DE102015209489A1

DE102015209489A1 - Interferometric measuring device

Info

Publication number: DE102015209489A1
Application number: DE102015209489.8A
Authority: DE
Inventors: Rolf Freimann
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (10) zur interferometrischen Bestimmung einer Form einer optischen Oberfläche (12) eines Prüflings (14). Die Messvorrichtung (10) enthält ein Interferometer (16) zum Erzeugen einer Prüfwelle (30) und zur Vermessung der Prüfwelle (30) nach Reflexion an der optischen Oberfläche (12). Im Strahlengang der Prüfwelle (30) ist eine diffraktive Anordnung (20) mit einem ersten und einem zweiten diffraktiven Strukturmuster (34, 134, 236; 36, 136, 236) angeordnet. Die diffraktive Anordnung (20) erzeugt aus der Prüfwelle (30) eine auf die Oberfläche (12) des Prüflings (14) unter einem schrägen Einfallswinkel (44) gerichtete Messwelle (40) mit einer an eine Sollform der optischen Oberfläche (12) angepassten Wellenfront. Die diffraktive Anordnung (20) erzeugt weiterhin eine Kalibrierwelle (42) zur Vermessung einer der beiden diffraktiven Strukturmuster. Nach Reflexion an der optischen Oberfläche (12) wird die Messwelle (46) an einem reflektiven optischen Element (24, 54, 60) in sich zurückreflektiert. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a measuring device (10) for the interferometric determination of a shape of an optical surface (12) of a test object (14). The measuring device (10) contains an interferometer (16) for generating a test wave (30) and for measuring the test wave (30) after reflection at the optical surface (12). A diffractive arrangement (20) having a first and a second diffractive structure pattern (34, 134, 236, 36, 136, 236) is arranged in the beam path of the test shaft (30). The diffractive arrangement (20) generates from the test shaft (30) a measuring shaft (40) directed onto the surface (12) of the test object (14) at an oblique angle of incidence (44) with a wavefront matched to a desired shape of the optical surface (12) , The diffractive arrangement (20) furthermore generates a calibration wave (42) for measuring one of the two diffractive structural patterns. After reflection at the optical surface (12), the measuring shaft (46) is reflected back on a reflective optical element (24, 54, 60). Furthermore, the invention relates to a corresponding method.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur interferometrischen Bestimmung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie zum Abbilden von Maskenstrukturen in eine Bildebene.The invention relates to a measuring device and a method for the interferometric determination of a shape of an optical surface of a test object. Furthermore, the invention relates to a projection objective for microlithography for imaging mask structures in an image plane.

Zur interferometrischen Bestimmung der Form einer optischen Oberfläche eines Testobjekts, insbesondere eines optischen Elements, sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 102 23 581 A1 ein System zur Vermessung einer asphärischen Oberfläche eine optischen Elements mittels eines computergenerierten Hologramms (CGH) als diffraktives optisches Element. Das CGH ist in einem Fizeau-Interferometer angeordnet und beugt eine einfallende Lichtwelle derart, dass in Transmission eine Messwelle mit einer Wellenfront entsprechend der Sollform der zu prüfenden Oberfläche des Testobjekts erzeugt wird. Gleichzeitig erzeugt das CGH in Reflexion eine zur einfallenden Lichtwelle konjugierte Referenzwelle. Die Messwelle trifft an jedem Punkt senkrecht auf die Oberfläche des Testobjekts und wird in sich zurückreflektiert. Die reflektierte Welle wird wiederum vom CGH gebeugt und anschließend mit der Referenzwelle überlagert. Diese auch als Null-Optik für die zu prüfende Oberfläche bezeichnete Anordnung führt bei Abweichungen von der Sollform zu einem Interferenzbild, welches in dem Interferometer erfasst wird. Aus dem erfassten Interferenzbild lassen sich Abweichungen der vermessenen Oberfläche von der Sollform bestimmen.For interferometric determination of the shape of an optical surface of a test object, in particular an optical element, various devices are known. For example, describes the DE 102 23 581 A1 a system for measuring an aspherical surface of an optical element by means of a computer-generated hologram (CGH) as a diffractive optical element. The CGH is arranged in a Fizeau interferometer and diffracts an incident light wave in such a way that in transmission a measuring wave with a wavefront corresponding to the desired shape of the surface to be tested of the test object is generated. At the same time, the CGH generates in reflection a reference wave conjugated to the incident light wave. The measuring wave strikes the surface of the test object perpendicular to each point and is reflected back into itself. The reflected wave is in turn diffracted by the CGH and then superimposed with the reference wave. This arrangement, which is also referred to as zero optics for the surface to be tested, leads, in the case of deviations from the desired shape, to an interference image which is detected in the interferometer. From the detected interference pattern, deviations of the measured surface from the desired shape can be determined.

Mit solchen oder anderen bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur interferometrischen Bestimmung von Oberflächen lassen sich jedoch insbesondere großflächige optische Elemente nur unzureichend genau oder nicht während ihr Verwendung vermessen. Beispielsweise benötigen Projektionsoptiken für die Mikrolithographie mit Strahlung im extremen ultravioletten Bereich (EUV) große und hochgenau geformte Spiegel. Zur Erhöhung der Transmission der Strahlung durch solche Projektionsoptiken wäre eine Verwendung von Spiegeln mit streifendem Einfallswinkel vorteilhaft. Solche großflächigen Spiegel mit geringer Abweichung von einer Planfläche lassen sich mit den bekannten interferometrischen Vorrichtungen und Verfahren jedoch nur schwer in der erforderlichen Genauigkeit vermessen, da herkömmliche CGHs nicht in der für solche Spiegel notwendigen räumlichen Ausdehnung fertigbar und in der geforderten Formgenauigkeit über längere Zeiträume bereitstellbar sind.With such or other known devices and methods for the interferometric determination of surfaces, however, in particular large-area optical elements can be measured only insufficiently accurately or not during their use. For example, extreme-ultraviolet (EUV) projection microlithography projection optics require large and highly accurate shaped mirrors. To increase the transmission of radiation through such projection optics, use of grazing incidence mirrors would be advantageous. However, such large-area mirrors with little deviation from a plane surface can be measured with the known interferometric devices and methods only with difficulty in the required accuracy, since conventional CGHs can not be manufactured in the spatial extent necessary for such mirrors and can be provided in the required dimensional accuracy over longer periods of time ,

Zugrunde liegende AufgabeUnderlying task

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere eine Vermessung von großflächigen optischen Oberflächen mit verbesserter Genauigkeit ermöglicht wird.It is an object of the invention to provide an apparatus and a method whereby the aforementioned problems are solved, and in particular a measurement of large-area optical surfaces with improved accuracy is made possible.

Erfindungsgemäße Lösung Inventive solution

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die nachfolgend beschriebene Messvorrichtung zur interferometrischen Bestimmung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings gelöst. Die Messvorrichtung enthält ein Interferometer zum Erzeugen einer Prüfwelle und zur interferometrischen Vermessung der Prüfwelle nach Reflexion an der optischen Oberfläche. Weiterhin enthält die Messvorrichtung eine im Strahlengang der Prüfwelle angeordnete diffraktive Anordnung aus einem ersten diffraktiven Strukturmuster und einem zweiten diffraktiven Strukturmuster. Die diffraktive Anordnung ist einerseits dazu konfiguriert, aus der Prüfwelle eine auf die Oberfläche des Prüflings unter einem schrägen Einfallswinkel gerichtete Messwelle mit einer zumindest teilweise an eine Sollform der optischen Oberfläche angepassten Wellenfront zu erzeugen. Andererseits ist die diffraktive Anordnung dazu konfiguriert, eine Kalibrierwelle zu erzeugen, welche zur Vermessung mindestens einer der beiden diffraktiven Strukturmuster in Bezug auf eine Abweichung des vermessenen Strukturmusters von einem Sollstrukturmuster ausgebildet ist. Ferner umfasst die Messvorrichtung ein reflektives optisches Element, welches dazu angeordnet ist, die Messwelle nach Reflexion an der optischen Oberfläche in sich zurück zu reflektieren.According to the invention, the object is achieved by the measuring device described below for the interferometric determination of a shape of an optical surface of a test object. The measuring device contains an interferometer for generating a test wave and for interferometric measurement of the test wave after reflection at the optical surface. Furthermore, the measuring device contains a diffractive arrangement arranged in the beam path of the test wave and comprising a first diffractive structure pattern and a second diffractive structure pattern. On the one hand, the diffractive arrangement is configured to generate from the test wave a measuring wave directed onto the surface of the test object at an oblique angle of incidence with a wavefront matched at least partially to a desired shape of the optical surface. On the other hand, the diffractive arrangement is configured to generate a calibration wave which is designed to measure at least one of the two diffractive structure patterns with respect to a deviation of the measured structure pattern from a desired structure pattern. Furthermore, the measuring device comprises a reflective optical element, which is arranged to reflect back the measuring wave after reflection on the optical surface.

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur interferometrischen Bestimmung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings mit den folgenden Schritten gelöst: Erzeugen einer auf die Oberfläche des Prüflings unter einem schrägen Einfallswinkel gerichteten Messwelle mit einer zumindest teilweise an eine Sollform der Oberfläche angepassten Wellenfront durch eine diffraktive Anordnung mit einem ersten diffraktiven Strukturmuster und einem zweiten diffraktiven Strukturmuster; interferometrisches Vermessen der von der Oberfläche des Prüflings reflektierten und anschließend von einem reflektiven optischen Element in sich zurückreflektierten Messwelle; Erzeugen einer Kalibrierwelle mittels der diffraktiven Anordnung sowie Vermessen mindestens einer der beiden diffraktiven Strukturmuster der diffraktiven Anordnung bezüglich einer Abweichung des vermessenen Strukturmusters von einem Sollstrukturmuster durch interferometrisches Vermessen der Kalibrierwelle, sowie Bestimmen der Form der optischen Oberfläche des Prüflings aus dem Ergebnis der interferometrischen Vermessung der Messwelle unter Berücksichtigung des Ergebnisses der interferometrischen Vermessung der Kalibrierwelle. Furthermore, the object is achieved by a method for the interferometric determination of a shape of an optical surface of a test object with the following steps: generating a measuring wave directed onto the surface of the test object at an oblique angle of incidence with a wavefront matched at least partially to a desired shape of the surface by a diffractive Arrangement with a first diffractive structure pattern and a second diffractive structure pattern; interferometrically measuring the measuring wave reflected from the surface of the test object and subsequently reflected back by a reflective optical element; Generating a calibration wave by means of the diffractive arrangement and measuring at least one of the two diffractive structural patterns of the diffractive arrangement with respect to a deviation of the measured structure pattern from a desired structure pattern by interferometric measurement of the calibration, and determining the shape of the optical surface of the specimen from the result of the interferometric measurement of the measuring wave taking into account the result of the interferometric measurement of the calibration wave.

In der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und dem korrespondierenden Verfahren kann als Interferometer beispielsweise ein Fizeau-, ein Michelson- oder ein Twyman-Green-Interferometer verwendet werden. Wesentlich sind lediglich eine Bereitstellung einer geeigneten Prüfwelle und eine Erfassung eines Interferogramms nach Rückführung der Prüfwelle in das Interferometer und Überlagerung der rückgeführten Prüfwelle mit einer Referenzwelle.In the measuring device according to the invention and the corresponding method can be used as an interferometer, for example, a Fizeau, a Michelson or a Twyman-Green interferometer. It is only essential to provide a suitable test wave and to record an interferogram after the test wave has been returned to the interferometer and superposition of the returned test wave with a reference wave.

Die diffraktive Anordnung im Strahlengang der Prüfwelle dient einerseits zur Erzeugung einer Messwelle und einer Kalibrierwelle mit unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen. Andererseits richtet die diffraktive Anordnung die Messwelle in einem schrägen Einfallswinkel auf die zu vermessende Oberfläche und passt die Wellenfront der Messwelle unter Berücksichtigung des schrägen Einfallswinkels an eine Sollform der Oberfläche an. Dies erfolgt durch Wechselwirkung der Prüfwelle mit mindestens einem der beiden diffraktiven Strukturmuster der diffraktiven Anordnung. Die Wellenfront der Kalibrierwelle wird durch die diffraktive Anordnung ebenfalls so ausgebildet, dass sie sich zur Vermessung mindestens einer der beiden diffraktiven Strukturen eignet. Dazu kann die Kalibrierwelle beispielsweise eine ebene oder sphärische Wellenfront aufweisen. Das mittels der Kalibrierwelle vermessene diffraktive Strukturmuster ist insbesondere das mindestens eine zur Erzeugung der Messwelle dienende diffraktive Strukturmuster. Dabei werden vorzugsweise auch die optischen Eigenschaften des Substrats vermessen, welches die jeweilige diffraktive Struktur trägt.The diffractive arrangement in the beam path of the test wave serves on the one hand to generate a measuring wave and a calibration wave with different propagation directions. On the other hand, the diffractive arrangement directs the measuring shaft at an oblique angle of incidence on the surface to be measured and adjusts the wavefront of the measuring shaft, taking into account the oblique angle of incidence, to a desired shape of the surface. This is done by interaction of the test wave with at least one of the two diffractive structural patterns of the diffractive arrangement. The wavefront of the calibration wave is also formed by the diffractive arrangement so that it is suitable for measuring at least one of the two diffractive structures. For this purpose, the calibration shaft can have, for example, a plane or spherical wavefront. The diffractive structure pattern measured by means of the calibration wave is, in particular, the at least one diffractive structure pattern serving to generate the measurement wave. In this case, preferably also the optical properties of the substrate are measured, which carries the respective diffractive structure.

Unter einem schrägen Einfallswinkel ist in diesem Zusammenhang ein Einfallswinkel zu verstehen, welcher mindestens 45°, insbesondere mindestens 60° oder mindestens 70°, gegenüber einer Oberflächennormalen des Prüflings abweicht. Ein derartiger schräger Einfallswinkel kann auch als streifender Einfallswinkel bezeichnet werden, wobei zu beachten ist, dass hier nicht der unter streifendem Einfall auftretende Totalreflexionswinkel gemeint ist.An oblique angle of incidence in this context means an angle of incidence which deviates at least 45 °, in particular at least 60 ° or at least 70 °, from a surface normal of the test object. Such an oblique angle of incidence may also be referred to as a grazing angle of incidence, wherein it should be noted that this does not mean the total reflection angle occurring under grazing incidence.

Nach der Reflexion an der optischen Oberfläche des Prüflings trifft die Messwelle auf das reflektive optische Element und wird von diesem in sich zurückreflektiert. Mit anderen Worten wird die Wellenfront der Messwelle von der diffraktiven Anordnung so geformt, dass sie nach Reflexion an der einer Sollform entsprechenden Oberfläche von dem reflektiven Element in sich zurückreflektiert wird. Die in sich zurückreflektierte Messwelle wird insbesondere ein zweites Mal von der Oberfläche reflektiert und tritt nach Durchlaufen der diffraktiven Anordnung in das Interferometer ein. In dem Interferometer erfolgt eine Vermessung der reflektierten Messwelle durch Überlagerung mit einer Referenzwelle. Dazu wird beispielsweise das in einer Erfassungsebene entstehende Interferogramm von dem Interferometer erfasst. Entsprechend kann eine Vermessung der Kalibrierwelle durch das Interferometer vorgesehen sein.After reflection at the optical surface of the specimen, the measuring shaft strikes the reflective optical element and is reflected back into it. In other words, the wavefront of the measuring wave is shaped by the diffractive arrangement in such a way that, after being reflected on the surface corresponding to a desired shape, it is reflected back into it by the reflective element. The measuring wave reflected back in itself is in particular reflected a second time from the surface and enters the interferometer after passing through the diffractive arrangement. In the interferometer, a measurement of the reflected measuring wave takes place by superposition with a reference wave. For this purpose, for example, the interferogram arising in a detection plane is detected by the interferometer. Accordingly, a measurement of the calibration can be provided by the interferometer.

