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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine interferometrische Messanordnung zur Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings, sowie auch ein Verfahren zum Kalibrieren eines CGH zur Verwendung in einer interferometrischen Messanordnung. Bei dem Prüfling kann es sich insbesondere um ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage handeln.
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Stand der Technik
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Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, 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.
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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. Hierbei kommen zur hochgenauen Prüfung der Spiegel insbesondere interferometrische Messverfahren unter Verwendung Computer-generierter Hologramme (CGH) zum Einsatz.
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7 zeigt zunächst eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer entsprechenden interferometrischen Messanordnung. Gemäß 7 verläuft eine mit „705“ bezeichnete Eingangswelle, welche von einer Lichtquelle 701 erzeugt wird, über einen Strahlteiler 710 und eine Abbildungsoptik 715 zu einem CGH 720. Das CGH 720 erzeugt in Transmission durch Beugung an einem der auf dem CGH 720 vorhandenen diffraktiven Strukturmuster aus der Eingangswelle 705 eine auf die Oberfläche eines Prüflings 730 gerichtete Prüfwelle mit einer an die Soll-Form der Oberfläche des Prüflings 730 angepassten Wellenfront. Bei dieser Transformation wird die Wellenfront derart angepasst, dass die Prüfwelle an jedem Ort der Oberfläche des Prüflings 730 in Soll-Form senkrecht auftrifft und in sich zurückreflektiert wird. Des Weiteren erzeugt das CGH 720 durch Beugung an einem anderen seiner diffraktiven Strukturmuster aus der Eingangswelle 705 eine auf einen Referenzspiegel 740 gerichtete Referenzwelle, die von diesem Referenzspiegel 740 in sich zurückreflektiert wird. Sowohl die am Prüfling 730 reflektierte Prüfwelle als auch die am Referenzspiegel 740 reflektierte Referenzwelle gelangen zurück zum CGH 720, werden dort jeweils wiederum gebeugt und verlaufen zurück zum Strahlteiler 710, von welchem sie auf eine Interferometerkamera 750 treffen und dort einander zur Erzeugung eines Interferogramms überlagern. Aus dem so erfassten Interferogramm wird über eine Auswerteeinrichtung 760 die tatsächliche Form der Oberfläche des Prüflings 730 bestimmt.
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Dabei ist es weiter bekannt, eine Kalibrierung zur Berücksichtigung von durch die Messanordnung bzw. das CGH bewirkten Wellenfrontfehlern durchzuführen. Bekannte Ansätze hierzu beinhalten z.B. den Einsatz zusätzlicher Kalibrierspiegel in Kombination mit einer Erzeugung entsprechender, zusätzlicher Kalibrierwellen durch das CGH. Hierzu kann das CGH eine komplexe Kodierung in Form einander überlagernder diffraktiver Strukturmuster zur Erzeugung der Prüfwelle, der Referenzwelle sowie der Kalibrierwellen aufweisen. Des Weiteren ist es im Stand der Technik bekannt, zur Steigerung der Genauigkeit bei der interferometrischen Vermessung nicht-rotationssymmetrischer Oberflächen eine interferometrische Messung in einer Mehrzahl unterschiedlicher Drehstellungen oder Drehschiebestellungen des jeweiligen Prüflings durchzuführen.
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Ein bei der interferometrischen Charakterisierung der Oberflächenform des Prüflings zu berücksichtigender Umstand ist, dass in der interferometrischen Messanordnung die Durchführung nur einer Intensitätsmessung noch nicht zur erforderlichen Ermittlung der Interferogrammphase (d.h. der Phasendifferenz zwischen der am Prüfling bzw. Kalibrierspiegel reflektierten Welle einerseits und der über das Referenzelement verlaufenden Referenzwelle andererseits) ausreicht. Vielmehr ist zur Bestimmung der Interferogrammphase sowohl bei Messung des Prüflings als auch bei Messung der Kalibrierspiegel - sofern nicht ein sogenanntes DMI-Verfahren (DMI = „direkte messende Interferometrie“) eingesetzt wird - jeweils die Durchführung einer Vielzahl von Intensitätsmessungen erforderlich, welche sich durch z.B. die Position oder Kippstellung des Referenzelements oder hinsichtlich des (über ein oder mehrere polarisationsbeeinflussende Elemente eingestellten) Polarisationszustandes der elektromagnetischen Strahlung voneinander unterscheiden.
