DE102017217372A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines Spiegels oder einer Linse einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist folgende Schritte auf: Durchführen einer Mehrzahl von interferometrischen Messungen, bei welchen jeweils ein Interferogramm zwischen einer von jeweils einem Abschnitt des optischen Elements ausgehenden Prüfwelle und einer Referenzwelle aufgenommen wird, wobei zwischen diesen Messungen die Position des optischen Elements relativ zur Prüfwelle verändert wird, und wobei die Durchführung der interferometrischen Messungen eine Aufnahme von Subaperturen umfasst, welche jeweils nicht die komplette Oberfläche des Spiegels abdecken, Transformation dieser Subaperturen von einem ersten Koordinatensystem eines bei der Durchführung der interferometrischen Messungen verwendeten Messaufbaus auf ein zweites Koordinatensystem des optischen Elements, Korrektur der transformierten Subaperturen unter Berechnung jeweiliger Korrekturparameter derart, dass die Übereinstimmung einander überlappender transformierter Subaperturen in ihren jeweiligen Überlappungsbereichen erhöht wird, und Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements auf Basis der korrigierten und transformierten Subaperturen, wobei vor dem Schritt der Korrektur der transformierten Subaperturen Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Subaperturen ermittelt werden, wobei die Berechnung der Korrekturparameter unter Berücksichtigung dieser Nachbarschaftsbeziehungen erfolgt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines Spiegels oder einer Linse einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
  • Stand der Technik
  • Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
  • In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus US 2016/0085061 A1 bekannt, können beispielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.55 aufweisen und bilden ein (z.B. ringsegmentförmiges) Objektfeld in die Bildebene bzw. Waferebene ab.
  • Mit der Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) geht typischerweise eine Vergrößerung der erforderlichen Spiegelflächen der in der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Spiegel einher. Dies hat wiederum zur Folge, dass neben der Fertigung auch die Prüfung der Oberflächenform der Spiegel eine anspruchsvolle Herausforderung darstellt.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Funktionsprinzips einer möglichen herkömmlichen interferometrischen Prüfanordnung zur Prüfung eines Spiegels 301. Gemäß 3 wird in einer Fizeau-Anordnung ein Interferogramm zwischen an einer Referenzfläche 310 („Fizeau-Platte“) reflektiertem Referenzlicht (im Weiteren als „Referenzwelle“ bezeichnet) und einem an dem Spiegel 301 reflektierten Messlicht (im Weiteren auch als „Prüfwelle“ bezeichnet) erzeugt. Dabei wird im Beispiel von 3 das Messlicht durch ein Computergeneriertes Hologramm (CGH) 320 zu einer asphärischen Wellenfront geformt, die mathematisch exakt der „Prüflingsform“ (d.h. der Form des betreffenden Spiegels 301) in einem Sollabstand entspricht. Die von der Referenzfläche 310 einerseits und dem betreffenden Spiegel 301 bzw. Prüfling andererseits reflektierten Wellenfronten interferieren miteinander in einem (in 4 im Gesamtaufbau schematisch und bespielhaft dargestellten) Interferometer 305, wobei in 4 für das Interferometer 305 ein Kollimator 409, eine Strahlteilerplatte 408, eine Blende 407, ein Okular 406 und eine CCD-Kamera 404 sowie eine Lichtquelle 403 dargestellt sind. Mit der CCD-Kamera 404 wird ein Interferogramm des jeweiligen Spiegels aufgenommen. Wie in 3 durch den Doppelpfeil angedeutet wird der Spiegel 301 in einer Mehrzahl von Messschritten in unterschiedliche Positionen bewegt, wobei lediglich schematisch zwei unterschiedliche Positionen „A“ und „B“ angedeutet sind. Die Durchführung einer Mehrzahl von Messschritten in unterschiedlichen Positionen des Spiegels 301 dient insbesondere dazu, die (z.B. nicht als Ganzes in einer einzigen interferometrischen Messung erfassbare) Oberfläche des Spiegels 301 aus mehreren, einander überlappenden interferometrischen Einzelmessungen, sogenannte „Subaperturen“, welche für sich jeweils nicht die komplette Oberfläche abdecken, zusammenzusetzen.
