DE102021202911A1

DE102021202911A1 - Messvorrichtung zum interferometrischen Vermessen einer Oberflächenform

Info

Publication number: DE102021202911A1
Application number: DE102021202911.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Endres
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2022-09-29
Also published as: US20240011768A1; CN117063041A; WO2022200210A1

Abstract

Eine Messvorrichtung (10) zum interferometrischen Vermessen einer Form einer Oberfläche (12) eines Prüflings (14) in Bezug auf eine Referenzform (41) umfasst ein diffraktives optisches Element (30) zum Erzeugen einer Prüfwelle (32) aus einer Messstrahlung (22), wobei eine Wellenfront (42) der Prüfwelle an eine als erste nicht-sphärische Fläche konfigurierte Sollform (43) der Oberfläche (12) des Prüflings (14) angepasst ist, sowie ein Referenzelement (38) mit einer die Referenzform (41) aufweisenden Referenzoberfläche (40), wobei die Referenzform als eine weitere nicht-sphärische Fläche konfiguriert ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer Form einer Oberfläche eines Prüflings in Bezug auf eine Referenzform.
Zur hochgenauen Bestimmung einer als nicht-sphärische Fläche, wie etwa einer Freiformfläche, ausgebildeten Oberflächenform eines Prüflings, wie beispielsweise eines optischen Elements für die Mikrolithographie, sind interferometrische Messanordnungen mit einem diffraktiven optischen Element bekannt. Das diffraktive optische Element ist zum Beispiel als computergeneriertes Hologramm (CGH) ausgebildet und derart konfiguriert, dass es eine Prüfwelle mit einer an die Sollform der Oberfläche angepassten Wellenfront erzeugt. Hierfür notwendige diffraktive Strukturen können durch eine rechnergestützte Simulation der Messanordnung zusammen mit der Solloberfläche ermittelt und anschließend auf einem Substrat als CGH hergestellt werden. Durch eine Überlagerung der von der Oberfläche reflektierten Prüfwelle mit einer Referenzwelle lassen sich Abweichungen von der Sollform sehr genau bestimmen.
In DE 10 2015 209 490 A1 wird eine derartige Messanordung beschrieben, welche als sogenanntes Referenzspiegel-Interferometer ausgebildet ist. Bei diesem erzeugt ein komplex kodiertes CGH sowohl eine Prüfwelle mit einer an die Sollform angepassten Wellenfront als auch eine Referenzwelle. Während die Prüfwelle von der zu vermessenden Oberfläche zum CGH zurück reflektiert wird, weist die Referenzwelle eine andere Ausbreitungsrichtung auf und trifft auf einen ebenen oder sphärischen Referenzspiegel. Von diesem wird die Referenzwelle ebenfalls zum CGH zurück reflektiert. Nach erneutem Durchlaufen des CGHs überlagern sich die reflektierte Prüfwelle und die Referenzwelle und erzeugen so am Detektor ein Interferenzmuster.
Um eine hohe Messgenauigkeit bei der Oberflächenvermessung des Prüflings zu erzielen, werden herkömmlicherweise oft bei einer Bestimmung der Oberflächenform bekannte Fehler des CGHs, wie beispielsweise Störungen der CGH-Oberfläche oder ein CGH-Justagezustand, berücksichtigt und heraus gerechnet. Entscheidend für die Genauigkeit der Oberflächenvermessung ist somit eine möglichst genaue Kalibrierung der Messanordnung. Dazu werden bei bekannten Messanordnungen mittels einem oder mehreren ebenen oder sphärischen Kalibrierspiegeln erzeugte Interferogramme ausgewertet, um Störungen durch Justage- oder Passefehler in der Messanordnung von dem eigentlichen Messsignal zu trennen.
Die Verwendung von Kalibrierspiegeln zum Herausrechnen von durch das CGH verursachten Fehlern verursacht jedoch durch die dazu notwendige hohe Komplexität der interferometrischen Messanordnung sowie den hohen Zeitbedarf bei der Kalibrierung einen hohen Aufwand.
Zugrunde liegende Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere eine Oberflächenvermessung des Prüflings mit hoher Genauigkeit und vergleichbar geringem Aufwand ermöglicht wird.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß beispielsweise gelöst werden mit einer Messvorrichtung zum interferometrischen Vermessen einer Form einer Oberfläche eines Prüflings in Bezug auf eine Referenzform. Die Messvorrichtung umfasst ein diffraktives optisches Element zum Erzeugen einer Prüfwelle aus einer Messstrahlung, wobei eine Wellenfront der Prüfwelle an eine als erste nicht-sphärische Fläche konfigurierte Sollform der Oberfläche des Prüflings angepasst ist, sowie ein Referenzelement mit einer die Referenzform aufweisenden Referenzoberfläche, wobei die Referenzform als eine weitere nicht-sphärische Fläche konfiguriert ist. Die Messvorrichtung ist insbesondere zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form der optischen Oberfläche des Prüflings von der Referenzform konfiguriert. Gemäß einer Ausführungsform ist die Messvorrichtung zum interferometrischen Vermessen einer Form einer optischen Oberfläche eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, wie etwa eines Projektionsobjektivs einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage, konfiguriert.
Unter einer nicht-sphärischen Fläche ist eine asphärische Fläche oder eine Freiformfläche zu verstehen. Unter einer asphärischen Fläche ist eine rotationssymmetrische Fläche zu verstehen, die von jeder beliebigen Sphäre um mindestens 0,05 mm, insbesondere um mindestens 0,1 mm, mindestens 1 mm oder mindestens 5 mm abweicht. Eine derartige asphärische Fläche wird in diesem Text auch als rotationssymmetrische Asphäre oder einfach nur als Asphäre bezeichnet. Unter einer Freiformfläche ist eine Form mit einer Abweichung von jeder beliebigen rotationssymmetrischen Asphäre von mindestens 5 µm, insbesondere mindestens +10 µm, zu verstehen. Weiterhin weicht die Freiformfläche von jeder beliebigen Sphäre um mindestens 0,05 mm, insbesondere mindestens 0,1 mm, mindestens 1 mm oder mindestens 5 mm, ab. Insbesondere ist auch die Sollform der Prüflingsoberfläche als nicht-sphärische Fläche konfiguriert.
Die Wellenfront der Prüfwelle am Ort der Oberfläche des in der Messkonfiguration angeordneten Prüflings ist damit ebenfalls als nicht-sphärische Fläche konfiguriert, welche von der als erste nicht-sphärische Fläche bezeichneten Sollform nur unwesentlich, insbesondere um maximal 100 pm, abweicht.
Durch Auswertung eines durch Überlagerung der Prüfwelle mit der Referenzwelle erzeugten Interferenzmusters kann eine Abweichung der Oberflächenform des Prüflings von der Referenzform bestimmt werden. Dabei umfasst die so bestimmte Abweichung eine Verteilung von Abweichungswerten in Abhängigkeit von der zweidimensionalen Oberflächenkoordinate des Prüflings. Anhand der bestimmten Abweichung kann dann die Prüflingsoberfläche so nachbearbeitet werden, dass die Form der Prüflingsoberfläche mit einer hohen Genauigkeit an die Referenzform angepasst wird. Mit anderen Worten kann die Referenzform bzw. das Referenzelement „kopiert“ werden. D.h. im Fall, dass ein optisches Element einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, welches ein gutes optisches Verhalten zeigt, vorhanden ist, kann dieses optische Element als sogenannter „Masterprüfling“ Verwendung finden und mittels der erfindungsgemäßen Messvorrichtung „kopiert“ werden, d.h. ein weiteres optisches Element mit der gleichen Oberflächenform kann hergestellt werden.
Weiterhin ist es mittels der erfindungsgemäßen Messvorrichtung möglich, zufällige Fehler einer Bearbeitungsvorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von Objektoberflächen zu identifizieren, indem zwei mittels der Bearbeitungsvorrichtung mit dem gleichen Bearbeitungsrezept gefertigte Objekte als Referenzelement und Prüfling vermessen werden. Während systematische Fehler der Bearbeitungsvorrichtung nicht zu einer Oberflächenabweichung führen, kann die mittels der Messvorrichtung bestimmte relative Abweichung zwischen den Oberflächen auf zufällige Bearbeitungsfehler zurückgeführt werden. Diese Information kann ggf. dazu genutzt werden, die zufälligen Fehler abzustellen und damit die Präzision der Bearbeitungsvorrichtung zu verbessern.
In dem Fall, in dem die Referenzform mit einer hohen absoluten Genauigkeit bekannt ist, d.h. das Referenzelement eine absolute Referenz darstellt, kann durch die Bestimmung der Oberflächenabweichung mittels der erfindungsgemäßen Messvorrichtung die Oberflächenform mit einer hohen Genauigkeit an die Sollform angepasst werden.
Durch die Konfiguration der Referenzform des Referenzelements als weitere nicht-sphärische Fläche ist es möglich, auch ohne den Einsatz von zusätzlichen Kalibrierspiegeln eine hohe Messgenauigkeit bei der Oberflächenvermessung des Prüflings zu erzielen. So ist es insbesondere möglich, nach einer Nutzmessung des Prüflings, bei welcher der Prüfling im Strahlengang der Prüfwelle und das Referenzelement im Strahlengang einer an die Referenzform angepassten Referenzwelle angeordnet sind, Prüfling und Referenzelement zu vertauschen und eine Vergleichsmessung durchzuführen, bei welcher das Referenzelement im Strahlengang der Prüfwelle und der Prüfling im Strahlengang der Referenzwelle angeordnet sind. Die Vergleichsmessung ermöglicht es, durch das diffraktive optische Element bedingte Fehler, wie etwa Schreibfehler in den diffraktiven Strukturen, Oberflächenfehler des diffraktiven optischen Elements und/oder Justagefehler des diffraktiven optischen Elements, aus dem Ergebnis der Nutzmessung herauszurechnen. Der Verzicht auf Kalibriermessungen mit Kalibrierspiegeln verringert den Zeitaufwand bei der Oberflächenvermessung erheblich.
Die auf dem Vertauschen des Prüflings und des Referenzelements beruhende Vergleichsmessung wird durch die erfindungsgemäße Konfiguration der Referenzform als weitere nicht-sphärische Fläche möglich. Diese ermöglicht es, die Referenzform derart ähnlich zur Oberflächenform des Prüflings, deren Sollform ja ebenfalls als nicht-sphärische Fläche konfiguriert ist, zu gestalten, dass bei Vertauschung von Prüfling und Referenzelement, die Prüfwelle und die Referenzwelle ausreichend genau an die Oberflächen der vertauschten Objekte angepasst sind, um bei der Vergleichsmessung aussagekräftige Messdaten zu erhalten.