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Im Falle der vorstehend beschriebenen interferometrischen Messanordnung mit einem Referenzspiegel kann hierzu in einem auch als „Phasenschieben“ bezeichneten Verfahren z.B. eine sukzessive axiale Verschiebung des Referenzspiegels unter Durchführung einer entsprechend großen Vielzahl von (z.B. größenordnungsmäßig mehreren 1.000) Intensitätsmessungen für die unterschiedlichen axialen Positionen des Referenzspiegels erfolgen, wobei aus der hierbei im Intensitätssignal des Detektors (z.B. CCD-Kamera) erhaltenen, typischerweise sinusförmigen Modulation der Wert der Interferogrammphase relativ zu einer jeweils definierten Bezugslinie als Phasen-Nullpunkt bzw. Phasenreferenz ermittelt werden kann. Bei einem Referenzspiegel- oder Fizeau-Interferometer kann die Phase moduliert werden, indem der Referenzspiegel oder das Fizeau-Element axial verschoben oder um eine laterale Achse verkippt wird.
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Ein in der Praxis auftretendes Problem ist, dass im Betrieb einer interferometrischen Messanordnung mit z.B. dem vorstehend anhand von 7 beschriebenen Aufbau infolge diverser Ursachen auch Störreflexe im Interferometer-Strahlengang auftreten, welche nicht einfach über Änderungen in der Konfiguration der interferometrischen Messanordnung in Form einer Verschiebung oder Verkippung von Komponenten der Messanordnung eliminiert bzw. herausgemittelt werden können. Diese Störreflexe bzw. die damit einhergehenden Störwellen liefern ohne geeignete Gegenmaßnahmen einen das Messergebnis verfälschenden Beitrag zur letztendlich erfolgenden Passebestimmung. Die Existenz solcher - hinsichtlich ihrer möglichen Ursachen in der weiteren Figurenbeschreibung noch detaillierter beschriebener - Störreflexe trägt nämlich ebenfalls zu dem mit der Interferometerkamera bei den durchgeführten Intensitätsmessungen erhaltenen Kamerabild bei mit der Folge, dass der zur Ermittlung der Interferogrammphase durchgeführte Phasenschiebealgorithmus ebenfalls durch besagte Störreflexe beeinflusst wird. Dies hat letztendlich eine fehlerhafte Passebestimmung bzw. darauf basierende Spiegelbearbeitung zur Folge.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine interferometrische Messanordnung zur Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings bereitzustellen, welche eine Vermessung von Freiformflächen mit erhöhter Genauigkeit unter Vermeidung oder zumindest Verringerung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren bzw. die interferometrische Messanordnung gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst.
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Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings in einer interferometrischen Messanordnung,
- - wobei in der Messanordnung eine durch Beugung elektromagnetischer Strahlung an einem Computer-generierten Hologramm (CGH) erzeugte und an dem Prüfling reflektierte Prüfwelle mit einer nicht an dem Prüfling reflektierten Referenzwelle überlagert und ein aus dieser Überlagerung resultierender Intensitätsverlauf in einem von einer Interferometerkamera erfassten Interferogramm ermittelt wird; und
- - wobei eine Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings unter Durchführung eines Phasenschiebealgorithmus zur Ermittlung der Interferogrammphasenlage erfolgt;
- - vor Durchführung dieses Phasenschiebealgorithmus in dem ermittelten Intensitätsverlauf enthaltene Intensitätsanteile, welche durch in der Messanordnung auftretende Störreflexe verursacht werden, anhand einer zusätzlichen, unter Durchstimmung der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung durchgeführten Interferogramm-Messreihe identifiziert und aus dem Intensitätsverlauf eliminiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Identifizieren der durch Störreflexe in der interferometrischen Messanordnung verursachten Intensitätsanteile anhand einer Fourier-Transformation des gemäß der Wellenlängen-Durchstimmung erhaltenen Intensitätsverlaufs. Des Weiteren erfolgt gemäß einer Ausführungsform das Eliminieren der durch in der Messanordnung auftretende Störreflexe verursachten Intensitätsanteile unter Durchführung einer Fourier-Rücktransformation von den Störreflexen zuzuordnenden Spektralbereichen in dem aus der Fourier-Transformation resultierenden Spektrum.