  • Hierbei kann aus den einzelnen Subaperturen die letztlich zu bestimmende Passe des Spiegels bzw. Prüflings (d.h. die Abweichung von einer vorgegebenen Sollform der Oberfläche) rekonstruiert werden, wobei in grundsätzlich für sich bekannter Weise zum einen jeweils eine Transformation der Subaperturen in ein gemeinsames Raster auf dem Prüfling unter Berücksichtigung der jeweiligen Position des Prüflings und zum anderen eine Anpassung der Subaperturen aneinander unter Verwendung entsprechender Korrekturparameter (sogenannter Kompensatoren bzw. Sensitivitäten) zur Optimierung der Übereinstimmung der einzelnen transformierten Subaperturen in ihrem Überlappungsbereich vorgenommen wird. Das vorstehend beschriebene Konzept wird mitunter auch als „Stitching“ bezeichnet.
  • Hierbei kann in der Praxis das Problem auftreten, dass die für die vorstehende Anpassung bzw. Korrektur der Subaperturen erforderlichen Berechnungen je nach Anwendungssituation – insbesondere bei Aufnahme einer vergleichsweise hohen Anzahl von Subaperturen – die Verarbeitung und Speicherung großer Datenmengen erfordern und gegebenenfalls zu nicht mehr akzeptablen Berechnungslaufzeiten führen.
  • Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US 6,956,657 B2 verwiesen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines Spiegels oder einer Linse einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, bereitzustellen, welche eine zuverlässige Charakterisierung der Oberflächenform unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 8 gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements weist folgende Schritte auf:
    • – Durchführen einer Mehrzahl von interferometrischen Messungen, bei welchen jeweils ein Interferogramm zwischen einer von jeweils einem Abschnitt des optischen Elements ausgehenden Prüfwelle und einer Referenzwelle aufgenommen wird, wobei zwischen diesen Messungen die Position des optischen Elements relativ zur Prüfwelle verändert wird, und wobei die Durchführung der interferometrischen Messungen eine Aufnahme von Subaperturen umfasst, welche jeweils nicht die komplette Oberfläche des Spiegels abdecken;
    • – Transformation dieser Subaperturen von einem ersten Koordinatensystem eines bei der Durchführung der interferometrischen Messungen verwendeten Messaufbaus auf ein zweites Koordinatensystem des optischen Elements;
    • – Korrektur der transformierten Subaperturen unter Berechnung jeweiliger Korrekturparameter derart, dass die Übereinstimmung einander überlappender transformierter Subaperturen in ihren jeweiligen Überlappungsbereichen erhöht wird; und
    • – Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements auf Basis der korrigierten und transformierten Subaperturen;
    • – wobei vor dem Schritt der Korrektur der transformierten Subaperturen Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Subaperturen ermittelt werden, wobei die Berechnung der Korrekturparameter unter Berücksichtigung dieser Nachbarschaftsbeziehungen erfolgt.
  • Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, die bei der vorzunehmenden Korrektur der in das Koordinatensystem des zu prüfenden optischen Elements transformierten Subaperturen durchzuführende Berechnung der jeweiligen Korrekturparameter insofern auf besonders effiziente Weise vorzunehmen, als, wie im Weiteren noch detaillierter erläutert, nicht etwa sämtliche Subaperturen ungeachtet ihrer relativen Position miteinander verrechnet werden, sondern vielmehr – unter sukzessiver „Abarbeitung“ der einzelnen Subaperturen – nur die jeweils überlappenden Subaperturen hinsichtlich ihrer Daten geladen und miteinander verrechnet werden. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß der erforderliche Rechenaufwand dadurch reduziert, dass bei der Berechnung der jeweiligen Korrekturparameter nur die tatsächlich vorhandenen Überlappbereiche zwischen den jeweiligen Subaperturen berücksichtigt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert somit zwar vor Berechnung der besagten Korrekturparameter zunächst die Bestimmung der jeweiligen Nachbarschaftsbeziehungen der Subaperturen (d.h. eine Ermittlung, welche Subaperturen einander überlappen), wobei aber diese Information dann anschließend für eine besonders effiziente Verrechnung der betreffenden Daten der Subaperturen genutzt wird.
