DE102008001448A1

DE102008001448A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems

Info

Publication number: DE102008001448A1
Application number: DE102008001448A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Wegmann
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-01-08

Abstract

Ein Verfahren zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems umfasst die folgenden Schritte: Beleuchten einer Objektstruktur (22) mit Beleuchtungslicht (24) mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen, Erzeugen einer Bildwelle (30) durch Abbildung der beleuchteten Objektstruktur (22) mittels des Abbildungssystems (12) in eine Bildebene (52) des Abbildungssystems (12), sowie sequentielles wellenlängenselektives Vermessen der Wellenfront der Bildwelle (30) in der Bildebene (52) für jede der unterschiedlichen Wellenlängen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für eine Vorrichtung zum Messen von Abbildungsfehlern eines optischen Abbildungssystems an unterschiedlichen Feldpunkten des Abbildungssystems.
Auf vielen Gebieten der Technik werden optische Abbildungssysteme eingesetzt, an die hinsichtlich ihrer Abbildungsqualität immer höhere Anforderungen gestellt werden. Ein Beispiel ist die photolithografische Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen fein strukturierten Bauteilen, bei der mit Hilfe von Hochleistungs-Projektionsobjektiven Strukturen im Submikrometerbereich erzeugt werden. Ein anderes Beispiel sind Photoobjektive aller Art, an die in der Regel geringere Anforderungen bezüglich der Abbildungsqualität gestellt werden.
Abbildungsoptiken haben häufig einen aufwändigen optischen Aufbau mit einer Vielzahl von Linsen, der es in der Regel unmöglich macht, die optischen Eigenschaften aus theoretischen Rechnungen abzuleiten. Daher müssen die optischen Eigenschaften von Abbildungssystemen zuverlässig gemessen werden. Die Genauigkeit der zur Prüfung dieser Abbildungssysteme verwendeten Prüfverfahren wird dabei normalerweise den Anforderungen an die Abbildungsgenauigkeit der Abbildungssysteme angepasst. Häufig werden interferometrische Messverfahren zur Vermessung der Abbildungsqualität von optischen Abbildungssystemen eingesetzt. Beispielsweise wird eine nach Art eines Shearing-Interferometers arbeitende Vorrichtung zur Wellenfronterfassung verwendet. Bei dieser wird in der Objektebene des zu prüfenden Abbildungssystems eine mit inkohärentem Licht beleuchtete Maske angeordnet. Diese umfasst einen starren, beispielsweise aus Quarzglas gefertigten transparenten Träger, auf dem sich ein zweidimensionales Objektmuster befindet. In der Bildebene des Abbildungssystems ist ein als Beugungsgitter ausgebildetes Referenzmuster angeordnet. Durch die Überlagerung der durch Beugung erzeugten Wellen entsteht ein Überlagerungsmuster in Form eines Interferogrammes, das mit Hilfe eines geeigneten Detektors erfasst wird.
Allerdings kann die Abbildungsqualität von Objektiven, die für die Nutzung von mehr als einer diskreten Wellenlänge ausgelegt sind, mittels bekannten Verfahren oft nur unzureichend charakterisiert werden.
Zugrunde liegende Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Probleme zu lösen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum verbesserten Vermessen der Abbildungsqualität eines optischen Abbildungssystems vorzusehen, womit insbesondere eine im Betrieb einer Belichtungsanlage für die Lithographie auftretende Veränderung der optischen Abbildungsqualität einer Projektionsoptik mit hoher Genauigkeit vermessen werden kann.
Erfindungsgemäße Lösung
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems gelöst, welches die folgenden Schritte aufweist: Beleuchten einer Objektstruktur mit Beleuchtungslicht mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen, Erzeugen einer Bildwelle durch Abbildung der beleuchteten Objektstruktur mittels des Abbildungssystems in eine Bildebene des Abbildungssystems, sowie sequentielles wellenlängen selektives Vermessen der Wellenfront der Bildwelle in der Bildebene für jede der unterschiedlichen Wellenlängen.
Darüber hinaus ist die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten einer Objektstruktur mit Beleuchtungslicht mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen, um eine Bildwelle durch Abbildung der beleuchteten Objektstruktur mittels des Abbildungssystems in eine Bildebene des Abbildungssystems zu erzeugen, sowie eine Detektoreinrichtung zum Vermessen der Wellenfront der Bildwelle in der Bildebene, wobei die Beleuchtungseinrichtung und die Detektoreinrichtung derart eingerichtet sind, dass die Wellenfront der Bildwelle sequentiell wellenlängenselektiv für jede der unterschiedlichen Wellenlängen vermessbar ist.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß eine Objektstruktur mit Beleuchtungslicht beleuchtet, das mindestens zwei verschiedene Wellenlängen aufweist. So kann die Objektstruktur entweder nacheinander mit Licht jeweils einer anderen der unterschiedlichen Wellenlängen oder auch gleichzeitig mit Licht der unterschiedlichen Wellenlängen beleuchtet werden. Eine derartige mit Beleuchtungslicht beleuchtete Objektstruktur ist beispielsweise eine Lochmaske, die abhängig vom gewählten Messverfahren eine angepasste Geometrie aufweist, z. B. ein rundes Pinhole sein kann, mit einem Durchmesser im Bereich der Wellenlänge des Beleuchtungslichtes oder kleiner als die Wellenlänge des Beleuchtungslichtes. Alternativ kann die Lochmaske z. B. quadratische Öffnungen aufweisen, die vielfach größer als die Wellenlänge sind und zur speziellen Gestaltung der räumlichen Kohärenz ausgebildet sind. Eine derartige kohärenzformende Maske ist vorteilhaft für den Fall, dass das Beleuchtungslicht verhältnismäßig inkohärent ist, wie beispielsweise das Licht eines Excimer-Lasers, welches oft in der Mikrolithographie verwendet wird. Unter einer vom Beleuchtungslicht beleuchteten Objektstruktur im Sinne der Erfindung wird zum Beispiel auch ein Faserende eines Lichtwellenleiters verstanden, welches die zur Formung der Kohärenzeigenschaften nötige Geometrie aufweist (z. B. quadratische Geometrie zur Ausbildung einer sinc-förmigen Kohärenzfunktion in zwei orthogonalen Richtungen) oder mit entsprechenden Lochmasken (z. B. periodisch angeordnete quadratische Öffnungen) versehen ist.
Erfindungsgemäß wird durch Abbilden der beleuchteten Objektstruktur mittels des Abbildungssystems in eine Bildebene des Abbildungssystems eine Bildwelle erzeugt. Erfindungsgemäß wird weiterhin die Wellenfront der Bildwelle in der Bildebene für jede der unterschiedlichen Wellenlängen sequenziell wellenlängenselektiv vermessen. Damit wird zunächst die Wellenfront der Bildwelle für eine erste der unterschiedlichen Wellenlängen, daraufhin für eine zweite der unterschiedlichen Wellenlängen, und gegebenenfalls für weitere Wellenlängen vermessen.
Das Vermessen der Wellenfront kann beispielsweise mittels interferometrischer Messung, oder mittels dem Fachmann bekannten Hartmann-, Shack-Hartmann- bzw. Hartmann-ähnlichen Verfahren erfolgen. Eine interferometrische Messung erfolgt beispielsweise mittels eines Lateral Shearing Interferometers, welches z. B. in Kapitel 3.4 des Fachbuches von Daniel Malaccra, Optical Shop Testing, Second Edition, Wiley Interscience Publication (1992) beschrieben ist. Weitere Interferometertypen zum Vermessen der Wellenfront umfassen z. B. Twyman-Green Interferometer, Point-Diffraction Interferometer (siehe z. B. Kaptel 2.1 des o. g. Fachbuches von Daniel Malaccra), und andere Arten von Shearing-Interferometern.
Durch das erfindungsgemäße sequentielle wellenlängenselektive Vermessen der Wellenfront der Bildwelle können die chromatischen Abbildungsfehler des optischen Abbildungssystems genau vermessen werden. Die Kenntnis der chromatischen Abbildungsfehler ermöglicht die Optimierung des optischen Abbildungssystems durch Justage der einzelnen optischen Elemente des Abbildungssystems. Das erfindungsgemäße sequentielle wellenlängenselektive Vermessen der Wellenfront ermöglicht weiterhin die Vermessung eines Projektionsobjektivs im in einer Belichtungsanlage für die Mikrolithographie montierten Zustand. Dies ist möglich, da eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Detektoreinrichtung ausreichend kompakt gestaltet werden kann. Eine herkömmliche Belichtungsanlage für die Mikrolithographie kann damit ohne großen Aufwand zur wellenlängenabhängigen Vermessung der Projektionsoptik umkonfiguriert werden. Chromatische Abbildungseigenschaften der Projektionsoptik können damit während des Betriebs der Belichtungsanlage überwacht werden. Dies ermöglicht ein Monitoring verschiedener Störeinflüsse, zum Beispiel von Lens-Heating, und eine darauf abgestimmte Regelung von Aberrationen.