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Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, hinsichtlich der eingangs beschriebenen, im Strahlengang der interferometrischen Messanordnung auftretenden und nicht durch einfache Verschiebung oder Verkippung von Komponenten der Messanordnung beeinflussbaren bzw. modulierbaren Störreflexe ein Identifizieren bzw. Detektieren des Beitrags dieser Störreflexe bzw. daraus resultierender Störwellen auf den mit der Interferometerkamera in der interferometrischen Messanordnung ermittelten Intensitätsverlauf im Wege einer Wellenlängen- bzw. Frequenz-Durchstimmung zu erreichen, wobei dann vor Durchführung des üblichen Phasenschiebealgorithmus zur Bestimmung der Interferogrammphase zunächst eine entsprechende Filterung zur Reduzierung der in besagtem Intensitätsverlauf durch die genannten Störreflexe enthaltenen Beiträge bzw. Peaks erfolgt.
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Mit anderen Worten erfolgt erfindungsgemäß zunächst eine geeignete Vorverarbeitung am mit Hilfe der Interferometerkamera in der interferometrischen Messanordnung erhaltenen Kamerabild (d.h. dem Intensitätsverlauf, „intensity map“) zwecks Herausfilterung der unerwünschten Beiträge der besagten Störreflexe bzw. Störwellen, bevor der eigentliche Phasenschiebealgorithmus zur Ermittlung des Interferogrammphasenlagenverlaufs durchgeführt wird.
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Dabei liegt der Erfindung die weitere Überlegung zugrunde, dass für die erfindungsgemäß durchzuführende „Bereinigung“ des mit der Interferometerkamera ermittelten Intensitätsverlaufs hinsichtlich des Beitrags der unerwünschten Störreflexe der Umstand ausgenutzt werden kann, dass der diesen Störreflexen in der interferometrischen Messanordnung entsprechende Störreflex-Strahlengang eine andere optische Weglänge besitzt als der eigentliche Nutzstrahlengang. Insbesondere unterscheiden sich demzufolge auch die optischen Weglängendifferenzen zwischen Störwellen und Referenz- bzw. Prüfwelle von den optischen Weglängendifferenzen zwischen Referenzwelle und Prüfwelle. Des Weiteren unterscheiden sich auch die optischen Weglängendifferenzen zwischen unterschiedlichen Störwellen von den optischen Weglängendifferenzen zwischen Referenzwelle und Prüfwelle.
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Dieser Umstand wird nun erfindungsgemäß dahingehend ausgenutzt, dass zunächst eine Wellenlängen- bzw. Frequenz-Durchstimmung in einem geeigneten Wellenlängenbereich und in geeigneten Schritten (z.B. von 1 pm über einen Bereich von 100 pm ausgehend von einer lediglich beispielhaften Arbeitswellenlänge von 532 nm) zur Aufnahme eines Interferogramm-Intensitätsverlaufs in Abhängigkeit von der Frequenz bzw. Wellenlänge erfolgt und anschließend eine Fourier-Transformation bzw. -Zerlegung durchgeführt wird, in welcher die durch die unerwünschten Störwellen verursachten Beiträge erkennbar (d.h. die den Störwellen entsprechenden Peaks von dem durch die eigentliche Interferenz von Prüfwelle und Referenzwelle verursachten Hauptpeak unterscheidbar) sind. Indem nun die den besagten Störwellen zugeordneten Beiträge nach entsprechender Fourier-Rücktransformation von dem mit der Interferometerkamera beobachteten Intensitätsverlauf abgezogen werden, wird der Intensitätsverlauf hinsichtlich des Einflusses der unerwünschten Störwellen bereinigt. Der so bereinigte Intensitätsverlauf wird dann erfindungsgemäß dann dem üblichen Phasenschiebealgorithmus zur korrekten Bestimmung der Interferogrammphasenlage und der Passe des Spiegels zugrundegelegt.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Durchstimmung der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung über einen Wellenlängenbereich von wenigstens 80 Pikometer (pm), insbesondere über einen Wellenlängenbereich von wenigstens 100 Pikometer (pm).
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Durchstimmung der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung in Wellenlängen-Schritten von weniger als 5 Pikometer (pm).
