DE102015220588A1 - Measuring method and measuring arrangement for an imaging optical system - Google Patents

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Jochen Hetzler
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Carl Zeiss SMT GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems (10) einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen des abbildenden optischen Systems (10) mit mehreren, jeweils mindestens zwei optische Elemente (E1, E2, E3, E4, E5, E6) umfassenden, optischen Modulen (M1, M2, M3); sowie eine separate Vermessung jeweiliger Wellenfrontfehler der einzelnen optischen Module (M1, M2, M3).The invention relates to a method for measuring a wavefront error of an imaging optical system (10) of a projection exposure apparatus for microlithography. The method comprises providing the imaging optical system (10) with a plurality of optical modules (M1, M2, M3) comprising at least two optical elements (E1, E2, E3, E4, E5, E6); and a separate measurement of respective wavefront errors of the individual optical modules (M1, M2, M3).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Das abbildende optische System umfasst mehrere optische Elemente zum Abbilden eines Musters aus einer Objektebene in eine Bildebene. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Messanordnung zur Vermessung einer optischen Einheit einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, sowie eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen. The invention relates to a method for measuring a wavefront error of an imaging optical system of a projection exposure apparatus for microlithography. The imaging optical system includes a plurality of optical elements for imaging a pattern from an object plane into an image plane. Furthermore, the invention relates to a measuring arrangement for measuring an optical unit of a projection exposure apparatus for microlithography, as well as a measuring device and a method for interferometric shape measurement of optical surfaces.

Eine Projektionsbelichtungsanlage dient in der Mikrolithographie zur Belichtung eines fotosensitiven Materials auf einem Wafer mit einer Abbildung von Strukturen einer Maske oder eines Retikels. Hierfür enthält die Projektionsbelichtungsanlage üblicherweise ein Beleuchtungssystem und ein Projektionsobjektiv. Das Beleuchtungssystem erzeugt eine gewünschte Strahlungsverteilung zur Beleuchtung der Strukturen der Maske, während das Projektionsobjektiv die beleuchteten Strukturen mit sehr hoher Auflösung auf das fotosensitive Material des Wafers abbildet. A projection exposure apparatus is used in microlithography for exposing a photosensitive material on a wafer with an image of structures of a mask or a reticle. For this purpose, the projection exposure apparatus usually includes a lighting system and a projection lens. The illumination system generates a desired radiation distribution for illuminating the structures of the mask, while the projection lens images the illuminated structures with very high resolution onto the photosensitive material of the wafer.

Um die Anforderungen an die Abbildungseigenschaften zu erfüllen, ist eine Herstellung und Positionierung der in der Projektionsbelichtungsanlage verwendeten optischen Elemente mit extrem hoher Präzision erforderlich. Dazu können derzeit bei einer Herstellung oder einer Nachjustage von Projektionsbelichtungsanlagen sowohl eine Vermessung eines kompletten abbildenden optischen Systems als auch von einzelnen optischen Elementen durchgeführt werden. In order to meet the imaging requirements, fabrication and positioning of the optical elements used in the projection exposure apparatus with extremely high precision is required. For this purpose, both a measurement of a complete imaging optical system as well as of individual optical elements can be carried out at a production or a readjustment of projection exposure systems currently.

Zur Vermessung eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage werden insbesondere phasenschiebende Interferometrietechniken, wie etwa die Scher- bzw. Shearinginterferometrie oder die Punktbeugungsinterferometrie verwendet. In der DE 103 16 123 A1 wird eine solche Vorrichtung zur Wellenfrontvermessung eines Projektionsobjektivs für die Mikrolithographie durch Scherinterferometrie beschrieben. In order to measure an imaging optical system of a projection exposure apparatus, phase-shifting interferometry techniques, such as shearing interferometry or point diffraction interferometry, are used in particular. In the DE 103 16 123 A1 Such an apparatus for wavefront measurement of a projection objective for microlithography by shear interferometry is described.

Für eine präzise Formvermessung einer Oberfläche eines optischen Elements werden als interferometrische Messvorrichtung oft diffraktive optische Anordnungen als so genannte Nulloptiken verwendet. Dabei wird die Wellenfront einer Prüfwelle durch ein diffraktives Element, beispielsweise ein computergeneriertes Hologramm (CGH) an eine Sollform der Oberfläche angepasst. Abweichungen von der Sollform lassen sich durch Überlagerung der an dem optischen Element reflektierten Prüfwelle mit einer Referenzwelle bestimmen. Eine solche Messvorrichtung wird beispielsweise in der DE 10 2012 217 800 A1 beschrieben. For a precise shape measurement of a surface of an optical element, diffractive optical arrangements are often used as so-called zero optics as the interferometric measuring device. In this case, the wavefront of a test wave is adjusted by a diffractive element, for example a computer-generated hologram (CGH) to a desired shape of the surface. Deviations from the desired shape can be determined by superposition of the reflected on the optical element test wave with a reference wave. Such a measuring device is used for example in the DE 10 2012 217 800 A1 described.

Die ständig steigenden Anforderungen an abbildende optische Systeme in der Mikrolithographie führen zu einer immer größeren Komplexität dieser Systeme. So wird beispielsweise in Projektionsobjektiven für die Mikrolithographie mit extrem ultravioletter Strahlung (EUV) eine zunehmende Anzahl von Spiegel eingesetzt. Wie bereits vorstehend erwähnt, lässt sich mit den oben beschriebenen Messvorrichtungen und Verfahren ein abbildendes optisches System jedoch nur als Ganzes oder jedes optisches Element einzeln vermessen. Bei einer Vermessung eines komplexen abbildenden optischen Systems als Ganzes ist es schwierig die gemessenen Abbildungsfehler einzelnen optischen Elementen zuzuordnen. Zur Einzelvermessung des optischen Elements kann eine Zerlegung des kompletten abbildenden optischen Systems notwendig sein, was wegen der zunehmenden Komplexität mit einem immer größeren Zeitaufwand verbunden ist. The constantly increasing demands on imaging optical systems in microlithography lead to ever greater complexity of these systems. For example, in projection objectives for ultraviolet radiation (EUV) microlithography, an increasing number of mirrors are used. However, as already mentioned above, with the measuring devices and methods described above, an imaging optical system can be measured individually only as a whole or as each optical element. When measuring a complex imaging optical system as a whole, it is difficult to associate the measured aberrations with individual optical elements. For individual measurement of the optical element, a decomposition of the complete imaging optical system may be necessary, which is associated with an ever greater amount of time due to the increasing complexity.

Zugrunde liegende Aufgabe Underlying task

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden und insbesondere die Ursache eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems mit hoher Genauigkeit und gleichzeitig geringem Zeitaufwand bestimmt werden kann. It is an object of the invention to provide an apparatus and a method, which solves the above problems and in particular the cause of a wavefront error of the imaging optical system can be determined with high accuracy and at the same time little time.

Erfindungsgemäße Lösung Inventive solution

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch das nachfolgend beschriebene Verfahren zum Vermessen eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Das optische System enthält mehrere optische Elemente zum Abbilden eines Musters aus einer Objektebene in eine Bildebene. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen des abbildenden optischen Systems mit mehreren, jeweils mindestens zwei der optischen Elemente umfassenden, optischen Modulen. Weiterhin umfasst das Verfahren eine separate Vermessung jeweiliger Wellenfrontfehler der einzelnen optischen Module. According to a first aspect of the invention, the object is achieved by the method described below for measuring a wavefront error of an imaging optical system of a microlithography projection exposure apparatus. The optical system includes a plurality of optical elements for imaging a pattern from an object plane into an image plane. The method includes providing the imaging optical system with a plurality of optical modules each comprising at least two of the optical elements. Furthermore, the method comprises a separate measurement of respective wavefront errors of the individual optical modules.

Mit anderen Worten sind in dem abbildenden optischen System mehrere Module vorgesehen. Jedes der Module umfasst mindestens zwei vorzugsweise nacheinander im Strahlengang des optischen Systems angeordnete optische Elemente. Insbesondere lässt sich jedes Modul als Ganzes aus dem optischen System entnehmen und wieder in dieses einfügen. Gemäß einer Ausführungsform werden Justagemittel zum Justieren eines oder mehrerer Module in dem optischen System bereitgestellt. In other words, several modules are provided in the imaging optical system. Each of the modules comprises at least two optical elements, preferably one after the other, arranged in the beam path of the optical system. In particular, each module as a whole can be removed from the optical system and reinserted into it. According to one embodiment Adjustment means provided for adjusting one or more modules in the optical system.

Durch die erfindungsgemäße separate Vermessung der einzelnen optischen Module lässt sich die Ursache für einen Wellenfrontfehler des abbildenden optischen Systems auf eines der optischen Module eingrenzen. Als nächster Schritt kann dann z.B. eine Vermessung der einzelnen optischen Elemente dieses optischen Moduls erfolgen. Eine Einzelvermessung sämtlicher optischer Elemente des abbildenden optischen Systems ist jedoch nicht erforderlich. Damit wird der für die Ursachenbestimmung eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems benötigte Zeitaufwand ohne Genauigkeitsverlust gering gehalten. Weiterhin kann durch die separate Vermessung der einzelnen optischen Module auch auf Justagefehler der optischen Elemente des als fehlerursächlich eingegrenzten optischen Moduls geschlossen werden, die mittels Einzelvermessung nicht und mittels Wellenfrontvermessung des abbildenden optischen Systems als Ganzes ggf. nur sehr schwer bestimmbar sind. The inventive separate measurement of the individual optical modules, the cause of a wavefront error of the imaging optical system can be limited to one of the optical modules. As the next step, then, e.g. a measurement of the individual optical elements of this optical module done. A single measurement of all optical elements of the imaging optical system is not required. Thus, the time required for determining the cause of a wavefront error of the imaging optical system is kept low without loss of accuracy. Furthermore, the separate measurement of the individual optical modules also makes it possible to conclude on adjustment errors of the optical elements of the optical module bounded by the error, which are not very easily determinable by means of individual measurement and possibly by means of wavefront measurement of the imaging optical system as a whole.

Gemäß einer Ausführungsform ist das abbildende optische System ein Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Das abbildende optische System kann auch eine andere abbildende optische Baugruppe aus dem Belichtungsstrahlengang der Projektionsbelichtungsanlage, wie eine abbildende optische Baugruppe eines Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage, sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das abbildende optische System mindestens ein Teil entweder eines Projektionsobjektivs oder eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage, d.h. entweder ein Teil des Projektionsobjektivs bzw. des Beleuchtungssystems oder das ganze Projektionsobjektiv bzw. das ganze Beleuchtungssystem sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eines der optischen Module keine abbildende Optik, sondern z.B. eine Optik mit defokussierender bzw. strahlaufweitender Wirkung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die optischen Module des abbildenden optischen Systems im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage in einem gemeinsamen Gehäuse enthalten. According to one embodiment, the imaging optical system is a projection objective of a microlithography projection exposure apparatus. The imaging optical system may also be another imaging optical assembly from the exposure beam path of the projection exposure apparatus, such as an imaging optical assembly of an illumination system of the projection exposure apparatus. According to another embodiment, the imaging optical system may comprise at least a portion of either a projection lens or a lighting system of a projection exposure apparatus, i. either a part of the projection lens or the illumination system or the whole projection lens or the whole lighting system. According to another embodiment, at least one of the optical modules is not an imaging optic, but e.g. an optic with defocusing or jet-widening effect. According to a further embodiment, the optical modules of the imaging optical system are contained in a common housing during operation of the projection exposure apparatus.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin ein Zusammenfügen der Messergebnisse für die einzelnen optischen Module zu einem Ergebnis für den Wellenfrontfehler des gesamten abbildenden optischen Systems. Eine Vermessung des Wellenfrontfehlers des gesamten abbildenden optischen Systems erfolgt damit durch eine separate Vermessung der einzelnen Module und ein anschließendes Zusammenfügen der Messergebnisse zu einem Gesamtergebnis. Für eine Vermessung des ganzen abbildenden optischen Systems nach einer Nachbearbeitung oder Anpassung an bestimmte Anforderungen muss nur das jeweils bearbeitete Modul erneut vermessen werden. Durch den modularen Aufbau des abbildenden optischen Systems wird eine Nachbearbeitung oder Anpassung wesentlich schneller und unkomplizierter durchführbar. According to one embodiment, the method according to the invention further comprises combining the measurement results for the individual optical modules into a result for the wavefront error of the entire imaging optical system. A measurement of the wavefront error of the entire imaging optical system is thus carried out by a separate measurement of the individual modules and then joining the measurement results to form an overall result. For a measurement of the entire imaging optical system after a post-processing or adaptation to specific requirements, only the respectively processed module has to be measured again. Due to the modular structure of the imaging optical system, reworking or adaptation becomes much faster and less complicated.

Gemäß einer Ausführungsform ist das abbildende optische System ein Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. According to one embodiment, the imaging optical system is a projection objective of a projection exposure apparatus for microlithography, in particular an EUV projection exposure apparatus.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung umfasst die Vermessung eines der optischen Module ein derartiges Anordnen des zu vermessenden optischen Moduls und mindestens eines Anpassungsmoduls im Strahlengang einer Messstrahlung einer Wellenfrontmessvorrichtung, dass die Kombination aus dem zu vermessenden optischen Modul und dem mindestens einen Anpassungsmodul eine abbildende optische Anordnung bildet. Weiterhin umfasst die Vermessung eine Bestimmung des Wellenfrontfehlers der abbildenden optischen Anordnung mittels der Wellenfrontmessvorrichtung. Der Wellenfrontfehler des zu vermessenden optischen Moduls kann dann durch ein Herausrechnen eines vorbekannten Wellenfrontfehlers des Anpassungsmoduls aus dem bestimmten Wellenfrontfehler der abbildenden optischen Anordnung bestimmt werden. According to a further embodiment of the method according to the invention, the measurement of one of the optical modules comprises arranging the optical module to be measured and at least one matching module in the beam path of a measuring radiation of a wavefront measuring device such that the combination of the optical module to be measured and the at least one matching module forms imaging optical arrangement. Furthermore, the measurement comprises a determination of the wavefront error of the imaging optical arrangement by means of the wavefront measurement device. The wavefront error of the optical module to be measured can then be determined by taking a known wavefront error of the adaptation module out of the specific wavefront error of the imaging optical arrangement.

Die durch Kombination aus dem zu vermessenden optischen Modul und dem Anpassungsmodul gebildete abbildende optische Anordnung kann in einer Ausführungsform derart konfiguriert sein, dass sie in ihrer optischen Wirkung dem zu vermessenden abbildenden optischen System entspricht. Alternativ kann die optische Anordnung auch andere Abbildungseigenschaften, insbesondere eine andere Brennweite oder einen anderen Abbildungsmaßstab aufweisen. In one embodiment, the imaging optical arrangement formed by the combination of the optical module to be measured and the adaptation module can be configured such that its optical effect corresponds to the imaging optical system to be measured. Alternatively, the optical arrangement can also have other imaging properties, in particular a different focal length or a different magnification.

Das Anpassungsmodul weist mindestens ein optisches Element auf. Das oder die optischen Elemente des Anpassungsmoduls sind derart ausgebildet und angeordnet, dass diese zusammen mit dem zu vermessenden Modul die vorgenannte abbildende optische Anordnung bilden. Durch die abbildende Eigenschaft der optischen Anordnung lassen sich insbesondere Wellenfrontmessvorrichtungen für abbildende optische Systeme zur Vermessung des Moduls verwenden. The adaptation module has at least one optical element. The optical element (s) of the matching module are designed and arranged such that they form, together with the module to be measured, the abovementioned imaging optical arrangement. The imaging property of the optical arrangement makes it particularly possible to use wavefront measuring devices for imaging optical systems for measuring the module.

