EP3803511A1 - Measuring assembly for the frequency-based determination of the position of a component - Google Patents

Measuring assembly for the frequency-based determination of the position of a component

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EP3803511A1
EP3803511A1 EP19724359.5A EP19724359A EP3803511A1 EP 3803511 A1 EP3803511 A1 EP 3803511A1 EP 19724359 A EP19724359 A EP 19724359A EP 3803511 A1 EP3803511 A1 EP 3803511A1
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EP
European Patent Office
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resonator
mirror
arrangement according
measuring arrangement
measuring
Prior art date
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Pending
Application number
EP19724359.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Manger
Andreas KÖNIGER
Alexander Vogler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of EP3803511A1 publication Critical patent/EP3803511A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load

Definitions

  • the invention relates to a measuring arrangement for the frequency-based position determination of a component, in particular in an optical system for microlithography.
  • Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs.
  • the microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus, which has an illumination device and a projection objective.
  • mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable transparent refractive materials.
  • the positions of the mirrors which are in some cases movable in all six degrees of freedom, have to be adjusted to each other as well as to mask or wafer with high accuracy and maintained in order to avoid or at least reduce aberrations and the associated impairment of the imaging result.
  • this position determination e.g. be required over a path length of 1 meter accuracy of the length measurement in the picometer (pm) range.
  • a resonator 152 in the form of a Fabry-Perot resonator comprises two resonator mirrors 154 and 155, of which the first resonator mirror 154 is connected to a reference element 140 in FIG In the form of a measuring frame fixedly connected to the housing of the projection lens of the projection exposure apparatus, and the second resonator mirror 155 (as a "measuring target") is fastened to an EUV mirror M to be measured with respect to its position.
  • the actual distance measuring device comprises a radiation source 156 that can be tuned with regard to its optical frequency generates a coupling radiation 158, which passes through a beam splitter 162 and is coupled into the optical resonator 152.
  • the radiation source 156 is controlled by a coupling device 160 so that the optical frequency of the radiation source 156 is tuned to the resonance frequency of the optical resonator 152 and thus coupled to this resonance frequency.
  • Coupling radiation 158 coupled out via a beam splitter 162 is analyzed by means of an optical frequency measuring device 164, which may comprise, for example, a frequency comb generator 132 for the highly accurate determination of the absolute frequency.
  • the resonant frequency of the optical resonator 152 also changes with the distance between the resonator mirrors 154 and 155 and thus - due to the coupling of the frequency of the tunable radiation source 156 to the resonant frequency of the resonator 152 - and also the optical frequency of the coupling-in radiation 158, which in turn is registered directly with the frequency measuring device 164.
  • the measuring beam within the optical resonator can perform as large a number of circulations as possible within the resonator (without leaving the cavity formed by the resonator), so that eigenmodes can be formed in the resonator ,
  • the coupling efficiency characteristic of said coupling is defined here by the overlap integral between the coupling field and the resonator field, so that, in order to achieve a high coupling efficiency, coupling field and resonator field must match as well as possible in all relevant parameters.
  • Such (parasitic) movements not taking place along the measuring direction eg intentional or unintentional tilting or lateral displacements of the measuring target, can lead to an "emigration" of the main beam on which the modes of the resonator are simultaneously “threaded” , in position and angle takes place with the result that a sufficient coupling of the resonator field is no longer given to the coupling field.
  • a measuring arrangement for the frequency-based position determination of a component in particular in an optical system for microlithography, comprises: at least one optical resonator, this resonator having a stationary first resonator mirror, a movable measuring target associated with the component, and a stationary second resonator mirror,
  • the second resonator is formed by a reversing mirror, which reflects back a coming from the measurement target measurement beam in itself.
  • the resonator further comprises a retroreflector, which reverses the measuring beam parallel-offset identically in its direction.
  • This retroreflector may be designed as a cube-corner retroreflector (hollow or vitreous retro-reflector) or as a cat-eye retro-reflector (for example with a Fourier lens with a mirror arranged in its focal plane).
  • the invention is based in particular on the concept of repeatedly traversing the path to be traveled by the measuring beam in an optical resonator by placing a reversing mirror.
  • the measuring arrangement according to the invention has an increased insensitivity with respect to the said parasitic movements with the result that a highly accurate position measurement can also be realized in scenarios in which a stable control of the position of said measuring target is not possible or the associated measurement Effort should be avoided.
  • the measurement target is formed by a retroreflector.
  • the measurement target is formed by a plane mirror.
  • the measuring arrangement has a polarization-optical beam splitter.
  • a vertical incidence on a measuring target designed as a plane mirror can be achieved by folding the beam path directly onto the optical axis using the polarization-optical beam splitter.
  • a measuring beam coming from the polarization-optical beam splitter hits the measuring target perpendicularly.
  • the measuring arrangement has an optical group with two lenses in Kepler arrangement.
  • the optical group in a common focal plane of these two lenses has a mirror with an opening which reflects back the beam path returning from the measurement target.
  • the retroreflector is designed to be polarization-preserving.
  • the first resonator mirror has a curvature such that a light field present in the resonator is stably enclosed.
  • the first resonator mirror is designed as a cat's eye mirror.
  • this mirror is preferably arranged defocused relative to the focal planes of a lens in order to produce a wavefront curvature required for the field inclusion in the resonator.
  • the measuring arrangement has at least one tunable laser stabilized on a resonator mode of the optical resonator.
  • the measuring arrangement has a control loop which is configured to stabilize the tunable laser according to the Pound-Drever-Hall method.
  • the measuring arrangement has at least one femtosecond laser for determining the frequency of the laser radiation of the at least one tunable laser.
  • the measuring arrangement further has a frequency standard, in particular a gas cell.
  • the measuring arrangement for realizing an absolute length measurement has two different resonator modes with known frequency spacing of the optical resonator stabilizable, tunable laser.
  • each of these two tunable lasers can be assigned a beat frequency analyzer unit.
  • an otherwise existing ambiguity problem can be taken into account, which is the spectrum of the beat frequencies that represents a periodic diamond pattern eg between a tunable laser stabilized on a resonator mode and a femtosecond laser with respect to the counting direction of the passages through cell boundaries in the diamond pattern.
  • the laser frequencies of the two tunable lasers show at the o.g. Embodiment of the invention namely two entangled grid of beat frequencies, on the basis of which said counting direction ambiguity can be eliminated as further described below.
  • the measuring arrangement has an acousto-optical modulator for realizing a frequency shift in a partial beam branched off from the laser beam generated by the tunable laser.
  • the component for position determination in six degrees of freedom is assigned six optical resonators for frequency-based length measurement.
  • the component is a mirror.
  • the optical system is a microlithographic projection exposure apparatus.
  • FIG. 12 shows a schematic illustration for explaining a conventional construction of a measuring arrangement for frequency-based position measurement
  • Figure 13 is a schematic representation for explaining the possible
  • FIG. 14 shows a schematic illustration for explaining a possible realization of measuring sections according to the invention on a mirror in a structure with a load-bearing supporting structure and independently provided measuring structure;
  • FIG. 15 shows a schematic illustration for explaining a possible determination of the position of a mirror in six degrees of freedom.
  • FIGS. 1 a - 1 b show schematic representations for explaining the structure and mode of operation of a measuring arrangement in exemplary embodiments of the invention.
  • a measurement beam strikes a unit 101 (the structure and operation of which will be described in more detail with reference to FIGS. 6-11) and an optical fiber 102 through a fixed curved resonator mirror 110 after passing through a free - Space path A off-axis on a retroreflector 120 (as a measurement target) and is reflected parallel offset back.
  • the measuring beam After passing through a free space path B, the measuring beam is reflected back into itself by means of a reversing mirror 130 which is perpendicular to the beam propagation direction and without beam offset.
  • the measuring beam After again passing through the free space sections B and A, including the retroreflector 120, the measuring beam in turn strikes the stationary curved resonator mirror 110, so that the circulation closes.
  • FIG. 1 b differs from that of FIG. 1 a only in that, instead of the fixed curved resonator mirror 110, a stationary "cat's eye optic" consisting of a Fourier lens 112 with a mirror 113 arranged in its focal plane is used. In order to generate the wavefront curvature required for inclusion in the resonator, this mirror 113 is arranged in a defocused manner with respect to the focal plane of the lens.
  • the expanded formalism of the paraxial matrix optics is briefly introduced below, and with this, fundamentals of the optics of resonators are then presented.
  • the extension of formalism involves the consideration of beam offsets and beam bends, which inevitably occur in measuring resonators for position determination.
  • the general transfer matrix of an optical system or of a subsystem consisting of spherically curved and / or planar elements (mirrors and plates) is in this formalism
  • the entries A, B, C, D describe the paraxial beam propagation parameters of a system which is rotationally symmetrical about the optical axis (propagation axis), if appropriate after corresponding unfolding of the nominal deflecting reflections.
  • the attached column with the one entry at the last position makes it possible to describe the rotational symmetry-breaking effect of elements which cause a beam offset and / or a beam tilt.
  • the parameters t x , t y are the translational displacements perpendicular to the optical axis, which corresponds here to the z-axis.
  • the parameters f c , f n denote the angles (in radians) of the beam dips.
  • Retroreflector with offset (s, s y ) to the optical axis
  • n-fold pass means an n-fold successive switching of the simple resonator path accordingly
  • the input beam R 0 is represented by its components R k 0 , k - 1,2, 3, 4, 5 with respect to the eigenvectors.
  • a Gaussian ray in fundamental mode (TEM00) is completely described by the complex ray parameter q. This combines the two beam-large radius of curvature R and beam size w. He is defined as follows through his reciprocal:
  • q out denotes the output-side beam parameter and q in denotes the input-side beam parameter.
  • the stable modes of a resonator must satisfy two stationarity conditions.
  • the stationarity of the main ray R c (“Chief Ray"), along which the light field propagates, firstly requires L ⁇ ⁇ KL ⁇ (25)
  • FIG. 1 c shows a derived equivalent circuit diagram for the embodiments of FIGS. 1 a-1 b for the simple resonator path for the description in the expanded formalism of the paraxial matrix optics.
  • the corresponding transfer matrix is exemplary for the case of a curved fixed resonator mirror 110 according to FIG. 1 a
  • K KFS (L) RR (S) KFS (L 'KFSW) KRR (S) FSO K L ens (R / 2)
  • L denotes the variable distance between the stationary curved resonator mirror 110 and the measurement target forming retroreflector 120
  • R the radius of curvature of the curved resonator mirror 110 and (s x , s y ) the transverse displacement of the retroreflector 120 to the optical axis (which extends in the drawn coordinate system in the z-direction).
  • R c (O, O, O, O, I) 7 ' applies to the jet vector of the main jet.
  • the satisfaction of the stability condition requires L + V ⁇ R ⁇ oo.
  • FIG. 2 shows in a further schematic representation of a diagram for explaining the inventive concept.
  • a conventional optical resonator with fixed resonator mirror 10 and measuring target 20 is indicated.
  • a recirculation optic 230 is provided between the stationary resonator mirror 210 and the measuring target 220.
  • FIGS. 3a-3b show schematic illustrations for explaining further embodiments of a measuring arrangement according to the invention, wherein in comparison to FIGS. 1a-1b analogous or substantially functionally identical components are designated by reference numerals increased by "200".
  • the embodiments of FIGS. 3a-3b differ from those of FIGS. 1a-1b in that, instead of the retroreflector 120, a plane mirror 340 serves as a movable measurement target, wherein the retroreflector 320 is arranged on the side of the stationary part of the resonator.
