DE102022207138A1

DE102022207138A1 - Verfahren zur Charakterisierung eines diffraktiven optischen Elements sowie Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements unter Durchführung des Charakterisierungs-Verfahrens

Info

Publication number: DE102022207138A1
Application number: DE102022207138.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Winkler; Michael Schuett
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2024-01-18
Also published as: WO2024013160A1

Abstract

Ein diffraktives optisches Element (DOE) hat erste und zweite Strukturabschnitte zur Vorgabe einer ersten und einer zweiten optischen Weglänge für auf das DOE auftreffende Nutzstrahlung, die sich voneinander unterscheiden. Die ersten und die zweiten Strukturabschnitte treten abwechselnd auf einer Nutzfläche des DOE auf. Bei der Charakterisierung des diffraktiven optischen Elements wird zunächst ein Roh-DOE bereitgestellt (10). Anschließend werden miteinander auf dem Roh-DOE zusammenhängende erste und/oder zweite Strukturabschnitte bestimmt und aus diesen miteinander zusammenhängende erste Isolations-Strukturabschnitte, die über zweite Strukturabschnitte vollständig von anderen ersten Strukturabschnitten isoliert sind, und/oder miteinander zusammenhängende zweite Isolations-Strukturabschnitte, die über erste Strukturabschnitte vollständig von anderen zweiten Strukturabschnitten isoliert sind, ermittelt. Bei der Herstellung eines entsprechend charakterisierten DOE kann mindestens eine Kontaktkomponente zur Aufhebung unerwünschter Isolationen zwischen den Strukturabschnitten auf das Roh-DOE aufgebracht werden. Es resultiert die Schaffung einer Möglichkeit zur Herstellung präziser beugender diffraktiver optischer Elemente, die wiederum bei der Charakterisierung einer Flächenform einer optischen Fläche eines optischen Elements zum Einsatz kommen können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung eines diffraktiven optischen Elements. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements unter Durchführung eines derartigen Charakterisierungs-Verfahrens. Weiterhin betrifft die Erfindung ein diffraktives optisches Element, hergestellt nach einem derartigen Verfahren, sowie ein Verfahren zur Charakterisierung einer Flächenform einer optischen Fläche eines optischen Elements, durchgeführt mittels eines derartigen diffraktiven optischen Elements.
Ein diffraktives optisches Element, welches bei der Charakterisierung einer Flächenform einer optischen Fläche eines optischen Elements zum Einsatz kommt, ist bekannt aus dem Fachartikel „Quasi-absolute measurement of aspheres with a combined diffractive optical element as reference" von Simon et al., Applied Optics, Vol. 45, Nr. 34, 2006, Seiten 8606 bis 8612, dem Fachartikel „Redistribution of output weighting coefficients for complex multiplexed phase-diffractive elements“, von Liu et al., Optics Express, Vol. 12, Nr. 19, 2004, Seiten 4347 bis 4352 und der DE 10 2019 215 707 A1 sowie den dort angegebenen Referenzen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Möglichkeit zur Herstellung präziser beugender diffraktiver optischer Elemente zu schaffen, die wiederum bei der Charakterisierung einer Flächenform einer optischen Fläche eines optischen Elements zum Einsatz kommen können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Charakterisierungsverfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Bei dem im Rahmen des Verfahrens charakterisierten diffraktiven optischen Element (DOE) kann es sich um eine Phasenmaske handeln.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass im Rahmen eines DOE-Herstellungsverfahrens eine Degradation einer für eine optimale Beugung des DOE vorgegebenen Gestaltung und Anordnung von ersten und zweiten Strukturabschnitten, also zweier Typen von Strukturabschnitten, dadurch erfolgt, dass Isolations-Strukturabschnitte auftreten, die von Strukturabschnitten des jeweils anderen Strukturtyps so isolierend umgeben sind, dass sie keinen oder unzureichenden Kontakt zu den Strukturabschnitten des gleichen Typs haben. Dies kann besonders in Fällen, in denen mindestens ein Strukturabschnitt-Typ aus leitfähigem Material ist, zu unerwünschten elektrischen Potenzialdifferenzen zwischen den Strukturabschnitten gleichen Typs und in der Folge insbesondere zu unerwünschten Strukturtiefe-Variationen mit entsprechend unerwünschten Variationen einer Beugungseffizienz beziehungsweise einer Phase/Wellenfront führen.
Das Charakterisierungsverfahren ermöglicht eine Ermittlung entsprechender Isolations-Strukturabschnitte, bei denen schädliche Fertigungsinhomogenitäten insbesondere aufgrund von Potenzialdifferenzen auftreten können, auf einem Roh-DOE, welches ein Zwischenprodukt für das herzustellende DOE darstellt, was bei der Fertigung des DOE aus dem Zwischenprodukt durch Einsetzen entsprechender Kompensationsmaßnahmen berücksichtigt werden kann.
Bei dem bereitgestellten DOE kann es sich um ein Roh-DOE handeln, welches vor einem eigentlichen Herstellen beugender Strukturabschnitte beispielsweise in Form eines insbesondere binären Computer-Bitmap der Darstellung der Anordnung und Gestaltung der verschiedenen Strukturabschnitte vorliegt. Mindestens ein Typ der Strukturabschnitte kann zum Beispiel durch ein Maskenmaterial auf einem Strukturabschnitts-Typ örtlich vorgegeben sein. Mindestens einer der Strukturabschnitts-Typen beziehungsweise das diesen vorgebende Maskenmaterial kann aus elektrisch leitfähigem Material sein. Die ersten Strukturabschnitte können durch eine Hartmasken-Struktur zur Vorbereitung eines Ätz-Herstellungsprozesses für das DOE vorgegeben sein. Bei dem Maskenmaterial kann es sich um eine Chrom-Hartmaske handeln. Bei den ersten Strukturabschnitten kann es sich zum Beispiel bei der Ausführung des DOE als Reflexionsgitter um erhabene Strukturbereiche handeln. Bei der Ausführung des DOE als Phasengitter kann es sich bei den ersten Strukturabschnitten um Abschnitte einer ersten, größeren optischen Transmissions-Weglänge handeln, zum Beispiel um dickere Schichtbereiche eines optischen Materials. Bei den zweiten Strukturabschnitten kann es sich bei der Ausführung des DOE als Reflexionsgitter um vertiefte Strukturbereiche handeln. Bei der Ausführung des DOE als Phasengitter kann es sich bei den zweiten Strukturabschnitten um Abschnitte einer zweiten, kleineren optischen Transmissions-Weglänge handeln, zum Beispiel um weniger dicke Schichtbereiche des optischen Materials. Das DOE kann als computergeneriertes Hologramm (CGH) ausgeführt sein.
Die ersten Isolations-Strukturabschnitte sind ausschließlich vom Strukturtyp der ersten Strukturabschnitte. Die zweiten Isolations-Strukturabschnitte sind ausschließlich vom Strukturtyp der zweiten Strukturabschnitte.
Die ersten und die zweiten Strukturabschnitte treten auf der Nutzfläche des DOE alternierend beziehungsweise abwechselnd auf. Eine Periode eines Wechsels zwischen den verschiedenen Strukturabschnitten ist dabei regelmäßig nicht konstant, sondern kann insbesondere über mehrere Größenordnungen variieren.