Gemäß einer Ausführungsform wird als Wellenfrontmessvorrichtung eine Vorrichtung zur phasenschiebenden Interferometrie, insbesondere eine Vorrichtung zur Scherinterferometrie oder zur Punktbeugungsinterferometrie verwendet. Dafür bildet die optische Anordnung aus dem mindestens einen Anpassungsmodul und dem zu vermessendem Modul bei einer Ausführungsform eine in der Objektebene der optischen Anordnung positionierte Öffnung einer Lochblende (Pinhole) oder eine Kohärenzmaske der Wellenfrontmessvorrichtung auf ein in der Bildebene der optischen Anordnung angeordnetes Schergitter ab. According to one embodiment, a device for phase-shifting interferometry, in particular a device for shear interferometry or for point diffraction interferometry, is used as wavefront measuring device. For that forms the optical arrangement of the at least one matching module and the module to be measured in one embodiment, an opening positioned in the object plane of the optical arrangement of a pinhole or a coherence mask of the wavefront measuring device on a arranged in the image plane of the optical arrangement Schitter.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt ein Anordnen eines Anpassungsmoduls im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung vor dem zu vermessenden Modul. Ein solches Anordnen eignet sich besonders zur Vermessung eines im Strahlengang des abbildenden optischen Systems als letztes vor der Bildebene oder einer anderen Feldebene vorgesehenen Moduls. Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Anpassungsmodul im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung nach dem zu vermessenden Modul angeordnet. Dieses Anordnen ist zum Vermessen eines im Strahlengang des abbildenden optischen Systems als erstes nach der Objektebene oder einer anderen Feldebene vorgesehenen Moduls vorteilhaft. According to one embodiment, an adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device in front of the module to be measured. Such an arrangement is particularly suitable for measuring a module provided last in the beam path of the imaging optical system in front of the image plane or another field plane. In a further embodiment, the adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device after the module to be measured. This arrangement is advantageous for measuring a module provided in the beam path of the imaging optical system as the first after the object plane or another field plane.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Anordnen des mindestens einen Anpassungsmoduls ein Anordnen eines eingangsseitigen Messmoduls zum Manipulieren der Messstrahlung vor dem zu vermessenden optischen Modul, und ein Anordnen eines ausgangsseitigen Messmoduls zum Manipulieren der Messstrahlung nach dem zu vermessenden optischen Modul. Beide Messmodule weisen mindestens ein optisches Element auf. Das oder die optischen Elemente der Messmodule sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die beiden Messmodule zusammen mit dem zu vermessenden Modul eine abbildende optische Anordnung bilden. Gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens werden derart konfigurierte Messmodule in der Messstrahlung angeordnet, dass die optische Anordnung in ihrer optischen Wirkung dem zu vermessenden abbildenden optischen System entspricht. Alternativ kann die optische Anordnung auch andere Abbildungseigenschaften, insbesondere eine andere Brennweite oder einen anderen Abbildungsmaßstab aufweisen. Das Anordnen von zwei Messmodulen eignet sich besonders zur Vermessung eines optischen Moduls, welches im Strahlengang des abbildenden optischen Systems zwischen zwei anderen Modulen bzw. nicht unmittelbar vor oder nach einer Feldebene des optischen Systems vorgesehen ist. According to a further embodiment of the method, arranging the at least one adaptation module comprises arranging an input-side measurement module for manipulating the measurement radiation in front of the optical module to be measured, and arranging an output-side measurement module for manipulating the measurement radiation according to the optical module to be measured. Both measuring modules have at least one optical element. The one or more optical elements of the measuring modules are designed and arranged such that the two measuring modules together with the module to be measured form an imaging optical arrangement. According to one embodiment of the inventive method, measuring modules configured in this way are arranged in the measuring radiation such that the optical arrangement corresponds in its optical effect to the imaging optical system to be measured. Alternatively, the optical arrangement can also have other imaging properties, in particular a different focal length or a different magnification. The arrangement of two measuring modules is particularly suitable for measuring an optical module which is provided in the beam path of the imaging optical system between two other modules or not directly before or after a field plane of the optical system.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem mindestens einen Anpassungsmodul mindestens ein diffraktives Strukturmuster zur Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung verwendet. Insbesondere wird das diffraktive Strukturmuster in Transmission betrieben. Als diffraktives Strukturmuster kann beispielweise ein diffraktives Strukturmuster eines computergenerierten Hologramms (CGH) verwendet werden. Ein computergeneriertes Hologramm 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. Das diffraktive Strukturmuster kann im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung zum Beispiel vor oder nach dem zu vermessenden optischen Modul angeordnet sein. Weiterhin kann auch in jedem der beiden oben beschriebenen Messmodule ein diffraktives Strukturmuster angeordnet sein. In one embodiment of the method according to the invention, at least one diffractive structure pattern is used in the at least one adaptation module for manipulating the wavefront of the measurement radiation. In particular, the diffractive structure pattern is operated in transmission. As a diffractive structure pattern, for example, a diffractive structure pattern of a computer-generated hologram (CGH) can be used. A computer-generated hologram 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. The diffractive structure pattern can be arranged in the beam path of the wavefront measuring device, for example before or after the optical module to be measured. Furthermore, a diffractive structural pattern can also be arranged in each of the two measuring modules described above.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das diffraktive Strukturmuster zur Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung in Reflexion betrieben. Beispielsweise wird als diffraktives Strukturmuster ein diffraktives Strukturmuster eines CGHs verwendet. Insbesondere können auch zwei oder mehr nacheinander angeordnete diffraktive Strukturmuster, wie beispielsweise CGHs mit jeweils einer diffraktiven Struktur in Reflexion betrieben werden. Das oder die CGHs sind im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung beispielsweise vor oder nach dem zu vermessenden optischen Modul angeordnet. Weiterhin werden in einer Ausführungsform in Reflexion betriebene CGHs in beiden Messmodule verwendet. In Reflexion betriebene CGHs ermöglichen insbesondere eine Vermessung des optischen Moduls mit EUV-Strahlung. According to a further embodiment of the method, the diffractive structure pattern for manipulating the wavefront of the measuring radiation is operated in reflection. For example, a diffractive structural pattern of a CGH is used as the diffractive structural pattern. In particular, two or more successively arranged diffractive structure patterns, such as CGHs, each with a diffractive structure can be operated in reflection. The CGH or CGHs are arranged in the beam path of the wavefront measuring device, for example, before or after the optical module to be measured. Furthermore, in one embodiment, CGHs operated in reflection are used in both measurement modules. In particular, CGHs operated in reflection make it possible to measure the optical module with EUV radiation.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden in dem mindestens einen Anpassungsmodul mindestens zwei im Strahlengang der Messstrahlung aufeinanderfolgend angeordnete diffraktive Strukturmuster zur Manipulation der Messstrahlung verwendet. Mit anderen Worten sind die diffraktiven Strukturmuster derart angeordnet, dass die Messstrahlung 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 der Patentanmeldung US 2012/0127481 A1 offenbart. Beispielsweise werden zwei im Strahlengang hintereinander angeordnete CGHs verwendet. Eine solche Anordnung von diffraktiven Strukturen, auch „Doppel-CGH“ bezeichnet, ermöglicht eine gleichzeitige Änderung des Orts und der Richtung eines Messstrahls. Auf diese Weise ist es möglich, die Abbildungseigenschaften der optischen Anordnung mit dem zu vermessenden Modul und dem mindestens einen Anpassungsmodul besonders gut an die Abbildungseigenschaften des zu vermessenden optischen Systems anzupassen. According to one embodiment of the method according to the invention, at least two diffractive structure patterns arranged successively in the beam path of the measuring radiation for manipulating the measuring radiation are used in the at least one adaptation module. In other words, the diffractive structure patterns are arranged such that the measurement radiation interacts successively with the two diffractive structure 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 described for example in the patent application US 2012/0127481 A1 disclosed. For example, two CGHs arranged one behind the other in the beam path are used. Such an arrangement of diffractive structures, also called "double-CGH", allows a simultaneous change of the location and the direction of a measuring beam. In this way, it is possible to adapt the imaging properties of the optical arrangement with the module to be measured and the at least one adaptation module particularly well to the imaging properties of the optical system to be measured.

Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung werden in dem mindestens einen Anpassungsmodul mindestens zwei im Strahlengang einander überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster zur Manipulation der Messstrahlung verwendet. Insbesondere sind die zwei diffraktiven Strukturmuster einander überlagernd auf einem einzigen Substrat in derselben Ebene angeordnet. Solche sich überlagernde diffraktive Strukturmuster zur Erzeugung separater Ausgangswellen mit unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung werden beispielsweise in der DE 10 2012 217 800 A1 beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform wird in einem Anpassungsmodul ein komplex kodiertes CGH mit zwei oder mehr einander überlagernd angeordneten diffraktiven Strukturmustern verwendet. An einem Ort der diffraktiven Strukturen erfolgt somit eine unterschiedliche Umlenkung verschiedener Messstrahlen. Durch diese Maßnahme lassen sich insbesondere mehr als ein Feldpunkt, z.B. ein Pinhole-Array, in der Objektebene der optischen Anordnung simultan auf ein Schergitter in der Bildebene der optischen Anordnung abbilden. According to an embodiment according to the invention, at least two diffractive pattern patterns superimposed in the beam path for manipulating the measuring radiation are used in the at least one adaptation module. In particular, the two diffractive structural patterns are superimposed on a single substrate in the same plane. Such overlapping diffractive structure patterns for producing 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, a complex coded CGH with two or more diffractive structural patterns superimposed on one another is used in a matching module. At a location of the diffractive structures, a different deflection of different measuring beams thus takes place. As a result of this measure, in particular more than one field point, for example a pinhole array, in the object plane of the optical arrangement can be imaged simultaneously on a shear grating in the image plane of the optical arrangement.

Weiterhin wird die Aufgabe durch die nachstehende Messanordnung zur Vermessung einer optischen Einheit einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Die Messvorrichtung enthält eine Wellenfrontmessvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, einen Wellenfrontfehler einer abbildenden Optik mittels einer Messstrahlung zu vermessen. Weiterhin enthält die Messanordnung mindestens ein Anpassungsmodul, welches zur derartigen Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung konfiguriert ist, dass die Kombination aus der zu vermessenden optischen Einheit und dem mindestens einen Anpassungsmodul eine abbildende optische Anordnung bildet. Die optische Einheit kann insbesondere eines der vorstehend im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebenen optischen Module und damit ein optisches Modul eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage, wie etwa ein optisches Moduls eines Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage, sein. Gemäß einer Ausführungsvariante kann es sich bei der Projektionsbelichtungsanlage um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Furthermore, the object is achieved by the following measuring arrangement for measuring an optical unit of a projection exposure apparatus for microlithography. The measuring device includes a wavefront measuring device which is configured to measure a wavefront error of an imaging optic by means of a measuring radiation. Furthermore, the measuring arrangement contains at least one adaptation module which is configured for manipulating the wavefront of the measurement radiation such that the combination of the optical unit to be measured and the at least one adaptation module forms an imaging optical arrangement. The optical unit may in particular be one of the optical modules described above in the context of the method according to the invention and thus an optical module of an imaging optical system of a projection exposure apparatus, such as an optical module of a projection objective of the projection exposure apparatus. According to one embodiment variant, the projection exposure apparatus may be an EUV projection exposure apparatus.

Eine derartige optische Einheit enthält mindestens zwei optische Elemente, welche beispielsweise im Strahlengang des abbildenden optischen Systems nacheinander angeordnet sind. Jede optische Einheit ist derart ausgebildet, dass sie sich als Ganzes aus dem optischen System entfernen bzw. einfügen lässt. Such an optical unit contains at least two optical elements, which are arranged successively, for example, in the beam path of the imaging optical system. Each optical unit is designed so that it can be removed from the optical system as a whole.

Die Wellenfrontmessvorrichtung sowie das Anpassungsmodul der Messanordnung können entsprechend der vorstehend mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Ausführungsvarianten einer Wellenfrontmessvorrichtung bzw. eines Anpassungsmoduls ausgeführt sein. The wavefront measuring device and the adaptation module of the measuring arrangement can be designed in accordance with the embodiment variants of a wavefront measuring device or a matching module described above with reference to the method according to the invention.

Durch das Vorsehen des genannten Anpassungsmoduls ermöglicht die erfindungsgemäße Messanordnung eine separate Vermessung einzelner optischer Module eines abbildenden optischen Systems auch in Fällen, in denen die optischen Module keine abbildende Optiken sind. Dies ermöglicht die Ursachenbestimmung eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems mit hoher Genauigkeit und mit im Vergleich zu einer Einzelvermessung von ggf. in dem optischen Modul enthaltenden optischen Elementen geringerem Zeitaufwand. By providing the said adaptation module, the measuring arrangement according to the invention enables a separate measurement of individual optical modules of an imaging optical system even in cases in which the optical modules are not imaging optics. This makes it possible to determine the cause of a wavefront error of the imaging optical system with high accuracy and with less expenditure of time compared to a single measurement of optionally contained in the optical module optical elements.

Gemäß einer Ausführungsform der Messanordnung nach der Erfindung ist das Anpassungsmodul im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung vor der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Anpassungsmodul im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung nach der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet. According to one embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device in front of the optical unit to be measured. In an alternative embodiment, the adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device after the optical unit to be measured.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Messanordnung nach der Erfindung umfasst das mindestens eine Anpassungsmodul ein eingangsseitiges Messmodul zur Manipulation der Messstrahlung, welches in einem Strahlengang der Messstrahlung vor der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet ist, sowie ein ausgangsseitiges Messmodul zur Manipulation der Messstrahlung, welches im Strahlengang des Messstrahlung nach der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet ist. Beide Messmodule enthalten mindestens ein optisches Element. Die optischen Elemente der Messmodule sind beispielsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass sie zusammen mit der zu vermessenden optischen Einheit eine abbildende optische Anordnung bilden. Gemäß einer Ausführungsform der Messanordnung sind die Messmodule derart konfiguriert, dass die optische Anordnung in ihrer optischen Wirkung einem zu vermessenden abbildenden optischen System entspricht, wobei die optische Einheit eines mehrerer optischer Module des zu vermessenden optischen Systems ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die optische Anordnung auch andere Abbildungseigenschaften, insbesondere eine andere Brennweite oder einen anderen Abbildungsmaßstab aufweisen. According to a further embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the at least one adaptation module comprises an input-side measuring module for manipulating the measuring radiation, which is arranged in a beam path of the measuring radiation in front of the optical unit to be measured, and an output-side measuring module for manipulating the measuring radiation, which in the beam path of Measuring radiation is arranged after the optical unit to be measured. Both measuring modules contain at least one optical element. The optical elements of the measuring modules are, for example, designed and arranged such that they form an imaging optical arrangement together with the optical unit to be measured. According to an embodiment of the measuring arrangement, the measuring modules are configured such that the optical arrangement corresponds in its optical effect to an imaging optical system to be measured, the optical unit being one of a plurality of optical modules of the optical system to be measured. In an alternative embodiment, the optical arrangement may also have other imaging properties, in particular a different focal length or a different magnification.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Anpassungsmodul ein oder mehrere in Reflexion oder in Transmission verwendete diffraktive Strukturmuster auf. Beispielsweise enthält das mindestens eine Anpassungsmodul ein oder mehrere CGHs mit diffraktiven Strukturmustern. Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens ein CGH im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung vor oder nach dem zu vermessenden Modul oder jeweils in beiden Messmodulen vorgesehen. Insbesondere können auch zwei oder mehr nacheinander angeordnete diffraktive Strukturmuster, wie beispielsweise CGHs mit jeweils einer diffraktiven Struktur in Reflexion betrieben werden. In accordance with a further embodiment, the at least one adaptation module has one or more diffractive structure patterns used in reflection or in transmission. For example, the at least one adaptation module contains one or more CGHs with diffractive structure patterns. According to one embodiment, at least one CGH is in the beam path of the wavefront measuring device before or after the to be measured Module or in each case provided in both measuring modules. In particular, two or more successively arranged diffractive structure patterns, such as CGHs, each with a diffractive structure can be operated in reflection.