Zur Bestimmung der Oberflächenform kann die Messvorrichtung eine Auswertungseinrichtung enthalten, welche dazu konfiguriert ist, die Form der optischen Oberfläche aus einem Ergebnis der interferometrischen Vermessung der Messwelle unter Berücksichtigung eines Ergebnisses der Vermessung der Kalibrierwelle durch das Interferometer zu bestimmen. Alternativ kann eine Auswertung des erfassten Interferogramms auch durch eine externe Auswertungseinrichtung erfolgen.For determining the surface shape, the measuring device may include an evaluation device which is configured to determine the shape of the optical surface from a result of the interferometric measurement of the measurement wave taking into account a result of the measurement of the calibration wave by the interferometer. Alternatively, an evaluation of the detected interferogram can also be performed by an external evaluation device.

Durch den schrägen Einfallswinkel bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung lassen sich große und insbesondere langgestreckte optische Oberflächen, wie beispielsweise Spiegel für die EUV-Mikrolithographie, mit diffraktiven Strukturen herkömmlicher Größe, wie z.B. CGHs, vermessen. Dabei wird durch die Berücksichtigung des Ergebnisses der Vermessung der Kalibrierwelle bei der Bestimmung der Oberflächenform die Messgenauigkeit erhöht.The oblique angle of incidence in the measuring device according to the invention makes it possible to obtain large and, in particular, elongated optical surfaces, such as, for example, mirrors for EUV microlithography, with conventionally sized diffractive structures, such as e.g. CGHs, presumptuous. In this case, by taking into account the result of the measurement of the calibration wave in the determination of the surface shape, the measurement accuracy is increased.

Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung ist die diffraktive Anordnung derart konfiguriert, dass die Kalibrierwelle direkt auf das reflektive optische Element gerichtet wird. Im Gegensatz zur Messwelle trifft die Kalibrierwelle nicht auf die zu prüfende optische Oberfläche, sondern breitet sich von der diffraktiven Anordnung direkt in Richtung des reflektiven optischen Elements aus. Auf diese Weise lässt sich das reflektive optische Element nicht nur zum Zurückreflektieren der Messwelle sondern auch zum Zurückreflektieren der Kalibrierwelle verwenden. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist ein weiteres reflektives optisches Element im Strahlengang der Kalibrierwelle zum Zurückreflektieren der Kalibrierwelle vorgesehen.According to an embodiment of the invention, the diffractive device is configured such that the calibration wave is directed directly at the reflective optical element. In contrast to the measuring wave, the calibration wave does not strike the optical surface to be tested, but instead extends from the diffractive arrangement directly in the direction of the reflective optical element. In this way, the reflective optical element can be used not only to reflect back the measuring wave but also to reflect back the calibration wave. In an alternative embodiment of the invention, a further reflective optical element is provided in the beam path of the calibration shaft for reflecting back the calibration wave.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Messvorrichtung sind das erste diffraktive Strukturmuster und das zweite diffraktive Strukturmuster einander überlagernd auf einem einzigen Substrat angeordnet. Insbesondere sind das erste diffraktive Strukturmuster und das zweite diffraktive Strukturmuster in derselben Ebene angeordnet. Solche sich überlagernde diffraktive Strukturmuster zur Erzeugung separater Ausgangswellen mit unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung werden beispielsweise in DE 10 2012 217 800 A1 beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform bilden die beiden diffraktiven Strukturmuster ein komplex kodiertes Phasengitter, wobei das erste diffraktive Strukturmuster eine erste Phasenfunktion des komplex kodierten Phasengitters und das zweite diffraktive Strukturmuster eine zweite Phasenfunktion des komplex kodierten Phasengitters bilden. Das komplex kodierte Phasengitter kann als komplex kodiertes computergeneriertes Hologramm ausgeführt sein. Ein computergeneriertes Hologramm (CGH) wird durch Berechnen einer geeigneten Linienstruktur als diffraktive Struktur unter Verwendung eines Computers und geeigneter Verfahren, wie beispielsweise Strahlennachverfolgung, und anschließendes Schreiben der berechneten Linienstruktur auf oder in die Oberfläche eines Substrats erzeugt. Mit einem komplex kodierten computergenerierten Hologramm ist eine gleichzeitige Erzeugung der an die Sollform der optischen Oberfläche angepassten Messwelle und einer zur Vermessung eines der Strukturmuster angepassten Kalibrierwelle aus der Prüfwelle besonders effizient durchführbar, da dessen alleinige Wirkung der Wirkung von hintereinander geschalteten CGHs entspricht. In one embodiment of the measuring device according to the invention, the first diffractive structure pattern and the second diffractive structure pattern are superimposed on a single substrate. In particular, the first diffractive pattern and the second diffractive pattern are arranged in the same plane. Such overlapping diffractive structural patterns for generating separate output waves with different propagation direction are described, for example, in US Pat DE 10 2012 217 800 A1 described. According to one embodiment, the two diffractive structure patterns form a complex coded phase grating, the first diffractive structure pattern having a first phase function of the complex coded phase grating and the second diffractive structure pattern having a second phase function of the complex coded one Form phase grating. The complex coded phase grating can be embodied as a complex coded computer-generated hologram. A computer generated hologram (CGH) is generated by computing a suitable line structure as a diffractive structure using a computer and appropriate methods such as ray tracing, and then writing the calculated line structure onto or into the surface of a substrate. With a complex-coded computer-generated hologram, a simultaneous generation of the measuring wave adapted to the nominal shape of the optical surface and a calibration wave adapted to measure one of the structural patterns from the test wave can be carried out particularly efficiently since its sole effect corresponds to the effect of CGHs connected in series.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Messvorrichtung ist die Kombination aus dem ersten diffraktiven Strukturmuster und dem zweiten diffraktiven Strukturmuster zur Erzeugung der Messwelle und gleichzeitig zur Erzeugung der Kalibrierwelle konfiguriert. Dabei wird insbesondere das zweite diffraktive Strukturmuster in der negativen Beugungsordnung bezogen auf die zur Erzeugung der Messwelle verwendeten Beugungsordung verwendet. Die Kalibrierwelle kann z.B. mit einer sphärischen oder ebenen Wellenfront derart von dem zweiten diffraktiven Strukturmuster erzeugt werden, dass sie von einem reflektiven optischen Element in sich zurückreflektiert wird. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen des ersten Strukturmusters von einem Sollstrukturmuster zur Erzeugung der Messwelle ermitteln und bei einer Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings zur Reduzierung von Messfehlern berücksichtigen.According to a further embodiment of the measuring device according to the invention, the combination of the first diffractive structure pattern and the second diffractive structure pattern is configured to generate the measuring wave and at the same time to generate the calibration wave. In this case, in particular the second diffractive structure pattern in the negative diffraction order relative to the diffraction order used to generate the measuring wave is used. The calibration wave may e.g. are generated with a spherical or planar wavefront of the second diffractive pattern structure such that it is reflected back by a reflective optical element in itself. In this way, deviations of the first structure pattern from a desired structure pattern for generating the measuring wave can be determined and taken into account in a determination of the surface shape of the test object to reduce measurement errors.

Gemäß einer Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung sind das erste diffraktive Strukturmuster und das zweite diffraktive Strukturmuster hintereinander im Strahlengang der Prüfwelle angeordnet. Mit anderen Worten sind die diffraktiven Strukturmuster derart angeordnet, dass das Licht der Prüfwelle nacheinander mit den beiden diffraktiven Strukturmustern in Wechselwirkung tritt. Insbesondere sind das erste diffraktive Strukturmuster und das zweite diffraktive Strukturmuster jeweils auf einem eigenen Substrat angeordnet. Eine solche diffraktive Anordnung wird beispielsweise in US 2012/0127481 A1 offenbart. Auch diese diffraktive Anordnung eignet sich zur Erzeugung der an die Sollform der optischen Oberfläche angepassten Messwelle und einer zur Vermessung eines der Strukturmuster angepassten Kalibrierwelle.According to one embodiment of the measuring device according to the invention, the first diffractive structure pattern and the second diffractive structure pattern are arranged behind one another in the beam path of the test wave. In other words, the diffractive structure patterns are arranged such that the light of the test wave interacts successively with the two diffractive pattern patterns. In particular, the first diffractive structure pattern and the second diffractive structure pattern are each arranged on a separate substrate. Such a diffractive arrangement is, for example, in US 2012/0127481 A1 disclosed. This diffractive arrangement is also suitable for generating the measuring wave adapted to the nominal shape of the optical surface and a calibration wave adapted for measuring one of the structural patterns.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Messvorrichtung umfasst das reflektive optische Element einen sphärischen Spiegel. Weiterhin ist die diffraktive Anordnung dazu ausgebildet, die Messwelle mit einer derartigen Wellenfront auszubilden, dass die Messwelle nach Reflexion an der optischen Oberfläche des Prüflings vom sphärischen Spiegel in sich zurückreflektiert wird. Die reflektierte Messwelle weist dazu eine entsprechend ausgebildete sphärische Wellenfront auf. Als sphärischer Spiegel kann, je nach Wellenfront der vom Prüfling reflektieren Messwelle, ein konkaver oder ein konvexer sphärischer Spiegel vorgesehen sein. Eine solche Messvorrichtung eignet sich somit insbesondere zur Vermessung von annähernd sphärisch geformten Oberflächen mit einem geringen asphärischen Formanteil.In an embodiment of the measuring device according to the invention, the reflective optical element comprises a spherical mirror. Furthermore, the diffractive arrangement is designed to form the measuring shaft with such a wavefront that the measuring shaft is reflected back into the mirror after reflection on the optical surface of the specimen from the spherical mirror. The reflected measuring wave has for this purpose a correspondingly formed spherical wavefront. Depending on the wavefront of the measuring wave reflected by the test specimen, a concave or a convex spherical mirror can be provided as the spherical mirror. Such a measuring device is thus particularly suitable for the measurement of approximately spherically shaped surfaces with a low aspherical shape proportion.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst das reflektive optische Element ein reflektives diffraktives optisches Element. Insbesondere ist die diffraktive Anordnung dazu ausgebildet, die Messwelle mit einer derartigen Wellenfront zu erzeugen, dass die Messwelle nach Reflexion an der optischen Oberfläche des Prüflings vom diffraktiven optischen Element in sich zurückreflektiert wird. Als reflektives diffraktives Element kann z.B. ein in Reflexion verwendetes computergeneriertes Hologramm, insbesondere ein komplex kodiertes computergeneriertes Hologramm, eingesetzt werden. Je nach Konfiguration des reflektiven diffraktiven Elements kann die von der Oberfläche des Prüflings reflektierte Messwelle auch eine asphärische und nicht ebene Wellenfront aufweisen. Mit dieser Ausführungsform lassen sich daher insbesondere optische Oberflächen mit einem größeren asphärischen und unebenen Formanteil vermessen. According to a further embodiment according to the invention, the reflective optical element comprises a reflective diffractive optical element. In particular, the diffractive arrangement is designed to generate the measuring wave with such a wavefront that the measuring wave is reflected back after reflection on the optical surface of the specimen of the diffractive optical element in itself. As a reflective diffractive element, e.g. a computer-generated hologram used in reflection, in particular a complex-coded computer-generated hologram, can be used. Depending on the configuration of the reflective diffractive element, the measuring wave reflected by the surface of the test object may also have an aspherical and non-planar wavefront. With this embodiment, it is therefore possible in particular to measure optical surfaces with a larger aspherical and uneven shape component.

Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Messvorrichtung umfasst das reflektive optische Element einen ebenen Spiegel. Insbesondere ist die diffraktive Anordnung dazu ausgebildet, eine Messwelle mit einer derartigen Wellenfront zu erzeugen, dass die Messwelle nach Reflexion an der optischen Oberfläche des Prüflings vom ebenen Spiegel in sich zurückreflektiert wird. Hierfür weist die vom Prüfling reflektierte Messwelle eine im Wesentlichen ebene Wellenfront auf. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders zur Vermessung von annähernd ebenen Oberflächen mit einem geringen unebenen Formanteil.According to an embodiment of the measuring device according to the invention, the reflective optical element comprises a plane mirror. In particular, the diffractive arrangement is designed to generate a measuring wave with such a wavefront that the measuring wave is reflected back after reflection on the optical surface of the test object from the plane mirror in itself. For this purpose, the measuring wave reflected by the test object has a substantially planar wavefront. This embodiment is therefore particularly suitable for measuring approximately flat surfaces with a small uneven shape component.

Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung weist das reflektive optische Element ein in Transmission betriebenes diffraktives optisches Element sowie ein Spiegelelement auf, wobei das diffraktive optische Element diffraktive Strukturen zum Richten der vom Prüfling reflektierten Messwelle auf das Spiegelelement aufweist. Das Spiegelelement kann insbesondere als ebener oder sphärischer Spiegel ausgebildet sein. Als diffraktives optisches Element kann beispielsweise ein CGH, ein komplex kodiertes CGH oder auch zwei hintereinander im Strahlengang angeordnete CGHs verwendet werden. Durch diese Maßnahme wird eine flexiblere Anordnung des Spiegelelements ermöglicht.According to one embodiment of the invention, the reflective optical element has a diffractive optical element operated in transmission and a mirror element, the diffractive optical element having diffractive structures for directing the measuring wave reflected by the test object onto the mirror element. The mirror element may in particular be designed as a plane or spherical mirror. As a diffractive optical element, for example, a CGH, a complex coded CGH or two consecutively in the Beam path arranged CGHs are used. By this measure, a more flexible arrangement of the mirror element is made possible.

Dabei weist das diffraktive optische Element in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weitere diffraktive Strukturen auf, welche im Strahlengang der Kalibrierwelle angeordnet sind und dazu konfiguriert sind, die Kalibrierwelle auf das Spiegelelement zu richten. Auf diese Weise kann das Spiegelelement nicht nur zum in sich Zurückreflektieren der von dem Prüfling reflektierten Messwelle sondern auch zum Reflektieren der Kalibrierwelle verwendet werden.In this case, the diffractive optical element in an embodiment according to the invention further diffractive structures, which are arranged in the beam path of the calibration and are configured to direct the calibration to the mirror element. In this way, the mirror element can be used not only for reflecting back the measuring wave reflected from the test piece but also for reflecting the calibration wave.

Gemäß einer Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung ist das reflektive optische Element dazu konfiguriert, die Kalibrierwelle in sich zurück zu reflektieren. Neben der von der Oberfläche des Prüflings reflektierten Messwelle wird auch die Kalibrierwelle von dem reflektiven Element in sich zurückreflektiert. Für beide Vorgänge wird nur ein reflektives optisches Element benötigt. According to an embodiment of the measuring device according to the invention, the reflective optical element is configured to reflect back the calibration wave. In addition to the measuring wave reflected from the surface of the test object, the calibration wave is also reflected back by the reflective element. Both processes require only one reflective optical element.

In einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung ferner ein im Strahlengang der Kalibrierwelle angeordnetes weiteres reflektives optisches Element, welches dazu konfiguriert ist, die Kalibrierwelle in sich zurück zu reflektieren. Das weitere reflektive optische Element kann je nach Wellenform der Kalibrierwelle als sphärischer Spiegel oder als ebener Spiegel ausgebildet sein. Da für die reflektierte Messwelle und die Kalibrierwelle jeweils ein separates reflektives Element vorgesehen ist, stehen beide Strahlengänge simultan zur Verfügung. Eine Erfassung von Änderungen der optischen Eigenschaften des Interferometers, der diffraktiven Anordnung oder anderer optischer Elemente der Messvorrichtung während eines Betriebs lassen sich mit der Kalibrierwelle schnell und unkompliziert durchführen.In an alternative embodiment according to the invention, the measuring device further comprises a further reflective optical element arranged in the beam path of the calibration shaft, which is configured to reflect the calibration wave back into itself. Depending on the waveform of the calibration wave, the further reflective optical element can be embodied as a spherical mirror or as a plane mirror. Since a separate reflective element is provided for the reflected measuring shaft and the calibrating shaft, both beam paths are simultaneously available. A detection of changes in the optical properties of the interferometer, the diffractive device or other optical elements of the measuring device during operation can be performed quickly and easily with the calibration.

Dabei ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Interferometer zum Verwenden der vom weiteren reflektiven optischen Element in sich zurückreflektierten Kalibrierwelle als Referenzwelle zur Erzeugung eines Interferenzmusters ausgebildet. Das Interferenzmuster im Interferometer wird durch Überlagerung der Kalibrierwelle als Referenzwelle mit der Messwelle nach deren Reflexion an der optischen Oberfläche erzeugt. Als Strahlenteiler zur Erzeugung der Messwelle und der Referenzwelle wird die diffraktive Anordnung verwendet. Somit muss ein solcher Strahlenteiler in dem eigentlichen Interferometer nicht mehr bereitgestellt werden. Beispielsweise wird bei einer Benutzung eines Fizeau-Interferometers in der Messvorrichtung das Fizeau-Element nicht mehr benötigt. Zur Einstellung der Phasendifferenz zwischen Referenzwelle und Messwelle kann das weitere reflektive optische Element in einer Ausführung entlang der optischen Achse der Referenzwelle verschiebbar ausgebildet sein. Mit der Verwendung der Kalibrierwelle als Referenzwelle werden Abweichungen von vorgegebenen optischen Eigenschaften der diffraktiven Anordnung und des Interferometers oder Änderungen dieser Eigenschaften während des Betriebs unmittelbar bei der Vermessung der Messwelle berücksichtigt.In this case, according to a further embodiment of the invention, the interferometer for using the calibration wave reflected back from the further reflective optical element is designed as a reference wave for generating an interference pattern. The interference pattern in the interferometer is generated by superimposing the calibration wave as a reference wave with the measuring wave after its reflection at the optical surface. As a beam splitter for generating the measuring wave and the reference wave, the diffractive arrangement is used. Thus, such a beam splitter does not have to be provided in the actual interferometer. For example, when using a Fizeau interferometer in the measuring device, the Fizeau element is no longer needed. In order to adjust the phase difference between the reference wave and the measuring wave, the further reflective optical element may, in one embodiment, be designed to be displaceable along the optical axis of the reference wave. With the use of the calibration wave as a reference wave deviations from predetermined optical properties of the diffractive device and the interferometer or changes in these properties are taken into account during operation directly in the measurement of the measuring shaft.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Messvorrichtung umfasst eine im Strahlengang der Kalibrierwelle und im Strahlengang der gerichteten Messwelle angeordnete Verschlussvorrichtung, welche wahlweise entweder die Kalibrierwelle oder die Messwelle passieren lässt. Dazu kann beispielsweise ein Shutter vorgesehen sein, welcher je nach einstellbarer Stellung entweder die Kalibrierwelle oder die Messwelle blockiert. Alternativ kann auch jeweils ein Shutter für die Kalibrierwelle und ein Shutter für die Messwelle angeordnet werden. Je nach Einstellung der Verschlussvorrichtung lässt sich entweder eine Vermessung der optischen Oberfläche des Prüflings mit der Messwelle oder eine Vermessung der diffraktiven Anordnung mit der Kalibrierwelle durchführen. Ein Wechsel zwischen diesen beiden Vorgängen ist schnell und unkompliziert durchführbar. So wird eine Erfassung von Änderungen der optischen Eigenschaften der diffraktiven Anordnung, des Interferometers oder anderer optischer Elemente der Messvorrichtung während einer Vermessung einer Oberfläche durch kurzzeitiges Umschalten zum Kalibriermodus ermöglicht. Festgestellte Änderungen können anschließend bei der Bestimmung der Oberflächenform berücksichtigt werden. An embodiment of the measuring device according to the invention comprises a shutter which is arranged in the beam path of the calibration shaft and in the beam path of the directed measuring shaft and which selectively passes either the calibration shaft or the measuring shaft. For this purpose, for example, a shutter may be provided, which blocks depending on the adjustable position either the calibration or the measuring shaft. Alternatively, it is also possible in each case to arrange a shutter for the calibration shaft and a shutter for the measuring shaft. Depending on the setting of the closure device, either a measurement of the optical surface of the test piece with the measuring shaft or a measurement of the diffractive arrangement with the calibration wave can be carried out. Switching between these two processes is quick and easy. Thus, a detection of changes in the optical properties of the diffractive device, the interferometer or other optical elements of the measuring device during a measurement of a surface by briefly switching to the calibration mode is made possible. Determined changes can then be taken into account when determining the surface shape.

Gemäß einer Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung ist weiterhin eine um zwei zueinander orthogonale Achsen verschwenkbare Halterung für den Prüfling zur abschnittsweisen Vermessung der optischen Oberfläche vorgesehen. Die Achsen können beispielsweise den Brennlinien einer zylindrisch bzw. astigmatisch geformten optischen Oberfläche entsprechen. Durch ein Verschwenken des Prüflings lässt sich nacheinander jeweils ein Abschnitt der Oberfläche vermessen. Eine solche subaperturweise Prüfung der Oberflächenform durch Schwenken des Prüflings um die orthogonalen Achsen ermöglicht eine Vermessung von sehr großen oder langgestreckten Prüflingen, wie beispielsweise von Spiegeln für die EUV-Mikrolithographie. Bei einem Prüfling mit einer in jedem Abschnitt jeweils ähnlichen astigmatischen Grundform und zusätzlichen asphärischen Anteilen als Sollform kann die diffraktive Anordnung zur Anpassung der Prüfwelle an diese astigmatische Grundform ausgebildet sein. Durch eine Vermessung lässt sich für jeden Abschnitt die Abweichung von der Grundform bestimmen und anschließend überprüfen, ob diese Abweichung mit den jeweils vorgegebenen asphärischen Anteilen übereinstimmt.According to one embodiment of the measuring device according to the invention, a holder which is pivotable about two mutually orthogonal axes is furthermore provided for the test object for sectionally measuring the optical surface. For example, the axes may correspond to the focal lines of a cylindrically or astigmatically shaped optical surface. By pivoting the test specimen, one section of the surface can be successively measured in each case. Such a subaperture-wise examination of the surface shape by pivoting the test specimen about the orthogonal axes makes it possible to measure very large or elongate specimens, such as mirrors for EUV microlithography. In the case of a test specimen with an astigmatic basic shape similar in each section and additional aspheric parts as nominal shape, the diffractive arrangement can be designed to adapt the test wave to this astigmatic basic shape. By means of a measurement, it is possible to determine the deviation from the basic shape for each section and then to check whether this deviation agrees with the respectively specified aspherical parts.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Messvorrichtung ist eine um eine Symmetrieachse des Prüflings drehbare Halterung für den Prüfling zur abschnittsweisen Vermessung der optischen Oberfläche vorgesehen. Eine solche Messvorrichtung eignet sich besonders zur Vermessung von Oberflächen, welche eine rotationssymmetrische Asphäre, eine Sphäre oder einen Ausschnitt aus einer solchen Form darstellen oder nur geringfügige Abweichung davon aufweisen. Die diffraktive Anordnung kann zur Anpassung der Prüfwelle an die rotationssymmetrische Grundform ausgebildet sein. Auf diese Weise lässt sich für jeden Abschnitt eine Abweichung von der Grundform oder von einer vorgegebenen Abweichung der Grundform bestimmen. Es wird eine Vermessung von rotationssymmetrischen Oberflächen ermöglicht, welche wegen ihrer Größe nicht vollflächig im Strahlengang der Messwelle angeordnet werden können. In a further embodiment of the measuring device according to the invention, a support rotatable about an axis of symmetry of the test object is provided for the test object for sectionally measuring the optical surface. Such a measuring device is particularly suitable for the measurement of surfaces which represent a rotationally symmetric asphere, a sphere or a section of such a shape or have only slight deviation therefrom. The diffractive arrangement can be designed to adapt the test wave to the rotationally symmetrical basic shape. In this way, a deviation from the basic shape or from a given deviation of the basic shape can be determined for each section. It is possible to measure rotationally symmetrical surfaces which, because of their size, can not be arranged in the entire surface of the beam path of the measuring shaft.

Gemäß einer Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung ist die Messvorrichtung zur Anordnung bei einer Spiegelbearbeitungsvorrichtung seitlich zum Umfang eines zu bearbeitenden Spiegels ausgebildet. Gegenüber herkömmlichen Messvorrichtungen mit einer Prüfung der Oberfläche in Autokollimation sind insbesondere die optischen Elemente der Messvorrichtung außerhalb des von den Normalen der optischen Oberfläche aufgespannten Raums angeordnet. Die Messwelle breitet sich nicht entlang einer optischen Achse der zu vermessenden Oberfläche aus, sondern wird z.B. durch die seitlich neben dem Umfang der Oberfläche vorgesehene diffraktive Anordnung mit einem schrägen Einfallswinkel auf die Oberfläche eingestrahlt und von dem neben der gegenüberliegenden Seite des Umfangs angeordneten reflektiven Element in sich zurückreflektiert. Eine derart ausgebildete Messvorrichtung lässt sich ohne großen Aufwand in eine Spiegelflächenbearbeitungsvorrichtung integrieren.According to one embodiment of the measuring device according to the invention, the measuring device for arrangement in a mirror processing device is formed laterally to the periphery of a mirror to be processed. In contrast to conventional measuring devices with a test of the surface in autocollimation, in particular the optical elements of the measuring device are arranged outside the space spanned by the normals of the optical surface. The measuring wave does not propagate along an optical axis of the surface to be measured, but is e.g. irradiated by the laterally adjacent to the circumference of the surface provided diffractive arrangement with an oblique angle of incidence on the surface and reflected by the next to the opposite side of the circumference arranged reflective element in itself. Such a trained measuring device can be integrated into a mirror surface processing device without much effort.

Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie zum Abbilden von Maskenstrukturen in eine Bildebene bereitgestellt, welches mindestens einen Spiegel mit einer der Reflexion dienenden optischen Fläche aufweist. Die optische Fläche weist eine maximale Ausdehnung von größer als 100 mm und eine maximale Abweichung von einer Planfläche von kleiner als 10 mm auf. Darüber hinaus weist die optische Fläche ein Aspektverhältnis von mindestens 3:1 auf. Weiterhin weist das Projektionsobjektiv eine Systemwellenfront von kleiner als 2 nm RMS, insbesondere von kleiner als 0,5 nm RMS, und eine numerische Apertur von größer als 0,4 auf. Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die numerische Apertur größer als 0,5 oder größer als 0,8 sein. Furthermore, according to the invention, a projection objective for microlithography for imaging mask structures in an image plane is provided which has at least one mirror with an optical surface serving for reflection. The optical surface has a maximum extension greater than 100 mm and a maximum deviation from a flat surface of less than 10 mm. In addition, the optical surface has an aspect ratio of at least 3: 1. Furthermore, the projection objective has a system wavefront of less than 2 nm RMS, in particular of less than 0.5 nm RMS, and a numerical aperture of greater than 0.4. According to further embodiments, the numerical aperture may be greater than 0.5 or greater than 0.8.

Als Systemwellenfront wird in dieser Anmeldung die maximale Abweichung der vom Projektionsobjektiv an den einzelnen Feldpunkten in der Bildebene des Projektionsobjektivs erzeugten Welle von einer sphärischen Welle verstanden. Dabei wird für jeden Feldpunkt eine Abweichung der vorliegenden Welle von einer zugehörigen sphärischen Welle durch quadratische Mittelwertbildung (RMS) mehrerer Messpunkte auf der Wellenfrontoberfläche bestimmt. In this application, the system wavefront is understood to mean the maximum deviation of the wave generated by the projection objective at the individual field points in the image plane of the projection objective from a spherical wave. In this case, for each field point, a deviation of the present wave from an associated spherical wave is determined by the quadratic averaging (RMS) of several measurement points on the wavefront surface.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs weist die optische Fläche des Spiegels ein Aspektverhältnis von mindestens 5:1, insbesondere von mindestens 10:1 auf. Bei weiteren Ausführungsformen ist die maximale Ausdehnung der optischen Fläche des Spiegels größer als 200 mm, insbesondere größer als 400 mm oder größer als 1 m. Auch kann die maximale Abweichung der optischen Fläche von einer Planfläche weniger als 1 mm, insbesondere weniger als 0,1 mm betragen.According to a further embodiment of the projection objective according to the invention, the optical surface of the mirror has an aspect ratio of at least 5: 1, in particular of at least 10: 1. In further embodiments, the maximum extent of the optical surface of the mirror is greater than 200 mm, in particular greater than 400 mm or greater than 1 m. Also, the maximum deviation of the optical surface from a plane surface may be less than 1 mm, in particular less than 0.1 mm.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung und das entsprechende Messverfahren ermöglichen die Herstellung eines optischen Elements mit einer großflächigen, langgestreckten optischen Oberfläche, wie etwa eines großflächigen Spiegels, mit hoher Genauigkeit. Die Verfügbarkeit eines derartigen großflächigen optischen Elements ermöglicht wiederum die Herstellung des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs.The measuring device according to the invention and the corresponding measuring method make it possible to produce an optical element with a large-area, elongated optical surface, such as a large-area mirror, with high accuracy. The availability of such a large-area optical element in turn allows the production of the projection objective according to the invention.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Projektionsobjektiv zum Betrieb mit extrem ultravioletter Strahlung (EUV) ausgelegt. Der EUV-Wellenlängenbereich erstreckt sich auf Wellenlängen unterhalb von 100 nm und betrifft insbesondere Wellenlängen von etwa 13,5 nm oder 6,8 nm. Beispielsweise kann ein Spiegel des Projektionsobjektivs für einen streifenden Einfallswinkel der EUV-Strahlung entsprechend angeordnet und dimensioniert sein. Hierdurch wird die Transmission der Strahlung durch das Projektionsobjektiv erhöht. Wie nachstehend näher erläutert wird unter einem streifenden Einfallswinkel ein Einfallswinkel von mindestens 45°, insbesondere von größer als 70° bzw. größer als 80°, verstanden.According to one embodiment of the invention, the projection objective is designed for operation with extreme ultraviolet radiation (EUV). The EUV wavelength range extends to wavelengths below 100 nm and in particular relates to wavelengths of about 13.5 nm or 6.8 nm. For example, a mirror of the projection objective can be arranged and dimensioned correspondingly for a grazing angle of incidence of the EUV radiation. As a result, the transmission of radiation through the projection lens is increased. As will be explained in more detail below, a grazing angle of incidence means an angle of incidence of at least 45 °, in particular greater than 70 ° or greater than 80 °.

Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden. Umgekehrt können die bezüglich der vorstehend ausgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird. With regard to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or design variants, etc. of the method according to the invention specified features can be correspondingly transferred to the device according to the invention. Conversely, the features specified with regard to the above-described embodiments, exemplary embodiments or variants of the device according to the invention can be correspondingly transferred to the method according to the invention. These and other features of the embodiments according to the invention are described in the figure description and the Claims explained. The individual features can be realized either separately or in combination as embodiments of the invention. Furthermore, they can describe advantageous embodiments which are independently protectable and their protection is possibly claimed only during or after pending the application.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen:The foregoing and other advantageous features of the invention are illustrated in the following detailed description of exemplary embodiments according to the invention with reference to the accompanying diagrammatic drawings. Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung mit einer ein komplex kodiertes CGH umfassenden diffraktiven Anordnung und einem sphärischen Spiegel als reflektives Element bei einer Vermessung einer optischen Oberfläche in einer schematischen Veranschaulichung, 1 1 shows an exemplary embodiment of a measuring device according to the invention with a diffractive arrangement comprising a complex coded CGH and a spherical mirror as a reflective element in a measurement of an optical surface in a schematic illustration,

2 das Ausführungsbeispiel nach 1 bei einer Kalibrierung in einer schematischen Veranschaulichung, 2 the embodiment according to 1 when calibrated in a schematic illustration,

3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung mit einer zwei CGHs umfassenden diffraktiven Anordnung und einem sphärischen Spiegel als reflektives Element in einer schematischen Veranschaulichung bei einer Messung, 3 An embodiment of a measuring device according to the invention with a diffractive arrangement comprising two CGHs and a spherical mirror as a reflective element in a schematic illustration in a measurement,

4 das Ausführungsbeispiel nach 3 bei einer Kalibrierung in einer schematischen Veranschaulichung, 4 the embodiment according to 3 when calibrated in a schematic illustration,

5 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem ebenen Spiegel als reflektives Element bei einer Vermessung einer optischen Oberfläche in einer schematischen Veranschaulichung, 5 an embodiment of a measuring device with a plane mirror as a reflective element in a measurement of an optical surface in a schematic illustration,

6 das Ausführungsbeispiel nach 5 bei einer Kalibrierung in einer schematischen Veranschaulichung, 6 the embodiment according to 5 when calibrated in a schematic illustration,

7 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem ebenen Spiegel als reflektives Element und einer Verschlussvorrichtung zum wahlweise Blockieren der Kalibrierwelle oder der Messwelle in einer schematischen Veranschaulichung, 7 An embodiment of a measuring device with a planar mirror as a reflective element and a closure device for selectively blocking the calibration or the measuring shaft in a schematic illustration,

8 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem in Reflexion verwendeten diffraktiven optischen Element als reflektives Element in einer schematischen Veranschaulichung, 8th An embodiment of a measuring device with a diffractive optical element used in reflection as a reflective element in a schematic illustration,

9 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem weiteren, in Transmission betriebenen diffraktiven Element und einem ebenen Spiegelelement als reflektives Element in einer sowohl einen Kalibriermodus als auch einen Messmodus veranschaulichenden schematischen Darstellung, 9 An embodiment of a measuring device with a further, operated in transmission diffractive element and a planar mirror element as a reflective element in a both a calibration mode and a measurement mode illustrating schematic representation,

10 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einer um zwei zueinander orthogonale Achsen verschwenkbaren Halterung für den Prüfling in einer schematischen Veranschaulichung, 10 an embodiment of a measuring device with a pivotable about two mutually orthogonal axes holder for the test specimen in a schematic illustration,

11 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einer Verwendung einer Kalibrierwelle als Referenzwelle für das Interferometer, sowie 11 An embodiment of a measuring device with a use of a calibration wave as a reference wave for the interferometer, and

12 ein Ausführungsbeispiel einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv in einer schematischen Veranschaulichung. 12 an embodiment of a projection exposure system with a projection lens according to the invention in a schematic illustration.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer AusführungsbeispieleDetailed description of inventive embodiments

In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.In the embodiments or embodiments or design variants described below, functionally or structurally similar elements are as far as possible provided with the same or similar reference numerals. Therefore, for the understanding of the features of the individual elements of a particular embodiment, reference should be made to the description of other embodiments or the general description of the invention.

Im Folgenden werden die Funktionsweise und das Zusammenwirken einzelner Komponenten der Ausführungsbeispiele einer Messvorrichtung zusammen mit einem jeweils entsprechenden Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur interferometrischen Bestimmung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings unter schräger Anstrahlung beschrieben.In the following, the mode of operation and the interaction of individual components of the exemplary embodiments of a measuring device together with a respectively corresponding exemplary embodiment of a method for the interferometric determination of a shape of an optical surface of a test object under oblique irradiation will be described.

In 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 zur interferometrischen Bestimmung der Form einer optischen Oberfläche 12 eines Prüflings 14 unter schräger Anstrahlung dargestellt. Insbesondere lässt sich mit der Messvorrichtung 10 eine Abweichung der tatsächlichen Form der Oberfläche 12 von einer Sollform bestimmen. Der Prüfling 14 kann beispielsweise ein großflächiger bzw. langgestreckter, asphärischer Spiegel für die EUV-Mikrolithographie mit einer Reflexionsbeschichtung als optische Oberfläche 12 sein. Insbesondere kann der Prüfling 14 ein Spiegel mit einem Aspektverhältnis von mindestens 3:1, insbesondere von mindestens 5:1, und einer maximalen Ausdehnung der optischen Oberfläche 12 von größer als 200 mm, insbesondere größer als 400 mm oder größer als 1 m sein. Eine Definition des Aspektverhältnisses erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf 12. Die maximale Abweichung der optischen Oberfläche 12 von einer bestangepassten Sphäre oder von einer Planfläche kann dabei kleiner als 10 mm, insbesondere kleiner als 1 mm oder kleiner als 0,1 mm sein. Die Messvorrichtung 10 eignet sich aber auch zur Vermessung einer Vielzahl von anders geformten optischen Oberflächen.In 1 is a first embodiment of a measuring device 10 for the interferometric determination of the shape of an optical surface 12 of a test object 14 shown under oblique radiation. In particular, can be with the measuring device 10 a deviation of the actual shape of the surface 12 determine from a nominal shape. The examinee 14 For example, a large-area or elongated, aspheric mirror for EUV microlithography with a reflection coating as optical surface 12 be. In particular, the examinee 14 a mirror with an aspect ratio of at least 3: 1, in particular of at least 5: 1, and a maximum extent of the optical surface 12 greater than 200 mm, in particular be greater than 400 mm or greater than 1 m. A definition of the aspect ratio will be given below with reference to FIG 12 , The maximum deviation of the optical surface 12 from a bestange- Sphere or from a plane surface can be less than 10 mm, in particular less than 1 mm or less than 0.1 mm. The measuring device 10 but is also suitable for measuring a variety of differently shaped optical surfaces.

Die Messvorrichtung 10 umfasst ein Interferometer 16 mit einem Einstrahl-/Detektionsmodul 17 sowie einem Fizeau-Element 18, eine diffraktive Anordnung 20 mit einem komplex kodierten CGH 22, eine in 1 nicht dargestellte Halterung für den Prüfling 14 und einen konvexen sphärischen Spiegel 24 als reflektives optisches Element.The measuring device 10 includes an interferometer 16 with a Einstrahl- / detection module 17 as well as a Fizeau element 18 , a diffractive arrangement 20 with a complex coded CGH 22 , one in 1 not shown holder for the test object 14 and a convex spherical mirror 24 as a reflective optical element.

Das Interferometer 16 ist in diesem und allen folgenden Ausführungsbeispielen als Fizeau-Interferometer ausgeführt. Der Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Interferometers sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere enthält das Einstrahl-/Detektionsmodul 17 des Interferometers 16 eine Lichtquelle zur Erzeugung einer für eine interferometrische Messung ausreichend kohärenten Beleuchtungsstrahlung. Dazu kann beispielsweise ein Laser, z.B. eine Helium-Neon-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 633 nm vorgesehen sein. Die Beleuchtungsstrahlung kann aber auch eine andere Wellenlänge im sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Alternativ kann die Lichtquelle auch Beleuchtungsstrahlung bei mehreren verschiedenen Wellenlängen bereitstellen. Eine Vermessung einer optischen Oberfläche bei verschiedenen Wellenlängen ermöglicht z.B. eine Bestimmung von Schichteigenschaften der Oberfläche 12.The interferometer 16 is executed in this and all subsequent embodiments as a Fizeau interferometer. The structure and operation of such an interferometer are known in the art. In particular, contains the Einstrahl- / detection module 17 of the interferometer 16 a light source for generating a sufficiently coherent for an interferometric measurement illumination radiation. For example, a laser, for example a helium-neon laser with a wavelength of approximately 633 nm, can be provided for this purpose. However, the illumination radiation can also have a different wavelength in the visible or non-visible wavelength range of electromagnetic radiation. Alternatively, the light source may also provide illumination radiation at several different wavelengths. For example, a measurement of an optical surface at different wavelengths makes it possible to determine layer properties of the surface 12 ,

Die Beleuchtungsstrahlung wird beispielsweise durch einen Kollimator zu einem kollimierten Strahl 26 mit einer im Wesentlichen ebenen Wellenfront ausgebildet. Der kollimierte Strahl 26 trifft anschließend auf das Fizeau-Element 18. Ein Anteil des kollimierten Strahls 26 wird als Referenzwelle 28 von einer Fizeaufläche des Fizeau-Elements 18 zurückreflektiert. Ein anderer Anteil des kollimierten Strahls 26 breitet sich als Prüfwelle 30 weiter entlang der optischen Achse 32 des Interferometers 16 aus. Nach Wechselwirkung mit dem Prüfling 14 und/oder anderen optischen Elementen läuft die Prüfwelle 30 durch das Fizeau-Element 18 zurück in das Interferometer 16 und wird dort mit der Referenzwelle 28 überlagert. Ein dadurch bei einer Erfassungsfläche entstehendes Interferogramm wird beispielsweise durch einen CCD-Sensor einer Interferometerkamera erfasst. In alternativen Ausführungsbeispielen kann als Interferometer auch ein Michelson- oder ein Twyman-Green-Interferometer oder ein anderer geeigneter Interferometertyp verwendet werden. Wesentlich sind eine Bereitstellung einer geeigneten Prüfwelle und eine Erfassung eines Interferogramms nach Rückführung der Prüfwelle 30 in das Interferometer und Überlagerung der rückgeführten Prüfwelle mit einer Referenzwelle.The illumination radiation, for example, by a collimator to a collimated beam 26 formed with a substantially planar wavefront. The collimated beam 26 then hit the Fizeau element 18 , A fraction of the collimated beam 26 becomes as a reference wave 28 from a Fizeau surface of the Fizeau element 18 reflected back. Another part of the collimated beam 26 is spreading as a test wave 30 further along the optical axis 32 of the interferometer 16 out. After interaction with the test specimen 14 and / or other optical elements passes the test wave 30 through the Fizeau element 18 back to the interferometer 16 and will be there with the reference wave 28 superimposed. An interferogram arising thereby at a detection area is detected, for example, by a CCD sensor of an interferometer camera. In alternative embodiments, the interferometer may also be a Michelson or Twyman-Green interferometer or other suitable type of interferometer. It is essential to provide a suitable test wave and to record an interferogram after returning the test wave 30 into the interferometer and superposition of the returned test wave with a reference wave.

Die vom Interferometer 16 ausgehende Prüfwelle 30 durchläuft die diffraktive Anordnung 20 mit dem komplex kodierten CGH 22. Das komplex kodierte CGH 22 enthält ein erstes diffraktives Strukturmuster 34 und ein zweites diffraktives Strukturmuster 36. Beide diffraktive Strukturmuster 34, 36 sind einander überlagernd in einer Ebene eines Substrats 38 angeordnet. Solche sich überlagernde diffraktive Strukturmuster zur Erzeugung separater Ausgangswellen mit unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung werden z.B. in der Druckschrift DE 10 2012 217 800 A1 beschrieben. Die beiden diffraktiven Strukturmuster 34, 36 bilden in diesem Ausführungsbeispiel ein komplex kodiertes Phasengitter, wobei das erste diffraktive Strukturmuster 34 eine erste Phasenfunktion des komplex kodierten Phasengitters und das zweite diffraktive Strukturmuster 36 eine zweite Phasenfunktion des komplex kodierten Phasengitters bilden. Alternativ können auch Amplitudengitter als diffraktive Strukturmuster verwendet werden. Weiterhin kann das komplex kodierte CGH 22 als sogenanntes Off-Axis-CGH bzw. Trägerfrequenz-CGH ausgebildet sein. Bei einem solchen, dem Fachmann bekannten CGH unterscheidet sich der Winkel eines eintreffenden Strahls in der nullten Beugungsordnung von dem Winkel des ausgehenden Strahls.The from the interferometer 16 outgoing test wave 30 goes through the diffractive arrangement 20 with the complex coded CGH 22 , The complex coded CGH 22 contains a first diffractive structure pattern 34 and a second diffractive pattern of structure 36 , Both diffractive structural patterns 34 . 36 are superimposed on each other in a plane of a substrate 38 arranged. Such overlapping diffractive structural patterns for generating separate output waves with different propagation direction are described, for example, in the document DE 10 2012 217 800 A1 described. The two diffractive structural patterns 34 . 36 form in this embodiment, a complex coded phase grating, wherein the first diffractive pattern structure 34 a first phase function of the complex coded phase grating and the second diffractive structure pattern 36 form a second phase function of the complex coded phase grating. Alternatively, amplitude gratings can also be used as diffractive structural patterns. Furthermore, the complex coded CGH 22 be designed as a so-called off-axis CGH or carrier frequency CGH. In such a CGH known to those skilled in the art, the angle of an incoming beam in the zeroth diffraction order differs from the angle of the outgoing beam.

Die Prüfwelle 30 wird durch die diffraktiven Strukturmuster 34, 36 des komplex kodierten CGHs 22 in eine Messwelle 40 und eine Kalibrierwelle 42 (siehe 2) aufgeteilt, welche sich in unterschiedliche Richtungen ausbreiten. Die Messwelle 40 wird vom komplex kodierten CGH 22 entsprechend einer Beugungsordnung des CGHs 22 derart auf die Oberfläche 12 des Prüflings 14 gerichtet, dass die Messwelle 40 dort in einem schrägen Einfallswinkel 44 auftrifft. Unter einem schrägen Einfallswinkel ist in diesem Zusammenhang ein Einfallswinkel gegenüber einer Oberflächennormalen des Prüflings 14 von mindestens 45°, insbesondere mindestens 60° oder mindestens 70° zu verstehen. Gleichzeitig wird eine Wellenfront der Messwelle 40 durch das komplex kodierte CGH 22 unter Berücksichtigung des schrägen Einfallswinkels 44 derart an eine Sollform der zu vermessenden Oberfläche 12 angepasst, dass die von der Oberfläche 12 reflektierte Messwelle 46 eine konvergente Messwelle mit einer sphärischen Wellenfront darstellt. Die reflektierte Messwelle 46 trifft schließlich auf den sphärischen Spiegel 24, welcher derart angeordnet ist, dass die reflektierte Messwelle 46 bei Übereinstimmung der Oberfläche 12 mit der Sollform exakt in sich zurückreflektiert wird.The test wave 30 is due to the diffractive pattern structure 34 . 36 of the complex coded CGH 22 in a measuring shaft 40 and a calibration wave 42 (please refer 2 ), which spread in different directions. The measuring shaft 40 is from the complex coded CGH 22 according to a diffraction order of the CGH 22 so on the surface 12 of the test piece 14 directed that the measuring wave 40 there in an oblique angle of incidence 44 incident. In this context, an oblique angle of incidence is an angle of incidence with respect to a surface normal of the test object 14 of at least 45 °, in particular at least 60 ° or at least 70 ° to understand. At the same time a wavefront of the measuring wave 40 through the complex coded CGH 22 taking into account the oblique angle of incidence 44 in such a way to a desired shape of the surface to be measured 12 adapted that from the surface 12 reflected measuring wave 46 represents a convergent measuring wave with a spherical wavefront. The reflected measuring wave 46 finally meets the spherical mirror 24 , which is arranged such that the reflected measuring wave 46 if the surface matches 12 with the desired shape is reflected back exactly in itself.