Ein Bestimmungs- und Ermittlungsverfahren für die Isolations-Strukturabschnitte nach Anspruch 2 ist dann geeignet, wenn die Anordnung und Gestaltung der Strukturabschnitte auf der gesamten Nutzfläche im Rahmen einer binären Darstellung untersucht werden kann. Diese Untersuchung kann pixelweise erfolgen. Die Untersuchung kann alternativ oder zusätzlich über polygonal berandete Bereiche erfolgen. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann diese Untersuchung über durch wenige Stützstellen vorgegebene Bereiche erfolgen, die insbesondere durch Spline-Funktionen zwischen den Stützstellen kurvilinear beziehungsweise krummlinig berandet sein können. Generell kann eine Information zu zu untersuchenden Bereichen der Strukturabschnitte auch in vektorieller Form vorliegen.
Ein Bestimmungsverfahren nach Anspruch 3 ermöglicht eine sehr deutliche Datenreduktion bei der Untersuchung der ersten und zweiten Strukturabschnitte. Im Vergleich zur pixelweisen Untersuchung einer gesamten binären Darstellung der Strukturabschnitte kann sich eine Datenreduktion um einen Faktor 10⁴ bis 10⁶ ergeben. Als Skalierungsfaktoren können bei der skalierten Phasenfunktions-Darstellung eine Wellenlänge einer Wellenfunktionsdarstellung und/oder eine Ortskoordinate der Phasenfunktions-Darstellung der Strukturabschnitte zum Einsatz kommen. Skalierungsfaktoren können im Bereich zwischen 100 und 500 gewählt werden, was zu entsprechenden Datenreduktionen führt, in die die Skalierungsfaktoren quadratisch eingehen können.
Bei einem Bestimmungs- und Ermittlungsverfahren nach Anspruch 4 kann der erkannte Umstand ausgenutzt werden, dass das Vorliegen von gegebenenfalls störenden Isolations-Strukturabschnitten von Schwebungseffekten einer Wellenfunktions-Darstellung herrührt. Dies kann durch Verwendung einer Meritfunktion, in die die Linearkombinationen der die Strukturabschnitte beschreibenden Basisvektoren eingehen, genutzt werden. Hinsichtlich zu untersuchender Bereiche der binären Darstellung gilt, was vorstehend zum Anspruch 2 bereits erläutert wurde.
Die Vorteile eines DOE-Herstellungsverfahrens nach Anspruch 5 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das Charakterisierungsverfahren, welches Teil des Herstellungsverfahrens ist, bereits erläutert wurden. Mit Hilfe der mindestens einen aufgebrachten Kontaktkomponente können die unerwünschten elektrischen Potenzialdifferenzen zwischen den voneinander isolierten Strukturabschnitten gleichen Typs und damit eine unerwünschte Isolation zwischen den Strukturabschnitten aufgehoben werden. Beim nachfolgenden Fertigstellen des DOE insbesondere im Rahmen eines Ätzverfahrens ergibt sich dann keine unerwünschte Inhomogenität bspw. einer Ätztiefe aufgrund der unerwünschten elektrischen Potenzialdifferenzen.
Mindestens eine Kontaktkomponente nach Anspruch 6 ermöglicht das Aufheben einer Potenzialdifferenz für eine entsprechende Mehrzahl von vorher zueinander isolierter Isolations-Strukturabschnitte.
Kontaktkomponenten nach Anspruch 7, die die Form von langen Nadeln und/oder von Liniensegmenten haben können, haben sich in der Praxis bewährt. Es reicht oftmals das Aufbringen einer einzigen Kontaktkomponente, um unerwünschte elektrische Potenzialdifferenzen auf der Nutzfläche des DOE zu vermeiden.
Dies gilt insbesondere für Kontaktkomponenten mit einer Länge nach Anspruch 7.
Eine Mehrzahl von Kontaktkomponenten nach Anspruch 8 hat sich in der Praxis ebenfalls bewährt. Hierbei werden lokal voneinander isolierte Strukturabschnitte gleichen Typs durch jeweils eine der Mehrzahl der Kontaktkomponenten miteinander verbunden.
Kontaktkomponenten nach Anspruch 9, die die Form kurzer Nadeln haben können, haben sich für das Aufbringen einer Mehrzahl von Kontaktkomponenten bewährt.
Die Vorteile eines DOE nach Anspruch 10 entsprechend denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das Charakterisierungsverfahren sowie auf das dieses Charakterisierungsverfahren verwendende Herstellungsverfahren bereits erläutert wurden.
Entsprechendes gilt für das Charakterisierungsverfahren nach Anspruch 11, welches aufgrund des präziser beugenden DOE ebenfalls zu präziseren Ergebnissen führt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 einen Ausschnitt einer Nutzfläche eines diffraktiven optischen Elements (DOE) mit pixelweise dargestellten ersten, schraffierten Strukturabschnitten und zweiten, weiß eingefärbten Strukturabschnitten zur Vorgabe verschiedener optischer Weglängen für auf das DOE auftreffende Nutzstrahlung;
2 einen Querschnitt durch die Strukturabschnitte gemäß Linie II in einem Unterabschnitt des DOEs nach 1;
3 schematisch eine Aufsicht auf eine Ausführung des DOE, hergestellt ohne Aufbringung von Kontaktkomponenten, die Isolations-Strukturabschnitte miteinander verbinden, wobei ein Profilparameter „Ätztiefe bei der Herstellung der Strukturabschnitte“ als Funktion eines Ortes auf dem DOE in einer Höhenliniendarstellung wiedergegeben ist;
4 das DOE in einer Aufsicht nach 3, wobei ein Ergebnis eines Charakterisierungsverfahrens einschließlich eines Bestimmens und Ermittelns von miteinander zusammenhängenden ersten und/oder zweiten Strukturabschnitten in einem lokalen Ausschnitt beziehungsweise Kandidaten-Bereich des DOE wiedergegeben ist;
5 ein Ergebnis einer Variante des Charakterisierungsverfahrens, umfassend das Bestimmen von miteinander zusammenhängenden ersten und/oder zweiten Strukturabschnitten und ein Ermitteln von Isolations-Strukturabschnitten durch Untersuchen einer skalierten Phasenfunktions-Darstellung der ersten und zweiten Strukturabschnitte unter Einsatz eines ersten, niedrigen Skalierungsfaktors s;
6 bis 8 in zur 5 ähnlicher Darstellung weitere Ergebnisse des Charakterisierungsverfahrens bei Wiedergabe der Strukturabschnitte über die skalierte Phasenfunktions-Darstellung mit immer größer werdendem Skalierungsfaktor s;
9 wiederum einen Ausschnitt des DOE mit Ringstrukturen, aufweisend Isolations-Strukturabschnitte, also erste und zweite Strukturabschnitte des DOE, die über erste und zweite Strukturabschnitte vollständig von anderen ersten und zweiten Strukturabschnitten isoliert sind;