Bei einer Ausführungsform der Messanordnung enthält das mindestens eine Anpassungsmodul mindestens zwei in einem Strahlengang der Messstrahlung einander überlagernd oder hintereinander angeordnete diffraktive Strukturmuster. Insbesondere sind die hintereinander angeordneten diffraktiven Strukturmuster jeweils auf einem eigenen Substrat vorgesehen, wie es z.B. in der US 2012/0127481 A1 beschrieben wird. Gemäß einer Ausführungsform werden zwei oder mehr im Strahlengang hintereinander angeordnete CGHs verwendet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zwei sich überlagernden Strukturmuster auf einem einzigen Substrat in derselben Ebene angeordnet, wie es z.B. in der DE 10 2012 217 800 A1 offenbart wird. Beispielsweise kann mindestens ein komplex kodiertes CGH mit zwei oder mehr einander überlagernd angeordneten diffraktiven Strukturmustern in dem Anpassungsmodul vorgesehen sein. In one embodiment of the measuring arrangement, the at least one adaptation module contains at least two diffractive structure patterns arranged one above another in a beam path of the measurement radiation or arranged one behind the other. In particular, the successive arranged diffractive structure patterns are each provided on a separate substrate, as for example in the US 2012/0127481 A1 is described. According to one embodiment, two or more CGHs arranged one behind the other in the beam path are used. According to a further embodiment, the two superimposed structural patterns are arranged on a single substrate in the same plane, as shown for example in US Pat DE 10 2012 217 800 A1 is disclosed. For example, at least one complex coded CGH with two or more diffractive structural patterns superimposed on one another can be provided in the adaptation module.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch die nachstehend beschriebene Messvorrichtung zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Die Messvorrichtung enthält ein einstückiges Wellenformelement, welches diffraktive Strukturen zum Erzeugen einer Messstrahlung mit einer an mindestens zwei nebeneinander angeordnete, nicht zusammenhängende optische Oberflächen angepassten Wellenfront aufweist. Dabei ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert, eine relative Positionierung der optischen Oberflächen zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades zu vermessen. Weiterhin umfasst die Messvorrichtung ein Interferometer zur interferometrischen Vermessung der Messstrahlung nach Wechselwirkung mit den optischen Oberflächen. According to a second aspect of the invention, the object is achieved by the measuring device described below for the interferometric shape measurement of optical surfaces of a microlithography projection exposure apparatus. The measuring device contains a one-piece waveform element which has diffractive structures for generating a measuring radiation with a wavefront matched to at least two juxtaposed non-contiguous optical surfaces. In this case, the measuring device is configured to measure a relative positioning of the optical surfaces relative to one another with respect to at least one rigid body degree of freedom. Furthermore, the measuring device comprises an interferometer for interferometric measurement of the measuring radiation after interaction with the optical surfaces.

Durch die Möglichkeit der Vermessung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades kann aus dem interferometrischen Messergebnis unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung eine jeweilige Form der optischen Oberflächen bestimmt werden. Dies ermöglicht die gleichzeitige Formvermessung beider optischer Oberflächen. Damit verringert sich der zur Vermessung einiger oder aller optischer Elemente eines abbildenden optischen Systems der vorstehend mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Art, wie etwa eines Projektionsobjektivs für die Mikrolithographie, benötigte Zeitaufwand. Die Zeit zur Bestimmung der Ursache eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems verringert sich damit. Due to the possibility of measuring the relative positioning of the optical surfaces relative to one another with respect to at least one rigid body degree of freedom, a respective shape of the optical surfaces can be determined from the interferometric measurement result taking into account the specific relative positioning. This allows the simultaneous shape measurement of both optical surfaces. This reduces the time required to measure some or all of the optical elements of an imaging optical system of the type described above with respect to the first aspect of the invention, such as a microlithography projection objective. The time for determining the cause of a wavefront error of the imaging optical system is thus reduced.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung eine Auswerteeinrichtung zum Bestimmen einer jeweiligen Form der optischen Oberflächen aus dem interferometrischen Messergebnis unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung. According to one embodiment, the measuring device according to the second aspect of the invention comprises an evaluation device for determining a respective shape of the optical surfaces from the interferometric measurement result, taking into account the determined relative positioning.

Ferner wird die Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung durch das nachstehende Verfahren zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Anordnen von mindestens zwei nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen in einem Strahlengang einer Messstrahlung, welche von einem diffraktive Strukturen aufweisenden, einstückigen Wellenformelement mit einer an die optischen Oberflächen angepassten Wellenfront erzeugt wird; Bestimmen einer relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades; und ein gleichzeitiges interferometrisches Vermessen der jeweiligen Form der optischen Oberflächen mittels der Messstrahlung unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung. Further, the object according to a second aspect of the invention is achieved by the following method for interferometric shape measurement of optical surfaces of a projection exposure apparatus for microlithography. The method comprises the following steps: arranging at least two non-contiguous optical surfaces in a beam path of a measuring radiation which is generated by a diffractive structure, comprising a one-piece wave form element having a wavefront matched to the optical surfaces; Determining a relative positioning of the optical surfaces to each other with respect to at least one rigid body degree of freedom; and a simultaneous interferometric measurement of the respective shape of the optical surfaces by means of the measuring radiation taking into account the determined relative positioning.

Mit anderen Worten erzeugt bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und dem Verfahren das Wellenformelement mittels seiner diffraktiven Strukturen eine Messstrahlung, welche auf jede der optischen Oberflächen gerichtet ist. Zusätzlich ist die Wellenfront der eine Oberfläche erreichenden Messstrahlung jeweils an die Form dieser Oberfläche angepasst. Insbesondere können die diffraktiven Strukturen dazu eine, beispielsweise von einem Interferometer bereitgestellte Prüfstrahlung derart transformieren, dass für jede optische Oberfläche jeweils eine Messwelle mit entsprechend angepasster Wellenfront erzeugt wird. Die Anpassung der Wellenfront ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Wellenfront am Ort jeder optischen Oberfläche der jeweiligen Sollform der Oberfläche entspricht. Auf diese Weise wird für jede Oberfläche eine Nulloptik realisiert, bei welcher eine Oberfläche in Sollform die Messstrahlung in sich zurückreflektieren würde. In other words, in the measuring device according to the invention and the method, the waveform element generates, by means of its diffractive structures, a measuring radiation which is directed onto each of the optical surfaces. In addition, the wavefront of the measuring radiation reaching a surface is in each case adapted to the shape of this surface. In particular, the diffractive structures can for this purpose transform a test radiation provided, for example, by an interferometer, such that in each case one measuring wave with a correspondingly adapted wavefront is generated for each optical surface. The adaptation of the wavefront is preferably formed such that the wavefront at the location of each optical surface corresponds to the respective desired shape of the surface. In this way, a zero optics is realized for each surface, in which a surface in desired form would reflect back the measuring radiation.

Als Wellenformelement wird beispielsweise ein CGH mit nebeneinander auf einem Substrat angeordneten diffraktive Strukturen für jede der optischen Oberflächen verwendet. Alternativ kann auch ein komplex kodiertes CGH mit sich einander in einer Ebene überlagernden diffraktiven Strukturen für zwei oder mehr Oberflächen vorgesehen sein. As the waveform element, for example, a CGH having diffractive structures juxtaposed on a substrate is used for each of the optical surfaces. Alternatively, a complex coded CGH may also be provided with diffractive structures overlapping one another in one plane for two or more surfaces.

Von den optischen Oberflächen wird die Messstrahlung zurückreflektiert, durchläuft wiederum das einstückige Wellenformelement und wird anschließend in dem Interferometer durch Überlagerung mit einer Referenzwelle vermessen. Dabei entsteht für jede Oberfläche bei einer Abweichung von der jeweiligen Sollform ein charakteristisches Interferogramm. Als Interferometer kann beispielsweise ein Fizeau-, ein Michelson- oder ein Twyman-Green-Interferometer verwendet werden. Wesentlich ist lediglich eine Erfassung eines Interferogramms bei einer Überlagerung der reflektierten Messstrahlung mit einer Referenzwelle. Die Erfassung eines Interferogramms kann beispielsweise durch eine CCD-Kamera erfolgen. From the optical surfaces, the measuring radiation is reflected back, again passes through the one-piece waveform element and is then measured in the interferometer by superposition with a reference wave. In the process, a characteristic interferogram arises for each surface in the case of a deviation from the respective nominal shape. As an interferometer, for example, a Fizeau, a Michelson or a Twyman Green interferometer can be used. It is only essential to record an interferogram in the case of a superposition of the reflected measuring radiation with a reference wave. The detection of an interferogram can be done for example by a CCD camera.

Zusätzlich erfolgt eine Bestimmung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander. Dabei wird mindestens eine relative Orts- oder Kippkoordinate als relativer Starrkörperfreiheitsgrad bestimmt. Hierfür können beispielsweise interferometrische Verfahren verwendet werden. Eine Auswerteeinrichtung kann schließlich die Form jeder optischen Fläche und deren relative Positionierung zueinander mittels der erfassten Interferogramme und unter Berücksichtigung des mindestens einen vermessenen Starrkörperfreiheitsgrads bestimmen. Dabei können Werte weiterer Starrkörperfreiheitsgrade mit Hilfe der erfassten Werte und Interferogramme ermittelt werden. Alternativ kann auch eine Speicherung der erfassten Interferogramme und Werte von relativen Starrkörperfreiheitsgraden für eine spätere Auswertung oder ein Übermittlung an eine externe Auswerteeinheit vorgesehen sein. In addition, a determination of the relative positioning of the optical surfaces to each other. In this case, at least one relative location or tilting coordinate is determined as a relative rigid body degree of freedom. For example, interferometric methods can be used for this purpose. An evaluation device can finally determine the shape of each optical surface and their relative positioning to each other by means of the detected interferograms and taking into account the at least one measured rigid body degree of freedom. In this case, values of further rigid body degrees of freedom can be determined with the aid of the recorded values and interferograms. Alternatively, it is also possible to provide storage of the detected interferograms and values of relative rigid body degrees of freedom for later evaluation or transmission to an external evaluation unit.

Gemäß einer Ausführungsform sind die optischen Oberflächen Teil eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Beispielsweise sind die optischen Oberflächen reflektierende Oberflächen von Spiegeln eines EUV-Projektionsobjektivs. Die Oberflächen können zum Beispiel eben, sphärisch oder asphärisch mit oder ohne Rotationssymmetrie ausgebildet sein. According to one embodiment, the optical surfaces are part of a projection objective of a projection exposure apparatus for microlithography, in particular an EUV projection exposure apparatus. For example, the optical surfaces are reflective surfaces of mirrors of an EUV projection objective. For example, the surfaces may be planar, spherical or aspherical with or without rotational symmetry.

Eine Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung ist dazu konfiguriert, die relative Positionierung der optischen Oberflächen zueinander in einer Richtung quer zu den optischen Oberflächen zu vermessen. Insbesondere erfolgt die Vermessung der relativen Positionierung in Richtung einer mittleren Ausbreitungsrichtung der Messstrahlung. Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert die relative Positionierung der optischen Oberflächen zueinander zusätzlich in einer oder in beiden Erstreckungsrichtungen der optischen Oberflächen zu vermessen. An embodiment of the measuring device according to the invention is configured to measure the relative positioning of the optical surfaces relative to each other in a direction transverse to the optical surfaces. In particular, the measurement of the relative positioning takes place in the direction of a mean propagation direction of the measuring radiation. According to one embodiment, the measuring device is configured to additionally measure the relative positioning of the optical surfaces in one or both directions of extension of the optical surfaces.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung weist das Wellenformelement diffraktive Hilfsmessstrukturen zur Erzeugung von Hilfswellen auf, welche jeweils auf eine der optischen Oberflächen fokussiert sind. Die Hilfsmessstrukturen transformieren insbesondere einen Teil der Messstrahlung zu Hilfswellen. Dabei können für jede optische Oberfläche eine oder mehrere diffraktive Hilfsmessstrukturen vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform sind die Hilfsmessstrukturen als zusätzliche diffraktive Strukturen auf einem CGH als Wellenformelement ausgebildet. According to a further embodiment of the measuring device according to the invention, the waveform element has diffractive auxiliary measuring structures for generating auxiliary waves, which are each focused on one of the optical surfaces. The auxiliary measuring structures in particular transform part of the measuring radiation to auxiliary shafts. In this case, one or more diffractive auxiliary measuring structures can be provided for each optical surface. According to one embodiment, the auxiliary measurement structures are formed as additional diffractive structures on a CGH as a waveform element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messvorrichtung mehrere Wellenformelemente oder ein Wellenformelement mit mehreren diffraktiven Strukturen zum Vermessen von jeweils einem Teilbereich mindestens einer der optischen Oberflächen auf. Insbesondere ist dabei die Auswerteeinrichtung zum Zusammensetzen von Teilmessungen zu einer Gesamtmessung der optischen Oberflächen ausgebildet. Insbesondere kann die Messvorrichtung zum Verwenden verschiedener, beispielsweise als CGH ausgebildeter Wellenformelemente zum aufeinanderfolgenden Vermessen von unterschiedlichen Teilbereichen einer oder mehrerer optischer Oberflächen ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Verschlusseinrichtung, z.B. mit einem oder mehreren Shuttern, vorgesehen sein, welche eine Messstrahlung nur für auswählbare Teilbereiche passieren lässt. Ein Zusammensetzen der Teilmessung zu einer Gesamtmessung der Oberflächen kann beispielsweise durch ein so genanntes Stitching erfolgen, welches z.B. in der WO 2005/114101 A1 beschrieben wird. Mit dieser Maßnahme lassen sich auch Oberflächen vermessen, bei denen sich die reflektierte Messstrahlung von zwei oder mehr Oberflächen zumindest teilweise kreuzt. In einem solchen Fall, welcher dem Fachmann auch als „Kaustik“ bekannt ist, kann der entsprechende Abschnitt des Interferenzmusters nicht mehr eindeutig einer optischen Fläche zugeordnet werden. Durch eine nacheinander erfolgende Vermessung von Teilbereichen kann ein solches Ineinanderlaufen der reflektierten Messstrahlung vermieden werden. Ferner lassen sich mit dieser Ausführungsform auch sehr große optische Oberflächen vollständig vermessen. According to a further embodiment, the measuring device has a plurality of waveform elements or a waveform element having a plurality of diffractive structures for measuring in each case a partial area of at least one of the optical surfaces. In particular, the evaluation device is designed to assemble partial measurements into an overall measurement of the optical surfaces. In particular, the measuring device can be designed to use different waveform elements designed, for example, as CGH, for successively measuring different partial regions of one or more optical surfaces. Alternatively or additionally, it is also possible to provide a closure device, eg with one or more shutters, which allows a measuring radiation to pass only for selectable partial regions. An assembly of the partial measurement to a total measurement of the surfaces can be done for example by a so-called stitching, which eg in the WO 2005/114101 A1 is described. With this measure, it is also possible to measure surfaces in which the reflected measuring radiation from two or more surfaces at least partially intersects. In such a case, which is also known to those skilled in the art as "caustic", the corresponding section of the interference pattern can no longer be unambiguously assigned to an optical surface. By successively measuring partial areas, it is possible to avoid such a convergence of the reflected measuring radiation. Furthermore, with this embodiment, even very large optical surfaces can be completely measured.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen erfolgt eine Vermessung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander mittels Hilfswellen, welche mit Hilfsmessstrukturen des Wellenformelements aus der Messstrahlung erzeugt werden. Die Hilfsmessstrukturen transformieren insbesondere einen Teil der Messstrahlung zu Hilfswellen. Gemäß einer Ausführungsvariante werden für jede optische Oberfläche eine oder mehrere Hilfswellen erzeugt. Die Hilfsmessstrukturen können als zusätzliche diffraktive Strukturmuster bei einem CGH als Wellenfrontelement bereitgestellt werden. In one embodiment of the method according to the invention for the interferometric shape measurement of optical surfaces, a measurement of the relative positioning of the optical surfaces relative to one another takes place by means of auxiliary waves, which are generated with auxiliary measurement structures of the waveform element from the measurement radiation. The auxiliary measuring structures in particular transform part of the measuring radiation to auxiliary shafts. According to an embodiment variant, one or more auxiliary shafts are generated for each optical surface. The auxiliary measurement structures can be provided as additional diffractive structure patterns in a CGH as wavefront element.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Formvermessung werden nacheinander mit verschiedenen Wellenformelementen oder verschiedenen diffraktiven Strukturen eines Wellenformelements jeweils Teilbereiche mindestens einer der optischen Oberflächen vermessen. Anschließend erfolgt ein Zusammensetzen von Teilmessungen zu einer Gesamtvermessung der optischen Oberflächen. Entsprechend zur korrespondierenden Ausführungsform der Messvorrichtung können beispielsweise nacheinander unterschiedliche CGHs für verschiedene Teilbereiche, eine Verschlussvorrichtung zum Blockieren der Messstrahlung für bestimmte Teilbereiche oder beides verwendet werden. Das Zusammensetzen von Teilmessungen erfolgt vorzugsweise durch das oben erwähnte Stitching-Verfahren. According to one embodiment of the method for shape measurement, subsections of at least one of the optical surfaces are successively measured with different waveform elements or different diffractive structures of a waveform element. Subsequently, partial measurements are combined to form an overall measurement of the optical surfaces. Corresponding to the corresponding embodiment of the measuring device, different CGHs for different partial areas, a closure device for blocking the measuring radiation for specific partial areas, or both can be used successively, for example. The assembly of partial measurements is preferably carried out by the above-mentioned stitching method.