In einer Ausführungsform nach der Erfindung werden beim sequentiellen wellenlängenselektiven Vermessen der Wellenfront der Bildwelle nacheinander unterschiedliche Wellenlängenfilter im Strahlengang der Bildwelle angeordnet, wobei ein erster der Wellenlängenfilter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen aus der Bildwelle und ein zweiter der Wellenlängenfilter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen aus der Bildwelle ausgelegt ist. Unter monochromatischem Licht im Sinne der Anmeldung wird schmalbandiges Licht verstanden, welches im Hinblick auf den Abstand zwischen zwei benachbarten Werten der unterschiedlichen Wellenlängen schmalbandig genug ist, dass der benachbarte Wellenlängenwert nicht in ihrem Spektrum enthalten ist. Weiterhin sei der Begriff monochromatisch lediglich auf das Wellenlängenintervall, in dem die unterschiedlichen Wellenlängen liegen, bezogen. Das sequentielle wellenlängenselektives Vermessen der Wellenfront durch nacheinander Anordnen unterschiedlicher Wellenlängenfilter im Strahlengang der Bildwelle kann beispielsweise mittels einer Detektoreinrichtung erfolgen, welche ein vor einer Detektorkamera angeordnetes Filterrad aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst das Beleuchtungslicht ein erstes monochromatisches Beleuchtungslicht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen und ein zweites monochromatisches Beleuchtungslicht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen, und die Objektstruktur wird sequentiell mit dem ersten Beleuchtungslicht und dem zweiten Beleuchtungslicht beleuchtet. Damit wird die Objektstruktur zunächst mit dem ersten, die erste Wellenlänge aufweisenden Beleuchtungslicht und daraufhin mit dem zweiten, die zweite Wellenlänge aufweisenden Beleuchtungslicht beleuchtet. Dieses sequentielle Beleuchten ermöglicht eine kompakte Bauweise der Detektoreinrichtung zum sequentiellen wellenlängenselektiven Vermessen der Wellenfront. Die Detektoreinrichtung muss damit nämlich nicht dazu eingerichtet sein, die Wellenlängen selbst zu selektieren.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird die Objektstruktur sequentiell mittels mindestens einer ersten monochromatischen Lichtquelle und mittels einer zweiten monochromatischen Lichtquelle beleuchtet, wobei die erste Lichtquelle das erste monochromatische Beleuchtungslicht und die zweite Lichtquelle das zweite monochromatische Beleuchtungslicht emittiert. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt das sequentielle Beleuchten durch Verschieben einer Anordnung der mindestes zwei Lichtquellen quer zur optischen Achse des Abbildungssystems. Damit kann das sequentielle Beleuchten störunanfällig und robust realisiert werden. Das Verschieben quer zur optischen Achse des Abbildungssystems kann senkrecht zur optischen Achse oder auch im spitzen Winkel dazu erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung münden die Strahlengänge der einzelnen Lichtquellen in einem gemeinsamen, auf die Objektstruktur gerichteten Beleuchtungsstrahlengang und das sequentielle Beleuchten erfolgt durch selektives Einkoppeln der einzelnen Lichtquellen in den Beleuchtungsstrahlengang. Ein derartiges Einkoppeln der einzelnen Lichtquellen in den Beleuchtungsstrahlengang kann etwa mittels Spiegeln und/oder Strahlteilern erfolgen. Bei einer entsprechenden Anordnung der Lichtquellen kann die sequentielle Beleuchtung der Objektstruktur ohne Verschieben der Lichtquellen erfolgen. Dies verringert die Bauraumanforderungen im Beleuchtungsabschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt das selektive Einkoppeln der einzelnen Lichtquellen in den Beleuchtungsstrahlengang mittels Intensitätsmanipulatoren. So können etwa die von den einzelnen Lichtquellen ausgehenden Lichtwellen mittels Strahlteilern in den Beleuchtungsstrahlengang eingelenkt werden und selektiv mittels der Intensitätsmanipulatoren abgeschwächt bzw. abgeblockt werden. Die Intensitätsmaniulatoren können etwa als Blockierblenden oder Abschwächer ausgeführt sein.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird das erste monochromatische Beleuchtungslicht und das zweite monochromatische Beleuchtungslicht mittels einer einzigen Lichtquelle erzeugt. Damit können die Bauraumanforderungen in einer Projektionsbelichtungsanlage klein gehalten werden. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung emittiert die Lichtquelle multichromatisches Licht mit einem, die mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen aufweisenden Wellenlängenspektrum, und beim Beleuchten der Objektstruktur wird das erste monochromatische Beleuchtungslicht und das zweite monochromatische Beleuchtungslicht aus dem von der Lichtquelle emittierten Licht herausgefiltert. Dazu kann beispielsweise ein oder mehrere Filterräder oder ein Filterstapel dienen. Eine derartige multichromatische Lichtquelle kann beispielsweise eine Quecksilberhochdrucklampe sein. Quecksilberhochdrucklampen werden in der Lithographie neben Excimerlasern ebenfalls eingesetzt, und zwar mit Wellenlängen von 436 nm, 405 nm und 365 nm. Werden gleichzeitig mehrere Hg-Linien zur Belichtung genutzt, so müssen die Abbildungseigenschaften des optischen Abbildungssystems bei diesen Nutzwellenlängen bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird beim Beleuchten der Objektstruktur das Emissionsspektrum der Lichtquelle derart verändert, dass die Lichtquelle sequentiell das erste monochromatische Beleuchtungslicht und das zweite monochromatische Beleuchtungslicht emittiert. Dies kann beispielsweise mittels einer steuerbaren Lichtquelle, wie etwa mittels eines Diodenlasers, einer Farbdiode oder eines anderen durchstimmbaren Lasers, zum Beispiel einem Farbstofflaser, geschehen. Geeignet sind auch Lichtquellen mit integriertem Etalon zur Farbselektion und Lichtquellen mit steuerbarem Monochromator, wie etwa einem Gitter, einem Prisma oder einem wellenlängenselektiven Spiegel. Auch ein Laser mit einer sogenannten Impfwellenlänge (OPO = Optisch Parametrischer Oszillator) kann dazu verwendet werden. Bei einem derartigen Laser handelt es sich um einen verhältnismäßig breitbandigen Laser, wie etwa einen Excimer-Laser mit hoher Intensität, in den ein schmalbandiges Laserlicht mit geringer Intensität, wie etwa das Licht eines OPOs eingekoppelt wird. Dies ermöglicht die Erzeugung einer schmalbandigen Strahlung hoher Intensität innerhalb des Wellenlängenbereichs des breitbandigen Laserlichts. Durch Variation der Wellenlänge des Lichts mit der geringen Intensität kann die Wellenlänge des Laserlichts mit der hohen Intensität durchgestimmt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung werden mindestens zwei, an unterschiedlichen Orten in einer Objektebene des Abbildungssystems angeordnete Objektstrukturen mit dem Beleuchtungslicht beleuchtet, wobei sich das auf eine erste der Objektstrukturen eingestrahlte Beleuchtungslicht von dem auf eine zweite der Objektstrukturen eingestrahlte Beleuchtungslicht in einer optischen Eigenschaft unterscheidet. Damit können unterschiedliche Messkanäle durch das optische Abbildungssystem geschaffen werden. Das von den einzelnen Messkanälen geführte Beleuchtungslicht unterscheidet sich dabei in einer optischen Eigenschaft. Dies ermöglicht insbesondere die Messung von während des Betriebs einer Projektionsbelichtungsanlage auftretenden pupillennahen Effekten bzw. von Effekten, bei denen die Messung an unterschiedlichen Feldpunkten ausreichend gute Ergebnisse liefert, wie etwa bei Lens-Heating-Effekten, mit hoher Effizienz. Die einzelnen Messkanäle durchlaufen nämlich die Pupille des Abbildungssystems am gleichen Punkt. Mittels der verschiedenen Messkanäle kann damit der Einfluss von Abbildungsfehlern auf die Bildwelle in Abhängigkeit von der optischen Eigenschaft des Beleuchtungslichts gemessen werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die optische Eigenschaft, in der sich das auf die erste Objektstruktur eingestrahlte Beleuchtungslicht von dem auf die zweite Objektstruktur eingestrahlten Beleuchtungslicht unterscheidet, der Intensitätsverlauf über den Strahlquerschnitt des Beleuchtungslichts, das Wellenlängenspektrum des Beleuchtungslichts, die Hauptstrahlrichtung des Beleuchtungslichts, die Polarisation des Beleuchtungslichts, und/oder die Homogenität der mit dem Beleuchtungslicht bewirkten Pupillenausleuchtung des Abbildungssystems. Damit lässt sich die Intensitätsabhängigkeit, die Wellenlängenabhängigkeit, die Abhängigkeit von der objektseitigen Telezentrie, die Polarisationsabhängigkeit bzw. die Abhängigkeit von der Homogenität der Pupillenausleuchtung der Abbildungsfehler des optischen Abbildungssystems vermessen. Falls sich das auf die erste Objektstruktur eingestrahlte Beleuchtungslicht von dem auf die zweite Objektstruktur eingestrahlten Beleuchtungslicht in der Polarisation unterscheidet, kann sich dies die lineare und/oder zirkulare Polarisation betreffen.