DE102014207883B4

DE102014207883B4 - Maßstabsermittlung einer diffraktiven optischen Struktur

Info

Publication number: DE102014207883B4
Application number: DE102014207883.0A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dörband; Jochen Hetzler
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2034-04-26
Also published as: DE102014207883A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen einer Strahlung, und ein Bestrahlen einer optischen Anordnung mit der Strahlung. Die optische Anordnung weist die diffraktive optische Struktur und einen der diffraktiven optischen Struktur nachgeordneten Retroreflektor auf. Die diffraktive optische Struktur weist mehrere Beugungsbereiche auf, mit deren Hilfe durch Beugen der Strahlung mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung reflektierte Strahlungsteile bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Erfassen der Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile und ein Erfassen der Wellenlänge der Strahlung. Der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur wird auf der Grundlage der erfassten Strahlungsrichtungen und der erfassten Wellenlänge ermittelt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur, ein Verfahren zum Ermitteln einer Längenänderung eines Elements und ein Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines Elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ermitteln einer Längenänderung eines Elements und ein Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines Elements.
Eine Passeprüfung einer komplexen asphärischen Testfläche kann mit Hilfe einer interferometrischen Prüfvorrichtung durchgeführt werden. Die Prüfvorrichtung kann ein zur Strahlformung eingesetztes optisches Element mit einer diffraktiven optischen Struktur in einer zwischen der Testfläche und einer Referenzfläche gebildeten Interferometerkavität aufweisen. Mit Hilfe der diffraktiven optischen Struktur kann eine Messstrahlung bereitgestellt werden, deren Wellenfront an eine Sollform der untersuchten Testfläche angepasst ist. Das optische Element kann ein transparentes Trägersubstrat aufweisen, auf welchem die diffraktive optische Struktur in Form von Gitterlinien ausgebildet ist. Die diffraktive optische Struktur kann ein computergeneriertes Hologramm (CGH) sein.
Eine hochgenaue Passeprüfung ist möglich, wenn alle Herstellungsfehler von Komponenten im Bereich der Interferometerkavität genau bekannt sind. Entscheidend ist nicht die möglichst exakte Herstellung, sondern eine möglichst exakte Vermessung aller möglichen Fehler. Denn bei der Passeprüfung können bekannte Fehler vorgehalten, d. h. herausgerechnet werden. Dies gilt vor allem für die zur Strahlformung verwendete diffraktive optische Struktur, welche die Referenz bildet.
Ein wesentliches Kriterium ist der Maßstab (absolute Länge) der diffraktiven optischen Struktur. Hiervon umfasst wird eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Größe zur Sollgröße der diffraktiven optischen Struktur. Für eine präzise interferometrische Untersuchung von Lithographieoptiken ist es erforderlich, dass der Maßstab mit einer Genauigkeit von etwa 0,2 ppm bekannt ist. Dies entspricht, bei einer möglichen lateralen Ausdehnung von 200 mm, einer Genauigkeit von 40 nm. Hierbei relevant ist nicht die Größe des Trägersubstrats, sondern allein der Abstand der Gitterlinien.
Das Ermitteln des Maßstabs von diffraktiven optischen Strukturen wird derzeit mit Hilfe von Vorrichtungen durchgeführt, welche auch zur Vermessung von Lithographiemasken eingesetzt werden (sogenannte Mask Registration Tools). Hierfür werden beim Herstellungsprozess von diffraktiven optischen Strukturen zusätzlich kreuzförmige Markierungen (Registration Marker) auf den dazugehörigen Substraten ausgebildet. Die Soll-Ist-Abweichung wird durch eine Vermessung der Abstände der Markierungen ermittelt.
Bei den zuvor erwähnten Maschinen wird der Absolutmaßstab über Längenstandards durch sogenannte „goldene Masken” definiert. Auf diese Weise kann eine absolute Genauigkeit von 0,3 ppm erreicht werden. Diese Genauigkeit, sowie die Abhängigkeit von den Längenstandards, sind mit Bezug auf Lithographiemasken unkritisch. Denn zum Durchführen von lithographischen Belichtungsprozessen eingesetzte Scanner weisen üblicherweise einen Maßstabsmanipulator auf. Im Hinblick auf diffraktive optische Strukturen, welche zur hochgenauen Passeprüfung verwendet werden, ist es jedoch nicht bzw. nicht ohne weiteres möglich, die Ermittlung des absoluten Maßstabs mit der geforderten Genauigkeit zu gewährleisten.
Von Nachteil ist ferner, dass die separat gewonnenen Ergebnisse der Maßstabsermittlung auf die mit Hilfe einer interferometrischen Prüfvorrichtung durchgeführte Passeprüfung und die hier vorliegenden Umwelt- und Auflagebedingungen übertragen werden müssen. Dies erfordert ein Sicherstellen einer sorgfältigen Verrechnung von Auflageeffekten.
Darüber hinaus weisen die derzeit zur Untersuchung von Lithographiemasken eingesetzten Vorrichtungen nur Halteeinrichtungen zum Halten von Substraten mit Abmessungen bis zu 9'' auf. Ein Vermessen von diffraktiven optischen Strukturen auf 12''-Substraten erfordert daher eine kostenaufwändige Entwicklung von geeigneten Halteeinrichtungen.
In diesem Zusammenhang wird auf die US 2008/0137090 A1 , die US 7 605 926 B1 und James H. Burge: „Null test for null correctors: error analysis”, Proc. SPIE 1993, Quality and Reliability for Optical Systems, Seiten 86 bis 97, 1993 verwiesen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für ein verbessertes Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen einer Strahlung, und ein Bestrahlen einer optischen Anordnung mit der Strahlung. Die optische Anordnung weist die diffraktive optische Struktur und einen der diffraktiven optischen Struktur nachgeordneten Retroreflektor auf. Die diffraktive optische Struktur weist mehrere Beugungsbereiche auf, mit deren Hilfe durch Beugen der Strahlung mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung reflektierte Strahlungsteile bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Erfassen der Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile und ein Erfassen der Wellenlänge der Strahlung. Der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur wird auf der Grundlage der erfassten Strahlungsrichtungen und der erfassten Wellenlänge ermittelt.
Der hier verwendete Ausdruck Maßstab der diffraktiven optischen Struktur umfasst eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Istgröße zu einer vorgegebenen Sollgröße der diffraktiven optischen Struktur.
Zum Zwecke der Maßstabsermittlung weist die diffraktive optische Struktur mehrere und eine geeignete Beugung bewirkende Beugungsbereiche auf. Die diffraktive optische Struktur bildet, in Kombination mit dem der diffraktiven optischen Struktur nachgeschalteten Retroreflektor, die bei dem Verfahren verwendete optische Anordnung. Die optische Anordnung wird dazu eingesetzt, bei einer Bestrahlung mit einer einfallenden Strahlung mehrere und in verschiedener Weise an der optischen Anordnung reflektierte Strahlungsteile hervorzurufen. Hierzu erfährt jeweils ein Teil der einfallenden Strahlung an Beugungsbereichen der diffraktiven optischen Struktur eine entsprechende Beugung. An der optischen Anordnung reflektierte Strahlungsteile können einer weiteren Beugung an Beugungsbereichen der diffraktiven optischen Struktur unterliegen.
Die Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten und ggf. nochmals gebeugten Strahlungsteile sind abhängig von optischen Parametern, und enthalten folglich Informationen über diese Parameter. Hiervon umfasst sind der gesuchte Maßstab der diffraktiven optischen Struktur, die Wellenlänge der Strahlung und weitere Parameter. Die Strahlungsrichtungen können in unterschiedlicher Weise von derartigen Parametern abhängig sein, so dass einzelne Strahlungsrichtungen mehr oder weniger stark, oder auch nur von einzelnen oder einem Teil der Parameter abhängig sind. Bei dem Verfahren erfolgen ein Erfassen der Strahlungsrichtungen und ein Erfassen der Wellenlänge. Auf der Grundlage der erfassten Strahlungsrichtungen und der erfassten Wellenlänge ist es daher möglich, den Maßstab der diffraktiven optischen Struktur zu ermitteln.
Das Bereitstellen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile dient somit dazu, die Maßstabsermittelung auf das Erfassen der Wellenlänge zurückzuführen. In diesem Zusammenhang erweist es sich von Vorteil, dass sich die Wellenlänge der Strahlung mit einer hohen Genauigkeit erfassen lässt. Des Weiteren kann die Wellenlänge absolut, also ohne Bezug auf eine Referenz, gemessen werden. Das Verfahren ermöglicht in diesem Sinne ein genaues Ermitteln des absoluten Maßstabs bzw. des Absolutmaßstabs der diffraktiven optischen Struktur.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungsformen des Verfahrens näher beschrieben.
Die diffraktive optische Struktur, welche linienförmige Gitterstrukturen umfassen kann, kann auf einer Seite eines strahlungsdurchlässigen Substrats ausgebildet sein. Das mit der diffraktiven optischen Struktur versehene Substrat kann als diffraktives optisches Element bezeichnet werden. Im Rahmen der Herstellung kann die diffraktive optische Struktur, zum Beispiel unter Verwendung eines Maskenschreibers, auf das Substrat geschrieben werden. Die diffraktive optische Struktur kann in Form eines computergenerierten Hologramms (CGH) verwirklicht sein. Hierbei kann die Ausgestaltung der diffraktiven optischen Struktur unter Verwendung eines Computers berechnet sein.
Der Retroreflektor kann mehrere Reflexionsflächen aufweisen. In einer möglichen Ausgestaltung weist der Retroreflektor einen Körper mit einer Ausnehmung auf. Hierbei können reflektiv wirkende Flächen der Ausnehmung die Reflexionsflächen bilden. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung weist der Retroreflektor einen mit der Strahlung durchstrahlbaren Körper auf, wobei Außenseiten bzw. -flächen des Körpers die Reflexionsflächen bilden können. In dieser Ausgestaltung kann der Retroreflektor ein Prisma sein.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Strahlungsrichtungen interferometrisch erfasst. Hierzu ist vorgesehen, die Strahlung an einer Referenzfläche zum Bereitstellen einer Referenzstrahlung zu reflektieren, Interferenzmuster durch Überlagern der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile mit der Referenzstrahlung zu erzeugen, und die Interferenzmuster zu erfassen. Ein Erfassen bzw. Ermitteln der Strahlungsrichtungen wird anhand der erfassten Interferenzmuster durchgeführt. In dieser Ausführungsform erfolgt die Maßstabsermittlung auf der Grundlage der erfassten Interferenzmuster und der erfassten Wellenlänge. Hierdurch ist es möglich, die Maßstabsermittlung mit einer hohen Genauigkeit durchzuführen. Die Interferenzmuster sind abhängig von den Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile, und können daher zum Erfassen der Strahlungsrichtungen herangezogen werden. Entsprechend der Strahlungsrichtungen sind die Interferenzmuster abhängig von optischen Parametern wie dem Maßstab der diffraktiven optischen Struktur, der Wellenlänge der Strahlung und weiteren Parametern, und enthalten Informationen über diese Parameter. Die Interferenzmuster können in verschiedener Weise von derartigen Parametern abhängig sein, so dass einzelne Interferenzmuster mehr oder weniger stark, oder auch nur von einzelnen oder einem Teil der Parameter abhängig sind.
In Bezug auf die interferometrische Ausgestaltung des Verfahrens kann es ferner in Betracht kommen, anhand der erfassten Interferenzmuster Wellenfrontkipps zu ermitteln. Hierbei handelt es sich um Verkippungen von Wellenfronten der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile gegenüber der Wellenfront der Referenzstrahlung. Über die Wellenfrontkipps werden somit Strahlwinkel bzw. von der Strahlungsrichtung der Referenzstrahlung abweichende Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile wiedergegeben. Das Ermitteln der Wellenfrontkipps stellt folglich eine mögliche Ausgestaltung zum Ermitteln der Strahlungsrichtungen dar.
Bei dem Verfahren kann eine Wellenfrontmesstechnik mit einer Genauigkeit von 0,2 nm zur Anwendung kommen. Der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur kann auf diese Weise mit einer Genauigkeit von (wesentlich) besser als 0,3 ppm ermittelt werden. Möglich ist zum Beispiel eine Maßstabsermittlung mit einer Genauigkeit von bis zu 0,001 ppm.
Die zum Bereitstellen der Referenzstrahlung verwendete Referenzfläche kann von einer strahlungsdurchlässigen Referenzplatte umfasst sein. Die Referenzfläche kann der optischen Anordnung vorgeschaltet sein.
Die eingesetzte Strahlung, welche eine zum Durchführen einer interferometrischen Messung ausreichende Kohärenz besitzen kann, kann mit Hilfe eines Lasers erzeugt werden. Die einfallende Strahlung, mit welcher die optische Anordnung und die bei der interferometrischen Ausgestaltung des Verfahrens eingesetzte Referenzfläche bestrahlt werden, kann als ebene Welle mit ebener Wellenfront konfiguriert sein.
Die Strahlungsrichtungen können neben dem Maßstab und der Wellenlänge von weiteren, sich auf die Ausgestaltung, Geometrie und Positionierung der optischen Anordnung und der Referenzfläche (sofern verwendet) beziehenden Parametern abhängig sein, und daher Informationen über diese Parameter enthalten. Hierbei kann es sich um eine Orientierung der diffraktiven optischen Struktur bzw. einer mit der diffraktiven optischen Struktur versehenen Substratseite eines Substrats, eine Orientierung des Retroreflektors, Orientierungen von Reflexionsflächen des Retroreflektors, und eine Orientierung der Referenzfläche (sofern verwendet) handeln. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen wird dieser Zusammenhang zur Maßstabsermittlung genutzt.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Ermitteln des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur durch Berücksichtigung von Einflüssen auf die Strahlungsrichtungen in Form einer Abweichung der erfassten Wellenlänge der Strahlung von einer vorgegebenen Wellenlänge und in Form einer Abweichung der optischen Anordnung (sowie der Referenzfläche, sofern verwendet) von einer vorgegebenen Auslegung.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden eine vorgegebene Wellenlänge der Strahlung und eine vorgegebene Auslegung der optischen Anordnung und ggf. der Referenzfläche, bei welcher die diffraktive optische Struktur deren Sollgröße aufweist und vorgegebene geometrische Bedingungen vorliegen, zugrunde gelegt. Derartige Spezifikationen beziehen sich auf eine idealisierte vorgegebene Funktionsweise, bei welcher durch Bestrahlen der optischen Anordnung die verschiedenen, an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile übereinstimmende Strahlungsrichtungen aufweisen bzw. die Strahlungsrichtungen der reflektierten Strahlungsteile mit einer vorgegebenen Referenz-Strahlungsrichtung übereinstimmen. Eine solche Auslegung kann mit Hilfe einer Simulation festgelegt werden.