  • the transfer matrix of the distance which is unfolded by the nominal angle is exemplary for the embodiment of the curved solid resonator mirror 310 according to FIG. 3a
  • L denotes the variable distance between the stationary curved resonator mirror 310 and the movable plane mirror 340, the variable distance between the fixed retroreflector 320 and the movable plane mirror 340, L "denotes the variable distance between the stationary envelope. sweeping mirror 330 and the movable plane mirror 340 and R the curvature radius of the curved stationary resonator mirror 310th
  • FIG. 3 b differs from that of FIG. 3 a again (analogously to FIGS. 1 a - 1 b) only in that, instead of the fixed curved resonator mirror 310, a fixed "cat eye optic" comprising a Fourier lens 312 in its focal plane arranged mirror 313 is used.
  • Fig. 3c shows, starting from the embodiments of Figs. 3a-3b and from the direction of the measuring target forming plane mirror 340, some possible configurations differing in their geometrical arrangement.
  • FIGS. 3a-3b show schematic representations for explaining further embodiments of a measuring arrangement according to the invention, again analogous or essentially functionally identical components having reference numbers increased by "100" being compared to FIGS. 3a-3b.
  • a measuring beam in turn passes through a unit 401 (the structure and mode of operation of which will be described in more detail with reference to FIGS. 6-11) and an optical fiber 402 into the resonator through the curved fixed resonator mirror 410 (with mirror surface 411) and hits after passing through a free space path on a polarization optical beam splitter 450, which has a beam splitter layer 450a.
  • the p-polarized component of the measuring beam is transmitted, whereas the s-component is reflected out of the resonator and thus destroyed.
  • the now p-polarized beam is transformed into a circularly polarized beam by means of a lambda / 4 plate 460 and passes through a further free space path up to the plane mirror 440 forming the measurement target. There it is reflected back and again passes through the lambda / 4-plate 460, whereby it is transformed into a linearly polarized beam with 90 ° rotation in relation to the original p-polarization, ie into an s-polarized beam.
  • the now s-polarized beam is completely reflected at the polarization-optical beam splitter 450 and introduced into the (eg monolithically attached) retroreflector 420. There, the beam is reflected back with a parallel offset and again deflected at the beam splitter layer 450a in the direction of the plane target 440 forming the measurement target.
  • the beam is once again circularly polarized and after a free-space path arrives at the plane mirror 440 forming the measurement target, where it is again reflected back.
  • the retroreflector is designed in such a way that the polarization of the beam after the passage is maintained, which can be achieved by coating with a suitably designed optical multilayer coating system on the mirror surfaces.
  • FIG. 4 b differs from that of FIG. 4 a again (analogously to FIGS. 1 a - 1 b) only in that, instead of the stationary curved resonator mirror 410, a fixed "cat eye optic" comprising a Fourier lens 412 In its focal plane arranged, defined defocused mirror 413 is used.
  • FIGS. 4a-4b show schematic representations for explaining further embodiments of a measuring arrangement according to the invention, again analogous or substantially functionally identical components having reference numerals increased by "100" being compared with FIGS. 4a-4b.
  • an optical group 520 of two lenses 521, 523 in Kepler arrangement is used.
  • the so-called spatial filter plane - there is a mirror 522 (also referred to as a retina mirror) with a central opening, which throws back the beam path returning from the plane target 540 forming the measurement target, if the plane mirror 540 has a sufficiently large angle of attack.
  • the transfer matrix of the unfolded nominal system (at which the nominal angle of attack of the plane mirror 540 is folded out) is
  • L denotes the variable distance between the output side lens 523 and the measurement target plane mirror 540
  • F and F 2 denote the focal lengths of the two lenses 521, 523.
  • q (q c , q n ) represents the inclination deviations of the measurement target planing mirror 540 over its nominal values.
  • the output-side lens 523, together with the (retina) mirror 522 in its focal plane forms a functional retroreflector in the form of a cat's eye.
  • the focal plane of the first lens 521 is selected as the input-side reference plane.
  • the transfer matrix shows the property of retroreflection in the form of the identical disappearance of its entries M S 1 and M 5 3.
  • FIG. 5a-5c The optics described above are completed according to Fig. 5a-5c to an optical resonator by input side with a curved mirror 510 (FIG. 5a) or alternatively with a "cat's eye optics" of a Fourier lens 512 with arranged in its focal plane mirror 513 (as shown in FIG. 5b) is completed.
  • the transfer matrix for the simple passage passage of such a resonator for the curved mirror embodiment according to FIG. 5a is
  • the fulfillment of the stability condition requires L eff - 4 (L - F 2 ) ⁇ RF 2 2 / F 2 ⁇ oo.
  • the scaling factor corresponds to the depth scale of the afocal optics.
  • any retroreflector present may also be configured in a "cat's eye configuration" (i.e., with a Fourier optic or lens having a mirror disposed in its focal plane). This allows for the fact that the losses in the optical resonator typically have to be limited to a maximum of 0.1% -0.5%, which is made more difficult when designing the retroreflector with a plurality of reflection surfaces due to the plurality of reflections occurring.
  • the retroreflector is designed such that the polarization of the beam is maintained after the passage.
  • the property of the polarization maintenance of the retroreflector can be achieved by coating by means of a suitably designed optical multilayer coating system on the mirror surfaces.
  • FIG. 6 shows a diagram for explaining the principle known per se, according to which a tunable laser 601 follows a frequency of a resonator 602 via a suitable control circuit (in the illustrated example according to the Pound-Drever-Hall method), so that the ultimate to be measured Length L of the resonator 602 is coded as the frequency of the tunable laser 601.
  • Fig. 6 the area surrounded by the dashed line corresponds to the unit "501" of Fig. 5 (or the units "102", “301” and “401” in Fig. 1, Fig. 3 and Fig. 4).
  • the arrangement according to FIG. 6 comprises a Faraday isolator 605, an electro-optical modulator 606, a polarization-optical beam splitter 607, a lambda / 4-plate 608, a photodetector 609 and a low-pass filter 610.
  • a Faraday isolator 605 For frequency measurement, part of the signal from the tunable laser 601 emitted laser light via a beam splitter 603 coupled and supplied to an analyzer 604 for frequency measurement.
  • the actual frequency measurement in the analyzer 604 can be made, for example, by comparison with a frequency reference (for example, as explained below, an fs frequency comb of a femtosecond laser).
  • regulation of two tunable lasers 701, 702 can be performed on two different resonator modes known to their mode index spacing respectively.
  • the sought length L of the resonator can then according to
  • FIG. 8 is illustrative of the principle of frequency-based length measurement based on the beat between a tunable laser 801 stabilized on a resonator mode of a resonator 802 and a femtosecond laser 803.
  • the beat between the laser beams of the tunable laser 801 and the femtosecond laser 803 becomes realized by their superposition on a fast photodetector 805.
  • the individual beating frequencies are extracted.
  • a frequency standard 806 eg in the form of a gas cell, in particular approximately an acetylene gas cell in the S and C telecommunications frequency bands around 1500 nm
  • Downstream of the frequency standard 806 are a photodetector 810 and a signal analyzer 811.
  • the desired frequency of the tunable laser 801 can be reconstructed according to FIG.
  • the carrier envelope frequency (comb offset frequency) of the femtosecond laser 803 is given by and can be measured with the aid of a non-linear, so-called f-2f interferometer and kept constant via a control loop or eliminated via an optically non-linear process.
  • the pulse repetition frequency f rep - lie in the radio frequency range and can be measured with high precision and stabilized on atomic clocks.
  • FIG. 9a An exemplary spectrum of beat frequencies between a tunable laser stabilized to a resonator mode and a femtosecond laser as a function of resonator length change is shown in FIG. 9a. It is a periodic diamond pattern along both axes, which can also be called a beat raster. A basically resulting ambiguity must be eliminated in analogy to the counting distance-measuring interferometry by gapless counting the passages through cell boundaries in the diamond pattern, starting from a fixed starting position by zeroing. The remaining uncertainty with regard to the counting direction and the elimination of this uncertainty will be discussed below with reference to FIG. 10.
  • Fig. 10 shows an extension of the structure of Fig. 8, wherein to Fig. 8 analog or substantially functionally identical components are designated by reference numerals increased by "200".
  • a second tunable laser 1012 with photodetector 1008 and associated beat frequency analyzer unit 1009 is integrated with the measurement system.
  • FSR (L) c / 2L designates the so-called free spectral range, which corresponds to the frequency spacing between adjacent modes in the mode comb of the resonator.
  • the laser frequencies of the lasers 1001 and 1012 of FIG. 10 have two restricted rasters of beat frequencies (analogous to the diamond pattern shown schematically in FIG. 9b), by which an otherwise given "directional ambiguity" with respect to the counting direction (in counting the With the aid of the laser beam generated by this further laser 1012 and coupled to the frequency comb of the optical resonator, the solution of the uniqueness problem with respect to the counting direction succeeds, since with the aid of the additional information in FIG Form of the frequencies of the second beat grid always clearly the counting direction can be determined (see Fig. 9b). It is possible in an advantageous manner, the absolute length of the optical resonator according to c
  • the two o.g. Beat signals are also superimposed additively fed to a single common beat analyzer, but then the beat frequencies of both rasters coincide and the separation and assignment of the grid in the presence of measurement errors is at least difficult or in extreme cases is no longer possible.
  • FIG. 11 shows an alternative embodiment to FIG. 10, wherein components analogous or substantially functionally identical to FIG. 10 are designated by reference numerals increased by "100".
  • a further laser beam for generating a further shifted beat raster is realized in that a partial beam is branched off from the tunable laser 1101 that can be stabilized on the resonator comb and is shifted by an acousto-optic modulator (AOM) 1114 in its frequency by the value f aom .
  • AOM acousto-optic modulator
  • the beat signal obtained in this case is analyzed by means of another beat frequency analyzer unit 1113 in its frequency composition.
  • FIG. 13 shows a schematic representation of an exemplary microlithographic projection exposure apparatus designed for operation in the EUV. 1300.
  • the measuring arrangement according to the invention can be used in this projection exposure apparatus for the distance measurement of the individual mirrors in the projection objective or in the illumination device.
  • the invention is not limited to the application in systems designed for operation in the EUV, but also in the measurement of optical systems for other operating wavelengths (eg in the VUV range or at wavelengths less than 250nm) feasible.
  • the invention can also be implemented in a mask inspection system or a wafer inspection system.
  • a lighting device of the projection exposure apparatus 1300 has a field facet mirror 1303 and a pupil facet mirror 1304.
  • the light of a light source unit comprising a plasma light source 1301 and a collector mirror 1302 is directed.
  • a first telescope mirror 1305 and a second telescope mirror 1306 are arranged.
  • a deflecting mirror 1307 is arranged downstream of the light path, which deflects the radiation impinging on it onto an object field in the object plane of a projection objective comprising six mirrors 1351-1356.
  • a reflective structure-carrying mask 1321 is arranged on a mask table 1320, which is imaged by means of the projection lens into an image plane in which a photosensitive layer (photoresist) -coated substrate 1361 is located on a wafer table 1360.
  • both supporting structure 1403 and measuring structure 1404 are mechanically connected to a base plate or base 1430 of the optical system independently of one another via mechanical connections (eg springs) 1405 or 1406 acting as dynamic decoupling.
  • the mirror 1401 in turn is attached via a mirror attachment 1402 to the support structure 1403.
  • Shown schematically in FIG. 14 are two measurement sections 1411 and 1421 measured via optical resonators according to the invention, which extend from the measurement structure 1404 to the mirror 1401.