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird das Beleuchtungslicht von einer Beleuchtungseinrichtung erzeugt und nach einem ersten Beleuchten der Objektstrukturen die Beleuchtungseinrichtung und das optische Abbildungssystem relativ zueinander quer zu einer optischen Achse des Abbildungssystems derart verschoben, dass bei einem darauffolgenden weiteren Beleuchten der Objektstrukturen die einzelne Objektstruktur mit Beleuchtungslicht beleuchtet wird, das sich in der optischen Eigenschaft von Beleuchtungslicht unterscheidet, mit dem die entsprechende Objektstruktur bei dem ersten Beleuchten beleuchtet wurde. Durch ein Verschieben der Beleuchtungseinrichtung relativ zum optischen Abbildungssystem kann eine bestimmte Objektstruktur mittels Beleuchtungslichts unterschiedlicher optischer Eigenschaften, wie etwa unterschiedlicher Polarisation beleuchtet werden. Hiermit lassen sich Abbildungsfehler des optischen Abbildungssystems über das gesamte Abbildungsfeld in Abhängigkeit von der optischen Eigenschaft vermessen.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird das Beleuchtungslicht mittels eines Lichtleiters auf die Objektstruktur eingestrahlt. In diesem Fall kann die Objektstruktur durch das Endstück des Lichtleiters gebildet werden. Die von dem Lichtleiter ausgestrahlte Welle entspricht dann einer Welle, die mittels eines als Objektstruktur dienenden Pinholes einer Maske erzeugt ist. Mittels eines derartigen Lichtleiters kann die optische Abbildungseinrichtung maskenlos vermessen werden. Auf das Faserende kann auch eine kohärenzformende Maske aufgebracht sein, und zwar direkt z. B. als Chrommaske auf dem Faserkern oder als Chrommaske auf einem dünnen Träger und fest verbunden mit dem Faserende.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung enthält das die Objektstruktur beleuchtende Beleuchtungslicht die mindestens zwei Wellenlängen gleichzeitig. Dieses Beleuchtungslicht kann beispielsweise mittels einer multichromatischen Lichtquelle erzeugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird das Beleuchtungslicht von mehreren monochromatischen Lichtwellen erzeugt, deren einzelne Strahlengänge in einen gemeinsamen, auf die Objektstruktur gerichteten Beleuchtungsstrahlengang münden. In diesem Fall kann die chromatische Zusammensetzung des Beleuchtungslichts flexibel durch jeweiliges Ein- oder Ausblenden einzelner monochromatischer Lichtquellen verändert werden. Auch kann die chromatische Verteilung des Beleuchtungslichts durch eine entsprechend genaue Einstellung der jeweiligen Wellenlänge der monochromatischen Lichtwellen sehr genau gesteuert werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung werden aus der Bildwelle nacheinander mindestens zwei räumlich getrennte monochromatische Messwellen erzeugt, wobei eine erste der Messwellen eine erste der unterschiedlichen Wellenlängen und eine zweite der Messwellen eine zweite der unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen. Die mindestens zwei verschiedenen Messwellen können etwa mittels eines in den Strahlengang der Bildwelle einschiebbaren Spiegels erzeugt werden. In dem Fall, in dem der Spiegel nicht im Strahlengang der Bildwelle positioniert ist, wird mittels eines wellenlängenselektiven Filters die erste Messwelle erzeugt. Wird der Spiegel in schräger Stellung bezüglich der Ausbreitungsrichtung der Bildwelle in den Strahlengang der Bildwelle eingeführt, so wird die zweite Messwelle durch entsprechende Reflexion an dem Spiegel erzeugt. Die jeweiligen Messwellen können dann auf entsprechende Detektorkameras gelenkt werden. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung werden die Messwellen auf eine einzige Detektorfläche einer Detektorkamera gelenkt. Damit können Messfehler, die auf unterschiedliches Ansprechverhalten von Detektorkameras zurückzuführen sind, vermieden werden. Vorteilhafterweise ist die einzige Detektorfläche eben.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird beim Vermessen der Wellenfront die Bildwelle sequentiell für jede einzelne der unterschiedlichen Wellenlängen sinuskorrigiert. Eine Sinuskorrektur, d. h. eine Korrektur der Abbeschen Sinusbedingung bewirkt, dass der Abbildungsmaßstab β über alle das Abbildungssystem in verschiedenen Höhen passierenden Strahlen konstant ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Sinuskorrektur nacheinander für die einzelnen Wellenlängen, wodurch eine genauere Korrektur ermöglicht wird.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt die Sinuskorrektur mittels eines Mikroobjektivs mit zwei gegeneinander verschiebbaren optischen Elementen. Abhängig von der Wellenlänge können die optischen Elemente gegeneinander verschoben werden, wodurch die Sinuskorrektur verbessert erfolgen kann. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt die Sinuskorrektur durch rechnerische Korrektur von mittels einer Detektorkamera aufgezeichneten Messdaten. Eine derartige Korrektur ist entsprechend platzsparend, da keine bauliche Veränderung der Detektoreinrichtung nötig ist.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt die Vermessung der Wellenfront mittels eines ein Gitter aufweisenden Shearing-Interferometers, wobei das Gitter mehrere nebeneinander angeordnete Gitterstrukturen mit verschiedenen Gitterperioden aufweist und die einzelnen Gitterperioden an jeweils eine der unterschiedlichen Wellenlängen angepasst sind. Gemäß dieser Ausführungsform werden beim Vermessen der Wellenfront die einzelnen Gitterstrukturen sequentiell im Strahlengang der Bildwelle angeordnet. Die Gitterperioden sind vorteilhafterweise so ausgelegt, dass die Beugungswinkel und damit die Scherabstände auf der Detektorkamera für die verschiedenen Wellenlängen konstant sind. Dies ermöglicht die Verwendung des gleichen Rekonstruktionsalgorithmus für alle Wellenlängen.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird nach einem Vermessen der Wellenfront für das erste der unterschiedlichen Wellenlängen das Gitter und/oder die beleuchtete Objektstruktur quer zur optischen Achse des Abbildungssystems um eine Gitterstruktur verschoben. Nachdem zunächst die Wellenfront mit einer ersten Gitterstruktur vermessen wurde, wird daraufhin die Wellenfront abermals mittels einer anderen Gitterstruktur vermessen. Insbesondere wird das Gitter zusammen mit der Kamera verschoben. Dies stellt eine besonders robuste Möglichkeit der Vermessung der Wellenfront mittels eines Shearing-Interferometers bei den einzelnen Wellenlängen dar.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Gitter im Bereich der einzelnen Gitterstrukturen jeweilige wellenlängenselektive Filter auf, wobei ein erster der wellenlängenselektiven Filter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen und ein zweiter der wellenlängenselektiven Filter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen ausgebildet ist. Dies ermöglicht es, durch Verschiebung des Gitters gleichzeitig einerseits die entsprechende zu vermessende Wellenlänge aus der Bildwelle auszufiltern und andererseits die Gitterkonstante des Shearing-Gitters auf die Wellenlänge abzustimmen.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das wellenlängenselektive Vermessen der Wellenfront mittels einer Detektorkamera mit einer Detektorfläche, wobei auf der Detektorfläche wellenlängenselektive Filter angeordnet sind, von denen ein erster wellenlängenselektiver Filter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen und ein zweiter der wellenlängenselektiven Filter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen ausgebildet ist. Insbesondere kann jedes einzelne Pixel der Kamera mit einem Farbfilter belegt sein. Bei dieser Ausführungsform muss sichergestellt sein, dass beim Vermessen der Bildwelle deren Licht nacheinander auf die entsprechenden, mit den unterschiedlichen wellenlängenselektiven Filtern bedeckten Bereiche der Detektorfläche gelenkt wird.