Bei der interferometrischen Ausgestaltung des Verfahrens, bei welcher mit Hilfe der Referenzfläche die Referenzstrahlung bereitgestellt wird, können sich die Spezifikationen auf eine idealisierte vorgegebene Funktionsweise beziehen, bei welcher durch Bestrahlen der Referenzfläche und der optischen Anordnung die Wellenfronten der verschiedenen, an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile eine übereinstimmende Orientierung bzw. jeweils die gleiche Orientierung aufweisen wie die Wellenfront der Referenzstrahlung.
Hiervon abweichende tatsächliche Gegebenheiten in Form einer von der vorgegebenen Wellenlänge abweichenden Wellenlänge sowie in Form von der vorgegebenen Auslegung abweichenden Gegebenheiten können zu veränderten Strahlungsrichtungen bzw. Orientierungen der Wellenfronten der reflektierten Strahlungsteile führen. Durch das Berücksichtigen solcher Einflüsse auf die Strahlungsrichtungen ist eine präzise Maßstabsermittlung möglich. Hierbei kann eine Verrechnung unter Verwendung der erfassten Wellenlänge und der erfassten Strahlungsrichtungen erfolgen.
Dies kann in zuverlässiger Weise mit Hilfe der folgenden Ausführungsform verwirklicht werden. Hierbei werden erste und zweite Sensitivitäten gebildet. Über die ersten Sensitivitäten wird der Einfluss der Abweichung der erfassten Wellenlänge der Strahlung von der vorgegebenen Wellenlänge auf die Strahlungsrichtungen wiedergegeben. Über die zweiten Sensitivitäten wird der Einfluss der Abweichung der optischen Anordnung, sowie der Referenzfläche, sofern verwendet, von der vorgegebenen Auslegung auf die Strahlungsrichtungen bei Vorliegen der vorgegebenen Wellenlänge wiedergegeben. Unter Verwendung der ersten Sensitivitäten und der erfassten sowie der vorgegebenen Wellenlänge wird eine Korrektur der erfassten Strahlungsrichtungen durchgeführt. Unter Verwendung der korrigierten Strahlungsrichtungen und der zweiten Sensitivitäten wird der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur ermittelt.
Die ersten und zweiten Sensitivitäten können durch eine Simulation gebildet werden. Mit Hilfe der ersten Sensitivitäten können die Strahlungsrichtungen auf die vorgegebene Wellenlänge korrigiert werden, so dass die Strahlungsrichtungen nunmehr lediglich Informationen über eine von der Auslegung abweichende Ausgestaltung bzw. abweichende geometrische Gegebenheiten, einschließlich des gesuchten Maßstabs, wiedergeben. Daher ist es möglich, unter Verwendung der korrigierten Strahlungsrichtungen und der zweiten Sensitivitäten den Maßstab der diffraktiven optischen Struktur genau zu ermitteln.
In Bezug auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, in welchen Einflüsse in Form einer abweichenden Wellenlänge und einer abweichenden Auslegung berücksichtigt werden bzw. erste und zweite Sensitivitäten zum Einsatz kommen, wird auf die Möglichkeit hingewiesen, diese Ausführungsformen unter Verwendung von interferometrisch bestimmten und Strahlungsrichtungen wiedergebenden Wellenfrontkipps durchzuführen. In diesem Sinne können zum Beispiel ermittelte Wellenfrontkipps mit Hilfe der ersten Sensitivitäten und der erfassten Wellenlänge korrigiert werden, und kann der Maßstab unter Verwendung der korrigierten Wellenfrontkipps und der zweiten Sensitivitäten ermittelt werden.
Die Maßstabsermittlung kann sich auf eine einzelne laterale Dimension beziehen. Hierbei wird lediglich ein Freiheitsgrad bzw. eine laterale Längenabweichung in einer einzelnen Richtung berücksichtigt. Dies wird im Folgenden als eindimensionale bzw. 1d-Konfiguration des Verfahrens bezeichnet.
Die Maßstabsermittlung kann sich auch auf zwei orthogonale laterale Dimensionen beziehen, was im Folgenden als zweidimensionale bzw. 2d-Konfiguration bezeichnet wird. Hierbei können vier Freiheitsgrade berücksichtigt und folglich vier Maßstabsgrößen ermittelt werden. Hierzu gehören laterale Längenabweichungen in den zwei Dimensionen, eine Scherung bzw. eine von den zwei Dimensionen abweichende Verschiebung, und eine verdrehte Stellung der diffraktiven optischen Struktur.
In Bezug auf die vorgenannten Verfahrensvarianten (1d- oder 2d-Konfiguraion) können unterschiedliche Ausführungsformen für die optische Anordnung bzw. deren Komponenten vorgesehen sein, und kann in entsprechender Weise ein Bereitstellen unterschiedlicher, an der optischen Anordnung reflektierter Strahlungsteile in Betracht kommen. Je nach Ausgestaltung kann es ferner zum Beispiel in Betracht kommen, Wellenfrontkipps in Bezug auf eine Achse (1d-Variante), oder in Bezug auf zwei zueinander orthogonale Achsen (2d-Variante) zu ermitteln.
Für den Retroreflektor kann in der 1d-Konfiguraion eine Ausgestaltung mit zwei zueinander orthogonal orientierten Reflexionsflächen vorgesehen bzw. vorgegeben sein. Es ist möglich, dass der bei dem Verfahren verwendete (tatsächliche) Retroreflektor eine hiervon abweichende Orientierung der Reflexionsflächen in Form eines Winkelfehlers aufweist. Dies macht sich in den Strahlungsrichtungen und folglich Interferenzmustern (sofern erzeugt) bemerkbar, und kann bei der Maßstabsermittlung berücksichtigt werden.
In der 2d-Konfiguraion kann für den Retroreflektor eine Ausgestaltung mit drei zueinander orthogonal orientierten Reflexionsflächen vorgesehen bzw. vorgegeben sein. Hierbei kann der Retroreflektor in Form eines sogenannten Corner-Cube-Reflektors bzw. Eckwürfelreflektors verwirklicht sein. Es ist möglich, dass der bei dem Verfahren verwendete (tatsächliche) Retroreflektor eine hiervon abweichende Orientierung der Reflexionsflächen in Form von einem oder mehreren Winkelfehlern aufweist. Dies macht sich in den Strahlungsrichtungen und folglich Interferenzmustern (sofern erzeugt) bemerkbar, und kann bei der Maßstabsermittlung berücksichtigt werden.
Die in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile können an dem Retroreflektor einfach und mehrfach reflektierte Strahlungsteile umfassen. Möglich ist auch eine Reflexion an der diffraktiven optischen Struktur selbst. Auf diese Weise können reflektierte Strahlungsteile mit entsprechenden Strahlungsrichtungen und damit Interferenzmuster erzeugt werden, mit deren Hilfe sich eine eindeutige Maßstabsermittlung durchführen lässt. Im Folgenden wird auf mögliche reflektierte Strahlungsteile, welche bei dem Verfahren zur Anwendung kommen können, näher eingegangen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die diffraktive optische Struktur einen reflektiv wirkenden Beugungsbereich zum Bereitstellen eines zurückreflektierten Strahlungsteils auf. In dieser Ausgestaltung, welche im Folgenden mit dem Zusatz Littrow bezeichnet wird, wird eine solche Beugung an dem betreffenden Beugungsbereich hervorgerufen, dass hierdurch eine Rückreflexion an der diffraktiven optischen Struktur selbst erfolgt. Die Strahlungsrichtung des zurückreflektierten Strahlungsteils bzw. ein hierdurch erzeugbares Interferenzmuster kann insbesondere abhängig sein von einer von einer vorgegebenen Auslegung abweichenden Orientierung der diffraktiven optischen Struktur gegenüber der Referenzfläche.
In einer weiteren Ausführungsform weist die diffraktive optische Struktur einen Beugungsbereich zum Beugen und dadurch Bereitstellen eines an dem Retroreflektor einfach reflektierten Strahlungsteils auf. Der betreffende Strahlungsteil kann auf den Retroreflektor fokussiert werden. Des Weiteren weist die diffraktive optische Struktur einen weiteren Beugungsbereich zum Beugen des einfach reflektierten Strahlungsteils auf. Dieser im Folgenden mit dem Zusatz Cateye bezeichnete Reflexionsvorgang kann für die 1d-Konfiguraion vorgesehen sein. Hierbei kann der Retroreflektor eine zusätzliche Reflexionsfläche aufweisen, welche sich zwischen den zwei zueinander orthogonal orientierten Reflexionsflächen befindet, und an welcher die Einfachreflexion stattfinden kann. Der reflektierte Strahlungsteil kann nach der weiteren Beugung im Strahlengang der einfallenden Strahlung zurücklaufen. Die Strahlungsrichtung dieses Strahlungsteils bzw. ein hierdurch erzeugbares Interferenzmuster kann abhängig sein von einer Orientierung bzw. von einer von einer Vorgabe abweichenden Orientierung der Referenzfläche.
Eine Cateye-Reflexion für die 1d-Konfiguraion lässt sich auch ohne den Retroreflektor verwirklichen, indem ein mit der diffraktiven optischen Struktur versehenes Substrat genutzt wird. Eine weitere Ausführungsform schlägt hierzu vor, dass die diffraktive optische Struktur einen Beugungsbereich zum Bereitstellen eines an einer Seite des Substrats einfach reflektierten Strahlungsteils aufweist. Der betreffende Strahlungsteil kann auf die Substratseite fokussiert werden. Des Weiteren weist die diffraktive optische Struktur einen weiteren Beugungsbereich zum Beugen des einfach reflektierten Strahlungsteils auf. Der reflektierte Strahlungsteil kann auch hier nach der weiteren Beugung im Strahlengang der einfallenden Strahlung zurücklaufen. Bei einer solchen Cateye-Reflexion kann der Retroreflektor ohne die oben erwähnte zusätzliche Reflexionsfläche ausgebildet sein, was mit einer Platzeinsparung einhergehen kann.
Bei einer Cateye-Reflexion können die zwei beteiligten Beugungsbereiche sowohl eine Beugung der einfallenden Strahlung bewirken, so dass zwei an dem Retroreflektor oder an dem Substrat einfach reflektierte Strahlungsteile bereitgestellt werden, als auch eine weitere Beugung der einfach reflektierten Strahlungsteile hervorrufen. Die zwei nach der weiteren Beugung vorliegenden Strahlungsteile können übereinstimmende Strahlungsrichtungen aufweisen und parallel zueinander verlaufen. Im Hinblick auf die interferometrische Ausgestaltung des Verfahrens können zwei, mit der Referenzstrahlung zur Überlagerung gebrachte Strahlungsteile mit übereinstimmenden Wellenfrontkipps und dadurch zwei übereinstimmende Interferenzmuster bereitgestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die diffraktive optische Struktur einen Beugungsbereich zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor mehrfach reflektierten Strahlungsteils auf. Ferner weist die diffraktive optische Struktur einen weiteren Beugungsbereich zum Beugen des mehrfach reflektierten Strahlungsteils auf. Bei einer solchen Mehrfachreflexion können Strahlungsreflexionen nacheinander an den verschiedenen Reflexionsflächen des Retroreflektors stattfinden. Die Strahlungsrichtung des mehrfach reflektierten Strahlungsteils bzw. ein hierdurch erzeugbares Interferenzmuster kann insbesondere abhängig sein von den Orientierungen der Reflexionsflächen des Retroreflektors bzw. von einem oder mehreren Winkelfehlern desselben.
Mehrfachreflexionen können mit Bezug auf die 1d- und die 2d-Konfiguration vorgesehen sein. In einer für die 1d-Variante in Betracht kommenden Ausführungsform, in welcher der Retroreflektor zwei Reflexionsflächen aufweist, ist der mit Hilfe des Beugungsbereichs bereitgestellte mehrfach reflektierte Strahlungsteil ein an den zwei Reflexionsflächen reflektierter Strahlungsteil. Es liegt somit eine Doppelreflexion vor.
In einer für die 2d-Konfiguraion möglichen Ausführungsform, in welcher der Retroreflektor drei Reflexionsflächen umfasst, weist die diffraktive optische Struktur drei Beugungsbereiche zum Bereitstellen von drei jeweils dreifach und in unterschiedlicher Weise bzw. in unterschiedlicher Reihenfolge an den drei Reflexionsflächen reflektierten Strahlungsteilen auf. Des Weiteren weist die diffraktive optische Struktur drei weitere Beugungsbereiche zum Beugen der dreifach reflektierten Strahlungsteile auf. Auf diese Weise können drei Strahlungsteile mit eigenständigen Strahlungsrichtungen bereitgestellt werden. Hinsichtlich der interferometrischen Ausgestaltung des Verfahrens können drei mit der Referenzstrahlung zur Überlagerung gebrachte Strahlungsteile mit eigenständigen Wellenfrontkipps und dadurch drei unabhängige Interferenzmuster bereitgestellt werden.
Zwei an einer Mehrfachreflexion beteiligte Beugungsbereiche können sowohl eine Beugung der einfallenden Strahlung bewirken, so dass zwei an dem Retroreflektor mehrfach reflektierte Strahlungsteile bereitgestellt werden, als auch eine weitere Beugung der mehrfach reflektierten Strahlungsteile hervorrufen. Hierdurch können zwei Strahlungsteile mit übereinstimmenden Strahlungsrichtungen, und dadurch in der interferometrischen Ausgestaltung des Verfahrens zwei übereinstimmende Interferenzmuster bereitgestellt werden. In Bezug auf die 2d-Konfiguraion können somit sechs Interferenzmuster erzeugt werden, von denen jeweils zwei übereinstimmend sind.
In einer weiteren Ausführungsform weist die diffraktive optische Struktur einen Beugungsbereich zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor einfach und zurück zu dem Beugungsbereich reflektierten Strahlungsteils auf. Bei diesem Reflexionsvorgang, welcher im Folgenden als Autokollimation bezeichnet wird, wird der betreffende Strahlungsteil an einer Reflexionsfläche des Retroreflektors reflektiert. Der Strahlungsteil kann senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht auf die Reflexionsfläche auftreffen. Der eingesetzte Beugungsbereich bewirkt zwei Beugungen des Strahlungsteils, und zwar vor und nach der Einfachreflexion an dem Retroreflektor.