Weiterhin ermöglicht der Verzicht auf eine Kalibrierung mit zusätzlichen Kalibrierspiegeln die Ausführung des diffraktiven optischen Elements als komplex kodiertes optisches Element mit einer geringeren Anzahl von Kodierungen, insbesondere mit lediglich zwei Kodierungen, nämlich jeweils eine für die Prüfwelle und eine für die Referenzwelle. Auf weitere Kodierungen zur Erzeugung von Kalibrierwellen kann damit verzichtet werden. Damit entstehen im Vergleich zu einem diffraktiven optischen Element mit mehr Kodierungen weniger Störreflexe, wodurch die Messgenauigkeit weiter erhöht werden kann.
Weiterhin ermöglicht der Verzicht auf eine Kalibrierung mit zusätzlichen Kalibrierspiegeln Prüfgeometrien mit geringeren Liniendichten in der Beugungsstruktur des diffraktiven optischen Elements, d.h. die Verwendung größerer Gitterperioden. Dies und die Ausführung des diffraktiven optischen Elements mit weniger Kodierungen verringert die Fertigungsanforderungen an das diffraktive optische Element.
Da der Prüfling erfindungsgemäß dem Prüfling in seiner Form zumindest dahingehend ähnelt, dass beide Objekte an nicht-sphärische Flächen angepasst sind, können die Gewichte der Prüfwelle und der Referenzwelle ähnlich groß gewählt werden. Damit ergibt sich, unabhängig davon, ob die beiden Objekte beschichtet oder unbeschichtet sind, immer der bestmögliche Kontrast. Im Stand der Technik wird dagegen in der Regel bei der Konfiguration des Referenzspiegels ein Kompromiss zwischen dem Kontrast bei Vermessung eines unbeschichteten Spiegels und der Vermessung eines beschichteten Spiegels gemacht.
Gemäß einer Ausführungsform ist sowohl die erste nicht-sphärische Fläche als auch die weitere nicht-sphärische Fläche jeweils als Freiformfläche konfiguriert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das diffraktive optische Element weiterhin dazu konfiguriert, eine Referenzwelle mit einer an die Referenzform angepassten Wellenfront zu erzeugen. Gemäß einer Ausführungsvariante ist das diffraktive optische Element mindestens zweifach kodiert, wobei eine erste Kodierung zur Erzeugung der Prüfwelle und eine zweite Kodierung zur Erzeugung der Referenzwelle konfiguriert sind. Ein derartiges mehrfach kodiertes diffraktives optisches Element umfasst ein komplex kodiertes Beugungsmuster, welches mehrere, im vorliegenden Fall mindestens zwei, sich überlagernde Strukturmuster, vorstehend Kodierungen bezeichnet, umfasst. Dabei erzeugt ein erstes der Strukturmuster die Prüfwelle und das zweite Strukturmuster die Referenzwelle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weicht die Referenzform höchstens 500 µm von der Sollform der Oberfläche des Prüflings ab. Insbesondere beträgt die Abweichung höchstens 100 µm. Das heißt, bei einer fiktiven Überlagerung der Referenzform mit der Sollform gibt es keinen Punkt auf der Referenzform, welcher von dem entsprechenden Punkt auf der Sollform der Prüflingsoberfläche mehr als 500 µm bzw. mehr als 100 µm abweicht. Bei dieser fiktiven Überlagerung der Referenzform mit der Sollform des Prüflings werden die Referenzform und die Sollform derart zueinander justiert, dass deren maximale Abweichung so klein wie möglich ist.
Damit weicht die als zweite nicht-sphärische Fläche bezeichnete Konfiguration der Referenzform höchstens 500 µm von der als erste nicht-sphärische Fläche bezeichneten Konfiguration der Sollform der Prüflingsoberfläche ab. Insbesondere weicht die Referenzform höchstens 500 µm von der Form der Wellenfront der Prüfwelle am Ort der Prüflingsoberfläche ab.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung weiterhin eine erste Halterung, welche dazu konfiguriert ist, in einer Messkonfiguration den Prüfling im Strahlengang der Prüfwelle anzuordnen, sowie eine weitere Halterung, welche dazu konfiguriert ist, in der Messkonfiguration das Referenzelement im Strahlengang der Referenzwelle anzuordnen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weicht die Wellenfront der Prüfwelle am Ort der Oberfläche des in der Messkonfiguration angeordneten Prüflings höchstens 500 µm, insbesondere höchstens 100 µm, von der Wellenfront der Referenzwelle am Ort der Referenzoberfläche ab. Das heißt, für den Fall, dass die Form der Wellenfront der Prüfwelle am Ort der Oberfläche des Prüflings und die Form der Wellenfront der Referenzwelle am Ort der Oberfläche des Referenzelements aufeinander gelegt werden, gibt es keinen Punkt auf der Wellenfront der Prüfwelle, welche von dem entsprechenden Punkt auf der Wellenfront der Referenzwelle um mehr als 500 µm bzw. um mehr als 100 µm abweicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Oberfläche des Prüflings einen in der Messkonfiguration von der Prüfwelle bestrahlten Messbereich auf und das Referenzelement umfasst einen in der Messkonfiguration von der Referenzwelle bestrahlten weiteren Messbereich, wobei die beiden Flächen der Messbereiche um mindestens 1%, insbesondere um mindestens 3% oder um mindestens 5%, voneinander abweichen. So kann etwa der Messbereich des Prüflings mit einem Nutzbereich des Prüflings in seiner vorgesehenen Nutzanwendung, wie etwa der Nutzung als Spiegel in einem Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie, übereinstimmen und der Messbereich des Referenzelements um den genannten Anteil größer sein. Umgekehrt kann auch der Messbereich des Prüflings gegenüber dem Nutzbereich des Prüflings vergrößert sein und der Messbereich des Referenzelements der Fläche des Nutzbereichs des Prüflings entsprechen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein erster Bereich des diffraktiven optischen Elements, an dem die Prüfwelle erzeugt wird, und ein weiterer Bereich des diffraktiven optischen Elements, an dem die Referenzwelle erzeugt wird, einen Überlapp aufweisen, in dem mindestens 80%, insbesondere mindestens 90% oder mindestens 95%, der Fläche des größeren der beiden Bereiche angeordnet ist.
Die genannten Bereiche des diffraktiven optischen Elements werden in diesem Text auch als Footprints der Prüfwelle und der Referenzwelle bezeichnet. Mit anderen Worten, liegt für den Fall, dass der erste Bereich kleiner ist als der zweite Bereich, der erste Bereich entweder vollständig innerhalb des zweiten Bereichs oder weist einen Überlapp mit dem zweiten Bereich auf, wobei der Überlapp mindestens 80% des zweiten Bereichs beträgt. In dieser Ausführungsform können bei der Nutzmessung auftretende Störreflexe am diffraktiven optischen Element mittels der Vergleichsmessung mit vertauschten Messobjekten verodert werden. Störreflexe, welche etwa in der Prüfwelle enthalten sind, haben einen anderen Einfluss auf das Ergebnis der Nutzmessung als auf das Ergebnis der Vergleichsmessung. Damit kann deren Einfluss aus der Gesamtmessung herausgerechnet werden. Im Vergleich zu einem häufig im Stand der Technik verwendeten Veroderungsverfahren, bei dem die Nutzmessung mit einem zweiten diffraktiven optischen Element wiederholt wird, ist die vorstehend beschriebene Veroderung mit geringerem Aufwand verbunden. Die Gesamtmesszeit verkürzt sich damit weiter.
Die Vertauschbarkeit der Positionen von Prüfling und Referenzelement ermöglicht die vorstehend beschriebene Ausführung einer Vergleichsmessung zusätzlich zur Nutzmessung mit den beschriebenen Vorteilen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Halterungen an einem Aktuationsmodul gelagert, welches dazu konfiguriert ist, zur Anordnung des Prüflings und des Referenzelements in einer weiteren Messkonfiguration die beiden Halterungen derart zu bewegen, dass die jeweilige Position des Prüflings und des Referenzelements vertauscht werden. Mit anderen Worten sind die beiden Halterungen derart in dem Aktuationsmodul gelagert, dass die Halterungen in zumindest einem Starrkörperfreiheitsgrad zueinander bewegbar sind, d.h. die Halterungen sind z.B. zueinander verkippbar, drehbar und/oder verschiebbar gelagert.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist das Aktuationsmodul dazu konfiguriert, zur Anordnung des Prüflings und des Referenzelements in der weiteren Messkonfiguration die beiden Halterungen derart zu bewegen, dass neben der jeweiligen Position auch die jeweilige Orientierung und die jeweilige Kippstellung des Prüflings und des Referenzelements vertauscht werden.