Die am sphärischen Spiegel 24 in sich zurückreflektierte Messwelle 46 wird ein zweites Mal von der Oberfläche 12 reflektiert und tritt nach Durchlaufen des CGHs 22 und des Fizeau-Elements 18 in das Interferometer 16 ein. In dem Interferometer 16 erfolgt eine Vermessung der reflektierten Messwelle 46 durch Überlagerung mit der Referenzwelle 28. Das dabei in einer Erfassungsebene entstehende Interferogramm wird von dem Interferometer 16, beispielsweise durch eine CCD-Kamera erfasst. The at the spherical mirror 24 reflected back in measuring wave 46 will be a second time from the surface 12 reflects and occurs after passing through the CGH 22 and the Fizeau element 18 into the interferometer 16 one. In the interferometer 16 a measurement of the reflected measuring wave takes place 46 by superposition with the reference wave 28 , The resulting interferogram in a detection plane is from the interferometer 16 , detected for example by a CCD camera.

Die Messvorrichtung 10 enthält ferner eine Auswertungseinrichtung 72 zur Bestimmung der tatsächlichen Form der Oberfläche 12 aus dem erfassten Interferogramm. Dazu verfügt die Auswertungseinrichtung 72 über eine geeignete Datenverarbeitungseinheit und verwendet entsprechende, dem Fachmann bekannte Berechnungsverfahren. Alternativ oder zusätzlich kann die Messvorrichtung 10 einen Datenspeicher oder eine Schnittstelle zu einem Netzwerk enthalten, um eine Bestimmung der Oberflächenform mittels des gespeicherten bzw. über das Netzwerk übertragenen Interferogramms durch eine externe Auswertungseinheit zu ermöglichen. Die Auswertungseinheit berücksichtigt bei der Bestimmung der Oberflächenform insbesondere ein Ergebnis einer in einem Kalibriermodul durchgeführte Vermessung der diffraktiven Anordnung 20 bzw. des komplex kodierten CGHs 22 mittels der Kalibrierwelle 42 oder mehrerer solcher Kalibrierwellen, welche unterschiedliche Ausbreitungsrichtungen aufweisen.The measuring device 10 also contains an evaluation device 72 to determine the actual shape of the surface 12 from the detected interferogram. The evaluation device has this feature 72 via a suitable data processing unit and uses corresponding calculation methods known to the person skilled in the art. Alternatively or additionally, the measuring device 10 a data memory or an interface to a network to allow a determination of the surface shape by means of the stored or transmitted via the network interferogram by an external evaluation unit. In the determination of the surface shape, the evaluation unit takes into account in particular a result of a measurement of the diffractive arrangement carried out in a calibration module 20 or the complex coded CGH 22 by means of the calibration shaft 42 or a plurality of such calibration waves, which have different propagation directions.

In 2 wird ein solcher Kalibriermodus der Messvorrichtung nach 1 schematisch dargestellt. Die von dem zweiten diffraktiven Strukturmuster 36 in einer Beugungsordnung des komplex kodierten CGHs 22 aus der Prüfwelle 30 erzeugte Kalibrierwelle 42 weist einen konvergenten Strahlengang und eine sphärische Wellenfront auf und ist direkt auf den sphärischen Spiegel 24 gerichtet. An dem Spiegel 24 wird die Kalibrierwelle 42 in sich zurückreflektiert. Dazu kann der als Autokollimationsspiegel dienende sphärische Spiegel 24 derart ausgebildet und angeordnet sein, dass je nach Modus ohne weitere Einstellungen des Spiegels 24 sowohl eine Rückreflexion der Kalibrierwelle 42 als auch der vom Prüfling 14 reflektierten Messwelle 40 erfolgt. Alternativ kann für die Reflexion der Kalibrierwelle 42 auch eine Schwenkung oder Translation des sphärischen Spiegels 24 oder ein zweiter sphärischer Spiegel vorgesehen sein.In 2 If such a calibration mode of the measuring device after 1 shown schematically. That of the second diffractive structural pattern 36 in a diffraction order of the complex coded CGH 22 from the test wave 30 generated calibration wave 42 has a convergent beam path and a spherical wavefront and is directly on the spherical mirror 24 directed. At the mirror 24 becomes the calibration wave 42 reflected back in itself. This can be done as the autocollimation mirror serving spherical mirror 24 be designed and arranged such that, depending on the mode without further adjustments of the mirror 24 both a return reflection of the calibration 42 as well as that of the examinee 14 reflected measuring wave 40 he follows. Alternatively, for the reflection of the calibration wave 42 also a pivoting or translation of the spherical mirror 24 or a second spherical mirror may be provided.

Die vom sphärischen Spiegel 24 in sich zurückreflektierte Kalibrierwelle 42 durchläuft wiederum das komplex kodierte CGH 22 und tritt durch das Fizeau-Element 18 in das Interferometer 16 ein. Im Interferometer 16 erfolgt analog zur Vermessung der reflektierten Messwelle 46 eine Vermessung der reflektierten Kalibrierwelle durch eine Überlagerung mit der Referenzwelle 28 und ein Erfassen des dabei in einer Erfassungsebene erzeugten Interferogramms. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Schreibfehler bzw. Verzeichnungen des die zweite Phasenfunktion des komplex kodierten Phasengitters bildenden zweiten diffraktiven Strukturmusters 36 bestimmen. Daraus können Verzeichnungen des gesamten komplex kodierten Phasengitters und damit auch Schreibfehler des ersten, zur Erzeugung der Messwelle verwendeten diffraktiven Strukturmusters 34 und Abweichungen des Substrats 38 des CGHs 22 erfasst und bei einer Bestimmung der Form der Oberfläche 12 berücksichtigt werden.The from the spherical mirror 24 in itself reflected back calibration shaft 42 goes through the complex coded CGH again 22 and passes through the Fizeau element 18 into the interferometer 16 one. In the interferometer 16 takes place analogously to the measurement of the reflected measuring wave 46 a measurement of the reflected calibration wave by an overlay with the reference wave 28 and detecting the interferogram generated thereby in a detection plane. In particular, writing errors or distortions of the second diffractive structure pattern forming the second phase function of the complex coded phase grating can be achieved in this way 36 determine. This can be distortions of the entire complex coded phase grating and thus spelling errors of the first, used to generate the measuring wave diffractive pattern structure 34 and deviations of the substrate 38 of the CGH 22 captured and determining the shape of the surface 12 be taken into account.

In einer weitergebildeten Ausführungsform können mehrere Kalibrierwellen 42 durch das komplex kodierte CGH 22 erzeugt werden. Diese breiten sich in verschiedenen Ausbreitungsrichtungen aus. Durch Einbringung des Kalibrierspiegels 24 in diese Kalibrierwellen werden zusätzliche Kalibriermessungen erhalten. Durch Kombination dieser zusätzlichen Kalibriermessergebnisse wird die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht.In a further developed embodiment, multiple calibration waves 42 through the complex coded CGH 22 be generated. These spread in different directions of propagation. By introducing the calibration mirror 24 additional calibration measurements are obtained in these calibration waves. Combining these additional calibration results will increase the accuracy of the calibration.

Abweichungen des ersten diffraktiven Strukturmusters 34 von einem skalaren Beugungsverhalten lassen sich beispielsweise durch eine sogenannte rigorose Rechnung ermitteln und bei der Bestimmung der Oberflächenform durch die Auswertungseinheit eliminieren.Deviations of the first diffractive structural pattern 34 from a scalar diffraction behavior can be determined for example by a so-called rigorous calculation and eliminated in the determination of the surface shape by the evaluation unit.

3 stellt in einer schematischen Veranschaulichung ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 in einem Messmodus dar, welche sich von der Messvorrichtung nach 1 durch eine andere diffraktive Anordnung 20 unterscheidet. Im Gegensatz zur Messvorrichtung nach 1 enthält die diffraktive Anordnung 20 dieser Messvorrichtung 10 zwei hintereinander im Strahlengang der Prüfwelle 30 angeordnete diffraktive Strukturmuster 134, 136. Das erste diffraktive Strukturmuster 134 ist auf einem Substrat 38 angeordnet und in Gestalt eines ersten CGHs 48 ausgebildet. Das zweite diffraktive Strukturmuster 36 ist ebenfalls auf einem separaten Substrat 38 angeordnet und in Gestalt eines zweiten CGHs 50 ausgebildet. Eine solche Anordnung von zwei CGHs 48, 50 wird auch als Doppel-CGH-Anordnung bezeichnet und anhand eines Ausführungsbeispiels in der US 2012/0127481 A1 beschrieben. 3 Fig. 3 shows a schematic illustration of an embodiment of a measuring device 10 in a measuring mode which differs from the measuring device 1 through another diffractive arrangement 20 different. In contrast to the measuring device according to 1 contains the diffractive arrangement 20 this measuring device 10 two consecutively in the beam path of the test wave 30 arranged diffractive structural pattern 134 . 136 , The first diffractive structural pattern 134 is on a substrate 38 arranged and in the form of a first CGH 48 educated. The second diffractive structure pattern 36 is also on a separate substrate 38 arranged and in the form of a second CGH 50 educated. Such an arrangement of two CGHs 48 . 50 is also referred to as a double CGH arrangement and based on an embodiment in the US 2012/0127481 A1 described.

Aus der von dem Interferometer 16 kommenden Prüfwelle 30 erzeugt die erste diffraktive Struktur 134 eine Zwischenwelle 52. Das zweite diffraktive Strukturmuster 136 erzeugt in einer ersten Beugungsordung, im vorliegenden Fall in der –1. Beugungsordung, aus der Zwischenwelle 52 eine Messwelle 40 mit einer an die Sollform der optischen Oberfläche 12 angepassten Wellenfront. Eine Beugungsordnung der Messwelle 40 trifft in einem schrägen Einfallswinkel auf die Oberfläche 12 des Prüflings 14 und wird von dieser als reflektierte Messwelle 46 in Richtung eines konvexen sphärischen Spiegels 24 reflektiert. Am sphärischen Spiegel 24 wird die reflektierte Messwelle 46 in Autokollimation zurückreflektiert. Die Vermessung der reflektierten Messwelle 46 nach Eintritt in das Interferometer 16 und die Bestimmung der tatsächlichen Form der Oberfläche 12 erfolgt analog zur Messvorrichtung nach 1.From the of the interferometer 16 coming test wave 30 creates the first diffractive structure 134 an intermediate wave 52 , The second diffractive structure pattern 136 generated in a first diffraction order, in this case -1. Diffraction order, from the intermediate shaft 52 a measuring shaft 40 with a to the desired shape of the optical surface 12 adapted wavefront. A diffraction order of the measuring wave 40 hits the surface at an oblique angle of incidence 12 of the test piece 14 and is used by this as a reflected wave 46 in Direction of a convex spherical mirror 24 reflected. At the spherical mirror 24 becomes the reflected wave 46 reflected in autocollimation. The measurement of the reflected measuring wave 46 after entering the interferometer 16 and the determination of the actual shape of the surface 12 takes place analogously to the measuring device 1 ,

Insbesondere bei asphärischen optischen Oberflächen mit einer geringen Formabweichung der Sollform von der an die zu vermessende Oberfläche 12 bestangepassten Sphäre ist nur eine geringe Beugung am zweiten diffraktiven Strukturmuster 136 notwendig. Das zweite CGH 50 weist dann nur eine geringe Streifendichte im diffraktiven Strukturmuster 136 auf, welche sich mit hoher Genauigkeit qualifizieren lässt. Für eine sehr genaue Formbestimmung der optischen Oberfläche 12 muss somit noch die tatsächliche Gestalt der durch das erste CGH 48 erzeugten Zwischenwelle 52 möglichst exakt bestimmt werden.Especially with aspheric optical surfaces with a small deviation in shape of the desired shape of the surface to be measured 12 The best-fit sphere is only a small diffraction at the second diffractive structural pattern 136 necessary. The second CGH 50 then shows only a small stripe density in the diffractive structural pattern 136 which can be qualified with high accuracy. For a very accurate shape determination of the optical surface 12 thus still the actual shape of the first CGH must 48 generated intermediate shaft 52 be determined as accurately as possible.

In 4 ist wird eine solche Kalibrierung der Messvorrichtung nach 3 zur Vermessung des ersten diffraktiven Strukturmusters 34 dargestellt. In diesem Kalibriermodus wird die von der ersten diffraktiven Struktur 134 erzeugte Zwischenwelle 52 vom zweiten CGH 50 mit dem zweiten diffraktiven Strukturmuster 36 in der Beugungsordnung, welche durch Vorzeichenumkehr aus der zur Erzeugung der Messwelle 40 gemäß 3 verwendeten Ordnung hervorgeht, im vorliegenden Fall in der +1. Beugungsordnung gebeugt, und damit die Kalibrierwelle 42 erzeugt. Das CGH 48 ist derart angeordnet, dass die Normale des CGHs gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Prüfwelle 30 verschwenkt ist. Damit wird verhindert, dass direkte Reflexe vom ersten CGH 48 in das Interferometer 16 eintreten. Die Kalibrierwelle 42 trifft auf den sphärischen Spiegel 24 oder einen anderen, geeignet angeordneten sphärischen Spiegel, dessen Form zuvor, z.B. durch eine herkömmliche Scherungstechik oder Drei-Stellungstechnik, absolut bestimmt wurde. Nach Reflexion an dem Spiegel 24 durchläuft die Kalibrierwelle 42 erneut das zweite CGH 50 mit der zweiten diffraktiven Struktur 138 sowie das erste CGH 48 mit der ersten diffraktiven Struktur 134 und tritt in das Interferometer 16 ein. Dort erfolgt eine interferometrische Vermessung der Kalibrierwelle 42, wie es bereits weiter oben bei der Messvorrichtung nach 1 beschrieben wurde. Eine Abweichung der Kalibrierwelle 42 von ihrer Sollform in Gestalt einer sphärischen Welle lässt sich auf diese Weise hochgenau ermitteln und anschließend bei einer Bestimmung der Form der optischen Oberfläche 12 berücksichtigen.In 4 is such a calibration of the measuring device after 3 for measuring the first diffractive structure pattern 34 shown. In this calibration mode, that of the first diffractive structure 134 generated intermediate wave 52 from the second CGH 50 with the second diffractive structure pattern 36 in the diffraction order, which by sign reversal from the for generating the measuring wave 40 according to 3 used order, in the present case in the +1. Diffraction order diffracted, and thus the calibration 42 generated. The CGH 48 is arranged such that the normal of the CGH with respect to the propagation direction of the test wave 30 is pivoted. This will prevent direct reflexes from the first CGH 48 into the interferometer 16 enter. The calibration wave 42 meets the spherical mirror 24 or another suitably arranged spherical mirror whose shape has been previously determined, for example, by a conventional shear technique or three-position technique. After reflection on the mirror 24 goes through the calibration shaft 42 again the second CGH 50 with the second diffractive structure 138 as well as the first CGH 48 with the first diffractive structure 134 and enters the interferometer 16 one. There is an interferometric measurement of the calibration 42 as stated earlier in the measuring device 1 has been described. A deviation of the calibration wave 42 From their nominal shape in the form of a spherical wave can be determined in this way highly accurate and then in a determination of the shape of the optical surface 12 consider.