Autokollimations-Reflexionen können mit Bezug auf die 1d- und die 2d-Konfiguration vorgesehen sein. In einer für die 1d-Variante in Betracht kommenden Ausführungsform, in welcher der Retroreflektor zwei Reflexionsflächen umfasst, weist die diffraktive optische Struktur zwei Beugungsbereiche zum Bereitstellen von zwei an jeweils einer der zwei Reflexionsflächen und zurück zu den zwei Beugungsbereichen reflektierten Strahlungsteilen auf. Die Strahlungsrichtungen dieser zwei Strahlungsteile bzw. hierdurch erzeugbare zwei Interferenzmuster können insbesondere abhängig sein von der Orientierung des Retroreflektors und dem Maßstab der diffraktiven optischen Struktur.
In einer für die 2d-Konfiguraion in Betracht kommenden Ausführungsform, in welcher der Retroreflektor drei Reflexionsflächen umfasst, weist die diffraktive optische Struktur drei Beugungsbereiche zum Bereitstellen von drei an jeweils einer der drei Reflexionsflächen und zurück zu den drei Beugungsbereichen reflektierten Strahlungsteilen auf. Die Strahlungsrichtungen dieser drei Strahlungsteile bzw. hierdurch erzeugbare drei Interferenzmuster können insbesondere abhängig sein von der Orientierung des Retroreflektors und dem Maßstab der diffraktiven optischen Struktur.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass sich die Maßstabsermittlung als in-situ-Verfahren im Rahmen einer interferometrischen Passeprüfung bzw. eines Verfahrens zum Bestimmen einer Form einer optischen Testfläche durchführen lässt. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, mit Hilfe der diffraktiven optischen Struktur einen Teil der Strahlung derart zu formen, dass eine Messstrahlung mit einer an eine Sollform der Testfläche angepassten Wellenfront bereitgestellt wird. Die Messstrahlung kann an der Testfläche reflektiert und mit der mit Hilfe der Referenzfläche bereitgestellten Referenzstrahlung überlagert werden, so dass ein der Testfläche zugeordnetes Interferenzmuster erzeugt wird. Die Form der Testfläche kann auf der Grundlage des der Testfläche zugeordneten Interferenzmusters und des ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur bestimmt werden. Das Ermitteln des Maßstabs kann gemäß dem oben beschriebenen Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens erfolgen.
Für das Erzeugen der Messstrahlung kann die diffraktive optische Struktur einen weiteren geeigneten Beugungsbereich aufweisen. Durch die Berücksichtigung des gemäß dem obigen Verfahren ermittelten Maßstabs können Fehler der diffraktiven optischen Struktur auf zuverlässige Weise vorgehalten bzw. herausgerechnet werden. Daher ist es möglich, die Form der Testfläche mit einer hohen Genauigkeit zu bestimmen.
Hierbei können Nachteile, welche bei einer separaten Maßstabsermittlung mit Hilfe eines Mask Registration Tools auftreten können, vermieden werden. Beispielsweise ist es möglich, den Maßstab absolut und mit einer hohen Genauigkeit zu ermitteln. Des Weiteren kann ein Berücksichtigen bzw. Verrechnen verschiedener Umwelt- und Auflagebedingungen vermieden werden. Ferner kann die diffraktive optische Struktur auf einem 12''-Substrat vorhanden sein. Ein Vorsehen einer ggf. zu entwickelnden Halteeinrichtung zum Anordnen in einem Mask Registration Tool kann in diesem Zusammenhang entfallen.
Anstelle eines interferometrischen Erfassens von Strahlungsrichtungen, was wie oben angegeben unter Verwendung von Wellenfrontkipps erfolgen kann, kann ein solches Erfassen auch auf andere Art und Weise durchgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, zum Erfassen der Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten und ggf. nochmals gebeugten Strahlungsteile eine Sensoreinrichtung mit den reflektierten Strahlungsteilen zu bestrahlen. Durch Messen der jeweils bestrahlten Bereiche der Sensoreinrichtung kann auf die Strahlungsrichtungen zurückgeschlossen werden. Hierdurch lässt sich das Verfahren kostengünstig durchführen. Die Sensoreinrichtung kann ein ortsauflösender Strahlungsdetektor, beispielsweise ein Quadrantendetektor bzw. eine Quadrantendiode, sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Erzeugen einer Strahlung auf. Die Vorrichtung weist des Weiteren eine optische Anordnung auf, welche die diffraktive optische Struktur und einen der diffraktiven optischen Struktur nachgeordneten Retroreflektor umfasst. Die diffraktive optische Struktur weist mehrere Beugungsbereiche auf, welche ausgebildet sind, durch Beugen der Strahlung mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung reflektierte Strahlungsteile bereitzustellen. Die Vorrichtung weist ferner eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile, eine Messeinrichtung zum Erfassen der Wellenlänge der Strahlung, und eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur auf der Grundlage der erfassten Strahlungsrichtungen und der erfassten Wellenlänge auf.
Entsprechend dem zuvor erläuterten Verfahren ist es mit Hilfe der Vorrichtung möglich, aufgrund der in verschiedener Weise an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile den Maßstab bzw. Absolutmaßstab der diffraktiven optischen Struktur mit einer hohen Genauigkeit zu ermitteln. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass oben mit Bezug auf das Verfahren erläuterte Ausführungsformen, Details und Vorteile auch bei der Vorrichtung zur Anwendung kommen können.
In diesem Sinne ist es zum Beispiel möglich, in Bezug auf die verschiedenen reflektierten Strahlungsteile die oben erläuterten Ausführungsformen vorzusehen. Insbesondere können die mehreren Beugungsbereiche der diffraktiven optischen Struktur einen Beugungsbereich zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor einfach reflektierten Strahlungsteils und einen Beugungsbereich zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektors mehrfach reflektierten Strahlungsteils aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zum interferometrischen Erfassen der Strahlungsrichtungen ausgebildet. Hierzu weist die Vorrichtung, zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten, eine Referenzfläche zum Reflektieren der Strahlung zum Bereitstellen einer Referenzstrahlung auf, so dass durch Überlagern der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile mit der Referenzstrahlung Interferenzmuster erzeugt werden. Die Interferenzmuster sind, wie oben angegeben, durch die Strahlungsrichtungen vorgegeben. Dementsprechend ist die Sensoreinrichtung zum Erfassen der von den Strahlungsrichtungen abhängigen Interferenzmuster ausgebildet. Durch eine entsprechende Auswertung der Interferenzmuster, was mit Hilfe der Auswerteeinrichtung erfolgen kann, kann auf die Strahlungsrichtungen zurückgeschlossen werden. In dieser Ausgestaltung kann die Auswerteeinrichtung somit dazu dienen, den Maßstab auf der Grundlage der erfassten Interferenzmuster und der erfassten Wellenlänge zu ermitteln.
Die Auswerteeinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, anhand der erfassten Interferenzmuster Wellenfrontkipps zu ermitteln. Wie oben beschrieben wurde, spiegeln die Wellenfrontkipps Strahlungsrichtungen in Bezug auf die Referenzstrahlung wider.
In diesem Zusammenhang kann die Auswerteeinrichtung des Weiteren dazu ausgebildet sein, den Maßstab durch Berücksichtigen von Einflüssen auf die Strahlungsrichtungen in Form einer Abweichung der erfassten Wellenlänge von einer vorgegebenen Wellenlänge und in Form einer Abweichung der optischen Anordnung und der Referenzfläche von einer vorgegebenen Auslegung zu ermitteln. Hierzu kann die Auswerteeinrichtung ferner dazu ausgebildet sein, unter Verwendung von ersten Sensitivitäten, über welche der Einfluss der abweichenden Wellenlänge wiedergegeben wird, eine Korrektur der ermittelten Strahlungsrichtungen bzw. Wellenfrontkipps durchzuführen, und unter Verwendung der korrigierten Strahlungsrichtungen bzw. Wellenfrontkipps und zweiten Sensitivitäten, über welche der Einfluss der Abweichung von der vorgegebenen Auslegung wiedergegeben wird, den Maßstab zu ermitteln.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zusätzlich zum Bestimmen einer Form einer optischen Testfläche ausgebildet. Hierbei ist die diffraktive optische Struktur ausgebildet, durch Formen eines Teils der Strahlung eine Messstrahlung mit einer an eine Sollform der Testfläche angepassten Wellenfront bereitzustellen. Die Messstrahlung ist dazu vorgesehen, an der Testfläche reflektiert und mit der Referenzstrahlung überlagert zu werden, um ein der Testfläche zugeordnetes und mit der Sensoreinrichtung erfassbares Interferenzmuster zu erzeugen. Die Auswerteeinrichtung ist ausgebildet, die Form der Testfläche auf der Grundlage des der Testfläche zugeordneten Interferenzmusters und des ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur zu bestimmen. In dieser Ausführungsform erfolgt eine in-situ Maßstabsermittlung, so dass sich die Form der Testfläche mit einer hohen Genauigkeit bestimmen lässt. Für weitere Details wird auf die obigen Ausführungen zur Passeprüfung Bezug genommen.
Die Vorrichtung lässt sich auch ohne einen Interferometer-Aufbau und dadurch kostengünstig verwirklichen. Hierzu kann vorgesehen sein, die Sensoreinrichtung mit den an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteilen zu bestrahlen, und durch Messen der jeweils bestrahlten Bereiche der Sensoreinrichtung die Strahlungsrichtungen zu ermitteln. Entsprechende Messsignale der Sensoreinrichtung können mit Hilfe der Auswerteeinrichtung ausgewertet werden. In dieser Ausgestaltung kann die Sensoreinrichtung ein Quadrantendetektor bzw. eine Quadrantendiode sein.
Eine Maßstabsermittlung kann nicht nur im Rahmen einer Passeprüfung, sondern auch zu anderen Zwecken erfolgen, wie im Folgenden beschrieben wird. Hierbei wird ausgenutzt, dass der Maßstab mit der Länge eines Elements, und damit auch mit einer eine Wärmeausdehnung eines Elements wiedergebenden Temperatur verknüpft ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Längenänderung eines Elements vorgeschlagen. Das Element weist eine diffraktive optische Struktur auf. Während der Längenänderung des Elements werden wenigstens ein erster und ein zweiter Maßstab der diffraktiven optischen Struktur ermittelt. Dies erfolgt gemäß dem oben beschriebenen Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens. Hierbei kann das Element mit der diffraktiven optischen Struktur Bestandteil der bestrahlten optischen Anordnung sein, und kann der Retroreflektor dem Element nachgeordnet sein. Des Weiteren wird auf der Grundlage wenigstens des ersten und zweiten ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur die Längenänderung ermittelt. Da sich die Maßstabsermittlung mit einer hohen Genauigkeit durchführen lässt, trifft dies in gleicher Weise auf das Ermitteln der Längenänderung zu.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines Elements vorgeschlagen. Das Element weist eine diffraktive optische Struktur auf. Hierbei erfolgt ein Ermitteln des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur, indem das oben beschriebene Verfahren bzw. eine oder mehrere der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens durchgeführt werden. Das Element mit der diffraktiven optischen Struktur kann Bestandteil der bestrahlten optischen Anordnung sein, und der Retroreflektor kann dem Element nachgeordnet sein. Auf der Grundlage des ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur wird die Temperatur des Elements ermittelt. Hierbei ermöglicht die Maßstabsermittlung eine genaue Temperaturermittlung.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine interferometrische Prüfvorrichtung zum Bestimmen einer Form einer optischen Testfläche, aufweisend ein diffraktives optisches Element mit einer diffraktiven optischen Struktur zur Strahlungsformung und eine Referenzplatte mit einer Referenzfläche zum Bereitstellen einer Referenzstrahlung, wobei die Prüfvorrichtung des Weiteren einen dem diffraktiven optischen Element nachgeordneten Retroreflektor aufweist und zum Ermitteln des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur ausgebildet ist;
2 eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements und des Retroreflektors zum Durchführen einer eindimensionalen Maßstabsermittlung, wobei unterschiedlich reflektierte Strahlungsteile, welche mit Hilfe von Beugungsbereichen der diffraktiven optischen Struktur bereitgestellt werden, gezeigt sind;
3 eine Aufsichtsdarstellung des diffraktiven optischen Elements von 2;
4 eine weitere seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements, des Retroreflektors und der Referenzplatte, wobei eine Cateye-Reflexion gezeigt ist;
5 eine weitere seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements, des Retroreflektors und der Referenzplatte, wobei eine Littrow-Reflexion gezeigt ist;
6 eine weitere seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements und des Retroreflektors, wobei eine Doppelreflexion gezeigt ist;
7 eine weitere seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements und des Retroreflektors mit der Doppelreflexion für den Fall, dass der Retroreflektor einen Winkelfehler aufweist;
8 eine weitere seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements und des Retroreflektors, wobei Autokollimations-Reflexionen gezeigt sind;
9 eine weitere seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements und der Referenzplatte, wobei eine weitere Cateye-Reflexion gezeigt ist;
10 eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements und des Retroreflektors gemäß einer weiteren Ausgestaltung zum Durchführen einer eindimensionalen Maßstabsermittlung;
11 einen Prozessablauf mit Schritten zur Maßstabsermittlung;
12 eine seitliche Darstellung des Retroreflektors in Form eines Prismas;
13 eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements und des Retroreflektors zum Durchführen einer zweidimensionalen Maßstabsermittlung, wobei unterschiedlich reflektierte Strahlungsteile, welche mit Hilfe von Beugungsbereichen der diffraktiven optischen Struktur bereitgestellt werden, gezeigt sind;
14 eine Aufsichtsdarstellung des diffraktiven optischen Elements von 13; und
15 eine Darstellung von Reflexionsflächen des Retroreflektors von 13.
Anhand der folgenden Figuren werden Ausgestaltungen eines Verfahrens und einer dazugehörigen Messkonfiguration zur Ermittlung des Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur beschrieben. Der Maßstab umfasst eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Istgröße zu einer vorgegebenen Sollgröße der diffraktiven optischen Struktur. Mit Hilfe des Verfahrens wird das Ermitteln des Maßstabs auf das Vermessen der absoluten Wellenlänge einer eingesetzten Strahlung zurückgeführt. Auf diese Weise ist eine genaue und zuverlässige Ermittlung des Absolutmaßstabs möglich.