  • FIG. 15 Shown are six measuring sections 1505, each with a starting point 1504 located on a measuring frame 1506 and an end point 1503 located on a mirror 1501.

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Abstract

The invention relates to a measuring assembly for the frequency-based determination of the position of a component, in particular in an optical system for microlithography, having at least one optical resonator, said resonator comprising a stationary, first resonator mirror, a movable measuring target associated with the component and a stationary, second resonator mirror, the second resonator mirror being formed by an inverting mirror (130, 330, 430, 530) which reflects back into itself a measuring beam coming from the measuring target.

Description

Messanordnung zur frequenzbasierten  Measuring arrangement for frequency-based
Positionsbestimmung einer Komponente  Position determination of a component
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patent- anmeldung DE 10 2018 208 147.6, angemeldet am 24. Mai 2018. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen. The present application claims the priority of German Patent Application DE 10 2018 208 147.6, filed on May 24, 2018. The content of this DE application is incorporated by reference into the present application text by "incorporation by reference".
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur frequenzbasierten Positions- bestimmung einer Komponente, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie. The invention relates to a measuring arrangement for the frequency-based position determination of a component, in particular in an optical system for microlithography.
Stand der Technik State of the art
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD’s, angewendet. Der Mikro- lithographieprozess 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) proji- ziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Sub- strats zu übertragen. Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus, which has an illumination device and a projection objective. In this case, the image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is projected by means of the projection objective onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective. to transfer the mask structure to the photosensitive coating of the substrate.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsbelichtungsanlagen, d.h. bei Wellenlängen unterhalb von 15 nm (z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm), werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. In EUV-designed projection exposure equipment, i. at wavelengths below 15 nm (e.g., about 13 nm or about 7 nm), mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable transparent refractive materials.
Im Betrieb solcher für EUV ausgelegten Projektionsobjektive, bei dem üblicher- weise Maske und Wafer in einem Scan-Prozess relativ zueinander bewegt werden, müssen die Positionen der teilweise in allen sechs Freiheitsgraden beweglichen Spiegel sowohl zueinander wie auch zu Maske bzw. Wafer mit hoher Genauigkeit eingestellt sowie beibehalten werden, um Aberrationen und damit einhergehende Beeinträchtigungen des Abbildungsergebnisses zu ver- meiden oder wenigstens zu reduzieren. Bei dieser Positionsbestimmung können z.B. über eine Weglänge von 1 Meter Genauigkeiten der Längen- messung im Pikometer (pm)-Bereich gefordert sein. In the operation of such projection lenses designed for EUV, in which the mask and wafer are usually moved relative to one another in a scanning process, the positions of the mirrors, which are in some cases movable in all six degrees of freedom, have to be adjusted to each other as well as to mask or wafer with high accuracy and maintained in order to avoid or at least reduce aberrations and the associated impairment of the imaging result. In this position determination, e.g. be required over a path length of 1 meter accuracy of the length measurement in the picometer (pm) range.
Im Stand der Technik sind diverse Ansätze bekannt, um die Position der ein- zelnen Objektivspiegel sowie auch des Wafers bzw. der Waferstage und der Retikelebene zu vermessen. Dabei ist neben interferometrischen Messanord- nungen auch die frequenzbasierte Positionsmessung unter Verwendung eines optischen Resonators bekannt. Various approaches are known in the prior art for measuring the position of the individual objective mirrors as well as the wafer or the wafer stage and the reticle plane. Besides interferometric measurement arrangements, the frequency-based position measurement using an optical resonator is also known.
In einem beispielhaft in Fig. 12 dargestellten, der DE 10 2012 212 663 A1 ent- nommenen herkömmlichen Aufbau umfasst ein Resonator 152 in Form eines Fabry-Perot-Resonators zwei Resonatorspiegel 154 und 155, von denen der erste Resonatorspiegel 154 an einem Referenzelement 140 in Form eines mit dem Gehäuse des Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage fest verbundenen Messrahmens und der zweite Resonatorspiegel 155 (als„Mess- target“) an einerm hinsichtlich seiner Position zu vermessenden EUV-Spiegel M befestigt ist. Die eigentliche Abstandsmessvorrichtung umfasst eine bezüg- lich ihrer optischen Frequenz durchstimmbare Strahlungsquelle 156, welche eine Einkoppelstrahlung 158 erzeugt, die einen Strahlteiler 162 durchläuft und in den optischen Resonator 152 eingekoppelt wird. Dabei wird die Strahlungs- quelle 156 von einer Kopplungseinrichtung 160 so gesteuert, dass die optische Frequenz der Strahlungsquelle 156 auf die Resonanzfrequenz des optischen Resonators 152 abgestimmt und damit an diese Resonanzfrequenz gekoppelt wird. Über einen Strahlteiler 162 ausgekoppelte Einkoppelstrahlung 158 wird mit einer optischen Frequenzmesseinrichtung 164 analysiert, welche z.B. einen Frequenzkammgenerator 132 zur hochgenauen Bestimmung der absoluten Frequenz umfassen kann. Ändert sich die Position des EUV-Spiegels M in x- Richtung, so verändert sich mit dem Abstand zwischen den Resonatorspiegeln 154 und 155 auch die Resonanzfrequenz des optischen Resonators 152 und damit - infolge der Kopplung der Frequenz der durchstimmbaren Strahlungs- quelle 156 an die Resonanzfrequenz des Resonators 152 - auch die optische Frequenz der Einkoppelstrahlung 158, was wiederum mit der Frequenzmess- einrichtung 164 unmittelbar registriert wird. In a conventional structure shown by way of example in FIG. 12 taken from DE 10 2012 212 663 A1, a resonator 152 in the form of a Fabry-Perot resonator comprises two resonator mirrors 154 and 155, of which the first resonator mirror 154 is connected to a reference element 140 in FIG In the form of a measuring frame fixedly connected to the housing of the projection lens of the projection exposure apparatus, and the second resonator mirror 155 (as a "measuring target") is fastened to an EUV mirror M to be measured with respect to its position. The actual distance measuring device comprises a radiation source 156 that can be tuned with regard to its optical frequency generates a coupling radiation 158, which passes through a beam splitter 162 and is coupled into the optical resonator 152. In this case, the radiation source 156 is controlled by a coupling device 160 so that the optical frequency of the radiation source 156 is tuned to the resonance frequency of the optical resonator 152 and thus coupled to this resonance frequency. Coupling radiation 158 coupled out via a beam splitter 162 is analyzed by means of an optical frequency measuring device 164, which may comprise, for example, a frequency comb generator 132 for the highly accurate determination of the absolute frequency. If the position of the EUV mirror M changes in the x direction, the resonant frequency of the optical resonator 152 also changes with the distance between the resonator mirrors 154 and 155 and thus - due to the coupling of the frequency of the tunable radiation source 156 to the resonant frequency of the resonator 152 - and also the optical frequency of the coupling-in radiation 158, which in turn is registered directly with the frequency measuring device 164.
Wesentlich für die die Funktionalität eines optischen Resonators bei der Distanzmessung z.B. gemäß Fig. 12 ist zum einen, dass der Messstrahl inner- halb des optischen Resonators eine möglichst hohe Anzahl an Umläufen inner- halb des Resonators vollziehen kann (ohne dass er die durch den Resonator gebildete Kavität verlässt), damit sich Eigenmoden im Resonator ausbilden können. Wesentlich ist weiter auch die Ankoppelbarkeit des am Eingang der Resonator-Strecke anliegenden äußeren Strahlungsfeldes (=„Einkoppelfeld“) an das Modenfeld des optischen Resonators (=„Resonatorfeld“). Die für die besagte Ankopplung charakteristische Kopplungseffizienz ist hierbei durch das Überlappintegral zwischen Einkoppelfeld und Resonatorfeld definiert, so dass zur Erzielung einer hohen Kopplungseffizienz Einkoppelfeld und Resonatorfeld in allen relevanten Parametern möglichst gut übereinstimmen müssen. Essential for the functionality of an optical resonator in the distance measurement, e.g. According to FIG. 12, on the one hand, the measuring beam within the optical resonator can perform as large a number of circulations as possible within the resonator (without leaving the cavity formed by the resonator), so that eigenmodes can be formed in the resonator , Also essential is the ability to couple the external radiation field (= "coupling field") present at the input of the resonator section to the mode field of the optical resonator (= "resonator field"). The coupling efficiency characteristic of said coupling is defined here by the overlap integral between the coupling field and the resonator field, so that, in order to achieve a high coupling efficiency, coupling field and resonator field must match as well as possible in all relevant parameters.
In der Praxis können nun beim Einsatz eines optischen Resonators zur Distanzmessung bei der Vermessung der Lage einer Komponente bzw. eines Spiegels Probleme daraus resultieren, dass Bewegungen des am Spiegel angeordneten Messtargets (welches z.B. in Form eines Retroreflektors oder eines Planspiegels ausgestaltet sein kann) nicht nur entlang der eigentlichen Messrichtung, sondern auch in anderen der insgesamt sechs Freiheitsgrade auftreten können. Solche nicht entlang der Messrichtung stattfindende (Parasi- tär-) Bewegungen, z.B. beabsichtigte oder unbeabsichtigte Verkippungen oder laterale Verschiebungen des Messtargets, können dazu führen, dass ein „Auswandern“ des Flauptstrahls, auf dem die Moden des Resonators gleich- sam„aufgefädelt“ sind, in Position und Winkel stattfindet mit der Folge, dass eine hinreichende Ankopplung des Resonatorfeldes an das Einkoppelfeld nicht mehr gegeben ist. In practice, the use of an optical resonator for distance measurement in the measurement of the position of a component or a mirror can now result in problems in that movements of the measurement target arranged on the mirror (which, for example, in the form of a retroreflector or mirror) a plane mirror can be configured) not only along the actual measuring direction, but also in other of the total of six degrees of freedom can occur. Such (parasitic) movements not taking place along the measuring direction, eg intentional or unintentional tilting or lateral displacements of the measuring target, can lead to an "emigration" of the main beam on which the modes of the resonator are simultaneously "threaded" , in position and angle takes place with the result that a sufficient coupling of the resonator field is no longer given to the coupling field.
Angesichts der hierbei an die Strahlrichtungsabweichung zu stellenden hohen Anforderungen (welche z.B. erfordern können, dass Winkelabweichungen beim Strahlvektor des Flauptstrahls weniger als 0.1 mrad betragen) stellt die Sicher- stellung, dass Verkippungen oder laterale Verschiebungen des Messtargets bei der frequenzbasierten Positionsbestimmung nicht wirksam werden, eine anspruchsvolle Herausforderung dar. In view of the high requirements to be placed on the beam direction deviation (which may require, for example, that angle deviations in the jet vector of the main jet amount to less than 0.1 mrad), the guarantee that tilting or lateral displacements of the measuring target do not become effective in the frequency-based position determination demanding challenge.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messanordnung zur frequenzbasierten Positionsbestimmung einer Komponente, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie, bereitzustellen, welche eine hochgenaue Positionsbestimmung unter Vermeidung der vorstehend beschrie- benen Probleme ermöglicht. It is an object of the present invention to provide a measuring arrangement for the frequency-based position determination of a component, in particular in an optical system for microlithography, which enables a highly accurate position determination while avoiding the problems described above.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patent- anspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the features of independent patent claim 1.