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Prüfling ein optisches Element, insbesondere ein Spiegel, einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
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Die Erfindung betrifft weiter auch eine interferometrische Messanordnung zur Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Messanordnung ein Computer-generiertes Hologramm (CGH) aufweist und wobei eine Bestimmung der Oberflächenform zumindest einer Teilfläche des Prüflings durch interferometrische Überlagerung einer von diesem CGH auf den Prüfling gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist, wobei die Messanordnung eine durchstimmbare Lichtquelle sowie eine Einrichtung zur Durchführung einer Fourier-Transformation des gemäß einer Wellenlängen-Durchstimmung der Lichtquelle erhaltenen Intensitätsverlaufs aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die interferometrische Messanordnung dazu konfiguriert, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines möglichen Szenarios hinsichtlich der Entstehung von Störreflexen in einer erfindungsgemäßen interferometrischen Messanordnung;
- 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Szenarios hinsichtlich der Entstehung von Störreflexen in einer erfindungsgemäßen interferometrischen Messanordnung;
- 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Szenarios hinsichtlich der Entstehung von Störreflexen in einer erfindungsgemäßen interferometrischen Messanordnung;
- 4 ein Diagramm einer beispielhaften Ortskurve für einen auf einem Kamerapixel der Interferometerkamera in einer interferometrischen Messanordnung erhaltenen Intensitätsverlauf bei Auftreten von Störwellen;
- 5 ein Frequenzspektrum des Intensitätsverlaufs auf einem Kamerapixel der Interferometerkamera in einer erfindungsgemäßen interferometrischen Messanordnung zur Detektion von Störwellenbeiträgen;
- 6 ein Flussdiagramm zum möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 7 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Aufbaus einer interferometrischen Messanordnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt zunächst eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer interferometrischen Messanordnung, in welcher ein CGH zwecks Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings (insbesondere eines optischen Elements für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage einsetzbar ist.
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Gemäß 1 verläuft eine mit „105“ bezeichnete Eingangswelle, welche von einer Lichtquelle 101 erzeugt wird, über einen Strahlteiler 110 und eine Abbildungsoptik 115 zu einem CGH 120. Die Lichtquelle 101 ist als durchstimmbare Lichtquelle ausgestaltet, wobei eine typische Arbeitswellenlänge (ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) z.B. 532 nm betragen kann, und wobei lediglich beispielhaft und wie im Weiteren beschrieben ein Wellenlängenschieben über einen geeigneten Wellenlängenbereich von z.B. 100 pm in Schritten von 1 pm durchführbar ist.
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Das CGH 120 erzeugt zur Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings 130 in für sich bekannter Weise in Transmission durch Beugung an einem der auf dem CGH 120 vorhandenen diffraktiven Strukturmuster aus der Eingangswelle 105 eine auf die Oberfläche des Prüflings 130 gerichtete Prüfwelle mit einer an die Soll-Form der Oberfläche des Prüflings 130 angepassten Wellenfront. Bei dieser Transformation wird die Wellenfront derart angepasst, dass die Prüfwelle an jedem Ort der Oberfläche 141 in Soll-Form senkrecht auftrifft und in sich zurückreflektiert wird. Des Weiteren erzeugt das CGH 120 zur Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings 130 in Transmission durch Beugung an einem anderen seiner diffraktiven Strukturmuster aus der Eingangswelle 105 eine auf ein weiteres reflektives Element in Form eines Referenzspiegels 140 gerichtete Referenzwelle, die von diesem Referenzspiegel 140 in sich zurückreflektiert wird. Sowohl die am Prüfling 130 reflektierte Prüfwelle als auch die am Referenzspiegel 130 reflektierte Referenzwelle gelangen dann zurück zum CGH 120, werden dort jeweils wiederum gebeugt und verlaufen zurück zum Strahlteiler 110, von welchem sie auf eine Interferometerkamera 150 treffen und dort einander zur Erzeugung eines Interferogramms überlagern. Aus dem so erfassten Interferogramm wird über eine Auswerteeinrichtung 160 die tatsächliche Form der Oberfläche des Prüflings 130 bestimmt.
