DE102015222789A1

DE102015222789A1 - Interferometrische Vermessung einer optischen Oberfläche

Info

Publication number: DE102015222789A1
Application number: DE102015222789.8A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dörband
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Es wird ein Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche angegeben. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen einer Eingangsstrahlung. Die Eingangsstrahlung wird von einem strahlungsemittierenden Bereich einer Strahlungsquelle abgegeben, welcher eine solche Ausdehnung aufweist, dass die abgegebene Eingangsstrahlung räumlich inkohärent ist. Weiter vorgesehen ist ein Bestrahlen einer optischen Anordnung mit der Eingangsstrahlung, so dass eine erste und zweite Teilstrahlung von der optischen Anordnung abgestrahlt werden, wobei die zweite Teilstrahlung einen Gangunterschied gegenüber der ersten Teilstrahlung aufweist. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Bestrahlen der optischen Oberfläche und einer der optischen Oberfläche vorgeschalteten Referenzfläche mit der von der optischen Anordnung abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung. Durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche wird eine Messstrahlung, und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der Referenzfläche wird eine Referenzstrahlung bereitgestellt. Mit Hilfe des Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung wird ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung bewirkt. Das Verfahren umfasst ferner ein Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung erzeugten Interferenzmusters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements und ein optisches Element mit einer optischen Oberfläche.
Die Form einer optischen Oberfläche eines optischen Elements wird heutzutage mit einem Interferometer, üblicherweise mit einem Fizeau-Interferometer vermessen. Hierbei wird eine von einer Strahlungsquelle abgegebene Lichtstrahlung an der optischen Oberfläche und an einer der optischen Oberfläche vorgeschalteten Referenzfläche reflektiert, und wird ein durch Überlagern der reflektierten Strahlungsteile gebildetes Interferenzmuster erfasst. Das Messverfahren kann im Rahmen der Herstellung des optischen Elements eingesetzt werden, um die Form der optischen Oberfläche zu überprüfen und hierauf basierend die optische Oberfläche gegebenenfalls zu bearbeiten.
Zur Formvermessung einer optischen Freiformfläche, deren Abweichung von der Rotationssymmetrie deutlich die Dynamik eines Interferometers überschreitet, wird ein auch als Anpassungsoptik bezeichnetes Kompensationssystem (K-System) eingesetzt. Das K-System ist dazu ausgebildet, die bereitgestellte Lichtstrahlung, welche zum Beispiel eine ebene oder sphärische Wellenfront aufweist, derart zu formen, dass die Lichtstrahlung eine an eine Sollform der Freiformfläche angepasste Wellenfront aufweist. In den meisten Fällen wird ein computergeneriertes Hologramm (CGH) oder eine Kombination mehrerer computergenerierter Hologramme als K-System verwendet.
Herkömmlicherweise kommt ein hochkohärentes Fizeau-Interferometer zum Einsatz, um Interferenzbilder mit ausreichendem Kontrast zu erhalten. Hierbei sind die Lichtquelle und damit die von der Lichtquelle abgegebene Lichtstrahlung räumlich kohärent. Zu diesem Zweck ist die Lichtquelle bzw. ist ein strahlungsemittierender Bereich der Lichtquelle, von welchem die Lichtstrahlung abgegeben wird, punktförmig oder quasipunktförmig. Eine solche Lichtquelle lässt sich zum Beispiel verwirklichen, indem eine Laserstrahlung mit Hilfe eines Mikroobjektivs auf eine Lochblende oder eine rotierende Mattscheibe fokussiert wird.
Räumlich kohärente Interferometer haben den Nachteil, dass kleine und mittelgroße (d.h. kurz- und mittelwellige) Störungen auf allen an der Messung einer optischen Oberfläche beteiligten optischen Komponenten, einschließlich des K-Systems zur Wellenfrontanpassung, auf das Messergebnis durchschlagen können. Dies liegt an der hohen Schärfentiefe eines räumlich kohärenten optischen Instruments. Die kohärenten Störungen können dazu führen, dass sich optische Elemente eines EUV-Lithographiesystems (extrem ultraviolette Strahlung) nicht oder nicht mit der geforderten Messgenauigkeit vermessen und dadurch herstellen lassen.
Zur Verbesserung des Messverfahrens werden unterschiedliche Ansätze verfolgt. Beispielsweise ist in US 2009/0128829 A1 und US 8,104,905 B2 beschrieben, bei Verwendung eines K-Systems umfassend zwei CGHs eine Teilkalibrierung eines der CGHs mit Hilfe eines sphärischen Kalibrierspiegels durchzuführen. Hierbei verbleiben jedoch unbekannte Abweichungen.
Weitere Ansätze zum Vermindern kohärenter Störungen bestehen darin, eine bewegliche Lichtquelle einzusetzen und in sequentieller Weise Interferenzbilder an unterschiedlichen Positionen der Lichtquelle aufzunehmen und zu verrechnen, oder eine kreis- bzw. ringförmige Lichtquelle zu verwenden. Derartige Methoden sind in US 2012/0236316 A1 , DE 101 21 516 A1 , WO 02/090880 A1 , WO 02/090882 A1 und US 6,643,024 B2 beschrieben. Die sequentielle Bildaufnahme ist jedoch mit einem hohen Zeitaufwand verbunden. Die Verwendung einer ringförmigen Lichtquelle ist zur Prüfung einer starken Freiformfläche, welche eine große Abweichung von einer Rotationssymmetrie besitzt, aufgrund der inhomogenen Abbildung des Rings nur eingeschränkt einsetzbar.
Eine Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung ist herkömmlicherweise in der Nähe der untersuchten optischen Oberfläche bzw. zwischen der optischen Oberfläche und der Referenzfläche angeordnet. Sofern die optische Oberfläche große laterale Abmessungen besitzt, erfordert dies die Verwendung einer Anpassungsoptik mit entsprechend großen Abmessungen. Eine solche Anpassungsoptik ist je nach Größe der optischen Oberfläche nicht oder nur mit einem hohen Aufwand herstellbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für eine verbesserte interferometrische Vermessung einer optischen Oberfläche eines optischen Elements anzugeben. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements sowie ein optisches Element mit einer optischen Oberfläche anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen einer Eingangsstrahlung. Die Eingangsstrahlung wird von einem strahlungsemittierenden Bereich einer Strahlungsquelle abgegeben, welcher eine solche Ausdehnung aufweist, dass die abgegebene Eingangsstrahlung räumlich inkohärent ist. Weiter vorgesehen ist ein Bestrahlen einer optischen Anordnung mit der Eingangsstrahlung, so dass eine erste und zweite Teilstrahlung von der optischen Anordnung abgestrahlt werden, wobei die zweite Teilstrahlung einen Gangunterschied gegenüber der ersten Teilstrahlung aufweist. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Bestrahlen der optischen Oberfläche und einer der optischen Oberfläche vorgeschalteten Referenzfläche mit der von der optischen Anordnung abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung. Durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche wird eine Messstrahlung, und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der Referenzfläche wird eine Referenzstrahlung bereitgestellt. Mit Hilfe des Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung wird ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung bewirkt. Das Verfahren umfasst ferner ein Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung erzeugten Interferenzmusters.
Der bei dem Verfahren verwendete Messaufbau kann einem Fizeau-Interferometer entsprechen. Bei dem Verfahren wird anstelle einer räumlich kohärenten Strahlungsquelle eine Strahlungsquelle verwendet, deren strahlungsemittierender Bereich eine solche Ausdehnung besitzt, dass die hiervon abgegebene Eingangsstrahlung räumlich inkohärent ist. Im Vergleich zu einer kohärenten Strahlungsquelle ist die Ausdehnung des strahlungsemittierenden Bereichs hierbei größer. Aufgrund dieser Eigenschaft wird die Strahlungsquelle im Folgenden auch als große bzw. ausgedehnte Strahlungsquelle bezeichnet. Die Verwendung der ausgedehnten Strahlungsquelle und dadurch der räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung ermöglicht eine Vermittelung bzw. Ausmittelung von kurz- und mittelwelligen Störungen, d.h. von Störungen mit kleinen bis mittleren Ortswellenlängen, welche von bei der Messung der optischen Oberfläche eingesetzten optischen Komponenten hervorgerufen werden können. Ursache hierfür sind zum Beispiel Sollabweichungen der optischen Komponenten und an diesen vorliegende Kratzer und Staubpartikel. Infolgedessen können derartige Fehlerbeiträge verunschärft bzw. gedämpft werden.
Die alleinige Verwendung der ausgedehnten Strahlungsquelle und der von dieser abgegebenen räumlich inkohärenten Strahlung in einem Fizeau-Interferometer würde jedoch dazu führen, dass Strahlungsteile, welche durch Reflektieren der räumlich inkohärenten Strahlung an der untersuchten optischen Oberfläche und an der vorgeschalteten Referenzfläche bereitgestellt werden, sich nicht interferenzfähig überlagern können und dadurch ein durch Überlagern dieser Strahlungsteile gebildetes Interferogramm keinen bzw. einen ungenügenden Kontrast aufweist. Räumlich inkohärent bedeutet daher in diesem Zusammenhang, dass sich durch Reflektieren der Strahlung an der optischen Oberfläche und an der vorgeschalteten Referenzfläche keine sich interferenzfähig überlagernden Strahlungsteile bereitstellen lassen.
Um trotz der räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung ein geeignetes und kontrastreiches Interferenzmuster mit sich deutlich unterscheidenden Interferenzstreifen zu erhalten, kommt bei dem Verfahren zusätzlich die mit der Eingangsstrahlung bestrahlte optische Anordnung zum Einsatz. Die optische Anordnung, welche auch als Vorschaltkavität bezeichnet werden kann, ist dazu ausgebildet, infolge des Bestrahlens mit der Eingangsstrahlung die erste und zweite Teilstrahlung bereitzustellen und die beiden Teilstrahlungen gemeinsam in Richtung der optischen Oberfläche und der Referenzfläche abzustrahlen. Durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche wird die Messstrahlung, und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der der optischen Oberfläche vorgeschalteten Referenzfläche wird die Referenzstrahlung bereitgestellt. Die Messstrahlung und die Referenzstrahlung überlagern sich zu dem zu erfassenden Interferenzmuster.
Die optische Anordnung ist dazu ausgebildet, dass bei den von der optischen Anordnung abgestrahlten Teilstrahlungen die zweite Teilstrahlung einen Gangunterschied bzw. eine Phasenverzögerung gegenüber der ersten Teilstrahlung aufweist. Der Gangunterschied ist derart gewählt, dass sich die durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche gebildete Messstrahlung und die durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der der optischen Oberfläche vorgeschalteten Referenzfläche gebildete Referenzstrahlung interferenzfähig, also (im Wesentlichen) orts- und phasengleich überlagern. Hierbei weisen die Messstrahlung und die Referenzstrahlung einen Weglängenunterschied kleiner als die zugehörige Kohärenzlänge auf. Anders ausgedrückt, wird mit Hilfe des in der optischen Anordnung eingestellten Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung erreicht, dass ein weiterer Gangunterschied, hervorgerufen durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der Referenzfläche und durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der der Referenzfläche nachgeschalteten optischen Oberfläche, kompensiert wird.
Die Verwendung der inkohärenten ausgedehnten Strahlungsquelle, was zur Dämpfung von kurz- und mittelwelligen Fehlern führt, im Zusammenspiel mit der optischen Anordnung zum Erzeugen des Gangunterschieds zum Hervorrufen eines interferenzfähigen Überlagerns der Messstrahlung und der Referenzstrahlung bietet infolgedessen die Möglichkeit, die optische Oberfläche mit einer hohen Genauigkeit interferometrisch und ohne bzw. im Wesentlichen ohne kohärente Störungen zu vermessen. Auf diese Weise lässt sich das Verfahren beispielsweise zur hochgenauen Vermessung einer optischen Oberfläche eines optischen Elements eines EUV-Lithographiesystem (extrem ultraviolette Strahlung) einsetzen. Ein mögliches Beispiel ist ein großer flacher Spiegel eines sogenannten „Grazing Incidence“-Objektivs.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungsformen des Verfahrens näher beschrieben.
Unter den hier verwendeten Begriff optische Oberfläche kann jede beliebige Oberfläche fallen, an welcher eine Strahlungsreflexion erfolgen kann, und welche sich daher mit dem Verfahren interferometrisch vermessen lässt.
Für die optische Anordnung kann folgende Ausführungsform in Betracht kommen. Hierbei weist die optische Anordnung einen Strahlteiler zum Aufteilen der Eingangsstrahlung in die erste und zweite Teilstrahlung, ein erstes Reflexionselement zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung und ein zweites Reflexionselement zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung auf. Das erste und zweite Reflexionselement sind derart angeordnet bzw. derart in Bezug auf den Strahlteiler angeordnet, dass der Gangunterschied der zweiten Teilstrahlung gegenüber der ersten Teilstrahlung erzeugt wird.
In der vorgenannten Ausführungsform können die erste und zweite Teilstrahlung über das zugehörige erste bzw. zweite Reflexionselement zurück zu dem Strahlteiler reflektiert werden. Nach einem erneuten Durchlaufen des Strahlteilers können die erste und zweite Teilstrahlung (bzw. Anteile derselben) gemeinsam in Richtung der optischen Oberfläche und der Referenzfläche abgestrahlt werden. Für das Erzeugen des Gangunterschieds bzw. der Phasenverschiebung der zweiten Teilstrahlung gegenüber der ersten Teilstrahlung kann das zweite Reflexionselement in einem größeren Abstand zu dem Strahlteiler angeordnet sein als das erste Reflexionselement.
Des Weiteren können das erste und zweite Reflexionselement der optischen Anordnung zum Beispiel ebene Reflexionsflächen umfassen. Beispielsweise kann es sich bei dem ersten und zweiten Reflexionselement um Planspiegel handeln. Der Strahlteiler kann zum Beispiel in Form eines halbdurchlässigen Spiegels verwirklicht sein.
Neben der Messstrahlung und der Referenzstrahlung können durch Reflektieren der ersten und zweiten Teilstrahlung an der untersuchten optischen Oberfläche und der Referenzfläche zwei weitere Strahlungsteile bereitgestellt werden. Die weiteren Strahlungsteile können sich dem Interferenzmuster in Form eines gleichmäßigen Helligkeitsuntergrunds überlagern. Möglich ist es auch, diese weiteren Strahlungsteile auszublenden. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
Für die mit Hilfe des Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung erzielte Wirkung, dass sich die Messstrahlung und die Referenzstrahlung interferenzfähig überlagern, kann eine vorgegebene Toleranz in Bezug auf das orts- und phasenrichtige Überlagern dieser beiden Strahlungsteile zugrunde gelegt werden. Möglich ist zum Beispiel die Anwendung des folgenden Optimierungskriteriums. Hierbei wird ein fiktiver Strahlungsquellenpunkt innerhalb der Strahlungsquellenebene bzw. innerhalb des gesamten strahlungsemittierenden Bereichs der Strahlungsquelle bewegt. Bei dieser Bewegung ändert sich das Interferenzmuster (d.h. ein fiktives bzw. simuliertes Interferenzmuster) für sämtliche mögliche Positionen des Strahlungsquellenpunkts in dem strahlungsemittierenden Bereich um höchstens 1/4 Interferenzstreifen bzw. höchstens 1/4 der Wellenlänge der Strahlung.
Die Referenzfläche kann Bestandteil einer in dem Verfahren verwendeten strahlungsdurchlässigen Referenzplatte sein.
Die in dem Verfahren verwendete Eingangsstrahlung kann eine monochromatische Lichtstrahlung sein. Die Eingangsstrahlung kann zum Beispiel unter Verwendung eines Lasers erzeugt werden.