Ferner sind gemäß einer Ausführung des Verfahrens zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen die nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet. Insbesondere sind die optischen Oberflächen nebeneinander auf einer Seite des Substrats positioniert. Dabei können die optischen Oberflächen beispielsweise zur Reflexion einer Beleuchtungsstrahlung der Projektionsbelichtungsanlage ausgebildet sein und somit einen Doppelspiegel oder Mehrfachspiegel darstellen. Mit der Verwendung eines Substrats für mehrere Oberflächen wird eine besonders kompakte Bauweise realisiert. Further, according to an embodiment of the method for interferometric shape measurement of optical surfaces, the discontinuous optical surfaces are arranged on a common substrate. In particular, the optical surfaces are positioned side by side on one side of the substrate. In this case, the optical surfaces can be formed, for example, for reflection of an illumination radiation of the projection exposure apparatus and thus represent a double mirror or multiple mirror. With the use of a substrate for multiple surfaces, a particularly compact design is realized.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen jeweils auf separaten Substraten angeordnet. Somit lassen sich zum Beispiel auch zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Spiegel gleichzeitig vermessen, wie etwa zwei nebeneinander angeordnete Spiegel mit flachem Einstrahlwinkel für ein Projektionsobjektiv der EUV-Mikrolithographie. Dabei wird neben der jeweiligen Form auch die relative Lage zueinander bestimmt. According to an alternative embodiment, the non-contiguous optical surfaces are each arranged on separate substrates. Thus, for example, two or more mirrors arranged next to one another can be measured simultaneously, such as two mirrors arranged side by side with a flat angle of incidence for a projection objective of EUV microlithography. In addition to the respective shape, the relative position to each other is determined.

Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß dem ersten Aspekt und der Messvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt angegebenen Merkmale können entsprechend auf das jeweilige erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt übertragen werden und umgekehrt. Weiterhin können die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf die erfindungsgemäße Messvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung übertragen werden und umgekehrt. 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 variants, etc. of the inventive measuring arrangement according to the first aspect and the measuring device according to the second aspect specified features can be transferred to the respective inventive method according to the first aspect or the second aspect and vice versa. Furthermore, with regard to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or variants, etc. of the method according to the invention and the inventive measuring arrangement according to the first aspect of the invention can be transferred to the measuring device according to the invention and the method according to the invention according to the second aspect of the invention and vice versa. These and other features of the embodiments according to the invention are explained in the description of the figures and the claims. 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 whose protection is possibly claimed only during or after pending the application.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief 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 zeigt: 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. It shows:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Projektionsobjektivs für die Mikrolithographie mit in Modulen angeordneten optischen Elementen in einer schematischen Veranschaulichung, 1 an embodiment of a projection lens for microlithography with arranged in modules optical elements in a schematic illustration,

2 eine Wellenfrontmessvorrichtung für ein abbildendes optisches System in einer schematischen Veranschaulichung, 2 a wavefront measuring device for an imaging optical system in a schematic illustration,

3 ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit einem im Strahlengang nach einem Modul angeordneten Anpassungsmodul in einer schematischen Veranschaulichung, 3 An embodiment of a measuring arrangement with a arranged in the beam path after a module adaptation module in a schematic illustration,

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit einem im Strahlengang nach einem Modul angeordneten Anpassungsmodul in einer schematischen Veranschaulichung, 4 1 shows a further exemplary embodiment of a measuring arrangement with a matching module arranged in the beam path after a module in a schematic illustration,

5 ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit einem im Strahlengang vor einem Modul angeordneten Anpassungsmodul in einer schematischen Veranschaulichung, 5 an embodiment of a measuring arrangement with a arranged in the beam path in front of a module adaptation module in a schematic illustration,

6 ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit im Strahlengang vor und nach einem Modul angeordneten Messmodulen in einer schematischen Veranschaulichung, 6 An embodiment of a measuring arrangement with arranged in the beam path before and after a module measuring modules in a schematic illustration,

7 ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit zwei im Strahlengang nacheinander angeordneten diffraktiven Strukturmustern in einer schematischen Veranschaulichung, 7 an embodiment of a measuring arrangement with two successively arranged in the beam path diffractive structural patterns in a schematic illustration,

8 ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit zwei im Strahlengang einander überlagernd angeordneten diffraktiven Strukturmustern in einer schematischen Veranschaulichung, 8th 1 shows an exemplary embodiment of a measuring arrangement with two diffractive structural patterns superimposed on one another in the beam path, in a schematic illustration,

9 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur interferometrischen Formvermessung von optischen Oberflächen in einer schematischen Veranschaulichung, 9 an embodiment of a measuring device for interferometric Shape measurement of optical surfaces in a schematic illustration,

10 das Ausführungsbeispiel nach 9 mit Hilfswellen zur Bestimmung einer relativen Position der optischen Oberflächen zueinander in einer schematischen Veranschaulichung, 10 the embodiment according to 9 with auxiliary shafts for determining a relative position of the optical surfaces to each other in a schematic illustration,

11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur interferometrischen Formvermessung von verschiedenen Teilbereichen optischer Oberflächen in einer schematischen Veranschaulichung, sowie 11 a further embodiment of a measuring device for interferometric shape measurement of different portions of optical surfaces in a schematic illustration, and

12 das Ausführungsbeispiel nach 9 bei einer gleichzeitigen Vermessung von optischen Oberflächen zweier optischer Elemente. 12 the embodiment according to 9 with a simultaneous measurement of optical surfaces of two optical elements.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele Detailed 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. Zur Erleichterung der Beschreibung ist in einigen Zeichnungen ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. 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. To facilitate the description, in some drawings a Cartesian xyz coordinate system is given, from which the respective positional relationship of the components shown in the figures results.

Die 1 bis 8 veranschaulichen einen ersten Aspekt der Erfindung. 1 zeigt ein Projektionsobjektiv 10 einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie in einer schematischen Darstellung. Das Projektionsobjektiv 10 bildet ein Muster einer Maske bzw. eines Retikels 12 auf eine strahlungsempfindliche Beschichtung eines Wafers 14 ab. Dazu sind das Muster des Retikels 12 in einer Objektebene und die strahlungsempfindliche Beschichtung des Wafers 14 in einer Bildebene des Projektionsobjektivs 10 angeordnet. Das Projektionsobjektiv 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel für die Mikrolithographie mit EUV-Strahlung (extrem ultraviolette Strahlung) mit einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von ungefähr 13,5 nm oder ungefähr 6,8 nm ausgebildet und enthält daher lediglich in Reflexion betriebene optische Elemente. Auch am Retikel 12 wird die von einem nicht dargestellten Beleuchtungssystem bereitgestellte EUV-Strahlung reflektiert. In alternativen Ausführungen können, insbesondere bei einer Belichtungsstrahlung in einem längerwelligen Spektralbereich, auch in Transmission verwendete optische Elemente, wie Linsen oder Prismen, oder auch ein Transmissions-Retikel zum Einsatz kommen. The 1 to 8th illustrate a first aspect of the invention. 1 shows a projection lens 10 a projection exposure system for microlithography in a schematic representation. The projection lens 10 forms a pattern of a mask or a reticle 12 on a radiation-sensitive coating of a wafer 14 from. These are the pattern of the reticle 12 in an object plane and the radiation-sensitive coating of the wafer 14 in an image plane of the projection lens 10 arranged. The projection lens 10 In this exemplary embodiment, microlithography is formed with EUV radiation (extreme ultraviolet radiation) with a wavelength of less than 100 nm, in particular a wavelength of approximately 13.5 nm or approximately 6.8 nm, and therefore contains only reflection-driven optical elements , Also on the reticle 12 the EUV radiation provided by an illumination system, not shown, is reflected. In alternative embodiments, optical elements used in transmission, such as lenses or prisms, or even a transmission reticle can be used, in particular in the case of exposure radiation in a longer-wavelength spectral range.

Das Projektionsobjektiv 10 umfasst sechs Spiegel E1, E2, E3, E4, E5 und E6, welche ausgehend vom Retikel 12 nacheinander in einem Strahlengang 16 des Projektionsobjektivs 10 angeordnet sind. In 1 ist exemplarisch der Strahlengang 16 für einen Feldpunkt des Retikels 12 dargestellt. Der Spiegel E1 weist eine konkave Spiegelfläche auf und ist zusammen mit dem im Wesentlichen planen Spiegel E2 in einem ersten Modul M1 angeordnet. Weiterhin ist der Spiegel E3 mit einer konvexen Spiegelfläche zusammen mit dem konkaven Spiegel E4 in einem zweiten Modul M2 und der konvexe Spiegel E5 zusammen mit dem konkaven Spiegel E6 in einem dritten Modul M3 angeordnet. Die Module M1, M2 und M3 enthalten somit jeweils im Strahlengang 16 aufeinanderfolgende optische Elemente. The projection lens 10 comprises six mirrors E1, E2, E3, E4, E5 and E6 which originate from the reticle 12 one after the other in a beam path 16 of the projection lens 10 are arranged. In 1 is an example of the beam path 16 for a field point of the reticle 12 shown. The mirror E1 has a concave mirror surface and is arranged together with the substantially planar mirror E2 in a first module M1. Furthermore, the mirror E3 with a convex mirror surface is arranged together with the concave mirror E4 in a second module M2 and the convex mirror E5 together with the concave mirror E6 in a third module M3. The modules M1, M2 and M3 thus each contain in the beam path 16 successive optical elements.

Jedes Modul M1, M2, M3 lässt sich einzeln aus dem Projektionsobjektiv 10 entnehmen und wieder einsetzen. Mit entsprechenden Stellvorrichtungen ist neben einer Justage der einzelnen Spiegel E1, E2, E3, E4, E5, E6 auch eine Justage der einzelnen Module M1, M2, M3, jeweils als Ganzes, möglich. Auf diese Weise lassen sich einerseits optische Eigenschaften des Projektionsobjektivs 10 durch einen Austausch eines oder mehrerer Module M1, M2, M3 schnell an geänderte Anforderung anpassen. Andererseits ist für eine Nachbearbeitung eines der optischen Elemente des Projektionsobjektivs 10 zur Korrektur von Abbildungsfehlern lediglich eine Entnahme und ein eventuelles Zerlegen des entsprechenden Moduls M1, M2 oder M3 notwendig. Each module M1, M2, M3 can be individually from the projection lens 10 remove and insert again. With appropriate adjusting devices in addition to an adjustment of the individual mirrors E1, E2, E3, E4, E5, E6 and an adjustment of the individual modules M1, M2, M3, each as a whole, possible. In this way, on the one hand optical properties of the projection lens can be 10 quickly adapt to changing requirements by replacing one or more modules M1, M2, M3. On the other hand, for post-processing, one of the optical elements of the projection lens 10 for the correction of aberrations only a removal and a possible disassembly of the corresponding module M1, M2 or M3 necessary.

Die beschriebenen Module M1, M2, M3 stellen nur Beispiele für mögliche Module dar. In anderen Ausführungsbeispielen des Projektionsobjektivs 10 können Module mehr als zwei optische Elemente, wie beispielsweise drei oder vier optische Elemente, enthalten. Je nach Aufbau kann das Projektionsobjektiv 10 weiterhin auch weniger oder mehr als drei Module und insbesondere auch von keinem Modul umfasste optische Elemente enthalten. Ferner ist ein modularer Aufbau von anderen Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ebenfalls möglich, wie beispielsweise ein modular aufgebautes Beleuchtungssystem zum Beleuchten der Maske. The described modules M1, M2, M3 are only examples of possible modules. In other embodiments of the projection lens 10 For example, modules may contain more than two optical elements, such as three or four optical elements. Depending on the structure, the projection lens 10 furthermore also contain fewer or more than three modules and, in particular, optical elements not covered by any module. Furthermore, a modular construction of other components of a microlithographic projection exposure apparatus is also possible, such as a modular illumination system for illuminating the mask.

Bei der Herstellung von optischen Modulen oder der Nachbearbeitung einzelner Module bzw. in einem Modul enthaltener optischer Elemente ist eine sehr präzise Vermessung der optischen Eigenschaften des jeweiligen Moduls notwendig. Insbesondere müssen Abweichungen von einer gewünschten Wellenfrontänderung durch das Modul hochgenau bestimmt werden. Eine solche Vermessung der Wellenfrontfehler des Moduls lässt sich mit den bekannten Vorrichtungen zur Vermessung von Projektionsobjektiven in der Regel nicht ohne weiteres durchführen, da die einzelnen Module im Allgemeinen kein abbildendes optisches System darstellen. In the manufacture of optical modules or the post-processing of individual modules or optical elements contained in a module, a very precise measurement of the optical properties of the respective module is necessary. In particular, deviations from a desired wavefront change by the module must be determined with high accuracy. Such a measurement of the wavefront error of the module can be with the As a rule, it is not easy to carry out known devices for measuring projection objectives since the individual modules generally do not represent an imaging optical system.

In 2 wird schematisch eine bekannte Wellenfrontmessvorrichtung 20 zur Vermessung einer abbildenden Optik 22 veranschaulicht. Die Wellenfrontmessvorrichtung 20 ist als ein auf phasenschiebener Interferometrietechnik beruhendes Scher-Interferometer ausgebildet und eignet sich beispielsweise zur sehr präzisen Bestimmung von Abbildungsfehlern eines Projektionsobjektivs oder einer anderen abbildenden Optik 22 der Mikrolithographie. Die Wellenfrontmessvorrichtung 20 enthält eine nicht dargestellte Strahlungsquelle, welche eine elektromagnetische Messstrahlung 24 bereitstellt. Die Wellenlänge der Messstrahlung 24 entspricht vorzugsweise der Wellenlänge der beim Betrieb des abbildenden optischen Systems 22 verwendeten Strahlung. Insbesondere dient EUV-Strahlung als Messstrahlung 24. Es kann aber auch eine Messstrahlung mit einer anderen Wellenlänge im sichtbaren oder nicht sichtbaren Spektralbereich bereitgestellt werden. In 2 schematically becomes a known wavefront measuring device 20 for measuring an imaging optics 22 illustrated. The wavefront measuring device 20 is designed as a shear interferometer based on phase-shifting interferometry technology and is suitable, for example, for the very precise determination of aberrations of a projection objective or another imaging optic 22 microlithography. The wavefront measuring device 20 contains a radiation source, not shown, which is an electromagnetic measuring radiation 24 provides. The wavelength of the measuring radiation 24 preferably corresponds to the wavelength of the operation of the imaging optical system 22 used radiation. In particular, EUV radiation serves as measuring radiation 24 , However, it is also possible to provide a measuring radiation with a different wavelength in the visible or invisible spectral range.