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Im Weiteren werden zunächst unter Bezugnahme auf 1-3 unterschiedliche Szenarien als mögliche Ursachen für die Entstehung von unerwünschten Störreflexen im Interferometer-Strahlengang beschrieben, welche infolge ihres Beitrags zu dem mit der Interferometerkamera in der interferometrischen Messanordnung beobachteten bzw. aufgenommenen Intensitätsverlauf ohne geeignete Gegenmaßnahmen ebenfalls (d.h. zusätzlich zu der eigentlichen Überlagerung von Prüfwelle und Referenzwelle) in unerwünschter Weise zur letztlich ermittelten Interferogrammphasenlage bzw. zur Passebestimmung beitragen. Anschließend wird unter Bezugnahme auf die Diagramme von 4-5 sowie das Flussdiagramm von 6 beschrieben, wie diese unerwünschten Beiträge mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur korrekten Passebestimmung eliminiert oder zumindest wesentlich reduziert werden.
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Unter Bezugnahme zunächst auf 1 ist zusätzlich zu einem Prüfstrahl S11, welcher am Prüfling 130 in Autokollimation reflektiert und am CGH 120 sowohl auf dem Hinweg als auch auf dem Rückweg in erster Beugungsordnung gebeugt wird, ein weiterer Störreflex S12 dargestellt, welcher entsprechend einer zusätzlichen Beugungsordnung in Reflexion am CGH 120 und ohne Reflexion am Prüfling 130 zur Interferometerkamera 150 gelangt.
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Wie unmittelbar aus 1 ersichtlich unterscheidet sich die optische Weglänge der entsprechend diesem Störreflexstrahlengang verlaufenden Störwelle von der optischen Weglänge der entlang dem Nutzstrahlengang des Prüfstrahls S11 verlaufenden Prüfwelle.
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Es ist weiter auch darauf hinzuweisen, dass auch die vom Prüfling 130 zurücklaufenden Strahlen (z.B. entlang des für den Prüfstrahl S11 eingezeichneten Doppelpfeils) zu den vorstehend beschriebenen zusätzlichen Beugungsordnungen in Reflexion am CGH 120 führen können, mit anderen Worten also die besagten, jeweils Störreflexen entsprechenden Beugungsordnungen nicht nur durch den von der Lichtquelle 101 zum CGH 120 hin laufenden Strahl, sondern auch durch den vom Prüfling 130 jeweils zurücklaufenden Strahl erzeugt werden.
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2 zeigt ein weiteres mögliches Szenario als Ursache für die Entstehung von Störreflexen, wobei im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß 2 ist zusätzlich zu einem analog zu 1 am Prüfling 230 in Autokollimation reflektierten und am CGH 220 sowohl auf dem Hin- als auch auf dem Rückweg in einer ersten Beugungsordnung gebeugten Prüfstrahl S21 ein weiterer Strahl S22 dargestellt, welcher am CGH 220 in einer weiteren Beugungsordnung (mit im Vergleich zum Prüfstrahl S21 anderem Vorzeichen oder mit höherer Beugungsordnung) erzeugt wird und gemäß 2 infolge der insoweit nicht gegebenen Autokollimation auf einem vom Nutzstrahlengang wiederum verschiedenen Störreflexstrahlengang zur Interferometerkamera 250 gelangt.
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Auch aus 2 ist dabei unmittelbar ersichtlich, dass sich die optische Weglänge der entlang dem Störreflexstrahlengang verlaufenden Störwelle von der optischen Weglänge der entlang dem Nutzstrahlengang des Prüfstrahls S21 verlaufenden Prüfwelle unterscheidet.
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3 zeigt ein weiteres mögliches Szenario als Ursache für unerwünschte Störreflexe, wobei wiederum im Vergleich zu 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Gemäß 3 treten zusätzlich zu einem analog zu 1 und 2 am Prüfling 330 in Autokollimation reflektierten und am CGH 320 sowohl auf dem Hinweg als auch auf dem Rückweg in einer ersten Beugungsordnung gebeugten Prüfstrahl S31 weitere Strahlen S32 und S33 auf, welche aus dem vom Prüfling 330 zurücklaufenden Prüfstrahl infolge Streuung an einem auf dem CGH 320 befindlichen Partikel 321 erzeugt werden und auf einem wiederum vom Nutzstrahlengang abweichenden Störreflexstrahlengang zur Interferometerkamera 350 gelangen. Da die Abbildungsoptik 315 auf die Oberfläche des Prüflings 330 fokussiert ist, erfolgt hierbei hinsichtlich des Partikels 321 eine unscharfe Abbildung auf die Interferometerkamera 350 (entsprechend der Erzeugung einer Streuscheibe anstelle eines Bildpunktes auf der Interferometerkamera 350). Auch im Szenario gemäß 3 ist ohne Weiteres ersichtlich, dass sich die optische Weglänge des jeweiligen Störreflexstrahlenganges der Strahlen S32, S33 von derjenigen des Nutzstrahlenganges des Prüfstrahls S31 unterscheidet.