Dies geschieht mit Hilfe eines Retroreflektors und spezieller Beugungsbereiche bzw. Gitterstrukturen der diffraktiven optischen Struktur. Die Beugungsbereiche sind dazu ausgebildet, aus einer einfallenden Strahlung mehrere Teilwellen zu erzeugen, welche in unterschiedlicher Weise reflektiert werden. Hierzu gehören an dem Retroreflektor einfach und mehrfach reflektierte Teilwellen. Durch interferometrisches Messen werden Verkippungen der Teilwellen gegenüber einer Referenzstrahlung bzw. -welle, und dadurch Strahlungsrichtungen erfasst. Auch wird die Wellenlänge der Strahlung erfasst. Durch eine Verrechnung der Wellenlänge und der Verkippungen bzw. Strahlungsrichtungen wird der Maßstab ermittelt.
Bei der hier beschriebenen Methode kann eine Wellenfrontmesstechnik mit einer Genauigkeit von 0,2 nm zur Anwendung kommen. Der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur, welche eine laterale Ausdehnung von zum Beispiel 200 mm oder eine andere Ausdehnung aufweisen kann, kann hierdurch mit einer Genauigkeit von kleiner als 0,3 ppm, beispielsweise bis zu 0,001 ppm, ermittelt werden.
Die im Folgenden erläuterten Einrichtungen und Vorrichtungen können zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten weitere Komponenten und Strukturen aufweisen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten, Strukturen und Gegebenheiten zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
Die Maßstabsermittlung kann als in-situ-Verfahren zusammen mit einer Messung zur Passeprüfung einer optischen Testfläche durchgeführt werden. Zur Passeprüfung kann eine interferometrische Prüfvorrichtung zum Einsatz kommen, welche zum Zwecke der Maßstabsermittlung in geeigneter Weise ausgebildet bzw. ergänzt ist. Im Folgenden wird auf eine solche Prüfvorrichtung näher eingegangen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Bestimmen einer Form einer optischen Testfläche 127 eines Prüflings 126. Die Testfläche 127 kann zum Beispiel eine komplexe asphärische Form aufweisen. Der Prüfling 126 kann zum Beispiel ein in einem Lithographiesystem einsetzbares optisches Element sein. Die Vorrichtung 100 besitzt einen optischen Aufbau entsprechend eines Fizeau-Interferometers.
Die Vorrichtung 100 weist eine Lichtquelle 113 zum Abgeben einer Strahlung 170, eine Teilerplatte 120, einen Kollimator 122, eine Referenzplatte 123 mit einer Referenzfläche 124, ein diffraktives optisches Element 140 mit einer diffraktiven optischen Struktur 150 oder 250, eine Blende 128, ein Okular 129 und eine Sensoreinrichtung 134 auf. Die abgegebene Strahlung 170 besitzt eine zum Durchführen einer interferometrischen Messung ausreichende Kohärenz.
Dies wird dadurch erreicht, indem die Vorrichtung 100 ferner einen Laser 110 zur Strahlungserzeugung aufweist. Die mit Hilfe des Lasers 110 erzeugte Strahlung 170 kann im sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereich liegen. An den Laser 110 schließt sich eine Lichtleitfaser 111 an, deren Ende als Lichtquelle 113 dienen kann.
Die von der Lichtquelle 113 abgegebene Strahlung 170 liegt zunächst in Form eines divergierenden Strahls vor und durchläuft die Teilerplatte 120. Anschließend durchläuft die Strahlung 170 den Kollimator 122, welcher die Strahlung 170 in ein paralleles Strahlbündel mit ebener Wellenfront umwandelt, bevor die Strahlung 170 weiter in Richtung einer aus der Referenzplatte 123, dem diffraktiven optischen Element 140 und dem Prüfling 126 gebildeten Interferometerkavität läuft. Die nach dem Kollimator 122 vorliegende Strahlung 170 definiert die Interferometerachse der Vorrichtung 100.
An der Referenzfläche 124 der strahlungsdurchlässigen Referenzplatte 123 wird ein Teil der einfallenden Strahlung 170 rückreflektiert und bildet eine Referenzstrahlung 179. Diese durchläuft abermals den Kollimator 122. Die Referenzfläche 124 kann, wie in 1 gezeigt ist, an der dem diffraktiven optischen Element 140 zugewandten Seite der Referenzplatte 123 vorgesehen sein. Die Referenzplatte 123 kann auch als Fizeau-Platte, und die Referenzfläche 124 kann auch als Fizeau-Fläche bezeichnet werden.
Der nicht an der Referenzfläche 124 reflektierte Teil der einfallenden Strahlung 170 gelangt weiter zu dem diffraktiven optischen Element 140. Das diffraktive optische Element 140 weist ein plattenförmiges strahlungsdurchlässiges Substrat 141 mit zwei entgegen gesetzten Seiten bzw. Hauptseiten 142, 143 auf. Auf der dem Prüfling 126 zugewandten Substratseite 142 ist die diffraktive optische Struktur 150, 250 ausgebildet. Das Substrat 141 kann zum Beispiel eine Größe von 9'', oder auch eine andere Größe wie zum Beispiel 12'' aufweisen.
Das diffraktive optische Element 140 kann, wie in 1 gezeigt ist, mit einer leichten Neigung zu der einfallenden Strahlung 170 angeordnet sein, so dass die Strahlung 170 nicht senkrecht, sondern schräg auf das diffraktive optische Element 140 bzw. dessen Seite 143 auftrifft. Hierdurch kann ein störender Teil der Strahlung 170, welcher an der Substratseite 143 einer Reflexion unterliegt, ausgelenkt werden.
Die diffraktive optische Struktur 150, 250, welche linienförmige Gitterstrukturen umfassen kann (vgl. 3), kann in Form eines computergenerierten Hologramms (CGH) verwirklicht sein. Die diffraktive optische Struktur 150, 250 dient als Anpassungsoptik und ist dazu ausgebildet, durch Formen eines Teils der Strahlung 170 eine Messstrahlung 177 mit einer an eine Sollform der Testfläche 127 angepassten Wellenfront bereitzustellen. Hierzu weist die diffraktive optische Struktur 150, 250 neben anderen, zur Maßstabsermittlung eingesetzten Beugungsbereichen, auf welche weiter unten noch näher eingegangen wird, einen geeigneten Beugungsbereich 157 auf.
Die mit Hilfe des Beugungsbereichs 157 erzeugte Messstrahlung 177 wird an der zu vermessenden Testfläche 127 reflektiert, und durchläuft anschließend das diffraktive optische Element 140, die Referenzplatte 123 und den Kollimator 122. Mit Hilfe der Teilerplatte 120 wird die Messstrahlung 177, zusammen mit der Referenzstrahlung 179, in Richtung der Sensoreinrichtung 134 reflektiert. Hierbei durchlaufen die Messstrahlung 177 und die Referenzstrahlung 179 ferner die Blende 128 und das Okular 129, bevor diese Strahlungsteile auf die Sensoreinrichtung 134 auftreffen.
Die Sensoreinrichtung 134 ist in Form eines zweidimensional ortsauflösenden Strahlungsdetektors verwirklicht. Die Sensoreinrichtung 134 kann zum Beispiel eine CCD-Kamera (Charge Coupled Device) sein.
Die Messstrahlung 177 und die Referenzstrahlung 179 erzeugen durch eine Überlagerung ein Interferenzmuster, welches mit Hilfe der Sensoreinrichtung 134 erfasst werden kann. Da die Messstrahlung 177 mit einer an die Sollform der Testfläche 127 angepassten Wellenfront erzeugt wird, enthält dieses Interferenzmuster Informationen über eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Istform und der Sollform der Testfläche 127. Durch eine Auswertung des Interferenzmusters kann infolgedessen auf die tatsächliche Form der Testfläche 127 zurückgeschlossen werden.
Eine solche Auswertung erfolgt mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung 130 der Vorrichtung 100. Die Auswerteeinrichtung 130 ist mit der Sensoreinrichtung 134 gekoppelt, so dass der Auswerteeinrichtung 130 Messsignale der Sensoreinrichtung 134 übermittelt werden können.
Eine hochgenaue Passeprüfung kann erzielt werden, wenn sämtliche Herstellungsfehler von Elementen innerhalb der aus der Referenzplatte 123, dem diffraktiven optischen Element 140 und dem Prüfling 126 gebildeten Interferometerkavität genau bekannt sind. Derartige Fehler können im Rahmen der Auswertung berücksichtigt und herausgerechnet werden, so dass ein genaues Bestimmen der Form der Testfläche 127 möglich ist. Ein in diesem Zusammenhang interessierender Parameter ist die Soll-Ist-Größenabweichung bzw. der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur 150, 250. Die in 1 gezeigte Vorrichtung 100 ist in diesem Sinne zusätzlich dazu ausgebildet, die Maßstabsermittlung mit einer hohen Genauigkeit, zusammen mit der interferometrischen Vermessung der Testfläche 127, durchzuführen.
Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 100 einen dem diffraktiven optischen Element 140 bzw. der diffraktiven optischen Struktur 150, 250 nachgeordneten Retroreflektor 160 oder 260 auf. Die diffraktive optische Struktur 150, 250 ist ferner, zusätzlich zu dem zum Erzeugen der Messstrahlung 177 eingesetzten Beugungsbereich 157, mit speziellen Beugungsbereichen ausgebildet. Hierbei bilden die diffraktive optische Struktur 150, 250 und der Retroreflektor 160, 260 eine optische Anordnung, welche zur Maßstabsermittlung mit der einfallenden Strahlung 170 bestrahlt wird.
Diese Beugungsbereiche der diffraktiven optischen Struktur 150, 250 dienen dazu, durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung 150, 160 (vgl. 2) oder 250, 260 (vgl. 13) reflektierte Strahlungsteile bereitzustellen, sowie ggf. eine weitere Beugung der reflektierten Strahlungsteile zu bewirken. Hierunter fallen insbesondere an dem Retroreflektor 160, 260 einfach und mehrfach reflektierte Strahlungsteile. Durch Überlagerung der reflektierten Strahlungsteile mit der Referenzstrahlung 179 werden Interferenzmuster erzeugt, welche ebenfalls mit der Sensoreinrichtung 134 erfasst und mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 130 ausgewertet werden.
Des Weiteren weist die Vorrichtung 100 eine Messeinrichtung 114 zum Erfassen der bei der Messung der Interferenzmuster tatsächlich vorliegenden Wellenlänge der Strahlung 170 auf. Die Messseinrichtung 114 ist über eine weitere Lichtleitfaser 112 mit dem Laser 110 verbunden, so dass der Messeinrichtung 114 die Strahlung 170 zugeführt werden kann. Die Messeinrichtung 114 ist ferner mit der Auswerteeinrichtung 130 gekoppelt, so dass der Auswerteeinrichtung 130 Messsignale der Messeinrichtung 114 übermittelt werden können.
Die Interferenzmuster, welche auf den an der optischen Anordnung 150, 160 bzw. 250, 260 reflektierten Strahlungsteilen basieren, sind abhängig von verschiedenen optischen Parametern. Hierzu gehören der gesuchte Maßstab, die Wellenlänge der Strahlung 170 und weitere, sich auf die Ausgestaltung, Geometrie und Positionierung der optischen Anordnung 150, 160, 250, 260 und der Referenzfläche 124 beziehende Parameter. Hierbei handelt es sich um eine Orientierung der diffraktiven optischen Struktur 150, 250 bzw. der mit der diffraktiven optischen Struktur 150, 250 versehenen Substratseite 142, eine Orientierung des Retroreflektors 160, 260, Orientierungen von Reflexionsflächen des Retroreflektors 160, 260, und eine Orientierung der Referenzfläche 124. Die Interferenzmuster können in verschiedener Weise von derartigen Parametern abhängig sein, so dass einzelne Interferenzmuster mehr oder weniger stark, oder auch nur von einzelnen oder einem Teil der Parameter abhängig sind.
Die Auswerteeinrichtung 130 ist ausgebildet, den Maßstab auf der Grundlage der erfassten Interferenzmuster und der erfassten Wellenlänge zu ermitteln. Die Maßstabsermittlung kann auf diese Weise auf das Erfassen der Wellenlänge zurückgeführt werden. Hierzu werden mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 130 anhand der erfassten Interferenzmuster Wellenfrontkipps, also Verkippungen von Wellenfronten der an der optischen Anordnung 150, 160 bzw. 250, 260 reflektierten Strahlungsteile gegenüber der Wellenfront der Referenzstrahlung 179 ermittelt. Die Wellenfrontkipps geben Strahlwinkel und damit sich von der Strahlungsrichtung der Referenzstrahlung 179 unterscheidende Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung 150, 160 bzw. 250, 260 reflektierten Strahlungsteile wieder. Bei dem Ermitteln der Wellenfrontkipps handelt es sich folglich um ein Ermitteln von Strahlungsrichtungen mit Bezug auf die Strahlungsrichtung der Referenzstrahlung 179.
Des Weiteren werden im Rahmen der mit der Auswerteeinrichtung 130 durchgeführten Auswertung Einflüsse auf die Strahlungsrichtungen und damit auf die Wellenfrontkipps in Form einer Abweichung der erfassten Wellenlänge von einer vorgegebenen Wellenlänge und in Form einer Abweichung der optischen Anordnung 150, 160 bzw. 250, 260 und der Referenzfläche 124 von einer vorgegebenen Auslegung berücksichtigt. Derartige Vorgaben beziehen sich auf eine idealisierte Funktionsweise, bei welcher die Wellenfronten der verschiedenen reflektierten Strahlungsteile eine übereinstimmende bzw. jeweils die gleiche Orientierung aufweisen wie die Wellenfront der Referenzstrahlung 179, oder anders ausgedrückt bei welcher die verschiedenen reflektierten Strahlungsteile dieselbe Strahlungsrichtung aufweisen wie die Referenzstrahlung 179. Hiervon abweichende tatsächliche Gegebenheiten führen zu veränderten Orientierungen der Wellenfronten bzw. zu veränderten Strahlungsrichtungen, und erlauben daher ein präzises und eindeutiges Zurückrechnen auf den gesuchten Maßstab. Ein in diesem Sinne durchgeführter Prozessablauf zur Maßstabsermittlung wird weiter unten mit Bezug auf 11 beschrieben.
Die Maßstabsermittlung kann sich auf eine einzelne laterale Dimension beziehen, so dass lediglich ein Freiheitsgrad bzw. eine laterale Längenabweichung in einer einzelnen Richtung berücksichtigt wird. Auf eine solche, bei der Vorrichtung 100 einsetzbare Konfiguration, welche im Folgenden auch als eindimensionale bzw. 1d-Konfiguration bezeichnet wird, wird im Folgenden näher eingegangen. Hierbei kommen eine diffraktive optische Struktur 150 und ein Retroreflektor 160 zum Einsatz.