Weiterhin enthält die Wellenfrontmessvorrichtung 20 eine in der Objektebene des abbildenden Optik 22 angeordnete Öffnung einer Lochblende 26 und ein in der Bildebene des abbildenden Systems 22 angeordnetes Schergitter 28. Anstelle der Lochblende 26 kann auch ein Pinhole-Raster oder eine Kohärenzmaske eingesetzt werden. Die Messstrahlung 24 durchtritt die Öffnung der Lochblende 26 und breitet sich danach mit einer sphärischen Wellenfront aus. Von der abbildenden Optik 22 wird die Messstrahlung 24 auf das Schergitter 28 abgebildet. Das Schergitter 28 stellt ein phasenschiebendes Beugungsgitter dar. Hinter dem Schergitter 28 ist ein Detektor 30 der Wellenfrontmessvorrichtung 20 angeordnet. Durch ein laterales Bewegen des Schergitters 28 in x- oder y-Richtung werden am Detektor 30 Interferenzmuster erfasst, aus denen sich die Ortsableitung der Wellenfront in der betreffenden Bewegungsrichtung und daraus schließlich Bildfehlerinformationen der abbildenden Optik 22 hochgenau ermitteln lassen. Eine solche Wellenfrontmessvorrichtung wird beispielsweise in DE 103 16 123 A1 beschrieben. Furthermore, the wavefront measuring device contains 20 one in the object plane of the imaging optics 22 arranged opening of a pinhole 26 and one in the picture plane of the imaging system 22 arranged shear grid 28 , Instead of the pinhole 26 It is also possible to use a pinhole grid or a coherence mask. The measuring radiation 24 passes through the opening of the pinhole 26 and then spreads out with a spherical wavefront. From the imaging optics 22 becomes the measuring radiation 24 on the trellis 28 displayed. The shearing grate 28 represents a phase-shifting diffraction grating. Behind the shear grid 28 is a detector 30 the wavefront measuring device 20 arranged. By moving the shaving grate laterally 28 in the x or y direction are at the detector 30 Interference pattern detects, from which the local derivative of the wavefront in the relevant direction of movement and, ultimately, image error information of the imaging optics 22 can be determined with high accuracy. Such a wavefront measuring device is, for example, in DE 103 16 123 A1 described.

Eine Voraussetzung für eine Vermessung einer Optik mit der Wellenfrontmessvorrichtung 20 ist, dass die zu vermessende Optik die Öffnung der Lochblende 26 auf das Schergitter 28 abbildet. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist dies jedoch bei Modulen eines abbildenden optischen Systems, wie beispielweise den Modulen M1 bis M3 des Projektionsobjektivs 10 gemäß 1, in der Regel nicht der Fall. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele einer Messanordnung 40 zur Vermessung einer optischen Einheit, welche nicht geeignet ist, die Öffnung der Lochblende 26 auf das Schergitter 28 abzubilden, jeweils zusammen mit entsprechenden Verfahren beschrieben. Insbesondere ist die Messanordnung 40 zur Vermessung einer derartigen optischen Einheit konfiguriert, welche überhaupt keine abbildende Eigenschaft aufweist, sondern beispielsweise eine Optik mit defokussierender bzw. strahlaufweitender Wirkung ist. Die erfindungsgemäße Messanordnung 40 eignet sich daher zur jeweiligen Vermessung der einzelnen Module M1, M2 und M3 des Projektionsobjektivs 10 gemäß 1. A prerequisite for measuring an optic with the wavefront measuring device 20 is that the optics to be measured the opening of the pinhole 26 on the trellis 28 maps. As mentioned above, however, this is for modules of an imaging optical system, such as the modules M1 to M3 of the projection objective 10 according to 1 , usually not the case. In the following, various embodiments of a measuring arrangement 40 for measuring an optical unit which is not suitable, the opening of the pinhole 26 on the trellis 28 each depicted together with corresponding methods. In particular, the measuring arrangement 40 configured to measure such an optical unit, which has no imaging property at all, but for example, an optics with defokussierender or Strahlaufweitender effect. The measuring arrangement according to the invention 40 is therefore suitable for the respective measurement of the individual modules M1, M2 and M3 of the projection lens 10 according to 1 ,

3 veranschaulicht schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 40 zum Vermessen von Modul M1 des Projektionsobjektivs 10 gezeigt. Die Messanordnung 40 umfasst die Wellenfrontmessvorrichtung 20 nach 1. Alternativ kann auch jede andere auf phasenschiebender Interferometrie, z.B. Scher- oder Punktbeugungsinterferometrie, oder einer anderen Technik beruhende Wellenfrontmessvorrichtung für abbildende optische Systeme verwendet werden. Weiterhin umfasst die Messanordnung 40 ein Anpassungsmodul 42, welches zusammen mit einem zu vermessenden Modul M1 im Strahlengang 44 der Messstrahlung 24 angeordnet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Anpassungsmodul 42 im Strahlengang 44 nach dem Modul M1 angeordnet und enthält ein in Transmission betriebenes CGH 46 mit einem diffraktiven Strukturmuster 48. Das diffraktive Strukturmuster 48 des CGHs 46 und damit auch das Anpassungsmodul 42 sind derart ausgebildet und angeordnet, das die Öffnung der Lochblende 26 durch die Kombination der optischen Wirkung des zu vermessenden Moduls M1 und des Anpassungsmoduls 42 auf das Schergitter 28 abgebildet wird. Alternativ oder zusätzlich zum CGH 46 kann das Anpassungsmodul 42 in anderen Ausführungsbeispielen auch refraktive oder reflektive optische Elemente, wie etwa Linsen oder Spiegel, enthalten. 3 schematically illustrates a first embodiment of a measuring arrangement 40 for measuring module M1 of the projection objective 10 shown. The measuring arrangement 40 includes the wavefront measuring device 20 to 1 , Alternatively, any other optically imaging wavefront measuring device based on phase-shifting interferometry, eg, shear or point diffraction interferometry, or any other technique may also be used. Furthermore, the measuring arrangement comprises 40 an adaptation module 42 , which together with a module M1 to be measured in the beam path 44 the measuring radiation 24 is arranged. In this embodiment, the adaptation module is 42 in the beam path 44 arranged after the module M1 and contains a operated in transmission CGH 46 with a diffractive structural pattern 48 , The diffractive structural pattern 48 of the CGH 46 and thus also the adjustment module 42 are formed and arranged such that the opening of the pinhole 26 by the combination of the optical effect of the module M1 to be measured and the adaptation module 42 on the trellis 28 is shown. Alternatively or in addition to the CGH 46 can the adjustment module 42 In other embodiments, refractive or reflective optical elements, such as lenses or mirrors included.

Mit anderen Worten ergänzt das Anpassungsmodul 42 das zu vermessende Modul M1 zu einer abbildenden optischen Anordnung 50. Mit dem Modul M1 des Projektionsobjektivs 10 nach 1 als Beispiel eines zu vermessenden Moduls stellt das Anpassungsmodul 42 in seiner optischen Wirkung einen Ersatz bzw. eine Imitation der anderen Module M2 und M3 des Projektionsobjektivs 10 dar. Mit der Anordnung des Anpassungsmoduls 42 im Strahlengang 44 hinter dem zu vermessenden Modul M1 eignet sich dieses Ausführungsbeispiel somit besonders zur Vermessung von Modulen, welche im Strahlengang eines abbildenden Systems unmittelbar nach der Objektebene oder einer anderen Feldebene angeordnet sind. Bei einer Vermessung der optischen Anordnung 50 durch die Wellenfrontmessvorrichtung 20 wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Auswertungseinrichtung ein Wellenfrontfehler der optischen Anordnung 50 bestimmt. Hieraus lässt sich unter Berücksichtigung der bekannten optischen Eigenschaften des Anpassungsmoduls 42 bzw. des CGHs 46 wiederum ein Wellenfrontfehler des Moduls M1 sehr genau bestimmen. In other words, the adjustment module complements 42 the module M1 to be measured to an imaging optical arrangement 50 , With module M1 of the projection lens 10 to 1 as an example of a module to be measured provides the adjustment module 42 in its optical effect, a replacement or an imitation of the other modules M2 and M3 of the projection lens 10 dar. With the arrangement of the adaptation module 42 in the beam path 44 behind the module M1 to be measured, this embodiment is thus particularly suitable for measuring modules which are arranged in the beam path of an imaging system immediately after the object plane or another field plane. In a survey of the optical arrangement 50 through the wavefront measuring device 20 is by means of an evaluation device, not shown, a wavefront error of the optical arrangement 50 certainly. This can be under Consideration of the known optical properties of the adaptation module 42 or the CGH 46 again very accurately determine a wavefront error of the module M1.

In 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 40 mit einem im Strahlengang 44 nach einem zu vermessenden Modul M1 angeordneten Anpassungsmodul 42 dargestellt. Die Messanordnung 40 entspricht im Wesentlichen der Messanordnung nach 3. Anstelle eines in Transmission betriebenen CGHs sind aber in dem Anpassungsmodul 42 zwei in Reflexion betriebene CGHs 52, 54 mit jeweils einem diffraktiven Strukturmuster 48 enthalten. Die beiden CGHs 52, 54 sind im Strahlengang 44 nacheinander angeordnet. Alternativ kann das Anpassungsmodul 42 nur ein oder mehr als zwei in Reflexion verwendete CGHs enthalten. Die diffraktiven Strukturmuster 48 der CGHs 52, 54 sind derart konfiguriert, dass sie zusammen mit dem Modul M1 die Öffnung der Lochblende 26 auf das Schergitter 28 abbilden. Ferner können zusätzlich auch weitere diffraktive, reflektive oder refraktive optische Element, wie beispielweise in Transmission betriebene CGHs, Spiegel oder Linsen in dem Anpassungsmodul 42 vorgesehen sein. Mit einer Verwendung von CGHs in Reflexion lässt sich das Modul M1 auch mit einer EUV-Messstrahlung 24 vermessen. In 4 is another embodiment of a measuring arrangement 40 with one in the beam path 44 according to a module to be measured M1 arranged adjustment module 42 shown. The measuring arrangement 40 essentially corresponds to the measuring arrangement according to 3 , Instead of a CGH operated in transmission but are in the adaptation module 42 two CGHs operated in reflection 52 . 54 each with a diffractive structure pattern 48 contain. The two CGHs 52 . 54 are in the beam path 44 arranged one after the other. Alternatively, the adjustment module 42 contain only one or more than two CGHs used in reflection. The diffractive structural pattern 48 the CGHs 52 . 54 are configured so that they together with the module M1, the opening of the pinhole 26 on the trellis 28 depict. In addition, further diffractive, reflective or refractive optical elements, such as, for example, transmission-operated CGHs, mirrors or lenses in the adaptation module, may additionally be used 42 be provided. With the use of CGHs in reflection, the module M1 can also be used with an EUV measuring radiation 24 measured.

In 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 40 dargestellt. Die Messanordnung 40 unterscheidet sich von den vorherigen Messanordnungen durch eine andere Anordnung des Anpassungsmoduls 42 zur Vermessung eines Moduls M3. Das Modul M3 ist ein im Strahlengang eines abbildenden optischen Systems als letztes vor einer Bildebene oder einer anderen Feldebene angeordnetes Modul, beispielsweise das Modul M3 des Projektionsobjektivs 10 gemäß 1. Das Anpassungsmodul 42 ist im Strahlengang 44 der Wellenfrontmessvorrichtung 20 vor dem Modul M3 angeordnet. Es enthält ein in Transmission betriebenes CGH 46 mit einer diffraktiven Struktur 48. Die diffraktive Struktur 48 des CGHs 46 und damit auch das Anpassungsmodul 42 sind so konfiguriert und angeordnet, dass es zusammen mit dem Modul M3 eine abbildende optische Anordnung 50 darstellt. Die optische Anordnung 50 bildet insbesondere die Öffnung der Lochblende 26 auf das Schergitter 28 ab. Das Anpassungsmodul 42 ersetzt somit z.B. bei einer Vermessung des Moduls M3 des Projektionsobjektivs 10 durch seine optische Wirkung die Module M1 und M2. In anderen Ausführungen enthält das Anpassungsmodul 42 alternativ oder zusätzlich ein oder mehrere refraktive, reflektive oder in Reflexion betriebene diffraktive optische Elemente. In 5 is another embodiment of a measuring arrangement 40 shown. The measuring arrangement 40 differs from the previous measuring arrangements by a different arrangement of the adaptation module 42 for measuring a module M3. The module M3 is a module arranged in the beam path of an imaging optical system last before an image plane or another field plane, for example the module M3 of the projection objective 10 according to 1 , The adaptation module 42 is in the beam path 44 the wavefront measuring device 20 arranged in front of the module M3. It contains a CGH operated in transmission 46 with a diffractive structure 48 , The diffractive structure 48 of the CGH 46 and thus also the adjustment module 42 are configured and arranged to form an imaging optical arrangement with the module M3 50 represents. The optical arrangement 50 forms in particular the opening of the pinhole 26 on the trellis 28 from. The adaptation module 42 thus replaces, for example, with a measurement of the module M3 of the projection objective 10 by its optical effect the modules M1 and M2. In other embodiments, the adaptation module contains 42 alternatively or additionally one or more refractive, reflective or refractive diffractive optical elements.

6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 40 mit einem im Strahlengang 44 vor einem zu vermessenden Modul M2, wie etwa dem optischen Modul M2 des Projektionsobjektivs 10 gemäß 1, angeordneten ersten Anpassungsmodul in Gestalt eines ersten Messmoduls 56 und einem im Strahlengang 44 nach dem Modul M2 angeordneten zweiten Anpassungsmodul in Gestalt eines zweiten Messmoduls 58. Die Messmodule 56, 58 weisen jeweils ein in Transmission betriebenes CGH 46, 60 mit einem diffraktiven Strukturmuster 48 auf. Die diffraktiven Strukturen 48 der beiden CGHs 46, 60 und somit auch die beiden Messmodule 56, 58 sind derart konfiguriert, dass sie zusammen mit dem Modul M2 eine abbildende Anordnung 50 für die Öffnung der Lochblende 26 darstellen. Bei einer Vermessung des Moduls M2 des Projektionsobjektivs 10 gemäß 1 ersetzt somit das Messmodul 56 in seiner optischen Wirkung das Modul M1 und das Messmodul 58 in seiner optischen Wirkung das Modul M3. Die Messanordnung 40 eignet sich daher besonders für Module eines abbildenden optischen Systems, welche weder direkt vor oder direkt nach einer Feldebene des optischen Systems angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können in einem oder in beiden Messmodulen 56, 58 auch refraktive, reflektive oder in Reflexion betriebene diffraktive optische Elemente vorgesehen sein. 6 schematically shows an embodiment of a measuring arrangement 40 with one in the beam path 44 in front of a module M2 to be measured, such as the optical module M2 of the projection lens 10 according to 1 , arranged first adaptation module in the form of a first measuring module 56 and one in the beam path 44 after the module M2 arranged second adjustment module in the form of a second measuring module 58 , The measuring modules 56 . 58 each have a CGH operated in transmission 46 . 60 with a diffractive structural pattern 48 on. The diffractive structures 48 the two CGHs 46 . 60 and thus also the two measuring modules 56 . 58 are configured to form an imaging arrangement together with the module M2 50 for opening the pinhole 26 represent. When measuring the module M2 of the projection lens 10 according to 1 replaces the measuring module 56 in its optical effect, the module M1 and the measuring module 58 in its optical effect the module M3. The measuring arrangement 40 is therefore particularly suitable for modules of an imaging optical system, which are arranged neither directly before or directly after a field plane of the optical system. Alternatively or additionally, in one or both measurement modules 56 . 58 Also refractive, reflective or operated in reflection diffractive optical elements may be provided.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 40. Die Messanordnung 40 entspricht grundsätzlich der Messanordnung nach 6, sieht aber in dem Messmodul 58 zwei im Strahlengang 44 der Wellenfrontmessvorrichtung 20 hintereinander angeordnete CGHs 60, 62 mit jeweils einer diffraktiven Struktur 48 vor. Eine solche auch „Doppel-CGH“ bekannte Anordnung wird beispielsweise in der Patentanmeldung US 2012/0127481 A1 beschrieben. In einer alternativen Ausführung kann eine der diffraktiven Strukturen auf einer Seite und die andere der diffraktive Strukturen auf einer anderen Seite eines Substrats angeordnet sein. 7 shows a further embodiment of a measuring arrangement 40 , The measuring arrangement 40 basically corresponds to the measuring arrangement according to 6 but sees in the measurement module 58 two in the beam path 44 the wavefront measuring device 20 consecutively arranged CGHs 60 . 62 each with a diffractive structure 48 in front. Such a "double-CGH" known arrangement is, for example, in the patent application US 2012/0127481 A1 described. In an alternative embodiment, one of the diffractive structures may be disposed on one side and the other of the diffractive structures on another side of a substrate.