Eine Messanordnung zur frequenzbasierten Positionsbestimmung einer Kom- ponente, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie, weist auf: - wenigstens einen optischen Resonator, wobei dieser Resonator einen ortsfesten ersten Resonatorspiegel, ein der Komponente zugeordnetes be- wegliches Messtarget und einen ortsfesten zweiten Resonatorspiegel auf- weist, A measuring arrangement for the frequency-based position determination of a component, in particular in an optical system for microlithography, comprises: at least one optical resonator, this resonator having a stationary first resonator mirror, a movable measuring target associated with the component, and a stationary second resonator mirror,
- wobei der zweite Resonatorspiegel durch einen Umkehrspiegel gebildet ist, welcher einen vom Messtarget kommenden Messstrahl in sich zurückreflek- tiert.  - Wherein the second resonator is formed by a reversing mirror, which reflects back a coming from the measurement target measurement beam in itself.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Resonator weiter einen Retroreflektor auf, welcher den Messstrahl parallel-versetzt identisch in seiner Richtung um kehrt. Dieser Retroreflektor kann dabei als Würfelecken-Retroreflektor (Hohl- oder Glaskörper-Retroreflektor) oder als Katzenaugen-Retroreflektor (z.B. mit einer Fourier-Linse mit in ihrer Brennebene angeordnetem Spiegel) ausgestal- tet sein. According to one embodiment, the resonator further comprises a retroreflector, which reverses the measuring beam parallel-offset identically in its direction. This retroreflector may be designed as a cube-corner retroreflector (hollow or vitreous retro-reflector) or as a cat-eye retro-reflector (for example with a Fourier lens with a mirror arranged in its focal plane).
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, durch Platzierung eines Umkehrspiegels die vom Messstrahl in einem optischen Resonator zurückzulegende Strecke wiederholt zu durchlaufen. Unter Ausnutzung des Prinzips der Umkehrbarkeit des Lichtweges wird auf diese Weise sichergestellt, dass laterale Verschiebungen oder Verkippungen seitens der anzumessenden Komponente bzw. des dieser Komponente zugeordneten Messtargets, welche nicht allein in Messrichtung wirken, bei der frequenzbasierten Positions- bestimmung nicht wirksam werden bzw. ohne Auswirkungen auf das Mess- ergebnis bleiben. The invention is based in particular on the concept of repeatedly traversing the path to be traveled by the measuring beam in an optical resonator by placing a reversing mirror. By utilizing the principle of reversibility of the light path, it is ensured in this way that lateral displacements or tiltings on the part to be measured or of the measurement target assigned to this component, which do not act solely in the measuring direction, do not become effective in the frequency-based position determination or without Affect the measurement result.
Mit anderen Worten wird durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines Um- kehrspiegels im Messarm erreicht, das ungeachtet lateraler Verschiebungen oder Verkippungen des der anzumessenden Komponente zugeordneten Mes- stargets der am besagten Umkehrspiegel eintreffende Messstrahl in sich zu- rückreflektiert wird. Dieser Messstrahl läuft somit auf dem identischen Weg über das Messtarget zurück mit der Folge, dass Variationen in den Freiheits- graden, die nicht entlang der der Richtung des Messarms (Messachse) wirken, vollständig in ihren Auswirkungen auf die Messung eliminiert werden. Laterale Verschiebungen oder Verkippungen des der anzumessenden Kompo- nente zugeordneten Messtargets quer zur Messrichtung (welche durch die Dis- tanzmessung nicht unmittelbar erfasst werden und insoweit auch als„parasitä- re Bewegungen“ bezeichnet werden können) spielen somit im Ergebnis bei der erfindungsgemäßen Distanzmessung keine Rolle mehr. Infolgedessen weist die erfindungsgemäße Messanordnung eine erhöhte Insensitivität in Bezug auf die besagten parasitären Bewegungen auf mit der Folge, dass eine hoch- genaue Positionsmessung auch in Szenarien realisiert werden kann, in denen eine stabile Kontrolle der Stellung des besagten Messtargets nicht möglich ist oder der damit verbundene Aufwand vermieden werden soll. In other words, it is achieved by the inventive use of a reversing mirror in the measuring arm, which is reflected back into the measurement beam, regardless of lateral displacements or tiltings of the measuring object associated with the component to be measured, of the measuring beam arriving at said reversing mirror. This measuring beam travels the identical route over the measuring target with the result that variations in the degrees of freedom that do not act along the direction of the measuring arm (measuring axis) are completely eliminated in their effects on the measurement. Lateral displacements or tiltings of the measuring target associated with the component to be measured, transversely to the measuring direction (which are not directly detected by the distance measurement and can therefore also be referred to as "parasitic movements") thus play no role in the distance measurement according to the invention more. As a result, the measuring arrangement according to the invention has an increased insensitivity with respect to the said parasitic movements with the result that a highly accurate position measurement can also be realized in scenarios in which a stable control of the position of said measuring target is not possible or the associated measurement Effort should be avoided.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Messtarget durch einen Retroreflektor gebildet. According to one embodiment, the measurement target is formed by a retroreflector.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Messtarget durch einen Plan- spiegel gebildet. According to a further embodiment, the measurement target is formed by a plane mirror.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung einen polarisati- onsoptischen Strahlteiler auf. Hierbei kann insbesondere wie im Weiteren noch detaillierter beschrieben eine senkrechte Inzidenz auf einem als Planspiegel ausgeführten Messtarget erreicht werden, indem unter Einsatz des polarisationsoptischen Strahlteilers der Strahlengang direkt auf die optische Achse gefaltet wird. According to one embodiment, the measuring arrangement has a polarization-optical beam splitter. In this case, in particular as described in more detail below, a vertical incidence on a measuring target designed as a plane mirror can be achieved by folding the beam path directly onto the optical axis using the polarization-optical beam splitter.
Gemäß einer Ausführungsform trifft ein von dem polarisationsoptischen Strahl- teiler kommender Messstrahl senkrecht auf dem Messtarget auf. According to one embodiment, a measuring beam coming from the polarization-optical beam splitter hits the measuring target perpendicularly.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung eine optische Gruppe mit zwei Linsen in Kepler-Anordnung auf. Gemäß einer Ausführungsform weist die optische Gruppe in einer gemein- samen Brennebene dieser beiden Linsen einen Spiegel mit einer Öffnung auf, welcher den von dem Messtarget zurücklaufenden Strahlengang zurückwirft. According to one embodiment, the measuring arrangement has an optical group with two lenses in Kepler arrangement. According to one embodiment, the optical group in a common focal plane of these two lenses has a mirror with an opening which reflects back the beam path returning from the measurement target.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Retroreflektor polarisationserhaltend ausgestaltet. According to one embodiment, the retroreflector is designed to be polarization-preserving.
Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Resonatorspiegel eine Krüm- mung derart auf, dass ein im Resonator vorhandenes Lichtfeld stabil einge- schlossen wird. According to one embodiment, the first resonator mirror has a curvature such that a light field present in the resonator is stably enclosed.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Resonatorspiegel als Katzen- augenspiegel ausgestaltet. Dabei ist vorzugsweise zur Erzeugung einer für den Feldeinschluss in Resonator benötigten Wellenfrontkrümmung dieser Spiegel definiert gegenüber der Brennebenen einer Linse defokussiert angeordnet. According to one embodiment, the first resonator mirror is designed as a cat's eye mirror. In this case, this mirror is preferably arranged defocused relative to the focal planes of a lens in order to produce a wavefront curvature required for the field inclusion in the resonator.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung wenigstens einen auf eine Resonatormode des optischen Resonators stabilisierten, durchstimm- baren Laser auf. According to one embodiment, the measuring arrangement has at least one tunable laser stabilized on a resonator mode of the optical resonator.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung einen Regelkreis auf, welcher zur Stabilisierung des durchstimmbaren Lasers nach dem Pound- Drever-Hall-Verfahren konfiguriert ist. According to one embodiment, the measuring arrangement has a control loop which is configured to stabilize the tunable laser according to the Pound-Drever-Hall method.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung wenigstens einen Femtosekundenlaser zur Bestimmung der Frequenz der Laserstrahlung des wenigstens einen durchstimmbaren Lasers auf. According to one embodiment, the measuring arrangement has at least one femtosecond laser for determining the frequency of the laser radiation of the at least one tunable laser.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung ferner einen Frequenzstandard, insbesondere eine Gaszelle, auf. According to one embodiment, the measuring arrangement further has a frequency standard, in particular a gas cell.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung zur Realisierung einer absoluten Längenmessung zwei auf unterschiedliche Resonatormoden mit bekanntem Frequenzabstand des optischen Resonators stabilisierbare, durchstimmbare Laser auf. Dabei kann jedem dieser beiden durchstimmbaren Laser eine Schwebungsfrequenz-Analysator-Einheit zugeordnet sein. According to one embodiment, the measuring arrangement for realizing an absolute length measurement has two different resonator modes with known frequency spacing of the optical resonator stabilizable, tunable laser. In this case, each of these two tunable lasers can be assigned a beat frequency analyzer unit.
Durch die Ausgestaltung mit zwei auf unterschiedliche Resonatormoden mit bekanntem Frequenzabstand des optischen Resonators stabilisierbaren, durchstimmbaren Laser kann, wie im Weiteren noch detaillierter erläutert, einem ansonsten bestehenden Uneindeutigkeits-Problemen Rechnung getra- gen werden, welches im ein periodisches Rautenmuster darstellenden Spekt- rum der Schwebungsfrequenzen z.B. zwischen einem auf eine Resonatormode stabilisierten durchstimmbaren Laser und einem Femtosekundenlaser hinsicht- lich der Zählrichtung der Durchtritte durch Zellengrenzen im Rautenmuster auf- tritt. Die Laserfrequenzen der beiden durchstimmbaren Laser weisen bei der o.g. erfindungsgemäßen Ausgestaltung nämlich zwei verschränkte Raster von Schwebungsfrequenzen auf, anhand derer wie im Weiteren noch beschrieben besagte Zählrichtungs-Uneindeutigkeit beseitigbar ist. As a result of the design with two tuneable lasers that can be stabilized to different resonator modes with known frequency spacing of the optical resonator, as explained in more detail below, an otherwise existing ambiguity problem can be taken into account, which is the spectrum of the beat frequencies that represents a periodic diamond pattern eg between a tunable laser stabilized on a resonator mode and a femtosecond laser with respect to the counting direction of the passages through cell boundaries in the diamond pattern. The laser frequencies of the two tunable lasers show at the o.g. Embodiment of the invention namely two entangled grid of beat frequencies, on the basis of which said counting direction ambiguity can be eliminated as further described below.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung einen akusto- optischen Modulator zur Realisierung einer Frequenzverschiebung bei einem aus dem von dem durchstimmbaren Laser erzeugten Laserstrahl abgezweig- ten Teilstrahl auf. According to one embodiment, the measuring arrangement has an acousto-optical modulator for realizing a frequency shift in a partial beam branched off from the laser beam generated by the tunable laser.