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin mittels einer Beleuchtungseinrichtung für eine Vorrichtung zum Messen von Abbildungsfehlern eines optischen Abbildungssystems an unterschiedlichen Feldpunkten des Abbildungssystems gelöst. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst: mindestens zwei Beleuchtungsmittel zum Beleuchten von an unterschiedlichen Orten in einer Objektebene des Abbildungssystems angeordneten Objektstrukturen, wobei die Beleuchtungsmittel und die Objektstrukturen paarweise derart einander zugeordnet sind, dass das jeweilige Beleuchtungsmittel zum Beleuchten der dieser zugeordneten Objektstruktur angeordnet ist, um jeweils eine Bildwelle durch Abbildung der entsprechenden beleuchteten Objektstruktur mittels des optischen Abbildungssystems in eine Bildebene des optischen Abbildungssystems zu erzeugen, jedes der Beleuchtungsmittel zum Aussenden von Beleuchtungslicht mindestens zweier unterschiedlicher Wellen eingerichtet ist, und das von einem ersten der Beleuchtungsmittel ausgesendete Beleuchtungslicht sich von dem von einem zweiten der Beleuchtungsmittel ausgesendeten Beleuchtungslicht in einer optischen Eigenschaft unterscheidet.
Die Aufgabe ist weiterhin mittels einer Vorrichtung zum Messen von Abbildungsfehlern eines optischen Abbildungssystems an unterschiedlichen Feldpunkten gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst die vorgenannte erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung, eine Halteeinrichtung zum Halten des Abbildungssystems, sowie eine Detektoreinrichtung zum wellenlängenselektiven Vermessen der Wellenfronten der Bildwellen in der Bildebene.
Mit anderen Worten werden erfindungsgemäß mehrere Messkanäle zum Vermessen der optischen Abbildungseinrichtung geschaffen, indem Objektstrukturen an unterschiedlichen Feldpunkten mittels dem optischen Abbildungssystem abgebildet werden. Die Beleuchtung der einzelnen Feldpunkte geschieht mittels Beleuchtungslichts mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen, welches von Feldpunkt zu Feldpunkt eine andere optische Eigenschaft aufweist.
Mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung lassen sich pupillennahe Effekte, wie beispielsweise Lens-Heating-Effekte schnell und effizient vermessen. Die Strahlengänge zur Abbildung der einzelnen Objektstrukturen verlaufen durch den gleichen Punkt in der Pupille des optischen Abbildungssystems. Damit können mittels der mehrkanaligen Messung die Einflüsse unterschiedlicher optischer Eigenschaften, wie etwa unterschiedlicher Polarisationen auf die Abbildungsqualität in Abhängigkeit der Beleuchtungswellenlänge vermessen werden. Das Beleuchtungssystem einer herkömmlichen Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie kann ohne größeren Aufwand in die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung umkonfiguriert werden. Damit kann erfindungsgemäß die Beleuchtungseinrichtung während ihres Betriebs regelmäßig hinsichtlich einer Veränderung der optischen Abbildungsqualität der Projektionsoptik mit hoher Genauigkeit vermessen werden.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist die optische Eigenschaft, in der sich das von dem ersten Beleuchtungsmittel ausgesendete Beleuchtungslicht von dem von dem zweiten Beleuchtungsmittel ausgesendeten Beleuchtungslicht unterscheidet, der Intensitätsverlauf über den Strahlquerschnitt des Beleuchtungslichts, das Wellenlängenspektrum des Beleuchtungslichts, die Hauptstrahlrichtung des Beleuchtungslichts, die Polarisation des Beleuchtungslichts und/oder die Homogenität der mit dem Beleuchtungslicht bewirkten Pupillenausleuchtung des Abbildungssystems. Wie bereits vorstehend erläutert, kann damit die wellenlängenspezifische Abhängigkeit der Abbildungsqualität des optischen Abbildungssystems von dem Intensitätsverlauf über den Strahlquerschnitt des Beleuchtungslichts, dem Wellenlängenspektrum des Beleuchtungslichts, der objektseitigen Telezentrie, der Polarisation des Beleuchtungslichts und/oder der Homogenität der Pupillenausleuchtung bestimmt werden.
In einer Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung sind die Beleuchtungseinrichtung und die Halteeinrichtung derart relativ zueinander entlang der Objektebene des Abbildungssystems verschiebbar, dass die Objektstrukturen sequentiell jeweils mit sich in einer optischen Eigenschaft unterscheidendem Beleuchtungslicht beleuchtbar sind. Damit kann das optische Abbildungssystem an über das gesamte Feld verteilten Feldpunkten jeweils hinsichtlich seiner wellenlängenselektiven Abbildungsqualität in Abhängigkeit der optischen Eigenschaft vermessen werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die Detektoreinrichtung dazu eingerichtet, die Bildwelle räumlich in mindestens zwei monochromatische Teilwellen aufzuspalten, wobei eine erste der Teilwellen eine erste der unterschiedlichen Wellenlängen und eine zweite der Teilwellen eine zweite der unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen. Eine derartige räumliche Aufspaltung kann etwa mittels eines Strahlteilers und entsprechenden wellenlängenselektiven Filtern in den Strahlengängen der vom Strahlteiler erzeugten Teilwellen geschaffen werden. Die Detektoreinrichtung ermöglicht eine parallele Vermessung der Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich der verschiedenen Wellenlängen.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung weist die Detektoreinrichtung eine Detektorkamera mit einer einzigen Detektorfläche auf und ist dazu eingerichtet, die Teilwellen auf die Detektorfläche zu lenken. In dieser Ausführungsform kann die Detektorkamera besonders leicht mit einzelnen Komponenten der Messvorrichtung, wie etwa einer gepulsten Lichtquelle, phasenschiebender Gitter oder Shutter synchronisiert werden.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden. Die sich daraus ergebenden vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen von der Offenbarung der Erfindung ausdrücklich umfasst sein. Das gleiche gilt umgekehrt. Weiterhin beziehen sich die bezüglich der vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorstehend aufgeführten Vorteile damit auch auf die entsprechenden vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems mit einer Beleuchtungseinrichtung und einer Detektoreinrichtung in jeweils einer ersten Ausführungsform,
2 die erfindungsgemäße Detektoreinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
3 die erfindungsgemäße Detektoreinrichtung in einer dritten Ausführungsform,
4 die erfindungsgemäße Detektoreinrichtung in einer vierten Ausführungsform,
5 die erfindungsgemäße Detektoreinrichtung in einer fünften Ausführungsform,
6 die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
7 die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in einer dritten Ausführungsform,
8 die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in einer vierten Ausführungsform,
9 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten mehrerer Feldpunkte mittels einzelner Beleuchtungsmittel,
10a bis 10g unterschiedliche Ausführungen einzelner Beleuchtungsmittel zum Beleuchten eines jeweiligen Feldpunktes,
11 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems mit einer Beleuchtungseinrichtung sowie einer Detektoreinrichtung,
12 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung für die Messvorrichtung gemäß 11, sowie
13 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung für die Messvorrichtung gemäß 11.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
1 veranschaulicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems 12. Das optische Abbildungssystem 12 wird von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Halteeinrichtung gehalten. Die Messvorrichtung 10 umfasst ein Beleuchtungsmodul 18 sowie eine Detektoreinrichtung 16. Das Beleuchtungsmittel 18 wiederum umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 14 sowie eine kohärenzformende Messmaske 20. Die Beleuchtungseinrichtung 14 ist dazu eingerichtet, eine Objektstruktur 22 der Messmaske 20 mit Beleuchtungslicht 24 mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen zu beleuchten. Dazu umfasst die Beleuchtungseinrichtung 14 eine Lichtquelle 26, die in der in 1 dargestellten Ausführungsform ein multichromatisches Wellenlängenspektrum aufweist. Das Wellenlängenspektrum des Beleuchtungslichtes 24 umfasst also mindestens zwei unterschiedliche Wellenlängen. Die Lichtquelle 26 kann beispielsweise ein Excimer-Laser von einem Typ, der üblicherweise bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie als Lichtquelle eingesetzt wird, sein. Das Wellenlängenspektrum eines derartigen Excimer-Lasers liegt beispielsweise bei 193 nm oder 157 nm.
Die kohärenzformende Messmaske 20 weist eine Vielzahl von Objektstrukturen 22 an ihrer in einer Objektebene 28 des Abbildungssystems 12 liegenden Unterseite auf. Die Objektstrukturen 22 sind im vorliegenden Fall als sogenannte "vergrößerte" Pinholes ausgeführt. Diese "vergrößerten" Pinholes weisen quadratische Öffnungen auf, die vielfach als die größte Wellenlänge des Beleuchtungslichtes 24 sind und zur speziellen Gestaltung der räumlichen Kohärenz ausgebildet sind. Die Pinholes erzeugen aus dem vergleichsweise inkohärenten Beleuchtungslicht 24 eine Objektwelle 34 mit einer derartigen Kohärenz, dass bei einer nachfolgenden interferometrischen Messung eine durch Abbildung einer beleuchteten Objektstruktur 22 mittels des Abbildungssystems 12 erzeugte Bildwelle 30 mittels eines Shearing-Gitters 32 der Detektoreinrichtung 16 mit hoher Genauigkeit vermessen werden kann.