In diesem Zusammenhang kann für die vollflächige bzw. ausgedehnte Strahlungsquelle folgende Ausführungsform in Betracht kommen. Hierbei umfasst die Strahlungsquelle einen Laser zum Abgeben einer Laserstrahlung, eine mit Hilfe einer Antriebseinrichtung rotierte Diffusor- bzw. Mattscheibe, und eine zwischen dem Laser und der Mattscheibe angeordnete Aufweitungsoptik. Die von dem Laser emittierte Laserstrahlung kann mit Hilfe der Aufweitungsoptik aufgeweitet und auf eine Seite der Mattscheibe projiziert werden, und daher an einer entgegen gesetzten Seite der Mattscheibe in einem Bereich, welcher den strahlungsemittierender Bereich der Strahlungsquelle bildet, in Form der Eingangsstrahlung abgegeben werden. Bei der in dieser Art und Weise aufgebauten Strahlungsquelle kann jedes Streuelement der rotierten Mattscheibe, welches Strahlung in eine andere Raumrichtung streut, als Sekundärstrahlungsquelle wirken. Die Strahlungsanteile der vielen Sekundärstrahlungsquellen können sich inkohärent überlagern, so dass die Eingangsstrahlung räumlich inkohärent ist.
In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Ausdehnung des strahlungsemittierenden Bereichs der Strahlungsquelle mehr als 3mm. Die Ausdehnung des strahlungsemittierenden Bereichs kann insbesondere im zweistelligen Millimeterbereich, insbesondere in einem Bereich von 20mm bis 30mm liegen. Bei diesen Angaben kann es sich um eine laterale Abmessung bzw. um einen Durchmesser des strahlungsemittierenden Bereichs handeln. Die Verwendung einer Strahlungsquelle mit einer solchen Ausdehnung ermöglicht ein zuverlässiges Bereitstellen der räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung und eine effektive Vermittelung und dadurch Dämpfung von kurz- und mittelwelligen Interferometerfehlern.
Bei dem Verfahren können weitere optische Komponenten zur Anwendung kommen. In diesem Sinne wird in einer weiteren Ausführungsform ein der Referenzfläche vorgeschalteter Kollimator eingesetzt, welcher von der von der optischen Anordnung abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung durchlaufen wird. Ferner weist die optische Anordnung ein erstes und zweites Objektiv auf, welche derart angeordnet sind, dass entweder die Eingangsstrahlung das erste Objektiv durchläuft und die erste und zweite Teilstrahlung das zweite Objektiv gemeinsam durchlaufen oder die erste Teilstrahlung das erste Objektiv und die zweite Teilstrahlung das zweite Objektiv durchläuft.
In einer weiteren Ausführungsform beträgt der Gangunterschied zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung 2·d_VSK, wobei d_VSK durch d_VSK = d 1 – cosθ / 1 – cosΓθ gegeben ist. Hierbei ist d ein Abstand zwischen der Referenzfläche und der optischen Oberfläche oder zwischen der Referenzfläche und einem Bild der optischen Oberfläche. θ Ist ein halber Öffnungswinkel der von der optischen Anordnung abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung. Γ ist ein Vergrößerungsfaktor, welcher durch das Verhältnis aus der Brennweite des Kollimators und der Brennweite des zweiten Objektivs gegeben ist. Mit Hilfe eines solchen Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung kann das interferenzfähige Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung und damit das Bereitstellen eines kontrastreichen Interferenzbildes mit einer hohen Zuverlässigkeit ermöglicht werden.
Der auf das Bild der optischen Oberfläche bezogene Abstand d kann bei einer möglichen Verwendung einer Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung herangezogen werden. Über die Anpassungsoptik kann die optische Oberfläche in eine entsprechende Bildebene projiziert bzw. abgebildet wird, so dass in dieser Ebene ein Bild der optischen Oberfläche vorliegt. Auf Details zur Verwendung einer Anpassungsoptik wird weiter unten noch näher eingegangen.
Im Hinblick auf die oben beschriebene Ausgestaltung der optischen Anordnung mit dem Strahlteiler und dem ersten und zweiten Reflexionselement kann d_VSK eine Abstandsgröße bzw. Abstandsdifferenz sein, um welche das zweite Reflexionselement weiter von dem Strahlteiler entfernt ist als das erste Reflexionselement.
Das interferenzfähige Überlagern der ersten und zweiten Teilstrahlung bzw. das Erfüllen des oben genannten Optimierungskriteriums kann nicht nur abhängig sein von dem Gangunterschied zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung. Eine weitere Voraussetzung kann darin bestehen, dass auf den unterschiedlichen Strahlungswegen, d.h. ausgehend von dem die Eingangsstrahlung abgebenden strahlungsemittierenden Bereich der Strahlungsquelle bis zu den sich überlagernden Strahlungsteilen in Form der Messstrahlung und der Referenzstrahlung, ähnliche optische Abbildungseigenschaften, insbesondere bezüglich Bildfeldwölbung und Astigmatismus, vorliegen. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die optische Anordnung wenigstens ein Korrekturelement zur Wellenfrontkorrektur aufweist. Hierdurch kann die Wellenfront von wenigstens einer von der ersten und zweiten Teilstrahlung korrigiert werden. Auf diese Weise kann unterschiedlichen Abbildungen auf den verschiedenen Strahlungswegen (sofern vorhanden) entgegengewirkt bzw. können Abbildungseigenschaften auf den unterschiedlichen Strahlungswegen angeglichen werden.
Neben den vorstehend genannten Komponenten können bei dem Verfahren weitere Komponenten zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann das Erfassen des durch Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung erzeugten Interferenzmusters mit Hilfe einer Erfassungseinrichtung durchgeführt werden. Die Erfassungseinrichtung kann einen ortsauflösenden Strahlungssensor, zum Beispiel eine CCD-Kamera (Charged Coupled Device), umfassen. Darüber hinaus kann ein (weiterer) Strahlteiler zum Einsatz kommen, um die Messstrahlung und die Referenzstrahlung (bzw. Anteile derselben) in Richtung der Erfassungseinrichtung abzulenken. Zwischen diesem Strahlteiler und der Erfassungseinrichtung kann ferner ein Okular angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform kommt eine Anpassungsoptik zum Einsatz, mit deren Hilfe die erste Teilstrahlung vor dem Reflektieren an der optischen Oberfläche derart geformt wird, dass die erste Teilstrahlung eine an eine Sollform der optischen Oberfläche angepasste Wellenfront aufweist. Diese Ausführungsform kann in Betracht kommen, wenn die zu vermessende optische Oberfläche eine Freiformfläche ist. Unter einer Freiformfläche wird in diesem Zusammenhang eine Oberfläche verstanden, welche keine Rotationssymmetrie aufweist.
Die Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung kann zum Beispiel ein computergeneriertes Hologramm umfassen. Hierbei handelt es sich um eine unter Verwendung eines Computers berechnete diffraktive optische Struktur. Diese Struktur kann auf einer Seite eines strahlungsdurchlässigen Substrats ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung zwischen der Referenzfläche und der optischen Oberfläche angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform weist die optische Anordnung die Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung auf. Hierdurch ist es möglich, dass die Anpassungsoptik laterale Abmessungen aufweist, welche (wesentlich) kleiner sind als die Abmessungen der untersuchten optischen Oberfläche. Diese Ausführungsform kann daher für das Vermessen einer optischen Oberfläche mit großen lateralen Abmessungen zur Anwendung kommen.
Die Ausgestaltung der optischen Anordnung mit der Anpassungsoptik lässt sich auf unterschiedliche Art und Weise verwirklichen. Bei dem möglichen Aufbau der optischen Anordnung mit dem Strahlteiler und dem ersten und zweiten Reflexionselement kann die Anpassungsoptik beispielsweise zwischen dem Strahlteiler und dem ersten Reflexionselement angeordnet sein. Sofern in diesem Bereich ein (erstes) Objektiv vorgesehen ist, kann die Anpassungsoptik in dem Objektiv integriert sein. Alternativ kann das erste Reflexionselement in Form der Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung verwirklicht sein. Hierbei dient das erste Reflexionselement sowohl zum Reflektieren als auch zum Formen der ersten Teilstrahlung.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren derart durchgeführt, dass weitere Strahlungsteile, welche durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche und durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der Referenzfläche bereitgestellt werden, eine andere Ausbreitungsrichtung als die Messstrahlung und die Referenzstrahlung aufweisen. Die weiteren Strahlungsteile werden ferner ausgeblendet, so dass das Interferenzmuster lediglich durch Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung erzeugt wird. Hierdurch kann das Erzeugen eines kontrastreichen Interferenzmusters weiter begünstigt werden.
Die vorgenannte Ausführungsform lässt sich durch eine geeignete Positionierung bzw. Ausrichtung von strahlungsreflektierenden Komponenten, zum Beispiel bei der Ausgestaltung der optischen Anordnung mit dem Strahlteiler und dem ersten und zweiten Reflexionselement durch aufeinander abgestimmte Ausrichtungen des zweiten Reflexionselements und der Referenzfläche, verwirklichen. Hierbei können die erste und zweite Teilstrahlung mit unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen von der optischen Anordnung abgestrahlt werden. Durch eine hierauf abgestimmte Ausrichtung der Referenzfläche kann erzielt werden, dass (lediglich) die Messstrahlung und die Referenzstrahlung eine übereinstimmende Ausbreitungsrichtung besitzen. Die weiteren und andere Ausbreitungsrichtungen aufweisenden Strahlungsteile können mit Hilfe einer Blende ausgeblendet werden, wodurch diese Strahlungsteile nicht zu einer zum Erfassen des Interferenzmusters eingesetzten Erfassungseinrichtung gelangen können.
In einer weiteren Ausführungsform wird das erfasste Interferenzmuster dazu verwendet, um hierauf basierend die Form der optischen Oberfläche zu bestimmen. Das Interferenzmuster kann Informationen über die Form der optischen Oberfläche bzw. über Abweichungen einer tatsächlichen Form der optischen Oberfläche von einer Sollform enthalten. Durch Auswerten des Interferenzmusters kann infolgedessen die tatsächliche Form der optischen Oberfläche bzw. können Abweichungen der tatsächlichen Form von der Sollform bestimmt werden. Hierbei kann das Verfahren im Rahmen der Herstellung eines mit der optischen Oberfläche versehenen optischen Elements zur Anwendung kommen, um die Form der optischen Oberfläche zu bestimmen und hierauf basierend die optische Oberfläche gegebenenfalls zu bearbeiten. Das Auswerten des Interferenzmusters und das Bestimmen der Form der optischen Oberfläche kann mit Hilfe bzw. von einer Auswerteeinrichtung durchgeführt werden.
Die bei dem Verfahren eingesetzte ausgedehnte Strahlungsquelle ermöglicht in Kombination mit der den Gangunterschied erzeugenden optischen Anordnung eine hohe Messgenauigkeit, wodurch die Formbestimmung mit einer entsprechend hohen Genauigkeit erfolgen kann. Es ist zum Beispiel möglich, dass Abweichungen der tatsächlichen Form der optischen Oberfläche von der Sollform, welche auf Oszillationen mit Ortswellenlängen in einem Bereich von 0,5mm bis 1000mm zurückgehen, mit einer Genauigkeit von wenigstens 30pm, insbesondere wenigstens 15pm bestimmt werden.
Das Verfahren kann derart durchgeführt werden, dass sich Fehler bzw. Formabweichungen der optischen Oberfläche von Fehlerbeiträgen von anderen bei der Messung eingesetzten optischen Komponenten unterscheiden und dadurch trennen lassen. Hierzu gehören beispielsweise Sollabweichungen einer zur Wellenfrontanpassung eingesetzten Anpassungsoptik, Sollabweichungen von anderen optischen Komponenten und Kratzer und Staubpartikel. Die Fehlertrennung, welche ein genaues Bestimmen der Form der optischen Oberfläche begünstigt, lässt sich mit Hilfe der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen verwirklichen.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Kalibrierung zum Bestimmen einer Kalibrierabweichung durchgeführt. Die Kalibrierabweichung wird bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche berücksichtigt. Das Durchführen der Kalibrierung umfasst ein interferometrisches Vermessen der optischen Oberfläche unter Verwendung der optischen Anordnung, der Referenzfläche und der Strahlungsquelle, um ein erstes Interferenzmuster zu erfassen. Weiter vorgesehen ist ein interferometrisches Vermessen der optischen Oberfläche unter Verwendung der optischen Anordnung, der Referenzfläche und einer weiteren Strahlungsquelle, um ein zweites Interferenzmuster zu erfassen. Die weitere Strahlungsquelle weist einen strahlungsemittierenden Bereich mit einer solchen Ausdehnung auf, dass eine von der weiteren Strahlungsquelle abgegebene Eingangsstrahlung räumlich kohärent ist. Auf der Grundlage des ersten und zweiten Interferenzmusters wird die Kalibrierabweichung bestimmt.
Bei der Strahlungsquelle, welche bei dem Erfassen des ersten Interferenzmusters eingesetzt wird, handelt es sich um die oben erläuterte ausgedehnte Strahlungsquelle, deren strahlungsemittierender Bereich eine solche (große) Ausdehnung aufweist, dass die hiervon abgegebene Eingangsstrahlung räumlich inkohärent ist. Diese Strahlungsquelle kann wie oben erläutert verwirklicht sein, zum Beispiel mit einem Laser, einer Aufweitungsoptik und einer rotierbaren Mattscheibe.
Die weitere Strahlungsquelle, welche bei dem Erfassen des zweiten Interferenzmusters eingesetzt wird, weist demgegenüber einen strahlungsemittierenden Bereich mit einer solchen Ausdehnung auf, dass die hiervon abgegebene Eingangsstrahlung räumlich kohärent. Der strahlungsemittierende Bereich der weiteren Strahlungsquelle kann (wesentlicher) kleiner sein als der strahlungsemittierende Bereich der beim Erfassen des ersten Interferenzmusters eingesetzten ausgedehnten Strahlungsquelle. Möglich ist zum Beispiel eine punktförmige Ausdehnung, beispielsweise eine Ausdehnung von (wesentlich) kleiner als 3mm, so dass eine solche Strahlungsquelle im Folgenden auch als punktförmige Strahlungsquelle bezeichnet wird. Die weitere bzw. punktförmige Strahlungsquelle kann zum Beispiel einen Laser, eine Lochblende und eine fokussierende Optik zum Fokussieren einer von dem Laser emittierten Laserstrahlung auf die Lochblende umfassen. Anstelle der Lochblende kann die weitere Strahlungsquelle eine rotierbare Mattscheibe umfassen, auf welche die Laserstrahlung fokussiert wird.
Im Rahmen der Kalibrierung wird ausgenutzt, dass bei der Messung mit der ausgedehnten inkohärenten Strahlungsquelle kohärente Störungen von optischen Komponenten vermittelt werden, was zur Folge hat, dass das erste Interferenzmuster (im Wesentlichen) frei von derartigen Störungen ist. Bei der Messung mit der weiteren kohärenten Strahlungsquelle tritt hingegen keine solche Vermittelung auf, was dazu führt, dass in dem zweiten Interferenzmuster kohärente Störungen enthalten sind. Die Kalibrierabweichung, welche auf der Grundlage bzw. anhand eines Vergleichs des ersten und zweiten Interferenzmusters ermittelt wird, kann daher ein Maß für kohärente Störungen von bei der Messung verwendeten Interferometerkomponenten sein. Das Berücksichtigen der Kalibrierabweichung bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche bietet infolgedessen die Möglichkeit, Sollabweichungen der optischen Oberfläche auf zuverlässige Weise von solchen kohärenten Störungen zu trennen.
In Bezug auf die Kalibrierung ist es möglich, das erste Interferenzmuster sowohl bei dem Bestimmen der Kalibrierabweichung, als auch bei dem eigentlichen Bestimmen der Form der optischen Oberfläche, hier zusammen mit der Kalibrierabweichung, zu verwenden.
Die Messungen zum Erfassen des ersten und zweiten Interferenzmusters werden unter Verwendung derselben optischen Anordnung, d.h. mit übereinstimmender Positionierung von Komponenten der optischen Anordnung, durchgeführt. Somit wird mit Hilfe der optischen Anordnung aus der jeweils bereitgestellten Eingangsstrahlung die erste und zweite Teilstrahlung erzeugt, welche einen Gangunterschied zueinander aufweisen, werden durch Reflektieren dieser Teilstrahlungen an der optischen Oberfläche und an der Referenzfläche die Messstrahlung und die Referenzstrahlung bereitgestellt, und wird durch Überlagern dieser Strahlungsteile das erste oder zweite Interferenzmuster erzeugt. Lediglich bei der Messung mit der ausgedehnten Strahlungsquelle kann der Gangunterschied zum Hervorrufen eines interferenzfähigen Überlagerns der Messstrahlung und der Referenzstrahlung genutzt werden. Bei der anderen Messung mit der räumlich kohärenten Eingangsstrahlung kann sich aufgrund der räumlichen Kohärenz ein von dem Gangunterschied unabhängiges interferenzfähiges Überlagern ergeben.