Gemäß einer Ausführungsform sind der Komponente zur Positionsbestimmung in sechs Freiheitsgraden sechs optische Resonatoren zur frequenzbasierten Längenmessung zugeordnet. According to one embodiment, the component for position determination in six degrees of freedom is assigned six optical resonators for frequency-based length measurement.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Komponente ein Spiegel. In one embodiment, the component is a mirror.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System eine mikrolitho- graphische Projektionsbelichtungsanlage. According to one embodiment, the optical system is a microlithographic projection exposure apparatus.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Es zeigen: Show it:
Figur 1-11 schematische Darstellungen zur Erläuterung unterschiedlicher Figure 1-11 schematic representations to illustrate different
Ausführungsformen der Erfindung;  Embodiments of the invention;
Figur 12 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines her- kömmlichen Aufbaus einer Messanordnung zur frequenz- basierten Positionsmessung; FIG. 12 shows a schematic illustration for explaining a conventional construction of a measuring arrangement for frequency-based position measurement;
Figur 13 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Figure 13 is a schematic representation for explaining the possible
Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolitho- graphischen Projektionsbelichtungsanlage;  Construction of a microlithographic projection exposure system designed for operation in the EUV;
Figur 14 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer mögli- chen Realisierung von erfindungsgemäßen Messstrecken an einem Spiegel in einem Aufbau mit lastabtragender Trag- struktur und unabhängig hiervon vorgesehener Messstruktur; und FIG. 14 shows a schematic illustration for explaining a possible realization of measuring sections according to the invention on a mirror in a structure with a load-bearing supporting structure and independently provided measuring structure; and
Figur 15 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer mögli- chen Ermittlung der Lage eines Spiegels in sechs Freiheits- graden. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER FIG. 15 shows a schematic illustration for explaining a possible determination of the position of a mirror in six degrees of freedom. DETAILED DESCRIPTION PREFERRED
AUSFÜHRUNGSFORMEN  EMBODIMENTS
Fig. 1 a-1 b zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise einer Messanordnung in beispielhaften Ausführungs- formen der Erfindung. FIGS. 1 a - 1 b show schematic representations for explaining the structure and mode of operation of a measuring arrangement in exemplary embodiments of the invention.
Gemäß Fig. 1 a trifft ein Messstrahl nach Eintritt in den Resonator über eine Einheit 101 (deren Aufbau und Funktionsweise unter Bezugnahme auf Fig. 6- 11 noch näher beschrieben wird) und eine optische Faser 102 durch einen ortsfesten gekrümmtem Resonatorspiegel 110 nach Durchlaufen einer Frei- raumstrecke A außeraxial auf einen Retroreflektor 120 (als Messtarget) und wird parallelversetzt zurückreflektiert. Nach Durchlaufen einer Freiraumstrecke B wird der Messstrahl durch einen senkrecht auf der Strahlausbreitungsrich- tung stehenden Umkehrspiegel 130 ohne Strahlversatz in sich zurück- reflektiert. Nach erneutem Durchlauf der Freiraumstrecken B und A einschließ- lich des Retroreflektors 120 trifft der Messstrahl wiederum auf den ortsfesten gekrümmten Resonatorspiegel 110, so dass sich der Umlauf schließt. 1 a, after entering the resonator, a measurement beam strikes a unit 101 (the structure and operation of which will be described in more detail with reference to FIGS. 6-11) and an optical fiber 102 through a fixed curved resonator mirror 110 after passing through a free - Space path A off-axis on a retroreflector 120 (as a measurement target) and is reflected parallel offset back. After passing through a free space path B, the measuring beam is reflected back into itself by means of a reversing mirror 130 which is perpendicular to the beam propagation direction and without beam offset. After again passing through the free space sections B and A, including the retroreflector 120, the measuring beam in turn strikes the stationary curved resonator mirror 110, so that the circulation closes.
Da nach Reflexion am senkrecht auf der Strahlausbreitungsrichtung stehenden Umkehrspiegel (=„Rezirkulationsspiegel“) 130 der Messstrahl identisch in sich zurückläuft, wird im Ergebnis unter Ausnutzung des Prinzips der„Umkehrbar- keit des Lichtweges“ ein mit einer transversalen Verschiebung des das Mess- target bildenden Retroreflektors 120 einhergehender Strahlversatz zu Null kompensiert. Since, following reflection at the inverted mirror (= "recirculation mirror") 130 perpendicular to the beam propagation direction, the measuring beam returns in an identical manner, the principle of "reversibility of the optical path" becomes the one with a transverse displacement of the measuring target Retroreflektors 120 compensated compensated beam offset to zero.
Die in Fig. 1 b dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 1a lediglich dadurch, dass anstelle des ortsfesten gekrümmten Resonatorspiegels 110 eine ortsfeste„Katzenaugenoptik“ aus einer Fourier- Linse 112 mit in ihrer Brennebene angeordnetem Spiegel 113 eingesetzt wird. Zur Erzeugung der für den Einschluss im Resonator benötigten Wellenfront- krümmung ist dieser Spiegel 113 gegenüber der Brennebene der Linse defi- niert defokussiert angeordnet. Zum Verständnis der weiteren Ausführungen wird im Folgenden kurz der er- weiterte Formalismus der paraxialen Matrizenoptik eingeführt, und mit diesem werden dann Grundlagen der Optik von Resonatoren dargelegt. Die Erweite- rung des Formalismus umfasst die Berücksichtigung von Strahlversätzen und Strahlabknickungen, wie sie in Messresonatoren zur Positionsbestimmung unvermeidlich auftreten. Die allgemeine Transfermatrix eines optischen Systems oder eines Teilsystems bestehend aus sphärisch gekrümmten und/oder planen Elementen (Spiegel und Platten) lautet in diesem Formalis- mus The embodiment shown in FIG. 1 b differs from that of FIG. 1 a only in that, instead of the fixed curved resonator mirror 110, a stationary "cat's eye optic" consisting of a Fourier lens 112 with a mirror 113 arranged in its focal plane is used. In order to generate the wavefront curvature required for inclusion in the resonator, this mirror 113 is arranged in a defocused manner with respect to the focal plane of the lens. In order to understand the further remarks, the expanded formalism of the paraxial matrix optics is briefly introduced below, and with this, fundamentals of the optics of resonators are then presented. The extension of formalism involves the consideration of beam offsets and beam bends, which inevitably occur in measuring resonators for position determination. The general transfer matrix of an optical system or of a subsystem consisting of spherically curved and / or planar elements (mirrors and plates) is in this formalism
Die Einträge A, B, C, D beschreiben die paraxialen Strahlausbreitungsparameter eines um die optische Achse (Ausbreitungsachse) rotationssymmetrischen Systems gegebenenfalls nach entsprechender Entfaltung der nominalen Um- lenk-Spiegelungen. Die angehängte Spalte mit dem Eins-Eintrag an der letzten Stelle erlaubt es, die die Rotationssymmetrie brechende Wirkung von Elemen- ten, die einen Strahlversatz und/oder eine Strahlverkippung bewirken, zu be- schreiben. Die Parameter tx, ty sind dabei die translatorischen Verschiebun- gen senkrecht zur optischen Achse, welche hier der z-Achse entspricht. Die Parameter fc, fn kennzeichnen die Winkel (in Radiant) der Strahlabknickun- gen. Für ein verkettetes optisches System aus K Teilabschnitten ergibt sich die Transfermatrix The entries A, B, C, D describe the paraxial beam propagation parameters of a system which is rotationally symmetrical about the optical axis (propagation axis), if appropriate after corresponding unfolding of the nominal deflecting reflections. The attached column with the one entry at the last position makes it possible to describe the rotational symmetry-breaking effect of elements which cause a beam offset and / or a beam tilt. The parameters t x , t y are the translational displacements perpendicular to the optical axis, which corresponds here to the z-axis. The parameters f c , f n denote the angles (in radians) of the beam dips. For a concatenated optical system of K sections, the transfer matrix results
M = M M, (2) durch Flintereinanderschalten der elementaren Transfermatrizen ML, durch Matrizenmultiplikation. Die elementaren Transfer-Matrizen, aus welchen sämtliche im Weiteren ausgeführte Messresonatoren zusammengesetzt sind, lauten: M = MM, (2) by flanking the elementary transfer matrices M L , by matrix multiplication. The elementary transfer matrices from which all subsequent measuring resonators are composed, are:
Freiraumausbreitungsstrecke um Distanz z: Freiraumausbreitungsstrecke by distance z:
• Durchtritt durch Linse mit Brennweite f: Passage through lens with focal length f:
• Retroreflektor mit Versatz (s , sy) zur optischen Achse: • Retroreflector with offset (s, s y ) to the optical axis:
Strahlversatz um (sx,sy): • Strahlabknickung um ( qc , qg) (in Radiant): Beam offset around (s x , s y ): • beam bending around (q c , q g ) (in radians):
In einem Resonator durchlaufen die Strahlen die optische Strecke mehrfach, im Idealfall unendlich hoher Güte (Finesse) sogar unendlich oft. Ein n-facher Durchlauf bedeutet dabei ein n-faches Hintereinanderschalten der einfachen Resonator-Strecke entsprechend In a resonator, the rays travel through the optical path several times, ideally infinitely high finesse, even infinitely often. An n-fold pass means an n-fold successive switching of the simple resonator path accordingly
Rn = M_n RQ (8) R n = R n M_ Q (8)
Durch eine Eigen-Zerlegung der einfachen Strecken-Matrix entsprechend By an own decomposition of the simple distance matrix accordingly
M V = diagM V = diag
gelangt man zur Matrix der Eigenvektoren V = (Ei v2 v3 v4 v5) Und er- hält die zugehörigen Eigenwerte m = ( m1, m2,m3, m4,m5 ). If one obtains the matrix of eigenvectors V = (Ei v 2 v 3 v 4 v 5 ) U nd obtains the corresponding eigenvalues m = (m 1 , m 2 , m 3 , m 4 , m 5 ).
Es kann allgemein gezeigt werden, dass für die 2x2 Sub-Transfermatrix die Determinante für den Fall, dass die Brechungsindizes am Eingang und am Ausgang der Strecke identisch sind, stets identisch Eins ist. Damit gilt = AD - BC = 1 und nur drei der vier Einträge sind unabhängig. DieIt can be generally shown that for the 2x2 sub-transfer matrix the determinant for the case that the indices of refraction at the entrance and at the exit of the route are identical is always identical to one. So that applies = AD - BC = 1 and only three of the four entries are independent. The
Eigenwerte der Streckenmatrix M_ lauten nach elementarer Rechnung Eigenvalues of the distance matrix M_ are based on elementary calculation
Bi = 1 (1 1 ) und Bi = 1 (1 1) and
Die zugehörigen Eigenvektoren sind The associated eigenvectors are
und and
Damit erhält man für den Strahlvektor Rn nach n-fachem Durchlaufen der Resonatorstrecke wobei der Eingangsstrahl R0 durch seine Komponenten Rk 0 , k - 1,2, 3, 4, 5 bezüglich der Eigenvektoren dargestellt ist. Thus, for the beam vector R n, after n-passing through the resonator section is obtained wherein the input beam R 0 is represented by its components R k 0 , k - 1,2, 3, 4, 5 with respect to the eigenvectors.