Mit anderen Worten ist das Aktuationsmodul dazu konfiguriert, die Halterungen derart zu bewegen, dass sich nach der Bewegung der Prüfling in der Position und Kippstellung des Referenzelements vor der Bewegung und das Referenzelement in der Position und der Kippstellung des Prüflings vor der Bewegung befindet. Durch den Austausch von Position und Kippstellung des Prüflings und des Referenzelements können insbesondere der Prüfling von einer ersten Messstellung, in der dessen Oberfläche von der Prüfwelle im passenden Winkel angestrahlt wird, in eine zweite Messstellung, in der dessen Oberfläche von der Referenzwelle im passenden Winkel angestrahlt wird, und weiterhin das Referenzelement von einer ersten Messstellung, in der dessen Oberfläche von der Referenzwelle im passenden Winkel angestrahlt wird, in eine zweite Messstellung, in der dessen Oberfläche von der Prüfwelle im passenden Winkel angestrahlt wird, bewegt werden und umgekehrt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Aktuationsmodul dazu konfiguriert, die beiden Halterungen um eine gemeinsame Rotationsachse zu drehen. Die Rotationsachse ist dabei insbesondere im Wesentlichen parallel zur Winkelhalbierenden der Ausbreitungsrichtungen der Prüfwelle und der Referenzwelle angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Aktuationsmodul dazu konfiguriert, mindestens eine der Halterungen in einer Translationsrichtung zu verschieben und/oder mindestens eine der Halterungen zu verkippen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das diffraktive optische Element dazu konfiguriert, die Prüfwelle und die Referenzwelle mit Ausbreitungsrichtungen zu erzeugen, welche gegenüber einer symmetrischen Anordnung der Ausbreitungsrichtungen jeweils eine Abweichung von höchstens 5°, insbesondere eine Abweichung von höchstens 1° oder von höchstens 0,1°, aufweisen, wobei in der symmetrischen Anordnung die Ausbreitungsrichtungen bezüglich einer auf einem Beugungsmuster des diffraktiven optischen Elements senkrecht stehenden Achse symmetrisch angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Referenzform an die Sollform der Prüflingsoberfläche angepasst und die beiden Halterungen sind derart angeordnet, dass eine Kippstellung des von der ersten Halterung gehaltenen Prüflings gegenüber einer Richtung der Gravitationskraft einer Kippstellung des von der zweiten Halterung gehaltenen Referenzelements gegenüber der Richtung der Gravitationskraft entspricht. Zur Bestimmung der Orientierung des Referenzelements und des Prüflings in Bezug auf die Richtung der Gravitationskraft kann die Form des Referenzelements rechnerisch mittels eines mathematischen Fitting-Algorithmus an die Form des Prüflings angepasst werden und daraufhin die Orientierung der angepassten Form des Referenzelements identisch zur Orientierung der Form des Prüflings bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Prüfling und das Referenzelement in der Messkonfiguration hintereinander in einer sich teilweise überlappenden Stellung in den Strahlengängen der Prüfwelle und der Referenzwelle angeordnet. Mit anderen Worten ist das diffraktive optische Element dazu konfiguriert, die Prüfwelle und die Referenzwelle derart zu erzeugen, dass die Wellenfront der Prüfwelle die an die Sollform der Prüflingsoberfläche angepasste Form an einer Position aufweist, welche gegenüber einer weiteren Position, an der die Wellenfront der Referenzwelle an die Referenzform angepasst ist, derart weit versetzt ist, dass der Prüfling und das Referenzelement hintereinander in der sich teilweise überlappenden Stellung in den Strahlengängen der Prüfwelle und der Referenzwelle angeordnet werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das diffraktive optische Element dazu konfiguriert, die Prüfwelle auf einen gegenüber einem Nutzbereich der Oberfläche erweiterten Messbereich der Oberfläche einzustrahlen. Beispielsweise ist der erweiterte Messbereich um mindestens 1%, insbesondere um mindestens 5% oder um mindestens 10%, gegenüber dem Nutzbereich vergrößert. Unter einem Nutzbereich der Oberfläche ist der Bereich der Oberfläche zu verstehen, welcher bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Prüflings genutzt wird. In dem Fall etwa, in dem der Prüfling ein optisches Element einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie ist, wird unter dem Nutzbereich seiner Oberfläche derjenige Bereich verstanden, welcher im in der Projektionsbelichtungsanlage eingebauten Zustand von der Belichtungsstrahlung angestrahlt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Referenzelement ein Loch auf und das diffraktive optische Element ist dazu konfiguriert, die Prüfwelle mit einem konvergierenden Strahlengang derart zu erzeugen, dass eine Kaustik der Prüfwelle im Loch des im Strahlengang der Referenzwelle angeordneten Referenzelements erzeugt wird. Damit kann die Prüfwelle nach dem Durchlaufen des Loches des Referenzelements als expandierende Welle auf den Prüfling auftreffen. Mit anderen Worten kann damit die Prüfwelle in der Messanordnung des Referenzelements durch das Loch des Referenzelements hindurch treten und hinter dem Referenzelement auf den Prüfling treffen.
Die vorgenannte Aufgabe kann weiterhin beispielsweise gelöst werden mit einem Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer einer Form einer Oberfläche eines Prüflings in Bezug auf eine Refererenzform. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Einstrahlen zumindest eines Teils einer mittels eines diffraktiven optischen Elements erzeugten Prüfwelle auf die Oberfläche des Prüflings, wobei die Wellenfront der Prüfwelle an eine, als eine erste nicht-sphärische Fläche konfigurierte, Sollform der Oberfläche des Prüflings angepasst ist, Bereitstellen eines Referenzelements mit einer die Referenzform aufweisenden Referenzoberfläche, wobei die Referenzform als eine weitere nicht-sphärische Fläche konfiguriert ist, sowie Überlagern der Prüfwelle nach Wechselwirkung mit der Oberfläche des Prüflings mit einer Referenzwelle, deren Strahlung einer Wechselwirkung mit der Referenzoberfläche ausgesetzt war.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Prüfwelle und die Referenzwelle durch Einstrahlen einer Messstrahlung auf das diffraktive optische Element erzeugt, wobei die Prüfwelle mit der Referenzwelle nach deren Wechselwirkung mit der Referenzoberfläche überlagert wird. Das heißt, die Prüfwelle wird nach Wechselwirkung mit der Oberfläche des Prüflings mit der Referenzwelle nach deren Wechselwirkung mit der Referenzoberfläche überlagert, d.h. nachdem die Referenzwelle mit der Oberfläche des Prüflings in Wechselwirkung getreten ist.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Messvorrichtung angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Messverfahren übertragen werden und umgekehrt. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.
Figurenliste
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem diffraktiven optischen Element zum Erzeugen einer Prüfwelle zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings von einer Referenzform eines Referenzelements,
2 eine Ansicht des Referenzelements entlang der Linie II-II' in 1,
3 eine Ansicht des diffraktiven optischen Elements entlang der Linie III-III' in 1,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem diffraktiven optischen Element zum Erzeugen einer Prüfwelle zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings von einer Referenzform eines Referenzelements,
5 eine Ansicht des Referenzelements entlang der Linie V-V' in 4,
6 eine Ansicht des diffraktiven optischen Elements entlang der Linie VI-Vl' in 4,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem diffraktiven optischen Element zum Erzeugen einer Prüfwelle zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings von einer Referenzform eines Referenzelements,
8 eine Ansicht des Referenzelements entlang der Linie VIII-VIII' in 7,
9 eine Ansicht des diffraktiven optischen Elements entlang der Linie IX-IX' in 7,
10 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung mit einem diffraktiven optischen Element zum Erzeugen einer Prüfwelle zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form einer optischen Oberfläche eines Prüflings von einer Referenzform eines Referenzelements,
11 eine Veranschaulichung einer Asphäre und einer Freiformfläche,
12 eine beispielhafte Veranschaulichung der Oberfläche des Prüflings sowie der Referenzform, sowie
13 eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem unter Verwendung der Messvorrichtung gemäß einer der 1, 4, 7 und 10 hergestellten optischen Element.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die y-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die x-Richtung nach rechts und die z-Richtung nach oben.
In 1 wird ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 zum interferometrischen Vermessen einer Form einer optischen Oberfläche 12 eines Prüflings 14 in Bezug auf eine Referenzform 41 durch interferometrisches Vermessen einer Abweichung der Form der optischen Oberfläche 12 des Prüflings 14 von der Referenzform 41 veranschaulicht. Als Prüfling 14 kann beispielsweise ein Spiegel eines Projektionsobjektivs für die EUV-Mikrolithographie mit einer als nicht-sphärische Fläche, insbesondere als asphärische Fläche oder als Freiformfläche FF, konfigurierten Oberfläche 12 zur Reflexion von EUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm, vorgesehen sein.
11 dient der Veranschaulichung einer asphärische Fläche sowie einer Freiformfläche FF im Sinne dieses Textes. Unter einer asphärischen Fläche 16 ist eine rotationssymmetrische Fläche zu verstehen, die von jeder beliebigen Sphäre 16 um mindestens 0,05 mm, insbesondere um mindestens 0,1 mm, mindestens 1 mm oder mindestens 5 mm abweicht. Unter einer Freiformfläche FF wird jede Form verstanden, welche einerseits von jeder beliebigen rotationssymmetrischen Asphäre 16 eine Abweichung Δ₁ von mindestens 5 µm und andererseits von jeder beliebigen Sphäre 18 eine Abweichung Δ₂ von mindestens 1 mm aufweist. In 11 ist diejenige rotationssymmetrische Asphäre 16 aller beliebiger Asphären veranschaulicht, deren maximale Abweichung Δ₁ von der Freiformfläche FF am kleinsten ist, d.h. die in 11 eingezeichnete rotationssymmetrische Asphäre 16 ist die hinsichtlich ihrer maximalen Abweichung Δ₁ am besten an die Freiformfläche FF angepasste rotationssymmetrische Asphäre. Dies gilt analog auch für die in 11 veranschaulichte Sphäre 18. Die dargestellte Sphäre 18 ist diejenige Sphäre aller beliebigen Sphären, deren maximale Abweichung Δ₂ von der Freiformfläche FF am kleinsten ist, d.h. die in 11 eingezeichnete Sphäre 18 ist die hinsichtlich ihrer maximalen Abweichung Δ₂ am besten an die Freiformfläche FF angepasste Sphäre.
12 veranschaulicht beispielhaft ein Profil der als nicht-sphärische Fläche, in diesem Fall als Freiformfläche FF, ausgebildeten Oberfläche 12 des Prüflings sowie das entsprechende Profil der ebenfalls als nicht-sphärische Fläche, in diesem Fall als Freiformfläche FF, ausgebildeten Referenzform 41.
Die in 1 veranschaulichte Messvorrichtung 10 enthält eine Strahlungsquelle 20 zum Bereitstellen einer ausreichend kohärenten Messstrahlung 22 als Eingangswelle. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Strahlungsquelle 20 einen Wellenleiter 24 mit einer Austrittsfläche, an welcher die Eingangswelle ihren Ursprung hat. Der Wellenleiter 24 ist an ein Strahlungserzeugungsmodul 26, z.B. in Gestalt eines Lasers, angeschlossen. Dazu kann beispielsweise ein Helium-Neon-Laser mit einer Wellenlänge von ungefähr 633 nm vorgesehen sein. Die Messstrahlung 22 kann aber auch eine andere Wellenlänge im sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Die Strahlungsquelle 20 mit dem Wellenleiter 24 stellt lediglich ein Beispiel einer für die Messvorrichtung verwendbaren Strahlungsquelle 26 dar. In alternativen Ausführungen kann anstelle des Wellenleiters 24 eine optische Anordnung mit Linsenelementen, Spiegelelementen oder dergleichen zur Bereitstellung einer geeigneten Eingangswelle aus der Messstrahlung 22 vorgesehen sein.
Die Messstrahlung 22 durchläuft zunächst einen Strahlteiler 28 und trifft daraufhin auf ein diffraktives optisches Element 30 mit einem an einer Oberfläche angeordneten Beugungsmuster 31. Das diffraktive optische Element 30 ist Teil einer Prüfoptik, welche dazu dient, eine Prüfwelle 32 zum Einstrahlen auf die Oberfläche 12 des Prüflings 14 zu erzeugen. Das diffraktive optische Element 30 erzeugt neben der Prüfwelle 32 eine Referenzwelle 34 aus der auftreffenden Messstrahlung 22.