Es ist möglich, dass in dem ersten Interferenzmuster trotz der Vermittelung Fehlerbeiträge optischer Komponenten enthalten sind. Hierbei kann es sich um Störbeiträge von bildnah zu der untersuchten optischen Oberfläche angeordneten Komponenten handeln, zum Beispiel bei der Ausgestaltung der optischen Anordnung mit dem Strahlteiler und dem ersten und zweiten Reflexionselement um Fehler des ersten und zweiten Reflexionselements. Solche Fehlerbeiträge können wie im Folgenden angegeben separiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine zusätzliche Kalibrierung zum Bestimmen einer zusätzlichen Kalibrierabweichung durchgeführt, welche bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche zusätzlich berücksichtigt wird. Dies umfasst ein interferometrisches Vermessen einer Kalibrierfläche anstelle der optischen Oberfläche unter Verwendung der optischen Anordnung, der Referenzfläche und der Strahlungsquelle zum Erfassen eines dritten Interferenzmusters, und ein Bestimmen der zusätzlichen Kalibrierabweichung auf der Grundlage des dritten Interferenzmusters. Die Kalibrierfläche kann zum Beispiel plan sein.
Bei der Strahlungsquelle, welche bei dem Erfassen des dritten Interferenzmusters eingesetzt wird, handelt es sich (ebenfalls) um die oben erläuterte ausgedehnte Strahlungsquelle, deren strahlungsemittierender Bereich eine solche Ausdehnung aufweist, dass die hiervon abgegebene Eingangsstrahlung räumlich inkohärent ist. Dies führt auch hier zur Vermittelung von kohärenten Störungen. Die optische Anordnung kommt wie bei der oben beschriebenen Kalibrierung übereinstimmend bzw. unverändert zum Einsatz, so dass mit Hilfe der mit der Eingangsstrahlung bestrahlten optischen Anordnung die erste und zweite Teilstrahlung erzeugt werden, welche einen Gangunterschied zueinander aufweisen. Diese Teilstrahlungen werden hierbei in Richtung der Referenzfläche und der der Referenzfläche nachgeschalteten Kalibrierfläche abgestrahlt. Durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der Kalibrierfläche kann eine Messstrahlung, und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der Referenzfläche kann eine Referenzstrahlung bereitgestellt werden, so dass durch Überlagern dieser Strahlungsteile das dritte Interferenzmuster erzeugt werden kann. Sofern bei der Vermessung der optischen Oberfläche eine Anpassungsoptik verwendet wird, kommt diese bei der Messung mit der Kalibrierfläche nicht zum Einsatz.
Die interferometrische Vermessung der Kalibrierfläche anstelle der optischen Oberfläche macht es möglich, Fehler von in der Messung der optischen Oberfläche bildnah zu der optischen Oberfläche vorliegenden optischen Komponenten zu erfassen. Hierbei kann die anhand des dritten Interferenzmuster ermittelte zusätzliche Kalibrierabweichung ein Maß für solche Fehlerbeiträge darstellen. Das Berücksichtigen der zusätzlichen Kalibrierabweichung bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche ermöglicht es daher, Formabweichungen der optischen Oberfläche auch von derartigen Fehlerbeiträgen zuverlässig zu trennen.
In Bezug auf ein Bestimmen der Form der optischen Oberfläche bei einer Gruppe von (gleichartigen) optischen Elementen ist es möglich, die vorstehend beschriebene Kalibrierung zum Bestimmen der Kalibrierabweichung und gegebenenfalls der zusätzlichen Kalibrierabweichung lediglich einmalig bzw. unter Verwendung einer optischen Oberfläche von einem der optischen Elemente der Gruppe durchzuführen. Bei der Formbestimmung der optischen Oberfläche der anderen optischen Elemente der Gruppe kann weiterhin diese Kalibrierung zugrunde gelegt werden. D.h. dass diese optischen Elemente interferometrisch mit der ausgedehnten Strahlungsquelle vermessen werden, um ein entsprechendes Interferenzmuster zu erhalten, und dass das Bestimmen der Form der optischen Oberfläche jeweils auf der Grundlage des entsprechenden Interferenzmusters und unter Berücksichtigung der für die Gruppe einmalig ermittelten Kalibrierabweichung und gegebenenfalls der zusätzlichen Kalibrierabweichung durchgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Strahlungsquelle mit einem strahlungsemittierenden Bereich zum Abgeben einer Eingangsstrahlung auf, welcher eine solche Ausdehnung besitzt, dass die abgegebene Eingangsstrahlung räumlich inkohärent ist. Eine weitere Komponente ist eine bei der interferometrischen Vermessung der optischen Oberfläche vorgeschaltete Referenzfläche. Die Vorrichtung weist des Weiteren eine optische Anordnung zum Abstrahlen einer ersten und zweiten Teilstrahlung bei einem Bestrahlen der optischen Anordnung mit der Eingangsstrahlung auf, wobei die zweite Teilstrahlung einen Gangunterschied gegenüber der ersten Teilstrahlung aufweist. Die optische Oberfläche und die Referenzfläche sind mit der von der optischen Anordnung abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung bestrahlbar, um durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche eine Messstrahlung und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der Referenzfläche eine Referenzstrahlung bereitzustellen. Mit Hilfe des Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung ist ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung bewirkbar. Die Vorrichtung weist ferner eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung erzeugten Interferenzmusters auf.
Entsprechend dem zuvor erläuterten Verfahren ist es mit Hilfe der Vorrichtung möglich, die optische Oberfläche mit einer hohen Genauigkeit interferometrisch und (im Wesentlichen) ohne kohärente Störungen zu vermessen. Dies liegt zum einen an der ausgedehnten und eine räumlich inkohärente Eingangsstrahlung emittierenden Strahlungsquelle, was zur Vermittelung von kohärenten Störungen führt, und zum anderen an dem mit Hilfe der optischen Anordnung eingestellten Gangunterschied zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung. Der Gangunterschied der beiden Teilstrahlungen führt zu einem interferenzfähigen Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung, und damit zu einem Erzeugen eines kontrastreichen Interferenzmusters.
Die Vorrichtung kann einen optischen Aufbau entsprechend eines Fizeau-Interferometers besitzen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass oben mit Bezug auf das Verfahren erläuterte Ausführungsformen, Merkmale und Details auch bei der Vorrichtung zur Anwendung kommen können.
Beispielsweise kann für die optische Anordnung eine Ausführungsform in Betracht kommen, in welcher die optische Anordnung einen Strahlteiler zum Aufteilen der Eingangsstrahlung in die erste und zweite Teilstrahlung, ein erstes Reflexionselement zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung und ein zweites Reflexionselement zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung aufweist. Das erste und zweite Reflexionselement sind derart angeordnet, dass der Gangunterschied der zweiten Teilstrahlung gegenüber der ersten Teilstrahlung erzeugbar ist. In dieser Ausführungsform können die erste und zweite Teilstrahlung über das zugehörige erste bzw. zweite Reflexionselement zurück zu dem Strahlteiler reflektiert, und hiervon ausgehend können die erste und zweite Teilstrahlung (bzw. Anteile derselben) gemeinsam in Richtung der optischen Oberfläche und der Referenzfläche abgestrahlt werden. Für das Erzeugen des Gangunterschieds kann das zweite Reflexionselement weiter entfernt zu dem Strahlteiler angeordnet sein als das erste Reflexionselement.
Durch Reflektieren der ersten und zweiten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche und der Referenzfläche können zwei weitere Strahlungsteile bereitgestellt werden, welche sich dem Interferenzmuster als gleichmäßiger Helligkeitsuntergrund überlagern können. Möglich ist auch eine Ausführungsform der Vorrichtung, in welcher strahlungsreflektierende Komponenten der Vorrichtung eine solche Ausrichtung aufweisen, dass die weiteren Strahlungsteile eine andere Ausbreitungsrichtung als die Messstrahlung und die Referenzstrahlung besitzen. Derartige Strahlungsteile können mit Hilfe einer Blende der Vorrichtung ausgeblendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist der Gangunterschied zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung derart eingestellt, dass sich die Messstrahlung und die Referenzstrahlung innerhalb einer vorgegebenen Toleranz interferenzfähig überlagern. Hierbei kann es sich um das oben erläuterte „1/4-Interferenzstreifen“-Kriterium handeln.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist die ausgedehnte Strahlungsquelle einen Laser, eine mit Hilfe einer Antriebseinrichtung rotierbare Mattscheibe und eine zwischen dem Laser und der Mattscheibe angeordnete Aufweitungsoptik auf.
Ein strahlungsemittierender Bereich der Strahlungsquelle, welcher durch Bestrahlen einer Seite der Mattscheibe auf einer entgegen gesetzten Seite der Mattscheibe gebildet werden kann, kann eine Ausdehnung von mehr als 3mm, insbesondere eine Ausdehnung im zweistelligen Millimeterbereich aufweisen.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung weitere Komponenten umfassen, zum Beispiel einen zwischen der optischen Anordnung und der Referenzfläche angeordneten Kollimator, einen (weiteren) Strahlteiler zum Ablenken der Messstrahlung und der Referenzstrahlung (bzw. Anteile derselben) in Richtung der Erfassungseinrichtung und ein zwischen der Erfassungseinrichtung und diesem Strahlteiler angeordnetes Okular. Die Erfassungseinrichtung kann eine CCD-Kamera umfassen. Des Weiteren kann die optische Anordnung ein erstes und zweites Objektiv aufweisen, welche derart angeordnet sind, dass entweder das erste Objektiv mit der Eingangsstrahlung und das zweite Objektiv gemeinsam mit der ersten und zweiten Teilstrahlung durchstrahlbar ist oder das erste Objektiv mit der ersten Teilstrahlung und das zweite Objektiv mit der zweiten Teilstrahlung durchstrahlbar ist. In einer weiteren Ausführungsform weist die optische Anordnung der Vorrichtung wenigstens ein Korrekturelement zur Wellenfrontkorrektur auf. Hierdurch kann die Wellenfront von wenigstens einer von der ersten und zweiten Teilstrahlung korrigiert werden, so dass es möglich ist, gegebenenfalls vorliegende unterschiedliche Abbildungseigenschaften auf den unterschiedlichen Strahlungswegen anzugleichen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Anpassungsoptik auf, welche zum Formen der ersten Teilstrahlung vor dem Reflektieren an der optischen Oberfläche ausgebildet ist, so dass die erste Teilstrahlung eine an eine Sollform der optischen Oberfläche angepasste Wellenfront aufweist. Auf diese Weise lässt sich die Vorrichtung zur interferometrischen Vermessung einer Freiformfläche einsetzen.
Die Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung kann zwischen der Referenzfläche und der optischen Oberfläche angeordnet sein. Möglich ist es auch, dass die optische Anordnung die Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung aufweist. Dies ermöglicht eine Ausgestaltung der Anpassungsoptik mit lateralen Abmessungen, welche kleiner sind als die Abmessungen der optischen Oberfläche. Bei der Ausgestaltung der optischen Anordnung mit dem Strahlteiler und dem ersten und zweiten Reflexionselement kann die Anpassungsoptik zum Beispiel zwischen dem Strahlteiler und dem ersten Reflexionselement angeordnet sein, oder kann das erste Reflexionselement als (reflektierende) Anpassungsoptik ausgebildet sein.
Auf der Grundlage des mit Hilfe der Erfassungseinrichtung der Vorrichtung erfassten Interferenzmusters kann die Form der optischen Oberfläche bestimmt werden. Hierfür kann die Vorrichtung zum Beispiel eine entsprechende Auswerteeinrichtung aufweisen, welche zum Auswerten des Interferenzmusters und Bestimmen der Form der optischen Oberfläche ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang kann die Vorrichtung im Rahmen der Fertigung eines mit der optischen Oberfläche versehenen optischen Elements zur Anwendung kommen, um die Form der optischen Oberfläche zu bestimmen und hierauf basierend die optische Oberfläche gegebenenfalls zu bearbeiten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Fertigen des optischen Elements mit einer optischen Oberfläche und ein interferometrisches Vermessen einer tatsächlichen Form der optischen Oberfläche des optischen Elements. Das Vermessen erfolgt derart genau, dass Abweichungen der tatsächlichen Form von der Sollform, welche auf Oszillationen mit Ortswellenlängen in einem Bereich von 0,5mm bis 1000mm zurückgehen, mit einer Genauigkeit von wenigstens 30pm, insbesondere wenigstens 15pm bestimmt werden. Das Herstellungsverfahren umfasst ferner ein Anpassen der optischen Oberfläche an die Sollform durch Bearbeiten der optischen Oberfläche auf der Grundlage des interferometrischen Messergebnisses. Hierbei kann die optische Oberfläche im Rahmen der Messgenauigkeit der interferometrischen Vermessung angepasst werden.
Für das interferometrische Vermessen der optischen Oberfläche des optischen Elements kann das oben beschriebene Messverfahren bzw. können eine oder mehrere der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens durchgeführt werden. Hierbei kann die oben beschriebene Vorrichtung bzw. können eine oder mehrere der oben beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung zur Anwendung kommen. Die angegebene Messgenauigkeit kann durch die Verwendung der ausgedehnten Strahlungsquelle in Kombination mit der den Gangunterschied erzeugenden optischen Anordnung erzielt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein optisches Element mit einer optischen Oberfläche vorgeschlagen. Eine tatsächliche Form der optischen Oberfläche ist derart an eine Sollform angepasst, dass Abweichungen der tatsächlichen Form von der Sollform, welche auf Oszillationen mit Ortswellenlängen in einem Bereich von 0,5mm bis 1000mm zurückgehen, höchstens 30pm, insbesondere höchstens 15pm betragen.
Das optische Element kann durch Durchführen des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens hergestellt sein. Hierbei kann es sich zum Beispiel um ein optisches Element eines EUV-Lithographiesystems handeln.
Das vorgenannte bzw. gemäß dem vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellte optische Element zeichnet sich durch eine hohe Formgenauigkeit aus. In entsprechender Weise kann die optische Oberfläche des optischen Elements eine geringe Oberflächenrauheit aufweisen. Hierdurch kann ein Streulichtanteil, welcher bei einer möglichen Anwendung des optischen Elements in einem EUV-Lithographieprozess an dem optischen Element entstehen kann, relativ klein sein. Auf diese Weise kann der Lithographieprozess mit einer hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit durchgeführt werden.