Die Kohärenz der von der Objektstruktur 22 in Gestalt des "vergrößerten" Pinholes erzeugten Objektwelle 34 ist dabei vorteilhafterweise derart gestaltet, dass eine Überlagerung der nullten und der ersten Beugungsordnung des Shearing-Gitters 32 bei der interferometrischen Wellenfrontvermessung einen möglichst hohen Interferenzkontrast ausbildet, während die Überlagerung anderer Ordnungen zu möglichst geringem Interferenzkontrast führt. Die Beleuchtungseinrichtung 14 umfasst neben der Lichtquelle 26 eine Linse 36, mit der das Beleuchtungslicht 24 auf eine der Objektstrukturen 22 fokussiert wird. Das zu vermessende optische Abbildungssystem 12 ist in 1 schematisch mittels zweiter Objektivlinsen 38 sowie einer in einer Pupillenebene 40 des Abbildungssystems 12 angeordneten Blende 42 dargestellt. Das optische Abbildungssystem 12 kann beispielsweise als Projektionsoptik einer Belichtungsanlage für die Mikrolithographie ausgestaltet sein, welche eine Vielzahl von optischen Einzelelementen umfasst.
Die Detektoreinrichtung 16 umfasst das bereits erwähnte Shearing-Gitter 32, ein Mikroobjektiv 44, ein Filterrad 46, eine Detektorkamera 48 sowie Auswertemittel 50. Das Shearing-Gitter 32 ist in einer sich senkrecht zu einer optischen Achse 54 des Abbildungssystems 12 erstreckenden Bildebene 52 angeordnet. Die Detektoreinrichtung 16 umfasst weiterhin eine Bewegungseinrichtung 55 zum Verschieben des Shearing-Gitters 32 in der Bildebene 52.
Im Folgenden wird die Funktionsweise einer interferometrischen Wellenfrontvermessung mittels des Shearing-Gitters 32 allgemein erläutert. Durch eine Überlagerung von durch Beugung der Bildwelle 30 an dem Shearing-Gitter 32 erzeugten Wellen entsteht ein Überlagerungsmuster in Form eines Interferogramms, das an einer Detektorfläche 56 einer ortsauflösenden Detektorkamera 48 erfasst wird. Um aus den Interferogrammen eine zweidimensionale Phasenverteilung berechnen zu können, ist die Erzeugung mehrerer Interferogramme mit verschiedenen Phasenlagen nötig. Die Phasenlage wird durch Verschiebung des Shearing-Gitters 32 entlang der Bildebene 52 variiert. Alternativ kann die Variierung der Phasenlage auch durch Verschiebung der Messmaske 20 in der Objektebene 28 erfolgen. Die Verschiebewege bei diesem als Phasenschieben bezeichneten Vorrang betragen typischerweise Bruchteile der Gitterperiode. Die derart auf der Detektorfläche 56 erzeugten Interferogramme werden mittels der Detektorkamera 48 erfasst und daraus werden mittels der Auswertemittel 50 die Wellenfront der Bildwelle 30 ermittelt. Daraus lassen sich die Abbildungsfehler des optischen Abbildungssystems 12 ableiten.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Vermessung der Wellenfront der Bildwelle 30 sequentiell wellenlängenselektiv für die unterschiedlichen von der Lichtquelle 26 erzeugten Wellenlängen. Dazu ist das Filterrad 46 zwischen dem Mikroobjektiv 44 und der Detektorkamera 48 angeordnet. Das Filterrad 46 umfasst eine um eine Drehachse 58 drehbare Filterscheibe 60. Die Filterscheibe 60 enthält mehrere wellenlängenselektive Filter zum jeweiligen Ausfiltern von monochromatischem Licht jeweils einer der unterschiedlichen Wellenlängen aus dem Licht der gebeugten Bildwelle 30. Das Filterrad 46 wird nacheinander in verschiedenen Drehstellungen angeordnet, sodass jeweils Licht einer anderen der unterschiedlichen Wellenlängen ausgefiltert wird. Die Wellenfront der Bildwelle 30 wird in jeder der Drehstellungen vermessen. Aus den einzelnen Wellenfrontmessungen für die unterschiedlichen Beleuchtungswellenlängen wird daraufhin mittels der Auswertemittel 50 die wellenlängenabhängige Abbildungsqualität des optischen Abbildungssystems 12 ermittelt und gegebenenfalls werden Justagemaßnahmen zur Korrektur von Fehlern bestimmt.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung 16 zur alternativen Verwendung in der Messvorrichtung 10 gemäß 1. Die Detektoreinrichtung 16 gemäß 2 umfasst neben dem Shearing-Gitter 32 und dem Mikroobjektiv 44 einen im 45°-Winkel gegenüber der optischen Achse 62 des Mikroobjektivs 44 angeordneten Spiegel 64. Der Spiegel 64 ist senkrecht zur optischen Achse 62 verschiebbar gelagert. In der in 2 gezeigten Stellung des Spiegels 64 befindet sich dieser im Strahlengang der gebeugten Bildwelle 30, sodass die Bildwelle 30 als erste Messwelle 66 auf eine erste Detektorkamera 48a gelenkt wird. Vor der ersten Detektorkamera 48a ist ein erster Wellenlängenfilter 68a zum Ausfiltern monochromatischen Lichts mit einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen angeordnet. In der in 2 gezeigten Anordnung des Spiegels 64 erfolgt damit die Vermessung der Wellenfront der Bildwelle 30 für die erste Wellenlänge.
Daraufhin wird der Spiegel aus dem Strahlengang der Bildwelle 30 herausgefahren, sodass die Bildwelle 30 unabgelenkt als zweite Messwelle 70 auf eine zweite Detektorkamera 48b fällt. Der zweiten Detektorkamera 48b ist ein zweiter monochromatischer Wellenlängenfilter 68b zum Ausfiltern einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen aus dem Licht der Bildwelle 30 angeordnet. In der verschobenen Position des Spiegels wird dann die Wellenfront der Bildwelle 30 für die zweite Wellenlänge vermessen.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung 16 zur Verwendung in der Messvorrichtung 10 gemäß 1. Die Detektoreinrichtung 16 gemäß 3 unterscheidet sich von der Detektoreinrichtung 16 gemäß 2 darin, dass im Strahlengang der ersten Messwelle 66 ein parallel zum Spiegel 64 ausgerichteter weiterer Spiegel 72 angeordnet ist, mit dem die zweite Messwelle auf die Detektorfläche 56 einer einzigen Detektorkamera 48 gelenkt wird.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung 16. Diese unterscheidet sich von der Detektoreinrichtung 16 gemäß 1 darin, dass das Mikroobjektiv 44 als korrigierbares Mikroobjektiv zum variablen Korrigieren der Sinusbedingung ausgeführt ist. Dazu weist das Mikroobjektiv 44 neben einem ersten optischen Element 74 ein optisches Korrekturelement 76 auf. Das Korrekturelement 76 ist entlang der optischen Achse 62 des Mikroobjektivs 44 mittels einer dafür vorgesehenen Bewegungseinrichtung 78 verschiebbar. Erfindungsgemäß wird das Korrekturelement 76 abhängig von der zu vermessenden Wellenlänge zur entsprechenden Korrektur der Abbeschen Sinusbedingung verschoben.
5 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung 16. Diese unterscheidet sich von der Detektoreinrichtung gemäß 4 darin, dass das Shearing-Gitter 32 mehrere nebeneinander angeordnete Gitterpatches oder Gitterstrukturen 80a, 80b und 80c aufweist. Die einzelnen Gitterstrukturen 80a, 80b und 80c weisen jeweils unterschiedliche Gitterperioden auf. Bei der Vermessung der Wellenfront für die einzelnen Wellenlängen wird das Shearing-Gitter 32 für jede einzelne Messwellenlänge in eine andere Lateralposition bezüglich der optischen Achse 62 gebracht, sodass die Bildwelle 30 mittels einer an die entsprechende Messwellenlänge angepassten Gitterstruktur 80a, 80b bzw. 80c gebeugt wird. Die Gitterperioden der Gitterstrukturen 80a, 80b und 80c sind so ausgelegt, dass der Beugungswinkel und damit der Scherabstand auf der Detektorkamera 48 für jede der Messwellenlängen konstant sind. Dies hat den Vorteil, dass für alle Messwellenlängen der gleiche Rekonstruktionsalgorithmus bei der Auswertung der Interferogramme verwendet werden kann.