Weiterhin umfasst die Messvorrichtung 10 ein Referenzelement 38 mit einer optisch wirksamen Fläche in Gestalt einer Referenzoberfläche 40 zur Reflexion der Referenzwelle 34 in eine zurücklaufende Referenzwelle 34r. Die Referenzoberfläche 40 weist dabei die Referenzform 41 auf, welche ebenfalls als eine nicht-sphärische Fläche, d.h. als Asphäre oder als Freiformfläche FF (vgl. wie vorstehende Erläuterung unter Bezugnahme auf 11), konfiguriert ist. Das Referenzelement 38 entspricht dabei insbesondere, abgesehen von geringfügigen Abweichungen in der Referenzoberfläche 40 gegenüber der Oberfläche 12, in Form, Aussehen und Beschaffenheit dem Prüfling 14. Somit ist im dargestellten Fall die Referenzoberfläche 40 als Spiegeloberfläche ausgebildet. Gemäß eines alternativen Ausführungsbeispiels kann das Referenzelement 38 sowie der Prüfling 12 auch jeweils als Linse konfiguriert sein, welche in Zusammenwirkung mit einem Spiegel die zurücklaufende Referenzwelle 34r bzw. eine zurücklaufende Prüfwelle 32r erzeugt. Im Fall einer Linse wird unter der optisch wirksamen Fläche eine mit der Referenzwelle 34 bzw. der Prüfwelle 32 wechselwirkende Linsenoberfläche verstanden.
Das diffraktive optische Element 30 ist als komplex kodiertes CGH ausgebildet, wobei dessen Beugungsmuster 31 gemäß des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels durch zwei in einer Ebene sich überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster, auch Kodierungen genannt, gebildet wird. Das diffraktive optische Element 30 wird daher auch als zweifach kodiert bezeichnet. Alternativ kann das Beugungsmuster auch mehr als zwei in einer Ebene überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster, z.B. fünf sich überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster, zur zusätzlichen Erzeugung von Kalibrierwellen aufweisen. Die Prüfoptik zur Erzeugung der Prüfwelle 32 kann auch aus mehr als einem diffraktiven optischen Element, wie etwa aus zwei nacheinander angeordneten diffraktiven optischen Elementen, bestehen.
Die beiden diffraktiven Strukturmuster des diffraktiven optischen Elements 30 gemäß 1 können z.B. durch ein erstes Strukturmuster in Gestalt eines Grundgitters und ein zweites diffraktives Strukturmuster in Gestalt eines Übergitters gebildet werden. Eines der diffraktiven Strukturmuster ist zur Erzeugung der Prüfwelle 32 konfiguriert, welche auf den Prüfling 14 gerichtet ist und eine zumindest teilweise an eine Sollform 43 der optischen Oberfläche 12 angepasste Wellenfront 42 aufweist. Die Prüfwelle 32 bestrahlt dabei einen Messbereich 56 auf dem Prüfling 14, dessen Durchmesser 56d in der Zeichnungsebene in 1 mit einem Doppelpfeil dargestellt ist. Dabei entspricht in der hier dargestellten Konfiguration der Messbereich 56 exakt oder im Wesentlichen, d.h. mit einer maximalen Abweichung von etwa 1%, der zu prüfenden optischen Oberfläche 12 bzw. einem Nutzbereich der optischen Oberfläche 12. Die Prüfwelle 32 wird an der optischen Oberfläche 12 des Prüflings 14 reflektiert und läuft als zurücklaufende Prüfwelle 32r zum diffraktiven optischen Element 30 zurück. Aufgrund der an die Sollform 43 der optischen Oberfläche 12 angepassten Wellenfront 42 trifft die Prüfwelle 32 an jedem Ort der optischen Oberfläche 12 im Wesentlichen senkrecht auf die optische Oberfläche 12 auf und wird in sich zurückreflektiert.
Das andere diffraktive Strukturmuster erzeugt die Referenzwelle 34, welche auf das Referenzelement 38 gerichtet ist und eine an die Referenzform 41, d.h. die Form der Referenzoberfläche 40, angepasste Wellenfront 44 aufweist. Dabei bestrahlt die Referenzwelle 34 einen weiteren Messbereich 58 auf dem Referenzelement 38. Der Durchmesser 58d des weiteren Messbereichs ist in 1 mit einem Doppelpfeil gekennzeichnet. Der bestrahlte weitere Messbereich 58 ist in der hier dargestellten Konfiguration kleiner als die Referenzoberfläche 40, d.h. weist eine Abweichung von mindestens 1% auf, liegt aber innerhalb derselben, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert wird.
Die von der Oberfläche 12 des Prüflings 14 zurücklaufende Prüfwelle 32r durchläuft das diffraktive optische Element 30 erneut und wird dabei abermals gebeugt. Dabei erfolgt eine Rücktransformation der zurücklaufenden Prüfwelle 32r in eine annähernd sphärische Welle, wobei deren Wellenfront Abweichungen der Oberfläche 12 des Prüflings 14 von der Sollform 43 entsprechende Abweichungen von einer sphärischen Wellenfront aufweist.
Auch die von der Referenzoberfläche 40 des Referenzelements 38 reflektierte zurücklaufende Referenzwelle 34r durchläuft das diffraktive optische Element 30 erneut und wird dabei abermals gebeugt. Dabei erfolgt eine Rücktransformation der zurücklaufenden Referenzwelle 34r in eine annähernd sphärische Welle.
Das diffraktive optische Element 30 dient somit auch zur Überlagerung der zurücklaufenden Prüfwelle 32r mit der zurücklaufenden Referenzwelle 34r. Ferner enthält die Messvorrichtung 10 eine Erfassungseinrichtung mit dem bereits vorstehend erwähnten Strahlteiler 28 zum Herausführen der Kombination aus der zurücklaufenden Prüfwelle 32r und der zurücklaufenden Referenzwelle 34r aus dem Strahlengang der eingestrahlten Messstrahlung 22 und einer Beobachtungseinheit 46 zum Erfassen eines durch Überlagerung der Prüfwelle 32r mit der Referenzwelle 34r erzeugten Interferogramms.
Die zurücklaufende Prüfwelle 32r und die zurücklaufende Referenzwelle 34r treffen als konvergente Strahlen auf den Strahlteiler 28 und werden von diesem in Richtung der Beobachtungseinheit 46 reflektiert. Beide konvergente Strahlen durchlaufen eine Blende 48 sowie ein Okular 50 der Beobachtungseinheit 46 und treffen schließlich auf einen zweidimensional auflösenden Detektor 52 der Beobachtungseinheit 46. Der Detektor 52 kann beispielsweise als CCD-Sensor ausgebildet sein und erfasst ein durch die interferierenden Wellen erzeugtes Interferogramm.
Weiterhin umfasst die Messvorrichtung 10 eine Auswerteeinrichtung 54 zur Bestimmung der Abweichung der optischen Oberfläche 12 des Testobjekts 14 von der Referenzform 41, d.h. der Form der Referenzoberfläche 40, aus dem erfassten Interferogramm bzw. mehreren erfassten Interferogrammen. Dazu verfügt die Auswerteeinrichtung 54 über eine geeignete Datenverarbeitungseinheit und verwendet entsprechende, dem Fachmann bekannte Berechnungsverfahren. Alternativ oder zusätzlich kann die Messvorrichtung 10 einen Datenspeicher oder eine Schnittstelle zu einem Netzwerk enthalten, um eine Bestimmung der Abweichung der Oberflächenform mittels des gespeicherten bzw. über das Netzwerk übertragenen Interferogramms durch eine externe Auswertungseinheit zu ermöglichen.
Die Messvorrichtung 10 umfasst weiterhin eine erste Halterung 60 zum Halten des Prüflings 14 sowie eine zweite Halterung 62 zum Halten des Referenzelements 38. In der im linken Abschnitt von 1 gezeigten Messkonfiguration der Messvorrichtung 10 ist die Halterung 60 derart positioniert, dass der Prüfling 14, wie vorstehend erwähnt, im Strahlengang der Prüfwelle 32 angeordnet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Prüfling 14 beispielsweise um den Spiegel M4 der nachstehend unter Bezugnahme auf 13 näher beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage 101 für die Mikrolithographie handeln. In der Messvorrichtung 10 ist der Prüfling 14 in der gleichen Orientierung gegenüber der Gravitationskraft G angeordnet wie im in der Projektionsbelichtungsanlage 101 eingebauten Zustand, also in der gleichen Orientierung des Spiegels M4 gemäß 13 gegenüber der Gravitationskraft G. Wie in 1 veranschaulicht, ist die Orientierung des Prüflings 14 in der Messvorrichtung 10 derart eingestellt, dass die optische Oberfläche 12 in einem zentralen Bereich um einen Winkel α gegenüber der Gravitationskraft G verkippt ist. Analog dazu ist die Verkippung des zentralen Bereiches der optischen Oberfläche des Spiegels M4 gegenüber der Gravitationskraft G um den Winkel α in 13 eingezeichnet. Das Referenzelement 38 ist in der analogen Orientierung gegenüber der Gravitationskraft G angeordnet, d.h. das Referenzelement 38 ist derart orientiert, dass die Referenzoberfläche 40 in einem zentralen Bereich um den Winkel α gegenüber der Gravitationskraft G verkippt ist. Der Winkel α ist in der im linken Abschnitt von 1 dargestellten ersten Messkonfiguration aufgrund von Platzproblemen bezüglich des Referenzelements 38, anders als in der im rechten Abschnitt von 1 dargestellten zweiten Messkonfiguration, nicht eingezeichnet.
Durch die Anordnung des Prüflings 14 in der gleichen Orientierung gegenüber der Gravitationskraft G wie im in der Projektionsbelichtungsanlage 101 eingebauten Zustand wird sichergestellt, dass eine aufgrund einer Verformungswirkung der Gravitationskraft G an der optischen Oberfläche 12 des in der Projektionsbelichtungsanlage 101 montierten Spiegels M4 auftretende Formänderung analog an der optischen Oberfläche 12 des in der Messvorrichtung 10 angeordneten Prüflings 14 auftritt. Damit kann sichergestellt werden, dass das in der Messvorrichtung 10 ermittelte Messergebnis auf den Betrieb in der Projektionsbelichtungsanlage 101 übertragbar ist.