Die Stabilität eines optischen Resonators erfordert, dass der Strahlvektor bei beliebig vielen Umläufen stets beschränkt bleibt. Das wiederum erfordert, dass die beiden Eigenwerte m2 3 und m4 5 ebenfalls beschränkt sind, entsprechend Diese Forderung wiederum übersetzt sich unmittelbar in die Stabilitätsbedin- gung The stability of an optical resonator requires that the beam vector is always limited in any number of rounds. This in turn requires that the two eigenvalues m 2 3 and m 4 5 are also limited, accordingly This requirement, in turn, translates directly into the stability condition
\g\ = \(A + D)/2\ < l (18) wobei der sogenannte Stabilitätsparameter durch g = (A + D)/2 definiert ist. Für eine stabile Resonator-Strecke werden die beiden Eigenwerte und die zugehörigen Eigenvektoren zwangsläufig komplex und bilden dann jeweils zueinander konjugierte Paare entsprechend \ g \ = \ (A + D) / 2 \ <l (18) where the so-called stability parameter is defined by g = (A + D) / 2. For a stable resonator path, the two eigenvalues and the associated eigenvectors inevitably become complex and then form mutually conjugate pairs accordingly
und and
mit der Substitution cos(0) - g . Damit erhält man für den Strahlvektor nach n-fach durchlaufener Strecke with the substitution cos (0) - g. Thus one obtains for the beam vector after n-times traversed route
+ exp(-in0)(vx_Rx- o + Vy_Ry- 0) + Exp (-in0) (v x _R x o + V y _R y 0)
(22)  (22)
Daraus wird das oszillierende und in den Amplituden begrenzte Verhalten eines gebundenen Strahls im Resonator explizit ersichtlich. From this, the oscillating and limited in the amplitude behavior of a bound beam in the resonator is explicitly visible.
Ein Gaußscher Strahl im Grundmode (TEM00) wird vollständig durch den komplexen Strahlparameter q beschrieben. Dieser vereinigt die beiden Strahl- großen Krümmungsradius R und Strahlgröße w. Er ist folgendermaßen über sein Reziprokes definiert: A Gaussian ray in fundamental mode (TEM00) is completely described by the complex ray parameter q. This combines the two beam-large radius of curvature R and beam size w. He is defined as follows through his reciprocal:
1 _ 1 i l 1 _ 1 i l
q R n w2 q R nw 2
(23) wobei l für die Wellenlänge des Lichtfeldes steht. Die Propagation des Strahlparameters ist im Formalismus der Transfermatrizen durch den Ausdruck  (23) where l is the wavelength of the light field. The propagation of the beam parameter is in the formalism of the transfer matrices by the expression
gegeben. Dabei bezeichnet qout den ausgangsseitigen Strahlparameter und qin bezeichnet den eingangsseitigen Strahlparameter. given. In this case, q out denotes the output-side beam parameter and q in denotes the input-side beam parameter.
Die stabilen Moden eines Resonators müssen zwei Stationaritäts-Bedingungen erfüllen. Die Stationarität des Hauptstrahls Rc („Chief Ray“), entlang dem sich das Lichtfeld ausbreitet, erfordert erstens L· ^ K L· (25) The stable modes of a resonator must satisfy two stationarity conditions. The stationarity of the main ray R c ("Chief Ray"), along which the light field propagates, firstly requires L · ^ KL · (25)
Die Lösung für den Hauptstrahl entspricht gerade dem Eigenvektor der Resonator-Strecke zum Eigenwert m1 = 1 entsprechend L· = Ei > wobei vt im obigen Abschnitt angegeben ist. The solution for the principal ray just corresponds to the eigenvector of the resonator path to the eigenvalue m 1 = 1 corresponding to L · = Ei > where v t is given in the above section.
Die Stationarität des komplexen Strahlparameters des sich entlang des Haupt- strahls ausbreitenden Strahlungsfeldes erfordert zweitens Secondly, the stationarity of the complex beam parameter of the radiation field propagating along the main beam requires
Diese Gleichung hat zwei Lösungen für den Eigen-Strahlparameter. Sie lauten explizit This equation has two solutions for the eigen-beam parameter. They are explicit
Damit erhält man schließlich als Ergebnis am Eingang der Resonator-Strecke für den Wellenfront-Krümmungsradius Rm der Eigenmoden den Ausdruck Thus, finally, as a result at the input of the resonator path for the wavefront curvature radius R m of the eigenmodes, the expression is obtained
4 + {A - D)2 - Ag2 4 + {A - D) 2 - Ag 2
Rm = 1/real (l/q+/_) R m = 1 / real (l / q + / _)
2C(A - D)  2C (A - D)
(28) sowie für die Strahlgröße der Eigenmoden den Ausdruck (28) and for the beam size of the eigenmodes the expression
Fig. 1 c zeigt ein abgeleitetes Ersatzschaltbild zu den Ausführungsformen von Fig. 1 a-1 b für die einfache Resonator-Strecke zur Beschreibung im erweiterten Formalismus der paraxialen Matrizenoptik. Die entsprechende Transfermatrix lautet exemplarisch für den Fall eines gekrümmten ortsfesten Resonator- Spiegels 110 gemäß Fig. 1 a FIG. 1 c shows a derived equivalent circuit diagram for the embodiments of FIGS. 1 a-1 b for the simple resonator path for the description in the expanded formalism of the paraxial matrix optics. The corresponding transfer matrix is exemplary for the case of a curved fixed resonator mirror 110 according to FIG. 1 a
K = KFS(L) RR (S) KFS (L' KFSW) KRR (S ) FSO KLens (R/2 ) Dabei bezeichnet L den variablen Abstand zwischen dem ortsfesten gekrümm- tem Resonatorspiegel 110 und dem das Messtarget bildenden Retroreflektor 120, V den variablen Abstand zwischen dem ortsfesten ebenen Umkehrspiegel (=„Rezirkulationsspiegel“) 130 und dem beweglichen Retroreflektor 120, R den Krümmungsradius des gekrümmtem Resonatorspiegels 110 und ( sx, sy ) die transversale Verschiebung des Retroreflektors 120 zur optischen Achse (welche im eingezeichneten Koordinatensystem in z-Richtung verläuft). K = KFS (L) RR (S) KFS (L 'KFSW) KRR (S) FSO K L ens (R / 2) Here L denotes the variable distance between the stationary curved resonator mirror 110 and the measurement target forming retroreflector 120, V the variable distance between the fixed plane inverted mirror (= "recirculation mirror") 130 and the movable retroreflector 120, R the radius of curvature of the curved resonator mirror 110 and (s x , s y ) the transverse displacement of the retroreflector 120 to the optical axis (which extends in the drawn coordinate system in the z-direction).
Aufgrund des identischen Verschwindens der ersten vier Einträge in der letzten Spalte der Transfermatrix gilt für den Strahlvektor des Flauptstrahls Rc = (O,O,O,O,I)7’. Der Flauptstrahl ist damit wie gewünscht unabhängig vom Aus- wandern des das Messtarget bildenden Retroreflektors 120. Die effektive Resonatorlänge beträgt Leff = L + V . Aus einer Verschiebung des das Mes- starget bildenden Retroreflektors 120 in Messrichtung um AL folgt ALeff = 2 AL. Die Erfüllung der Stabilitätsbedingung erfordert L + V < R < oo . Die Parameter der TEMOO-Eigenmoden ergeben sich aus den o.g. Gleichungen zuBecause of the identical disappearance of the first four entries in the last column of the transfer matrix, R c = (O, O, O, O, I) 7 ' applies to the jet vector of the main jet. As required, the main beam is thus independent of the migration of the retroreflector 120 forming the measurement target. The effective resonator length is L eff = L + V. A displacement of the retroreflector 120 forming the measurement star in the measuring direction about AL results in AL eff = 2 AL. The satisfaction of the stability condition requires L + V <R <oo. The parameters of the TEMOO eigenmodes result from the equations above
Rm = R und Fig. 2 zeigt in weiter schematisierter Darstellung ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Konzepts. Im linken Teil von Fig. 2 ist ein herkömm- licher optischer Resonator mit ortsfestem Resonatorspiegel 10 und Messtarget 20 angedeutet. Erfindungsgemäß wird (wie im rechten Teil von Fig. 2 angedeu- tet) zwischen ortsfestem Resonatorspiegel 210 und Messtarget 220 eine Rezirkulationsoptik 230 (verwirklicht in Fig. 1 durch den Umkehrspiegel 130) vorgesehen. R m = R and Fig. 2 shows in a further schematic representation of a diagram for explaining the inventive concept. In the left part of Fig. 2, a conventional optical resonator with fixed resonator mirror 10 and measuring target 20 is indicated. According to the invention (as indicated in the right-hand part of FIG. 2) a recirculation optic 230 (realized in FIG. 1 by the reversing mirror 130) is provided between the stationary resonator mirror 210 and the measuring target 220.
Fig. 3a-3b zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer Aus- führungsformen einer erfindungsgemäßen Messanordnung, wobei im Vergleich zu Fig. 1 a-1 b analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„200“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Ausführungsformen von Fig. 3a-3b unterscheiden sich von denjenigen aus Fig. 1 a-1 b dadurch, dass anstelle des Retroreflektors 120 ein Planspiegel 340 als bewegliches Messtarget dient, wobei der Retroreflektor 320 auf Seiten des ortsfesten Teils des Resonators angeordnet ist. 3a-3b show schematic illustrations for explaining further embodiments of a measuring arrangement according to the invention, wherein in comparison to FIGS. 1a-1b analogous or substantially functionally identical components are designated by reference numerals increased by "200". The embodiments of FIGS. 3a-3b differ from those of FIGS. 1a-1b in that, instead of the retroreflector 120, a plane mirror 340 serves as a movable measurement target, wherein the retroreflector 320 is arranged on the side of the stationary part of the resonator.
Die Transfermatrix der um die nominalen Winkel aufgefalteten Strecke lautet exemplarisch für das Ausführungsbeispiel gekrümmtem festen Resonator- Spiegel 310 gemäß Fig. 3a The transfer matrix of the distance which is unfolded by the nominal angle is exemplary for the embodiment of the curved solid resonator mirror 310 according to FIG. 3a
Darin bezeichnet L den variablen Abstand zwischen dem ortsfesten gekrümm- ten Resonatorspiegel 310 und dem beweglichen Planspiegel 340, ' den vari- ablen Abstand zwischen dem ortsfesten Retroreflektor 320 und dem bewegli- chen Planspiegel 340, L" den variablen Abstand zwischen dem ortsfesten Um- kehrspiegel 330 und dem beweglichen Planspiegel 340 und R den Krüm- mungsradius des gekrümmten ortsfesten Resonatorspiegels 310. Therein, L denotes the variable distance between the stationary curved resonator mirror 310 and the movable plane mirror 340, the variable distance between the fixed retroreflector 320 and the movable plane mirror 340, L "denotes the variable distance between the stationary envelope. sweeping mirror 330 and the movable plane mirror 340 and R the curvature radius of the curved stationary resonator mirror 310th
Aufgrund des identischen Verschwindens der ersten vier Einträge in der letzten Spalte der Transfermatrix gemäß (2) gilt für den Strahlvektor des Hauptstrahls R . = (O,O,O,O,I)7’. Der Hauptstrahl ist damit - wie gewünscht -auch hier unab- hängig vom Auswandern des Messtargets. Die effektive Resonatorlänge be- trägt Leff = L + 2L' + L" . Aus einer Verschiebung des das Messtarget bilden- den Planspiegels 340 in Messrichtung um AL folgt ALeff = 4 AL. Die Erfüllung der Stabilitätsbedingung erfordert L + 2L' + L" < R < oo. Für Parameter der TEMOO-Eigenmoden erhält man Rm = R und Due to the identical disappearance of the first four entries in the last column of the transfer matrix according to (2) applies to the beam vector of the main beam R. = (O, O, O, O, I) 7 ' . The main beam is thus - as desired - also here independent of the emigration of the measurement target. The effective resonator length is L eff = L + 2L '+ L ", and AL eff = 4 AL follows from a shift of the plane mirror 340 forming the measurement target in the measurement direction about AL. Fulfillment of the stability condition requires L + 2L' + L "<R <oo. For parameters of the TEMOO eigenmodes we obtain R m = R and
Die in Fig. 3b dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 3a wiederum (analog zu Fig. 1a-1 b) lediglich dadurch, dass anstelle des ortsfesten gekrümmtem Resonatorspiegels 310 eine ortsfeste„Katzen- augenoptik“ aus einer Fourier-Linse 312 mit in ihrer Brennebene angeordne- tem Spiegel 313 eingesetzt wird. The embodiment shown in FIG. 3 b differs from that of FIG. 3 a again (analogously to FIGS. 1 a - 1 b) only in that, instead of the fixed curved resonator mirror 310, a fixed "cat eye optic" comprising a Fourier lens 312 in its focal plane arranged mirror 313 is used.