2 zeigt eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements 140 bzw. eines Ausschnitts desselben und des Retroreflektors 160 gemäß einer Ausgestaltung zum Durchführen der eindimensionalen Maßstabsermittlung. Die diffraktive optische Struktur 150, welche auf der dem Retroreflektor 160 zugewandten Substratseite 142 ausgebildet ist, weist zusätzlich zu dem Beugungsbereich 157 zum Erzeugen der Messstrahlung 177 (vgl. 1) mehrere unterschiedliche Beugungsbereiche 151, 152, 153, 154, 155 auf. Diese dienen dazu, durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung 150, 160 reflektierte Strahlungsteile 171, 172, 173, 174, 175 bereitzustellen, um durch Überlagerung mit der Referenzstrahlung 179 Interferenzmuster zu erzeugen.
Bei der 1d-Konfiguration ist vorgesehen, mit Hilfe von fünf reflektierten Strahlungsteilen 171, 172, 173, 174, 175 fünf unabhängige Interferenzmuster zu erzeugen. Hierauf basierend werden fünf Wellenfrontkipps ermittelt, welche in unterschiedlicher Weise von bei der 1d-Konfiguration fünf maßgeblichen optischen Parametern abhängig sind (vgl. unten Formel (9)). Auf diese Weise ist eine eindeutige Maßstabsermittlung möglich.
Die Beugungsbereiche 151, 152, 153, 154, 155 bzw. deren mögliche Anordnung auf dem Substrat 141 sind in der Aufsichtsdarstellung des diffraktiven optischen Elements 140 von 3 angedeutet. Die Beugungsbereiche 151, 152, 153, 154, 155 der diffraktiven optischen Struktur 150, welche voneinander beabstandet sein können, unterscheiden sich hinsichtlich der Dicke und Dichte der Gitterlinien.
Der in 2 gezeigte Retroreflektor 160 ist in Form eines Körpers mit einer Ausnehmung ausgebildet, und weist zwei orthogonal zueinander orientierte Reflexionsflächen 161, 162 auf. Darüber hinaus weist der Retroreflektor 160 eine weitere Reflexionsfläche 163 zwischen den zwei Reflexionsflächen 161, 162 auf, welche unter einem halben rechten Winkel zu den Reflexionsflächen 161, 162 orientiert ist. Für die Messung ist vorgesehen, das diffraktive optische Element 140 und den Retroreflektor 160 derart anzuordnen, dass die Reflexionsflächen 161, 162 unter einem halben rechten Winkel, und die Reflexionsfläche 163 parallel zu der diffraktiven optischen Struktur 150 bzw. der Substratseite 142 orientiert sind.
In Bezug auf die vorgenannten Orientierungen und Winkelangaben wird darauf hingewiesen, dass es sich hierbei um die oben erwähnten Vorgaben handelt, von welchen die tatsächlichen Gegebenheiten abweichen können. Dies macht sich in den Interferenzmustern und damit den hieraus ermittelten Wellenfrontkipps bemerkbar, und kann bei der Maßstabsermittlung berücksichtigt werden.
In 2 ist ferner anhand eines parallel zur Substratseite 142 verlaufenden Doppelpfeils eine Achse 201 angedeutet, welche die Richtung (x-Richtung) der lateralen Längenabweichung bei der eindimensionalen Maßstabsermittlung der diffraktiven optischen Struktur 150 wiedergibt. Die Längenabweichung kann hierbei gemäß x' = ax angegeben werden. Verkippungen von Elementen bzw. Flächen wie den Reflexionsflächen des Retroreflektors 160, welche von den Vorgaben abweichen, können jeweils mit Bezug auf senkrecht hierzu orientierte Achsen erfolgen. Die Orientierung einer solchen Achse bzw. Drehachse 202 ist ebenfalls in 2 angedeutet.
Bevor auf einen Prozessablauf zur Maßstabsermittlung näher eingegangen wird, werden zunächst die mit Hilfe der unterschiedlichen Beugungsbereiche 151, 152, 153, 154, 155 der diffraktiven optischen Struktur 150 verwirklichten Strahlungsreflexionen beschrieben.
4 zeigt eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements 140, des Retroreflektors 160 und der Referenzplatte 123, einschließlich einer im Folgenden auch als Cateye-Reflexion bezeichneten einfachen Strahlungsreflexion an dem Retroreflektor 160. Hierbei beteiligt sind zwei Beugungsbereiche 151, von welchen einer in 4 zur Unterscheidung mit „'” gekennzeichnet ist.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der in 4 obere Beugungsbereich 151 dazu ausgebildet, die einfallende Strahlung 170 derart zu beugen, dass ein auf die Reflexionsfläche 163 des Retroreflektors 160 fokussierter Teilstrahl 171 erzeugt wird. Der Teilstrahl 171 wird an der Reflexionsfläche 163 zurück zu der diffraktiven optischen Struktur 150 bzw. dem in 4 unteren Beugungsbereich 151' reflektiert, und erfährt hier eine weitere Beugung. Auf diese Weise läuft der an dem Retroreflektor 160 einfach reflektierte Teilstrahl 171 mit Bezug auf die Strahlrichtung exakt in sich und im Strahlengang der einfallenden Strahlung 170 zurück.
Durch Überlagerung des Strahlungsteils 171 mit der Referenzstrahlung 179 kann ein Interferenzmuster erzeugt werden, welches abhängig ist von einer Orientierung bzw. eines Winkelfehlers zwischen der Referenzfläche 124 und einer Einfallsrichtung der einfallenden Strahlung 170. Gemäß der Vorgabe ist vorgesehen, dass die Referenzfläche 124 senkrecht zur einfallenden Strahlung 170 ausgerichtet ist. Das Interferenzmuster kann ferner abhängig sein von einem Abstand bzw. Fokusabstand des Retroreflektors 160 zu der diffraktiven optischen Struktur 150.
Im Hinblick auf die Cateye-Reflexion liegt des Weiteren ein hierzu inverser übereinstimmender Strahlengang vor. Denn auch an dem in 4 unteren Beugungsbereich 151' kann eine Beugung der einfallenden Strahlung 170 stattfinden, so dass ein weiterer, auf die Reflexionsfläche 163 fokussierter Strahlungsteil 171 erzeugt wird, welcher nach der Reflexion an dem Retroreflektor 160 eine weitere Beugung an dem oberen Beugungsbereich 151 erfährt und mit Bezug auf die Strahlrichtung in sich zurückläuft. Somit können mit Hilfe der zwei Beugungsbereiche 150, 150' zwei mit der Referenzstrahlung 179 zur Überlagerung gebrachte Strahlungsteile 171 mit übereinstimmenden Wellenfrontkipps bzw. Strahlungsrichtungen, und dadurch zwei übereinstimmende Interferenzmuster bereitgestellt werden. Bei der Auswertung können beide oder lediglich eines dieser Interferenzmuster berücksichtigt werden.
5 zeigt eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements 140, des Retroreflektors 160 und der Referenzplatte 123, einschließlich einer weiteren Strahlungsreflexion. Diese wird mit Hilfe eines reflektiv wirkenden Beugungsbereichs 152 der diffraktiven optischen Struktur 150 hervorgerufen. Der Beugungsbereich 152 ist ausgebildet, einen Teil der einfallenden Strahlung 170 derart zu beugen, dass ein in entgegen gesetzter Richtung zurückreflektierter Teilstrahl 172 bereitgestellt wird. Diese Reflexion wird im Folgenden auch als Littrow-Reflexion bezeichnet. Durch Überlagerung des Strahlungsteils 172 mit der Referenzstrahlung 179 kann ein Interferenzmuster erzeugt werden, welches insbesondere abhängig sein kann von einer Orientierung bzw. von einer von der Vorgabe abweichenden Orientierung der diffraktiven optischen Struktur 150 mit Bezug auf die Referenzfläche 124.
6 zeigt eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements 140 und des Retroreflektors 160, einschließlich einer Mehrfachreflexion an dem Retroreflektor 160, welche bei der 1d-Konfiguration eine Doppelreflexion ist. Hierbei beteiligt sind zwei Beugungsbereiche 153, von welchen einer in 6 zur Unterscheidung mit „'” gekennzeichnet ist.
Wie in 6 gezeigt ist, ist der in 4 obere Beugungsbereich 153 dazu ausgebildet, durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 einen in Richtung der Reflexionsfläche 161 des Retroreflektors 160 abgelenkten Teilstrahl 173 hervorzurufen, welcher an der Reflexionsfläche 161 in Richtung der Reflexionsfläche 162 reflektiert wird. Des Weiteren wird der Teilstrahl 173 an der Reflexionsfläche 162 zurück zu der diffraktiven optischen Struktur 150 bzw. dem in 6 unteren Beugungsbereich 153' reflektiert, und erfährt hier eine weitere Beugung.
Durch Überlagerung des Strahlungsteils 173 mit der Referenzstrahlung 179 kann ein Interferenzmuster erzeugt werden, welches insbesondere abhängig sein kann von Orientierungen der Reflexionsflächen 161, 162 des Retroreflektors 160 bzw. von einem von der Vorgabe abweichenden Winkelfehler. Sofern die Vorgaben erfüllt sind und die Reflexionsflächen 161, 162 orthogonal zueinander ausgerichtet sind, wie es in 6 gezeigt ist, läuft der an dem Retroreflektor 160 zweifach reflektierte Strahlungsteil 173 mit Bezug auf die Strahlungsrichtung exakt in sich und im Strahlengang der einfallenden Strahlung 170 zurück. Ein Vorliegen eines Winkelfehlers des Retroreflektors 160, wie es in 7 veranschaulicht ist, hat eine hiervon abweichende Strahlungsrichtung und damit ein entsprechendes Interferenzmuster zur Folge.
Entsprechend der Cateye-Reflexion liegt bei der Mehrfachreflexion ein hierzu inverser übereinstimmender Strahlengang vor, indem ein weiterer, zuerst an dem unteren Beugungsbereich 153' abgelenkter, nacheinander an der Reflexionsfläche 162 und der Reflexionsfläche 161 reflektierter, und anschließend an dem oberen Beugungsbereich 153 gebeugter Strahlungsteil 173 bereitgestellt wird. Somit können mit Hilfe der zwei Beugungsbereiche 153, 153' zwei mit der Referenzstrahlung 179 zur Überlagerung gebrachte Strahlungsteile 173 mit übereinstimmenden Wellenfrontkipps bzw. Strahlungsrichtungen, und dadurch zwei übereinstimmende Interferenzmuster bereitgestellt werden. Bei der Auswertung können beide oder lediglich eines dieser Interferenzmuster berücksichtigt werden.
8 zeigt eine seitliche Darstellung des diffraktiven optischen Elements 140 und des Retroreflektors 160, einschließlich von zwei im Folgenden mit dem Zusatz Autokollimation bezeichneten Strahlungsreflexionen. Diese werden mit Hilfe von Beugungsbereichen 154, 155 hervorgerufen.
Der in 8 obere Beugungsbereich 154 ist dazu ausgebildet, durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 einen in Richtung der Reflexionsfläche 161 des Retroreflektors 160 abgelenkten Teilstrahl 174 hervorzurufen. Der Teilstrahl 174 wird an der Reflexionsfläche 161 einfach und wieder zurück zu dem Beugungsbereich 154 reflektiert, und unterliegt einer weiteren Beugung an dem Beugungsbereich 154. Der untere Beugungsbereich 155 ist in analoger Weise dazu ausgebildet, durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 einen in Richtung der anderen Reflexionsfläche 162 des Retroreflektors 160 abgelenkten Teilstrahl 175 hervorzurufen, welcher an der Reflexionsfläche 162 einfach und wieder zurück zu dem Beugungsbereich 155 reflektiert wird, und einer weiteren Beugung an dem Beugungsbereich 155 unterliegt.
Sofern die Vorgaben erfüllt sind, können die zwei Strahlungsteile 174, 175, wie in 8 gezeigt ist, senkrecht auf die Reflexionsflächen 161, 162 auftreffen und exakt in sich und im Strahlengang der einfallenden Strahlung 170 zurücklaufen. Durch Überlagerung der Strahlungsteile 174, 175 mit der Referenzstrahlung 179 können zwei Interferenzmuster erzeugt werden. Diese können, neben dem Winkelfehler des Retroreflektors 160, insbesondere abhängig sein von einer Orientierung bzw. von einer von der Vorgabe abweichenden Orientierung des Retroreflektors 160 und von dem Maßstab der diffraktiven optischen Struktur 150. Die Orientierung des Retroreflektors 160 kann sich zum Beispiel nach einem Mittelwert der Wellenfrontkipps, und der Maßstab kann sich nach einer Differenz der Wellenfrontkipps der Strahlungsteile 174, 175 richten.
Mit Bezug auf die anhand von 4 erläuterte Cateye-Reflexion ist es möglich, eine solche Reflexion auch ohne Retroreflektor 160 zu verwirklichen. Eine solche Ausgestaltung ist in 9 gezeigt. Hierbei sind die Beugungsbereiche 151, 151' dazu ausgebildet, die einfallende Strahlung 170 durch Beugung auf die der Substratseite 142 entgegen gesetzte Substratseite 143 des Substrats 141 zu fokussieren, so dass an der Substratseite 143 reflektierte Strahlungsteile 171 bereitgestellt werden. Die Strahlungsteile 171 können, nach einer weiteren Beugung an den Beugungsbereichen 151', 151, mit Bezug auf die Strahlungsrichtung exakt in sich und im Strahlengang der einfallenden Strahlung 170 zurücklaufen.
Das Vorsehen der Cateye-Reflexion an dem Substrat 141 macht es möglich, den Retroreflektors 160 mit den drei Reflexionsflächen 161, 162, 163 durch einen Retroreflektor 160' zu ersetzen, wie es in der seitlichen Darstellung von 10 gezeigt ist. Der Retroreflektor 160' weist lediglich die zwei orthogonal orientierten Reflexionsflächen 161, 162 auf. An diesen können, wie in 10 angedeutet ist, die oben beschriebenen Mehrfach- und Autokollimations-Reflexionen stattfinden. Der Retroreflektor 160' bietet gegenüber dem Retroreflektor 160 den Vorteil einer Platzeinsparung.