Ein Doppel-CGH ermöglicht eine gleichzeitige Änderung des Orts und der Richtung eines Messstrahls. Auf diese Weise lassen sich bei manchen zu vermessenden Modulen M2 eine abbildende Eigenschaft der optischen Anordnung 50 mit dem Anpassungsmodul und dem zu vermessenden Modul M2 besser erzielen. Beispielsweise kann bei einer Vermessung des Moduls M2 des Projektionsobjektivs 10 durch das Messmodul 58 mit den CGHs 60, 62 eine exakter an das zu ersetzende optische Modul M3 angepasste optische Wirkung erreicht werden. A double CGH allows a simultaneous change of the location and the direction of a measuring beam. In this way, in some modules M2 to be measured, an imaging property of the optical arrangement can be determined 50 achieve better with the adaptation module and the module M2 to be measured. For example, in a measurement of the module M2 of the projection lens 10 through the measuring module 58 with the CGHs 60 . 62 a precise optical effect adapted to the optical module M3 to be replaced can be achieved.

In weiteren Ausführungen ist ein Doppel-CGH in dem im Strahlengang 44 vor dem Modul M2 angeordneten Messmodul 56 oder in beiden Messmodulen 56, 58 vorgesehen. Weiterhin können auch zwei in Reflexion betriebene CGHs als Doppel-CGH verwendet werden. Zusätzlich zum Doppel-CGH können weitere refraktive, reflektive oder diffraktive optische Elemente in einem oder in beiden der Messmodule 56, 58 angeordnet sein. In further embodiments, a double-CGH is in the beam path 44 arranged in front of the module M2 measuring module 56 or in both measuring modules 56 . 58 intended. Furthermore, two CGHs operated in reflection can also be used as double CGHs. In addition to double CGH, other refractive, reflective, or diffractive ones may be used optical elements in one or both of the measuring modules 56 . 58 be arranged.

In 8 wird weiterhin ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 40 gemäß 6 mit jeweils einem komplex kodierten CGH 64 bzw. 66 in den Messmodulen 56 und 58 und einer zweiten Lochblende 68 dargestellt. Jedes der komplex kodierten CGHs 64, 66 enthält zwei im Strahlengang 44 einander überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster 70. Die diffraktiven Strukturmuster 70 sind insbesondere einander überlagernd in einer Ebene der CGHs 64, 66 angeordnet. Solche komplex kodierten CGHs werden z.B. in der DE 10 2012 217 800 A1 beschrieben. Die Messstrahlung 44 von der Öffnung der Lochblende 26 wird durch eine der diffraktive Strukturen der CGHs 64, 66 transformiert, während eine Messstrahlung 72 von der Öffnung der zweiten Lochblende 68 durch die andere diffraktive Struktur der CGHs 64 und 66 transformiert wird. Auf diese Weise stellen die Messmodule 56 und 58 zusammen mit dem Modul M2 eine optische Anordnung 50 dar, die gleichzeitig die Öffnung der erste Lochblende 26 und die Öffnung der zweite Lochblende 68 auf das Schergitter 28 abbilden. Es lassen sich damit zwei Feldpunkte der Objektebene der optischen Anordnung 50 simultan vermessen. In 8th continues to be an embodiment of a measuring arrangement 40 according to 6 each with a complex coded CGH 64 respectively. 66 in the measuring modules 56 and 58 and a second pinhole 68 shown. Each of the complex coded CGHs 64 . 66 contains two in the beam path 44 superimposed arranged diffractive pattern structure 70 , The diffractive structural pattern 70 in particular are superimposed on each other in a plane of the CGHs 64 . 66 arranged. Such complex coded CGHs are eg in the DE 10 2012 217 800 A1 described. The measuring radiation 44 from the opening of the pinhole 26 is due to one of the diffractive structures of the CGHs 64 . 66 transformed while a measuring radiation 72 from the opening of the second pinhole 68 through the other diffractive structure of the CGHs 64 and 66 is transformed. In this way, the measurement modules 56 and 58 together with the module M2 an optical arrangement 50 at the same time the opening of the first pinhole 26 and the opening of the second pinhole 68 on the trellis 28 depict. It can thus be two field points of the object plane of the optical arrangement 50 simultaneously measured.

In anderen Ausführungen kann entsprechend zur Messvorrichtung nach 3 lediglich ein Anpassungsmodul 42 mit einem komplex kodierten CGH vor einem zu vermessenden Modul M3, oder analog zur Messvorrichtung nach 5 ein Anpassungsmodul mit einem komplex kodierten CGH nach einem zu vermessenden Modul M1 vorgesehen sein. Auch können zusätzlich zu den komplex kodierten CGHs 64, 66 weitere refraktive, reflektive oder diffraktive optische Elemente in einem oder in beiden der Messmodule 56, 58 oder in einem Anpassungsmodul 42 vor oder hinter dem zu vermessenden optischen Modul angeordnet sein. In other embodiments, according to the measuring device according to 3 just an adjustment module 42 with a complex coded CGH in front of a module M3 to be measured, or analogously to the measuring device according to FIG 5 an adaptation module with a complex coded CGH may be provided after a module M1 to be measured. Also, in addition to the complex coded CGHs 64 . 66 further refractive, reflective or diffractive optical elements in one or both of the measuring modules 56 . 58 or in an adjustment module 42 be arranged in front of or behind the optical module to be measured.

Mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen für eine Messanordnung und ein Verfahren lässt sich nacheinander eine Vermessung aller optischen Module eines abbildenden optischen Systems, beispielsweise in Gestalt des Projektionsobjektivs 10, durchführen. Gemäß einer Ausführung der Erfindung umfasst eines der beschriebenen Verfahren ein Bestimmen von Wellenfrontfehlern eines gesamten abbildenden optischen Systems auf Grundlage der für jedes Modul des optischen Systems bestimmten Wellenfrontfehler. Analog umfasst ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung eine entsprechend ausgebildete Auswertungseinrichtung zur Bestimmung von Wellenfrontfehlern des abbildenden optischen Systems anhand der Messergebnisse für jedes einzelne Modul des optischen Systems. With the exemplary embodiments described for a measuring arrangement and a method, it is possible to successively measure all optical modules of an imaging optical system, for example in the form of the projection objective 10 , carry out. According to an embodiment of the invention, one of the described methods comprises determining wavefront errors of an entire imaging optical system based on the wavefront errors determined for each module of the optical system. Analogously, an exemplary embodiment of a measuring arrangement comprises a correspondingly designed evaluation device for determining wavefront errors of the imaging optical system on the basis of the measurement results for each individual module of the optical system.

Die folgenden 9 bis 12 betreffen Ausführungsbeispiele einer Messvorrichtung und eines Verfahrens zur interferometrischen Formvermessung von optischen Oberflächen gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung. Die Ausführungsbeispiele einer Messvorrichtung werden jeweils zusammen mit Ausführungsbeispielen eines korrespondierenden Verfahrens beschrieben. The following 9 to 12 relate to embodiments of a measuring device and a method for interferometric shape measurement of optical surfaces according to a second aspect of the invention. The exemplary embodiments of a measuring device are described in each case together with exemplary embodiments of a corresponding method.

9 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 100 zur interferometrischen Formvermessung von optischen Oberflächen dar. Insbesondere eignet sich die Messvorrichtung 100 zur gleichzeitigen Vermessung von mindestens zwei auf einem gemeinsamen Substrat 106 nebeneinander angeordneten optischen Oberflächen 102 und 104. Neben einer Abweichung der tatsächlichen Form der jeweiligen Oberfläche 102 bzw. 104 von einer Sollform lässt sich auch die relative räumliche Lage der Oberflächen 102 und 104 zueinander bestimmen. Die auf demselben Substrat 106 angeordneten optischen Oberflächen 102 und 104 können beispielsweise die Funktion zweier Spiegelelemente eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie übernehmen. 9 illustrates a first embodiment of a measuring device 100 for the interferometric shape measurement of optical surfaces. In particular, the measuring device is suitable 100 for the simultaneous measurement of at least two on a common substrate 106 juxtaposed optical surfaces 102 and 104 , In addition to a deviation of the actual shape of the respective surface 102 respectively. 104 From a desired shape can also be the relative spatial position of the surfaces 102 and 104 determine each other. The on the same substrate 106 arranged optical surfaces 102 and 104 For example, assume the function of two mirror elements of a projection lens of a projection exposure system for EUV microlithography.

Die Messvorrichtung 100 enthält ein Interferometer 108 mit einem Fizeau-Element 110. Der Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Fizeau-Interferometers sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere umfasst das Interferometer 108 eine Strahlungsquelle zur Erzeugung einer für eine interferometrische Messung ausreichend kohärenten elektromagnetischen Beleuchtungsstrahlung 112. Dazu kann beispielsweise ein Laser, z.B. ein Helium-Neon-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 633 nm vorgesehen sein. Die Beleuchtungsstrahlung 112 kann auch eine andere Wellenlänge im sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung aufweisen. The measuring device 100 contains an interferometer 108 with a Fizeau element 110 , The structure and operation of such a Fizeau interferometer are known in the art. In particular, the interferometer includes 108 a radiation source for generating a sufficiently coherent for an interferometric measurement electromagnetic illumination radiation 112 , For this example, a laser, such as a helium-neon laser with a wavelength of about 633 nm may be provided. The illumination radiation 112 may also have a different wavelength in the visible or non-visible wavelength range of electromagnetic radiation.

Die Beleuchtungsstrahlung 112 wird beispielsweise durch einen Kollimator zu einem kollimierten Strahl mit einer im Wesentlichen ebenen Wellenfront ausgebildet. In alternativen Ausführungen kann auch ein divergenter oder konvergenter Strahl mit einer sphärischen Wellenfront erzeugt werden. Der kollimierte Strahl trifft auf das Fizeau-Element 110. Von einer Fizeau-Fläche des Fizeau-Elements 110 wird ein Anteil der Beleuchtungsstrahlung in Form einer Referenzwelle 114 zurückreflektiert. Ein das Fizeau-Element 110 durchlaufender Anteil der Beleuchtungsstrahlung 112 breitet sich als Prüfstrahlung 116 weiter entlang der optischen Achse 118 des Interferometers 108 aus und trifft auf ein Wellenformelement 120 auf. Mittels des Wellenformelements 120 wird aus auftreffender Prüfstrahlung 116 eine Messstrahlung 117 erzeugt wird, welche sich aus zwei Messwellen 128 und 130 zusammensetzt. Nach einer Wechselwirkung mit den im Strahlengang der Messwellen 128 und 130 angeordneten optischen Oberflächen 102 bzw. 104 und anderen im Strahlengang vorgesehenen optischen Elementen läuft die Messstrahlung 117 durch das Fizeau-Element 110 in das Interferometer 108 zurück und wird dort mit der Referenzwelle 114 überlagert. Ein dadurch bei einer Erfassungsebene erzeugtes Interferogramm wird beispielsweise durch einen CCD-Sensor einer Interferometerkamera erfasst. In alternativen Ausführungsbeispielen kann als Interferometer auch ein Michelson-, ein Twyman-Green-Interferometer oder ein anderer geeigneter Interferometertyp verwendet werden. The illumination radiation 112 For example, it is formed by a collimator into a collimated beam having a substantially planar wavefront. In alternative embodiments, a divergent or convergent beam with a spherical wavefront can also be generated. The collimated beam hits the Fizeau element 110 , From a Fizeau surface of the Fizeau element 110 a proportion of the illumination radiation is in the form of a reference wave 114 reflected back. A Fizeau element 110 continuous portion of the illumination radiation 112 spreads as test radiation 116 further along the optical axis 118 of the interferometer 108 and hits a waveform feature 120 on. By means of the waveform element 120 becomes of incident test radiation 116 a measuring radiation 117 is generated, which consists of two measuring waves 128 and 130 composed. After an interaction with those in the beam path of the measuring waves 128 and 130 arranged optical surfaces 102 respectively. 104 and other optical elements provided in the beam path, the measuring radiation passes 117 through the Fizeau element 110 into the interferometer 108 back and will be there with the reference wave 114 superimposed. An interferogram generated thereby at a detection plane is detected, for example, by a CCD sensor of an interferometer camera. In alternative embodiments, the interferometer may also be a Michelson, a Twyman-Green interferometer, or another suitable type of interferometer.

Das Wellenformelement 120 enthält eine erste diffraktive Struktur 122 und eine zweite diffraktive Struktur 124, und ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein CGH 126 ausgebildet. Dabei sind die erste und die zweite diffraktive Struktur 122, 124 in einer Ebene nebeneinander in dem CGH 126 angeordnet. In alternativen Ausführungen können auch mehr als zwei diffraktive Strukturen nebeneinander in einer Ebene eines CGHs angeordnet oder ein komplex kodiertes CGH mit zwei oder mehr in einer Ebene einander überlagernd angeordnete diffraktive Strukturen als Wellenformelement vorgesehen sein. The waveform feature 120 contains a first diffractive structure 122 and a second diffractive structure 124 , and is in this embodiment as a CGH 126 educated. Here are the first and the second diffractive structure 122 . 124 in a plane next to each other in the CGH 126 arranged. In alternative embodiments, more than two diffractive structures can be arranged next to one another in a plane of a CGH, or a complex coded CGH with two or more diffractive structures arranged one above the other in a plane can be provided as the waveform element.

Die erste diffraktive Struktur 122 ist derart konfiguriert, dass sie aus einem Anteil der auftreffenden Prüfstrahlung 116 eine auf die erste optische Oberfläche 102 gerichtete erste Messwelle 128 mit einer an eine Sollform der ersten Oberfläche 102 angepassten Wellenfront erzeugt. Entsprechend ist die zweite diffraktive Struktur 124 zur Erzeugung einer auf die zweite optische Oberfläche 104 gerichteten zweiten Messwelle 130 in Form einer Messwelle mit einer an eine Sollform der zweiten Oberfläche 104 angepassten Wellenfront aus einem anderen Anteil der auf das Wellenformelement 120 auftreffenden Prüfstrahlung 116 ausgebildet. Dabei erfolgt die Anpassung der Wellenfronten derart, dass die Wellenfronten der Messwellen 128 und 130 jeweils am Ort der optischen Oberflächen 102 und 104 der jeweiligen Sollform der Oberflächen 102 und 104 entsprechen. Auf diese Weise wird für die erste und die zweite optische Oberfläche 102 bzw. 104 jeweils eine Nulloptik realisiert, bei der eine Oberfläche in Sollform die Messwelle 128 bzw. 130 in sich zurückreflektieren würde. Zur gleichzeitigen Vermessung von mehr als zwei Oberflächen können in weiteren Ausführungen der Messvorrichtung zusätzliche diffraktive Strukturen auf dem CGH 126 oder einem komplex kodierten CGH vorgesehen sein, welche jeweils zu einer entsprechenden Anpassung der Messstrahlung 117 für eine weitere optische Oberfläche konfiguriert sind. The first diffractive structure 122 is configured to be a fraction of the incident test radiation 116 one on the first optical surface 102 directed first measuring wave 128 with a to a desired shape of the first surface 102 adapted wavefront generated. Accordingly, the second diffractive structure 124 for generating one on the second optical surface 104 directed second measuring shaft 130 in the form of a measuring shaft with a to a desired shape of the second surface 104 matched wavefront from another portion of the on the waveform element 120 incident test radiation 116 educated. The adaptation of the wavefronts takes place in such a way that the wavefronts of the measuring waves 128 and 130 each at the location of the optical surfaces 102 and 104 the respective desired shape of the surfaces 102 and 104 correspond. In this way, for the first and the second optical surface 102 respectively. 104 each realized a zero optic, in which a surface in nominal form the measuring shaft 128 respectively. 130 would reflect back in itself. For simultaneous measurement of more than two surfaces, additional embodiments of the measuring device may have additional diffractive structures on the CGH 126 or a complex coded CGH be provided, which in each case to a corresponding adjustment of the measuring radiation 117 are configured for another optical surface.