Die Beugung an einem Gitter wird durch die folgende Gleichung beschrieben: sin(φ) = λ/p (1) wobei φ der Beugungswinkel, λ die Wellenlänge des gebeugten Lichtes und p die Gitterperiode ist.
6 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Beleuchtungseinrichtung 14 zur alternativen Verwendung in der Messrichtung 10 gemäß 1. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß 6 ist dazu eingerichtet, das Beleuchtungslicht 24 sequentiell mit unterschiedlichen monochromatischen Wellenlängen bereitzustellen. Bei Verwendung der Beleuchtungseinrichtung 14 gemäß 6 in der Messvorrichtung 10 gemäß 1 wird das Filterrad 46 in der Detektoreinrichtung 16 überflüssig. Durch die sequentielle Einstrahlung des Beleuchtungslichtes 24 in unterschiedlichen Wellenlängen ist zum sequentiellen wellenlängenselektiven Vermessen der Wellenfront der Bildwelle 30 ein wellenlängenselektives Element in der Detektoreinrichtung 16 nicht notwendig.
Die Beleuchtungseinrichtung 14 gemäß 6 umfasst mehrere monochromatische Lichtquellen 82a, 82b sowie 82c, sowie eine Linsenanordnung 84 zum Fokussieren des von der jeweiligen Lichtquelle 82a, 82b bzw. 82c ausgesandten Beleuchtungslichtes 24 auf eine Objektstruktur 22 der Messmaske 20. Die Lichtquellen 82a, 82b und 82c emittieren jeweils Licht unterschiedlicher Wellenlängen, das heißt die erste Lichtquelle 82a emittiert monochromatisches Licht einer ersten Wellenlänge, die Lichtquelle 82b emittiert monochromatisches Licht einer zweiten Wellenlänge und die Lichtquelle 82c emittiert monochromatisches Licht einer dritten Wellenlänge. Die Lichtquellen 82a, 82b und 82c sind im Ganzen quer zu einer optischen Achse 86 der Linsenanordnung 84 derart verschiebbar, dass nacheinander eine andere der Lichtquellen 82a, 82b und 82b die Objektstruktur 22 auf der Messmaske 20 beleuchtet.
7 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 14, die wie die in 6 gezeigte Ausführungsform das Beleuchtungslicht 24 sequentiell mit unterschiedlichen Wellenlängen bereitstellt. Dazu umfasst die Beleuchtungseinrichtung 14 gemäß 7 wie die Beleuchtungseinrichtung 14 gemäß 6 drei Lichtquellen 82a, 82b und 82c, die jedoch in diesem Fall ortsfest angeordnet sind. Die Lichtquellen 82a, 82b und 82c sind entweder jeweils als monochromatische Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlängen ausgelegt oder sie sind multichromatisch und entsprechende Wellenlängenfilter 88a, 88b bzw. 88c sind in ihren Strahlengängen angeordnet. Jede der Lichtquellen 82a, 82b und 82c ist ein entsprechendes strahlformendes Linsenelement 90 nachgeordnet.
Die Beleuchtungseinrichtung 14 gemäß 7 umfasst zwei Spiegel 92b und 92c zum jeweiligen Lenken der von den Lichtquellen 82b bzw. 82c emittierten Strahlung auf eine die Strahlung auf die Objektstruktur 22 fokussierenden Spotlinse 94. Die beiden Spiegel 92b und 92c sind dazu quer zur optischen Achse 86 der Spotlinse 94 verschiebbar angeordnet, um wahlweise das Licht der Lichtquellen 82b und 82c in den auf die Objektstruktur 22 auf der Messmaske 20 gerichteten Beleuchtungsstrahlengang 96 einzukoppeln. Sind beide Spiegel 92b und 92c aus dem Strahlengang 96 entfernt, so trifft lediglich erstes Beleuchtungslicht der ersten Lichtquelle 82a auf die Objektstruktur 22. Wird daraufhin der Spiegel 92b in den Strahlengang 96 eingeschoben, so wird das erste Beleuchtungslicht der ersten Lichtquelle 82a abgeblockt und lediglich Licht der zweiten Lichtquelle 82b trifft auf die Objektstruktur 22. Wird, wie beispielhaft in 7 gezeigt, auch der Spiegel 92c in den Beleuchtungsstrahlengang 96 eingeschoben, so trifft lediglich drittes Beleuchtungslicht der dritten Lichtquelle 82c auf die Objektstruktur 22.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Spiegel 92b und 92c teilweise lichtdurchlässig bzw. als Strahlteiler ausgeführt. Diese sind permanent im Beleuchtungsstrahlengang 96 angeordnet, wie in 7 gezeigt. Das auf die Objektstruktur 22 einstrahlende Beleuchtungslicht 24 enthält dann das Licht aller Lichtquellen 82a, 82b und 82c. Weiterhin können mit optionalen Intensitätsmanipulatoren im Bereich der Wellenlängenfilter 88a, 88b und 88c die einzelnen Anteile des jeweiligen monochromatischen Lichts der Lichtquellen 82a, 82b und 82c variabel gesteuert werden.
8 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Beleuchtungseinrichtung 14 zur alternativen Verwendung in der Messvorrichtung 10 gemäß 1. Die Beleuchtungseinrichtung 14 umfasst in dieser Ausführungsform mindestens ein Filterrad 46 zum sequentiellen Ausfiltern von monochromatischem Licht unterschiedlicher Wellenlängen aus dem Licht einer multichromatischen Lichtquelle 98. Die Funktionsweise des Filterrades 46 entspricht der Funktionsweise des in 1 detektorseitig dargestellten Filterrades.
Die Beleuchtungseinrichtung 14 kann auch eine, zeichnerisch nicht dargestellte, sogenannte "steuerbare" Lichtquelle aufweisen, die sich kontrolliert in ihrer Emissionswellenlänge bzw. in ihrem Emissionsspektrum verändern lassen kann. Beispiele dafür sind Farbdioden, Diodenlaser, durchstimmbare Laser, zum Beispiel Farbstofflaser, Lichtquellen mit integriertem Etalon zur Farbselektion, Lichtquellen mit ansteuerbarem Monochromator oder Laser mit einer "Impfwellenlänge" (OPPO), wie bereits vorstehend erläutert.
9 zeigt eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Beleuchtungseinrichtung 14. Diese unterscheidet sich von der Beleuchtungseinrichtung 14 gemäß 7 lediglich darin, dass das resultierende Beleuchtungslicht 24 mittels einer Strahlaufweitungslinse 100 sowie einer Vollfeldlinse 102 auf ein ausgedehntes Feld auf der Messmaske 20 eingestrahlt wird. Dabei werden einzelne, auf der Messmaske 20 regelmäßig nebeneinander angeordnete Objektstrukturen 22 mittels einzelner Spotlinsen 94 fokussiert angestrahlt. Die einzelnen Spotlinsen 94 bilden jeweils Beleuchtungsmittel 104 zum Beleuchten der einzelnen Objektstrukturen 22. Damit werden mehrere Messkanäle zur simultanen Vermessung der Abbildungseigenschaften des optischen Abbildungssystems 12 an einer Vielzahl von Feldpunkten geschaffen.
10 zeigt verschiedene, mit den Buchstaben (a) bis (g) bezeichnete Ausführungsformen eines derartigen Beleuchtungsmittels 104. Diese ermöglichen es jeweils, eine andere optische Eigenschaft des Beleuchtungslichts zu verändern. Während das mit (a) bezeichnete Beleuchtungsmittel 104 lediglich eine Spotlinse 94 umfasst, sind bei dem mit (b) bezeichneten Beleuchtungsmittel 104 ein Intensitätsverlaufsfilter 106 sowie ein Farbfilter oder Wellenlängenfilter 108 vor der Spotlinse 94 angeordnet. Der Intensitätsverlaufsfilter 106 ermöglicht eine Variation der Intensität des Beleuchtungslichts über den Strahlquerschnitt. Mit dem Wellenlängenfilter 108 kann das Wellenlängenspektrum des Beleuchtungslichts beeinflusst werden.