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Im Weiteren wird nun ein möglicher Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand des Flussdiagramms von 6 sowie der weiteren Diagramme von 4 und 5 erläutert.
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Dabei beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere das Konzept, unter Zunutzemachung der wie vorstehend beschrieben unterschiedlichen optischen Weglängen für in der interferometrischen Messanordnung auftretende Störwellen einerseits und Prüfwellen andererseits unter Durchführung einer Wellenlängen-Durchstimmung sowie Fourier-Zerlegung die unerwünschten bzw. störenden Beiträge in dem mit der Interferometerkamera ermittelten Intensitätsverlauf zunächst zu detektieren und dann herauszufiltern bzw. zu eliminieren, um dann erst den in dieser Weise „bereinigten Intensitätsverlauf“ dem üblichen Phasenschiebealgorithmus zur Interferogrammphasenlagenbestimmung bzw. zur Bestimmung der Passe des Prüflings zuzuführen.
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Gemäß 6 erfolgt im Schritt S610 somit zunächst eine Wellenlängen-Durchstimmung zur Aufnahme des Interferogramm-Intensitätsverlaufs in Abhängigkeit von der Wellenlänge, wobei lediglich beispielhaft ein Wellenlängenschieben über einen geeigneten Wellenlängenbereich von z.B. 100 pm in Schritten von 1 pm erfolgt, wobei eine typische Arbeitswellenlänge (ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) z.B. 532 nm betragen kann. Hinsichtlich der Durchführung der besagten Wellenlängen-Durchstimmung wird zum Stand der Technik beispielhaft auf L.L. Deck et al.: „Phase-shifting via wavelength tuning in very large aperture interferometers", Proceedings of the SPIE - The International Society for Optical Engineering 1999, Vol. 3782, Seiten 432-442 verwiesen.
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4 zeigt den auf einem Kamerapixel der Interferometerkamera in der erfindungsgemäßen interferometrischen Messanordnung resultierenden Intensitätsverlauf sowohl ohne Störwellen (gestrichelte kreisförmige Kurve) als auch mit Störwellen (durchgezogene Kurve).
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Unter erneuter Bezugnahme auf 6 wird sodann eine Fourier-Transformation bzw. -Zerlegung im Schritt S620 durchgeführt, woraufhin die entsprechend durch Störwellen verursachten Beiträge detektierbar bzw. identifizierbar sind. 5 zeigt ein entsprechendes Frequenzspektrum des Intensitätsverlaufs auf einem Kamerapixel der Interferometerkamera bei Vorhandensein von Störwellen, wobei die entsprechenden Störwellen-Beiträge bzw. Peaks deutlich von dem auf die eigentliche Interferenz von Prüfwelle und Referenzwelle zurückzuführenden (Haupt-)Peak unterscheidbar sind. Die entsprechend im Schritt S630 detektierten, durch Störwellen verursachten Beiträge bzw. die zugehörigen, durch Fourier-Rücktransformation erhaltenen Intensitätsanteile werden dann gemäß 6 im Schritt S640 aus dem zuvor aufgenommenen Interferogramm-Intensitätsverlauf herausgefiltert bzw. von diesem abgezogen.
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Der in dieser Weise bereinigte Intensitätsverlauf wird dann im Weiteren Schritt S650 dem üblichen Phasenschiebealgorithmus zur Bestimmung der Interferogrammphasenlage zugeführt.
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Im Ergebnis wird so infolge des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Charakterisierung der Oberflächenform bzw. Passe des Prüflings in der interferometrischen Messanordnung unter Eliminierung oder zumindest weitgehender Vermeidung störender Beiträge von in der Messanordnung auftretenden Störreflexen erreicht.
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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.