  • Dabei hat das erfindungsgemäße Verfahren wie im Weiteren noch näher erläutert insbesondere den Vorteil, dass das nach der Verrechnung der Subaperturen erhaltene und zur Berechnung der Korrekturparameter zu lösende Gleichungssystem im mathematischen Sinne unter den im Weiteren noch genannten Randbedingungen die Struktur eines „dünn besetzten Gleichungssystems“ (sogenanntes „Sparse-Gleichungssystem“) besitzt, welches wiederum unter Einsatz von für sich bekannten Algorithmen in besonders effizienter Weise lösbar ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft in Szenarien einsetzbar, bei welchen die Durchführung der interferometrischen Messung mit einem sogenannten „nichtkompensierenden System“ erfolgt. Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, dass typischerweise derartige nichtkompensierende Systeme aufgrund der Unabhängigkeit von dem zu untersuchenden Prüfling die Aufnahme einer relativ großen Anzahl von Subaperturen erfordern, um die anderenfalls mit dem für nicht-kompensierende Systeme typischen Auftreten vergleichsweise großer Gradienten in dem detektorseitig erhaltenen Bild einhergehenden Kontrasteinbußen zu vermeiden. Typischerweise sind im vorstehend beschriebenen Fall die Subaperturen klein in Relation zur gesamten optischen Wirkfläche des optischen Elements bzw. Spiegels. Zudem führt das bestehende Erfordernis einer vergleichsweise hohen Anzahl von Subaperturen wie eingangs beschrieben ohne weitere Maßnahmen zu einem entsprechend hohen Rechenaufwand sowie Speicherbedarf, so dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zur Geltung kommt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Ermittlung von Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Subaperturen für jede der Subaperturen die Ermittlung der mit dieser Subapertur jeweils überlappenden Subaperturen.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden zur Berechnung der Korrekturparameter sukzessive für jede der einzelnen Subaperturen selektiv nur die für die jeweils ermittelten überlappenden Subaperturen erhaltenen Daten gesammelt.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Berechnung der jeweiligen Korrekturparameter unter Aufstellung und Lösung eines Sparse-Gleichungssystems.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Durchführen der Mehrzahl von interferometrischen Messungen unter Verwendung einer nicht-kompensierenden, vom optischen Element unabhängig ausgestalteten Messanordnung.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel oder eine Linse.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen. Zu Vorteilen und bevorzugten Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Verteilung von in einer Mehrzahl von interferometrischen Messungen aufgenommenen Subaperturen;
  • 34 schematische Darstellungen zur Erläuterung eines möglichen Aufbaus einer im Rahmen der Erfindung einsetzbaren interferometrischen Prüfanordnung; und
  • 5 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren prüfbare Spiegel aufweist.
  • Gemäß 5 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 510 einen Feldfacettenspiegel 503 und einen Pupillenfacettenspiegel 504 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 503 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 501 und einen Kollektorspiegel 502 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 504 sind ein erster Teleskopspiegel 505 und ein zweiter Teleskopspiegel 506 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 507 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 521526 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 531 auf einem Maskentisch 530 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 541 auf einem Wafertisch 540 befindet.
  • Bei dem im Rahmen der Erfindung hinsichtlich seiner Oberflächenform charakterisierten optischen Element kann es sich z.B. um einen beliebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage 510, beispielsweise den vergleichsweise großen bildebenenseitig letzten Spiegel 526 des Projektionsobjektivs handeln. In weiteren Anwendungen kann es sich bei dem optischen Element auch um eine Linse z.B. einer für den Betrieb im DUV (z.B. bei Wellenlängen kleiner als 250nm, insbesondere kleiner als 200nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage handeln.