Alternativ kann die Wellenfront der Kalibrierwelle 42 auch die Form eines Kegelschnitts aufweisen. In diesem Fall ist anstatt des sphärischen Spiegels 24 ein Spiegel mit einer entsprechenden Form als Autokollimationsspiegel vorgesehen. Alternatively, the wavefront of the calibration wave 42 also have the shape of a conic section. In this case, instead of the spherical mirror 24 a mirror with a corresponding shape provided as Autokollimationsspiegel.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 zur interferometrischen Bestimmung der Form einer optischen Oberfläche 12 eines Prüflings 14 unter schräger Anstrahlung. Die Messvorrichtung 10 entspricht weitgehend der Messvorrichtung nach 1, enthält aber anstelle eines sphärischen Spiegels einen ebenen Autokollimationsspiegel 54 als reflektives Element. Das komplex kodierte CGH 22 mit zwei sich überlagernden diffraktiven Strukturmustern 34, 36 erzeugt in dieser Messvorrichtung 10 aus der vom Interferometer 16 kommenden Prüfwelle 30 in einer Beugungsordnung eine Messwelle 40, welche in einem schrägen Einfallswinkel 44 auf die zu vermessende Oberfläche 12 des Prüflings 14 trifft. Die Wellenfront der Messwelle 40 wird dabei durch das diffraktive Strukturmuster 34 derart an die Sollform der optischen Oberfläche 12 angepasst, dass die von einer Oberfläche 12 in Sollform reflektierte Messwelle 46 eine ebene Wellenfront aufweist und von dem ebenen Autokollimationsspiegel 54 in sich zurückreflektiert wird. 5 shows a further embodiment of a measuring device 10 for the interferometric determination of the shape of an optical surface 12 of a test object 14 under oblique illumination. The measuring device 10 largely corresponds to the measuring device according to 1 , but contains a plane autocollimation mirror instead of a spherical mirror 54 as a reflective element. The complex coded CGH 22 with two overlapping diffractive structural patterns 34 . 36 generated in this measuring device 10 from the interferometer 16 coming test wave 30 in a diffraction order, a measuring wave 40 which are at an oblique angle of incidence 44 on the surface to be measured 12 of the test piece 14 meets. The wavefront of the measuring shaft 40 This is due to the diffractive structure pattern 34 in such a way to the desired shape of the optical surface 12 adapted that from a surface 12 in measured form reflected measuring wave 46 has a planar wavefront and from the plane autocollimation mirror 54 is reflected back in itself.

In 6 wird die Messvorrichtung 10 nach 5 bei einer Kalibrierung des komplex kodierten CGHs 22 schematisch dargestellt. In einer weiteren von der Beugungsrichtung der Messwelle 40 verschiedenen Beugungsrichtung erzeugt das CGH 22 durch das zweite diffraktive Strukturmuster 36 eine Kalibrierwelle 42 mit einer ebenen Wellenfront. Die Kalibrierwelle 42 wird von dem zuvor senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Kalibrierwelle 42 angeordneten ebenen Autokollimationsspiegel 54 in sich zurückreflektiert und nach erneutem Durchtritt durch das CGH 22 in dem Interferometer 16 vermessen. Alternativ kann auch ein weiterer ebener Spiegel zur Rückreflexion der Kalibrierwelle vorgesehen sein. Die so ermittelten Schreibfehler der diffraktiven Strukturmuster 34, 36 oder des Substrats 38 des CGHs können anschließend bei der Bestimmung der Form der Oberfläche 12 berücksichtigt werden. Zur weiteren Beschreibung der Messvorrichtung 10 nach 5 und 6 wird auf die Ausführungen zu 1 und 2 verwiesen.In 6 becomes the measuring device 10 to 5 when calibrating the complex coded CGH 22 shown schematically. In another of the diffraction direction of the measuring shaft 40 different diffraction direction generates the CGH 22 through the second diffractive structure pattern 36 a calibration wave 42 with a flat wavefront. The calibration wave 42 is from the previously perpendicular to the propagation direction of the calibration 42 arranged level autocollimation mirror 54 reflected back in and after re-passage through the CGH 22 in the interferometer 16 measured. Alternatively, it is also possible to provide a further plane mirror for the return reflection of the calibration wave. The thus-determined spelling errors of the diffractive pattern structure 34 . 36 or the substrate 38 of the CGH can subsequently be used in determining the shape of the surface 12 be taken into account. For further description of the measuring device 10 to 5 and 6 will apply to the comments 1 and 2 directed.

In einer alternativen Ausführung der Messvorrichtung 10 nach 5 kann anstelle des komplex kodierten CGHs 22 auch eine analog zu den Ausführungsformen gemäß 3 ausgebildete Doppel-CGH-Anordnung zur Erzeugung der Kalibrierwelle 42 mit ebener Wellenfront und einer an eine Sollform der Oberfläche 12 angepassten Messwelle 40 verwendet werden. Die Messvorrichtung 10 mit einem ebenen Autokollimationsspiegel 54 eignet sich insbesondere zur Vermessung von weitgehend ebenen Oberflächen 12 mit einem nur geringen unebenen Formanteil. Bei einer solchen Oberfläche reicht bereits eine geringfügige Anpassung der ebenen Wellenfront der Prüfwelle 30 zur Erzeugung einer geeigneten Messwelle 40 aus.In an alternative embodiment of the measuring device 10 to 5 may instead of the complex coded CGH 22 also an analogous to the embodiments according to 3 formed double-CGH arrangement for generating the calibration 42 with a flat wavefront and one to a desired shape of the surface 12 adapted measuring shaft 40 be used. The measuring device 10 with a flat autocollimation mirror 54 is particularly suitable for measuring largely flat surfaces 12 with only a slight uneven shape. With such a surface, even a slight adjustment of the planar wavefront of the already sufficient test shaft 30 for generating a suitable measuring wave 40 out.

7 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel die Messvorrichtung 10 nach 5 mit einem zusätzlichen, im Strahlengang der Kalibrierwelle 42 angeordneten ebenen Spiegel 56 als weiteres reflektives Element. Der ebene Spiegel 56 ist so angeordnet, dass er die Kalibrierwelle 42 in sich zurückreflektiert und nicht in dem Strahlengang der Messwelle 40 oder der vom Prüfling 14 reflektierten Messwelle 46 liegt. Somit kann der ebene Spiegel 56 auch während eines Messvorgangs in seiner Position verbleiben. Der Messstrahlengang und der Kalibrierstrahlengang stehen simultan zur Verfügung. Weiterhin enthält die Messvorrichtung 10 als Verschlussvorrichtung eine im Strahlengang der Kalibrierwelle 42 und der Messwelle 40 angeordnete Verschlussvorrichtung in Gestalt eines schwenkbaren Shutters 58. Je nach Stellung wird entweder die Kalibrierwelle 42 oder die Messwelle 40 blockiert. Alternativ kann auch jeweils ein Shutter zum Freigeben oder Blockieren der Kalibrierwelle 42 und der Messwelle 40 vorgesehen sein oder anstelle der Messwelle 40 die reflektierte Messwelle 46 blockiert werden. Entsprechend ist in alternativen Ausführungen der Messvorrichtungen nach 1 oder 3 ein weiterer, permanent angeordneter sphärischer Spiegel im Strahlengang der Kalibrierwelle 42 und ein Verschlusselement zum Blockieren der Kalibrierwelle 42 oder der Messwelle 40 angeordnet. Ein Umschalten zwischen einem Messmodus und einem Kalibriermodus lässt sich auf diese Weise schnell und unkompliziert durchführen. Es wird insbesondere eine Erfassung von Änderungen der optischen Eigenschaften der diffraktiven Anordnung 20, des Interferometers 16 oder anderer optischer Elemente der Messvorrichtung 10 während einer Vermessung einer Oberfläche 12 durch kurzzeitiges Umschalten zum Kalibriermodus ermöglicht. 7 shows a further embodiment of the measuring device 10 to 5 with an additional, in the beam path of the calibration 42 arranged level mirror 56 as another reflective element. The plane mirror 56 is arranged so that it is the calibration wave 42 reflected back in itself and not in the beam path of the measuring shaft 40 or that of the examinee 14 reflected measuring wave 46 lies. Thus, the plane mirror 56 remain in position during a measuring operation. The measuring beam path and the calibration beam path are available simultaneously. Furthermore, the measuring device contains 10 as a closure device one in the beam path of the calibration 42 and the measuring shaft 40 arranged closure device in the form of a pivotable shutter 58 , Depending on the position, either the calibration shaft 42 or the measuring shaft 40 blocked. Alternatively, a respective shutter can be used to release or block the calibration wave 42 and the measuring shaft 40 be provided or instead of the measuring shaft 40 the reflected wave 46 be blocked. Accordingly, in alternative embodiments of the measuring devices after 1 or 3 another, permanently arranged spherical mirror in the beam path of the calibration 42 and a shutter member for blocking the calibration shaft 42 or the measuring shaft 40 arranged. Switching between a measuring mode and a calibration mode can be done quickly and easily in this way. In particular, it is a detection of changes in the optical properties of the diffractive device 20 , the interferometer 16 or other optical elements of the measuring device 10 during a survey of a surface 12 by briefly switching to the calibration mode allows.

In 8 ist ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 gemäß 5 mit einem in Reflexion verwendeten diffraktiven optischen Element 60 als reflektives Element schematisch dargestellt. Das reflektive diffraktive Element 60 ist in dieser Ausführungsform als komplex kodiertes Off-Axis-CGH bzw. Trägerfrequenz-CGH ausgebildet. Alternativ zur in 8 dargestellten Ausführung kann die diffraktive Anordnung 20 analog zu den Ausführungsformen gemäß der 3 und 5 eine Doppel-CGH-Anordnung zur Erzeugung der Messwelle 40 und der Kalibrierwelle 42 aus der Prüfwelle 30 enthalten.In 8th is an embodiment of a measuring device 10 according to 5 with a diffractive optical element used in reflection 60 shown schematically as a reflective element. The reflective diffractive element 60 is formed in this embodiment as a complex coded off-axis CGH or carrier frequency CGH. Alternatively to in 8th illustrated embodiment, the diffractive arrangement 20 analogous to the embodiments according to the 3 and 5 a double-CGH arrangement for generating the measuring wave 40 and the calibration wave 42 from the test wave 30 contain.

In einer Reflexionsbeugungsordnung des diffraktiven Elements 60 wird die von der zu vermessenden Oberfläche 12 reflektierte Messwelle 46 in sich zurückreflektiert. Die von dem Prüfling 14 reflektierte Messwelle 46 kann dabei eine nicht-sphärische Wellenfront aufweisen. Unter einer nicht-sphärischen Wellenfront wird hier eine asphärische oder eine Freiform-Wellenfront einer elektromagnetischen Welle verstanden, welche von jeder beliebigen idealen Sphäre, insbesondere von der an die Wellenfront bestangepassten Sphäre, eine Abweichung von mindestens 10 λ aufweist, wobei λ die Wellenlänge der Welle ist. Mit anderen Worten weicht die Wellenfront der nicht-sphärischen Wellenfront bei mindestens einem Punkt um mindestens 10 λ von jeder idealen Sphäre ab. Mit dieser Ausführungsform lassen sich daher insbesondere optische Oberflächen 12 mit einem größeren asphärischen Formanteil vermessen. Die diffraktive Anordnung 20 muss daher nicht derart ausgebildet sein, dass eine vollständige Anpassung der Wellenfront der Messwelle 40 an eine Sollform der Oberfläche 12 durch die diffraktive Anordnung 20 erfolgt. Das diffraktive Element 60 kann ferner so konfiguriert sein, dass es in einer anderen Beugungsordnung als der Messwellen-Beugungsordnung eine von der diffraktiven Anordnung 20 erzeugte Kalibrierwelle in sich zurückreflektiert. Die Kalibrierwelle dient insbesondere zur Kalibrierung der diffraktiven Anordnung 20 bzw. mindestens einer der beiden von der diffraktiven Anordnung 20 umfassten diffraktiven Strukturmuster 34, 36. Zur weiteren Beschreibung der Messvorrichtung 10 wird auf die Ausführungen zu den vorherigen Figuren verwiesen.In a reflection diffraction order of the diffractive element 60 becomes the surface to be measured 12 reflected measuring wave 46 reflected back in itself. The of the examinee 14 reflected measuring wave 46 can have a non-spherical wavefront. A non-spherical wavefront is understood to mean here an aspheric or a free-form wavefront of an electromagnetic wave which has a deviation of at least 10 λ from any ideal sphere, in particular from the sphere best adapted to the wavefront, where λ is the wavelength of the wave is. In other words, the wavefront of the non-spherical wavefront deviates at least one point by at least 10λ from each ideal sphere. With this embodiment, therefore, in particular optical surfaces 12 Measured with a larger aspherical proportion of form. The diffractive arrangement 20 does not have to be designed in such a way that a complete adaptation of the wavefront of the measuring shaft 40 to a desired shape of the surface 12 through the diffractive arrangement 20 he follows. The diffractive element 60 may be further configured to have one of the diffractive array in a diffraction order different from the measurement wave diffraction order 20 generated calibration wave reflected back in itself. The calibration wave is used in particular for calibrating the diffractive arrangement 20 or at least one of the two of the diffractive arrangement 20 included diffractive structural patterns 34 . 36 , For further description of the measuring device 10 Reference is made to the comments on the previous figures.

9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 zur interferometrischen Bestimmung der Form einer optischen Oberfläche 12 eines Prüflings 14 unter schräger Anstrahlung. Die Messvorrichtung 10 entspricht weitgehend der Messvorrichtung nach 5, enthält aber ein weiteres, in Transmission betriebenes diffraktives Element 62 im Strahlengang der reflektierten Messwelle 46. Die Messvorrichtung 10 wird in 9 sowohl in einem Kalibriermodus als auch in einem Messmodus dargestellt. Zum Umschalten zwischen diesen beiden Betriebsmodi ist weiterhin eine Verschlussvorrichtung mit zwei Shuttern 58 und 64 vorgesehen. 9 shows a further embodiment of a measuring device 10 for the interferometric determination of the shape of an optical surface 12 of a test object 14 under oblique illumination. The measuring device 10 largely corresponds to the measuring device according to 5 , but contains another, operated in transmission diffractive element 62 in the beam path of the reflected measuring wave 46 , The measuring device 10 is in 9 displayed both in a calibration mode and in a measurement mode. To switch between these two modes of operation is still a closure device with two shutters 58 and 64 intended.