Das mit (c) bezeichnete Beleuchtungsmittel 104 weist ein Prisma 110 auf, mit dem die Hauptstrahlrichtung des Beleuchtungslichts 24 zur Beeinflussung der objektseitigen Telezentrie veränderbar ist. Das mit (d) bezeichnete Beleuchtungsmittel 104 weist eine Streuscheibe 112 zur Homogenisierung der Pupillenausleuchtung des optischen Abbildungssystems 12 auf. Das im weiteren mit (e) bezeichnete Beleuchtungsmittel 104 weist einen Polarisator 114 oder einen Depolarisator zur Einstellung einer gewünschten Eingangspolarisation der Beleuchtung auf. So kann zwischen unpolarisierter und linear polarisierter Beleuchtung gewählt werden. Das mit (f) bezeichnete Beleuchtungsmittel 104 umfasst eine Kombination aus einem Polarisator 114 und einer Verzögerungsplatte 116. Diese Elemente ermöglichen die Einstellung zirkularer Eingangspolarisation. Weiterhin ist ein mit (g) gekennzeichneter Lichtleiter 118 dargestellt, welcher ebenfalls als Beleuchtungsmittel 104 dienen kann. Dabei dient der Endbereich des Lichtleiters 118 als Objektstruktur 22, wie bereits vorstehend erläutert.
11 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Messeinrichtung 10. Diese Messeinrichtung unterscheidet sich von der Messeinrichtung 10 gemäß 1 darin, dass sie mehrere Messkanäle aufweist. Dazu wird ein Raster an Objektstrukturen 22 mittels einer gegenüber der in 9 gezeigten Ausführungsform modifizierten Beleuchtungseinrichtung 14 angestrahlt. Die Beleuchtungseinrichtung 14 gemäß 11 umfasst Beleuchtungsmittel 104 unterschiedlicher in 10 dargestellter Typen. Damit können Veränderungen in den optischen Abbildungseigenschaften des Abbildungssystems 12, die auf pupillennahe Effekte zurückgehen, in Abhängigkeit der mittels der einzelnen Messkanäle manipulierbaren optischen Eigenschaft, wie etwa der Polarisation der objektseitigen Telezentrie, des Intensitätsverlaufs, etc. vermessen werden. Optional ist die Beleuchtungseinrichtung 14 als Ganzes quer zur optischen Achse 54 des Abbildungssystems 12 verschiebbar, sodass die einzelne Objektstruktur 22 mittels unterschiedlicher Beleuchtungsmittel 104 und damit mit Beleuchtungslicht 24 unterschiedlicher optischer Eigenschaften nacheinander beleuchtet werden kann.
Die Messvorrichtung gemäß 11 kann beispielsweise mit einer der in den 2 und 3 gezeigten Detektoreinrichtungen 16 versehen sein, bei denen der Spiegel 64 teilweise lichtdurchlässig bzw. als Strahlteiler gestaltet ist. In diesem Fall können die beiden Messwellen 66 und 70 unterschiedlicher Wellenlängen gleichzeitig vermessen werden.
12 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Detektoreinrichtung 16 mit einem Shearing-Gitter 32, das wie in der Ausführungsform gemäß 5 einzelne Gitterstrukturen 80a, 80b und 80c aufweist. Das Shearing-Gitter 32 gemäß 12 ist auf seiner der Detektorkamera 48 zugewandten Seite jeweils im Bereich der Gitterstrukturen mit einzelnen Wellenlängenfiltern 120a, 120b und 120c versehen. Zur Farbselektion ist in der Ausführungsform gemäß 12 daher kein Filterrad 46 mehr vorgesehen. Die Farbselektion erfolgt durch laterales Verschieben des Shearing-Gitters 32. Alternativ erlaubt das Shearing-Gitter 32 gemäß 12 die synchrone Messung verschiedener Feldpunkte bei verschiedenen Wellenlängen.
13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Detektoreinrichtung 16. Diese unterscheidet sich von der Detektoreinrichtung gemäß 12 darin, dass die Wellenlängenfilter anstatt am Shearing-Gitter 32 auf der Detektorfläche 56 der Detektorkamera 48 angeordnet sind.

10: Messvorrichtung
12: optisches Abbildungssystem
14: Beleuchtungseinrichtung
16: Detektoreinrichtung
18: Beleuchtungsmodul
20: Messmaske
22: Objektstruktur
24: Beleuchtungslicht
26: Lichtquelle
28: Objektebene
30: Bildwelle
32: Shearing-Gitter
34: Objektwelle
36: Linse
38: Objektivlinse
40: Pupillenebene
42: Blende
44: Mikroobjektiv
46: Filterrad
48: Detektorkamera
48a: Detektorkamera
48b: Detektorkamera
50: Auswertemittel
52: Bildebene
54: optische Achse
55: Bewegungseinrichtung
56: Detektorfläche
58: Drehachse
60: Filterscheibe
62: optische Achse
64: Spiegel
66: Messwelle
68a: Wellenlängenfilter
68b: Wellenlängenfilter
70: Messwelle
72: Spiegel
74: optisches Element
76: optisches Korrekturelement
78: Bewegungseinrichtung
80a–80c: Gitterstrukturen
82a–82c: Lichtquellen
84: Linsenanordnung
86: optische Achse
88a–88c: Wellenlängenfilter
90: strahlformendes Linsenelement
92b: Spiegel
92c: Spiegel
94: Spotlinse
96: Beleuchtungsstrahlengang
98: Lichtquelle
100: Strahlaufweitungslinse
102: Vollfeldlinse
104: Beleuchtungsmittel
106: Intensitätsverlaufsfilter
108: Wellenlängenfilter
110: Prisma
112: Streuscheibe
114: Polarisator
116: Verzögerungsplatte
118: Lichtleiter
120a–120c: Wellenlängenfilter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Kapitel 3.4 des Fachbuches von Daniel Malaccra, Optical Shop Testing, Second Edition, Wiley Interscience Publication (1992) [0010]
- Kaptel 2.1 des o. g. Fachbuches von Daniel Malaccra [0010]

Claims

Verfahren zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems (12) mit den Schritten: – Beleuchten einer Objektstruktur (22) mit Beleuchtungslicht (24) mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen, – Erzeugen einer Bildwelle (30) durch Abbildung der beleuchteten Objektstruktur (22) mittels des Abbildungssystems (12) in eine Bildebene (40) des Abbildungssystems (12), sowie – sequentielles wellenlängenselektives Vermessen der Wellenfront der Bildwelle (30) in der Bildebene (52) für jede der unterschiedlichen Wellenlängen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim sequentiellen wellenlängenselektiven Vermessen der Wellenfront der Bildwelle (30) nacheinander unterschiedliche Wellenlängenfilter im Strahlengang der Bildwelle (30) angeordnet werden, wobei ein erster der Wellenlängenfilter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen aus der Bildwelle (30) und ein zweiter der Wellenlängenfilter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen aus der Bildwelle (30) ausgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht (24) ein erstes monochromatisches Beleuchtungslicht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen und ein zweites monochromatisches Beleuchtungslicht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen umfasst und die Objektstruktur (22) sequentiell mit mindestens dem ersten Beleuchtungslicht und dem zweiten Beleuchtungslicht beleuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektstruktur (22) sequentiell mittels mindestens einer ersten monochromatischen Lichtquelle (82a) und einer zweiten monochromatischen Lichtquelle (82b) beleuchtet wird, wobei die erste Lichtquelle (82a) das erste monochromatische Beleuchtungslicht und die zweite Lichtquelle (82b) das zweite monochromatische Beleuchtungslicht emittiert.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das sequentielle Beleuchten durch Verschieben einer Anordnung der mindestens zwei Lichtquellen (82a, 82b) quer zur optischen Achse (54) des Abbildungssystems erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlengänge der einzelnen Lichtquellen (82a, 82b) in einem gemeinsamen, auf die Objektstruktur (22) gerichteten Beleuchtungsstrahlengang (96) münden und das sequentielle Beleuchten durch selektives Einkoppeln der einzelnen Lichtquellen (82a, 82b) in den Beleuchtungsstrahlengang (96) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive Einkoppeln der einzelnen Lichtquellen (82a, 82b) in den Beleuchtungsstrahlengang (96) mittels Intensitätsmanipulatoren erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste monochromatische Beleuchtungslicht und das zweite monochromatische Beleuchtungslicht mittels einer einzigen Lichtquelle (98) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (98) multichromatisches Licht mit einem die mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen aufweisenden Wellenlängenspektrum emittiert, und beim Beleuchten der Objektstruktur (22) sequentiell das erste monochromatische Beleuchtungslicht (24) und das zweite monochromatische Beleuchtungslicht aus dem von der Lichtquelle (98) emittierten Licht herausgefiltert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Beleuchten der Objektstruktur (22) das Emissionsspektrum der Lichtquelle derart verändert wird, dass die Lichtquelle sequentiell das erste monochromatische Beleuchtungslicht und das zweite monochromatische Beleuchtungslicht emittiert.