11 zeigt einen Prozessablauf zur Maßstabsermittlung, in welchem die vorstehend beschriebenen, unterschiedlichen Strahlungsreflexionen zur Anwendung kommen können. In einem Schritt 101 erfolgt ein Festlegen von Vorgaben. Hierbei werden eine vorgegebene Wellenlänge λ_D der Strahlung 170, eine vorgegebene Auslegung, einschließlich einer dazugehörigen Positionierung der optischen Anordnung 150, 160 bzw. von deren Komponenten und der Referenzplatte 123 bzw. von deren Referenzfläche 124, festgelegt. Dies umfasst ein Festlegen einer Ausgestaltung der diffraktiven optischen Struktur 150. Hierbei werden die Beugungsbereiche 151, 152, 153, 154, 155 und deren Gitterperioden mit Bezug auf bestimmte geometrische Gegebenheiten (Abstände, Einfallswinkel) und mit Bezug auf die vorgegebene Wellenlänge λ_D festgelegt. Wie oben angegeben, beziehen sich derartige Vorgaben auf eine idealisierte Funktionsweise für eine Bestrahlung mit der einfallenden Strahlung 170, bei welcher die Wellenfronten der verschiedenen reflektierten Strahlungsteile eine übereinstimmende bzw. jeweils die gleiche Orientierung aufweisen wie die Wellenfront der Referenzstrahlung 179. Die dazugehörigen Strahlwinkel relativ zur Referenzstrahlung 179 bzw. die mit den Strahlungsrichtungen verknüpften Wellenfrontkipps, welche entsprechend den Vorgaben den Wert Null aufweisen, sind im Folgenden in dem Vektor Y_D zusammengefasst.
Derartige Vorgaben können mit Hilfe einer Simulation festgelegt werden. Dies kann mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 130, oder einer anderen, nicht gezeigten Einrichtung erfolgen.
Die diffraktive optische Struktur 150 und der Retroreflektor 160 werden ferner entsprechend der Vorgaben hergestellt. Die diffraktive optische Struktur 150, welche als computergeneriertes Hologramm ausgebildet sein kann, kann zum Beispiel unter Verwendung eines Maskenschreibers auf das Substrat 141 geschrieben werden. Die Herstellung, welche dem Schritt 101 zugerechnet werden kann, kann mit von den Vorgaben abweichenden Herstellungsfehlern verbunden sein. Hierunter fallen eine Soll-Ist-Größenabweichung der diffraktiven optischen Struktur 150 und ein Winkelfehler des Retroreflektors 160.
In einem weiteren Schritt 102 erfolgt eine entsprechend den Vorgaben durchgeführte Positionierung bzw. Vorjustage der bei der Messung verwendeten Komponenten, d. h. der Referenzplatte 123 und der optischen Anordnung 150, 160, so dass alle Wellenfronten bzw. interessierenden Interferenzmuster messbar sind. Die Vorjustage wird dahingehend durchgeführt, dass sich sämtliche erfassbaren Wellenfrontkipps bzw. Wellenfrontgradienten im Dynamikbereich der interferometrischen Vorrichtung 100 befinden. Nach der Vorjustage können (weitere) Abweichungen von den Vorgaben vorliegen.
Ein weiterer Schritt 103 umfasst eine Messung interessierender Größen. Hierunter fällt ein Teilschritt 231, in welchem die Strahlwinkel bzw. Strahlungsrichtungen wiedergebenden Wellenfrontkipps der an der optischen Anordnung 150, 160 unterschiedlich reflektierten Strahlungsteile 171, 172, 173, 174, 175 erfasst werden. Diese sind im Folgenden in dem Vektor Y_M zusammengefasst. Zu diesem Zweck erfolgen eine Messung der Interferenzmuster mit der Sensoreinrichtung 134, und eine hierauf basierende Auswertung mit der Auswerteeinrichtung 130. In einem weiteren Teilschritt 232, welcher mit der Messeinrichtung 114 durchgeführt wird, erfolgt ein Erfassen der tatsächlichen Wellenlänge λ_M der Strahlung 170 in Luft. Diese ist abhängig vom Druck p und der Temperatur T.
Ein weiterer Schritt 104 umfasst eine Auswertung, welche mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 130 durchführbar ist. Hierbei werden, basierend auf der festgelegten Auslegung (Schritt 101), in einem Teilschritt 244 erste und zweite Sensitivitäten gebildet. Im Folgenden sind die ersten Sensitivitäten in dem Vektor b, und die zweiten Sensitivitäten in der Matrix M zusammengefasst. Über die ersten Sensitivitäten b wird der Einfluss der Abweichung der gemessenen tatsächlichen Wellenlänge λ_M von der vorgegebenen Wellenlänge λ_D auf die Wellenfrontkipps bzw. Strahlungsrichtungen wiedergegeben. Über die zweiten Sensitivitäten M wird der Einfluss der Abweichung der optischen Anordnung 150, 160 und der Referenzfläche 124 von der vorgegebenen Auslegung auf die Wellenfrontkipps bzw. Strahlungsrichtungen bei Vorliegen der vorgegebenen Wellenlänge λ_D wiedergegeben.
Die Sensitivitäten b, M können mit Hilfe einer Simulation gebildet werden. Es ist möglich, den Teilschritt 244 nicht erst im Rahmen der Auswertung 104, sondern bereits früher, zum Beispiel im Rahmen des Schritts 101, durchzuführen. Die Sensitivitäten b, M werden wie folgt eingesetzt.
In einem weiteren Teilschritt 241 der Auswertung 104 wird unter Verwendung der ersten Sensitivitäten b und der erfassten Wellenlänge λ_M eine Korrektur der anhand der Interferenzmuster ermittelten Strahlungsrichtungen bzw. Wellenfrontkipps Y_M durchgeführt, so dass korrigierte Strahlungsrichtungen bzw. Wellenfrontkipps Y gebildet werden: Y → = Y →_M – b →·Δλ (1)
Hierbei gilt: Δλ = λ_M – λ_D (2)
Auf diese Weise werden die gemessenen Wellenfrontkipps Y_M auf die vorgegebene Wellenlänge λ_D korrigiert, so dass die Wellenfrontkipps Y nunmehr lediglich eine von der Auslegung abweichende Ausgestaltung bzw. abweichende geometrische Gegebenheiten, einschließlich des Maßstabs, wiedergeben.
Der Vektor Y enthält fünf Wellenfrontkipps, und kann wie folgt angegeben werden:
„CE” bezieht sich auf die Cateye-Reflexion bzw. den Strahlungsteil 171, „Litt” auf die Littrow-Reflexion bzw. den Strahlungsteil 172, „MR” auf die Mehrfachreflexion bzw. den Strahlungsteil 173, und „AK1” und „AK2” beziehen sich auf die zwei unterschiedlichen Autokollimations-Reflexionen bzw. die Strahlungsteile 174, 175.
Unter Verwendung der korrigierten Wellenfrontkipps Y und der zweiten Sensitivitäten M wird der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur ermittelt. Die Wellenfrontkipps Y sind über die Sensitivitäten M mit Parametern verknüpft, welche tatsächliche, von den Vorgaben abweichende Gegebenheiten in Bezug auf die optische Anordnung 150, 160 und die Referenzfläche 124 wiedergeben. Diese sind im Folgenden in dem Vektor X zusammengefasst.
Hierbei gilt: Y → = M·X → (4)
Der Vektor X enthält fünf Parameter, welche Unterschiede zu der vorgegebenen Auslegung abbilden, und kann wie folgt angegeben werden:
„KippFizeau” bezieht sich auf eine Verkippung der Referenzfläche 124, „KippCGH” auf eine Verkippung der diffraktiven optischen Struktur 150, „KippReflektor” auf eine Verkippung des Retroreflektors 160, „Winkelfehler” auf einen Winkelfehler des Retroreflektors 160, und „CGHMaßstab” auf den Maßstab der diffraktiven optischen Struktur 150.
Hierauf basierend erfolgt in einem weiteren Teilschritt 242 der Auswertung 104 eine Verrechnung, d. h. Invertierung der Matrix M und Multiplikation mit den korrigierten Wellenfrontkipps Y, so dass neben den anderen, in dem Vektor X enthaltenen Parametern der Maßstab eindeutig ermittelt werden kann: X → = M^–1·Y → (6)
Hierbei liefert die Berechnung des entsprechenden, gemäß Formel (5) letzten Terms des Vektors X den Maßstab, welcher in einem weiteren Teilschritt 243 ausgegeben wird.
Zusätzlich zu dem Maßstab kann wenigstens ein weiterer Parameter wie zum Beispiel der Winkelfehler des Retroreflektors 160 ausgegeben werden. Des Weiteren ist es möglich, im Rahmen des Teilschritts 242 lediglich den Maßstab zu ermitteln, indem unter Verwendung der invertierten Matrix M^–1 und des Vektors Y der dazugehörige Term des Vektors X berechnet wird.
Der zuvor erläuterte Prozessablauf lässt sich unter Verwendung einer linearen Näherung bzw. eines linearen Modells durchführen. Hierbei kann der gemäß Formel (1) zur Korrektur der Wellenfrontkipps verwendete Vektor b wie folgt angegeben werden: b → = (0 g₀ g₁ g₂ 0)^T (7)
Hierin enthalten sind die Sensitivitäten g₀, g₁, g₂, welche die Änderung der Strahlwinkel bzw. Wellenfrontkipps bei einer Änderung der Wellenlänge für die Strahlungsteile 172, 174, 175 (Litt, AK1, AK2) beschreiben. Die Sensitivitäten g₀, g₁, g₂ können berechnet werden aus der Gitterperiode G der entsprechenden Beugungsbereiche 152, 154, 155 und der vorgegebenen Wellenlänge λ_D:
Die Matrix M bzw. deren Matrixelemente können anhand der vorgegebenen Auslegung berechnet werden. Der in Formel (4) angegebene Zusammenhang Y = M·X lässt sich bei der linearen Näherung wie folgt angeben:
In der Matrix M sind die Sensitivitäten f₀, f₁, f₂ enthalten. Die Sensitivitäten f₀, f₁, f₂ beschreiben die Änderung der Strahlwinkel bzw. Wellenfrontkipps bei einer Änderung des Maßstabs für die Strahlungsteile 172, 174, 175 (Litt, AK1, AK2). Die Sensitivitäten f₀, f₁, f₂ können berechnet werden aus der Gitterperiode G der entsprechenden Beugungsbereiche 152, 154, 155, der vorgegebenen Wellenlänge λ_D und der für die optische Anordnung 150, 160 und die Referenzfläche 124 vorgegebenen Auslegung:
Durch Invertieren der Matrix M kann der in Formel (6) angegebene Zusammenhang X = M^–1·Y für die lineare Näherung wie folgt angegeben werden:
Der Maßstab ist hierbei gegeben durch:
Anhand von Formel (12) ist ersichtlich, dass bei Anwendung der linearen Näherung die Verwendung der Littrow-Reflexion und damit der dazugehörige Beugungsbereich 152 zur Maßstabsermittlung entfallen können. Anstelle des linearen Modells kann jedoch auch ein komplexeres Modell zur Anwendung kommen, mit dessen Hilfe sich die Maßstabsermittlung mit einer höheren Genauigkeit durchführen lässt. Hierbei können die Sensitivitäten b, M im Vergleich zu den Formeln (7), (9) mit anderen bzw. zusätzlichen Termen festgelegt werden, und kann der Maßstab sich auch nach der Strahlungsrichtung bzw. dem Wellenfrontkipp des Strahlungsteils 172 der Littrow-Reflexion richten.
Bei der Vorrichtung 100 kann die Maßstabsermittlung als in-situ-Verfahren im Rahmen der Passeprüfung der optischen Testfläche 127 durchgeführt werden. Hierbei können die mit Hilfe der speziellen Beugungsbereiche 151, 152, 153, 154, 155 erzeugten Interferenzmuster bzw. Wellenfrontkipps zusammen mit dem der Testfläche 127 zugeordneten Interferenzmuster erfasst werden. Bei der Auswertung kann die Form der Testfläche 127 auf der Grundlage des der Testfläche 127 zugeordneten Interferenzmusters und des ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur 150 bestimmt werden. Hierbei kann ein Größenfehler der diffraktiven optischen Struktur 150 auf zuverlässige Weise herausgerechnet werden, wodurch ein genaues Bestimmen der Form der Testfläche 127 möglich ist.
Für das oben erläuterte Verfahren zur Maßstabsermittlung bzw. die Messkonfiguration, welche bei der Vorrichtung 100 zum Einsatz kommen können, können Abwandlungen in Betracht kommen. Hierauf wird im Folgenden näher eingegangen. Übereinstimmende Merkmale und Aspekte werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen.
Anstelle der Retroreflektoren 160, 160', welche als Körper mit Ausnehmung ausgebildet sind, kann eine andere Ausgestaltung in Betracht kommen. Ein mögliches Beispiel eines alternativen Retroreflektors 166 zum Ersatz des Retroreflektors 160' ist in 12 gezeigt. Der Retroreflektor 166 liegt in Form eines durchstrahlbaren Porro- bzw. Halbwürfelprismas vor, und weist neben einer Eintritts- und Austrittsseite 164 zwei orthogonal zueinander orientierte Reflexionsflächen 161, 162 auf. Über die Seite 164 können die zur Reflexion an dem Retroreflektor 166 vorgesehenen Strahlungsteile in diesen ein- und aus diesem austreten (nicht dargestellt).
In einer möglichen Abwandlung des Retroreflektors 166 kann eine weitere Reflexionsfläche zwischen den Reflexionsflächen 161, 162 vorgesehen sein, welche unter einem halben rechten Winkel zu den Reflexionsflächen 161, 162 orientiert ist (nicht dargestellt). Eine solche Ausgestaltung kann zum Ersatz des Retroreflektors 160 eingesetzt werden.
Die Maßstabsermittlung kann sich auch auf zwei orthogonale laterale Dimensionen beziehen, wobei hierbei vier Freiheitsgrade berücksichtigt und daher vier Maßstabsgrößen ermittelt werden können. Hierunter fallen laterale Längenabweichungen in den zwei Dimensionen, eine Scherung bzw. eine von den zwei Dimensionen abweichende Verschiebung, und eine verdrehte Stellung bzw. Rotation der diffraktiven optischen Struktur. Auf eine solche, bei der Vorrichtung 100 einsetzbare Konfiguration, welche im Folgenden auch als zweidimensionale bzw. 2d-Konfiguration bezeichnet wird, und bei welcher ebenfalls Vorgaben für eine idealisierte Funktionsweise (mit der Referenzstrahlung 179 übereinstimmende Strahlungsrichtungen bzw. Wellenfronten der reflektierten Strahlungsteile) zugrunde gelegt werden, wird im Folgenden näher eingegangen. Hierbei kommen eine diffraktive optische Struktur 250 und ein Retroreflektor 260 zur Anwendung.