In einer möglichen Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel für die EUV-Lithographie (extrem ultraviolette Strahlung). Ein solcher Spiegel kann ein Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete reflektierende Schichtenfolge aufweisen. Ein mögliches Beispiel ist ein großer flacher Spiegel eines „Grazing Incidence“-Objektivs. Hierbei kann eine Oberfläche der reflektierenden Schichtenfolge die optische Oberfläche bilden, welche sich infolge der interferometrischen Vermessung und der hierauf basierenden Anpassung durch die vorstehend erläuterte hohe Formgenauigkeit und geringe Oberflächenrauheit auszeichnen kann.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist das optische Element ein Substrat für einen Spiegel für die EUV-Lithographie. Hierbei kann eine Oberfläche des Substrats, auf welcher im Rahmen einer Herstellung eines entsprechenden Spiegels eine reflektierende Schichtenfolge ausgebildet werden kann, die optische Oberfläche bilden. Eine hohe Formgenauigkeit dieser interferometrisch vermessenen und angepassten optischen Oberfläche begünstigt in entsprechender Weise eine formgenaue Herstellung des Spiegels.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein weiteres Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen einer Eingangsstrahlung und ein Bestrahlen einer optischen Anordnung mit der Eingangsstrahlung, so dass eine erste und zweite Teilstrahlung von der optischen Anordnung abgestrahlt werden. Die optische Anordnung weist eine Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung auf, so dass die erste Teilstrahlung eine an eine Sollform der optischen Oberfläche angepasste Wellenfront aufweist. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Bestrahlen der optischen Oberfläche und einer der optischen Oberfläche vorgeschalteten Referenzfläche mit der von der optischen Anordnung abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung, wobei durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche eine Messstrahlung und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der Referenzfläche eine Referenzstrahlung bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung erzeugten Interferenzmusters.
Das Vorsehen der Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung der ersten Teilstrahlung im Bereich der optischen Anordnung ermöglicht eine Ausgestaltung der Anpassungsoptik mit lateralen Abmessungen, welche kleiner sind als die Abmessungen der untersuchten optischen Oberfläche. Auf diese Weise eignet sich das Verfahren zur interferometrischen Vermessung einer optischen Oberfläche mit großen lateralen Abmessungen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die optische Anordnung einen Strahlteiler zum Aufteilen der Eingangsstrahlung in die erste und zweite Teilstrahlung, ein erstes Reflexionselement zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung und ein zweites Reflexionselement zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung auf. Des Weiteren ist die Anpassungsoptik zwischen dem Strahlteiler und dem ersten Reflexionselement angeordnet. Möglich ist es auch, dass das erste Reflexionselement selbst die Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung bildet.
In der vorgenannten Ausführungsform können die erste und zweite Teilstrahlung über das zugehörige erste bzw. zweite Reflexionselement zurück zu dem Strahlteiler reflektiert werden. Nach einem erneuten Durchlaufen des Strahlteilers können die erste und zweite Teilstrahlung (bzw. Anteile derselben) gemeinsam in Richtung der optischen Oberfläche und der Referenzfläche abgestrahlt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine weitere Vorrichtung zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Strahlungsquelle zum Erzeugen einer Eingangsstrahlung auf. Eine weitere Komponente ist eine bei der interferometrischen Vermessung der optischen Oberfläche vorgeschaltete Referenzfläche. Die Vorrichtung weist des Weiteren eine optische Anordnung zum Abstrahlen einer ersten und zweiten Teilstrahlung bei einem Bestrahlen der optischen Anordnung mit der Eingangsstrahlung auf. Die optische Anordnung weist eine Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung auf, so dass die erste Teilstrahlung eine an eine Sollform der optischen Oberfläche angepasste Wellenfront aufweist. Die optische Oberfläche und die Referenzfläche sind mit der von der optischen Anordnung abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung bestrahlbar, um durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche eine Messstrahlung und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung an der Referenzfläche eine Referenzstrahlung bereitzustellen. Die Vorrichtung weist ferner eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung erzeugten Interferenzmusters auf.
Auch bei dieser Vorrichtung kann eine Ausführungsform in Betracht kommen, in welcher die optische Anordnung einen Strahlteiler zum Aufteilen der Eingangsstrahlung in die erste und zweite Teilstrahlung, ein erstes Reflexionselement zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung und ein zweites Reflexionselement zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung aufweist. Des Weiteren kann die die Wellenfrontanpassung bewirkende Anpassungsoptik zwischen dem Strahlteiler und dem ersten Reflexionselement angeordnet sein, oder kann das erste Reflexionselement selbst in Form der Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung verwirklicht sein.
Für das vorgenannte Verfahren und die vorgenannte Vorrichtung, in welchen die optische Anordnung zur Strahlungsformung der ersten Teilstrahlung ausgebildet ist, können oben erläuterte Ausführungsformen, Merkmale und Details, welche in Zusammenhang mit dem oben erläuterten Verfahren und der Vorrichtung genannt sind, gemäß welchen ein Gangunterschied zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung erzeugt wird, in entsprechender Weise zur Anwendung kommen.
Beispielsweise können durch Reflektieren der ersten und zweiten Teilstrahlung an der optischen Oberfläche und der Referenzfläche zwei weitere Strahlungsteile bereitgestellt werden, welche sich dem Interferenzmuster als gleichmäßiger Helligkeitsuntergrund überlagern können. In dieser Hinsicht lässt sich das Verfahren derart durchführen bzw. die Vorrichtung derart ausbilden, dass die weiteren Strahlungsteile eine andere Ausbreitungsrichtung als die Messstrahlung und die Referenzstrahlung aufweisen, und dass die weiteren Strahlungsteile ausgeblendet werden. Dies kann durch eine geeignete Ausrichtung von strahlungsreflektierenden Komponenten verwirklicht werden. Zum Ausblenden kann eine Blende verwendet werden.
Darüber hinaus können weitere Komponenten zum Einsatz kommen, zum Beispiel ein der Referenzfläche vorgeschalteter Kollimator, ein (weiterer) Strahlteiler zum Ablenken der Messstrahlung und der Referenzstrahlung in Richtung der zum Erfassen des Interferenzmusters eingesetzten Erfassungseinrichtung, und ein zwischen der Erfassungseinrichtung und diesem Strahlteiler angeordnetes Okular. Ferner kann die optische Anordnung ein erstes und zweites Objektiv aufweisen, welche derart angeordnet sind, dass entweder die Eingangsstrahlung das erste Objektiv durchläuft und die erste und zweite Teilstrahlung das zweite Objektiv gemeinsam durchlaufen oder die erste Teilstrahlung das erste Objektiv und die zweite Teilstrahlung das zweite Objektiv durchläuft. Hierbei kann die Anpassungsoptik gegebenenfalls in dem ersten Objektiv integriert sein. Des Weiteren kann die optische Anordnung wenigstens ein Korrekturelement zur Wellenfrontkorrektur aufweisen.
In entsprechender Weise kann auf der Grundlage des erfassten Interferenzmusters die Form der optischen Oberfläche bestimmt werden. Hierbei können Abweichungen einer tatsächlichen Form der optischen Oberfläche von einer Sollform bestimmt werden. Zu diesem Zweck kann eine Auswerteeinrichtung eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang können das Verfahren und die Vorrichtung im Rahmen der Herstellung eines mit der optischen Oberfläche versehenen optischen Elements zur Anwendung kommen, um die Form der optischen Oberfläche des optischen Elements zu bestimmen und hierauf basierend die optische Oberfläche gegebenenfalls zu bearbeiten.
Ferner kann als Strahlungsquelle in dem vorgenannten Verfahren bzw. in der vorgenannten Vorrichtung, in welchen die optische Anordnung eine Anpassungsoptik aufweist, eine punktförmige Strahlungsquelle zur Anwendung kommen. Diese kann eine Ausgestaltung aufweisen, wie sie oben mit Bezug auf die Kalibrierung angegeben wurde. Möglich ist auch die Verwendung einer ausgedehnten Strahlungsquelle. Ein Erzeugen eines Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung mit Hilfe der optischen Anordnung, wie es oben beschrieben wurde, kann hierbei (lediglich) bei Verwendung der ausgedehnten Strahlungsquelle vorgesehen sein, um ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung zu erzielen.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine interferometrische Messvorrichtung in Form eines Fizeau-Interferometers;
2 eine Weiterbildung einer interferometrischen Messvorrichtung in Form eines Fizeau-Interferometers, welche eine ausgedehnte Lichtquelle zum Erzeugen einer Eingangsstrahlung und eine mit der Eingangsstrahlung bestrahlbare Vorschaltkavität zum Bereitstellen von zwei phasenverschobenen Teilstrahlungen aufweist;
3 und 4 weitere Darstellungen der Vorrichtung von 2, wobei unterschiedliche Strahlungswege dargestellt sind;
5 eine Darstellung der ausgedehnten Lichtquelle;
6 eine Darstellung der Vorschaltkavität;
7 eine interferometrische Messvorrichtung, welche eine Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung aufweist;
8 und 9 weitere Darstellungen der Vorrichtung von 7, wobei unterschiedliche Strahlungswege dargestellt sind;
10 eine interferometrische Messvorrichtung mit einer zusätzlichen Darstellung von Strahlungsdurchmessern auf optischen Komponenten der Messvorrichtung;
11 ein Diagramm, in welchem unterschiedliche Verläufe einer spektrale Leistungsdichte von Fehlerbeiträgen einer optischen Komponente dargestellt ist;
12 eine interferometrische Messvorrichtung, welche zum Ausblenden von nicht benötigten Strahlungsteilen ausgebildet ist;
13 und 14 weitere Darstellungen der Vorrichtung von 12, wobei unterschiedliche Strahlungswege dargestellt sind;
15 eine interferometrische Messvorrichtung mit einer Vorschaltkavität, welche eine Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung aufweist;
16 eine weitere interferometrische Messvorrichtung mit einer Vorschaltkavität, welche eine Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung aufweist;
17 eine Darstellung der Vorschaltkavität der Vorrichtung von 16; und
18 einen Ausschnitt eines Spiegels für die EUV-Lithographie.
Auf der Grundlage der folgenden Figuren werden Ausgestaltungen eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche beschrieben. Die optische Oberfläche kann sich auf einem optischen Element befinden, welches zum Beispiel in einem EUV-Lithographiesystem zur Anwendung kommt. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Spiegel, zum Beispiel um einen Spiegel eines „Grazing Incidence“-Objektivs, handeln.
Es wird darauf hingewiesen, dass die im Folgenden erläuterten Vorrichtungen und Einrichtungen zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten weitere Komponenten aufweisen können. Auch wird darauf hingewiesen, dass die Figuren schematischer Natur und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten, Strukturen und Gegebenheiten zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
1 zeigt eine Vorrichtung 109 zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche 170 eines Prüflings, welche einen Aufbau entsprechend eines typischen Fizeau-Interferometers besitzt. Vorliegend handelt es sich bei der Oberfläche 170 um eine Planfläche, so dass die Vorrichtung 109 zur Planflächenprüfung dient. Die Vorrichtung 109 weist eine Lichtquelle 119 zum Abgeben einer monochromatischen Lichtstrahlung 200, einen Strahlteiler 160, einen Kollimator 162, eine der optischen Oberfläche 170 vorgeschaltete Referenzplatte 164 mit einer Referenzfläche 165, ein Okular 166 und einen ortsauflösenden strahlungsempfindlichen Sensor 168 auf. Der Strahlteiler 160 kann zum Beispiel ein halbdurchlässiger Spiegel sein. Der Sensor 168 kann zum Beispiel eine CCD-Kamera (Charge Coupled Device) sein. Die Referenzplatte 164 und die optische Oberfläche 170 bilden eine Interferometerkavität. Hierbei sind die Referenzfläche 165 und die optische Oberfläche 170 in einem Abstand d, der sogenannten Kavitätslänge, zueinander beabstandet angeordnet.
Die von der Lichtquelle 119 abgegebene Eingangsstrahlung 200 liegt zunächst in Form eines divergierenden Strahlenbündels vor, und durchläuft den Strahlteiler 160, den Kollimator 162 und die Referenzplatte 164. Die Strahlung 200 wird u.a. an der Referenzfläche 165 und an der optischen Oberfläche 170 reflektiert, wie in 1 anhand von Pfeilen angedeutet ist, so dass zwei in Richtung des Kollimators 162 und des Strahlteilers 160 rückreflektierte Strahlungsteile bereitgestellt werden. Die zwei Strahlungsteile (bzw. Anteile derselben) werden mit Hilfe des Strahlteilers 160 in Richtung des Okulars 166 und des dem Okular 166 nachgeschalteten Sensors 168 reflektiert.
Durch Überlagern der rückreflektierten Strahlungsteile kann ein Interferenzmuster erzeugt werden, welches mit Hilfe des Sensors 168 erfasst werden kann. Das Interferenzmuster kann Informationen über die Form der optischen Oberfläche 170 enthalten, so dass durch eine Auswertung des Interferenzmusters auf die Form der Oberfläche 170 zurückgeschlossen werden kann.
In 1, und auch in nachfolgenden Figuren, sind anhand von Linien Strahlenverläufe der jeweils verwendeten Strahlung gezeigt. Diese Darstellungen basieren jeweils auf einer mit Hilfe eines Strahldurchrechnungsprogramms durchgeführten Simulation. Sofern an einem Element, einer Fläche oder einer Ebene bzw. Bildebene zwei Punkte angedeutet sind, von welchen Lichtstrahlen ausgehen oder in welchen Lichtstrahlen zusammenlaufen, bezieht sich dies auf die Lichtquellenebene, also die Lichtquelle oder ein jeweils vorliegendes Bild der Lichtquelle. In 1 ist dies der Fall für die Lichtquelle 119 und eine ergänzend angedeutete und sich vor dem Okular 166 befindende Bildebene 212 (Brennebene des Okulars 166), in welcher ein Lichtquellenzwischenbild vorliegt. Bei den an diesen Stellen angedeuteten Punkten handelt es sich um Randpunkte der Lichtquelle bzw. des Lichtquellenbilds. In Bezug auf andere Elemente oder Flächen sind drei Punkte angedeutet, von welchen Lichtstrahlen ausgehen. In 1 ist dies der Fall für die optische Oberfläche 170 und den Sensor 168. Diese Darstellung bezieht sich auf Ebenen, in welchen die jeweils untersuchte optische Oberfläche 170 bzw. deren Bild vorliegt. Hierbei veranschaulichen die drei Punkte Randpunkte und einen mittigen Punkt der optischen Oberfläche 170. Eine entsprechende Darstellung wurde auch in nachfolgenden Figuren gewählt.
Das Erzeugen eines Interferenzmusters mit einem ausreichenden Kontrast bei der Vorrichtung 109 von 1 erfordert es, dass die von der Lichtquelle 119 abgegebene Eingangsstrahlung 200 räumlich kohärent ist. Dies setzt voraus, dass eine Ausdehnung der Lichtquelle 119 bzw. eines strahlungsemittierenden Bereichs der Lichtquelle 119, von welchem die Lichtstrahlung 200 abgegeben wird, eine bestimmte Größe nicht überschreitet. Die Beschränkung kann wie folgt angegeben werden.
In 1 ist ein Öffnungswinkel θ angedeutet, unter welchem die halbe Lichtquelle 119 bzw. ein strahlungsemittierender Bereich der Lichtquelle 119 vom Kollimator 162 aus erscheint. Für das Erzeugen eines kontrastreichen Interferenzmusters gilt für die Lichtquellengröße (2·θ) entsprechend den Regeln der räumlichen Kohärenz die folgende Bedingung: cosθ > 1 – λ / 4d (1)
Hierbei ist λ die Wellenlänge der Strahlung 200, und wie oben angegeben sind θ der halbe Öffnungswinkel der Lichtquelle 119 und d der Abstand zwischen der Referenzfläche 165 und der optischen Oberfläche 170.
Die der Größenbeschränkung gemäß Formel (1) unterliegende kohärente Lichtquelle 119 weist infolgedessen einen strahlungsemittierenden Bereich mit relativ kleinen bzw. punktförmigen Abmessungen auf. Eine solche Lichtquelle wird im Folgenden auch als punktförmige Lichtquelle bezeichnet.
Die Verwendung der punktförmigen kohärenten Lichtquelle 119 führt dazu, dass kleine und mittelgroße Störungen, also Störungen mit kleinen bis mittleren Ortswellenlängen, auf allen an der Messung der optischen Oberfläche 170 beteiligten optischen Komponenten auf das interferometrische Messergebnis durchschlagen können. Bei dem Messaufbau von 1 sind dies der Kollimator 162, die Referenzplatte 164, der Strahlteiler 160 und das Okular 166. Die Störungen sind zum Beispiel bedingt durch Sollabweichungen der optischen Interferometerkomponenten sowie durch Kratzer und Staubpartikel an diesen Komponenten. Das Interferenzmuster kann infolgedessen solche Fehlerbeiträge beinhalten, was dazu führen kann, dass sich die Messung nicht mit der geforderten Messgenauigkeit durchführen lässt.
Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, kommt bei der interferometrischen Vermessung einer Freiformfläche (Oberfläche ohne Rotationssymmetrie) zusätzlich eine Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung zum Einsatz. Auch Fehler auf bzw. im Bereich der Anpassungsoptik können bei Verwendung einer punktförmigen Lichtquelle auf das Messergebnis durchschlagen und damit die Messgenauigkeit beeinträchtigen.
Eine Verminderung bzw. Beseitigung der bei einer interferometrischen Vermessung auftretenden kohärenten Störungen kann erzielt werden, indem eine Strahlungsquelle zum Einsatz kommt, deren strahlungsemittierender Bereich größere Abmessungen als eine punktförmige Strahlungsquelle aufweist und dadurch die hiervon emittierte Lichtstrahlung räumlich inkohärent ist. Die alleinige Verwendung einer solchen inkohärenten Lichtquelle bei dem Aufbau von 1 würde jedoch zu einem Interferenzbild mit ungenügendem Kontrast führen.
Eine Aufhebung der Beschränkung der Lichtquellengröße gemäß Formel (1), wodurch sich die interferometrische Vermessung mit einem Fizeau-Interferometer-Aufbau mit einer räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung durchführen lässt, wird durch die Verwendung einer vorgeschalteten optischen Anordnung ermöglicht, welche infolge eines Bestrahlens mit der Eingangsstrahlung zwei gegeneinander phasenverschobene Teilstrahlungen bereitstellt. Eine in diesem Sinne ausgebildete Vorrichtung 101 in Form eines Fizeau-Interferometers, welche eine Weiterbildung der Vorrichtung 109 von 1 darstellt, ist in 2 gezeigt. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass mit Bezug auf übereinstimmende Merkmale und Details sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen wird.
Die ebenfalls zur Prüfung der planen optischen Oberfläche 170 eines optischen Elements eingesetzte Vorrichtung 101 von 2 weist entsprechend der Vorrichtung 109 von 1 den Strahlteiler 160, den Kollimator 162, die der optischen Oberfläche 170 vorgeschaltete Referenzplatte 164 mit der Referenzfläche 165, das Okular 166 und den beispielsweise als CCD-Kamera ausgeführten Strahlungssensor 168 auf. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 101 eine Lichtquelle 110 zum Abgeben einer monochromatischen Eingangsstrahlung 200 und eine der Lichtquelle 110 nachgeschaltete optische Anordnung 120. Die Lichtquelle 110 weist einen strahlungsemittierenden Bereich mit einer solchen großen bzw. flächigen Ausdehnung auf, dass die hiervon abgegebene Strahlung 200 räumlich inkohärent ist. Eine solche vollflächige Lichtquelle wird im Folgenden auch als ausgedehnte Lichtquelle bezeichnet.
5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der ausgedehnten Lichtquelle 110. Die Lichtquelle 110 weist einen Laser 111 zum Emittieren einer monochromatischen Laserstrahlung 205, eine Mattscheibe 113 und eine zwischen dem Laser 111 und der Mattscheibe 113 angeordnete Aufweitungsoptik in Form einer Zerstreuungslinse 112 auf. Ein weiterer Bestandteil ist eine Antriebseinrichtung 114, mit deren Hilfe die Mattscheibe 113 um eine Drehachse 240 rotiert werden kann.
Im Strahlungsbetrieb der Lichtquelle 110 wird die Mattscheibe 113 mit Hilfe der Antriebseinrichtung 114 rotiert, und wird die von dem Laser 111 emittierte Laserstrahlung 205 mit Hilfe der Zerstreuungslinse 112 aufgeweitet und auf eine Seite der Mattscheibe 113 projiziert, so dass diese an einer entgegen gesetzten Seite der Mattscheibe in Form der Eingangsstrahlung 200 abgegeben wird. Die Strahlungsabgabe erfolgt in einem Bereich 115, welcher den strahlungsemittierenden Bereich 115 der Lichtquelle 110 bildet. Hierbei wirkt jedes Streuelement der rotierten Mattscheibe 113 als Sekundärlichtquelle, welche Strahlung in eine andere Raumrichtung streut. Auf diese Weise können sich die Strahlungsanteile sämtlicher Sekundärlichtquellen inkohärent überlagern, wodurch die von dem strahlungsemittierenden Bereich 115 abgegebene Lichtstrahlung 200 räumlich inkohärent ist.
Die Verwendung der ausgedehnten Strahlungsquelle 110 und infolgedessen der räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung 200 ermöglicht eine Vermittelung von kurz- und mittelwelligen kohärenten Störungen, welche von bei der interferometrischen Vermessung der optischen Oberfläche 170 eingesetzten optischen Komponenten hervorgerufen werden. Hierunter fallen Störungen mit kleinen bis mittleren Ortswellenlängen. Auf diese Weise können derartige Fehlerbeiträge verunschärft bzw. gedämpft werden. Zu diesem Zweck weist der strahlungsemittierende Bereich 115 der Lichtquelle 110 eine laterale Ausdehnung bzw. einen Durchmesser von mehr als 3mm auf. Möglich ist zum Beispiel eine Ausdehnung im zweistelligen Millimeterbereich, insbesondere in einem Bereich von 20mm bis 30mm. Auf diese Weise kann eine effektive Vermittelung und dadurch Dämpfung der kurz- und mittelwelligen Interferometerfehler erzielt werden.
Die der Lichtquelle 110 nachgeordnete optische Anordnung 120 der Vorrichtung 101 dient dazu, bei einem Bestrahlen mit der Eingangsstrahlung 200 eine erste Teilstrahlung 201 und eine hierzu phasenverzögerte zweite Teilstrahlung 202 bereitzustellen. Die Teilstrahlungen 201, 202 werden von der optischen Anordnung 120 gemeinsam und mit derselben Ausbreitungsrichtung in Richtung des Strahlteilers 160 und des Kollimators 162 und damit in Richtung der Referenzfläche 165 und der nachgeschalteten optischen Oberfläche 170 abgestrahlt (vgl. 2). Die diesen Komponenten vorgeschaltete optische Anordnung 120 wird im Folgenden auch als Vorschaltkavität 120 bezeichnet.
6 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung der bei der Vorrichtung 101 eingesetzten Vorschaltkavität 120. Die Vorschaltkavität 120 weist einen Strahlteiler 130, ein erstes Reflexionselement 131 und ein zweites Reflexionselement 132 auf. Der Strahlteiler 130 kann zum Beispiel ein halbdurchlässiger Spiegel sein. Die Reflexionselemente 131, 132 können plane Reflexionsflächen umfassen, und zu diesem Zweck beispielsweise als Planspiegel ausgeführt sein. Mit Hilfe des Strahlteilers 130 wird die von der Lichtquelle 110 kommende Eingangsstrahlung 200 in die erste und zweite Teilstrahlung 201, 202 aufgeteilt. Die erste Teilstrahlung 201 wird an dem ersten Reflexionselement 131, und die zweite Teilstrahlung 202 wird an dem zweiten Reflexionselement 132 reflektiert, so dass die erste und zweite Teilstrahlung 201, 202 zurück zu dem Strahlteiler 130 reflektiert werden. Nach einem erneuten Durchlaufen des Strahlteilers 130 werden die erste und zweite Teilstrahlung 201, 202 (bzw. Anteile derselben) in Richtung des Kollimators 162 und damit in Richtung der Referenzfläche 165 und der optischen Oberfläche 170 abgestrahlt.
Neben diesen Komponenten weist die Vorschaltkavität 120 zwei Objektive 125, 126 auf, welche wie in 2 angedeutet entsprechend des Okulars 166 jeweils mehrere optische Elemente bzw. Linsen umfassen können. Mit Hilfe eines ersten Objektivs 125, welches dem Strahlteiler 130 vorgeschaltet ist bzw. zwischen der Lichtquelle 110 und dem Strahlteiler 130 angeordnet ist, wird die Eingangsstrahlung 200 kollimiert, und wird dadurch die Lichtquelle 110 (bzw. der strahlungsemittierende Bereich 115 der Lichtquelle 110, vgl. 5) nach unendlich abbildet. Ein zweites Objektiv 126, welches dem Strahlteiler 130 nachgeschaltet ist bzw. zwischen dem Strahlteiler 130 der Vorschaltkavität 120 und dem anderen Strahlteiler 160 angeordnet ist, wird von der ersten und zweiten Teilstrahlung 201, 202 gemeinsam durchstrahlt. Über das zweite Objektiv 126 wird die Lichtquelle 110, 115 in eine ausgangsseitig der Vorschaltkavität 120 vorliegende Bildebene 211 abgebildet. Ausgehend von der Bildebene 211 verlaufen die beiden Teilstrahlungen 201, 202 in Form von divergierenden Strahlenbündeln. Bei der Bildebene 211 kann es sich um eine ursprüngliche Lichtquellenebene handeln, in welcher bei dem Aufbau von 1 die Lichtquelle 119 angeordnet ist.
Das erste und zweite Reflexionselement 131, 132 der Vorschaltkavität 120 sind wie in 6 angedeutet derart positioniert, dass das zweite Reflexionselement 132 um einen Abstand d_VSK weiter von dem Strahlteiler 130 entfernt ist als das erste Reflexionselement 131. Aufgrund des einstellbaren Abstands d_VSK, welcher im Folgenden auch als Vorschalt-Kavitätslänge bezeichnet wird, wird bei den von der Vorschaltkavität 120 abgestrahlten Teilstrahlungen 201, 202 ein Gangunterschied von 2·d_VSK der zweiten Teilstrahlung 202 gegenüber der ersten Teilstrahlung 201 hervorgerufen. Die Vorschalt-Kavitätslänge d_VSK und damit der Gangunterschied 2·d_VSK sind wie nachstehend angegeben derart gewählt, dass sich ein kontrastreiches Interferenzmuster erzeugen lässt. Aufgrund des Gangunterschieds der Teilstrahlungen 201, 202 liegen in der Bildebene 211 zwei Lichtquellenbilder vor, wobei sich das mit Hilfe der zweiten Teilstrahlung 202 erzeugte und von dem zweiten Reflexionselement 132 kommende Lichtquellenbild von dem mit Hilfe der ersten Teilstrahlung 201 erzeugten Lichtquellenbild um die Phasenverzögerung 2·d_VSK unterscheidet.
Die beiden von der Vorschaltkavität 120 kommenden Teilstrahlungen 201, 202 werden u.a. an der Referenzfläche 165 und an der optischen Oberfläche 170 reflektiert. Wie in 2 angedeutet ist, werden durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 an der Referenzfläche 165 eine Referenzstrahlung 204, und durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 an der optischen Oberfläche 170 eine Messstrahlung 203 bereitgestellt. Lediglich die auf diese Weise erzeugte Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 eignen sich dazu, um durch Überlagern ein geeignetes Interferenzmuster zu erzeugen, welches mit dem Sensor 168 erfasst werden kann. Die in Richtung des Kollimators 162 und des Strahlteilers 160 rückreflektierten Strahlungsteile 203, 204 (bzw. Anteile derselben) werden hierbei mit Hilfe des Strahlteilers 160 in Richtung des Okulars 166 und des Sensors 168 reflektiert. In der Bild- bzw. Brennebene 212 liegen daher erneut zwei Lichtquellenbilder vor.
Die Vorschalt-Kavitätslänge d_VSK und damit der Gangunterschied 2·d_VSK sind derart gewählt bzw. eingestellt, dass sich die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 interferenzfähig, d.h. (im Wesentlichen) orts- und phasengleich, überlagern. In diesem Zustand weisen die auf die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 zurückgehenden Lichtquellenbilder in der Bildebene 212 keine bzw. im Wesentlichen keine Phasenverschiebung auf. Dadurch kann das durch Überlagern der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204 erzeugte Interferenzmuster einen hohen Kontrast und sich deutlich unterscheidende Interferenzstreifen aufweisen. Der Gangunterschied 2·d_VSK ist hierbei somit derart gewählt, dass ein weiterer Gangunterschied 2·d, hervorgerufen durch das Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 an der Referenzfläche 165 und durch das Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 an der hierzu um den Abstand d (Kavitätslänge) beabstandeten optischen Oberfläche 170, kompensiert wird.
Die Verwendung der inkohärenten ausgedehnten Lichtquelle 110 und das mit Hilfe der Vorschaltkavität 120 bewirkte Erzeugen des Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung 201, 202 machen es infolgedessen möglich, die zu prüfende optische Oberfläche 170 mit einer hohen Genauigkeit interferometrisch und ohne bzw. im Wesentlichen ohne kohärente Störungen zu vermessen.
Die unterschiedlichen, bei der Vorrichtung 101 zum Erzeugen eines Interferenzmusters genutzten Strahlungswege ausgehend von der Lichtquelle 110 bis zu dem Sensor 168 sind ergänzend und zur Verdeutlichung separat voneinander in den 3 und 4 dargestellt. 3 veranschaulicht den Strahlungsweg der ersten und an der optischen Oberfläche 170 reflektierten Teilstrahlung 201 bzw. der Messstrahlung 203. Demgegenüber veranschaulicht 4 den Strahlungsweg der zweiten und an der Referenzfläche 165 reflektierten Teilstrahlung 202 bzw. der Referenzstrahlung 204.
Darüber hinaus können durch Reflexionen an der optischen Oberfläche 170 und an der Referenzfläche 165 weitere rückreflektierte und durch Reflexion an dem Strahlteiler 160 zu dem Sensor 168 gelangende Strahlungsteile bereitgestellt werden, d.h. durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 an der Referenzfläche 165 und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 an der optischen Oberfläche 170 (nicht dargestellt). Diese Strahlungsteile können sich dem Interferenzmuster als gleichmäßiger Helligkeitsuntergrund überlagern.
Ein kontrastreiches Interferenzmuster, mit dessen Hilfe auf die Form der Oberfläche 170 geschlossen werden kann, und welches der oben erläuterten interferenzfähigen Überlagerung der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204 bzw. der Kompensation der Gangunterschiede 2·d_VSK und 2·d gerecht wird, kann entstehen, wenn folgende Bedingung für die Vorschalt-Kavitätslänge d_VSK erfüllt ist: d_VSK = d 1 – cosθ / 1 – cosΓθ(2)
Hierbei ist d die Kavitätslänge bzw. der Abstand zwischen der Referenzfläche 165 und der optischen Oberfläche 170. θ ist der halbe Öffnungswinkel der von der Vorschaltkavität 120 abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung 201, 202 bzw. ein Öffnungswinkel, unter welchem die halbe und mit der Vorschaltkavität 120 in die Bildebene 211 abgebildete Lichtquelle 110 (bzw. deren strahlungsemittierender Bereich 115, vgl. 5) vom Kollimator 162 aus erscheint. Γ ist ein Vergrößerungsfaktor (Fernrohrvergrößerung) des optischen Systems umfassend den Kollimator 162 und das zweite Objektiv 126, und ergibt sich aus dem folgenden Brennweitenverhältnis:
Hierbei sind f‘_Kollmator und f‘_Objektiv2 die bildseitigen Brennweiten des Kollimators 162 und des zweiten Objektivs 126.
Neben einem geeigneten Gangunterschied 2·d_VSK kann eine weitere Voraussetzung für ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204 und damit zum Bilden eines kontrastreichen Interferenzmusters darin bestehen, dass auf den unterschiedlichen, in den 3 und 4 gezeigten Strahlungswegen die zugehörigen optischen Abbildungssysteme, d.h. einerseits das Abbildungssystem Lichtquelle 110 – erstes Objektiv 125 – erstes Reflexionselement 131 – zweites Objektiv 126 – Kollimator 162 – optische Oberfläche 170 – Kollimator 162 – Lichtquellenzwischenbild in der Bildebene 212, und das Abbildungssystem Lichtquelle 110 – erstes Objektiv 125 – zweites Reflexionselement 132 – zweites Objektiv 126 – Kollimator 162 – Referenzfläche 165 – Kollimator 162 – Lichtquellenzwischenbild in der Bildebene 212, bezüglich ihrer Abbildungseigenschaften, insbesondere bezüglich Bildfeldwölbung und Astigmatismus, ähnlich sind.
Sofern unterschiedliche Abbildungseigenschaften bestehen, können diese angeglichen werden, indem die Vorschaltkavität 120 wenigstens ein Korrekturelement zur Wellenfrontkorrektur von wenigstens einer der beiden Teilstrahlungen 201, 202 aufweist. Eine mögliche Ausgestaltung ist in 6 angedeutet. Hierbei weist die Vorschaltkavität 120 ein im Bereich des ersten Reflexionselements 131 angeordnetes durchstrahlbares Korrekturelement 141 zur Wellenfrontkorrektur der ersten Teilstrahlung 201 sowie ein im Bereich des zweiten Reflexionselements 132 angeordnetes durchstrahlbares Korrekturelement 142 zur Wellenfrontkorrektur der zweiten Teilstrahlung 202 auf. Es ist auch eine Ausgestaltung der Vorschaltkavität 120 denkbar, in welcher lediglich ein Korrekturelement 141 oder 142 zum Einsatz kommt. Des Weiteren kann die Anwendung von wenigstens einem Korrekturelement (erst dann) in Betracht kommen, wenn anstelle einer planen Oberfläche 170 eine Freiformfläche interferometrisch vermessen wird, wie es weiter unten beschrieben wird.