10 bis 12 Vektoradditions-Darstellungen zum Verständnis einer Meritfunktion zur Ermittlung von Kandidaten-Bereichen (Hotspots) für Isolations-Strukturabschnitte auf der Nutzfläche des DOE nach 9, in denen untersuchte Linearkombinationen von Wellenvektoren einer Phasenfunktions-Darstellung der Strukturabschnitte auftreten, die Vektor-Residuen mit Längen unterhalb eines Vorgabewertes (10 und 12) und oberhalb eines Vorgabewertes (11) aufweisen;
13 in einer zu den 3 und 4 ähnlichen Darstellung ein Ergebnis eines Charakterisierungsverfahrens unter Einsatz einer Kandidaten-Bereichs-Ermittlung durch Untersuchung von Linearkombinationen anhand der 12, wobei ausschließlich die Kandidaten-Bereiche auf der Nutzfläche des DOE als Hotspots hervorgehoben sind, in denen untersuchte Linearkombinationen auftreten, die Vektor-Residuen mit Längen unterhalb eines Vorgabewertes aufweisen;
14 in einer schematischen Darstellung ein Beispiel für mittels einer Variante des Charakterisierungsverfahrens bestimmte Isolations-Strukturabschnitte, am Beispiel von konzentrisch ineinander liegenden, einander abwechselnden ersten und zweiten Strukturabschnitten;
15 die Isolations-Strukturabschnitte nach 14 mit einer aufgebrachten Kontaktkomponente in Form einer langen Nadel oder eines Liniensegments zur Verbindung einer Mehrzahl der vorher isolierten Isolations-Strukturabschnitte der 14 miteinander;
16 in einer zur 15 ähnlichen Darstellung eine Variante zur Verbindung der vorher isolierten Isolations-Strukturabschnitte nach 14 mit Hilfe einer Mehrzahl von Kontaktkomponenten in Form von jeweils kürzeren Nadeln, wobei jeweils eine dieser aufgebrachten Kontaktkomponenten mindestens zwei vorher isolierte Isolation-Strukturabschnitte miteinander verbindet; und
17 ein Ablaufschema für ein Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements, bei dem wahlweise eines von drei verschiedenen Charakterisierungsverfahren zur Ermittlung von Isolations-Strukturabschnitten auf der Nutzfläche des DOE zum Einsatz kommt.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem diffraktiven optischen Element (DOE) 1, welches als computergeneriertes Hologramm (CGH) ausgeführt sein kann. Das DOE 1 kann bei einer Charakterisierung und insbesondere bei einer Vermessung einer Flächenform einer optischen Fläche eines nicht dargestellten optischen Elements zum Einsatz kommen. Bei diesem optischen Element kann es sich um eine optische Komponente eines Kollektors, einer Beleuchtungsoptik oder einer Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die Lithographie, insbesondere für die EUV-Lithographie, handeln.
Beispiele für DOEs sowie für Flächenform-Charakterisierungsverfahren sind bekannt aus dem Fachartikel „Quasi-absolute measurement of aspheres with a combined diffractive optical element as reference“ von Simon et al., Applied Optics, Vol. 45, Nr. 34, 2006, Seiten 8606 bis 8612, dem Fachartikel „Redistribution of output weighting coefficients for complex multiplexed phase-diffractive elements“, von Liu et al., Optics Express, Vol. 12, Nr. 19, 2004, Seiten 4347 bis 4352, der DE 10 2019 215 707 A1 sowie den dort angegebenen Referenzen.
Das DOE 1 nach 1 hat erste Strukturabschnitte 2, die in der 1 als schraffierte Flächen veranschaulicht sind, und zweite Strukturabschnitte 3, die in der 1 als ungefüllte, weiße Flächen veranschaulicht sind. Die ersten Strukturabschnitte 2 dienen zur Vorgabe einer ersten optischen Weglänge für auf das DOE auftreffende Nutzstrahlung, die in der 1 durch einen einfallenden Strahlenpfeil 4 veranschaulicht ist. Die zweiten Strukturabschnitte 3 dienen zur Vorgabe einer zweiten optischen Weglänge für die auf das DOE 1 auftreffende Nutzstrahlung 4. Die zweite optische Weglänge unterscheidet sich von der ersten, über die ersten Strukturabschnitte 2 vorgegebenen optischen Weglänge. Es resultiert eine entsprechende beugende Wirkung für vom DOE 1 ausfallender Nutzstrahlung 5, die in der 1 wiederum durch einen Strahlenpfeil veranschaulicht ist.
Die beiden Strukturabschnitte 2, 3, also die beiden Strukturabschnitts-Typen, die sich in der vorgegebenen optischen Weglänge unterscheiden, treten auf einer Nutzfläche 6 des DOE 1 abwechselnd auf bzw. sind abwechselnd angeordnet. Das DOE 1 kann insbesondere als binäres DOE ausgeführt sein. Die Fläche der ersten Strukturabschnitte 2 über die Nutzfläche 6 entspricht in etwa der Fläche der zweiten Strukturabschnitte 3. Ein Flächenverhältnis zwischen der Fläche der ersten Strukturabschnitte 2 über die Nutzfläche 6 und der gesamten Nutzfläche 6 kann zum Beispiel im Bereich zwischen 0,3 und 0,7 liegen. Dieses Flächenverhältnis kann in verschiedenen Nutzregionen des DOE 1 unterschiedlich sein.
Die Strukturabschnitte 2, 3 haben Profildetails im Bereich einiger Nanometer, zum Beispiel im Bereich zwischen 2 nm und 2.000 nm, beispielsweise zwischen 2 nm und 10 nm oder auch zwischen 10 nm und 2.000 nm. Strukturvariationen der Strukturabschnitte 2, 3, zum Beispiel Perioden oder Füllgrade, variieren beim DOE 1 typischerweise auf Längenskalen im Bereich zwischen 50 µm und 1 cm, beispielsweise zwischen 50 µm und 200 µm oder auch zwischen 400 µm und 1 cm.
Die Gestaltung, insbesondere die flächige Ausdehnung der Strukturabschnitte 2, 3, wird durch ein Maskenmaterial auf einem der Strukturabschnitts-Typen 2, 3 vorgegeben. Beim Beispiel nach 1 erfolgt diese Gestaltungsvorgabe durch Aufbringen eines Maskenmaterials am Ort der ersten Strukturabschnitte 2. Das Maskenmaterial ist aus einem elektrisch leitfähigen Material. Bei diesem Maskenmaterial handelt es sich um eine Chrom-Hartmaske.
Im Rahmen eines Ätz-Herstellungsprozesses bei der Herstellung des DOE 1 werden die zweiten Strukturabschnitte 3 zwischen den über die Hartmasken-Anordnung vorgegebenen ersten Strukturabschnitten 2 geätzt, sodass sich die optische Wirkung der zweiten Strukturabschnitte 3 von derjenigen der ersten Strukturabschnitte 2 hinsichtlich der vorgegebenen optischen Weglänge für die einfallende Nutzstrahlung 4 in gewünschter Weise unterscheidet.
2 zeigt einen Querschnitt durch einander angrenzende Strukturabschnitte 2, 3 längs einer Schnittlinie II in 1.