Das Substrat 106 mit den zu vermessenden optischen Oberflächen 102 und 104 wird mittels einer nicht dargestellten Haltevorrichtung im Strahlengang der Prüfstrahlung 116 angeordnet. Von den optischen Oberflächen 102 und 104 wird die jeweilige Messwelle 128 bzw. 130 zurückreflektiert, durchläuft wiederum das einstückige Wellenformelement 120 und wird anschließend in dem Interferometer 108 durch Überlagerung mit der Referenzwelle 114 vermessen. Dabei entsteht in einer Erfassungsebene für jede der Oberflächen 102 und 104 bei einer Abweichung von der jeweiligen Sollform ein Interferogramm, welches beispielsweise von einem CCD-Sensor einer nicht dargestellten Interferometerkamera erfasst wird. The substrate 106 with the optical surfaces to be measured 102 and 104 is by means of a holding device, not shown in the beam path of the test radiation 116 arranged. From the optical surfaces 102 and 104 becomes the respective measuring wave 128 respectively. 130 reflected back, in turn, passes through the one-piece waveform element 120 and then in the interferometer 108 by superposition with the reference wave 114 measured. This results in a detection plane for each of the surfaces 102 and 104 in the case of a deviation from the respective desired form, an interferogram which is detected, for example, by a CCD sensor of an interferometer camera, not shown.

Neben einer gleichzeitigen Formvermessung der beiden optischen Oberflächen 102 und 104 erfolgt durch die Messvorrichtung 100 zusätzlich eine Vermessung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen 102 und 104 zueinander. Diese wird nachstehend mit Bezug auf 10 näher beschrieben. Mit einer Auswerteeinrichtung 158 erfolgt schließlich eine Bestimmung der jeweiligen Form der Oberflächen 102 und 104 sowie deren relativen Lage zueinander. Dafür verwendet die Auswerteeinrichtung 158 die erfassten Interferogramme und einen gemessenen relativen Positionswert der optischen Oberflächen 102 und 104 zueinander für mindestens einen Starrkörperfreiheitsgrad. Alternativ kann auch eine Speicherung der erfassten Interferogramme und des Positionswerts für eine spätere Auswertung oder eine Übermittlung an eine externe Auswerteeinrichtung erfolgen. In addition to a simultaneous shape measurement of the two optical surfaces 102 and 104 done by the measuring device 100 in addition, a measurement of the relative positioning of the optical surfaces 102 and 104 to each other. This will be described below with reference to 10 described in more detail. With an evaluation device 158 Finally, a determination of the respective shape of the surfaces 102 and 104 and their relative position to each other. The evaluation device uses this 158 the detected interferograms and a measured relative positional value of the optical surfaces 102 and 104 to each other for at least one rigid body degree of freedom. Alternatively, it is also possible to store the detected interferograms and the position value for later evaluation or transmission to an external evaluation device.

10 zeigt das Ausführungsbeispiel nach 9 mit Hilfswellen 132 und 136 zur Bestimmung einer relativen Position der optischen Oberflächen 102 und 104 zueinander. Zur Erzeugung einer ersten Hilfswelle 132 ist in dem CGH 126 des Wellenformelements 120 neben den diffraktiven Strukturen 122 und 124 eine erste Hilfsmessstruktur 134 angeordnet. Die erste Hilfsmessstruktur 134 enthält ein diffraktives Strukturmuster, welches derart konfiguriert ist, dass es aus einem Anteil der auftreffenden Prüfstrahlung 116 die auf einen Sollpunkt 140 der ersten Oberfläche 102 fokussierte erste Hilfswelle 132 erzeugt. 10 shows the embodiment according to 9 with auxiliary shafts 132 and 136 for determining a relative position of the optical surfaces 102 and 104 to each other. For generating a first auxiliary shaft 132 is in the CGH 126 of the waveform element 120 next to the diffractive structures 122 and 124 a first auxiliary measuring structure 134 arranged. The first auxiliary measuring structure 134 contains a diffractive structure pattern which is configured such that it consists of a portion of the incident test radiation 116 the to a set point 140 the first surface 102 focused first auxiliary wave 132 generated.

Weiterhin ist in dem CGH 126 neben den diffraktiven Strukturen 122 und 124 und der ersten Hilfsmessstruktur 134 eine zweite Hilfsmessstruktur 138 angeordnet. Die zweite Hilfsmessstruktur 138 enthält ein diffraktives Strukturmuster, welches derart ausgebildet ist, dass es aus einem Anteil der auftreffenden Prüfstrahlung 116 eine auf einen Sollpunkt 142 der zweiten Oberfläche 104 fokussierte zweite Hilfswelle 136 erzeugt. Furthermore, in the CGH 126 next to the diffractive structures 122 and 124 and the first auxiliary measuring structure 134 a second auxiliary measuring structure 138 arranged. The second auxiliary measuring structure 138 contains a diffractive structure pattern, which is designed such that it consists of a proportion of the incident test radiation 116 one to a set point 142 the second surface 104 focused second auxiliary wave 136 generated.

Nach einer Rückreflexion der Hilfswellen 132 und 136 bei den jeweiligen Punkten 140 und 142 der optischen Oberflächen 102 und 104 werden diese in dem Interferometer 108 durch Überlagerung mit der Referenzwelle 114 interferometrisch vermessen. Mit Hilfe der Auswerteeinheit wird sehr genau eine Abweichung der optischen Oberfläche 102 bzw. 104 am jeweiligen Punkt 140 bzw. 142 von dem Sollfokuspunkt vermessen. Zusammen mit den durch die Hilfsmessstrukturen 134 und 138 jeweils festgelegten Winkeln zwischen der optischen Achse 118 des Interferometers 108 und den Ausbreitungsrichtungen der Hilfswellen 132 und 136 wird beispielsweise die relative z-Koordinate der optischen Oberflächen 102 und 104 zueinander bezüglich der Punkte 140, 142 bestimmt. Die z-Achse des die relative Lage der Oberflächen 102, 104 zueinander beschreibenden Koordinatensystems ist hier parallel zur optischen Achse 118 bzw. im Wesentlichen parallel zur mittleren Ausbreitungsrichtung der Messstrahlung 117 und damit quer zu den optischen Oberflächen 102 und 104 angeordnet. Eine Bestimmung der relativen x-Koordinate, y-Koordinate und der Kippkoordinaten der beiden optischen Oberflächen 102 und 104 zueinander erfolgt dann durch Auswertung der vermessenen reflektierten Messwellen der Oberflächenvermessung bzw. der ermittelten Formen der Oberflächen 102 und 104 unter Berücksichtigung der bekannten relativen z-Koordinate. After a return reflection of the auxiliary shafts 132 and 136 at the respective points 140 and 142 the optical surfaces 102 and 104 these are in the interferometer 108 by overlaying with the reference wave 114 measured interferometrically. With the aid of the evaluation unit, a deviation of the optical surface becomes very accurate 102 respectively. 104 at each point 140 respectively. 142 measured from the desired focus point. Together with the through the auxiliary measuring structures 134 and 138 each set angles between the optical axis 118 of the interferometer 108 and the directions of propagation of the auxiliary shafts 132 and 136 becomes, for example, the relative z-coordinate of the optical surfaces 102 and 104 to each other with respect to the points 140 . 142 certainly. The z-axis of the relative position of the surfaces 102 . 104 to each other describing coordinate system is parallel to the optical axis here 118 or substantially parallel to the mean propagation direction of the measuring radiation 117 and thus across the optical surfaces 102 and 104 arranged. A determination of the relative x-coordinate, y-coordinate and the tilting coordinates of the two optical surfaces 102 and 104 to each other is then carried out by evaluating the measured reflected waves measuring the surface or the determined shapes of the surfaces 102 and 104 taking into account the known relative z-coordinate.

In anderen Ausführungen der Messvorrichtung 100 können zusätzliche Hilfsmessstrukturen für Hilfswellen auf dem Wellenformelement vorgesehen sein, um so eine Abweichung von weiteren Punkten der optischen Oberflächen von einem Sollfokus zu bestimmen. Ferner können zusätzlich ebene oder sphärische Justagestrukturen neben den optischen Oberflächen auf dem Substrat angeordnet sein, welche mit Hilfe von Hilfswellen mit ebener oder sphärischer Wellenfront in ihrer räumlichen Position vermessen werden. In other embodiments of the measuring device 100 For example, auxiliary auxiliary auxiliary structures may be provided on the waveform element so as to determine a deviation from further points of the optical surfaces from a desired focus. Furthermore, planar or spherical adjustment structures can additionally be arranged next to the optical surfaces on the substrate, which are measured in their spatial position with the aid of auxiliary shafts with a planar or spherical wavefront.

11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 100 zur gleichzeitigen Formvermessung von nebeneinander angeordneten optischen Oberflächen 102 und 104. Die Messvorrichtung 100 entspricht im Wesentlichen der Messvorrichtung nach 9 und 10. Im Gegensatz zu dieser ist die erste diffraktive Struktur 122 des CGHs 126 des Wellenformelements 120 derart konfiguriert, dass sie aus einem Anteil der Messstrahlung 116 eine nur auf einen ersten Teilbereich 144 der ersten optischen Oberfläche 102 gerichtete Messwelle 128 mit einer an eine Sollform des ersten Teilbereichs 144 angepassten Wellenfront erzeugt. 11 shows a further embodiment of a measuring device 100 for the simultaneous shape measurement of juxtaposed optical surfaces 102 and 104 , The measuring device 100 essentially corresponds to the measuring device according to 9 and 10 , In contrast to this is the first diffractive structure 122 of the CGH 126 of the waveform element 120 configured such that it consists of a proportion of the measuring radiation 116 one only on a first subarea 144 the first optical surface 102 directed measuring shaft 128 with a to a desired shape of the first portion 144 adapted wavefront generated.

Zur Vermessung eines zweiten Teilbereichs 146 der ersten optischen Oberfläche 102 ist ein weiteres Wellenformelement 148 mit einer entsprechend konfigurierten diffraktiven Struktur 150 in einem CGH 152 vorgesehen. Zur Vermessung des zweiten Teilbereichs 146 erfolgt nach einer Vermessung des ersten Teilbereichs 144 und der zweiten optischen Oberfläche 104 mittels des ersten Wellenformelements 120 ein Austausch der Wellenformelemente 120 und 148 in der Messvorrichtung 100. Dazu kann die Messvorrichtung 100 eine nicht dargestellte Austauschvorrichtung enthalten. Anschließend wird eine Vermessung des zweiten Teilbereichs 146 mittels des zweiten Wellenformelements 148 durchgeführt. Ein Zusammensetzen der Teilmessung zu einer Gesamtmessung der optischen Oberfläche 102 erfolgt durch die Auswerteeinrichtung 158 mit einem so genannten Stitching-Verfahren oder einem anderen geeigneten Verfahren. For measuring a second subarea 146 the first optical surface 102 is another waveform feature 148 with a correspondingly configured diffractive structure 150 in a CGH 152 intended. For measuring the second subarea 146 takes place after a measurement of the first subarea 144 and the second optical surface 104 by means of the first waveform element 120 an exchange of waveform elements 120 and 148 in the measuring device 100 , For this purpose, the measuring device 100 a non-illustrated exchange device included. Subsequently, a measurement of the second portion 146 by means of the second waveform element 148 carried out. Combining the partial measurement to a total measurement of the optical surface 102 done by the evaluation 158 with a so-called stitching method or another suitable method.

Auf diese Weise lassen sich auch Oberflächen vermessen, bei denen sich auf Grund der Form der Oberflächen die reflektierte Messstrahlung 116 zumindest teilweise kreuzt. In so einem Fall kann der entsprechende Abschnitt des Interferogramms nicht mehr der jeweiligen optischen Oberfläche zugeordnet werden. Durch eine nacheinander erfolgende Vermessung von Teilbereichen wird ein solches Ineinanderlaufen der reflektierten Messstrahlung verhindert. In this way, surfaces can be measured, in which due to the shape of the surfaces, the reflected measuring radiation 116 at least partially crosses. In such a case, the corresponding section of the interferogram can no longer be assigned to the respective optical surface. By successively measuring partial areas, such a running together of the reflected measuring radiation is prevented.

Entsprechend kann auch ein Vermessen von zwei Teilbereichen der zweiten Oberfläche 104 oder ein Vermessen von mehr als zwei Teilbereichen der Oberflächen 102 und 104 nacheinander durch weitere Wellenformelemente vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich zu einem Austausch von Wellenformelementen kann die Messvorrichtung auch eine Verschlusseinrichtung, z.B. mit einem oder mehreren Shuttern, enthalten, welche eine Messstrahlung nur für auswählbare Teilbereiche der Oberflächen passieren lässt. Bei einer solchen Ausführung kann das Wellenformelement für jeden Teilbereich eine diffraktive Struktur enthalten. Beispielsweise können auf einem CGH als Wellenformelement nebeneinander mehrere diffraktive Strukturen für jeweils einen Teilbereich einer Oberfläche vorgesehen sein. Correspondingly, it is also possible to measure two partial areas of the second surface 104 or measuring more than two subregions of the surfaces 102 and 104 be provided in succession by further waveform elements. As an alternative or in addition to an exchange of waveform elements, the measuring device may also contain a closure device, eg with one or more shutters, which allows a measuring radiation to pass only for selectable subregions of the surfaces. In such an embodiment, the waveform element may contain a diffractive structure for each subregion. For example, several diffractive structures can be provided next to each other on a CGH as a waveform element for a subregion of a surface.

In 12 wird das Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung 100 nach 9 bei einer gleichzeitigen Vermessung einer optischen Oberfläche 102 eines ersten optischen Elements 154 und einer optischen Oberfläche 104 eines zweiten optischen Elements 156 dargestellt. Beide optischen Elemente 154 und 156 verfügen über ein eigenes Substrat 106 und sind mit einer nicht dargestellten Justagevorrichtung in ihrer räumlichen Lage zueinander justierbar fixiert. Dabei sind die optischen Oberflächen 102 und 104 nebeneinander im Strahlengang der die Messwellen 128 und 130 umfassenden Messstrahlung 117 angeordnet. Zusammen mit der Justagevorrichtung stellen die beiden optischen Elemente 154 und 156, ähnlich wie die Kombination aus Substrat mit den beiden optischen Oberflächen 102 und 104 gemäß 9, ein zu vermessendes Gesamtmodul dar. Beispielsweise sind die optischen Elemente 154 und 156 zwei nebeneinander angeordnete Grazing-Incidence-Spiegel (G-Spiegel) für ein Projektionsobjektiv oder ein Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage der EUV-Mikrolithographie. G-Spiegel sind Spiegel, die unter streifendem Einfall, d.h. unter einem flachen Einfallswinkel, angestrahlt werden. Unter einem flachen Einfallswinkel ist in diesem Zusammenhang ein Einfallswinkel zu verstehen, welcher mindestens 45°, insbesondere mindestens 60° oder mindestens 70°, gegenüber einer Oberflächennormalen des bestrahlten Spiegels abweicht. Mit der Messvorrichtung 100 nach 9 oder einer anderen oben beschriebenen Messvorrichtung ist gleichzeitig eine Vermessung beider Oberflächen 102 und 104 und der relativen Positionierung der Oberflächen 102 und 104 zueinander durchführbar. In 12 becomes the embodiment of the measuring device 100 to 9 with a simultaneous measurement of an optical surface 102 a first optical element 154 and an optical surface 104 a second optical element 156 shown. Both optical elements 154 and 156 have their own substrate 106 and are fixed with an adjustment device, not shown, in their spatial position adjustable to each other. Here are the optical surfaces 102 and 104 next to each other in the beam path of the measuring waves 128 and 130 comprehensive measuring radiation 117 arranged. Together with the adjustment device put the two optical elements 154 and 156 , similar to the combination of substrate with the two optical surfaces 102 and 104 according to 9 , a total module to be measured. For example, the optical elements 154 and 156 two juxtaposed grazing incidence mirrors (G-mirrors) for a Projection objective or a lighting system of a projection exposure system of EUV microlithography. G mirrors are mirrors that are illuminated under grazing incidence, ie at a shallow angle of incidence. A flat 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 irradiated mirror. With the measuring device 100 to 9 or another measuring device described above is simultaneously a measurement of both surfaces 102 and 104 and the relative positioning of the surfaces 102 and 104 to each other feasible.