Fig. 3c zeigt ausgehend von den Ausführungsformen von Fig. 3a-3b und aus Richtung des das Messtarget bildenden Planspiegels 340 einige sich in ihrer geometrischen Anordnung unterscheidende mögliche Konfigurationen. Fig. 3c shows, starting from the embodiments of Figs. 3a-3b and from the direction of the measuring target forming plane mirror 340, some possible configurations differing in their geometrical arrangement.
Fig. 4a-4b zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer Aus- führungsformen einer erfindungsgemäßen Messanordnung, wobei wiederum im Vergleich zu Fig. 3a-3b analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. 4a-4b show schematic representations for explaining further embodiments of a measuring arrangement according to the invention, again analogous or essentially functionally identical components having reference numbers increased by "100" being compared to FIGS. 3a-3b.
Gemäß Fig. 4a tritt ein Messstrahl wiederum über eine Einheit 401 (deren Auf- bau und Funktionsweise unter Bezugnahme auf Fig. 6-11 noch näher be- schrieben wird) und eine optische Faser 402 in den Resonator durch den ge- krümmtem ortsfesten Resonatorspiegel 410 (mit Spiegelfläche 411 ) und trifft nach Durchlaufen einer Freiraumstrecke auf einen polarisationsoptischen Strahlteiler 450, welcher eine Strahlteilerschicht 450a aufweist. Die p- polarisierte Komponente des Messstrahls wird transmittiert, wohingegen die s- Komponente aus dem Resonator herausreflektiert und damit vernichtet wird. Der nun p-polarisierte Strahl wird mittels einer Lambda/4-Platte 460 in einen zirkular polarisierten Strahl transformiert und durchläuft eine weitere Freiraum- strecke bis zu dem das Messtarget bildenden Planspiegel 440. Dort wird er zu- rück reflektiert und durchtritt wiederum die Lambda/4-Platte 460, wodurch er in einen linear polarisierten Strahl mit 90° Verdrehung gegenüber der ursprüng- lichen p-Polarisation, also in einen s-polarisierten Strahl, transformiert wird. According to FIG. 4 a, a measuring beam in turn passes through a unit 401 (the structure and mode of operation of which will be described in more detail with reference to FIGS. 6-11) and an optical fiber 402 into the resonator through the curved fixed resonator mirror 410 (with mirror surface 411) and hits after passing through a free space path on a polarization optical beam splitter 450, which has a beam splitter layer 450a. The p-polarized component of the measuring beam is transmitted, whereas the s-component is reflected out of the resonator and thus destroyed. The now p-polarized beam is transformed into a circularly polarized beam by means of a lambda / 4 plate 460 and passes through a further free space path up to the plane mirror 440 forming the measurement target. There it is reflected back and again passes through the lambda / 4-plate 460, whereby it is transformed into a linearly polarized beam with 90 ° rotation in relation to the original p-polarization, ie into an s-polarized beam.
Der nun s-polarisierte Strahl wird am polarisationsoptischen Strahlteiler 450 vollständig reflektiert und in den (z.B. monolithisch angefügten) Retroreflektor 420 eingeleitet. Dort wird der Strahl mit einem Parallelversatz zurückreflektiert und wiederum an der Strahlteilerschicht 450a in Richtung des das Messtarget bildenden Planspiegels 440 abgelenkt. Beim Durchtritt durch die Lambda/4- Platte wird der Strahl erneut zirkular polarisiert und gelangt nach einer Frei- raumstrecke zum das Messtarget bildenden Planspiegel 440, an dem er wiede- rum zurückreflektiert wird. Nach abermaligem Durchtritt durch die Lambda/4- Platte nimmt er wieder den ursprünglichen p-Polarisationszustand an, durch- läuft die Strahlteilerschicht 450a ohne Ablenkung und gelangt schließlich zum ortsfesten Umkehrspiegel 330. Von dort ausgehend wird der gesamte optische Weg in umgekehrter Reihenfolge identisch durchlaufen, so dass der Strahl am Ende eines Durchlaufs wieder in seiner ursprünglichen Position und mit glei- cher Neigung auf den gekrümmtem ortsfesten Resonatorspiegel 410 auftrifft. Damit schließt sich der Kreis und der nächste Umlauf wird mit der Reflexion am gekrümmten Resonatorspiegel 410 eingeleitet. Es wird dabei vorausgesetzt, dass der Retroreflektor derart ausgeführt ist, dass die Polarisation des Strahls nach dem Durchgang erhalten bleibt, was durch Beschichtung mit einem in geeigneter Weise ausgelegten optischen Viellagen-Schichtsystem auf den Spiegelflächen erzielt werden kann. Die in Fig. 4b dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 4a wiederum (analog zu Fig. 1a-1 b) lediglich dadurch, dass anstelle des ortsfesten gekrümmtem Resonatorspiegels 410 eine ortsfeste„Katzen- augenoptik“ aus einer Fourier-Linse 412 mit in ihrer Brennebene angeordne- tem, definiert defokussiertem Spiegel 413 eingesetzt wird. The now s-polarized beam is completely reflected at the polarization-optical beam splitter 450 and introduced into the (eg monolithically attached) retroreflector 420. There, the beam is reflected back with a parallel offset and again deflected at the beam splitter layer 450a in the direction of the plane target 440 forming the measurement target. When it passes through the lambda / 4 plate, the beam is once again circularly polarized and after a free-space path arrives at the plane mirror 440 forming the measurement target, where it is again reflected back. After repeated passage through the lambda / 4 plate, it again assumes the original p-polarization state, passes through the beam splitter layer 450a without deflection and finally reaches the fixed reversing mirror 330. From there, the entire optical path is identical in the reverse order, so that the beam at the end of a run again in its original position and with the same inclination on the curved stationary resonator mirror 410 impinges. This closes the circle and the next circulation is initiated with the reflection at the curved resonator mirror 410. It is hereby assumed that the retroreflector is designed in such a way that the polarization of the beam after the passage is maintained, which can be achieved by coating with a suitably designed optical multilayer coating system on the mirror surfaces. The embodiment shown in FIG. 4 b differs from that of FIG. 4 a again (analogously to FIGS. 1 a - 1 b) only in that, instead of the stationary curved resonator mirror 410, a fixed "cat eye optic" comprising a Fourier lens 412 In its focal plane arranged, defined defocused mirror 413 is used.
Gemäß Fig. 4a-4c wird im Ergebnis im Unterschied zu Fig. 3a-3b insbesondere jeweils eine nominal senkrechte Inzidenz auf dem als Planspiegel ausgeführ- ten Messtarget 440 erreicht, indem unter Einsatz des polarisationsoptischen Strahlteilers 450 der „Retroreflektor-Strahlengang“ direkt auf die optische Achse gefaltet wird. As a result, in contrast to FIGS. 3a-3b, in each case a nominally perpendicular incidence is achieved on the measuring target 440 designed as a plane mirror, by using the polarization-optical beam splitter 450 the "retroreflector beam path" directly onto the optical axis is folded.
Fig. 5a-5b zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer Aus- führungsformen einer erfindungsgemäßen Messanordnung, wobei wiederum im Vergleich zu Fig. 4a-4b analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. 5a-5b show schematic representations for explaining further embodiments of a measuring arrangement according to the invention, again analogous or substantially functionally identical components having reference numerals increased by "100" being compared with FIGS. 4a-4b.
In den Ausführungsformen von Fig. 5a-5b wird anstelle des Retroreflektors eine optische Gruppe 520 aus zwei Linsen 521 , 523 in Kepler-Anordnung (afokaler Anordnung) eingesetzt. In der gemeinsamen Brennebene dieser bei- den Linsen 521 , 523 - der sogenannten Raumfilterebene - befindet sich ein hier (auch als Retina-Spiegel zu bezeichnender) Spiegel 522 mit zentraler Öffnung, welcher den vom das Messtarget bildenden Planspiegel 540 zurück- laufenden Strahlengang zurückwirft, sofern der Planspiegel 540 einen hinrei- chend großen Anstellwinkel aufweist. Die Transfermatrix des aufgefalteten nominalen Systems (bei welchem der Nominalanstellwinkel des Planspiegels 540 herausgefaltet ist) lautet In the embodiments of FIGS. 5a-5b, instead of the retroreflector, an optical group 520 of two lenses 521, 523 in Kepler arrangement (afocal arrangement) is used. In the common focal plane of these two lenses 521, 523 - the so-called spatial filter plane - there is a mirror 522 (also referred to as a retina mirror) with a central opening, which throws back the beam path returning from the plane target 540 forming the measurement target, if the plane mirror 540 has a sufficiently large angle of attack. The transfer matrix of the unfolded nominal system (at which the nominal angle of attack of the plane mirror 540 is folded out) is
Dabei bezeichnen L den variablen Abstand zwischen der ausgangsseitigen Linse 523 und dem das Messtarget bildenden Planspiegel 540, und F und F2 bezeichnen die Brennweiten der beiden Linsen 521 , 523. q = (qc, qn) steht für die Neigungsabweichungen des das Messtarget bildenden Planspiegels 540 gegenüber seinen nominalen Werten. Das zugrunde liegende paraxiale Er- satzschema für die in Fig. 5c dargestellte Anordnung mit Planspiegel 530 und optischer Gruppe 520 ist in Fig. 5d gezeigt. Die ausgangsseitige Linse 523 bildet zusammen mit dem (Retina-)Spiegel 522 in ihrer Brennebene einen funktionalen Retroreflektor in Form eines Katzenauges. Als eingangsseitige Bezugsebene ist hierbei die Brennebene der ersten Linse 521 ausgewählt. Die Transfermatrix zeigt die Eigenschaft der Retroreflexion in Form des identischen Verschwindens ihrer Einträge MS 1 und M5 3. Here, L denotes the variable distance between the output side lens 523 and the measurement target plane mirror 540, and F and F 2 denote the focal lengths of the two lenses 521, 523. q = (q c , q n ) represents the inclination deviations of the measurement target planing mirror 540 over its nominal values. The underlying paraxial replacement scheme for the arrangement with plane mirror 530 and optical group 520 shown in FIG. 5 c is shown in FIG. 5 d. The output-side lens 523, together with the (retina) mirror 522 in its focal plane forms a functional retroreflector in the form of a cat's eye. In this case, the focal plane of the first lens 521 is selected as the input-side reference plane. The transfer matrix shows the property of retroreflection in the form of the identical disappearance of its entries M S 1 and M 5 3.