Kopfbereiche der ersten Strukturabschnitte 2, also Positivstrukturen, wurden während des Herstellungsprozesses durch das Maskenmaterial geschützt. Eine Stegbreite der ersten Strukturabschnitte 2 ist in der 2 mit CD (critical dimension, kritische Dimension) gekennzeichnet. Eine typische Ätztiefe der zweiten Strukturabschnitte 3, also der Negativstrukturen des DOE 1, ist in der 2 durch ed (etch depth) gekennzeichnet. Mit mt sind in der 2 Micro-Trenching-Bereiche gekennzeichnet, die sich als Resultat des Ätzprozesses der zweiten Strukturabschnitte 3 ergeben. Derartige Micro-Trenching-Bereiche mt können als Profilabweichung zu einer zum Beispiel rechteckprofilförmigen Sollstruktur gesehen werden. Auch für die Ätztiefe und für die kritische Dimension können entsprechende Sollwerte definiert sein. Die Abweichungen der Ätztiefe oder der kritischen Dimension von entsprechenden Sollwerten können als deltaED oder als deltaCD bezeichnet werden. Potenzialdifferenzen durch unverbundene Zusammenhangskomponenten der Strukturabschnitte 2 oder 3 führen regelmäßig zu einer Abweichung vom jeweiligen Sollwert in den jeweiligen geometrischen Parametern. Die Abweichung hat je nach dem betrachteten Parameter gegebenenfalls eine unterschiedliche Amplitude. Die Potenzialdifferenzen führen, wie beobachtet wurde, zu Abweichungen der Ätztiefe (ed) und eines Profil-Flankenwinkels (swa, sidewall angle).
Ein Flankenwinkel von Strukturflanken zwischen den Strukturniveaus N1 und N2, die von den ersten Strukturabschnitten 2 und den zweiten Strukturabschnitten 3 vorgegeben werden, ist in der 2 bei α veranschaulicht. Für die Ätztiefe ed gilt: ed = N1 - N2.
Die vorzugebende beugende Wirkung des DOE 1 erfordert eine komplexe Verteilung der ersten Strukturabschnitte 2 und der zweiten Strukturabschnitte 3 über die Nutzfläche 6 des DOE 1.
Diese Verteilung führt regelmäßig dazu, dass größere Bereiche von ersten Strukturabschnitten 2 und/oder von zweiten Strukturabschnitten 3 miteinander zusammenhängen. Insbesondere können dabei miteinander zusammenhängende erste Isolations-Strukturabschnitte resultieren, also erste Strukturabschnitte 2, die über zweite Strukturabschnitte 3 vollständig von anderen ersten Strukturabschnitten 2 isoliert sind. Alternativ oder zusätzlich können zweite Isolations-Strukturabschnitte, also Bereiche zweiter Strukturabschnitte 3 auftreten, die über erste Strukturabschnitte 2 vollständig von anderen zweiten Strukturabschnitten 3 isoliert sind.
Derartige erste und/oder zweite Isolations-Strukturabschnitte können sich unerwünscht variierend auf die Ätztiefe ed auswirken.
3 veranschaulicht den Effekt einer variierenden Ätztiefe ed über die gesamte Nutzfläche 6 einer nicht erfindungsgemäßen Ausführung eines DOE 1, bei dem die Variation der Ätztiefe ed nicht kompensiert wurde. Dargestellt sind innerhalb der Nutzfläche 6 Höhenlinien edi, die Isolinien der Ätztiefe ed verdeutlichen. Über einen größten Teil der Nutzfläche 6 ist eine Ätztiefen-Variation sehr gering und die Ätztiefe bleibt praktisch über die Nutzfläche 6 in diesen Bereichen konstant. In einem Bereich 7 hoher Ätztiefen-Variation ändert sich lokal auf der Nutzfläche 6 stark begrenzt die Ätztiefe ed sehr stark, was sich bei der Höhenlinien-Darstellung mit den Isolinien ed; z. B. auswirkt wie ein Berg auf einer Landkarte. Ein derartiger Bereich 7 hoher Ätztiefen-Variation ist unerwünscht, da sich dies unerwünscht variierend auf die Beugungswirkung des DOE 1 auswirkt.
4 zeigt das DOE 1 nach 3, wobei anstelle einer Variation der Ätztiefe ed im Bereich 7 hoher Ätztiefen-Variation eine Gestaltung der ersten Strukturabschnitte 2 und der zweiten Strukturabschnitte 3 wiedergegeben ist. Im Bereich 7 der 3 findet sich in der 4 eine konzentrische Anordnung aus ersten Strukturabschnitten 2₁, 2₂ und einem zwischenliegenden zweiten Strukturabschnitt 3₁. Der ringförmige äußere erste Strukturabschnitt 2₂ ist wiederum vollständig von einem zusammenhängenden zweiten Strukturabschnitt 3₂ umgeben. Jenseits des Bereichs 7 hoher Ätztiefen-Variation sind in der 3 die Strukturabschnitte 2, 3 nicht wiedergegeben.
Es hat sich gezeigt, dass Bereiche hoher Ätztiefen-Variation entsprechend dem Bereich 7 in den 3 und 4 zurückzuführen sind auf entsprechende Isolations-Strukturabschnitte nach Art der Strukturabschnitte 2₁, 3₁ und 2₂, nämlich einerseits miteinander zusammenhängende erste Isolations-Strukturabschnitte 2₁ oder 2₂, die über zweite Strukturabschnitte 3₁ und/oder 3₂ vollständig von anderen ersten Strukturabschnitten 2_i isoliert sind, und auch miteinander zusammenhängende zweite Isolations-Strukturabschnitte 3₁, die über erste Strukturabschnitte 2₁, 2₂ vollständig von anderen zweiten Strukturabschnitten 3₂ isoliert sind, zurückzuführen ist. Insbesondere das leitfähige Maskenmaterial auf den ersten Isolations-Strukturabschnitten 2₁, 2₂ kann sich während des Ätzens der zweiten Strukturabschnitte 3 auf im Vergleich zu den sonstigen ersten Strukturabschnitten 2_i anderem elektrischen Potenzial befinden, was zu einem veränderten Ätzverhalten im Bereich 7 hoher Ätztiefen-Variation führt.
Im Rahmen eines Charakterisierungsverfahrens des DOE 1 wird zunächst ein Roh-DOE bereitgestellt, welches die Strukturdaten aufweist, aus denen später das gewünschte DOE 1 gefertigt ist. Bei dem Roh-DOE kann es sich um eine pixelierte, binäre Darstellung des DOE, beispielsweise eines CGH-Layouts (vgl. den Ausschnitt nach 1) handeln. Das Roh-DOE muss also nicht zwingend als physikalisch gefertigtes DOE-Zwischenprodukt vorliegen.
Nun werden auf dem Roh-DOE miteinander zusammenhängende erste und/oder zweite Strukturabschnitte 2, 3 bestimmt. Aus diesen bestimmten miteinander zusammenhängenden ersten und/oder Strukturabschnitten 2, 3 werden miteinander zusammenhängende erste Isolations-Strukturabschnitte, zum Beispiel 2₁, 2₂ in der 4, und/oder miteinander zusammenhängende zweite Isolations-Strukturabschnitte, zum Beispiel 3₁ in der 4, ermittelt.
Nachfolgend werden verschiedene Varianten für diese Bestimmung und Ermittlung der Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i erläutert.