13 zeigt eine seitliche Darstellung des bei der Vorrichtung 100 eingesetzten diffraktiven optischen Elements 140 bzw. eines Ausschnitts desselben und eines Retroreflektors 260 gemäß einer Ausgestaltung zum Durchführen der zweidimensionalen Maßstabsermittlung. Das diffraktive optische Element 140 weist eine diffraktive optische Struktur 250 auf der dem Retroreflektor 260 zugewandten Substratseite 142 auf. Die diffraktive optische Struktur 250 und der Retroreflektor 260 bilden die optische Anordnung, welche zur Maßstabsermittlung mit der einfallenden Strahlung 170 bestrahlt wird. Zusätzlich zu dem Beugungsbereich 157 zum Erzeugen der Messstrahlung 177 (vgl. 1) weist die diffraktive optische Struktur 250 mehrere unterschiedliche Beugungsbereiche 252, 253, 254 auf. Diese dienen dazu, durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung 250, 260 reflektierte Strahlungsteile 272, 273, 274 bereitzustellen, um durch Überlagerung mit der Referenzstrahlung 179 Interferenzmuster zu erzeugen.
Bei der 2d-Konfiguration ist vorgesehen, mit Hilfe von sieben reflektierten Strahlungsteilen 272, 273, 274 sieben unabhängige Interferenzmuster zu erzeugen. Hierauf basierend werden vierzehn Wellenfrontkipps ermittelt, welche in unterschiedlicher Weise von bei der 2d-Konfiguration maßgeblichen vierzehn optischen Parametern abhängig sind (vgl. unten Formel (13)). Hierdurch ist eine eindeutige Maßstabsermittlung möglich.
Die Beugungsbereiche 252, 253, 254 bzw. deren mögliche Anordnung auf dem Substrat 141 sind in der Aufsichtsdarstellung des diffraktiven optischen Elements 140 von 14 angedeutet. Hierbei können die Beugungsbereiche 253, 254 aneinandergrenzend, und kann der Beugungsbereich 252 hiervon beabstandet ausgebildet sein.
Der bei der 2d-Konfiguration verwendete Retroreflektor 260 weist, wie in 15 gezeigt ist, drei orthogonal zueinander orientierte Reflexionsflächen 261, 262, 263 auf. Der Retroreflektor 260 liegt in Form eines sogenannten Corner-Cube-Reflektors bzw. Eckwürfelreflektors vor. Dieser kann gedanklich durch schräges Abtrennen einer Ecke eines strahlungsdurchlässigen Würfels erzeugt werden. Wie in 15 angedeutet ist, werden in der Regel Eckbereiche der Reflexionsflächen 261, 262, 263 weggelassen, so dass die Reflexionsflächen 261, 262, 263 keine dreieckige Grundform aufweisen.
Der Retroreflektor 260 kann als durchstrahlbarer Körper bzw. als Triple-Prisma mit Eintritts- und Austrittsseite, oder als Körper mit Ausnehmung ausgebildet sein. Für die Messung ist vorgesehen, das diffraktive optische Element 140 und den Retroreflektor 260 derart anzuordnen, dass die Reflexionsflächen 261, 262, 263 unter einem halben rechten Winkel zu der diffraktiven optischen Struktur 250 bzw. der Substratseite 142 orientiert sind.
In Bezug auf die vorgenannten Orientierungen und Winkelangaben wird darauf hingewiesen, dass es sich hierbei um Vorgaben handelt, von welchen die tatsächlichen Gegebenheiten abweichen können. Dies macht sich in den Interferenzmustern und damit den hieraus ermittelten Wellenfrontkipps bemerkbar, und kann bei der Maßstabsermittlung berücksichtigt werden.
In 13 sind ferner eine parallel zur Substratseite 142 verlaufende Achse 201 und eine hierzu senkrecht orientierte Achse 202 angedeutet, welche die bei der 2d-Konfiguration berücksichtigten zwei lateralen Dimensionen veranschaulichen, und welche ein zweidimensionales x-y-Koordinatensystem aufspannen können.
Die Maßstabsabweichung kann hierbei gemäß x' = ax + by und y' = cx + dy angegeben werden. Verkippungen von Elementen bzw. Flächen wie den Reflexionsflächen des Retroreflektors 260, welche von den Vorgaben abweichen, können mit Bezug auf parallel zu den Achsen 201, 202 orientierten Drehachsen erfolgen, wie ebenfalls in 13 angedeutet ist.
Die diffraktive optische Struktur 250 der 2d-Konfiguration weist, vergleichbar zu der diffraktiven optischen Struktur 150 der 1d-Konfiguration, einen reflektiv wirkenden Beugungsbereich 252 zum Hervorrufen der Littrow-Reflexion auf. Der Beugungsbereich 252 ist, wie in 13 gezeigt ist, dazu ausgebildet, einen Teil der einfallenden Strahlung 170 derart zu beugen, dass ein in entgegen gesetzter Richtung zurückreflektierter Strahlungsteil 272 bereitgestellt wird. Durch Überlagerung des Strahlungsteils 272 mit der Referenzstrahlung 179 kann ein Interferenzmuster erzeugt werden, welches insbesondere abhängig sein kann von einer Orientierung bzw. von einer von der Vorgabe abweichenden Orientierung der diffraktiven optischen Struktur 250 mit Bezug auf die Referenzfläche 124.
Des Weiteren weist die diffraktive optische Struktur 250, wie in 14 gezeigt ist, sechs Beugungsbereiche 253 zum Bereitstellen von Mehrfachreflexionen auf. Bei der 2d-Konfiguration handelt es sich um Dreifachreflexionen, bei denen durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 nacheinander an den drei Reflexionsflächen 261, 262, 263 des Retroreflektors 260 reflektierte Strahlungsteile 273 hervorgerufen werden (in 13 für einen Strahlungsteil 273 sowie einen hierzu inversen Strahlungsteil 273 angedeutet).
Die sechs Beugungsbereiche 253 sind in drei Gruppen aus jeweils zwei Beugungsbereichen 253 zusammengefasst, wie in 14 anhand der Bezeichnungen „A”, „B” und „C” angedeutet ist. Mit Hilfe jeder paarweisen Gruppe aus Beugungsbereichen 253 werden, da auch hier jeweils ein Strahlengang und ein hierzu inverser Strahlengang vorliegen, zwei dreifach reflektierte Strahlungsteile 273 mit übereinstimmenden Strahlungsrichtungen bzw. Wellenfrontkipps bereitgestellt. In Bezug auf jede Gruppe wird jeweils durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 an einem der Beugungsbereiche 253 ein in Richtung einer der Reflexionsflächen 261, 262, 263 des Retroreflektors 260 abgelenkter Teilstrahl 273 hervorgerufen, welcher bei der dritten an dem Retroreflektor 260 stattfindenden Reflexion in Richtung der diffraktiven optischen Struktur 250 reflektiert wird und an dem anderen Beugungsbereich 253 derselben Gruppe eine weitere Beugung erfährt. Insgesamt können somit sechs dreifach reflektierte und zur Überlagerung mit der Referenzstrahlung 179 gebrachte Strahlungsteile 273 bereitgestellt werden, wobei jeweils zwei der Strahlungsteile 273 in ihrem Wellenfrontkipp übereinstimmend sind.
Die mit Hilfe der drei Gruppen aus Beugungsbereichen 253 bereitgestellten Strahlungsreflexionen unterscheiden sich hinsichtlich der Reihenfolge an den drei Reflexionsflächen 261, 262, 263 des Retroreflektors 260. Zu jeder Gruppe „A”, „B”, „C” gehören eine bestimmte Reihenfolge von Reflexionen an den Reflexionsflächen 261, 262, 263 und die hierzu inverse Reihenfolge. Dadurch können mit Hilfe der drei Gruppen aus Beugungsbereichen 253 drei mit der Referenzstrahlung 179 zur Überlagerung gebrachte Strahlungsteile 273 mit eigenständigen Wellenfrontkipps und dadurch drei unabhängige Interferenzmuster bereitgestellt werden. Diese sind jeweils zweifach vorhanden, so dass sechs Interferenzmuster erzeugt werden. Bei der Auswertung können sämtliche sechs oder lediglich die drei unabhängigen Interferenzmuster berücksichtigt werden.
Die mit Hilfe der dreifach reflektierten Strahlungsteile 273 erzeugten Interferenzmuster können insbesondere abhängig sein von einer Orientierung der Referenzfläche 124 bezüglich der Einfallsrichtung der einfallenden Strahlung 170, und von Orientierungen der Reflexionsflächen 261, 262, 263 bzw. von einem oder mehreren Winkelfehlern des Retroreflektors 260. Sofern die Vorgaben erfüllt sind und die Reflexionsflächen 261, 262, 263 orthogonal zueinander ausgerichtet sind, laufen die an dem Retroreflektor 260 reflektierten Strahlungsteile 273 mit Bezug auf die Strahlungsrichtung exakt in sich und im Strahlengang der einfallenden Strahlung 170 zurück (vgl. 13). Ein Vorliegen von einem oder mehreren Winkelfehlern des Retroreflektors 260 kann hiervon abweichende Strahlungsrichtungen und damit entsprechende Interferenzmuster zur Folge haben.
Darüber hinaus weist die diffraktive optische Struktur 250, wie in den 13, 14 gezeigt ist, drei Beugungsbereiche 254 zum Bereitstellen von Autokollimations-Reflexionen auf. Die drei Beugungsbereiche 254 sind jeweils einer der drei Reflexionsflächen 261, 262, 263 des Retroreflektors 260 zugeordnet. Die drei Beugungsbereiche 254 sind dazu ausgebildet, durch Beugen der einfallenden Strahlung 170 einen in Richtung der dazugehörigen Reflexionsfläche 261, 262 oder 263 des Retroreflektors 260 abgelenkten Teilstrahl 274 hervorzurufen. Der Teilstrahl 274 wird an der betreffenden Reflexionsfläche 261, 262 oder 263 einfach und wieder zurück zu dem Beugungsbereich 254 reflektiert, und erfährt an dieser Stelle eine weitere Beugung.
Bei Vorliegen der Vorgaben können die drei Strahlungsteile 274 senkrecht auf den entsprechenden Reflexionsflächen 261, 262, 263 auftreffen und exakt in sich und im Strahlengang der einfallenden Strahlung 170 zurücklaufen. Durch Überlagerung der Strahlungsteile 274 mit der Referenzstrahlung 179 können drei Interferenzmuster erzeugt werden. Diese können, neben Winkelfehlern des Retroreflektors 260, insbesondere abhängig sein von einer Orientierung des Retroreflektors 260 und von dem Maßstab der diffraktiven optischen Struktur 250.
Für die bei der Vorrichtung 100 einsetzbare 2d-Konfiguration kann der oben anhand von 11 erläuterte Prozessablauf in analoger Weise zur Anwendung kommen. In Bezug auf übereinstimmende Merkmale und Details wird auf die obigen Ausführungen Bezug genommen.
In einem Schritt 101 erfolgt ein Festlegen der vorgegebenen Wellenlänge λ_D und einer vorgegebenen Auslegung in Bezug auf die optische Anordnung 250, 260 und die Referenzplatte 123 bzw. deren Referenzfläche 124. Hierbei werden die Beugungsbereiche 252, 253, 254 und deren Gitterperioden festgelegt. Diese Vorgaben beziehen sich auf eine idealisierte Funktionsweise, bei welcher die Wellenfronten der verschiedenen reflektierten Strahlungsteile eine übereinstimmende bzw. jeweils die gleiche Orientierung aufweisen wie die Wellenfront der Referenzstrahlung 179, oder anders ausgedrückt bei welcher die verschiedenen reflektierten Strahlungsteile dieselbe Strahlungsrichtung aufweisen wie die Referenzstrahlung 179. Die diffraktive optische Struktur 250 und der Retroreflektor 260 werden des Weiteren entsprechend der Vorgaben hergestellt.
Nach einer Positionierung bzw. Vorjustage (Schritt 102) erfolgt eine Messung (Schritt 103). Hierbei werden in einem Teilschritt 231 anhand der Interferenzmuster Strahlungsrichtungen wiedergebende Wellenfrontkipps Y_M der an der optischen Anordnung 250, 260 reflektierten Strahlungsteile 272, 273, 274 erfasst. In einem Teilschritt 232 wird die tatsächliche Wellenlänge λ_M gemessen.
Im Rahmen der Auswertung (Schritt 104) werden in einem Teilschritt 244 die ersten und zweiten Sensitivitäten b, M gebildet, über welche wie oben angegeben der Einfluss von Abweichungen auf die Wellenfrontkipps bzw. Strahlungsrichtungen wiedergegeben wird. In einem weiteren Teilschritt 241 wird unter Verwendung der Sensitivitäten b und der erfassten Wellenlänge λ_M eine Korrektur der Wellenfrontkipps Y_M gemäß den Formeln (1) und (2) durchgeführt, um korrigierte Wellenfrontkipps Y zu bilden.
Hierauf basierend bzw. unter zusätzlicher Verwendung der zweiten Sensitivitäten M wird der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur ermittelt. Hierbei wird der in Formel (4) angegebene Zusammenhang Y = M·X genutzt. In dem Vektor X sind Parameter enthalten, welche Unterschiede der optischen Anordnung 250, 260 und der Referenzfläche 124 zu der vorgegebenen Auslegung abbilden.
In dieser Hinsicht erfolgt in einem weiteren Teilschritt 242 der Auswertung 104 eine Verrechnung nach Formel (6), d. h. Invertierung der Matrix M und Multiplikation mit den Wellenfrontkipps Y gemäß X = M^–1·Y, so dass neben anderen, in dem Vektor X enthaltenen Parametern sich der Maßstab eindeutig ermitteln lässt. Hierbei können vier, sich auf die vier Freiheitsgrade des Maßstabs beziehende Maßstabsgrößen gewonnen und in einem Teilschritt 243 ausgegeben werden. Zusätzlich zu dem Maßstab bzw. den Maßstabsgrößen können ein oder mehrere weitere Parameter, zum Beispiel ein bzw. mehrere Winkelfehler des Retroreflektors 260, ausgegeben werden. Des Weiteren ist es möglich, im Rahmen des Teilschritts 242 lediglich Maßstabsgrößen zu ermitteln, indem unter Verwendung der invertierten Matrix M^–1 und des Vektors Y die dazugehörigen Terme des Vektors X berechnet werden.