Für das Erzielen eines interferenzfähigen Überlagerns der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204 kann folgende Toleranz als Optimierungskriterium zugrunde gelegt werden. Hierbei wird ein fiktiver Lichtquellenpunkt innerhalb der Lichtquellenebene bzw. innerhalb des gesamten strahlungsemittierenden Bereichs 115 der Lichtquelle 110 bewegt, und wird dazu das Interferogramm auf dem Sensor 168 simuliert. Bei dieser Bewegung ändert sich das Interferenzmuster für sämtliche mögliche Positionen des Lichtquellenpunkts um höchstens 1/4 Interferenzstreifen bzw. höchstens 1/4 der Wellenlänge der Strahlung.
Auf der Grundlage der folgenden Figuren werden weitere zum Durchführen einer interferometrischen Vermessung eingesetzte Vorrichtungen in Form von Fizeau-Interferometern beschrieben, welche einen Aufbau vergleichbar bzw. ähnlich zu der zuvor erläuterten Vorrichtung 101 (sowie der Vorrichtung 100) aufweisen. Übereinstimmende Merkmale und Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren ist es möglich, dass ein in Bezug auf eine Ausführungsform beschriebenes Merkmal bzw. Detail auch für eine andere Ausführungsform zur Anwendung kommen kann bzw. dass beschriebene Merkmale und Aspekte von mehreren Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können.
7 zeigt einen weiteren Messaufbau bzw. eine weitere Vorrichtung 102 zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche 170 eines optischen Elements 171. Bei der optischen Oberfläche 170 handelt es sich um eine Freiformfläche, also um eine Oberfläche 170 ohne Rotationssymmetrie. Die Vorrichtung 102, welche eine Weiterbildung der Vorrichtung 101 darstellt, weist daher zusätzlich eine durchstrahlbare Anpassungsoptik 150 (Kompensationssystem) auf. Mit Hilfe der Anpassungsoptik 150 wird die von der Vorschaltkavität 120 kommende und zum Bereitstellen der Messstrahlung 203 genutzte erste Teilstrahlung 201 vor der Reflexion an der optischen Oberfläche 170 derart geformt, dass die erste Teilstrahlung 201 eine an eine Sollform der optischen Oberfläche 170 angepasste Wellenfront aufweist.
Die Anpassungsoptik 150 ist bei der Vorrichtung 102 zwischen der Referenzfläche 165 und der untersuchten optischen Oberfläche 170 angeordnet. Die Anpassungsoptik 150 kann zum Beispiel ein strahlungsdurchlässiges Substrat mit einer diffraktiven optischen Struktur in Form eines computergenerierten Hologramms umfassen.
Der Aufbau und die Funktionsweise der Vorrichtung 102 stimmen, abgesehen von der Anpassungsoptik 150 und der mit Hilfe der Anpassungsoptik 150 erzielten Wellenfrontanpassung, mit dem Aufbau und der Funktionsweise der Vorrichtung 101 überein. In diesem Sinne ist die von der ausgedehnten Lichtquelle 110 abgegebene Eingangsstrahlung 200 räumlich inkohärent. Die ausgedehnte Lichtquelle 110 kann hierzu wie oben angegeben entsprechend 5 ausgeführt sein. Die Vorschaltkavität 120 ist wie oben angegeben derart ausgebildet, dass die mit der Eingangsstrahlung 200 der Lichtquelle 110 bestrahlte Vorschaltkavität 120 zwei phasenverschobene Teilstrahlungen 201, 202 in Richtung der Referenzfläche 165 und der optischen Oberfläche 170 abstrahlt. Durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 an der Referenzfläche 165 wird die Referenzstrahlung 204 bereitgestellt. Durch Reflektieren der ersten und die Anpassungsoptik 150 durchlaufenden Teilstrahlung 201 wird die Messstrahlung 203 bereitgestellt, welche nach einem Durchlaufen der Anpassungsoptik 150 zusammen mit der Referenzstrahlung 204 mit Hilfe des Strahlteilers 160 in Richtung des Sensors 168 reflektiert wird. Die Phasenverschiebung ist derart eingestellt, dass sich die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 interferenzfähig überlagern. Durch Überlagern der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204 wird ein mit dem Sensor 168 erfasstes Interferenzmuster erzeugt.
Die unterschiedlichen, bei der Vorrichtung 102 zum Erzeugen des Interferenzmusters genutzten Strahlungswege ausgehend von der Lichtquelle 110 bis zu dem Sensor 168 sind ergänzend und zur Verdeutlichung separat voneinander in den 8 und 9 dargestellt. In 8 ist der Strahlungsweg der ersten Teilstrahlung 201 bzw. der Messstrahlung 203, und in 9 ist der Strahlungsweg der zweiten Teilstrahlung 202 bzw. der Referenzstrahlung 204 gezeigt.
Für das Erzielen des interferenzfähigen Überlagerns der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204 gelten für die Vorrichtung 102 in entsprechender Weise die oben genannten, bei Verwendung der ausgedehnten Lichtquelle 110 angewandten Ansätze. Bedingt durch die Anpassungsoptik 150 wird jedoch in Bezug auf den mit Hilfe der Vorschaltkavität 120 eingestellten Gangunterschied 2·d_VSK in der oben angegebenen Formel (2) anstelle der Kavitätslänge d eine abgebildete Kavitätslänge d’ eingesetzt. Hierbei handelt es sich um den Abstand zwischen der Referenzfläche 165 und einem durch die Anpassungsoptik 150 in eine Bildebene abgebildeten Bild der optischen Oberfläche 170 (nicht dargestellt).
Des Weiteren kommt bei der Vorrichtung 102 die Anwendung von wenigstens einem Korrekturelement 141, 142 in einem Arm bzw. in beiden Armen der Vorschaltkavität 120 zum Einsatz, wie es oben mit Bezug auf 6 erläutert wurde. Auf diese Weise kann das oben erläuterte „1/4-Interferenzstreifen“-Kriterium zuverlässig erfüllt werden. Bei Vorliegen von großen Abweichungen der Freiformfläche 170 von einer Sphäre wird gegebenenfalls (wenigstens) ein asphärisches Korrekturelement eingesetzt (vgl. hierzu auch die Ausgestaltung von 17 mit dem Korrekturelement 145).
Das mit dem Sensor 168 erfasste Interferenzmuster enthält Informationen über die Form der optischen Oberfläche 170 bzw. über Abweichungen einer tatsächlichen Istform der optischen Oberfläche 170 von deren Sollform. Durch Auswerten des Interferenzmusters ist es daher möglich, die tatsächliche Form der optischen Oberfläche 170 des untersuchten optischen Elements 171 zu bestimmen. Aufgrund der mit Hilfe der ausgedehnten Lichtquelle 110 und der Vorschaltkavität 120 erzielten hohen Messgenauigkeit kann die Form der Oberfläche 170 mit einer entsprechend hohen Genauigkeit bestimmt werden. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
Die Vorrichtung 102 bzw. der Messaufbau von 7 kann ferner derart zur Anwendung kommen, dass sich kurz- und mittelwellige Fehler der optischen Oberfläche 170 von kurz- und mittelwelligen Fehlern auf den bei der Messung eingesetzten übrigen Interferometerkomponenten, einschließlich der Anpassungsoptik 150, trennen lassen. Hierdurch kann ein genaues Bestimmen der Form der optischen Oberfläche 170 weiter begünstigt werden.
Zu diesem Zweck wird eine Kalibrierung zum Bestimmen einer Kalibrierabweichung durchgeführt, welche bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche 170 berücksichtigt werden kann. Hierzu wird die optische Oberfläche 170 in der oben beschriebenen Art und Weise interferometrisch mit dem Messaufbau von 7 unter Verwendung der ausgedehnten Lichtquelle 110 vermessen, um ein erstes mit dem Sensor 168 erfasstes Interferenzmuster zu erhalten. Des Weiteren wird die optische Oberfläche 170 mit dem Aufbau von 7, allerdings unter Verwendung einer punktförmigen Lichtquelle zum Abgeben einer räumlich kohärenten Eingangsstrahlung anstelle der ausgedehnten Lichtquelle 110, interferometrisch vermessen, um ein zweites mit dem Sensor 168 erfasstes Interferenzmuster zu erhalten (nicht dargestellt). Die Kalibrierabweichung wird auf der Grundlage eines Vergleichs des ersten und zweiten Interferenzmusters bestimmt. Beide Messungen werden, abgesehen von den unterschiedlichen Strahlungsquellen, übereinstimmend und mit denselben Positionen und Ausrichtungen der optischen Komponenten, einschließlich der Komponenten der Vorschaltkavität 120, durchgeführt.
Die bei dem Erfassen des zweiten Interferenzmusters eingesetzte punktförmige Lichtquelle kann zum Beispiel mit Hilfe eines Lasers, einer Lochblende und einer fokussierenden Optik zum Fokussieren der von dem Laser emittierten Laserstrahlung auf die Lochblende verwirklicht sein. Bei der punktförmigen Lichtquelle kann die Ausdehnung eines strahlungsemittierenden Bereichs, in der vorgenannten Ausführung also die Ausdehnung einer Blendenöffnung der Lochblende, (wesentlich) kleiner als 3mm sein. Ferner kann die mit der Lichtstrahlung der punktförmigen Lichtquelle bestrahlte Vorschaltkavität 120 in entsprechender Weise eine erste und eine hierzu phasenverzögerte zweite Teilstrahlung bereitstellen, wobei durch Reflektieren dieser Teilstrahlungen an der optischen Oberfläche 170 und an der Referenzfläche 165 eine Messstrahlung und eine Referenzstrahlung bereitgestellt werden, welche sich zum Erzeugen des zweiten Interferenzmusters überlagern können (jeweils nicht dargestellt). Bei der Messung des zweiten Interferenzmusters kann aufgrund der kohärenten Eingangsstrahlung ein von dem Gangunterschied 2·d_VSK unabhängiges interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung und der Referenzstrahlung stattfinden.
Das erste Interferenzmuster, welches bei der Messung mit der ausgedehnten inkohärenten Lichtquelle 110 gewonnen wird, ist aufgrund der Vermittelung (im Wesentlichen) frei von kurz- und mittelwelligen Störungen. Bei der Messung mit der punktförmigen Lichtquelle tritt keine Vermittelung auf, so dass das zweite Interferenzmuster solche Störungen beinhaltet. Das erste und zweite Interferenzmuster können sich infolgedessen deutlich in Bezug auf die kohärenten Störungen unterscheiden, wohingegen andere Fehler wie Sollabweichungen der optischen Oberfläche 170 (und auch Fehler von bildnah zu der optischen Oberfläche 170 angeordneten Flächen) in beiden Interferenzmustern enthalten sind. Die Kalibrierabweichung, welche auf der Grundlage eines Vergleichs des ersten und zweiten Interferenzmusters ermittelt wird, kann daher ein Maß für die unterscheidbaren kohärenten Störungen darstellen. Durch Berücksichtigen der Kalibrierabweichung bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche 170 ist es infolgedessen möglich, Sollabweichungen der optischen Oberfläche 170 von anderen Fehlern zu trennen und damit die Formbestimmung der optischen Oberfläche 170 mit einer hohen Genauigkeit durchzuführen.
Es ist möglich, das erste Interferenzmuster sowohl bei dem Bestimmen der Kalibrierabweichung, als auch bei dem Bestimmen der Form der untersuchten optischen Oberfläche 170, hier zusammen mit der Kalibrierabweichung, zu verwenden.
Wie oben angedeutet wurde, können in dem ersten Interferenzmuster auch Fehler von Flächen bzw. optischen Komponenten enthalten sein, welche bildnah zu der optischen Oberfläche 170 angeordnet sind. Hierunter fallen das erste und zweite Reflexionselement 131, 132 der Vorschaltkavität 120. Derartige Fehlerbeiträge können durch einen zusätzlichen Kalibrierungsprozess bestimmt und dadurch separiert werden. Dieser Prozess kann vorab durchgeführt werden.
Hierzu wird eine plane Kalibrierfläche anstelle der untersuchten optischen Oberfläche 170 interferometrisch vermessen, um ein drittes mit dem Sensor 168 erfasstes Interferenzmuster zu erhalten, welche bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche 170 berücksichtigt werden kann. Die mit der Kalibrierfläche durchgeführte zusätzliche Kalibrierung erfolgt unter Verwendung der ausgedehnten Lichtquelle 110, der Vorschaltkavität 120 und der Referenzplatte 164 mit der Referenzfläche 165, und unter Weglassen der Anpassungsoptik 150. Hierbei kann somit ein Aufbau entsprechend 2 zur Anwendung kommen. In diesem Sinne kann die in 2 gezeigte Oberfläche 170 die Kalibrierfläche darstellen.
Bei dem zusätzlichen Kalibrierprozess stellt die mit der Lichtstrahlung der Lichtquelle 110 bestrahlte Vorschaltkavität 120 in entsprechender Weise eine erste und hierzu phasenverzögerte zweite Teilstrahlung bereit, wobei durch Reflektieren dieser Teilstrahlungen an der Kalibrierfläche und an der Referenzfläche 165 eine Messstrahlung und eine Referenzstrahlung bereitgestellt werden, welche sich zum Erzeugen des dritten Interferenzmusters überlagern können. Die zusätzliche Kalibrierabweichung, welche ein Maß für Fehlerbeiträge von bildnah zu der untersuchten optischen Oberfläche 170 vorliegenden optischen Komponenten sein kann, wird auf der Grundlage des dritten Interferenzmusters bestimmt. Durch Berücksichtigen der zusätzlichen Kalibrierabweichung kann die Genauigkeit der Formbestimmung der optischen Oberfläche 170 weiter begünstigt werden.
Im Hinblick auf eine interferometrische Untersuchung einer Gruppe aus gleichartigen optischen Elementen kann die vorstehend beschriebene Kalibrierung lediglich einmalig bzw. unter Verwendung einer optischen Oberfläche 170 von einem der optischen Elemente durchgeführt werden, um die Kalibrierabweichung und die zusätzliche Kalibrierabweichung für die gesamte Gruppe zu bestimmen. Bei der Formbestimmung der optischen Oberflächen 170 der (übrigen) Prüflinge der Gruppe können diese jeweils interferometrisch vermessen werden, um ein entsprechendes Interferenzmuster zu erhalten, und kann die Formbestimmung jeweils auf der Grundlage des jeweiligen Interferenzmusters und unter Berücksichtigung der Kalibrierabweichung und der zusätzlichen Kalibrierabweichung durchgeführt werden.
Im Folgenden wird auf die durch die Verwendung der ausgedehnten inkohärenten Lichtquelle 110 erzielte Vermittelung und dadurch Dämpfung von kurz- und mittelwelligen kohärenten Störungen näher eingegangen. Der jeweilige Dämpfungsgrad von Störungen einzelner Interferometerkomponenten ist abhängig von der Konfiguration des eingesetzten Messaufbaus.
Zur Veranschaulichung zeigt 10 einen 7 entsprechenden Aufbau, wobei die Vorschaltkavität 120 weggelassen ist und eine (ausgedehnte) Lichtquelle 118 zum Einsatz kommt. Anhand des Strahlenverlaufs ist die scharfe Abbildung eines Punktes auf der optischen Oberfläche 170 auf einen Punkt bzw. Pixel des Sensors 168 dargestellt. Bei Annahme einer Lichtquellengröße D₀ (Ausdehnung bzw. Durchmesser eines strahlungsemittierenden Bereichs der Lichtquelle 118) liegen entsprechende Lichtfleckgrößen bzw. Strahlungsdurchmesser D_i, d.h. wie in 10 gezeigt D₁, D₂, D₃, D₄, D₅ auf den verwendeten optischen Komponenten 160, 162, 164, 150, 166 vor. Deren Fehlerbeiträge können über die Lichtfleckgröße ausgemittelt und dadurch gedämpft werden.
Der an einer Interferometerkomponente erzielte Dämpfungsgrad ist abhängig von dem Verhältnis aus der Lichtfleckgröße D_i zu dem Nutzdurchmesser der jeweiligen Interferometerkomponente. Unter dem Nutzdurchmesser wird ein Strahlungsdurchmesser verstanden, welcher bei der Abbildung der gesamten Oberfläche 170 auf der betreffenden Komponente vorliegt. Dieser Zusammenhang ist in dem Diagramm von 11 veranschaulicht, in welchem durch eine Simulation gewonnene Verläufe 230, 231, 232, 233, 234 einer spektralen Leistungsdichte für Fehlerbeiträge einer Interferometerkomponente, angegeben durch eine von einer Ortswellenlänge W abhängige Amplitude A, dargestellt sind. Der als Referenz dienende Verlauf 230 bezieht sich auf die Verwendung einer punktförmigen Lichtquelle, was ein Vorliegen eines weißen Rauschens mit einer im Wesentlichen konstanten Amplitude A von 1 über sämtliche Ortswellenlängen W zur Folge hat. Die anderen und hiervon abweichenden Verläufe 231, 232, 234, 234 ergeben sich bei Verwendung einer ausgedehnten inkohärenten Lichtquelle und verschiedener Verhältnisse der Lichtfleckgröße D_i zu dem Nutzdurchmesser. Das Verhältnis beträgt 1/16 bei dem Verlauf 231, 1/8 bei dem Verlauf 232, 1/4 bei dem Verlauf 233 und 1/2 bei dem Verlauf 234. Anhand von 11 wird deutlich, dass die Verwendung einer ausgedehnten Lichtquelle vorwiegend eine Dämpfung von kurz- und mittelwelligen Fehlerbeiträgen ermöglicht, wobei der Dämpfungsgrad abhängig ist von der Größe von D_i bzw. dem Verhältnis aus D_i zu dem jeweiligen Nutzdurchmesser.
In der nachfolgenden und ebenfalls auf der Simulation basierenden Tabelle 1 sind ergänzend zugehörige globale RMS-Werte (Root Mean Square, quadratisches Mittel) der spektralen Leistungsdichte und damit entsprechende Dämpfungsfaktoren für die verschiedenen Verhältnisse aus der Lichtfleckgröße D_i zu dem Nutzdurchmesser zusammengefasst:

D_i/Nutzdurchmesser Dämpfungsfaktor RMS

0,001 1

0,063 0,017

0,125 0,008

0,250 0,004

0,500 0,002

Tabelle 1
Für die Verwendung einer punktförmigen Lichtquelle, bei welcher ein RMS-Wert von 1 vorliegt, wurde ein Verhältnis D_i/Nutzdurchmesser von 1/1000 zugrunde gelegt. Es wird deutlich, dass sich die globalen RMS-Werte bei Verwendung einer ausgedehnten Lichtquelle deutlich reduzieren lassen. Im Vergleich zur Verwendung einer punktförmigen Lichtquelle kann infolgedessen der RMS-Fehlerbeitrag einer optischen Komponente zum Beispiel um den Faktor 50 bis 500 reduziert werden.

In der nachfolgenden Tabelle 2 sind zusätzlich RMS-Werte der spektralen Leistungsdichte und damit Dämpfungsfaktoren für verschiedene Ortswellenlängen-Bänder zusammengefasst:

	Dämpfungsfaktor für Wellenlängenband
D_i/Nutzdurchmesser	0,5mm–1mm	1mm–5mm	5mm–10mm	10mm–50mm	50mm–100mm	100mm–500mm
Punktquelle	1,00000	1,00000	1,00000	1,00000	1,00000	1,00000
0,062	0,00232	0,00925	0,06422	0,33133	0,91899	0,96350
0,125	0,00081	0,00328	0,02012	0,11191	0,72486	0,89051
0,250	0,00029	0,00113	0,00693	0,03530	0,29609	0,68856
0,500	0,00010	0,00037	0,00240	0,01177	0,08659	0,33090

Tabelle 2

Die stärksten Dämpfungen lassen sich bei den kürzesten Ortswellenlängen (höchste Ortsfrequenzen) im Bereich von 0,5mm bis 1mm erzielen. Bei einer Lichtfleckgröße D_i von 1/16 des Nutzdurchmessers werden Fehlerbeiträge bereits mit dem Faktor 431 gedämpft, und bei 1/2 sogar mit dem Faktor 10000. Bei langen Ortswellenlängen (niedere Ortsfrequenzen) im Bereich von 100mm bis 500mm fällt die Dämpfung demgegenüber geringer aus. So liegt bei einer Lichtfleckgröße D_i von 1/2 des Nutzdurchmessers ein Dämpfungsfaktor von 3 vor.
Die Verwendung der inkohärenten ausgedehnten Lichtquelle 110 bei der Messvorrichtung 102 von 7, was wie vorstehend beschrieben zur effektiven Dämpfung von kurz- und mittelwelligen Fehlern führt, im Zusammenspiel mit der Vorschaltkavität 120, ermöglicht eine hochgenaue interferometrische Vermessung der optischen Oberfläche 170 bzw. Freiformfläche des untersuchten optischen Elements 171. Daher können die Vorrichtung 102 bzw. das oben erläuterte Verfahren in vorteilhafter Weise im Rahmen der Herstellung des optischen Elements 171 eingesetzt werden, um die Form der optischen Oberfläche 170 zu überprüfen und hierauf basierend die optische Oberfläche 170 zu bearbeiten (nicht dargestellt).
In diesem Zusammenhang können anhand des mit dem Sensor 168 erfassten Interferenzmusters Abweichungen einer tatsächlichen Istform der optischen Oberfläche 170 von einer Sollform bestimmt werden. Hierbei können die Sollabweichungen, bezogen auf Oszillationen mit Ortswellenlängen in einem Wellenlängenbereich von 0,5mm bis 1000mm, mit einer Genauigkeit von wenigstens 30pm, insbesondere wenigstens 15pm bestimmt werden. Diese Messgenauigkeit lässt sich durch die kombinierte Verwendung der ausgedehnten Lichtquelle 110 und der den Gangunterschied bewirkenden Vorschaltkavität 120 erzielen. Auf der Grundlage des Messergebnisses kann die optische Oberfläche 170 bearbeitet und dadurch an die Sollform angepasst werden. Die Anpassung lässt sich mit derselben Genauigkeit durchführen, d.h. dass nach der Anpassung der optischen Oberfläche 170 Abweichungen der tatsächlichen Form von der Sollform, welche auf Oszillationen mit Ortswellenlängen in einem Bereich von 0,5mm bis 1000mm zurückgehen, höchstens 30pm, insbesondere höchstens 15pm betragen.
Bei dem untersuchten optischen Element 171 kann es sich zum Beispiel um einen Spiegel 175 für die EUV-Lithographie handeln. Ein Ausschnitt eines solchen Spiegels 175 ist schematisch in 18 gezeigt. Der Spiegel 175 weist ein Substrat 176 und eine auf dem Substrat 176 angeordnete reflektierende Schichtenfolge 177 auf. Hierbei bildet die Schichtenfolge 177 bzw. eine freiliegende vorderseitige Oberfläche der Schichtenfolge 177 die optische Oberfläche 170, welche interferometrisch vermessen und angepasst werden kann.
Es ist auch möglich, dass es sich bei dem untersuchten optischen Element 171 um das Substrat 176 des EUV-Spiegels 175 von 18 handelt. Hierbei bildet eine freiliegende vorderseitige Oberfläche des Substrats 176, auf welcher im Rahmen der Herstellung des Spiegels 175 die Schichtenfolge 177 angeordnet wird, die zur Vermessung und Anpassung vorgesehene optische Oberfläche 170.
Wie oben beschrieben wurde, können durch Reflektieren der mit Hilfe der Vorschaltkavität 120 bereitgestellten Teilstrahlungen 201, 202 an der Referenzfläche 165 und an der untersuchten optischen Oberfläche 170 weitere Strahlungsteile gebildet werden, welche sich dem Interferenzmuster als Helligkeitsuntergrund überlagern können. Möglich ist es auch, diese zum Erzeugen des gewünschten Interferenzmusters nicht benötigten Strahlungsteile auszublenden. Dies kann in Betracht kommen, wenn auch derartige Strahlungsteile interferenzfähig sind und/oder um die Messgenauigkeit weiter zu begünstigen.
Eine zum Ausblenden von nicht benötigten Strahlungsteilen ausgebildete Vorrichtung 103 zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche 170 eines Prüflings ist in 12 gezeigt. Die Vorrichtung 103 besitzt einen Aufbau und daher eine Funktionsweise vergleichbar zu der Vorrichtung 101 von 2. Im Unterschied zu der Vorrichtung 101 kommt bei der Vorrichtung 103 eine zusätzliche Blende 180 im Bereich der Bildebene 212 zum Einsatz, und weisen das zweite Reflexionselement 132 der den Gangunterschied erzeugenden Vorschaltkavität 120 und die Referenzplatte 164 und damit die Referenzfläche 165 eine verkippte und aufeinander abgestimmte Ausrichtung auf. Gegenüber dem Aufbau von 2 sind das Reflexionselement 132 und die Referenzfläche 165 beispielsweise um ca. 1° und 6° im Uhrzeigersinn gedreht.
Aufgrund der geänderten Ausrichtung des Reflexionselements 132 werden die erste Teilstrahlung 201 und die phasenverzögerte zweite Teilstrahlung 202 nicht mehr mit derselben Ausbreitungsrichtung, sondern mit unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen von der Vorschaltkavität 120 abgestrahlt, was dazu führt, dass in der Bildebene 211 zwei nebeneinander liegende Lichtquellenbilder entstehen. Dies wird anhand der 13, 14 deutlich, in welchen die unterschiedlichen, bei der Vorrichtung 103 zum Erzeugen eines Interferenzmusters genutzten Strahlungswege ausgehend von der Lichtquelle 110 bis zu dem Sensor 168 separat voneinander dargestellt sind. In 13 ist der Strahlungsweg der ersten Teilstrahlung 201 bzw. der Messstrahlung 203, und in 14 ist der Strahlungsweg der zweiten Teilstrahlung 202 bzw. der Referenzstrahlung 204 gezeigt. Durch die hierauf abgestimmte Ausrichtung der Referenzfläche 165 kann erzielt werden, dass die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 eine übereinstimmende Ausbreitungsrichtung besitzen und infolgedessen die Lichtquellenbilder in der Okular-Brennebene 212 wieder zusammengeführt sind. Die Blende 180 ist hierbei derart angeordnet, dass die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 die zugehörige Blendenöffnung durchtreten und daher zu dem Sensor 168 gelangen können. Nicht benötigte Strahlungsteile, d.h. ein durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 an der Referenzfläche 165 und ein durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 an der optischen Oberfläche 170 bereitgestellter Strahlungsteil, welche ebenfalls an dem Strahlteiler 160 reflektiert werden können, weisen demgegenüber eine andere Ausbreitungsrichtung als die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 auf (nicht dargestellt). Infolgedessen sind die hierauf basierenden Lichtquellenbilder in der Bildebene 212 seitlich versetzt zu den auf den Strahlungsteilen 203, 204 basierenden Lichtquellenbildern. Die nicht benötigten Strahlungsteile können daher mit Hilfe der Blende 180 ausgeblendet werden mit der Folge, dass derartige Strahlungsteile nicht zu dem zum Erfassen des Interferenzmusters eingesetzten Sensor 168 gelangen.
Das anhand der Vorrichtung 103 erläuterte Ausblenden von nicht benötigten Strahlungsteilen kann in entsprechender Weise auch bei der Vorrichtung 102 von 7 zur Anwendung kommen, welche zusätzlich die Anpassungsoptik 150 zur Wellenfrontanpassung der ersten Teilstrahlung 201 umfasst. Hierbei kann das Ausblenden in analoger Weise durch eine aufeinander abgestimmte Verkippung bzw. Ausrichtung des zweiten Reflexionselements 132 und der Referenzfläche 165 und den Einsatz einer zusätzlichen Blende 180 im Bereich der Bildebene 212 ermöglicht werden (nicht dargestellt).
15 zeigt eine weitere Vorrichtung 104 zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche 170 eines Prüflings. Die optische Oberfläche 170 kann beispielsweise asphärisch oder in Form einer Freiformfläche ausgeführt sein. Die Vorrichtung 104 weist eine punktförmige Lichtquelle 117 auf, welche somit eine räumlich kohärente Eingangsstrahlung 200 abgibt. Die punktförmige Lichtquelle 117 kann wie oben angegeben verwirklicht sein, und zum Beispiel einen Laser, eine Lochblende und eine fokussierende Optik zum Fokussieren der Laserstrahlung auf die Lochblende aufweisen (nicht dargestellt).
Darüber hinaus weist die Vorrichtung 104 Komponenten wie den Strahlteiler 160, den Kollimator 162, die der optischen Oberfläche 170 vorgeschaltete Referenzplatte 164 mit der Referenzfläche 165, das Okular 166 und den Sensor 168 auf. Ferner weist die Vorrichtung 104 eine der Lichtquelle 117 nachgeordnete und mit der Eingangsstrahlung 200 bestrahlbare optische Anordnung bzw. Vorschaltkavität 121 auf. Die Vorschaltkavität 121 ist ausgebildet, infolge des Bestrahlens mit der räumlich kohärenten Eingangsstrahlung 200 eine erste und zweite Teilstrahlung 201, 202 bereitzustellen, welche gemeinsam und mit derselben Ausbreitungsrichtung in Richtung der Referenzfläche 165 und der optischen Oberfläche 170 abgestrahlt werden können. Hierbei werden durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 an der optischen Oberfläche 170 eine Messstrahlung 203, und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 an der Referenzfläche 165 eine Referenzstrahlung 204 bereitgestellt. Die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 (bzw. Anteile derselben) werden mit Hilfe des Strahlteilers 160 in Richtung des Sensors 168 reflektiert, mit dessen Hilfe ein durch Überlagern dieser Strahlungsteile 203, 204 erzeugtes Interferenzmuster erfasst wird.
Die Vorschaltkavität 121 weist einen zu der oben beschriebenen Vorschaltkavität 120 vergleichbaren Aufbau mit den zwei Objektiven 125, 126, dem Strahlteiler 130 zum Aufteilen der Eingangsstrahlung 200 in die erste und zweite Teilstrahlung 201, 202, und dem beispielsweise als Planspiegel ausgeführten zweiten Reflexionselement 132 zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 auf. Zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 umfasst die Vorschaltkavität 121 anstelle des bei der Vorschaltkavität 120 eingesetzten ersten Reflexionselements 131 ein erstes Reflexionselement 151. Bei dem Reflexionselement 151 handelt es sich um eine reflektive Anpassungsoptik bzw. um ein reflektives Kompensationselement, welches dazu ausgebildet ist, die erste Teilstrahlung 201 derart zu formen, dass diese eine an eine Sollform der optischen Oberfläche 170 angepasste Wellenfront aufweist.
Das zur Wellenfrontanpassung im Bereich der Vorschaltkavität 121 eingesetzte Reflexionselement 151 befindet sich in einer verkleinerten konjugierten Bildebene zu der untersuchten optischen Oberfläche 170. Hierbei kann das Reflexionselement 151 (wesentlich) kleinere laterale Abmessungen als die optische Oberfläche 170 besitzen. Abgesehen hiervon besitzen das Reflexionselement 151 bzw. eine Reflexionsfläche desselben und die optische Oberfläche 170 eine übereinstimmende Form bzw. Deformation, welche bei dem Reflexionselement 151 in einem entsprechend kleineren Maßstab vorgesehen ist. Im Hinblick auf eine asphärische optische Oberfläche 170 kann das Reflexionselement 151 zum Beispiel in Form eines asphärischen Spiegels ausgebildet sein. Wie des Weiteren in 15 gezeigt ist, kann die untersuchte optische Oberfläche 170 bei diesem Messaufbau nahe der Referenzplatte 165 angeordnet sein.
Bei der Vorrichtung 104 von 15 ergibt sich ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204 aufgrund der von der punktförmigen Lichtquelle 117 abgegebenen kohärenten Eingangsstrahlung 200. Dies ist unabhängig von einem gegebenenfalls mit der Vorschaltkavität 121 erzeugten Gangunterschied zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung 201, 202.
Die Verwendung einer Anpassungsoptik mit kleinen lateralen Abmessungen in einem Arm einer Vorschaltkavität kann in entsprechender Weise auch bei Verwendung einer ausgedehnten Lichtquelle 110 zum Einsatz kommen, um den oben erläuterten Effekt der Vermittelung und Dämpfung von kohärenten Störungen hervorzurufen. Eine in diesem Sinne aufgebaute Vorrichtung 105 zur interferometrischen Vermessung einer optischen Oberfläche 170 eines Prüflings, welche als Freiformfläche ausgeführt sein kann, ist in 16 gezeigt.
Die Vorrichtung 105 von 16 weist die oben beschriebene ausgedehnte Lichtquelle 110 zum Abgeben einer räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung 200 auf. Die Lichtquelle 110 kann mit einem Aufbau entsprechend 5 verwirklicht sein. Darüber hinaus weist die Vorrichtung 105 Komponenten wie den Strahlteiler 160, den Kollimator 162, die der optischen Oberfläche 170 vorgeschaltete Referenzplatte 164 mit der Referenzfläche 165, das Okular 166 und den Sensor 168 auf. Ferner weist die Vorrichtung 105 eine der Lichtquelle 110 nachgeschaltete und mit der Eingangsstrahlung 200 bestrahlbare optische Anordnung bzw. Vorschaltkavität 122 auf. Die Vorschaltkavität 122 ist ausgebildet, infolge des Bestrahlens mit der räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung 200 eine erste und zweite Teilstrahlung 201, 202 bereitzustellen.
Die Vorschaltkavität 122, welche ergänzend in einer vergrößerten schematischen Darstellung in 17 gezeigt ist, weist wie die Vorschaltkavität 120 den Strahlteiler 130 zum Aufteilen der Eingangsstrahlung 200 in die erste und zweite Teilstrahlung 201, 202, das erste Reflexionselement 131 zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 und das zweite Reflexionselement 132 zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 auf. Nach einem erneuten Durchlaufen des Strahlteilers 130 können die beiden Teilstrahlungen 201, 202 (bzw. Anteile derselben) gemeinsam und mit derselben Ausbreitungsrichtung in Richtung der Referenzfläche 165 und der optischen Oberfläche 170 abgestrahlt werden. Durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung 201 an der optischen Oberfläche 170 wird eine Messstrahlung 203, und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung 202 an der Referenzfläche 162 wird eine Referenzstrahlung 204 bereitgestellt. Die Messstrahlung 203 und die Referenzstrahlung 204 (bzw. Anteile derselben) werden mit Hilfe des Strahlteilers 160 in Richtung des Sensors 168 reflektiert, mit dessen Hilfe ein durch Überlagern dieser Strahlungsteile 203, 204 erzeugtes Interferenzmuster erfasst wird.
Die Vorschaltkavität 122 ist wie die Vorschaltkavität 121 dazu ausgebildet, die erste Teilstrahlung 201 derart zu formen, dass die erste Teilstrahlung 201 eine an eine Sollform der optischen Oberfläche 170 angepasste Wellenfront aufweist. Diese Funktionsweise ist bei der Vorschaltkavität 122 mit Hilfe einer zwischen dem Strahlteiler 130 und dem ersten Reflexionselement 131 angeordneten durchstrahlbaren Anpassungsoptik 155 (Kompensationselement) verwirklicht. Die Anpassungsoptik 155 kann zum Beispiel ein strahlungsdurchlässiges Substrat mit einer diffraktiven optischen Struktur in Form eines computergenerierten Hologramms umfassen.
Die Vorschaltkavität 122 weist darüber hinaus zwei Objektive 125, 126 auf, welche im Unterschied zu den oben beschriebenen Vorschaltkavitäten 120, 121 an anderen Stellen positioniert sind und jeweils von einer der Teilstrahlungen 201, 202 durchstrahlt werden. Das erste Objektiv 125, welches sich zwischen dem Strahlteiler 130 und dem ersten Reflexionselement 131 befindet, wird von der ersten Teilstrahlung 201 durchlaufen. Das zweite Objektiv 126, welches sich zwischen dem Strahlteiler 130 und dem zweiten Reflexionselement 132 befindet, wird von der zweiten Teilstrahlung 202 durchlaufen. In dieser Ausgestaltung wird die Lichtquelle 110 (bzw. deren strahlungsemittierender Bereich 115, vgl. 5) auf die beiden Reflexionselemente 131, 132 abgebildet.
Die zur Wellenfrontanpassung eingesetzte Anpassungsoptik 155 ist vorliegend in dem ersten Objektiv 125 integriert. In 16 ist eine mögliche Ausgestaltung des ersten Objektivs 125 mit zwei Linsen angedeutet, zwischen denen die Anpassungsoptik 155 angeordnet ist. Im Vergleich zu der Anpassungsoptik 150 der Vorrichtung 102 von 7, welche sich in Prüflingsnähe befindet, ist die Anpassungsoptik 155 bei der Vorrichtung 105 entsprechend der Vorrichtung 104 von 15 in einer verkleinerten konjugierten Bildebene zu der untersuchten optischen Oberfläche 170 positioniert. Auch hierbei können die Anpassungsoptik 155 bzw. das computergenerierte Hologramm (wesentlich) kleinere laterale Abmessungen als die optische Oberfläche 170 besitzen. Auf diese Weise eignet sich die Vorrichtung 105 zum Beispiel zur Prüfung einer flachen Freiformfläche 170 mit großen lateralen Abmessungen.
Die Vorschaltkavität 122 der Vorrichtung 105 weist darüber hinaus ein Korrekturelement 145 im Bereich des zweiten Reflexionselements 132 auf, mit dessen Hilfe eine Wellenfrontkorrektur der zweiten Teilstrahlung 202 zum Angleichen von Abbildungsdifferenzen bewirkt werden kann. Wie in 17 angedeutet ist, kann das Korrekturelement 145 in Form eines strahlungsdurchlässigen Substrats mit einer dem zweiten Objektiv 126 zugewandten Seite mit einer asphärischen Oberfläche ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, das zweite Reflexionselement 132 in Form einer reflektiven Schicht auszubilden, welche auf einer hierzu entgegengesetzten ebenen Seite des Substrats des Korrekturelements 145 ausgebildet ist. Das erste Reflexionselement 131 kann zum Beispiel in Form eines Planspiegels verwirklicht sein.
Aufgrund der bei der Vorrichtung 105 eingesetzten ausgedehnten Lichtquelle 110 und damit der räumlich inkohärenten Eingangsstrahlung 200 wird die Vorschaltkavität 122 ferner wie die Vorschaltkavität 120 dazu verwendet, um einen Gangunterschied zwischen den von der Vorschaltkavität 122 abgestrahlten Teilstrahlungen 201, 202 zu erzeugen. Der Gangunterschied ist derart eingestellt, dass ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung 203 und der Referenzstrahlung 204, und damit das Erzeugen eines kontrastreichen Interferenzmusters erzielt werden kann. Zu diesem Zweck befindet sich das zweite Reflexionselement 132 in einem größeren Abstand zu dem Strahlteiler 130 als das erste Reflexionselement 131. Für weitere Details hierzu, zum Beispiel die Einstellung des Gangunterschieds gemäß Formel (2), welche bei der Vorrichtung 105 analog zur Anwendung kommen können, wird auf die obigen Ausführungen Bezug genommen.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können.
Es ist zum Beispiel denkbar, eine Vorrichtung mit einer ausgedehnten Lichtquelle und einer zur Wellenfrontanpassung ausgebildeten Vorschaltkavität zu verwirklichen, bei welcher die Vorschaltkavität anstelle des in den 16 und 17 gezeigten Aufbaus einen anderen Aufbau, zum Beispiel einen Aufbau entsprechend 15 besitzt. Hierbei wird ein gleichzeitig als Anpassungsoptik dienendes Reflexionselement eingesetzt.
Aspekte und Details, welche in Bezug auf eine der Vorrichtungen genannt sind, können auch bei anderen Vorrichtungen zur Anwendung kommen. Beispielsweise können die mit Bezug auf die Vorrichtung 102 von 7 erläuterte Kalibrierung mit ausgedehnter und punktförmiger Strahlungsquelle und die zusätzliche Kalibrierung in analoger Weise bei anderen Vorrichtungen, zum Beispiel den Vorrichtungen 103, 105 der 12, 16, durchgeführt werden.
In entsprechender Weise kann das Ausblenden nicht benötigter Strahlungsteile, wie es anhand der Vorrichtung 103 von 12 erläutert wurde, für einen anderen Messaufbau vorgesehen werden. Hierunter fallen die Messkonfigurationen der 7, 15 und 16. Das Ausblenden kann hierbei in analoger Weise durch eine aufeinander abgestimmte Verkippung bzw. Ausrichtung des zweiten Reflexionselements 132 und der Referenzfläche 165 und den Einsatz einer zusätzlichen Blende 180 im Bereich der Bildebene 212 verwirklicht werden.
Des Weiteren können sämtliche der in den Figuren gezeigten Vorrichtungen im Rahmen der Herstellung eines optischen Elements zum Einsatz kommen, um die Form einer zugehörigen optischen Oberfläche 170 zu überprüfen und hierauf basierend die optische Oberfläche 170 zu bearbeiten. Die Verwendung einer ausgedehnten Lichtquelle und einer einen Gangunterschied hervorrufenden Vorschaltkavität machen es hierbei möglich, die oben angegebenen Genauigkeiten bei dem Bestimmen der Form und bei dem Bearbeiten der optischen Oberfläche 170 zu erzielen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Beschreibung zu den 10, 11 bezüglich der Vermittelung und Dämpfung von kohärenten Störungen in analoger Weise auf sämtliche Vorrichtungen zutreffen kann, in welchen eine ausgedehnte Lichtquelle eingesetzt wird.
Es ist ferner möglich, eine Anpassungsoptik zur Wellenfrontanpassung einzusetzen, welche zum Beispiel mehrere computergenerierte Hologramme umfasst.
Darüber hinaus kann eine Vorschaltkavität, welche infolge eines Bestrahlens mit einer Eingangsstrahlung zwei (gegebenenfalls phasenverschobene) Teilstrahlungen abstrahlt, mit einem von der obigen Beschreibung und den Figuren abweichenden Aufbau verwirklicht werden.
Des Weiteren kann eine interferometrische Messvorrichtung neben den in den Figuren gezeigten und/oder beschriebenen Komponenten und Bestandteilen weitere Komponenten und Einrichtungen umfassen. Hierunter fällt zum Beispiel eine Auswerteeinrichtung, mit deren Hilfe das Auswerten eines Interferenzmusters und das Bestimmen der Form einer untersuchten optischen Oberfläche durchgeführt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2009/0128829 A1 [0006]
US 8104905 B2 [0006]
US 2012/0236316 A1 [0007]
DE 10121516 A1 [0007]
WO 02/090880 A1 [0007]
WO 02/090882 A1 [0007]
US 6643024 B2 [0007]