2 veranschaulicht eine Ansicht des Referenzelements 38 entlang der Linie II-II' in 1, d.h. in Draufsicht auf die die Referenzoberfläche 40 umfassende Unterseite des Referenzelements 38. Dabei ist die in der Draufsicht eingenommene Blickrichtung parallel zur Ausbreitungsrichtung 34a der Referenzwelle 34. Da die Referenzoberfläche 40 des Referenzelements 38 der optischen Oberfläche 12 des Prüflings 14 entspricht, entspricht die in 2 mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Referenzoberfläche 40 dem Messbereich 56 auf dem Prüfling 14. Der von der Referenzwelle 34 bestrahlte weitere Messbereich 58 ist, wie bereits vorstehend erwähnt, in der hier dargestellten Konfiguration kleiner als der Messbereich 56. Dabei ist die Fläche des weiteren Messbereichs 58 mindestens 1% kleiner, insbesondere mindestens 10% kleiner, als die Fläche des Messbereichs 56. Weiterhin ist insbesondere auch der Durchmesser 58d des Messbereichs 58 in der Zeichenebene von 1 mindestens 1% kleiner, insbesondere mindestens 10% kleiner, als der Durchmesser 56d des Messbereichs 56 in der Zeichenebene von 1.
Dieser Zusammenhang ist dadurch bedingt, dass in der in 1 dargestellten Konfiguration aufgrund der vorstehend erläuterten Orientierung des Prüflings 14 gegenüber der Gravitationskraft G, eine symmetrische Anordnung von Prüfling 14 und Referenzelement 38 in der Messvorrichtung 10 räumlich nicht möglich ist. Wie in 1 ersichtlich, sind das Referenzelement 38 und der Prüfling 14 in der ersten Messkonfiguration in einer überlappenden Stellung unterschiedlich nahe am diffraktiven optischen Element 30 angeordnet. Weiterhin sind auch die Ausbreitungsrichtungen 32a und 34a der Prüfwelle 32 bzw. der Referenzwelle 34 nicht genau symmetrisch in Bezug auf eine senkrecht auf dem Beugungsmuster 31 des diffraktiven optischen Elements 30 stehenden zentralen Achse 36. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Ausbreitungsrichtungen 32a und 34a der Prüfwelle 32 bzw. der Referenzwelle 34 gegenüber einer fiktiven, bezüglich der zentralen Achse 36 exakt symmetrischen, Anordnung der Ausbreitungsrichtungen jeweils eine Abweichung von mehr als 5°, insbesondere von mehr als 10°, auf.
3 veranschaulicht die jeweilige Entstehungszone 32e und 34e bzw. den jeweiligen Footprint der Prüfwelle 32 bzw. der Referenzwelle 34 auf dem diffraktiven optischen Element 30 in einer Ansicht des diffraktiven optischen Elements 30 entlang der Linie III-III' in 1, d.h. in Draufsicht auf die das Beugungsmuster 31 aufweisende Seite des diffraktiven optischen Elements 30. Die Entstehungszonen 32e und 34e werden in diesem Text auch als erster bzw. zweiter Bereich des diffraktiven optischen Elements 30 bezeichnet. Die Entstehungszone 32e der den Messbereich 56 bestrahlenden Prüfwelle 32 ist kleiner als die Entstehungszone 34e der den Messbereich 58 bestrahlenden Referenzwelle 34 und liegt vollständig innerhalb der Entstehungszone 34e. Mit anderen Worten weisen die Entstehungszonen 32e und 34e einen Überlapp auf, der im vorliegenden Fall der Entstehungszone 32e entspricht. Das Größenverhältnis der Entstehungszonen 32e und 34e verhält sich invers zum Größenverhältnis der Messbereiche 56 und 58.
Die beiden Halterungen 60 und 62 sind an einem Aktuationsmodul 64 gelagert, welches dazu konfiguriert ist, den Prüfling 14 und das Referenzelement 38 zu vertauschen. Unter dem Vertauschen der beiden Objekte ist zur verstehen, die jeweilige Position, die jeweilige Orientierung sowie die jeweilige Kippstellung des Prüflings 14 und des Referenzelements 38 zu vertauschen, d.h. der Prüfling 14 wird beim Vertauschen an der bisherigen Position, in der bisherigen Orientierung und der bisherigen Kippstellung des Referenzelements 38 angeordnet. Analog dazu wird das Referenzelement in 38 beim Vertauschen an der bisherigen Position, in der bisherigen Orientierung und der bisherigen Kippstellung des Prüflings 14 angeordnet. Beim Vertauschen des Prüflings 14 und des Referenzelements 38 wird die im linken Abschnitt von 1 gezeigte erste Messkonfiguration der Messvorrichtung 10 in die im rechten Abschnitt von 1 gezeigte zweite Messkonfiguration der Messvorrichtung 10 umgewandelt. In der Darstellung der zweiten Messkonfiguration der Messvorrichtung 10 sind zur Zeichnungsvereinfachung die Strahlungsquelle 20, der Strahlteiler 28 und die Beobachtungseinheit 46 weggelassen.
Mit anderen Worten werden, ausgehend von der ersten Messkonfiguration, zur Anordnung des Prüflings 14 und des Referenzelements 38 in der zweiten Messkonfiguration die beiden Halterungen 60 und 62 von dem Aktuationsmodul 64 derart bewegt, dass anstelle des Prüflings 14 das Referenzelement 38 in der gleichen Position, Stellung und Orientierung wie zuvor der Prüfling im Strahlengang der Prüfwelle 32 angeordnet wird. Weiterhin wird durch die Bewegung der beiden Halterungen 60 und 62 bewirkt, dass anstelle des Referenzelements 38 der Prüfling 14 in der gleichen Position, Stellung und Orientierung wie zuvor das Referenzelement 38 im Strahlengang der Referenzwelle 34 angeordnet wird.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Aktuationsmodul 64 eine Basisplatte 66, welche zur Drehung um eine Rotationsachse 70 gelagert ist. Die Rotationsachse 66 ist parallel oder im Wesentlichen parallel zur zentralen Achse 36 ausgerichtet, welche senkrecht auf dem diffraktiven optischen Element 30 steht. Insbesondere ist die Rotationsachse 70 im Wesentlichen parallel zu einer Winkelhalbierenden der Ausbreitungsrichtungen 32a und 34a der Prüfwelle 32 und der Referenzwelle 34. Unter „im Wesentlichen parallel“ wird hier verstanden, dass die Abweichung von der parallelen Anordnung nicht mehr als 10°, insbesondere nicht mehr als 5° beträgt. An der Basisplatte 66 sind zwei Verschiebemodule 72 und 74, beispielsweise in Gestalt von Teleskopstangen, angeordnet, an denen die Halterungen 60 und 62 verkippbar befestigt sind. Die Verschiebemodule 72 und 74 ermöglichen eine Verschiebung der Halterungen 60 und 62 in einer parallel zur Rotationsachse 70 angeordneten Translationsachse 76. Die Verkippbarkeit der Halterungen 60 und 62, die in 1 mit gebogenen Doppelpfeilen gekennzeichnet ist, bezieht sich auf quer zur Rotationsachse 70 ausgerichtete Kippachsen 78.
Zur Umgestaltung der Messvorrichtung 10 aus der im linken Abschnitt von 1 dargestellten ersten Messkonfiguration in die im rechten Abschnitt der Figur dargestellten zweiten Messkonfiguration wird die Basisplatte 66 um 180° bezüglich der Rotationsachse gedreht. Weiterhin wird die den Prüfling 14 haltende erste Halterung 60 entlang der Translationsachse 76 von der Basisplatte 66 weggeschoben und die das Referenzelement 38 haltende zweite Halterung 62 entlang der Translationsachse 76 zur Basisplatte 66 hingeschoben. Darüber hinaus werden die Halterungen 60 und 62 derart bezüglich der Kippachsen 78 verkippt, dass die Oberfläche 12 des Prüfling 14 und die Referenzoberfläche 40 des Referenzelements 38 senkrecht zu den Ausbreitungsrichtungen 34a und 32a der Referenzwelle 34 und der Prüfwelle 32 angeordnet sind.
Im Messbetrieb wird gemäß einem Ausführungsbeispiel zunächst eine Nutzmessung in der im linken Abschnitt von 1 dargestellten ersten Messkonfiguration, in der das Testobjekt 14 im Strahlengang der Prüfwelle 32 angeordnet ist, durchgeführt. Daraufhin wird eine Vergleichsmessung in der im rechten Abschnitt von 1 dargestellten zweiten Messkonfiguration, in das Testobjekt 14 und das Referenzelement 38 vertauscht sind, durchgeführt. Aus den bei der Nutzmessung und der Vergleichsmessung vom Detektor 52 erfassten Interferogrammen wird in der Auswerteeinrichtung 54 die Abweichung der Oberfläche 12 des Prüflings 14 von der Sollform 43 ermittelt.
Dabei wird anhand des mindestens einen bei der Vergleichsmessung gemessenen Interferogramms durch das diffraktive optische Element 30 bedingte Fehler, wie etwa Schreibfehler im Beugungsmuster 31, Oberflächenfehler des diffraktiven optischen Elements 30 und/oder Justagefehler des diffraktiven optischen Elements 30, aus dem Ergebnis der Nutzmessung herausgerechnet.
Wie vorstehend mit Bezug auf 3 erläutert, liegt die Entstehungszone 32e der Prüfwelle 32 auf dem diffraktiven optischen Element 30 vollständig innerhalb der Entstehungszone 34e der Referenzwelle 34, d.h. die beiden Entstehungszonen 32e und 34e weisen einen Überlapp auf, der im vorliegenden Fall der Entstehungszone 32e entspricht, d.h. im Überlapp ist 100% der Fläche der Entstehungszone 32e, d.h. der kleineren der beiden Entstehungszonen 32e und 34e, angeordnet. Weiterhin weist die größere Entstehungszone 34e einen nicht mit der Entstehungszone 32e überlappenden Bereich 33f auf, wobei die Fläche des nichtüberlappenden Bereichs 33f höchstens 20% der Fläche der Entstehungszone 34e beträgt.
Aufgrund dieses Umstands können Störreflexe am difraktiven optischen Element 30, welche bei der Nutzmessung auftreten, mittels der Vergleichsmessung verodert werden. Störreflexe, welche etwa in der Prüfwelle 32 enthalten sind, haben einen anderen Einfluss auf das Ergebnis der Nutzmessung als auf das Ergebnis der Vergleichsmessung. Damit kann deren Einfluss aus der Gesamtmessung herausgerechnet werden. Bei der Vergleichsmessung in der vertauschten Anordnung von Prüfling 14 und Referenzelement 38 können hingegen die Störreflexe, im nichtüberlappenden Bereich 33f der Entstehungszonen 32e und 34e nicht verodert werden. Da der nichtüberlappende Bereich 33f erheblich kleiner ist als der überlappende Bereich, überwiegt insgesamt der durch die Veroderung erzielte Effekt.
