有凸曲率或凹曲率的分面。

例如从DE 10 2008 009 600 A1中可知，第一分面121本身也可以分别由多个单独的反射镜构成，特别是由多个微镜构成。第一分面镜120尤其可以是微机电系统(MEMS系统)的形式。关于细节，可以参考DE 10 2008 009 600A1。

曝光辐射116在集光器117和偏转镜119之间水平行进，也就是说，在y方向上行进。

在照明光学单元104的使用光路中，前述第二分面镜122布置在第一分面镜120的下游。如果第二分面镜122被布置在照明光学单元104的光瞳平面中，其也被称为光瞳分面镜。第二分面镜122也可以被布置在距照明光学单元104的光瞳平面一定距离处。在这种情况下，第一分面镜120和第二分面镜122的组合也被称为镜面反射器。从US2006/0132747A1、EP 1 614 008B1和US 6,573,978中已知镜面反射器。

第二分面镜122包括多个第二分面123。在光瞳分面镜的情况下，第二分面123也被称为光瞳分面。

第二分面123同样可以是宏观分面，其例如可以具有圆形、矩形或者六边形边界，或者替代地可以是由微镜构成的分面。在这方面，同样可以参考DE 10 2008 009 600A1。

第二分面123可以具有平面反射表面，或者替代地具有带凸曲率或凹曲率的反射表面。

照明光学单元104因此形成双分面系统。这个基本原理也被称为蝇眼积分器。

将第二分面镜122不精确地布置在与投射镜头119的光瞳平面光学共轭的平面中可能是有利的。

使用第二分面镜122将各个第一分面121成像到物场105中。第二分面镜122是物场105上游的使用光路124中的最后一个光束成形反射镜，或者实际上是用于曝光辐射116的最后一个反射镜。

在照明光学单元104的另一实施例(未示出)中，传输光学单元可以被布置在第二分面镜122和物场105之间的使用光路中，该传输光学单元特别有助于将第一分面121成像到物场105中。传输光学单元可以具有正好一个反射镜，或者替代地具有两个或更多个反射镜，这些反射镜一个接一个地布置在照明光学单元104的使用光路中。传输光学单元尤其可以包括一个或两个法向入射镜(NI镜)和/或一个或两个掠入射镜(GI镜)。

在图13所示的实施例中，照明光学单元104在集光器117的下游包括正好三个反射镜，具体是偏转镜119、场分面镜120和光瞳分面镜122。

在照明光学单元104的另一实施例中，也可以省去偏转镜119，因此照明光学单元104可以在集光器117的下游具有正好两个反射镜，具体地说是第一分面镜120和第二分面镜122。

借助于第二分面123或者使用第二分面123和传输光学单元将第一分面121成像到物平面106中的成像通常只是近似成像。

投射镜头110包括多个反射镜Mi，这些反射镜根据它们在投射曝光设备101的使用光路中的排列顺序而被编号。

在图13所示的示例中，投射镜头110包括从M1到M6的六个反射镜。具有四个、八个、十个、十二个或任何其他数量的反射镜Mi的替代方案同样是可能的。倒数第二个反射镜M5和最后一个反射镜M6分别具有用于曝光辐射116的前述孔84形式的通道开口。投射镜头110是双重遮蔽的光学单元。投射镜头110的像侧数值孔径大于0.5，也可以大于0.6，例如可以是0.7或0.75。

反射镜Mi的反射表面可以是没有旋转对称轴的自由曲面的形式。替代地，至少一些反射镜Mi的反射表面可以被设计为非球面，该非球面具有反射表面形状的正好一个旋转对称轴。正如照明光学单元4的反射镜一样，反射镜Mi可以具有用于曝光辐射116的高度反射涂层。这些涂层可以被设计为多层涂层，特别是具有钼和硅的交替层。

投射镜头110在物场105的中心的y坐标和像场111的中心的y坐标之间、在y方向上具有大的物像偏移。y方向上的该物像偏移可以与物平面106和像平面112之间的z距离具有大致相同的大小。

投射镜头110尤其可以具有变形的形式。特别地，其在x和y方向上具有不同的成像比例β_x、β_y。投射镜头110的这两个成像比例β_x、β_y优选为(β_x,β_y)＝(+/-0.25,/+-0.125)。正成像比例β意味着成像没有图像反转。成像比例β的负号意味着图像是反转成像的。

投射镜头110因此导致在x方向上、也就是说在垂直于扫描方向的方向上以4∶1的比率缩小。投射镜头110导致在y方向上、也就是说在扫描方向上以8∶1的比率缩小。其他成像比例同样是可能的。在x方向和y方向上具有相同符号和相同绝对值的成像比例也是可能的，例如绝对值为0.125或0.25。