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. It is therefore intended that all such alterations and modifications as fall within the scope of the invention as defined by the appended claims, as well as equivalents, be covered by the scope of the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Projektionsobjektiv projection lens
1212
Retikel  reticle
1414
Wafer  wafer
1616
Strahlengang  beam path
E1–6E1-6
Spiegel  mirror
M1–M3M1-M3
Module  modules
2020
Wellenfrontmessvorrichtung  Wavefront measurement device
2222
abbildende Optik  imaging optics
2424
Messstrahlung  measuring radiation
2626
Lochblende  pinhole
2828
Schergitter  shear grid
3030
Detektor  detector
3232
Erfassungsebene  Input level
4040
Messanordnung  measuring arrangement
4242
Anpassungsmodul  matching module
4444
Strahlengang  beam path
4646
CGH  CGH
4848
diffraktives Strukturmuster  diffractive structural pattern
5050
abbildende optische Anordnung  imaging optical arrangement
52, 5452, 54
CGHs in Refexion  CGHs in Refexion
5656
eingangsseitiges Messmodul  input-side measuring module
5858
ausgangsseitiges Messmodul  output-side measuring module
60, 6260, 62
CGHs in Transmission  CGHs in transmission
64, 6664, 66
komplex kodierte CGHs  complex coded CGHs
6868
zweite Lochblende  second pinhole
7070
überlagerte diffr. Strukturen  superimposed diffr. structures
7272
Messstrahlung  measuring radiation
100100
Messvorrichtung  measurement device
102102
erste optische Oberfläche  first optical surface
104104
zweite optische Oberfläche  second optical surface
106106
Substrat substratum
108108
Interferometer interferometer
110110
Fizeau-Element Fizeau element
112112
Beleuchtungsstrahlung illumination radiation
114114
Referenzwelle reference wave
116116
Prüfstrahlung probing
117117
Messstrahlung measuring radiation
118118
optische Achse  optical axis
120120
Wellenformelement Waveform element
122122
erste diffraktive Struktur  first diffractive structure
124124
zweite diffraktive Struktur  second diffractive structure
126126
CGH CGH
128128
erste Messwelle first measuring shaft
130130
zweite Messwelle second measuring shaft
132132
erste Hilfswelle first auxiliary shaft
134134
erste Hilfsmessstruktur  first auxiliary measuring structure
136136
zweite Hilfswelle  second auxiliary shaft
138138
zweite Hilfsmessstruktur second auxiliary measuring structure
140140
Punkt von 1. Oberfläche  Point of 1st surface
142142
Punkt von 2. Oberfläche  Point of 2nd surface
144144
erster Teilbereich  first subarea
146146
zweiter Teilbereich second subarea
148148
zweites Wellenformelement second waveform element
150150
diffraktive Struktur  diffractive structure
152152
CGH CGH
154154
erstes optisches Element  first optical element
156156
zweites optisches Element  second optical element
158  158
Auswerteeinrichtungevaluation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • US 2012/0127481 A1 [0022, 0031, 0076] US 2012/0127481 A1 [0022, 0031, 0076]
  • WO 2005/114101 A1 [0043] WO 2005/114101 A1 [0043]

Claims (19)

Verfahren zum Vermessen eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems (10) einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit mehreren optischen Elementen (E1, E2, E3, E4, E5, E6) zum Abbilden eines Musters (12) aus einer Objektebene in eine Bildebene, mit den Schritten: – Bereitstellen des abbildenden optischen Systems (10) mit mehreren, jeweils mindestens zwei der optischen Elemente (E1, E2, E3, E4, E5, E6) umfassenden, optischen Modulen (M1, M2, M3), sowie – separate Vermessung jeweiliger Wellenfrontfehler der einzelnen optischen Module (M1, M2, M3). Method for measuring a wavefront error of an imaging optical system ( 10 ) of a projection exposure apparatus for microlithography with a plurality of optical elements (E1, E2, E3, E4, E5, E6) for imaging a pattern ( 12 ) from an object plane to an image plane, comprising the steps of: - providing the imaging optical system ( 10 ) with a plurality of optical modules (M1, M2, M3) comprising at least two optical elements (E1, E2, E3, E4, E5, E6), and - separate measurement of respective wavefront errors of the individual optical modules (M1, M2, M3). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vermessung eines der optischen Module (M1, M2, M3) ein derartiges Anordnen des zu vermessenden optischen Moduls (M1, M2, M3) und mindestens eines Anpassungsmoduls (42, 56, 58) im Strahlengang (44) einer Messstrahlung (24) einer Wellenfrontmessvorrichtung (20) umfasst, dass die Kombination aus dem zu vermessenden optischen Modul (M1, M2, M3) und dem mindestens einen Anpassungsmodul (42, 56, 58) eine abbildende optische Anordnung (50) bildet, und die Vermessung weiterhin eine Bestimmung des Wellenfrontfehlers der abbildenden optischen Anordnung (50) mittels der Wellenfrontmessvorrichtung (20) umfasst. Method according to Claim 1, in which the measurement of one of the optical modules (M1, M2, M3) arranges the optical module (M1, M2, M3) to be measured and at least one matching module ( 42 . 56 . 58 ) in the beam path ( 44 ) of a measuring radiation ( 24 ) a wavefront measuring device ( 20 ), that the combination of the optical module to be measured (M1, M2, M3) and the at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ) an imaging optical arrangement ( 50 ), and the measurement further comprises determining the wavefront error of the imaging optical assembly ( 50 ) by means of the wavefront measuring device ( 20 ). Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Anordnen des mindestens einen Anpassungsmoduls (56, 58) ein Anordnen eines eingangsseitigen Messmoduls (56) zum Manipulieren der Messstrahlung (24) vor dem zu vermessenden optischen Modul (M1, M2, M3), und ein Anordnen eines ausgangsseitigen Messmoduls (58) zum Manipulieren der Messstrahlung (24) nach dem zu vermessenden optischen Modul (M1, M2, M3) umfasst. Method according to Claim 2, in which the arrangement of the at least one adaptation module ( 56 . 58 ) arranging an input-side measuring module ( 56 ) for manipulating the measuring radiation ( 24 ) in front of the optical module (M1, M2, M3) to be measured, and arranging an output-side measuring module ( 58 ) for manipulating the measuring radiation ( 24 ) according to the optical module (M1, M2, M3) to be measured. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem in dem mindestens einen Anpassungsmodul (42, 56, 58) mindestens ein diffraktives Strukturmuster (48) zur Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung (24) verwendet wird. Method according to Claim 2 or 3, in which in the at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ) at least one diffractive structural pattern ( 48 ) for manipulating the wavefront of the measuring radiation ( 24 ) is used. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das diffraktive Strukturmuster (48) zur Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung (24) in Reflexion betrieben wird. Method according to Claim 4, in which the diffractive structural pattern ( 48 ) for manipulating the wavefront of the measuring radiation ( 24 ) is operated in reflection. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, bei dem in dem mindestens einen Anpassungsmodul (42, 56, 58) mindestens zwei im Strahlengang (44) der Messstrahlung (24) aufeinanderfolgend angeordnete diffraktive Strukturmuster (48) zur Manipulation der Messstrahlung (24) verwendet werden. Method according to one of claims 4 to 5, wherein in the at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ) at least two in the beam path ( 44 ) of the measuring radiation ( 24 ) successively arranged diffractive structural patterns ( 48 ) for manipulating the measuring radiation ( 24 ) be used. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem in dem mindestens einen Anpassungsmodul (42, 56, 58) mindestens zwei im Strahlengang (44) einander überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster (70) zur Manipulation der Messstrahlung (24) verwendet werden. Method according to one of Claims 4 to 6, in which in the at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ) at least two in the beam path ( 44 ) superposed diffractive structural patterns ( 70 ) for manipulating the measuring radiation ( 24 ) be used. Messanordnung (40) zur Vermessung einer optischen Einheit (M1, M2, M3) einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit: – einer Wellenfrontmessvorrichtung (20), welche dazu konfiguriert ist einen Wellenfrontfehler einer abbildenden Optik (22) mittels einer Messstrahlung (24) zu vermessen, sowie – mindestens einem Anpassungsmodul (42, 56, 58), welches zur derartigen Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung (24) konfiguriert ist, dass die Kombination aus der zu vermessenden optischen Einheit (M1, M2, M3) und dem mindestens einen Anpassungsmodul (42, 56, 58) eine abbildende optische Anordnung (50) bildet. Measuring arrangement ( 40 ) for measuring an optical unit (M1, M2, M3) of a projection exposure apparatus for microlithography, comprising: - a wavefront measuring device ( 20 ) which is configured to have a wavefront error of an imaging optic ( 22 ) by means of a measuring radiation ( 24 ), and - at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ), which is used for such manipulation of the wavefront of the measuring radiation ( 24 ) is configured such that the combination of the optical unit to be measured (M1, M2, M3) and the at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ) an imaging optical arrangement ( 50 ). Messanordnung nach Anspruch 8, bei der das mindestens eine Anpassungsmodul (56, 58) umfasst: ein eingangsseitiges Messmodul (56) zur Manipulation der Messstrahlung (24), welches in einem Strahlengang (44) der Messstrahlung (24) vor der zu vermessenden optischen Einheit (M1, M2, M3) angeordnet ist, sowie ein ausgangsseitiges Messmodul (58) zur Manipulation der Messstrahlung (24), welches im Strahlengang (44) des Messstrahlung (24) nach der zu vermessenden optischen Einheit (M1, M2, M3) angeordnet ist. Measuring arrangement according to Claim 8, in which the at least one adaptation module ( 56 . 58 ) comprises: an input-side measuring module ( 56 ) for manipulating the measuring radiation ( 24 ), which in a beam path ( 44 ) of the measuring radiation ( 24 ) in front of the optical unit (M1, M2, M3) to be measured, and an output-side measuring module ( 58 ) for manipulating the measuring radiation ( 24 ), which in the beam path ( 44 ) of the measuring radiation ( 24 ) is arranged after the optical unit to be measured (M1, M2, M3). Messanordnung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das mindestens eine Anpassungsmodul (42, 56, 58) ein oder mehrere in Reflexion oder in Transmission betriebene diffraktive Strukturmuster (48) aufweist. Measuring arrangement according to claim 8 or 9, wherein the at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ) one or more diffractive structural patterns operated in reflection or in transmission ( 48 ) having. Messanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das mindestens eine Anpassungsmodul (42, 56, 58) mindestens zwei in einem Strahlengang (44) der Messstrahlung (24) einander überlagernd oder hintereinander angeordnete diffraktive Strukturmuster (48, 70) enthält. Measuring arrangement according to one of claims 8 to 10, wherein the at least one adaptation module ( 42 . 56 . 58 ) at least two in one beam path ( 44 ) of the measuring radiation ( 24 ) superposed or successively arranged diffractive structural patterns ( 48 . 70 ) contains. Messvorrichtung (100) zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen (102, 104) einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit: einem einstückigen Wellenformelement (120), welches diffraktive Strukturen (122, 124) zum Erzeugen einer Messstrahlung (128, 130) mit an mindestens zwei nebeneinander angeordnete, nicht zusammenhängende optische Oberflächen (102, 104) angepassten Wellenfronten aufweist, wobei die Messvorrichtung (100) dazu konfiguriert ist, eine relative Positionierung der optischen Oberflächen (102, 104) zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades zu vermessen, und weiterhin umfasst: ein Interferometer (108) zur interferometrischen Vermessung der Messstrahlung (128, 130) nach Wechselwirkung mit den optischen Oberflächen (102, 104), sowie eine Auswerteeinrichtung (158) zum Bestimmen einer jeweiligen Form der optischen Oberflächen (102, 104) aus dem interferometrischen Messergebnis unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung. Measuring device ( 100 ) for the interferometric shape measurement of optical surfaces ( 102 . 104 ) of a microlithography projection exposure apparatus comprising: a one-piece wave form element ( 120 ), which diffractive structures ( 122 . 124 ) for generating a measuring radiation ( 128 . 130 ) with at least two juxtaposed non-contiguous optical surfaces ( 102 . 104 ) has adapted wavefronts, wherein the measuring device ( 100 ) is configured to allow relative positioning of the optical surfaces ( 102 . 104 ) with respect to each other at least of a rigid body degree of freedom, and further comprises: an interferometer ( 108 ) for the interferometric measurement of the measuring radiation ( 128 . 130 ) after interaction with the optical surfaces ( 102 . 104 ), as well as an evaluation device ( 158 ) for determining a respective shape of the optical surfaces ( 102 . 104 ) from the interferometric measurement result taking into account the determined relative positioning. Messvorrichtung nach Anspruch 12, welche dazu konfiguriert ist, die relative Positionierung der optischen Oberflächen (102, 104) zueinander in einer Richtung quer zu den optischen Oberflächen (102, 104)) zu vermessen. Measuring device according to claim 12, which is configured to control the relative positioning of the optical surfaces ( 102 . 104 ) to each other in a direction transverse to the optical surfaces ( 102 . 104 )). Messvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der das Wellenformelement (120) diffraktive Hilfsmessstrukturen (134, 138) zur Erzeugung von Hilfswellen (132, 136) aufweist, welche jeweils auf eine der optischen Oberflächen (102, 104) fokussiert sind. Measuring device according to Claim 12 or 13, in which the waveform element ( 120 ) diffractive auxiliary measuring structures ( 134 . 138 ) for generating auxiliary shafts ( 132 . 136 ), which in each case on one of the optical surfaces ( 102 . 104 ) are focused. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, welche mehrere Wellenformelemente (120, 148) oder ein Wellenformelement mit mehreren diffraktiven Strukturen zum Vermessen von jeweils einem Teilbereich (144, 146) mindestens einer der optischen Oberflächen (102, 104) aufweist. Measuring device according to one of claims 12 to 14, which comprises a plurality of waveform elements ( 120 . 148 ) or a waveform element having a plurality of diffractive structures for measuring in each case a partial area ( 144 . 146 ) at least one of the optical surfaces ( 102 . 104 ) having. Verfahren zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen (102, 104) einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit den Schritten: – Anordnen von mindestens zwei nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen (102, 104) in einem Strahlengang einer Messstrahlung (128, 130), welche von einem, diffraktive Strukturen (122, 124) aufweisenden, einstückigen Wellenformelement (120) mit an die optischen Oberflächen (102, 104) angepassten Wellenfronten erzeugt wird, – Bestimmen einer relativen Positionierung der optischen Oberflächen (102, 104) zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades, sowie – gleichzeitiges interferometrisches Vermessen der jeweiligen Form der optischen Oberflächen (102, 104) mittels der Messstrahlung (128, 130) unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung. Method for the interferometric shape measurement of optical surfaces ( 102 . 104 ) of a microlithography projection exposure apparatus comprising the steps of: arranging at least two non-contiguous optical surfaces ( 102 . 104 ) in a beam path of a measuring radiation ( 128 . 130 ), which differs from a diffractive structure ( 122 . 124 ), one-piece waveform element ( 120 ) to the optical surfaces ( 102 . 104 ) generated wavefronts, - determining a relative positioning of the optical surfaces ( 102 . 104 ) with respect to at least one rigid body degree of freedom, and - simultaneous interferometric measurement of the respective shape of the optical surfaces ( 102 . 104 ) by means of the measuring radiation ( 128 . 130 ) taking into account the specific relative positioning. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Vermessung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen (102, 104) zueinander mittels Hilfswellen (132, 136) erfolgt, welche mit Hilfsmessstrukturen (134, 138) des Wellenformelements (120) aus der Messstrahlung (116) erzeugt werden. Method according to claim 16, wherein a measurement of the relative positioning of the optical surfaces ( 102 . 104 ) to each other by means of auxiliary shafts ( 132 . 136 ), which with auxiliary measuring structures ( 134 . 138 ) of the waveform element ( 120 ) from the measuring radiation ( 116 ) be generated. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei nacheinander mit verschiedenen Wellenformelementen (120, 148) oder verschiedenen diffraktiven Strukturen eines Wellenformelements jeweils Teilbereiche (144, 146) mindestens einer der optischen Oberflächen (102, 104) vermessen werden und anschließend ein Zusammensetzen von Teilmessungen zu einer Gesamtvermessung der optischen Oberflächen (102, 104) erfolgt. The method of claim 16 or 17, wherein successively with different waveform elements ( 120 . 148 ) or different diffractive structures of a waveform element respectively subregions ( 144 . 146 ) at least one of the optical surfaces ( 102 . 104 ) and then assembling partial measurements into a total measurement of the optical surfaces ( 102 . 104 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, wobei die nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen (102, 104) auf einem gemeinsamen Substrat (106) angeordnet sind. A method according to any one of claims 16 to 17, wherein the non-contiguous optical surfaces ( 102 . 104 ) on a common substrate ( 106 ) are arranged.
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