In 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form einer optischen Oberfläche 12 eines Prüflings 14 von einer Referenzform 41 veranschaulicht. Der Prüfling 14 verkörpert dabei wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 den Spiegel M4 der in 13 dargestellten Projektionsbelichtungsanlage 101. Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 unterscheidet sich dahingehend von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, dass der Prüfling 14 und das Referenzelement 38 derart angeordnet sind, dass die beiden Objekte durch lediglich eine Rotation um die Rotationsachse 70 vertauscht werden können. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist unter dem Vertauschen von Prüfling 14 und Referenzelement 38 zu verstehen, dass die jeweilige Position, die jeweilige Orientierung sowie die jeweilige Kippstellung des Prüflings 14 und des Referenzelements 38 vertauscht werden.
Im linken Abschnitt von 4 ist die Messvorrichtung 10 in der ersten Messkonfiguration gezeigt, in der die Nutzmessung ausgeführt wird, und im rechten Abschnitt von 4 ist die Messvorrichtung 10 in der zweiten Messkonfiguration gezeigt, in welcher der Prüfling 14 und das Referenzelement 38 vertauscht angeordnet sind und in welcher die Vergleichsmessung ausgeführt wird. Zur Zeichnungsvereinfachung sind in der Darstellung gemäß 4 jeweils die Strahlungsquelle 20, der Strahlteiler 28 und die Beobachtungseinheit 46 weggelassen.
Um das Vertauschen der beiden den Prüfling 14 und das Referenzelement 38 umfassenden Objekte durch lediglich eine Rotation um die Rotationsachse 70 zu bewerkstelligen, sind die beiden Objekte symmetrisch bezüglich der zentralen Achse 36 angeordnet, welche mit der Rotationsachse 70 übereinstimmt. Dabei sind die beiden Objekte so angeordnet, dass einerseits die Oberfläche 12 des Testobjekts 14 und andererseits die Referenzoberfläche 40 des Referenzelements 38 jeweils in einem zentralen Bereich um den gleichen Winkel β gegenüber der Gravitationskraft G verkippt sind. Der Winkel β unterscheidet sich jedoch vom Winkel α, um den der durch den Prüfling 12 verkörperte Spiegel M4 in der Projektionsbelichtungsanlage 101 gemäß 13 gegenüber der Gravitationskraft G verkippt ist. Weiterhin sind der Prüfling und das Referenzelement 38 gleich weit vom diffraktiven optischen Element 30 entfernt angeordnet.
Aufgrund der vereinfachten Anforderung bei der Tauschbewegung, weist das Aktuationsmodul 64 gemäß 4 lediglich eine Dreheinrichtung um die Rotationsachse 70 auf. Die in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 vorgesehenen Verschiebemodule 72 und 74 sowie die Verkippbarkeit um die Kippachsen 78 werden nicht benötigt.
5 veranschaulicht eine Ansicht des Referenzelements 38 entlang der Linie V-V' in 4, d.h. eine Draufsicht auf die die Referenzoberfläche 40 umfassende Unterseite des Referenzelements 38 (vgl. 2). Aufgrund der symmetrischen Anordnung von Prüfling 14 und Referenzelement 38 ist der von der Referenzwelle 34 bestrahlte weitere Messbereich 58 auf der Referenzoberfläche 40 genauso groß wie der von der Prüfwelle 32 bestrahlte Messbereich 56 auf der Oberfläche 12, welcher einem Nutzbereich der Oberfläche 12 in der Projektionsbelichtungsanlage 101 entspricht. Insbesondere ist auch der Durchmesser 58d des Messbereichs 58 in der Zeichenebene von 4 genau so groß wie der Durchmesser 56d des Messbereichs 56 in der Zeichenebene.
6 veranschaulicht die jeweilige Entstehungszone 32e bzw. 34e bzw. den jeweiligen Footprint der Prüfwelle 32 bzw. der Referenzwelle 34 auf dem diffraktiven optischen Element 30 in einer Ansicht des diffraktiven optischen Elements 30 entlang der Linie VI-VI' in 4, d.h. in Draufsicht auf die das Beugungsmuster 31 aufweisende Seite des diffraktiven optischen Elements 30 (vgl. 3). Die Entstehungszone 32e der den Messbereich 56 bestrahlenden Prüfwelle 32 ist genauso groß wie die Entstehungszone 34e der den Messbereich 58 bestrahlenden Referenzwelle 34 und ist bezüglich der Entstehungszone 34e zumindest nahezu deckungsgleich angeordnet. Mit anderen Worten weisen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Entstehungszonen 32e und 34e einen Überlapp auf, der sowohl der Entstehungszone 32e als auch der Entstehungszone 34e entspricht. Anders als in dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist hier kein nichtüberlappender Bereich 33f vorhanden und es kann sowohl bei der Nutzmessung als auch bei der Vergleichsmessung eine vollflächige Veroderung erfolgen.
In 7 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form einer optischen Oberfläche 12 eines Prüflings 14 von einer Referenzform 41 veranschaulicht. Der Prüfling 14 verkörpert dabei wie im Ausführungsbeispiel gemäß 4 einen Spiegel der in 13 dargestellten Projektionsbelichtungsanlage 101, dieser Spiegel unterscheidet sich jedoch von dem im Ausführungsbeispiel gemäß 4 verwendeten Spiegel M4, wie nachstehend näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung 10 gemäß 7 entspricht weitgehend der Messvorrichtung 10 gemäß 4, insbesondere darin, dass der Prüfling 14 und das Referenzelement 38 derart angeordnet sind, dass diese durch lediglich eine Rotation um die Rotationsachse 70 vertauscht werden können.
Im linken Abschnitt von 7 ist die Messvorrichtung 10 in der ersten Messkonfiguration gezeigt, in der die Nutzmessung ausgeführt wird, und im rechten Abschnitt von 4 ist die Messvorrichtung 10 in der zweiten Messkonfiguration gezeigt, in welcher der Prüfling 14 und das Referenzelement 38 vertauscht angeordnet sind und in welcher die Vergleichsmessung ausgeführt wird. Zur Zeichnungsvereinfachung sind in der Darstellung gemäß 7 jeweils die Strahlungsquelle 20, der Strahlteiler 28 und die Beobachtungseinheit weggelassen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 7 unterscheidet sich lediglich darin, dass sich der dem Nutzbereich der Oberfläche 12 des Prüflings 14 in der Projektionsbelichtungsanlage 101 entsprechende Messbereich 56 auf der Oberfläche 12 nicht genau mit dem Messbereich 58 auf dem Referenzelement 38 deckt, wie nachstehend mit Bezugnahme auf 8 näher erklärt. In 7 sind zu Veranschaulichungszwecken eine fiktive Prüfwelle 32f (in durchgezogenen Linien) sowie eine fiktive Referenzwelle 34f (in unterbrochenen Linien mit kurzen Strichen) dargestellt. Die fiktive Prüfwelle 32f beleuchtet in der, im linken Abschnitt von 7 dargestellten, ersten Messkonfiguration genau den Messbereich 56 auf der Oberfläche 12 und die fiktive Referenzwelle 34f genau den Messbereich 58 auf der Referenzoberfläche 40, welcher dem Nutzbereich bzw. dem Messbereich 56 der Oberfläche 12 in der, im rechten Abschnitt von 7 dargestellten, zweiten Messkonfiguration entspricht.
8 veranschaulicht eine Ansicht des Referenzelements 38 entlang der Linie VIII-VIII' in 7, d.h. in Draufsicht auf die die Referenzoberfläche 40 umfassende Unterseite des Referenzelements 38 (vgl. 2). Aufgrund der symmetrischen Anordnung von Prüfling 14 und Referenzelement 38 ist der von der Referenzwelle 34f bestrahlte weitere Messbereich 58 auf der Referenzoberfläche 40 zwar flächenmäßig im Wesentlichen genauso groß wie der von der Prüfwelle 32f bestrahlte Messbereich 56 auf der Oberfläche 12, jedoch sind die Messbereiche 56 und 58 wegen fehlender x-Achsen-Symmetrie der in 8 dargestellten Draufsichtsflächen der Messbereiche 56 und 58 nicht deckungsgleich. In den sich nicht deckenden Bereichen gibt es nicht-interferierende Bereiche 80a der Prüfwelle 32f sowie nicht-interferierende Bereiche 80b der Referenzwelle 34f. Die nicht-interferierenden Bereiche 80a der Prüfwelle 32f verhindern die interferometrische Vermessung der entsprechenden Abschnitte des Oberfläche in der ersten Messkonfiguration und die nicht-interferierenden Bereiche 80b der Referenzwelle 34f verhindern deren interferometrische Vermessung in der zweiten Messkonfiguration.
Durch Verkippung des diffraktiven optischen Elements 30 um die x- und/oder y-Achse kann der Messbereich 58 gegenüber der Entsprechung des Messbereichs 56 auf dem Referenzelement 38 verschoben werden. Damit dann bei Bedarf der Überlapp des Messbereichs 58 mit der Entsprechung des Messbereichs 56 auf dem Referenzelement 38 optimiert werden.
Um der Problematik einer trotz Kipp-Optimierung nicht vollständig deckungsgleichen Überlagerung der Messbereiche 56 und 58 abzuhelfen, wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 das diffraktive optische Element 30 so konfiguriert, dass die Prüfwelle 32 und die Referenzwelle 34 gegenüber der fiktiven Prüfwelle 32f bzw. der fiktiven Referenzwelle 34f derart aufgeweitet wird, dass jeweils ein erweiterter Messbereich 82 auf der Oberfläche 12 und der Referenzoberfläche 40 bestrahlt wird. Die aufgeweitete Prüfwelle 32 und die aufgeweitete Referenzwelle 34 sind in 7 jeweils durch unterbrochene Linien mit langen Strichen dargestellt. Wie aus 8 ersichtlich, ist der erweiterte Messbereich 82 derart konfiguriert, dass die Messbereiche 56 und 58 vollständig von diesem umschlossen sind. Damit sind auch die für die fiktiven Wellen 32f und 34f beschriebenen nicht-interferierenden Bereiche 80a und 80b vom erweiterten Messbereich 82 umschlossen, wodurch auch die diesen Bereichen entsprechenden Abschnitte der optischen Oberfläche 12 interferometrisch vermessen werden können. In 7 sind jeweils die Durchmesser 56d, 58d und 82d des Messbereichs 56, des weiteren Messbereichs 58 bzw. des erweiterten Messbereichs 82 in der Zeichenebne angedeutet.