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei an unterschiedlichen Orten in einer Objektebene des Abbildungssystems angeordnete Objektstrukturen (22) mit dem Beleuchtungslicht (24) beleuchtet werden, wobei sich das auf eine erste der Objektstrukturen (22) eingestrahlte Beleuchtungslicht (24) von dem auf eine zweite der Objektstrukturen eingestrahlte Beleuchtungslicht (24) in einer optischen Eigenschaft unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eigenschaft, in der sich das auf die erste Objektstruktur (22) eingestrahlte Beleuchtungslicht (24) von dem auf die zweite Objektstruktur (22) eingestrahlten Beleuchtungslicht (24) unterscheidet, der Intensitätsverlauf über den Strahlquerschnitt des Beleuchtungslichts (24), das Wellenlängenspektrum des Beleuchtungslichts (24), die Hauptstrahlrichtung des Beleuchtungslichts (24), die Polarisation des Beleuchtungslichtes (24) und/oder die Homogenität der mit dem Beleuchtungslicht (24) bewirkten Pupillenausleuchtung des Abbildungssystems (12) ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht (24) von einer Beleuchtungseinrichtung (14) erzeugt wird und nach einem ersten Beleuchten der Objektstrukturen (22) die Beleuchtungseinrichtung (14) und das optische Abbildungssystem (12) relativ zueinander quer zu einer optischen Achse (54) des Abbildungssystems derart verschoben werden, dass bei einem darauffolgenden weiteren Beleuchten der Objektstrukturen (22) die einzelne Objektstruktur (22) mit Beleuchtungslicht (24) beleuchtet wird, das sich in der optischen Eigenschaft von dem Beleuchtungslicht (24) unterscheidet, mit dem die entsprechende Objektstruktur (22) bei dem ersten Beleuchten beleuchtet wurde.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht (24) mittels eines Lichtleiters (118) auf die Objektstruktur (22) eingestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Objektstruktur (22) beleuchtende Beleuchtungslicht (24) die mindestens zwei Wellenlängen gleichzeitig enthält.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht (24) von mehreren monochromatischen Lichtquellen (82a, 82b, 82c) erzeugt wird, deren einzelne Strahlengänge in einen gemeinsamen, auf die Objektstruktur (22) gerichteten Beleuchtungsstrahlengang (96) münden.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Bildwelle (30) nacheinander mindestens zwei räumlich getrennte monochromatische Messwellen (66, 70) erzeugt werden, wobei eine erste der Messwellen (66) eine erste der unterschiedlichen Wellenlängen und eine zweite der Messwellen (70) eine zweite der unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwellen (66, 70) auf eine einzige Detektorfläche (56) einer Detektorkamera (48) gelenkt werden.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vermessen der Wellenfront die Bildwelle (30) sequentiell für jede einzelne der unterschiedlichen Wellenlängen sinuskorrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinuskorrektur mittels eines Mikroobjektivs (44) mit zwei gegeneinander verschiebbaren optischen Elementen (74, 76) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinuskorrektur durch rechnerische Korrektur von mittels einer Detektorkamera (48, 48a, 48b) aufgezeichneten Messdaten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung der Wellenfront mittels eines ein Gitter (32) aufweisenden Shearing-Interferometers erfolgt, wobei das Gitter (32) mehrere nebeneinander angeordnete Gitterstrukturen (80a, 80b, 80c) mit verschiedenen Gitterperioden aufweist und die einzelnen Gitterperioden an jeweils eine der unterschiedlichen Wellenlängen angepasst sind, und beim Vermessen der Wellenfront die einzelnen Gitterstrukturen (80a, 80b, 80c) sequentiell im Strahlengang der Bildwelle (30) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Vermessen der Wellenfront für eine erste der unterschiedlichen Wellenlängen das Gitter (32) und/oder die beleuchtete Objektstruktur (22) quer zur optischen Achse (54) des Abbildungssystems (12) um eine Gitterstruktur (80a, 80b, 80c) verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (32) im Bereich der einzelnen Gitterstrukturen (80a, 80b, 80c) jeweilige wellenlängenselektive Filter (120a, 120b, 120c) aufweist, wobei ein erster (120a) der wellenlängenselektiven Filter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen und ein zweiter (120b) der wellenlängenselektiven Filter zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wellenlängenselektive Vermessen der Wellenfront mittels einer Detektorkamera (48) mit einer Detektorfläche (56) erfolgt, wobei auf der Detektorfläche (56) wellenlängenselektive Filter (120a, 120b, 120c) angeordnet sind, von denen ein erster wellenlängenselektiver Filter (120a) zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer ersten der unterschiedlichen Wellenlängen und ein zweiter wellenlängenselektiver Filter (120b) zum Ausfiltern von monochromatischem Licht einer zweiten der unterschiedlichen Wellenlängen ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Messen mindestens eines Abbildungsfehlers eines optischen Abbildungssystems (12), insbesondere eingerichtet zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorausgehenden Ansprüche, mit: – einer Beleuchtungseinrichtung (14) zum Beleuchten einer Objektstruktur (22) mit Beleuchtungslicht (24) mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen, um eine Bildwelle (30) durch Abbildung der beleuchteten Objektstruktur (22) mittels des Abbildungssystems in eine Bildebene (52) des Abbildungssystems (12) zu erzeugen, sowie – einer Detektoreinrichtung (16) zum Vermessen der Wellenfront der Bildwelle (30) in der Bildebene (52), wobei die Beleuchtungseinrichtung (14) und die Detektoreinrichtung (16) derart eingerichtet sind, dass die Wellenfront der Bildwelle (30) sequentiell wellenlängenselektiv für jede der unterschiedlichen Wellenlängen vermessbar ist.
Beleuchtungseinrichtung (14) für eine Vorrichtung zum Messen von Abbildungsfehlern eines optischen Abbildungssystems (12) an unterschiedlichen Feldpunkten des Abbildungssystems (12), insbesondere eingerichtet zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 25, mit: mindestens zwei Beleuchtungsmitteln (104) zum Beleuchten von an unterschiedlichen Orten in einer Objektebene (28) des Abbildungssystems (12) angeordneten Objektstrukturen (22), wobei die Beleuchtungsmittel (12) und die Objektstrukturen (22) paarweise derart einander zugeordnet sind, dass das jeweilige Beleuchtungsmittel (104) zum Beleuchten der dieser zugeordneten Objektstruktur (22) angeordnet ist, um jeweils eine Bildwelle (30) durch Abbildung der entsprechenden beleuchteten Objektstruktur (22) mittels des optischen Abbildungssystems (12) in eine Bildebene (52) des optischen Abbildungssystems (12) zu erzeugen, jedes der Beleuchtungsmittel (104) zum Aussenden von Beleuchtungslicht (24) mindestens zweier unterschiedlicher Wellenlängen eingerichtet ist, und das von einem ersten der Beleuchtungsmittel (104) ausgesendete Beleuchtungslicht (24) sich von dem von einem zweiten der Beleuchtungsmittel (104) ausgesendeten Beleuchtungslicht (24) in einer optischen Eigenschaft unterscheidet.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eigenschaft, in der sich das von dem ersten Beleuchtungsmittel (104) ausgesendete Beleuchtungslicht (24) von dem von dem zweiten Beleuchtungsmittel (104) ausgesendeten Beleuchtungslicht (24) unterscheidet, der Intensitätsverlauf über den Strahlquerschnitt des Beleuchtungslichts (24), das Wellenlängenspektrum des Beleuchtungslichts (24), die Hauptstrahlrichtung des Beleuchtungslichts (24), die Polarisation des Beleuchtungslichtes (24) und/oder die Homogenität der mit dem Beleuchtungslicht (24) bewirkten Pupillenausleuchtung des Abbildungssystems (12) ist.
Vorrichtung zum Messen von Abbildungsfehlern eines optischen Abbildungssystems (12) an unterschiedlichen Feldpunkten, insbesondere eingerichtet zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 25, mit: einer Beleuchtungseinrichtung (14) nach Anspruch 27 oder 28, einer Halteeinrichtung zum Halten des Abbildungssystems (12), sowie einer Detektoreinrichtung (16) zum wellenlängenselektiven Vermessen der Wellenfronten der Bildwellen (30) in der Bildebene (52).
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (14) und die Halteeinrichtung derart relativ zueinander entlang der Objektebene (28) des Abbildungssystems (12) verschiebbar sind, dass die Objektstrukturen (22) sequentiell jeweils mit sich in einer optischen Eigenschaft unterscheidendem Beleuchtungslicht (24) beleuchtbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (16) dazu eingerichtet ist, die Bildwelle (30) räumlich in mindestens zwei monochromatische Teilwellen (66, 70) aufzuspalten, wobei eine erste (66) der Teilwellen eine erste der unterschiedlichen Wellenlängen und eine zweite (70) der Teilwellen eine zweite der unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (16) eine Detektorkamera (48) mit einer einzigen Detektorfläche (56) aufweist und dazu eingerichtet ist, die Teilwellen (66, 70) auf die Detektorfläche (56) zu lenken.