In einer Variante kann dieses Bestimmen und Ermitteln durch pixelweises Untersuchen einer gesamten binären Darstellung der ersten und zweiten Strukturabschnitte 2_i, 3_i des Roh-DOE erfolgen. Es wird also die binäre Darstellung des Strukturlayouts des Roh-DOE daraufhin untersucht, welche Strukturabschnitte die Voraussetzungen erster Isolations-Strukturabschnitte und zweiter Isolations-Strukturabschnitte erfüllen und diese Isolations-Strukturabschnitte werden dann auf der Nutzfläche des Roh-DOE markiert. Im Anschluss an diese Ermittlung können dann Maßnahmen zur Vermeidung unerwünschter Potenzialdifferenzen zwischen den Isolations-Strukturabschnitten 2_i beziehungsweise 3_i ergriffen werden.
Bei einer weiteren Variante des Bestimmungs- und Ermittlungsverfahrens für die Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i kann durch Untersuchen einer skalierten Phasenfunktions-Darstellung der ersten und zweiten Strukturabschnitte 2_i, 3_i erfolgen. Hierüber wird eine approximative Skalierung des DOE-Designs möglich. Die zu analysierende Datenmenge kann im Vergleich zur vorstehend erläuterten ersten Variante um beispielsweise einen Faktor 10.000 bis 250.000 reduziert werden, ohne dass hierbei relevante Einschränkungen bei der Bestimmung der Bereiche 7 hoher Ätztiefen-Variation resultieren. Das DOE-Design wird dabei über folgende ortsabhängige Phasenfunktion (φ (x, y)) beschrieben: $φ (\vec{r}) = \sum_{j = 1..5} g_{j} (\vec{r}) e^{2 π i \frac{W_{j} (\vec{r})}{λ}}$

r ist dabei der Ortsvektor mit der Koordinate x und y;
g_j und W_j tragen die Designinformation für die Strukturierung der ersten und zweiten Strukturabschnitte 2, 3. W sind dabei Wellenfunktionen und g sind die zugehörigen Gewichts-Koeffizienten.

Bei der Skalierung der Phasenfunktion φ wird folgender Skalierungsansatz gewählt: $W_{j} (\vec{r}) = s W_{j} (\vec{r} s^{- 1})$
$g_{j} (\vec{r}) = g_{j} (\vec{r} s^{- 1})$
s ist dabei der Skalierungsfaktor. Die Skalentransformation kann als simultane Wellenlängen- und Pixelgrößen-Skalierung oder auch als Skalierung des Wellendesigns des DOE $(s W_{j} (\vec{r} s^{- 1}) \approx \vec{ν} (\vec{r} s^{- 1}) \vec{r})$
verstanden werden. $\vec{ν}$
stellt dabei den Wellenvektor einer jeweiligen Basis-Wellenfunktion dar.
Die 5 bis 8 zeigen die Wirkung dieser Skalen-Transformation für verschiedene Skalierungsfaktoren s für eine feste Koordinate x₀, y₀, die jeweils im Zentrum des Ausschnitts der jeweils nachfolgenden Figur liegt.
Der Ausschnitt des DOE 1, der in den 5 bis 8 gezeigt ist, ist wiederum ein Ausschnitt mit zueinander konzentrisch angeordneten ersten und Strukturabschnitten 2_i, 3_i. Die Abfolge vom Zentrum dieser konzentrischen Struktur ist genau invers zur Abfolge, die vorstehend in Zusammenhang mit der 4 erläutert wurde. Im Zentrum der konzentrischen Struktur nach 5 liegt also ein zweiter Strukturabschnitt 3₁.
Bei den ausgehend von diesem Zentrum ersten konzentrischen Kreisen handelt es sich also, wie vorstehend in Zusammenhang mit der 4 bereits erläutert, jeweils um Isolations-Strukturabschnitte 3_i und 2_i.
5 zeigt die Darstellung mit einem Skalierungsfaktor s von ungefähr 10. Die Information über die Anordnung und Gestalt der Strukturabschnitte 2, 3 hat sich gegenüber dem unskalierten DOE-Design bei diesem Skalierungsfaktor praktisch nicht geändert.
6 zeigt die skalierte Darstellung mit der Phasenfunktion φ und einem Skalierungsfaktor s von 21. Auch hierbei ist die wesentliche Information der 5 noch erhalten.
7 zeigt die Information mit einem Skalierungsfaktor s = 84. Auch hier ist noch erkennbar, dass im Zentrum der 7 ein Bereich 7 hoher Ätztiefen-Variation zu erwarten ist.
Erst bei einem sehr großen Skalierungsfaktor im Bereich von 350, der in der 8 gewählt wurde, ist die Strukturauflösung so schwach, dass die Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i, die in den 5 bis 7 noch zu sehen sind, nicht mehr erkennbar sind.
Bis zu einem Skalierungsfaktor s im Bereich zwischen 100 und, je nach der Strukturierung des Roh-DOE, 500 haben sich skalierte Phasenfunktions-Darstellungen bewährt, mit denen mit hoher Treffergenauigkeit die Bereiche 7 hoher Ätztiefen-Variation über die Nutzfläche 6 des DOE 1 bestimmt und ermittelt werden können.
Der Skalierungsfaktor s wird so gewählt, dass eine resultierende Ortsvariation der Wellen W und der Gewichte g kleiner bleibt als eine typische, zu erwartende Größe eines Iterations-Strukturabschnitts 2_i, 3_i.
Innerhalb der über dem Ansatz der skalierten Phasenfunktion φ gefundenen Bereiche 7 hoher Ätztiefen-Variation kann dann eine unskalierte Zuordnung erfolgen, wie vorstehend in Zusammenhang mit der ersten Variante des Ermittlungs- und Bestimmungsverfahrens erläutert.
Anhand der 9 bis 12 wird nachfolgend eine weitere Variante eines Bestimmungs- und Ermittlungsverfahrens miteinander zusammenhängender erster Strukturabschnitte 2 und/oder zweiter Strukturabschnitte 3 und das Ermitteln entsprechender Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i erläutert.
9 zeigt wiederum eine Variante des DOE 1 mit in einem Abschnitt der Nutzfläche 6 ringförmig ineinander liegenden ersten Strukturabschnitten 2; und zweiten Strukturabschnitten 3_i, wie vorstehend beispielsweise anhand der 5 bereits erläutert.
Zur Ermöglichung einer Wahrscheinlichkeits-Vorhersage, ob auf der Nutzfläche 6 des DOE 1 beispielsweise ein Isolations-Strukturabschnitt 2_i bei einer Ortskoordinate x, y der Nutzfläche 6 vorliegt, wird die nachfolgende Meritfunktion S verwendet: $S (\vec{r}) = \sum_{\vec{k} \in {[- 5,5]}^{5}} \frac{1}{N_{w a v e s} (Σ_{c = 1..5} k_{c}^{2}) {‖ Σ_{c = 1..5} k_{c} {\vec{ν}}_{c} (\vec{r}) ‖}^{2}}$
$\vec{r}$
ist hierbei der Ortsvektor des betrachteten Orts x, y; v_c stellt dabei einen lokalen Wellenvektor entsprechend dem vorstehend in Zusammenhang mit der Phasenfunktion φ erläuterten Wellenvektor W der Wellendarstellung der Strukturen des DOE 1 dar;
k ist ein Vektor an Ganzzahlen, welche wiederum in obiger Formel von -5, bis 5 für jede der 5 Wellen durchgestimmt werden. Das heißt es werden Linearkombinationen bis zur 5. Ordnung untersucht. Es werden Linearkombinationen der insgesamt fünf verschiedenen lokalen Wellenvektoren ${\vec{ν}}_{c}$
(c = 1,...5) aufsummiert und deren Längen dann ausgewertet. Diese lokalen Wellenvektoren werden auch als Basisfunktionen bezeichnet.