Um den erweiterten Messbereich 82 nutzen zu können, ist die Oberfläche 12 des Prüflings 14 gegenüber dem Messbereich 56, welche ja dem Nutzbereich des Prüflings 14 in der Projektionsbelichtungsanlage 101 entspricht, entsprechend vergrößert ausgeführt. Mit anderen Worten wird im Design des als Prüfling 14 dienenden Spiegels die Oberfläche 12 etwas größer konfiguriert als derjenige Bereich, welcher zur Reflexion der Belichtungsstrahlung 116 gemäß 13 benötigt wird, d.h. der Strahlengang der Belichtungsstrahlung 116 deckt nicht die gesamte Oberfläche 12 des Spiegels ab, sondern lediglich den etwas kleineren Nutzbereich.
9 veranschaulicht die jeweilige Entstehungszone 32e und 34e bzw. den jeweiligen Footprint der fiktiven Prüfwelle 32f bzw. der fiktiven Referenzwelle 34f sowie eine Projektion bzw. einen Footprint des erweiterten Messbereiches 82 auf dem diffraktiven optischen Element 30 in einer Ansicht des diffraktiven optischen Elements 30 entlang der Linie IX-IX' in 7, d.h. in Draufsicht auf die das Beugungsmuster 31 aufweisende Seite des diffraktiven optischen Elements 30 (vgl. 3).
In 10 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 10 zum interferometrischen Vermessen einer Abweichung einer Form einer optischen Oberfläche 12 eines Prüflings 14 von einer Referenzform 41 eines Referenzelements 38 veranschaulicht. Der Prüfling 14 verkörpert dabei beispielsweise den Spiegel M6 der in 13 dargestellten Projektionsbelichtungsanlage 101. Der Spiegel M6 ist dadurch gekennzeichnet, dass er im Zentrum eine Öffnung bzw. ein Loch 84 aufweist, durch das die Belichtungsstrahlung 116 im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 101 zunächst hindurch tritt, bevor sie nach Reflexion am Spiegel M5 am Spiegel M6 reflektiert wird.
Im linken Abschnitt von 10 ist die Messvorrichtung 10 in der ersten Messkonfiguration gezeigt, in der die bereits unter Bezugnahme auf vorstehenden Ausführungsbeispiele der Messvorrichtung 10 erläuterte Nutzmessung ausgeführt wird. Im rechten Abschnitt von 10 ist die Messvorrichtung 10 in der zweiten Messkonfiguration gezeigt, in welcher der Prüfling 14 und das, abgesehen von geringfügigen Abweichungen in der Referenzoberfläche 40 entsprechend zum Prüfling konfigurierte, Referenzelement 38 vertauscht angeordnet sind und in welcher die bereits unter Bezugnahme auf vorstehende Ausführungsbeispiele der Messvorrichtung erläuterte Vergleichsmessung ausgeführt wird. Zur Zeichnungsvereinfachung sind in der Darstellung gemäß 10 jeweils die Strahlungsquelle 20, der Strahlteiler 28 und die Beobachtungseinheit 46 weggelassen.
Das Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung 10 gemäß 10 unterscheidet sich von der Messvorrichtung 10 gemäß 1 dahingehend, dass das Referenzelement 38 und der Prüfling 14 hintereinander angeordnet sind, und zwar hintereinander in Richtung der Ausbreitungsrichtung 32a der Prüfwelle 32. Die vom diffraktiven optischen Element 30 erzeugte Prüfwelle 32 weist einen konvergierenden Strahlengang auf, welcher derart konfiguriert ist, dass in der ersten Messkonfiguration eine Kaustik 86 der Prüfwelle 32 im Loch 84 des Referenzelements 38 erzeugt wird und damit die Prüfwelle 32 ungestört durch das Loch 84 des Referenzelements 38 hindurch treten kann und im weiteren Verlauf als expanierende Welle auf die Oberfläche 12 des Prüflings 14 trifft. Die Referenzwelle 34 wird vom diffraktiven optischen Element 30 als expanierende Welle erzeugt und trifft auf die Referenzoberfläche 40 des Referenzelements 38 auf. Die Auswertung des durch Überlagerung der zurücklaufenden Prüfwelle 32r und der zurücklaufenden Referenzwelle 34r erzeugten Interferogramms erfolgt wie mit Bezugnahme auf die Ausführungsform gemäß 1 beschrieben.
Zum Umwandeln der ersten Messkonfiguration in die im rechten Abschnitt von 10 gezeigte zweite Messkonfiguration der Messvorrichtung 10 ist die Basisplatte 64 zum Drehen um eine quer zur Ausbreitungsrichtung 32a der Prüfwelle angeordnete Rotationsachse 70 gelagert. Außerdem sind die Halterungen 60 und 62 zur Drehung um eine jeweilige Rotationsachse 88 bzw. 90 gelagert. Zum Übergang von der ersten Messkonfiguration in die zweite Messkonfiguration wird nun die Basisplatte um 180° in Bezug auf die Rotationsachse 70 und die Halterungen 60 und 62 ebenfalls jeweils um 180° in Bezug auf die Rotationsachsen 88 und 90 gedreht.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 13 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile der bereits vorstehend erwähnten Projektionsbelichtungsanlage 101 für die Mikrolithographie beschrieben, in der ein unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Messvorrichtung 10 hergestelltes optisches Element zum Einsatz kommen kann. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 101 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden. Bei der hier beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage 101 handelt es sich um eine Ausführungsform für die EUV-Lithographie. Analog dazu kann ein unter Verwendung der Messvorrichtung 10 hergestelltes optisches Element auch in einer Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Lithographie zum Einsatz kommen. Weiterhin kann ein unter Verwendung der Messvorrichtung 10 hergestelltes optisches Element für beliebige optische Anwendungen mit Asphären oder Freiformflächen, z.B. Gleitsichtbrillengläser etc., zum Einsatz kommen.
Ein Beleuchtungssystem 102 der Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst neben einer Strahlungsquelle 103 die bereits vorstehend erwähnte Beleuchtungsoptik 104 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 105 in einer Objektebene 106. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 105 angeordnetes Retikel 107. Das Retikel 107 ist von einem Retikelhalter 108 gehalten. Der Retikelhalter 108 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 109 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In 13 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die y-Richtung verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die x-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 13 längs der x-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 106.
Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst weiterhin das bereits vorstehend erwähnte Projektionsobjektiv 110. Das Projektionsobjektiv 110 dient zur Abbildung des Objektfeldes 105 in ein Bildfeld 111 in einer Bildebene 112. Die Bildebene 112 verläuft parallel zur Objektebene 106. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 106 und der Bildebene 112 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 107 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 111 in der Bildebene 112 angeordneten Wafers 113. Der Wafer 113 wird von einem Waferhalter 114 gehalten. Der Waferhalter 114 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 115 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 107 über den Retikelverlagerungsantrieb 109 und andererseits des Wafers 113 über den Waferverlagerungsantrrieb 115 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 103 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 103 emittiert Belichtungsstrahlung 116, insbesondere in Form von EUV-Strahlung, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere eine Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm. Bei der Strahlungsquelle 103 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma)-Quelle oder um eine DPP (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma)-Quelle. Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 103 kann es sich auch um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Belichtungsstrahlung 116, die von der Strahlungsquelle 103 ausgeht, wird von einem Kollektor 117 gebündelt. Bei dem Kollektor 117 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 117 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Belichtungsstrahlung 116 beaufschlagt werden. Der Kollektor 117 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 117 propagiert die Belichtungsstrahlung 116 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 118. Die Zwischenfokusebene 118 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 103 und den Kollektor 117, und der Beleuchtungsoptik 104 darstellen. Der Verlauf der Belichtungsstrahlung 116 durch die Beleuchtungsoptik 104 sowie das Projektionsobjektiv 110 wird nachfolgend als Nutzstrahlengang 124 bezeichnet.
Die Beleuchtungsoptik 104 umfasst einen Umlenkspiegel 119 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 120. Bei dem Umlenkspiegel 119 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Spiegel 119 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Belichtungsstrahlung 116 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 120 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 104 angeordnet ist, die zur Objektebene 106 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 120 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 121, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 121 sind in 13 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 121 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 121 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 121 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 120 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 117 und dem Umlenkspiegel 119 verläuft die Belichtungsstrahlung 116 horizontal, also längs der y-Richtung.
Im Nutzstrahlengang der Beleuchtungsoptik 104 ist dem ersten Facettenspiegel 120 der bereits vorstehend erwähnte zweite Facettenspiegel 122 nachgeordnet. Sofern der zweite Facettenspiegel 122 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 104 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 122 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 104 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 120 und dem zweiten Facettenspiegel 122 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind aus US2006/ 0132747 A1 , EP 1 614 008 B1 und US 6,573,978 bekannt.
Der zweite Facettenspiegel 122 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 123. Die zweiten Facetten 123 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 123 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 123 können plane, oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte, Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 104 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 122 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs 119 optisch konjugiert ist, anzuordnen.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 122 werden die einzelnen ersten Facetten 121 in das Objektfeld 105 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 122 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Belichtungsstrahlung 116 im Nutzstrahlengang 124 vor dem Objektfeld 105.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 104 kann im Nutzstrahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 122 und dem Objektfeld 105 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 121 in das Objektfeld 105 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Nutzstrahlengang der Beleuchtungsoptik 104 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 104 umfasst bei der Ausführung, die in 13 gezeigt ist, nach dem Kollektor 117 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 119, den Feldfacettenspiegel 120 und den Pupillenfacettenspiegel 122.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 104 kann der Umlenkspiegel 119 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 104 nach dem Kollektor 117 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 120 und den zweiten Facettenspiegel 122.
Die Abbildung der ersten Facetten 121 mittels der zweiten Facetten 123 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 123 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 106 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Das Projektionsobjektiv 110 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Nutzstrahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 101 durchnummeriert sind.
Bei dem in 13 dargestellten Beispiel umfasst das Projektionsobjektiv 110 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung in Form des vorstehend erwähnten Lochs 84 für die Belichtungsstrahlung 116. Bei dem Projektionsobjektiv 110 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Das Projektionsobjektiv 110 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen zumindest mancher der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Belichtungsstrahlung 116 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Das Projektionsobjektiv 110 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 105 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 111. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 106 und der Bildebene 112.
Das Projektionsobjektiv 110 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Es weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y des Projektionsobjektivs 110 liegen bevorzugt bei (β_x, β_y) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Das Projektionsobjektiv 110 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1. Das Projektionsobjektiv 110 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1. Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Nutzstrahlengang zwischen dem Objektfeld 105 und dem Bildfeld 111 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung des Projektionsobjektivs 110, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsobjektive mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus US 2018/0074303 A1 bekannt.