Ein von einer diffraktiven Anordnung 20 umfasstes komplex kodiertes CGH 22 formt in einer Beugungsordnung aus einer von dem Fizeau-Element 18 des Interferometers 16 kommend Prüfwelle 30 eine auf die optische Oberfläche 12 des Prüflings 14 im schrägen Einfallswinkel 44 gerichtete Messwelle 40. Dabei wird die Wellenfront der Messwelle 40 von mindestens einer von zwei sich überlagernden diffraktiven Strukturen 34, 36 des CGH 22 zumindest teilweise an eine Sollform der Oberfläche 12 angepasst. Die von der Oberfläche 12 reflektierte Messwelle 46 durchtritt das ebenfalls als komplex kodiertes CGH ausgebildete diffraktive Element 62 und wird durch diffraktive Strukturen 66 in einer Beugungsordnung derart auf einen ebenen Spiegel 54 gerichtet, dass sie von dem Spiegel 54 in sich zurückreflektiert wird. Dabei kann durch die diffraktiven Strukturen 66 des diffraktiven Elements 62 eine weitere Anpassung der Wellenfront der reflektierten Messwelle 46 erfolgen. Somit kann die von der Oberfläche 12 reflektierte Messwelle 46 zunächst eine asphärische Wellenfront aufweisen, welche von dem diffraktiven Element 62 in eine ebene Wellenfront gebeugt wird. Die von dem ebenen Spiegel 54 und dem diffraktiven Element 62 in Autokollimation reflektierte Messwelle 46 läuft den Messwellen-Strahlengang zurück und wird schließlich in dem Interferometer 16 durch Überlagerung mit einer Referenzwelle 28 vermessen.One of a diffractive arrangement 20 includes complex coded CGH 22 forms in a diffraction order from one of the Fizeau element 18 of the interferometer 16 coming test wave 30 one on the optical surface 12 of the test piece 14 in the oblique angle of incidence 44 directed measuring shaft 40 , The wavefront of the measuring wave is thereby 40 of at least one of two overlapping diffractive structures 34 . 36 of the CGH 22 at least partially to a desired shape of the surface 12 customized. The from the surface 12 reflected measuring wave 46 the diffractive element, which is likewise formed as a complex coded CGH, passes through 62 and is caused by diffractive structures 66 in a diffraction order on a plane mirror 54 directed that from the mirror 54 is reflected back in itself. It can by the diffractive structures 66 of the diffractive element 62 a further adaptation of the wavefront of the reflected measuring wave 46 respectively. Thus, that of the surface 12 reflected measuring wave 46 first, an aspherical wavefront, which of the diffractive element 62 is bent into a plane wavefront. The mirror from the plane 54 and the diffractive element 62 Measurement wave reflected in autocollimation 46 travels back the measuring wave beam path and eventually becomes in the interferometer 16 by superposition with a reference wave 28 measured.

Mittels des komplex kodierten CGHs 22 wird aus der Prüfwelle 30 weiterhin eine direkt auf das diffraktive Elemente 62 in Gestalt des zweiten komplex kodierten CGHs gerichtete Kalibrierwelle 42 mit ebener Wellenfront erzeugt. Beim Durchtreten des diffraktiven Elemente 62 wird die Kalibrierwelle 42 durch die diffraktiven Strukturen 66 in einer Beugungsordnung so auf den ebenen Autokollimationsspiegel 54 gerichtet, dass die Kalibrierwelle 42 von diesem in sich zurückreflektiert wird. Die zurückreflektierte Kalibrierwelle 42 durchläuft wiederum das zweite diffraktive Element 62 und das erste CGH 22 und wird schließlich in dem Interferometer 16 zur Kalibrierung des ersten CGHs 22, insbesondere des zur Erzeugung der Messwelle 40 dienenden diffraktiven Strukturmusters 34, vermessen. Zum schnellen Umschalten zwischen diesem Kalibriermodus und dem oben beschriebenen Messmodus enthält die Messvorrichtung weiterhin eine Verschlussvorrichtung mit zwei schwenkbaren Shuttern 58 und 64. Ein erster Shutter 58 ist in dem Strahlengang der Kalibrierwelle 42 vorgesehen, der zweite Shutter 64 im Strahlengang der Messwelle 40. Die Verschlussvorrichtung ermöglicht so durch wahlweises Blockieren von einem dieser Strahlengänge ein schnelles Umschalten zwischen dem Messmodus und dem Kalibriermodus. Insbesondere wird eine Erfassung von Änderungen der optischen Eigenschaften der diffraktiven Anordnung 20, des Interferometers 16 oder anderer optischer Elemente der Messvorrichtung 10 während eines Betriebs der Messvorrichtung 10 durch Umschalten in den Kalibriermodus ermöglicht. In alternativen Ausführungen kann anstelle des ersten komplex kodierten CGHs oder des diffraktiven Elements 62 in Gestalt des zweiten komplex kodierten CGHs jeweils auch eine analog zu den Ausführungsformen gemäß der 3 und 5 entsprechend ausgebildete Doppel-CGH-Anordnung verwendet werden. Auch können bei einer zumindest teilweise sphärischen Messwelle 40 und einer sphärischen Kalibrierwelle 42 statt dem ebenen Spiegel 54 auch ein sphärischer Spiegel und entsprechend ausgebildete CGHs vorgesehen sein.By means of the complex coded CGH 22 gets out of the test wave 30 continue one directly to the diffractive elements 62 in the form of the second complex coded CGH directed calibration 42 generated with a flat wavefront. When passing through the diffractive elements 62 becomes the calibration wave 42 through the diffractive structures 66 in a diffraction order so on the plane autocollimation mirror 54 directed that the calibration wave 42 is reflected back by this in itself. The back-reflected calibration wave 42 in turn traverses the second diffractive element 62 and the first CGH 22 and finally gets into the interferometer 16 to calibrate the first CGH 22 , in particular of the generation of the measuring shaft 40 serving diffractive structural pattern 34 , measured. For rapid switching between this calibration mode and the measurement mode described above, the measurement device further includes a closure device with two pivotable shutters 58 and 64 , A first shutter 58 is in the beam path of the calibration wave 42 provided, the second shutter 64 in the beam path of the measuring shaft 40 , The shutter device thus enables rapid switching between the measuring mode and the calibration mode by selectively blocking one of these beam paths. In particular, a detection of changes in the optical properties of the diffractive device 20 , the interferometer 16 or other optical elements of the measuring device 10 during operation of the measuring device 10 by switching to the calibration mode. In alternative embodiments, instead of the first complex coded CGH or the diffractive element 62 in the form of the second complex coded CGH, in each case also analogous to the embodiments according to FIG 3 and 5 appropriately trained double-CGH arrangement can be used. Also, with an at least partially spherical measuring shaft 40 and a spherical calibration wave 42 instead of the level mirror 54 also a spherical mirror and appropriately designed CGHs be provided.

In 10 wird eine Messvorrichtung 10 zur interferometrischen Bestimmung der Form einer sehr großen optischen Oberfläche 12 dargestellt. Die Messvorrichtung 10 entspricht der Messvorrichtung nach 9 mit der Ausnahme, dass sie zusätzlich eine um zwei zueinander orthogonale Achsen verschwenkbare Halterung 68 für den Prüfling 14 aufweist. Die Achsen können beispielsweise den Brennlinien einer zylindrisch bzw. astigmatisch geformten optischen Oberfläche 12 entsprechen. Durch ein Verschwenken des Prüflings 14 lässt sich nacheinander jeweils ein Abschnitt 70 der Oberfläche 12 vermessen. Dabei kann bei einer Oberfläche 12 mit einer in jedem Abschnitt 70 jeweils ähnlichen astigmatischen Grundform und zusätzlichen asphärischen Formanteilen als Sollform die diffraktive Anordnung 20 zur Anpassung der Prüfwelle 30 an diese astigmatische Grundform geeignet ausgebildet sein. Bei einer Vermessung lässt sich für jeden Abschnitt 70 die Abweichung von der Grundform bestimmen und anschließend überprüfen, ob diese Abweichung mit den jeweils vorgegebenen asphärischen Formanteilen übereinstimmt.In 10 becomes a measuring device 10 for the interferometric determination of the shape of a very large optical surface 12 shown. The measuring device 10 corresponds to the measuring device according to 9 with the exception that they additionally pivotable about two mutually orthogonal axes bracket 68 for the examinee 14 having. The axes can, for example, the focal lines of a cylindrical or astigmatic shaped optical surface 12 correspond. By pivoting the test object 14 one section at a time 70 the surface 12 measured. It can be at a surface 12 with one in each section 70 each similar astigmatic basic shape and additional aspheric form portions as a target form the diffractive arrangement 20 to adapt the test wave 30 be designed to be suitable for this astigmatic basic shape. At a survey can be for each section 70 Determine the deviation from the basic shape and then check whether this deviation agrees with the specified aspherical proportion of molds.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine um eine Symmetrieachse der Oberfläche 12 drehbare Halterung für den Prüfling 14 zur abschnittsweisen Vermessung der optischen Oberfläche 12 vorgesehen. Die diffraktive Anordnung 20 kann entsprechend zur Anpassung der Prüfwelle 30 an eine rotationssymmetrische Grundform der Abschnitte ausgebildet sein. Für jeden Abschnitt lässt sich so die Abweichung von der Grundform bestimmen. Die verschwenkbare und/oder drehbare Halterung 68 kann auch bei jedem anderen hier dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden und ermöglicht eine Vermessung von Oberflächen, welche wegen ihrer Größe nicht vollflächig im Strahlengang der Messwelle angeordnet werden können.In another embodiment, one is about an axis of symmetry of the surface 12 rotatable holder for the test object 14 for sectionwise measurement of the optical surface 12 intended. The diffractive arrangement 20 can be adjusted to match the test wave 30 be formed on a rotationally symmetrical basic shape of the sections. For each section, the deviation from the basic shape can be determined. The pivotable and / or rotatable holder 68 can also be used in any other embodiment shown here and allows a measurement of surfaces that can not be arranged over the entire surface in the beam path of the measuring shaft because of their size.

In 11 ist eine weitere Messvorrichtung 10 zur interferometrischen Bestimmung der Form einer optischen Oberfläche 12 dargestellt. Die Messvorrichtung 10 entspricht der Messvorrichtung nach 7, enthält aber weder einen Shutter 58 noch ein Fizeau-Element 18. Durch das Weglassen des Fizeau-Elements 18 trifft der kollimierte Strahl 26 des Interferometers 16 direkt auf das komplex kodierte CGH 22 und wird, wie bzgl. 5 und 6 beschrieben, in eine Kalibrierwelle und eine Messwelle 40 aufgeteilt. Die Kalibrierwelle dient in dieser Ausführung als Referenzwelle 28 für das Interferometer 16 und wird von dem weiteren ebenen Spiegel 56 in sich zurückreflektiert. Die Messwelle wird nach Reflexion von der optischen Oberfläche 12 von dem Autokollimationsspiegel 54 in sich zurückreflektiert. Die reflektierte Referenzwelle 28 und Messwelle 46 treten nach erneutem Durchlaufen des komplex kodierten CGHs 22 in das Einstrahl-Detektionsmodul 17 de Interferometers 16 ein und überlagern sich in einer Erfassungsebene. Das dabei entstehende Interferogramm wird zur Bestimmung der Form der Oberfläche 12 verwendet. Zur Einstellung der Phasendifferenz zwischen Referenzwelle 28 und Messwelle 40 ist der ebene Spiegel 56 entlang der Ausbreitungsrichtung der Referenzwelle 28 verschiebbar ausgebildet. Durch die Verwendung der Kalibrierwelle als Referenzwelle 28 werden Abweichungen von vorgegebenen optischen Eigenschaften des komplex kodierten CGHs 22 und des Interferometers 16 oder Änderungen dieser Eigenschaften während des Betriebs unmittelbar bei der Vermessung der reflektierten Messwelle 46 berücksichtigt. Entsprechend lassen sich auch die Messvorrichtungen 10 nach 8 und 9 zur Nutzung der Kalibrierwelle als Referenzwelle 28 modifizieren. Diese Messvorrichtungen enthalten anstelle des ebenen Autokollimationsspiegels 54 ein diffraktives Element 60 bzw. eine Kombination aus einem diffraktiven Element 62 und einem Autokollimationsspiegel 54 zur Rückreflexion der Messwelle 40.In 11 is another measuring device 10 for the interferometric determination of the shape of an optical surface 12 shown. The measuring device 10 corresponds to the measuring device according to 7 but does not contain a shutter 58 another Fizeau element 18 , By omitting the Fizeau element 18 hits the collimated beam 26 of the interferometer 16 directly to the complex coded CGH 22 and will, as regards. 5 and 6 described in a calibration shaft and a measuring shaft 40 divided up. The calibration shaft serves as a reference wave in this embodiment 28 for the interferometer 16 and becomes of the further level mirror 56 reflected back in itself. The measuring wave becomes after reflection from the optical surface 12 from the autocollimation mirror 54 reflected back in itself. The reflected reference wave 28 and measuring shaft 46 occur after re-cycling the complex coded CGH 22 into the single-jet detection module 17 de interferometer 16 and overlap in a collection level. The resulting interferogram is used to determine the shape of the surface 12 used. For adjusting the phase difference between reference wave 28 and measuring shaft 40 is the level mirror 56 along the propagation direction of the reference wave 28 movable educated. By using the calibration wave as the reference wave 28 Deviations from given optical properties of the complex coded CGH 22 and the interferometer 16 or changes in these properties during operation immediately upon measurement of the reflected measurement wave 46 considered. Accordingly, the measuring devices can be 10 to 8th and 9 to use the calibration wave as a reference wave 28 modify. These measuring devices contain instead of the plane autocollimation mirror 54 a diffractive element 60 or a combination of a diffractive element 62 and an autocollimation mirror 54 for the return reflection of the measuring wave 40 ,

12 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Projektionsbelichtungsanlage 200 für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv 210, welches mindestens ein unter Verwendung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 in einer der vorausgehenden Ausführungsformen hergestelltes optisches Element in Gestalt eines Spiegels 212-1 umfasst. 12 shows a schematic sectional view of a projection exposure system 200 for microlithography with a projection lens 210 which at least one using the measuring device according to the invention 10 in one of the preceding embodiments, an optical element in the form of a mirror 212-1 includes.

Die Projektionsbelichtungsanlage 200 umfasst ein Beleuchtungssystem 202 zur Erzeugung einer Belichtungsstrahlung 204 in Gestalt von EUV-Strahlung (extrem ultraviolette Strahlung) mit einer Wellenlänge von < 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm. In anderen, nicht zeichnerisch dargestellten Varianten kann es sich bei der Belichtungsstrahlung 204 um sogenannte DUV-Strahlung, d.h. Strahlung im tiefen UV-Wellenlängenbereich mit einer Wellenlänge von z.B. 248 nm oder 193 nm, handeln.The projection exposure machine 200 includes a lighting system 202 for generating an exposure radiation 204 in the form of EUV radiation (extreme ultraviolet radiation) with a wavelength of <100 nm, in particular a wavelength of about 13.5 nm or about 6.8 nm. In other variants, not shown in the drawing, the exposure radiation may be 204 so-called DUV radiation, ie radiation in the deep UV wavelength range with a wavelength of eg 248 nm or 193 nm act.