根据投射镜头110的形式，在物场105和像场111之间的使用光路中，x方向和y方向上的中间像平面的数量可以相同，也可以不同。从US2018/0074303A1中已知在x和y方向上具有不同数量的这种中间图像的投射镜头的示例。

在不同情况下，其中一个光瞳分面123被分配给其中正好一个场分面121，以形成用于对物场105照明的相应照明通道。特别地，这可以根据科勒原理产生照明。借助于场分面121，远场被分解成多个物场105。场分面121在分别分配给其的光瞳分面123上生成多个中间焦点的图像。

通过分配的光瞳分面123，该场分面121在不同情况下以彼此重叠的方式成像到掩模母版107上，以用于对物场105照明。物场105的照明特别是尽可能均匀的。其优选具有小于2％的均匀性误差。可以通过叠加不同的照明通道来实现场均匀性。

投射镜头110的入射光瞳的照明在几何上可以通过光瞳分面的布置来定义。投射镜头110的入射光瞳中的强度分布可以通过选择照明通道来设置，特别是通过选择用于引导光的光瞳分面的子集。这种强度分布也被称为照明设置。

通过照明通道的重新分布，可以实现照明光学单元104的照明光瞳中以定义方式被照明的部分区域中同样优选的光瞳均匀性。

下面描述物场105的照明、特别是投射镜头110的入射光瞳的照明的更多方面和细节。

特别地，镜头110可以包括同心入射光瞳。该同心入射光瞳是可以接近的。也可以是无法接近的。

投射镜头110的入射光瞳通常不能通过光瞳分面镜122来精确照明。当对将光瞳分面镜122的中心以远心方式成像到晶片113上的投射镜头110成像时，孔径射线通常不在单个点处相交。然而，有可能找到这样一个区域，在该区域中，以成对的方式确定的孔径射线的间距最小。该区域代表入射光瞳或者与其共轭的真实空间中的区域。特别地，该区域具有有限的曲率。

对于切向光路和矢状光路，投射镜头110可能具有不同的入射光瞳姿态。在这种情况下，应该在第二分面镜122和掩模母版107之间提供成像元件，特别是传输光学单元的光学组成部分。借助于该光学元件，可以将切向入射光瞳和矢状入射光瞳的不同姿态考虑在内。

在图13所示的照明光学单元104的部件的布置中，光瞳分面镜122被布置在与投射镜头110的入射光瞳共轭的表面中。场分面镜120相对于物平面105倾斜。第一分面镜120相对于由偏转镜119定义的布置平面倾斜。

第一分面镜120相对于由第二分面镜122定义的布置平面倾斜。

示例性实施例、实施例或实施例变型的上述描述应当被理解为是示例性的。由此实现的本公开首先使本领域技术人员能够理解本发明和与其相关的优点，其次包括对所描述的结构和方法的改变和修改，这些改变和修改对于本领域技术人员的理解也是显而易见的。因此，落入根据随附权利要求的定义的本发明的范围内的所有这些改变和修改，以及等同物，都旨在被权利要求的保护所覆盖。

参考符号列表

10测量设备

12表面

14测试对象

16旋转对称非球面

18球面

20辐射源

22测量辐射

24波导

26辐射生成模块

28分束器

30衍射光学元件

31衍射图案

32测试波

32a测试波的传播方向

32e测试波的产生区

32r返回的测试波

33f非重叠区域

34参考波

34a参考波的传播方向

34e参考波的产生区

34r返回的参考波

36中心轴线

38参考元件

40参考表面

41参考形状

42测试波的波前

43表面的目标形状

44参考波的波前

46观察单元

48光阑

50目镜

52检测器

54评估装置

56测量区域

56d测量区域的直径

58另一测量区域

58d另一测量区域的直径

60第一支架

62第二支架

64致动模块

66基板

70旋转轴线

72位移模块

74位移模块

76平移轴线

78倾斜轴线

80a非干涉区域

80b非干涉区域

82延伸的测量区域

82d延伸的测量区域的直径

84孔

86焦散线

88旋转轴线

90旋转轴线

101微光刻投射曝光设备

102照明系统

103辐射源

104照明光学单元

105物场

106物平面

107掩模母版

108掩模母版支架

109掩模母版位移驱动器

110投射镜头

111像场

112像平面

113晶片

114晶片支架

115晶片位移驱动器

116曝光辐射

117集光器

118中间焦平面

119偏转镜

120第一分面镜

121分面

122第二分面镜

123分面

124使用光路

M1-M6反射镜

FF自由曲面

Δ₁与旋转对称非球面的最小偏差

Δ₂与球面的最小偏差

Claims (19)