  • Im Weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf das in 1 dargestellte Flussdiagramm beschrieben.
  • Dabei wird davon ausgegangen, dass zur Charakterisierung der Oberflächenform bzw. Passe eines optischen Elements wie z.B. eines Spiegels eine Vielzahl von (z.B. 500) Subaperturen in einzelnen interferometrischen Messungen mit jeweils unterschiedlicher Positionierung des optischen Elements aufgenommen werden. Durch den Begriff „Subapertur“ soll insbesondere zum Ausdruck gebracht werden, dass die zur Aufnahme der Subaperturen durchgeführten interferometrischen Messungen jeweils nicht die komplette Oberfläche des Prüflings abdecken. Um nun aus besagten gemessenen Subaperturen die gesamte bzw. „zusammengesetzte“ Passe des Spiegels zu ermitteln, geht die Erfindung von dem als solches bekannten „Stitching-Verfahren“ aus, wobei jedoch die Verarbeitung der aufgenommenen Subaperturen zum Erhalt des letztlich zu lösenden Gleichungssystems wie im Weiteren unter Bezugnahme auf 1 beschrieben abgewandelt wird.
  • Nach Start des erfindungsgemäßen Verfahrens (Schritt S105) erfolgt für die in den einzelnen interferometrischen Messungen aufgenommenen Subaperturen zunächst eine Bestimmung der Position, an der sich die betreffenden Subaperturen im Koordinatensystem des Prüflings befinden, d.h. eine Bestimmung der jeweiligen Subaperturkoordinaten (Schritt S110) bzw. der Lage der Subaperturen relativ zum Prüfling.
  • Im Anschluss hieran erfolgt nun nicht etwa eine sofortige Verrechnung sämtlicher Subaperturen, sondern zunächst (im Schritt S120) eine Ermittlung vorhandener Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den einzelnen Subaperturen. Hierbei wird ermittelt, welche der Subaperturen einander jeweils überlappen. Als Ergebnis dieses Schrittes S120 wird somit für jede der Subaperturen eine Liste von jeweils mit dieser überlappenden, benachbarten Subaperturen erhalten.
  • Im Weiteren wird nun gemäß der in 1 dargestellten Schleife sukzessive eine Subapertur nach der anderen jeweils als „Referenz-Subapertur“ gewählt (Schritte S130 und S140), mit welcher wie folgt verfahren wird:
  • Für die jeweilige Referenz-Subapertur werden zunächst im Schritt S150 die jeweiligen Daten der zuvor ermittelten, benachbarten bzw. überlappenden Subaperturen geladen (Schritt S150) und, solange gemäß Abfrage im Schritt S160 Nachbar-Subaperturen verfügbar sind, die für die betreffenden Nachbar-Subaperturen erfassten Daten paarweise in der aus dem herkömmlichen Verfahren bekannten Weise verrechnet und in die entsprechende Matrix, welche das zu lösende Gleichungssystem für die Berechnung der Korrekturparameter definiert, akkumuliert (Schritte S170 und S180).
  • Wenn gemäß Abfrage im Schritt S160 für die aktuelle „Referenz-Subapertur“ keine Nachbar-Subaperturen mehr verfügbar sind, wird unter Rückkehr zu Schritt S130 die nächste Subapertur als Referenz-Subapertur gewählt, und es werden in analoger Weise wiederum die entsprechenden „Nachbar-Daten“ der hierzu benachbarten bzw. damit überlappenden Subaperturen geladen und zur Akkumulation in die das zu lösende Gleichungssystem definierende Matrix verrechnet.