Die Belichtungsstrahlung 204 trifft auf eine Lithographiemaske 206 mit darauf angeordneten abzubildenden Maskenstrukturen. Dabei kann die Belichtungsstrahlung 204, wie in 12 gezeigt, an der Lithographie-Maske 206 reflektiert werden, wie dies oft bei Verwendung von EUV-Strahlung der Fall ist. Alternativ kann die Lithographie-Maske 16 auch als Transmissions-Maske ausgeführt sein. In diesem Fall tritt die Belichtungsstrahlung 204 durch die Maske 206 hindurch.The exposure radiation 204 meets a lithography mask 206 with mask structures to be imaged thereon. In this case, the exposure radiation 204 , as in 12 shown at the lithography mask 206 reflected, as is often the case when using EUV radiation. Alternatively, the lithography mask 16 also be designed as a transmission mask. In this case, the exposure radiation occurs 204 through the mask 206 therethrough.

Die Abbildung der Maskenstrukturen auf einen in einer Bildebene 228 angeordneten Wafer 214 erfolgt mittels des Projektionsobjektivs 210, welches eine Vielzahl von Spiegeln umfasst, von denen in 12 exemplarisch drei Spiegel, nämlich die Spiegel 212-1, 212-2 und 212-3 dargestellt sind. Mindestens einer der Spiegel, im dargestellten Beispiel der Spiegel 212-1, weist Spezifikationen auf, zu deren Einhaltung bei der Herstellung die erfindungsgemäße Messvorrichtung 10 nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Verwendung findet.The mapping of the mask structures to one in an image plane 228 arranged wafers 214 takes place by means of the projection lens 210 comprising a plurality of mirrors, of which in 12 exemplarily three mirrors, namely the mirrors 212-1 . 212-2 and 212-3 are shown. At least one of the mirrors, in the example shown the mirror 212-1 , Has specifications for compliance with the manufacture of the measuring device according to the invention 10 is used according to one of the embodiments described above.

Der Spiegel 212-1 wird im Projektionsobjektiv 210 im streifenden Einfall verwendet. Das heißt, der Strahlengang im Projektionsobjektiv 210 ist so konfiguriert, dass die Belichtungsstrahlung 204 im streifenden Einfallswinkel auf eine der Reflexion der Belichtungsstrahlung 204 dienende optische Fläche 226 des Spiegels 212-1 auftrifft. Der auf den Spiegel 212-1 auftreffende Strahl der Belichtungsstrahlung 204 ist in 9 mit dem Bezugszeichen 216 gekennzeichnet. Von einem streifenden Einfallswinkel wird in diesem Zusammenhang gesprochen, wenn der Einfallswinkel α des Strahls 216 in Bezug auf die Spiegelnormale 218 am Auftreffpunkt einen Wert von mindestens 45°, insbesondere von größer als 70° bzw. größer als 80°, aufweist. The mirror 212-1 is in the projection lens 210 used in grazing incidence. That is, the beam path in the projection lens 210 is configured so that the exposure radiation 204 in the grazing angle of incidence on one of the reflection of the exposure radiation 204 serving optical surface 226 of the mirror 212-1 incident. The on the mirror 212-1 incident beam of exposure radiation 204 is in 9 with the reference number 216 characterized. From a grazing angle of incidence is spoken in this context, when the angle of incidence α of the beam 216 in terms of the mirror normal 218 at the impact point has a value of at least 45 °, in particular greater than 70 ° or greater than 80 °.

12 weist in einem der Veranschaulichung dienenden Rechteck Schemazeichnungen zur Erläuterung zweier weiterer Eigenschaften des Spiegels 212-1 auf. Die erste Eigenschaft ist im linken Teil des Rechtecks veranschaulicht und besagt, dass die optische Fläche 226 des Spiegels 212-1 eine maximale Abweichung Δmax von einer Planfläche 224 mit einem Wert von kleiner als 10 mm, insbesondere von kleiner als 1 mm bzw. von kleiner als 0,1 mm, aufweist. Die zweite Eigenschaft des Spiegels 212-1 ist im rechten Teil des Rechtecks veranschaulicht. Die zweite Eigenschaft besagt, dass die optische Fläche 226 eine maximale Ausdehnung dmax von größer als 100 mm, insbesondere von größer als 200 mm, größer als 400 mm oder größer als 1 m, aufweist. Die maximale Ausdehnung dmax entspricht der Länge der kürzesten Verbindung zwischen den beiden am weitesten voneinander entfernten Randpunkten der optischen Fläche 226. 12 Fig. 12 shows, in an illustrative rectangle, schematics for explaining two further properties of the mirror 212-1 on. The first property is illustrated in the left part of the rectangle, stating that the optical surface 226 of the mirror 212-1 a maximum deviation Δmax from a plane surface 224 with a value of less than 10 mm, in particular less than 1 mm or less than 0.1 mm. The second property of the mirror 212-1 is illustrated in the right part of the rectangle. The second property states that the optical surface 226 a maximum extent dmax greater than 100 mm, in particular greater than 200 mm, greater than 400 mm or greater than 1 m. The maximum extent dmax corresponds to the length of the shortest connection between the two most distant edge points of the optical surface 226 ,

Die optische Oberfläche 226 weist als weitere Eigenschaft ein Aspektverhältnis von mindestens 3:1, insbesondere von mindestens 5:1 auf. Als Aspektverhältnis wird hier das Verhältnis der maximalen Ausdehnung dmax zu einer zur Richtung der maximalen Ausdehnung dmax orthogonalen Ausdehnung d_⊥ verstanden.The optical surface 226 has as a further property an aspect ratio of at least 3: 1, in particular of at least 5: 1. The aspect ratio is understood here to be the ratio of the maximum extent dmax to an extent d _orth orthogonal to the direction of the maximum extent dmax.

Weiterhin weist das Projektionsobjektiv eine Systemwellenfront von kleiner als 2 nm RMS, insbesondere von kleiner als 0,5 nm RMS, und eine numerische Apertur von größer als 0,4 auf. Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels kann die numerische Apertur auch größer als 0,5 oder 0,8 sein.Furthermore, the projection objective has a system wavefront of less than 2 nm RMS, in particular of less than 0.5 nm RMS, and a numerical aperture of greater than 0.4. According to a further embodiment, the numerical aperture may also be greater than 0.5 or 0.8.

Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.The above description of exemplary embodiments is to be understood by way of example. The disclosure thus made makes it possible for the skilled person, on the one hand, to understand the present invention and the associated advantages, and on the other hand, in the understanding of the person skilled in the art, also encompasses obvious modifications and modifications of the structures and methods described. Therefore, all such amendments and Modifications, insofar as they come within the scope of the invention as defined in the appended claims, as well as equivalents of the scope of the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Messvorrichtung measuring device
1212: optische Oberfläche 30 optical surface 30
1414: Prüfling examinee
1616: Interferometer interferometer
1717: Einstrahl-/Detektionsmodul Incidence / detection module
1818: Fizeau-Element Fizeau element
2020: diffraktive Anordnung 35 diffractive arrangement 35
2222: komplex kodiertes CGH complex coded CGH
2424: sphärischer Spiegel spherical mirror
2626: kollimierter Strahl collimated beam
2828: Referenzwelle reference wave
3030: Prüfwelle 40 test shaft 40
3232: optische Achse optical axis
3434: erstes diffraktives Strukturmuster first diffractive structural pattern
3636: zweites diffraktives Strukturmuster second diffractive structural pattern
3838: Substrat des CGH Substrate of the CGH
4040: Messwelle 45 measuring shaft 45
4242: Kalibrierwelle Kalibrierwelle
4444: Einfallswinkel angle of incidence
4646: reflektierte Messwelle reflected measuring wave
4848: erstes CGH first CGH
5050: zweites CGH 50 second CGH 50
5252: Zwischenwelle intermediate shaft
5454: ebener Autokollimationsspiegel level autocollimation mirror
5656: ebener Spiegel level mirror
5858: Shutter shutter
6060: reflektives diffraktives Element reflective diffractive element
6262: diffraktives Element diffractive element
6464: zweiter Shutter second shutter
6666: diffraktive Strukturen zweites CGH diffractive structures second CGH
6868: Halterung für Prüfling Holder for test piece
7070: Abschnitt der Oberfläche Section of the surface
7272: Auswertungseinrichtung evaluation device
134134: erstes diffraktives Strukturmuster first diffractive structural pattern
136136: zweites diffraktives Strukturmuster second diffractive structural pattern
234234: erstes diffraktives Strukturmuster first diffractive structural pattern
236236: zweites diffraktives Strukturmuster second diffractive structural pattern
200200: Projektionsbelichtungsanlage Projection exposure system
202202: Beleuchtungssystem lighting system
204204: Belichtungsstrahlung radiation exposure
206206: Lithographiemaske lithography mask
208208: Maskenstrukturen mask structures
210210: Projektionsobjektiv projection lens
212212: Spiegel mirror
214214: Wafer wafer
216216: eingehender Strahl incoming beam
218218: Spiegelnormale mirror normal
220220: auftreffender Strahl incident beam
222222: Senkrechte auf Spiegeloberfläche Vertical on mirror surface
224224: Planfläche plane surface
226226: optische Fläche optical surface
228228: Bildebene image plane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10223581 A1 [0002]
DE 102012217800 A1 [0014, 0054]
US 2012/0127481 A1 [0016, 0062]

Claims

Measuring device ( 10 ) for the interferometric determination of a shape of an optical surface ( 12 ) of a test object ( 14 ), comprising: - an interferometer ( 16 ) for generating a test wave ( 30 ) and for the interferometric measurement of the test wave ( 30 ) after reflection at the optical surface ( 12 ), - one in the beam path of the test wave ( 30 ) arranged diffractive arrangement ( 20 ) with a first diffractive structural pattern ( 34 . 134 . 234 ) and a second diffractive structural pattern ( 36 . 136 . 236 ), wherein the diffractive arrangement ( 20 ) is configured, on the one hand, to leave the test wave ( 30 ) one on the surface ( 12 ) of the test piece ( 14 ) at an oblique angle of incidence ( 44 ) directed measuring shaft ( 40 ) with an at least partially to a desired shape of the optical surface ( 12 ) adapted wavefront, and the diffractive arrangement ( 20 on the other hand is configured to use a calibration wave ( 42 . 52 ) which is used to measure at least one of the two diffractive structural patterns ( 34 . 134 . 234 ; 36 . 136 . 236 ) is formed with respect to a deviation of the measured structure pattern from a desired structure pattern, and - a reflective optical element ( 24 . 54 . 60 ), which is arranged to the measuring shaft ( 46 ) after reflection at the optical surface ( 12 ) to reflect back into itself.

Measuring device according to Claim 1, in which the diffractive arrangement ( 20 ) is configured such that the calibration wave ( 42 . 52 ) directly onto the reflective optical element ( 24 . 54 . 60 ).

Measuring device according to Claim 1, in which the first diffractive structure pattern ( 34 ) as well as the second diffractive structural pattern ( 36 ) superposed on a single substrate ( 38 ) are arranged.

Measuring device according to one of the preceding claims, in which the combination of the first diffractive structure pattern ( 34 ) and the second diffractive structural pattern ( 36 ) for generating the measuring shaft ( 40 ) and simultaneously to generate the calibration wave ( 42 ) is configured.

Measuring device according to Claim 1 or 2, in which the first diffractive structural pattern ( 34 . 134 . 234 ) and the second diffractive structural pattern ( 36 . 136 . 236 ) in succession in the beam path of the test wave ( 30 ) are arranged.

Measuring device according to one of the preceding claims, in which the reflective optical element comprises a spherical mirror ( 24 ) and the diffractive arrangement ( 20 ) is adapted to the measuring shaft ( 40 ) with such a wavefront that the measuring shaft ( 40 ) after reflection at the optical surface ( 12 ) of the test piece ( 14 ) from the spherical mirror ( 24 ) is reflected back in itself.

Measuring device according to one of Claims 1 to 5, in which the reflective optical element is a reflective diffractive optical element ( 60 ).

Measuring device according to one of Claims 1 to 5, in which the reflective optical element has a plane mirror ( 54 ).

Measuring device according to one of the preceding claims, in which the reflective optical element is a transmission-operated diffractive optical element ( 62 ) as well as a mirror element ( 54 ), wherein the diffractive optical element ( 62 ) diffractive structures ( 66 ) for judging the candidate ( 14 ) reflected wave ( 46 ) on the mirror element ( 54 ) having.

Measuring device according to Claim 9, in which the diffractive optical element ( 62 ) further diffractive structures ( 66 ), which in the beam path of the calibration ( 42 ) and are configured to adjust the calibration wave ( 42 ) on the mirror element ( 54 ).

Measuring device according to one of the preceding claims, in which the reflective optical element ( 24 . 54 . 60 ) is configured to continue the calibration wave ( 42 . 52 ) to reflect back into itself.

Measuring device according to one of claims 1 to 8, further comprising a in the beam path of the calibration ( 42 ) arranged further reflective optical element ( 56 ), which is configured to monitor the calibration wave ( 42 . 52 ) to reflect back into itself.

Measuring device according to Claim 12, in which the interferometer ( 16 ) for using the further reflective optical element ( 56 ) in a back-reflected calibration wave ( 42 . 52 ) as a reference wave ( 28 ) is designed to generate an interference pattern.

Measuring device according to one of the preceding claims, further comprising a beam path in the calibration wave ( 42 ) and in the beam path of the directed measuring wave ( 40 ) arranged closure device ( 58 . 64 ), which optionally either the Kalibrierwelle ( 42 ) or the measuring shaft ( 40 ) lets happen.

Measuring device according to one of the preceding claims, in which furthermore a holder (2) which can be pivoted about two mutually orthogonal axes ( 68 ) for the examinee ( 14 ) to sections Measurement of the optical surface ( 12 ) is provided.

Method for the interferometric determination of a shape of an optical surface ( 12 ) of a test object ( 14 ) with the steps: - creating a surface ( 12 ) of the test piece ( 14 ) at an oblique angle of incidence ( 44 ) directed measuring shaft ( 40 ) with a to a desired shape of the surface ( 12 ) adapted wavefront by a diffractive arrangement ( 20 ) with a first diffractive structural pattern ( 34 . 134 . 234 ) and a second diffractive structural pattern ( 36 . 136 . 236 ), - interferometric measurement of the surface ( 12 ) of the test piece ( 14 ) and then reflected by a reflective optical element ( 24 . 54 . 60 ) reflected back in the measuring wave ( 46 ), - generating a calibration wave ( 42 . 52 ) by means of the diffractive arrangement ( 20 ) and measuring at least one of the two diffractive structural patterns ( 34 . 134 . 234 ; 36 . 136 . 236 ) of the diffractive arrangement ( 20 ) with respect to a deviation of the measured structure pattern from a desired structure pattern by interferometric measurement of the calibration wave ( 42 . 52 ), and - determining the shape of the optical surface ( 12 ) of the test piece ( 14 ) from the result of the interferometric measurement of the measuring wave ( 46 ) taking into account the result of the interferometric measurement of the calibration wave ( 40 ).

Projection lens ( 210 ) for microlithography for imaging mask structures ( 208 ) into an image plane ( 228 ), which has at least one mirror ( 212-1 ) with a reflection surface serving optical ( 226 ), wherein the optical surface ( 226 ) has a maximum extension (dmax) of greater than 100 mm, an aspect ratio of at least 3: 1 and a maximum deviation of the optical surface ( 226 ) has a plane of less than 10 mm, and wherein the projection objective ( 210 ) has a system wavefront of less than 2 nm RMS and a numerical aperture greater than 0.4.

A projection lens according to claim 17, wherein the optical surface ( 226 ) of the mirror ( 212 ) has an aspect ratio of at least 5: 1.