Eine Grundidee hierbei ist, dass miteinander zusammenhängende erste und/oder zweite Strukturabschnitte 2_i, 3_i eine zusätzliche Modulation durch Schwebungen erfahren, die durch eine langsame Strukturvariation entstehen. Analog zum Moire-Effekt können diese Modulationen durch ein Erzeugen von Resonanzen von den Linearkombinationen der einzelnen Wellen k_c ${\vec{ν}}_{c} .$
die die DOE-Strukturen, also den Verlauf der Strukturabschnitte 2, 3 definieren, entstehen. In der obigen Gleichung werden ganzzahlige Vielfache der lokalen Wellenvektoren $\vec{ν}$
aufsummiert und deren resultierende Länge (euklidische Norm), also das Vektor-Residuum, ausgewertet.
Die 10 bis 12 zeigen Beispiele derartiger Linearkombinationen. Für gewisse Linearkombinationen, die in den 10 und 12 wiedergegeben sind, erhält man Summen-Längen oder Residuen, die gleich 0 oder nahe dem Wert 0 sind. Die Größe S der obigen Meritfunktion wächst an diesen Positionen x₁, y₁ nach 10 beziehungsweise x₂, y₂, nach 12 stark an, weil die Vektorsumme $Σ_{c} k_{c} {\vec{ν}}_{c}$
im Nenner der Meritfunktion S steht.
Die zusätzliche Summe über k_c sorgt dafür, dass Linearkombinationen mit größeren Ganzzahlen schwächer gewichtet werden als Linearkombinationen mit kleineren Ganzzahlen-Werten. Es ergibt sich eine ortsabhängige Hotspot-Karte $S (\vec{r})$
über die Nutzfläche 6 des DOE 1.
13 zeigt ein Beispiel für eine derartige ortsabhängige Hotspot-Karte $S (\vec{r}) .$
An den Orten S₁, S₂ und S₃ nimmt die Meritfunktion S jeweils grö-ßere Werte an, wie durch Isolinien der Meritfunktion in der 13 veranschaulicht. Die Orte S₁ stehen für kleinere, kreisrunde Hotspots beziehungsweise Kandidaten-Bereiche, in denen Isolations-Strukturabschnitte 2; beziehungsweise 3_i vorliegen können. Die Hotspots S₂ sind Beispiele für elliptisch berandete Kandidaten-Bereiche, in denen Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i auftreten können. Der Hotspot S₃ ist ein Beispiel für eine langwelligere Variation des Parameters F, also einen ausgedehnteren Kandidaten-Bereich, in dem Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i zu erwarten sind. Die Kandidaten- oder Hotspot-Regionen S_i entsprechen den vorstehend in Zusammenhang mit den 5 bis 8 erläuterten Bereichen 7 höherer Ätztiefen-Variation. Die Hotspot-Bereiche S_i werden auch als Kandidaten-Bereiche in Bezug auf das Auftreten von Isolations-Strukturabschnitten 2_i, 3_i bezeichnet.
Eine typische Längenskala der Hotspot-Bereiche S_i beziehungsweise der Bereiche 7 hoher Ätztiefen-Variation liegt in der Größenordnung von 1 mm bis 1 cm.
Entsprechendes gilt für die Größenordnung der Isolations-Komponenten 2i, 3i.
Bei den Bestimmungsverfahren anhand der Meritfunktion S entsprechend den 9 bis 13 werden also Linearkombinationen von Basisfunktionen zur Beschreibung der DOE-Strukturabschnitte zugeordneten Basisvektoren ${\vec{ν}}_{i}$
untersucht, die die Strukturabschnitte 2, 3 im Rahmen einer Phasenfunktions-Darstellung beschreiben. Durch Auswertung der Meritfunktion S werden Kandidaten-Bereiche S_i auf der Nutzfläche 6 des DOE 1 ermittelt, in denen untersuchte Linearkombinationen der Basisvektoren ${\vec{ν}}_{i}$
auftreten, die Vektor-Residuen mit Längen unterhalb eines Vorgabewerts aufweisen. Ein derartiger Vorgabewert kann beispielweise eine Vektorlänge kleiner als $\frac{1}{10}$
einer typischen Basisvektor-Länge v_i sein. Durch eine einfache Schwellwertbildung bzgl. S kann aus der kontinuierlichen, CGH-ortsabhängigen Variation von S, eine Darstellung mit diskreten Hotspots erstellt werden.
In den auf diese Weise ermittelten Hotspot-Bereichen S_i kann dann wiederum ein pixelweises Untersuchen einer binären Darstellung der ersten Strukturabschnitte 2 und der zweiten Strukturabschnitte 3 des DOE 1 erfolgen, also innerhalb der ermittelten Kandidaten-Bereiche S_i.
Bei der Herstellung eines DOE entsprechend dem DOE 1 mit den ersten Strukturabschnitten 2 und den zweiten Strukturabschnitten 3, die auf der Nutzfläche 6 des DOE 1 abwechselnd auftreten, wird zunächst ein Roh-DOE 1_R hergestellt. Dieses Verfahren wird nachfolgend auch noch unter Bezugnahme auf das Ablaufschema nach 17 erläutert.
14 zeigt ein Beispiel für ein derartiges Roh-DOE 1_R mit einer Nutzfläche 6.
Das Bereitstellen des Roh-DOE 1_R erfolgt in einem Bereitstellungsschritt 10 (vgl. 17). Im Rahmen dieses Bereitstellungsschrittes 10 können Designinformationen für die Gestaltung der Strukturabschnitte 2, 3 des DOE 1 in einen DOE-Designrechner insbesondere pixelweise in einer Bitmap vorgegeben werden. Eine Bitmap einer entsprechenden pixelweisen Darstellung kann 1.000.000 × 1.000.000 Pixel aufweisen. Die Anzahl der Pixel kann auch erheblich größer sein.
Anschließend erfolgt eine Charakterisierung des Roh-DOE 1_R entsprechend einem der vorstehend erläuterten Verfahren.
Zu Beginn der Durchführung des Charakterisierungsverfahrens wird in einem Prüfschritt 11 zunächst entschieden, ob für eine pixelweise Untersuchung einer gesamten insbesondere binären Darstellung der ersten und zweiten Strukturabschnitte 2, 3 des DOE 1 genügend Rechenkapazität zur Verfügung steht. Ist dies der Fall, erfolgt in einem Untersuchungsschritt 12 eine vollständige und insbesondere pixelweise Untersuchung der Darstellung der ersten und zweiten Strukturabschnitte 2, 3 und hierüber ein Bestimmen von miteinander zusammenhängenden ersten und/oder zweiten Strukturabschnitten 2, 3 und hierüber das Ermitteln der Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i. derart ermittelte Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i sind in einem Bereich der Nutzfläche 6 des Roh-DOE 1_R nach 14 wiederum als konzentrisch ineinander liegende Strukturabschnitte 3₁, 2₁, 3₂, 2₂ und 3₃ wiedergegeben.