Jeweils eine der Pupillenfacetten 123 ist genau einer der Feldfacetten 121 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 105 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 121 in eine Vielzahl an Objektfeldern 105 zerlegt. Die Feldfacetten 121 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 123.
Die Feldfacetten 121 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 123 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 105 auf das Retikel 107 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 105 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 110 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 110 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 104 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 105 sowie insbesondere der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 110 beschrieben.
Das Projektionsobjektiv 110 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 110 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 122 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung des Projektionsobjektivs 110, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 122 telezentrisch auf den Wafer 113 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass das Projektionsobjektiv 110 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 122 und dem Retikel 107 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in 13 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 104 ist der Pupillenfacettenspiegel 122 in einer zur Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 110 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 120 ist verkippt zur Objektebene 105 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 120 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 119 definiert ist.
Der erste Facettenspiegel 120 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 122 definiert ist.
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.
Bezugszeichenliste

10: Messvorrichtung
12: Oberfläche
14: Prüfling
16: rotationssymmetrische Asphäre
18: Sphäre
20: Strahlungsquelle
22: Messstrahlung
24: Wellenleiter
26: Strahlungserzeugungsmodul
28: Strahlteiler
30: diffraktives optisches Element
31: Beugungsmuster
32: Prüfwelle
32a: Ausbreitungsrichtung der Prüfwelle
32e: Entstehungszone der Prüfwelle
32r: zurücklaufende Prüfwelle
33f: nichtüberlappender Bereich
34: Referenzwelle
34a: Ausbreitungsrichtung der Referenzwelle
34e: Entstehungszone der Referenzwelle
34r: zurücklaufende Referenzwelle
36: zentrale Achse
38: Referenzelement
40: Referenzoberfläche
41: Referenzform
42: Wellenfront der Prüfwelle
43: Sollform der Oberfläche
44: Wellenfront der Referenzwelle
46: Beobachtungseinheit
48: Blende
50: Okular
52: Detektor
54: Auswerteeinrichtung
56: Messbereich
56d: Durchmesser des Messbereichs
58: weiterer Messbereich
58d: Durchmesser des weiteren Messbereichs
60: erste Halterung
62: zweite Halterung
64: Aktuationsmodul
66: Basisplatte
70: Rotationsachse
72: Verschiebemodul
74: Verschiebemodul
76: Translationsachse
78: Kippachse
80a: nicht-interferierender Bereich
80b: nicht-interferierender Bereich
82: erweiterter Messbereich
82d: Durchmesser des erweiterten Messbereichs
84: Loch
86: Kaustik
88: Rotationsachse
90: Rotationsachse
101: Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie
102: Beleuchtungssystem
103: Strahlungsquelle
104: Beleuchtungsoptik
105: Objektfeld
106: Objektebene
107: Retikel
108: Retikelhalter
109: Retikelverlagerungsantrieb
110: Projektionsobjektiv
111: Bildfeld
112: Bildebene
113: Wafer
114: Waferhalter
115: Waferverlagerungsantrieb
116: Belichtungsstrahlung
117: Kollektor
118: Zwischenfokusebene
119: Umlenkspiegel
120: erster Facettenspiegel
121: Facetten
122: zweiter Facettenspiegel
123: Facetten
124: Nutzstrahlengang
M1-M6: Spiegel
FF: Freiformfläche
Δ1: Mindestabweichung von rotationssymmetrischer Asphäre
Δ2: Mindestabweichung von Sphäre

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

DE 102015209490 A1 [0003]
DE 102008009600 A1 [0099, 0103]
US 2006/0132747 A1 [0101]
EP 1614008 B1 [0101]
US 6573978 [0101]
US 2018/0074303 A1 [0118]

Claims

Messvorrichtung (10) zum interferometrischen Vermessen einer Form einer Oberfläche (12) eines Prüflings (14) in Bezug auf eine Referenzform (41) mit: - einem diffraktiven optischen Element (30) zum Erzeugen einer Prüfwelle (32) aus einer Messstrahlung (22), wobei eine Wellenfront (42) der Prüfwelle an eine als erste nicht-sphärische Fläche konfigurierte Sollform (43) der Oberfläche (12) des Prüflings (14) angepasst ist, sowie - einem Referenzelement (38) mit einer die Referenzform (41) aufweisenden Referenzoberfläche (40), wobei die Referenzform als eine weitere nicht-sphärische Fläche konfiguriert ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der sowohl die erste nicht-sphärische Fläche als auch die weitere nicht-sphärische Fläche jeweils als Freiformfläche konfiguriert sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das diffraktive optische Element weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Referenzwelle (34) mit einer an die Referenzform (41) angepassten Wellenfront (44) zu erzeugen.
Messvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das diffraktive optische Element (30) mindestens zweifach kodiert ist, wobei eine erste Kodierung zur Erzeugung der Prüfwelle (32) und eine zweite Kodierung zur Erzeugung der Referenzwelle (34) konfiguriert sind.
Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Referenzform (41) höchstens 500 µm von der Sollform (43) der Oberfläche des Prüflings abweicht.
Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine erste Halterung (60), welche dazu konfiguriert ist, in einer Messkonfiguration den Prüfling (14) im Strahlengang der Prüfwelle (32) anzuordnen, sowie eine weitere Halterung (62), welche dazu konfiguriert ist in der Messkonfiguration das Referenzelement (38) im Strahlengang der Referenzwelle (34) anzuordnen.
Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Wellenfront (42) der Prüfwelle (32) am Ort der Oberfläche (12) des in der Messkonfiguration angeordneten Prüflings (14) höchstens 500 µm von der Wellenfront (44) der Referenzwelle (34) am Ort der Referenzoberfläche (40) abweicht.
Messvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Oberfläche (12) des Prüflings einen in der Messkonfiguration von der Prüfwelle (32) bestrahlten Messbereich (56) aufweist und das Referenzelement (38) einen in der Messkonfiguration von der Referenzwelle (34) bestrahlten weiteren Messbereich (58) umfasst, wobei die beiden Flächen der Messbereiche um mindestens 1% voneinander abweichen.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der ein erster Bereich (32e) des diffraktiven optischen Elements (30), an dem die Prüfwelle (32) erzeugt wird, und ein weiterer Bereich (34e) des diffraktiven optischen Elements, an dem die Referenzwelle (34) erzeugt wird, einen Überlapp aufweisen, in dem mindestens 20% der Fläche des größeren der beiden Bereiche (32e, 34e) angeordnet ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der die beiden Halterungen (60, 62) an einem Aktuationsmodul (64) gelagert sind, welches dazu konfiguriert ist, zur Anordnung des Prüflings (14) und des Referenzelements (38) in einer weiteren Messkonfiguration die beiden Halterungen derart zu bewegen, dass die jeweilige Position des Prüflings (14) und des Referenzelements (38) vertauscht werden.
Messvorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Aktuationsmodul (64) dazu konfiguriert ist, zur Anordnung des Prüflings (14) und des Referenzelements (38) in der weiteren Messkonfiguration die beiden Halterungen (60, 62) derart zu bewegen, dass neben der jeweiligen Position auch die jeweilige Orientierung und die jeweilige Kippstellung des Prüflings und des Referenzelements vertauscht werden.
Messvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei das Aktuationsmodul (64) dazu konfiguriert ist, die beiden Halterungen (60, 62) um eine gemeinsame Rotationsachse (70) zu drehen.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der das Aktuationsmodul dazu konfiguriert ist, mindestens eine der Halterungen (60, 62) in einer Translationsrichtung (76, 78) zu verschieben und/oder mindestens eine der Halterungen zu verkippen.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, bei der das diffraktive optische Element (30) dazu konfiguriert ist, die Prüfwelle (32) und die Referenzwelle (34) mit Ausbreitungsrichtungen (32a, 34a) zu erzeugen, welche gegenüber einer symmetrischen Anordnung der Ausbreitungsrichtungen jeweils eine Abweichung von höchstens 5° aufweisen, wobei in der symmetrischen Anordnung die Ausbreitungsrichtungen bezüglich einer auf einem Beugungsmuster (31) des diffraktiven optischen Elements senkrecht stehenden Achse (36) symmetrisch angeordnet sind.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, bei der die Referenzform (41) an die Sollform (43) der Prüflingsoberfläche angepasst ist und die beiden Halterungen (60, 62) derart angeordnet sind, dass eine Kippstellung des von der ersten Halterung gehaltenen Prüflings (14) gegenüber einer Richtung der Gravitationskraft einer Kippstellung des von der zweiten Halterung gehaltenen Referenzelements (38) gegenüber der Richtung der Gravitationskraft entspricht.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, bei welcher der Prüfling (14) und das Referenzelement (38) in der Messkonfiguration hintereinander in einer sich teilweise überlappenden Stellung in den Strahlengängen der Prüfwelle (32) und der Referenzwelle (34) angeordnet sind.
Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das diffraktive optische Element (30) dazu konfiguriert ist, die Prüfwelle (32) auf einen gegenüber einem Nutzbereich (56) der Oberfläche erweiterten Messbereich (82) der Oberfläche einzustrahlen.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, bei der das Referenzelement (38) ein Loch (84) aufweist und das diffraktive optische Element (30) dazu konfiguriert ist, die Prüfwelle (32) mit einem konvergierenden Strahlengang derart zu erzeugen, dass eine Kaustik (86) der Prüfwelle im Loch des im Strahlengang der Referenzwelle angeordneten Referenzelements erzeugt wird.
Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer einer Form einer Oberfläche (12) eines Prüflings (14) in Bezug auf eine Refererenzform (41) mit den Schritten: - Einstrahlen zumindest eines Teils einer mittels eines diffraktiven optischen Elements (30) erzeugten Prüfwelle (32) auf die Oberfläche des Prüflings, wobei die Wellenfront (42) der Prüfwelle an eine, als eine erste nicht-sphärische Fläche konfigurierte, Sollform (43) der Oberfläche des Prüflings angepasst ist, - Bereitstellen eines Referenzelements (38) mit einer die Referenzform aufweisenden Referenzoberfläche (40), wobei die Referenzform als eine weitere nicht-sphärische Fläche konfiguriert ist, sowie - Überlagern der Prüfwelle (32) nach Wechselwirkung mit der Oberfläche des Prüflings mit einer Referenzwelle (34), deren Strahlung einer Wechselwirkung mit der Referenzoberfläche ausgesetzt war.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Prüfwelle und die Referenzwelle durch Einstahlen einer Messstrahlung (22) auf das diffraktive optische Element (30) erzeugt werden, wobei die Prüfwelle mit der Referenzwelle nach deren Wechselwirkung mit der Referenzoberfläche überlagert wird.