1.一种用于通过干涉测量法相对于参考形状测量测试对象的表面形状的测量设备，包括：

衍射光学元件，用于从测量辐射生成测试波，所述测试波的波前适应于所述测试对象的表面的目标形状，并且所述目标形状被配置为第一非球面，

参考元件，具有参考表面，所述参考表面具有参考形状，所述参考形状被配置为另一非球面，

第一支架，被配置为在测量配置中将所述测试对象布置在所述测试波的光路中，以及

另一支架，被配置为在所述测量配置中将所述参考元件布置在参考波的光路中。

2.如权利要求1所述的测量设备，其中，所述第一非球面和所述另一非球面均被配置为相应的自由曲面。

3.如权利要求1或2所述的测量设备，其中，所述衍射光学元件还被配置为生成所述参考波，所述参考波的波前适应于所述参考形状。

4.如权利要求3所述的测量设备，其中，所述衍射光学元件被编码至少两次，第一次编码被配置为生成所述测试波，第二次编码被配置为生成所述参考波。

5.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述参考形状与所述测试对象的表面的目标形状的偏差不超过500μm。

6.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，位于布置在所述测量配置中的所述测试对象的表面处的所述测试波的波前与位于所述参考表面处的所述参考波的波前的偏差不超过500μm。

7.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述测试对象的表面具有测量区域，在所述测量配置中由所述测试波照射所述测量区域，并且所述参考元件包括另一测量区域，在所述测量配置中由所述参考波照射所述另一测量区域，两个测量区域的面积之间的偏差为至少1％。

8.如权利要求3至7中任一项所述的测量设备，其中，生成所述测试波的、所述衍射光学元件的第一区域和生成所述参考波的、所述衍射光学元件的另一区域具有重叠，所述第一区域和所述另一区域中较大区域的面积的至少20％布置在所述重叠中。

9.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，两个支架安装在致动模块上，所述致动模块被配置为移动所述两个支架，以便将所述测试对象和所述参考元件布置在另一测量配置中，使得所述测试对象和所述参考元件的各自的位置互换。

10.如权利要求9所述的测量设备，其中，所述致动模块被配置为移动所述两个支架，以将所述测试对象和所述参考元件布置在所述另一测量配置中，使得除了各自的位置外，所述测试对象和所述参考元件各自的方位和各自的倾斜位置也被互换。

11.如权利要求9或10所述的测量设备，其中，所述致动模块被配置为使所述两个支架围绕公共旋转轴线旋转。

12.如权利要求9至11中任一项所述的测量设备，其中，所述致动模块被配置为使至少一个所述支架在平移方向上移位和/或使至少一个所述支架倾斜。

13.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述衍射光学元件被配置为生成具有传播方向的所述测试波和所述参考波，每个所述传播方向相对于传播方向的对称布置的偏差不超过5°，处于对称布置的传播方向相对于垂直于所述衍射光学元件的衍射图案的轴线对称布置。

14.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述参考形状适应于测试对象表面的目标形状，并且所述两个支架被布置为使得由所述第一支架保持的所述测试对象相对于重力方向的倾斜位置对应于由所述第二支架保持的所述参考元件相对于重力方向的倾斜位置。

15.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，在所述测量配置中，所述测试对象和所述参考元件连续布置，并且在所述测试波和所述参考波的光路中具有部分重叠的位置。

16.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述衍射光学元件被配置为将所述测试波辐射到所述表面的测量区域上，所述测量区域相对于所述表面的使用区域延伸。

17.如前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中，所述参考元件具有孔，并且所述衍射光学元件被配置为生成具有会聚光路的所述测试波，使得在布置于所述参考波的光路中的所述参考元件的所述孔中生成所述测试波的焦散线。

18.一种通过干涉测量法相对于参考形状测量测试对象的表面形状的方法，包括以下步骤：

将通过衍射光学元件生成的测试波的至少一部分辐射到借助于第一支架布置在所述测试波的光路中的测试对象的表面上，所述测试波的波前适应于所述测试对象的表面的目标形状，并且所述目标形状被配置为第一非球面，

借助于另一支架将参考元件布置在参考波的光路中，所述参考元件包括具有参考形状的参考表面，并且所述参考形状被配置为另一非球面，以及

在所述测试波与所述测试对象的表面相互作用之后，将所述测试波与所述参考波叠加，所述参考波的辐射暴露于与所述参考表面的相互作用。

19.如权利要求20所述的方法，其中，通过将测量辐射辐射到衍射光学元件上来生成所述测试波和所述参考波，在所述参考波与参考表面相互作用之后，所述测试波与所述参考波叠加。