Nach erfolgter Charakterisierung und insbesondere Ermittlung der Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i erfolgt im Rahmen des Herstellungsverfahrens ein Aufbringen mindestens einer Kontaktkomponente auf den Roh-DOE 1_R im Rahmen eines Aufbringungsschrittes 13 (vgl. 17). Derartige Kontaktkomponenten werden nachfolgend noch anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im Anschluss an das Aufbringen 13 der mindestens einen Kontaktkomponente erfolgt dann ein Fertigstellen des DOE 1 aus dem Roh- DOE 1_R mit der mindestens einen aufgebrachten Kontaktkomponente im Rahmen eines Fertigstellungsschritts 14.
15 zeigt ein Beispiel für ein entsprechend fertiggestelltes DOE 1 auf Grundlage des Roh-DOE 1_R nach 14.
Im Rahmen des Aufbringungsschritts 13 wurde eine Kontaktkomponente 15 in Form einer Kurzschlussleitung so auf die Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i aufgebracht, dass insbesondere die ersten, leitfähigen Strukturabschnitte 2₁, 2₂ mit einem den Strukturabschnitt 3₃ außen umgebenden Strukturabschnitt 2 des DOE 1 verbinden. Elektrische Potenzialdifferenzen zwischen den ansonsten isolierten Strukturabschnitten 2₁, 2₂ und dem umgebenden Strukturabschnitt 2 werden über die elektrische Kontaktierung durch die Kontaktkomponente 15 aufgehoben.
Bei der Ausführung nach 15 reicht die Kontaktkomponente 15 bis zum Rand der Nutzfläche 6. Zwingend ist diese Länge der Kontaktkomponente 15 nicht. Es reicht aus, wenn die Länge der Kontaktkomponente 15 so groß ist, dass eine Überbrückung der ersten Strukturabschnitte 2₁ und 2₂ bis hin zum umgebenden ersten Strukturabschnitt 2 erfolgt.
Die Kontaktkomponente 15 verbindet also die in sich zusammenhängenden ersten Isolations-Strukturabschnitte 2₁ und 2₂, die über zweite Strukturabschnitte 3₁, 3₂ und 3₃ vollständig von dem umgebenden ersten Strukturabschnitt 2 isoliert waren, miteinander und auch mit den umgebenden ersten Strukturabschnitten 2. Zunehmend verbindet die Kontaktkomponente auch die zweiten Strukturabschnitte 3₁, 3₂ und 3₃ miteinander, die ihrerseits über die ersten Strukturabschnitte 2₁ und 2₂ vollständig von anderen zweiten Strukturabschnitten 3_i isoliert waren.
Die Kontaktkomponente 15 hat auf der Nutzfläche 6 eine Länge L, die größer ist als das Zehnfache einer typischen Erstreckung S einer der Strukturabschnitte 2_i, 3_i längs der Kontaktkomponente 15. Bei der typischen Erstreckung F der Strukturabschnitte 2_i, 3_i handelt es sich beim Beispiel der 14 und 15 um eine radiale Erstreckung der Strukturabschnitte 2_i, 3_i.
Bei einem zum Aufbringungsverfahren 13 nach 15 alternativen Aufbringungsverfahren nach 16 werden anstelle einer langen Kontaktkomponente 15 mehrere kürzere Kontaktkomponenten 16_i auf die Isolations-Strukturkomponenten 2_i, 3_i aufgebracht, um deren Isolation aufzuheben und diese mit den umgebenden Strukturabschnitten 2 beziehungsweise 3 zu verbinden. Beispielsweise verbindet die kurze Kontaktkomponente 16₁ den leitenden ersten Strukturabschnitt 2₂ mit dem umgebenden Strukturabschnitt 2. Die kurze Kontaktkomponente 16₂ sorgt für die gleiche Verbindung und verbindet zudem auch die beiden zweiten Strukturabschnitte 3₂ und 3₃ miteinander. Eine entsprechende Verbindung stellt die kurze Kontaktkomponente 16₃ sicher. Die kurze Kontaktkomponente 16₄ verbindet die zweiten Strukturabschnitte 3₁ und 3₂ sowie 3₃ und verbindet zudem die beiden ersten Strukturabschnitte 2₁ und 2₂ miteinander.
Die kurze Kontaktkomponente 16₅ verbindet den äußersten zweiten Strukturabschnitt 3₃ mit einem umgebenden zweiten Strukturabschnitt 3. Die kurze Kontaktkomponente 16₆ verbindet die erste Strukturkomponente 2₂ mit der ersten umgebenden Strukturkomponente 2. Die kurze Kontaktkomponente 16₇ verbindet alle Strukturkomponenten 2_i, 3_i mit jedenfalls dem äußeren ersten Strukturabschnitt 2.
Jeweils eine der aufgebrachten Kontaktkomponenten 16_i verbindet also mindestens zwei vorher isolierte Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 2_i+1, 2 oder 3_i, 3_i+1, 3 miteinander.
Die kurzen Kontaktkomponenten 16_i haben eine Länge auf der Nutzfläche 6 des DOE 1, die kleiner ist als das Zehnfache einer typischen Erstreckung einer der Strukturabschnitte 2_i, 3_i längs der kurzen Kontaktkomponente 16_i.
Durch das Aufbringen der Kontaktkomponenten 15, 16_i ergibt sich, wie die Praxis gezeigt hat, kein nennenswerter Effekt auf das beugende Verhalten des DOE 1.
Das hergestellte DOE 1 kann dann zur Charakterisierung einer Flächenform einer optischen Fläche eines optischen Elements herangezogen werden, wie beispielsweise beschrieben in der DE 10 2019 215 707 A1 .
Soweit der Prüfschritt 11 ergibt, dass eine vorhandene Rechenkapazität, die für das Charakterisierungsverfahren zur Verfügung steht, bei einer pixelweisen Untersuchung der Strukturabschnitte 2, 3 auf der gesamten Nutzfläche 6 überstiegen würde, erfolgt beim Charakterisierungsverfahren ein weiterer Auswahlschritt 18. Hierbei wird ausgewählt, ob das Bestimmen der Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i beziehungsweise das Identifizieren von Hotspots 7 beziehungsweise S_i, in denen derartige Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i auftreten können, durch Untersuchung einer skalierten Phasenfunktions-Darstellung, die vorstehend anhand der 5 bis 8 erläutert, oder durch Untersuchung von Linearkombinationen von Basisfunktionen zugeordneten Basisvektoren der Phasenfunktions-Darstellung erfolgt, wie vorstehend im Zusammenhang mit den 9 bis 13 beschrieben.
Im ersten Fall erfolgt zunächst ein Skalierschritt 19 der Phasenfunktion φ und anschließend eine Clusteranalyse, also eine Untersuchung der entsprechend skalierten Phasenfunktions-Darstellung auf das Vorhandensein vorliegender Isolations-Strukturabschnitte, erfolgt. Dies geschieht in einem Untersuchungsschritt 20. Im Anschluss hieran erfolgt wiederum das Aufbringen der Kontaktkomponenten 15 beziehungsweise 16 im Aufbringungsschritt 13 und das Fertigstellen 14 des DOE 1, wie vorstehend bereits erläutert.