  • Es ist weiter zu beachten, dass im Schritt S150 Subapertur-Daten, welche bereits in einem vorangehenden Schritt bzw. im letzten Schleifendurchlauf nach Schritt S130 geladen wurden, nicht erneut geladen werden müssen. Mit anderen Worten werden erfindungsgemäß in intelligenter Weise in der Gruppe von jeweils zu verrechnenden Subaperturen für eine neue Referenz-Subapertur in der Gruppe von jeweils benachbarten bzw. überlappenden Subaperturen nur diejenigen Subaperturen ausgetauscht, welche wirklich gegenüber der vorangehenden Referenz-Subapertur geändert wurden. Dies führt (angesichts der zwischen einander benachbarten (Referenz-)Subaperturen typischerweise gegebenen, weitgehenden Übereinstimmung zwischen den betreffenden Gruppen von überlappenden Subaperturen) zu einer weiteren signifikanten Reduzierung des Rechenaufwandes sowie Speicherbedarfs bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Sobald gemäß Abfrage im Schritt S130 sämtliche Subaperturen in der vorstehend beschriebenen Weise abgearbeitet wurden (also keine weitere Subapertur mehr verfügbar ist, welche nicht bereits als Referenz-Subapertur „abgearbeitet“ wurde), erfolgt im Schritt S190 eine Transformation in eine sogenannte „Sparse-Struktur“, indem ein im mathematischen Sinne dünn besetztes Gleichungssystem erstellt wird, welches in für sich bekannter Weise und unter Anwendung eines geeigneten Algorithmus in besonders effizienter Weise gelöst wird (Schritt S200).
  • In diesem Zusammenhang wird auf die Publikationen T. Davis, T., Rajamanickam, S., & Sid-Lakhdar, W. (2016): „A survey of direct methods for sparse linear systems", Acta Numerica, 25, 383–566. doi:10.1017/S0962492916000076, und Yousef Saad: "Iterative Methods for Sparse Linear Systems", Published 2003, ISBN: 978-0-89871-534-7 (https://doi.org/10.1137/1.9780898718003) verwiesen.
  • Durch Lösung des betreffenden Gleichungssystems werden für die einzelnen Subaperturen die jeweiligen Korrekturparameter (auch als „Kompensatoren“ oder „Sensitivitäten“ bezeichnet) bzw. deren jeweilige Amplituden bestimmt, was in für sich bekannter Weise durch Lösung des folgenden Minimierungsproblems (welches ein lineares Gleichungssystem ergibt) erfolgen kann (und anhand derer im Anschluss in für sich bekannter Weise eine Zusammenführung („Stitching“) der entsprechend korrigierten Subaperturen erfolgt):
    Figure DE102017217372A1_0002
  • Dabei werden folgende Abkürzungen bzw. Variablen verwendet:
  • Si:
    i-te Subapertur-Messung
    Fk:
    Kompensatoren/Sensitivitäten, deren Amplituden variiert werden sollen
    fik:
    Amplituden der Sensitivität k für Subapertur i
  • Grundsätzlich ist es für die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, wenn im Verhältnis zur Gesamtgröße der zu charakterisierenden Fläche des Prüflings (z.B. Spiegels) die Subaperturen vergleichsweise klein sind und die Anzahl der jeweils mit einer Subapertur überlappenden Subaperturen gering ist. Zur quantitativen Beschreibung eignet sich hierbei die Definition eines Überlappverhältnisses, für welches in einer lediglich beispielhaften Konfiguration gemäß 2 und nachfolgender Tabelle 1 ein Wert für das Überlappverhältnis von 4.4% erhalten wird. Dabei ist in Tabelle 1 für bestimmte, in 2 hervorgehobene Subaperturen jeweils die Überlappzahl (d.h. die Anzahl der jeweils damit überlappenden Subaperturen) angegeben, wobei eine der zeichnerisch hervorgehobenen Subaperturen (164) mit der aktuell im Verfahren verarbeiteten „Referenz-Subapertur“ 162 überlappt. Tabelle 1:
    Subapertur Subapertur-Überlappzahl
    1 24
    113 15
    162 27
    277 24
    360 24
    484 29
    502 13
    Überlappverhältnis
    4.4%
  • Das Überlappverhältnis sollte für eine effiziente Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kleiner als 80% sein und kann beispielsweise im Bereich von 4% bis 20% liegen.