Bei der 2d-Konfiguration enthält der Vektor Y vierzehn Wellenfrontkipps, und enthält der Vektor X vierzehn Parameter. Diese können, jeweils mit Bezug auf die zwei Achsen 201, 202 bzw. Dimensionen x, y wie folgt angegeben werden:
„AK1”, „AK2”, „AK3” beziehen sich auf die drei unterschiedlichen Autokollimations-Reflexionen bzw. die Strahlungsteile 274, „MR1”, „MR2”, „MR3” auf die drei Dreifachreflexionen bzw. die Strahlungsteile 273, und „Litt” auf die Littrow-Reflexion bzw. den Strahlungsteil 272.
„KippFizeau” bezieht sich auf eine Verkippung der Referenzfläche 124, „KippCGH” auf eine Verkippung der diffraktiven optischen Struktur 250, „KippReflektor” auf eine Verkippung des Retroreflektors 260, und „Winkelfehler1” und „Winkelfehler2” beziehen sich auf Winkelfehler des Retroreflektors 260. Hierbei dient eine der Reflexionsflächen des Retroreflektors 260 als Referenz, gegenüber welcher die beiden anderen Reflexionsflächen („Winkelfehler1”/„Winkelfehler2”) verkippt sein können.
Von den vier Maßstabsgrößen beziehen sich „CGHMaßstabx” und „CGHMaßstaby” auf laterale Längenabweichungen in den zwei Dimensionen x, y. „CGHOrtho” bezieht sich auf eine Scherung bzw. von der Orthogonalität abweichende Ausrichtung bezüglich der zwei Dimensionen x, y, und „CGHRotation” auf eine Rotation der diffraktiven optischen Struktur 250.
Der Prozessablauf für die 2d-Konfiguration kann ebenfalls unter Verwendung einer linearen Näherung, oder eines komplexeren Modells durchgeführt werden. In der zweiten Variante kann die Maßstabsermittlung mit einer höheren Genauigkeit erfolgen. Des Weiteren kann die Maßstabsermittlung als in-situ-Verfahren im Rahmen der Passeprüfung der optischen Testfläche 127 durchgeführt werden. Hierbei können die mit Hilfe der speziellen Beugungsbereiche 252, 253, 254 erzeugten Interferenzmuster bzw. Wellenfrontkipps zusammen mit dem der Testfläche 127 zugeordneten Interferenzmuster erfasst werden. Bei der Auswertung kann die Form der Testfläche 127 auf der Grundlage des der Testfläche 127 zugeordneten Interferenzmusters und des ermittelten Maßstabs bzw. der vier ermittelten Maßstabsgrößen bestimmt werden.
Die oben erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Darüber hinaus sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können.
Beispielsweise ist es möglich, zur Maßstabsermittlung einer diffraktiven optischen Struktur keinen Interferometer-Aufbau einzusetzen, und Strahlungsrichtungen nicht auf interferometrische Weise zu erfassen. Hierzu kann es in Betracht kommen, einen ortsauflösenden Strahlungsdetektor mit den an der verwendeten optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteilen zu bestrahlen, und durch Messen der jeweils bestrahlten Bereiche des Detektors auf die Strahlungsrichtungen zurückzuschließen. Der Detektor kann ein Quadrantendetektor bzw. eine Quadrantendiode sein (nicht dargestellt).
Darüber hinaus wird auf die Möglichkeit hingewiesen, eine gemäß den obigen Ansätzen verwirklichte Maßstabsermittlung nicht nur im Rahmen einer Passeprüfung, sondern auch zu anderen Zwecken durchzuführen (nicht dargestellt). Ein Beispiel ist ein Ermitteln einer Längenänderung eines Elements, wobei das Element hierfür eine geeignete diffraktive optische Struktur mit speziellen Beugungsbereichen aufweist. Hierbei wird ausgenutzt, dass der Maßstab mit der Länge des Elements verknüpft ist.
Das Ermitteln der Längenänderung kann dadurch erfolgen, dass während der Längenänderung des Elements wenigstens ein erster und ein zweiter Maßstab der diffraktiven optischen Struktur in der oben beschriebenen Art und Weise ermittelt wird. Die Längenänderung kann auf der Grundlage wenigstens des ersten und des zweiten ermittelten Maßstabs bestimmt werden.
Eine weitere mögliche Anwendung ist eine Temperaturbestimmung eines Elements, wobei das Element hierfür ebenfalls eine geeignete diffraktive optische Struktur mit speziellen Beugungsbereichen aufweist. Hierbei wird ausgenutzt, dass der Maßstab mit einer eine Wärmeausdehnung des Elements wiedergebenden Temperatur verknüpft ist. Daher kann durch Ermittlung des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur auf die Temperatur des Elements zurückgeschlossen werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren kommt jeweils ein der diffraktiven optischen Struktur bzw. dem Element nachgeordneter Retroreflektor zum Einsatz, und werden durch Beugen einer einfallenden Strahlung mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung (diffraktive optische Struktur und Retroreflektor) reflektierte Strahlungsteile bereitgestellt. Des Weiteren werden die Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile und die Wellenlänge der Strahlung erfasst. Der Maßstab wird auf der Grundlage der erfassten Strahlungsrichtungen und der erfassten Wellenlänge ermittelt. In Bezug auf die Strahlungsrichtungen können zum Beispiel Interferenzmuster durch Überlagern der reflektierten Strahlungsteile mit einer Referenzstrahlung erzeugt, diese erfasst und hierauf basierend Wellenfrontkipps ermittelt werden. Wie oben angegeben wurde, können die Strahlungsrichtungen auch auf nicht interferometrische Weise bestimmt werden.

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur (150, 250), umfassend: Erzeugen einer Strahlung (170); Bestrahlen einer optischen Anordnung mit der Strahlung (170), wobei die optische Anordnung die diffraktive optische Struktur (150, 250) und einen der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) nachgeordneten Retroreflektor (160, 166, 260) aufweist, und wobei die diffraktive optische Struktur (150, 250) mehrere Beugungsbereiche (151, 152, 153, 154, 155, 252, 253, 254) aufweist, mit deren Hilfe durch Beugen der Strahlung (170) mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung reflektierte Strahlungsteile (171, 172, 173, 174, 175, 272, 273, 274) bereitgestellt werden; Erfassen der Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile (171, 172, 173, 174, 175, 272, 273, 274); Erfassen der Wellenlänge der Strahlung (170); und Ermitteln des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) auf der Grundlage der erfassten Strahlungsrichtungen und der erfassten Wellenlänge der Strahlung (170).
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Reflektieren der Strahlung (170) an einer Referenzfläche (124) zum Bereitstellen einer Referenzstrahlung (179); Erzeugen von Interferenzmustern durch Überlagern der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile (171, 172, 173, 174, 175, 272, 273, 274) mit der Referenzstrahlung (179) Erfassen der Interferenzmuster; und Ermitteln der Strahlungsrichtungen auf der Grundlage der erfassten Interferenzmuster.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) durch Berücksichtigung folgender Einflüsse auf die Strahlungsrichtungen durchgeführt wird: Abweichung der erfassten Wellenlänge der Strahlung (170) von einer vorgegebenen Wellenlänge; und Abweichung der optischen Anordnung (150, 160, 166, 250, 260) von einer vorgegebenen Auslegung.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei erste Sensitivitäten gebildet werden, über welche der Einfluss der Abweichung der erfassten Wellenlänge der Strahlung (170) von der vorgegebenen Wellenlänge auf die Strahlungsrichtungen wiedergegeben wird, wobei zweite Sensitivitäten gebildet werden, über welche der Einfluss der Abweichung der optischen Anordnung (150, 160, 166, 250, 260) von der vorgegebenen Auslegung auf die Strahlungsrichtungen bei Vorliegen der vorgegebenen Wellenlänge wiedergegeben wird, wobei unter Verwendung der ersten Sensitivitäten und der erfassten Wellenlänge eine Korrektur der erfassten Strahlungsrichtungen durchgeführt wird, und wobei unter Verwendung der korrigierten Strahlungsrichtungen und der zweiten Sensitivitäten der Maßstab der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die diffraktive optische Struktur (150, 250) einen reflektiv wirkenden Beugungsbereich (152, 252) zum Bereitstellen eines zurückreflektierten Strahlungsteils (172, 272) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die diffraktive optische Struktur (150) auf einem Substrat (141) ausgebildet ist, wobei die diffraktive optische Struktur (150) einen Beugungsbereich (151) zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor (160) oder an einer Seite des Substrats (143) einfach reflektierten Strahlungsteils (171) aufweist, und wobei die diffraktive optische Struktur (150) einen weiteren Beugungsbereich (151) zum Beugen des einfach reflektierten Strahlungsteils (171) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die diffraktive optische Struktur (150, 250) einen Beugungsbereich (153, 253) zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor (160, 166, 260) mehrfach reflektierten Strahlungsteils (173, 273) aufweist, und wobei die diffraktive optische Struktur (150, 250) einen weiteren Beugungsbereich (153, 253) zum Beugen des mehrfach reflektierten Strahlungsteils (173, 273) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Retroreflektor (160, 166) zwei Reflexionsflächen (161, 162) aufweist, und wobei der mit Hilfe des Beugungsbereichs (153) bereitgestellte mehrfach reflektierte Strahlungsteil (173) ein an den zwei Reflexionsflächen (161, 162) reflektierter Strahlungsteil ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Retroreflektor (260) drei Reflexionsflächen (261, 262, 263) aufweist, wobei die diffraktive optische Struktur (250) drei Beugungsbereiche (253) zum Bereitstellen von drei jeweils dreifach und in unterschiedlicher Weise an den drei Reflexionsflächen (261, 262, 263) reflektierten Strahlungsteilen (273) aufweist, und wobei die diffraktive optische Struktur (250) drei weitere Beugungsbereiche (253) zum Beugen der dreifach reflektierten Strahlungsteile (273) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die diffraktive optische Struktur (150, 250) einen Beugungsbereich (154, 155, 254) zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor (160, 166, 260) einfach und zurück zu dem Beugungsbereich (154, 155, 254) reflektierten Strahlungsteils aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Retroreflektor (160, 166) zwei Reflexionsflächen (161, 162) aufweist, und wobei die diffraktive optische Struktur (150) zwei Beugungsbereiche (154, 155) zum Bereitstellen von zwei an jeweils einer der zwei Reflexionsflächen (161, 162) und zurück zu den zwei Beugungsbereichen (154, 155) reflektierten Strahlungsteilen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Retroreflektor (260) drei Reflexionsflächen (261, 262, 263) aufweist, und wobei die diffraktive optische Struktur (250) drei Beugungsbereiche (254) zum Bereitstellen von drei an jeweils einer der drei Reflexionsflächen (261, 262, 263) und zurück zu den drei Beugungsbereichen (254) reflektierten Strahlungsteilen (254) aufweist.
Vorrichtung (100) zum Ermitteln eines Maßstabs einer diffraktiven optischen Struktur (150, 250), aufweisend: eine Einrichtung (110, 113) zum Erzeugen einer Strahlung (170) eine optische Anordnung, wobei die optische Anordnung die diffraktive optische Struktur (150, 250) und einen der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) nachgeordneten Retroreflektor (160, 166, 260) aufweist, und wobei die diffraktive optische Struktur (150, 250) mehrere Beugungsbereiche (151, 152, 153, 154, 155, 252, 253, 254) aufweist, welche ausgebildet sind, durch Beugen der Strahlung (170) mehrere und in unterschiedlicher Weise an der optischen Anordnung reflektierte Strahlungsteile (171, 172, 173, 174, 175, 272, 273, 274) bereitzustellen; eine Sensoreinrichtung (134) zum Erfassen der Strahlungsrichtungen der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile (171, 172, 173, 174, 175, 272, 273, 274); eine Messeinrichtung (114) zum Erfassen der Wellenlänge der Strahlung (170); und eine Auswerteeinrichtung (130) zum Ermitteln des Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) auf der Grundlage der erfassten Strahlungsrichtungen und der erfassten Wellenlänge.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die mehreren Beugungsbereiche der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) einen Beugungsbereich (151, 154, 155, 254) zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor (160, 166, 260) einfach reflektierten Strahlungsteils (171, 174, 175, 274) und einen Beugungsbereich (153, 253) zum Bereitstellen eines an dem Retroreflektor (160, 166, 260) mehrfach reflektierten Strahlungsteils (173, 273) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, weiter aufweisend: eine Referenzfläche (124) zum Reflektieren der Strahlung (170) zum Bereitstellen einer Referenzstrahlung (179), so dass durch Überlagern der an der optischen Anordnung reflektierten Strahlungsteile (171, 172, 173, 174, 175, 272, 273, 274) mit der Referenzstrahlung (179) Interferenzmuster erzeugt werden, wobei die Sensoreinrichtung (134) zum Erfassen der Interferenzmuster ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Vorrichtung zusätzlich zum Bestimmen einer Form einer optischen Testfläche (127) ausgebildet ist, wobei die diffraktive optische Struktur (150, 250) ausgebildet ist, durch Formen eines Teils der Strahlung (170) eine Messstrahlung (177) mit einer an eine Sollform der Testfläche (127) angepassten Wellenfront bereitzustellen, wobei die Messstrahlung (177) dazu vorgesehen ist, an der Testfläche (127) reflektiert und mit der Referenzstrahlung (179) überlagert zu werden, um ein der Testfläche (127) zugeordnetes und mit der Sensoreinrichtung (134) erfassbares Interferenzmuster zu erzeugen, und wobei die Auswerteeinrichtung (130) ausgebildet ist, die Form der Testfläche (127) auf der Grundlage des der Testfläche (127) zugeordneten Interferenzmusters und des ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur (150, 250) zu bestimmen.
Verfahren zum Ermitteln einer Längenänderung eines Elements, wobei das Element eine diffraktive optische Struktur aufweist, wobei während der Längenänderung des Elements ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt wird, um wenigstens einen ersten und einen zweiten Maßstab der diffraktiven optischen Struktur zu ermitteln, und wobei auf der Grundlage wenigstens des ersten und zweiten ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur die Längenänderung ermittelt wird.
Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines Elements, wobei das Element eine diffraktive optische Struktur aufweist, wobei ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchgeführt wird, um einen Maßstab der diffraktiven optischen Struktur zu ermitteln, und wobei auf der Grundlage des ermittelten Maßstabs der diffraktiven optischen Struktur die Temperatur des Elements ermittelt wird.