Im anderen Fall erfolgt nach dem Auswahlschritt 18 eine Hotspot-Detektion auf Grundlage untersuchter Linearkombinationen mit Hilfe der Meritfunktion S, wie vorstehend anhand der 9 bis 13 erläutert. Dies geschieht in einem Linearkombinations-Detektionsschritt 21 zur Ermittlung der Hotspot-Bereiche S_i, wie vorstehend in Zusammenhang mit den 9 bis 13 erläutert.
Nach dem Linearkombinations-Detektionsschritt 21 erfolgt wiederum ein Untersuchungsschritt 22 auf Basis einer Clusteranalyse der Hotspot-Bereiche S_i und, auf Grundlage der so ermittelten Isolations-Strukturabschnitte 2_i, 3_i, der Aufbringungsschritt 13 und der Fertigstellungsschritt 14 für das DOE 1, wie vorstehend bereits erläutert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019215707 A1 [0002, 0024, 0082]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Quasi-absolute measurement of aspheres with a combined diffractive optical element as reference“ von Simon et al., Applied Optics, Vol. 45, Nr. 34, 2006, Seiten 8606 bis 8612 [0002]
Liu et al., Optics Express, Vol. 12, Nr. 19, 2004, Seiten 4347 bis 4352 [0002, 0024]
Simon et al., Applied Optics, Vol. 45, Nr. 34, 2006, Seiten 8606 bis 8612 [0024]

Claims

Verfahren zur Charakterisierung eines diffraktiven optischen Elements (DOE) (1, 1_R), aufweisend - erste Strukturabschnitte (2) zur Vorgabe einer ersten optischen Weglänge für auf das DOE (1) auftreffende Nutzstrahlung (4), - zweite Strukturabschnitte (3) zur Vorgabe einer zweiten optischen Weglänge für auf das DOE (1) auftreffende Nutzstrahlung (4), die sich von der ersten optischen Weglänge unterscheidet, - wobei die ersten und die zweiten Strukturabschnitte (2, 3) auf einer Nutzfläche (6) des DOE (1) alternierend auftreten, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen (10) eines Roh-DOE (1_R), - Bestimmen von miteinander auf dem Roh-DOE (1_R) zusammenhängenden ersten Strukturabschnitten (2) und/oder zweiten Strukturabschnitten (3), - Ermitteln aus diesen bestimmten miteinander zusammenhängenden ersten Strukturabschnitten (2) und/oder zweiten Strukturabschnitten (3): -- miteinander zusammenhängende erste Isolations-Strukturabschnitte (2_i), die über zweite Strukturabschnitte (3_i) vollständig von anderen ersten Strukturabschnitten (2_i, 2) isoliert sind, und/oder -- miteinander zusammenhängende zweite Isolations-Strukturabschnitte (3_i), die über erste Strukturabschnitte (2_i) vollständig von anderen zweiten Strukturabschnitten (3_i, 3) isoliert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der miteinander zusammenhängenden ersten Strukturabschnitte (2) und/oder zweiten Strukturabschnitte (3) und das Ermitteln der Isolations-Strukturabschnitte (2_i, 3_i) durch Untersuchen (12) einer binären Darstellung der ersten Strukturabschnitte (2) und der zweiten Strukturabschnitte (3) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der miteinander zusammenhängenden ersten Strukturabschnitte (2) und/oder zweiten Strukturabschnitte (3) und das Ermitteln der Isolations-Strukturabschnitte (2_i, 3_i) durch Untersuchen (19, 20) einer skalierten Phasenfunktions-Darstellung (φ) der ersten Strukturabschnitte (2) und der zweiten Strukturabschnitte (3) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der miteinander zusammenhängenden ersten Strukturabschnitte (2) und/oder zweiten Strukturabschnitte (3) und das Ermitteln der Isolations-Strukturabschnitte (2_i, 3_i) durch - Untersuchen (21) von Linearkombinationen von Basisfunktionen zugeordneten Basisvektoren, die die Strukturabschnitte (2, 3) im Rahmen einer Phasenfunktions-Darstellung beschreiben, - Ermitteln von Kandidaten-Bereichen (S_i) auf der Nutzfläche (6) des Roh-DOE (1_R), in denen untersuchte Linearkombinationen auftreten, die Vektor-Residuen mit Längen unterhalb eines Vorgabewertes aufweisen, - Untersuchen (22) einer binären Darstellung der ersten Strukturabschnitte (2) und der zweiten Strukturabschnitte (3) innerhalb der Kandidaten-Bereiche (S_i) erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines diffraktiven optischen Elements (DOE) (1), aufweisend - erste Strukturabschnitte (2) zur Vorgabe einer ersten optischen Weglänge für auf das DOE (1) auftreffende Nutzstrahlung (4), - zweite Strukturabschnitte (3) zur Vorgabe einer zweiten optischen Weglänge für auf das DOE (1) auftreffende Nutzstrahlung (4), die sich von der ersten optischen Weglänge unterscheidet, - wobei die ersten und die zweiten Strukturabschnitte (2, 3) auf einer Nutzfläche (6) des DOE (1) abwechselnd auftreten, mit folgenden Schritten: - Bereitstellen (10) und Herstellen eines Roh-DOE (1_R); - Durchführen des Charakterisierungs-Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für das Roh-DOE (1_R); - Aufbringen (13) mindestens einer Kontaktkomponente (15; 16_i) auf das Roh-DOE (1_R), die -- mindestens zwei mittels des Charakterisierungs-Verfahrens ermittelte, miteinander zusammenhängende erste Isolations-Strukturabschnitte (2_i), die über zweite Strukturabschnitte (3_i, 3) vollständig von anderen ersten Strukturabschnitten (2_i, 2) isoliert waren, und/oder -- mindestens zwei mittels des Charakterisierungs-Verfahrens ermittelte, miteinander zusammenhängende zweite Isolations-Strukturabschnitte (3_i), die über erste Strukturabschnitte (2_i, 2) vollständig von anderen zweiten Strukturabschnitten (3_i, 3) isoliert waren, miteinander verbindet; - Fertigstellen (14) des DOE (1) aus dem Roh-DOE (1_R) mit der mindestens einen aufgebrachten Kontaktkomponente (15; 16_i).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kontaktkomponenten (15; 16₇) so aufgebracht wird, dass sie mehr als zwei vorher isolierte Isolations-Strukturabschnitte (2₁, 2₂, 3₁, 3₂, 3₃) miteinander verbindet.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkomponente (15) eine Länge auf der Nutzfläche (6) aufweist, die größer ist als das Zehnfache einer typischen Erstreckung (S) einer der Strukturabschnitte (2, 3) längs der Kontaktkomponente (15).
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Kontaktkomponenten (16_i) so aufgebracht wird, dass jeweils eine der aufgebrachten Kontaktkomponenten (16i) mindestens zwei vorher isolierte Isolations-Strukturabschnitte (2₁, 2₂; 3₁, 3₂, 3₂, 3₃) miteinander verbindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkomponenten (16_i) eine Länge auf der Nutzfläche (6) aufweisen, die kleiner ist als das Zehnfache einer typischen Erstreckung einer der Strukturabschnitte (2, 3) längs der Kontaktkomponente (16_i).
Diffraktives optisches Element (DOE) (1), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9.
Verfahren zur Charakterisierung einer Flächenform einer optischen Fläche eines optischen Elements, durchgeführt mittels eines DOE (1) nach Anspruch 10.