  • Hingegen wird die effiziente Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht durch die Größe des zu charakterisierenden Prüflings bzw. dessen optisch wirksamer Fläche und die Anzahl benötigter Subaperturen limitiert, da der für das erfindungsgemäße Verfahren benötigte Speicherverbrauch lediglich vom lokalen Überlapp der Subaperturen, jedoch nicht von deren Anzahl abhängig ist.
  • Infolge der Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere für Szenarien mit der Vermessung einer hohen Anzahl von im Verhältnis zur Gesamtgröße des Prüflings vergleichsweise kleinen Subaperturen eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren ferner insbesondere in Verbindung mit nicht-kompensierenden Messanordnungen (bei welchem die Messung von vergleichsweise kleinen Subaperturen typischerweise im Hinblick auf die im Kamerabild auftretenden, großen Gradienten zur Vermeidung eines Kontrasteinbruchs erforderlich werden).
  • Des Weiteren kann die Erfindung auch in Verbindung mit einem kombinierten Einsatz einer nicht-kompensierenden Messanordnung und einer kompensierenden Messanordnung vorteilhaft realisiert werden, wobei in diesem Falle die kompensierende Messanordnung zur Bestimmung der vergleichsweise (bezogen auf die Größe der Subapertur) langwelligen Anteile und die nicht-kompensierende Messanordnung zur Bestimmung der entsprechenden kurzwelligen Anteile verwendet werden können.
  • Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2016/0085061 A1 [0003]
    • US 6956657 B2 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • T. Davis, T., Rajamanickam, S., & Sid-Lakhdar, W. (2016): „A survey of direct methods for sparse linear systems”, Acta Numerica, 25, 383–566. doi:10.1017/S0962492916000076 [0042]
    • Yousef Saad: “Iterative Methods for Sparse Linear Systems”, Published 2003, ISBN: 978-0-89871-534-7 (https://doi.org/10.1137/1.9780898718003) [0042]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Durchführen einer Mehrzahl von interferometrischen Messungen, bei welchen jeweils ein Interferogramm zwischen einer von jeweils einem Abschnitt des optischen Elements ausgehenden Prüfwelle und einer Referenzwelle aufgenommen wird, wobei zwischen diesen Messungen die Position des optischen Elements relativ zur Prüfwelle verändert wird, und wobei die Durchführung der interferometrischen Messungen eine Aufnahme von Subaperturen umfasst, welche jeweils nicht die komplette Oberfläche des Spiegels abdecken; b) Transformation dieser Subaperturen von einem ersten Koordinatensystem eines bei der Durchführung der interferometrischen Messungen verwendeten Messaufbaus auf ein zweites Koordinatensystem des optischen Elements; c) Korrektur der transformierten Subaperturen unter Berechnung jeweiliger Korrekturparameter derart, dass die Übereinstimmung einander überlappender transformierter Subaperturen in ihren jeweiligen Überlappungsbereichen erhöht wird; und d) Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements auf Basis der korrigierten und transformierten Subaperturen; dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt der Korrektur der transformierten Subaperturen Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Subaperturen ermittelt werden, wobei die Berechnung der Korrekturparameter unter Berücksichtigung dieser Nachbarschaftsbeziehungen erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung von Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Subaperturen für jede der Subaperturen die Ermittlung der mit dieser Subapertur jeweils überlappenden Subaperturen umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Korrekturparameter sukzessive für jede der einzelnen Subaperturen selektiv nur die für die jeweils ermittelten überlappenden Subaperturen erhaltenen Daten gesammelt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der jeweiligen Korrekturparameter unter Aufstellung und Lösung eines Sparse-Gleichungssystems erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführen der Mehrzahl von interferometrischen Messungen unter Verwendung einer nichtkompensierenden, vom optischen Element unabhängig ausgestalteten Messanordnung erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ein Spiegel oder eine Linse ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist.
  8. Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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