Claims

Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche (170), umfassend: Erzeugen einer Eingangsstrahlung (200), wobei die Eingangsstrahlung (200) von einem strahlungsemittierenden Bereich (115) einer Strahlungsquelle (110) abgegeben wird, welcher eine solche Ausdehnung aufweist, dass die abgegebene Eingangsstrahlung (200) räumlich inkohärent ist; Bestrahlen einer optischen Anordnung (120, 122) mit der Eingangsstrahlung (200), so dass eine erste und zweite Teilstrahlung (201, 202) von der optischen Anordnung (120, 122) abgestrahlt werden, wobei die zweite Teilstrahlung (202) einen Gangunterschied gegenüber der ersten Teilstrahlung (201) aufweist; Bestrahlen der optischen Oberfläche (170) und einer der optischen Oberfläche (170) vorgeschalteten Referenzfläche (165) mit der von der optischen Anordnung (120, 122) abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202), wobei durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) an der optischen Oberfläche (170) eine Messstrahlung (203) und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) an der Referenzfläche (165) eine Referenzstrahlung (204) bereitgestellt werden, und wobei mit Hilfe des Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung (203) und der Referenzstrahlung (204) bewirkt wird; und Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung (203) und der Referenzstrahlung (204) erzeugten Interferenzmusters.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die optische Anordnung (120, 122) einen Strahlteiler (130) zum Aufteilen der Eingangsstrahlung (200) in die erste und zweite Teilstrahlung (201, 202), ein erstes Reflexionselement (131) zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) und ein zweites Reflexionselement (132) zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) aufweist, und wobei das erste und zweite Reflexionselement (131, 132) derart angeordnet sind, dass der Gangunterschied der zweiten Teilstrahlung (202) gegenüber der ersten Teilstrahlung (201) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausdehnung des strahlungsemittierenden Bereichs (115) der Strahlungsquelle (110) mehr als 3mm beträgt, und insbesondere im zweistelligen Millimeterbereich, insbesondere in einem Bereich von 20mm bis 30mm, liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite von der optischen Anordnung (120, 122) abgestrahlte Teilstrahlung (201, 202) einen der Referenzfläche (165) vorgeschalteten Kollimator (162) durchlaufen, und wobei die optische Anordnung (120, 122) ein erstes und zweites Objektiv (125, 126) aufweist, welche derart angeordnet sind, dass die Eingangsstrahlung (200) das erste Objektiv (125) durchläuft und die erste und zweite Teilstrahlung (201, 202) das zweite Objektiv (126) gemeinsam durchlaufen oder die erste Teilstrahlung (201) das erste Objektiv (125) und die zweite Teilstrahlung (202) das zweite Objektiv (126) durchläuft.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Gangunterschied zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) 2·d_VSK beträgt, wobei d_VSK durch d_VSK = d 1 – cosθ / 1 – cosΓθ gegeben ist, wobei d ein Abstand zwischen der Referenzfläche (165) und der optischen Oberfläche (170) oder zwischen der Referenzfläche (165) und einem Bild der optischen Oberfläche (170) ist, wobei θ ein halber Öffnungswinkel der von der optischen Anordnung (120, 122) abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) ist, und wobei Γ ein Vergrößerungsfaktor ist, welcher durch das Verhältnis aus der Brennweite des Kollimators (162) und der Brennweite des zweiten Objektivs (126) gegeben ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (120, 122) wenigstens ein Korrekturelement (141, 142, 145) zur Wellenfrontkorrektur aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Teilstrahlung (201) vor dem Reflektieren an der optischen Oberfläche (170) mit Hilfe einer Anpassungsoptik (150, 155) derart geformt wird, dass die erste Teilstrahlung (201) eine an eine Sollform der optischen Oberfläche (170) angepasste Wellenfront aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Anpassungsoptik (150) zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) zwischen der Referenzfläche (165) und der optischen Oberfläche (170) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die optische Anordnung (122) die Anpassungsoptik (155) zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weitere Strahlungsteile, welche durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) an der optischen Oberfläche (170) und durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) an der Referenzfläche (165) bereitgestellt werden, eine andere Ausbreitungsrichtung als die Messstrahlung (203) und die Referenzstrahlung (204) aufweisen, und wobei die weiteren Strahlungsteile ausgeblendet werden, so dass das Interferenzmuster lediglich durch Überlagern der Messstrahlung (203) und der Referenzstrahlung (204) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Bestimmen der Form der optischen Oberfläche (170) auf der Grundlage des erfassten Interferenzmusters.
Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend Durchführen einer Kalibrierung zum Bestimmen einer Kalibrierabweichung, welche bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche (170) berücksichtigt wird, wobei das Durchführen der Kalibrierung Folgendes umfasst: Interferometrisches Vermessen der optischen Oberfläche (170) unter Verwendung der optischen Anordnung (120, 122), der Referenzfläche (165) und der Strahlungsquelle (110), um ein erstes Interferenzmuster zu erfassen; Interferometrisches Vermessen der optischen Oberfläche (170) unter Verwendung der optischen Anordnung (120, 122), der Referenzfläche (165) und einer weiteren Strahlungsquelle, um ein zweites Interferenzmuster zu erfassen, wobei die weitere Strahlungsquelle einen strahlungsemittierenden Bereich mit einer solchen Ausdehnung aufweist, dass eine von der weiteren Strahlungsquelle abgegebene Eingangsstrahlung räumlich kohärent ist; und Bestimmen der Kalibrierabweichung auf der Grundlage des ersten und zweiten Interferenzmusters.
Verfahren nach Anspruch 12, weiter umfassend Durchführen einer zusätzlichen Kalibrierung zum Bestimmen einer zusätzlichen Kalibrierabweichung, welche bei dem Bestimmen der Form der optischen Oberfläche (170) zusätzlich berücksichtigt wird, wobei das Durchführen der zusätzlichen Kalibrierung Folgendes umfasst: Interferometrisches Vermessen einer Kalibrierfläche anstelle der optischen Oberfläche (170) unter Verwendung der optischen Anordnung (120, 122), der Referenzfläche (165) und der Strahlungsquelle (110), um ein drittes Interferenzmuster zu erfassen; und Bestimmen der zusätzlichen Kalibrierabweichung auf der Grundlage des dritten Interferenzmusters.
Vorrichtung (101, 102, 103, 105) zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche (170), aufweisend: eine Strahlungsquelle (110) mit einem strahlungsemittierenden Bereich (115) zum Abgeben einer Eingangsstrahlung (200), welcher eine solche Ausdehnung aufweist, dass die abgegebene Eingangsstrahlung (200) räumlich inkohärent ist; eine der optischen Oberfläche (170) vorgeschaltete Referenzfläche (165); eine optische Anordnung (120, 122) zum Abstrahlen einer ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) bei einem Bestrahlen der optischen Anordnung (120, 122) mit der Eingangsstrahlung (200), wobei die zweite Teilstrahlung (202) einen Gangunterschied gegenüber der ersten Teilstrahlung (201) aufweist, wobei die optische Oberfläche (170) und die Referenzfläche (165) mit der von der optischen Anordnung (120, 122) abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) bestrahlbar sind, um durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) an der optischen Oberfläche (170) eine Messstrahlung (203) und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) an der Referenzfläche (165) eine Referenzstrahlung (204) bereitzustellen, und wobei mit Hilfe des Gangunterschieds zwischen der ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) ein interferenzfähiges Überlagern der Messstrahlung (203) und der Referenzstrahlung (204) bewirkbar ist; und eine Erfassungseinrichtung (168) zum Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung (203) und der Referenzstrahlung (204) erzeugten Interferenzmusters.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die optische Anordnung (120, 122) einen Strahlteiler (130) zum Aufteilen der Eingangsstrahlung (200) in die erste und zweite Teilstrahlung (201, 202), ein erstes Reflexionselement (131) zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) und ein zweites Reflexionselement (132) zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) aufweist, und wobei das erste und zweite Reflexionselement (131, 132) derart angeordnet sind, dass der Gangunterschied der zweiten Teilstrahlung (202) gegenüber der ersten Teilstrahlung (201) erzeugbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Vorrichtung (102, 105) eine Anpassungsoptik (150, 155) aufweist, welche zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) vor dem Reflektieren an der optischen Oberfläche (170) ausgebildet ist, so dass die erste Teilstrahlung (201) eine an eine Sollform der optischen Oberfläche (170) angepasste Wellenfront aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Anpassungsoptik (150) zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) zwischen der Referenzfläche (165) und der optischen Oberfläche (170) angeordnet ist oder die optische Anordnung (122) die Anpassungsoptik (155) zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements (171), umfassend: Fertigen des optischen Elements (171) mit einer optischen Oberfläche (170); Interferometrisches Vermessen einer tatsächlichen Form der optischen Oberfläche (170) des optischen Elements (171) derart genau, dass Abweichungen der tatsächlichen Form von der Sollform, welche auf Oszillationen mit Ortswellenlängen in einem Bereich von 0,5mm bis 1000mm zurückgehen, mit einer Genauigkeit von wenigstens 30pm, insbesondere wenigstens 15pm bestimmt werden; und Anpassen der optischen Oberfläche (170) an die Sollform durch Bearbeiten der optischen Oberfläche (170) auf der Grundlage des interferometrischen Messergebnisses.
Optisches Element (171) mit einer optischen Oberfläche (170), wobei eine tatsächliche Form der optischen Oberfläche (170) derart an eine Sollform angepasst ist, dass Abweichungen der tatsächlichen Form von der Sollform, welche auf Oszillationen mit Ortswellenlängen in einem Bereich von 0,5mm bis 1000mm zurückgehen, höchstens 30pm, insbesondere höchstens 15pm betragen.
Optisches Element nach Anspruch 19, wobei das optische Element eines der Folgenden ist: ein Spiegel (175) für die EUV-Lithographie; oder ein Substrat (176) für einen Spiegel (175) für die EUV-Lithographie.
Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche (170), umfassend: Erzeugen einer Eingangsstrahlung (200); Bestrahlen einer optischen Anordnung (121, 122) mit der Eingangsstrahlung (200), so dass eine erste und zweite Teilstrahlung (201, 202) von der optischen Anordnung (121, 122) abgestrahlt werden, wobei die optische Anordnung (121, 122) eine Anpassungsoptik (151, 155) zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) aufweist, so dass die erste Teilstrahlung (201) eine an eine Sollform der optischen Oberfläche (170) angepasste Wellenfront aufweist; Bestrahlen der optischen Oberfläche (170) und einer der optischen Oberfläche (170) vorgeschalteten Referenzfläche (165) mit der von der optischen Anordnung (121, 122) abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202), wobei durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) an der optischen Oberfläche (170) eine Messstrahlung (203) und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) an der Referenzfläche (165) eine Referenzstrahlung (204) bereitgestellt werden; und Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung (203) und der Referenzstrahlung (204) erzeugten Interferenzmusters.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die optische Anordnung (121, 122) einen Strahlteiler (130) zum Aufteilen der Eingangsstrahlung (200) in die erste und zweite Teilstrahlung (201, 202), ein erstes Reflexionselement (131, 151) zum Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) und ein zweites Reflexionselement (132) zum Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) aufweist, und wobei die Anpassungsoptik (155) zwischen dem Strahlteiler (130) und dem ersten Reflexionselement (131) angeordnet ist oder das erste Reflexionselement (151) die Anpassungsoptik zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) bildet.
Vorrichtung (104, 105) zum interferometrischen Vermessen einer optischen Oberfläche (170), aufweisend: eine Strahlungsquelle (110, 117) zum Erzeugen einer Eingangsstrahlung (200); eine der optischen Oberfläche (170) vorgeschaltete Referenzfläche (165); eine optische Anordnung (121, 122) zum Abstrahlen einer ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) bei einem Bestrahlen der optischen Anordnung (121, 122) mit der Eingangsstrahlung (200), wobei die optische Anordnung (121, 122) eine Anpassungsoptik (151, 155) zum Formen der ersten Teilstrahlung (201) aufweist, so dass die erste Teilstrahlung (201) eine an eine Sollform der optischen Oberfläche (170) angepasste Wellenfront aufweist, und wobei die optische Oberfläche (170) und die Referenzfläche (165) mit der von der optischen Anordnung (121, 122) abgestrahlten ersten und zweiten Teilstrahlung (201, 202) bestrahlbar sind, um durch Reflektieren der ersten Teilstrahlung (201) an der optischen Oberfläche (170) eine Messstrahlung (203) und durch Reflektieren der zweiten Teilstrahlung (202) an der Referenzfläche (165) eine Referenzstrahlung (204) bereitzustellen; und eine Erfassungseinrichtung (168) zum Erfassen eines durch Überlagern der Messstrahlung (203) und der Referenzstrahlung (204) erzeugten Interferenzmusters.