Des Weiteren ist gemäß Fig. 5a-5b bezogen auf den optischen Strahlengang nachfolgend der vorstehend beschriebenen optischen Gruppe 520 (also an deren„Systemausgang“) analog zu den vorstehend beschriebenen Ausfüh- rungsformen einen Planspiegel 530 als Rezirkulationsoptik einfügt, welcher den Strahlengang in sich zurückwirft. Furthermore, in accordance with FIGS. 5a-5b, with reference to the optical beam path following the above-described optical group 520 (ie at its "system output"), analogously to the embodiments described above, a plane mirror 530 as recirculation optics is inserted, which throws the beam path back into itself ,
Die Transfermatrix der aufgefalteten nominalen Kavität bzw. des optischen Re- sonators gemäß Fig. 5a-5c lautet The transfer matrix of the unfolded nominal cavity or of the optical resonator according to FIGS. 5a-5c is
Die darin enthaltenen Größen sind bis auf den Abstand l zwischen dem Plan- spiegel 530 und der eingangsseitigen Linse 521 bereits oben definiert. Infolge der Rezirkulation über den Planspiegel 530 sind Ein- und Ausgang identisch, und das Verschwinden der ersten vier Einträge der letzten Spalte zeigt an, dass die anvisierte Robustheit gegenüber parasitären Verkippungen des das Messtarget bildenden Planspiegels 540 erreicht ist. The variables contained therein are already defined above, except for the distance l between the plane mirror 530 and the input-side lens 521. As a result of the recirculation via the plane mirror 530, the input and output are identical, and the disappearance of the first four entries of the last column indicates that that the targeted robustness is achieved with respect to parasitic tilting of the measurement target 540 forming the measurement target.
Die vorstehend beschriebene Optik wird gemäß Fig. 5a-5c zu einem optischen Resonator vervollständigt, indem sie eingangsseitig mit einem gekrümmten Spiegel 510 (gemäß Fig. 5a) oder alternativ mit einer„Katzenaugenoptik“ aus einer Fourier-Linse 512 mit in ihrer Brennebene angeordnetem Spiegel 513 (gemäß Fig. 5b) abgeschlossen wird. Die Transfermatrix für den einfachen Streckendurchtritt eines solchen Resona- tors für die Ausführungsform mit gekrümmtem Spiegel gemäß Fig. 5a lautet The optics described above are completed according to Fig. 5a-5c to an optical resonator by input side with a curved mirror 510 (FIG. 5a) or alternatively with a "cat's eye optics" of a Fourier lens 512 with arranged in its focal plane mirror 513 (as shown in FIG. 5b) is completed. The transfer matrix for the simple passage passage of such a resonator for the curved mirror embodiment according to FIG. 5a is
wobei sowohl der gekrümmte Resonator-Spiegel 510 als auch der die Rezirku- lation bewirkende Planspiegel 530 in der Brennebene der eingangsseitigen Linse 521 der optischen Gruppe 520 liegen. Aufgrund des identischen Verschwindens der ersten vier Einträge in der letzten Spalte der Transfermatrix gilt für den Strahlvektor des Hauptstrahls Rc = (O,O,O,O,I)7’. Der Hauptstrahl ist damit wie gewünscht unabhängig vom Aus- wandern des das Messtarget bildenden Planspiegels 540. Die effektive Re- sonator-Länge beträgt Leff = 4(L - F2) und wird von der ausgangsseitigen Brennebene der ausgangsseitigen Linse 523 aus gezählt. Aus einer Verschie- bung des das Messtarget bildenden Planspiegels 540 in Messrichtung um AL folgt ALeff = 4 AL. Die Erfüllung der Stabilitätsbedingung erfordert Leff - 4 (L - F2) < R F2 2/F2 < oo. wherein both the curved resonator mirror 510 and the recirculation plane mirror 530 are located in the focal plane of the input-side lens 521 of the optical group 520. Due to the identical disappearance of the first four entries in the last column of the transfer matrix, R c = (O, O, O, O, I) 7 ' applies to the beam vector of the main beam. As is desired, the main beam is therefore independent of the migration of the plane mirror 540 forming the measurement target. The effective resonator length is L eff = 4 (L-F 2 ) and is counted from the output focal plane of the output-side lens 523. A displacement of the plane mirror 540 forming the measurement target in the measuring direction about AL is followed by AL eff = 4 AL. The fulfillment of the stability condition requires L eff - 4 (L - F 2 ) <RF 2 2 / F 2 <oo.
Durch die Abbildungseigenschaften der optischen Gruppe 520 (welche in effektives Kepler-Teleskop bildet) wird der Krümmungsradius des eingangssei- tigen Resonator-Spiegels 510 in einen effektiven Krümmungsradius Reff = R FH Fl transformiert. Der Skalierungsfaktor entspricht gerade dem Tiefen- maßstab der afokalen Optik. By virtue of the imaging properties of the optical group 520 (which forms an effective Kepler telescope), the radius of curvature of the input-side resonator mirror 510 is transformed into an effective radius of curvature R eff = R FH Fl. The scaling factor corresponds to the depth scale of the afocal optics.
In sämtlichen vorstehend anhand von Fig. 1 -5 beschriebenen Ausführungs- formen kann ein jeweils vorhandener Retroreflektor auch in einer„Katzen- augen-Konfiguration“ (d.h. mit einer Fourier-Optik bzw. Linse mit in ihrer Brennebene angeordnetem Spiegel) ausgestaltet sein. Hierdurch kann dem Umstand Rechnung getragen, dass die Verluste im optischen Resonator typi- scherweise auf maximal 0.1 %-0.5% begrenzt werden müssen, was bei Ausge- staltung des Retroreflektors mit einer Mehrzahl von Reflexionsflächen aufgrund der Mehrzahl auftretender Reflexionen erschwert wird. In all the embodiments described above with reference to Figures 1 -5, any retroreflector present may also be configured in a "cat's eye configuration" (i.e., with a Fourier optic or lens having a mirror disposed in its focal plane). This allows for the fact that the losses in the optical resonator typically have to be limited to a maximum of 0.1% -0.5%, which is made more difficult when designing the retroreflector with a plurality of reflection surfaces due to the plurality of reflections occurring.
Es wird ferner vorausgesetzt, dass der Retroreflektor derart ausgeführt ist, dass die Polarisation des Strahls nach dem Durchgang erhalten bleibt. Die Eigenschaft der Polarisationserhaltung des Retroreflektors kann durch Be- schichtung durch ein in geeigneter Weise ausgelegtes optisches Viellagen- Schichtsystem auf den Spiegelflächen erzielt werden. It is further assumed that the retroreflector is designed such that the polarization of the beam is maintained after the passage. The property of the polarization maintenance of the retroreflector can be achieved by coating by means of a suitably designed optical multilayer coating system on the mirror surfaces.
Im Weiteren werden Realisierungskonzepte einer frequenzbasierten Längen- bzw. Positionsmessung unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellun- gen von Fig. 6-9 beschrieben. In the following implementation concepts of a frequency-based length or position measurement are described with reference to the schematic representations of Fig. 6-9.
Dabei zeigt Fig. 6 zunächst ein Diagramm zur Erläuterung des für sich bekann- ten Prinzips, wonach ein durchstimmbarer Laser 601 über einen geeigneten Regelkreis (im dargestellten Beispiel nach dem Pound-Drever-Hall-Verfahren) einer Frequenz eines Resonators 602 folgt, so dass die letztlich zu messende Länge L des Resonators 602 als Frequenz des durchstimmbaren Lasers 601 kodiert wird. 6 shows a diagram for explaining the principle known per se, according to which a tunable laser 601 follows a frequency of a resonator 602 via a suitable control circuit (in the illustrated example according to the Pound-Drever-Hall method), so that the ultimate to be measured Length L of the resonator 602 is coded as the frequency of the tunable laser 601.
In Fig. 6 entspricht der gestrichelt umrandete Bereich der Einheit„501“ aus Fig. 5 (bzw. den Einheiten„102“,„301“ und„401“ in Fig. 1 , Fig. 3 und Fig. 4). In Fig. 6, the area surrounded by the dashed line corresponds to the unit "501" of Fig. 5 (or the units "102", "301" and "401" in Fig. 1, Fig. 3 and Fig. 4).
Die Anordnung gemäß Fig. 6 umfasst einen Faraday-Isolator 605, einen elektrooptischen Modulator 606, einen polarisationsoptischen Strahlteiler 607, eine Lambda/4-Platte 608, einen Photodetektor 609 und einen Tiefpassfilter 610. Zur Frequenzmessung wird ein Teil des von dem durchstimmbaren Laser 601 ausgesandten Laserlichts über einen Strahlteiler 603 ausgekoppelt und einem Analysator 604 zur Frequenzmessung zugeführt. Die eigentliche Frequenzmessung im Analysator 604 kann beispielsweise über den Vergleich mit einer Frequenz-Referenz (z.B. wie im Weiteren noch erläutert einem fs- Frequenzkamm eines Femtosekundenlasers) erfolgen. The arrangement according to FIG. 6 comprises a Faraday isolator 605, an electro-optical modulator 606, a polarization-optical beam splitter 607, a lambda / 4-plate 608, a photodetector 609 and a low-pass filter 610. For frequency measurement, part of the signal from the tunable laser 601 emitted laser light via a beam splitter 603 coupled and supplied to an analyzer 604 for frequency measurement. The actual frequency measurement in the analyzer 604 can be made, for example, by comparison with a frequency reference (for example, as explained below, an fs frequency comb of a femtosecond laser).
Gemäß Fig. 7 kann in einer Weiterentwicklung des vorstehend beschriebenen Prinzips der frequenzbasierten Längenmessung auch eine Regelung von zwei durchstimmbaren Lasern 701 , 702 (z.B. ebenfalls gemäß dem Pound-Drever- Flall-Verfahren) auf zwei unterschiedliche und ihrem Modenindex-Abstand be- kannte Resonatormoden erfolgen. Die Schwebungs- bzw. Differenzfrequenz fbeat = Af = f2— fi des durch Überlagerung der Strahlung der beiden Laser 701 , 702 auf einem Photodetektor 703 erhaltenen Signals wird über einen Frequenzzähler 704 bestimmt. Die gesuchte Länge L des Resonators kann dann gemäß According to FIG. 7, in a further development of the principle of the frequency-based length measurement described above, regulation of two tunable lasers 701, 702 (eg also according to the pound-three-fill method) can be performed on two different resonator modes known to their mode index spacing respectively. The beat frequency fbeat = Af = f 2 -f of the signal obtained by superposing the radiation of the two lasers 701, 702 on a photodetector 703 is determined via a frequency counter 704. The sought length L of the resonator can then according to
L = c/2 Aq/fbeat (35) bestimmt werden, wobei Aq den Modenabstand im Frequenzkamm des Resonators bezeichnet. Der Modenabstand Aq kann z.B. über Durchstimmung einer der beiden Laserfrequenzen ausgehend von einer gemeinsamen Aus- gangsfrequenz und Durchzählen der durchschrittenen Reflexionsminima des Frequenzkamms des Resonators gewonnen werden. Fig. 8 dient zur Erläuterung des Prinzips der frequenzbasierten Längen- messung basierend auf der Schwebung zwischen einem auf eine Resonator- mode eines Resonators 802 stabilisierten durchstimmbaren Laser 801 und einem Femtosekundenlaser 803. Die Schwebung zwischen den Laserstrahlen des durchstimmbaren Lasers 801 und des Femtosekundenlasers 803 wird durch deren Überlagerung auf einem schnellen Photodetektor 805 realisiert. Aus der Analyse des Schwebungssignals, welches eine Überlagerung einer Vielzahl simultan stattfindender Schwebungen umfasst, werden die einzelnen Schwebungsfrequenzen extrahiert. Gemäß Fig. 8 ist ferner ein Frequenz- Standard 806 (z.B. in Form einer Gaszelle, insbesondere etwa einer Acethylen- Gaszelle in den S- und C-Telekommunikationsfrequenzbändern um 1500nm), zur Beseitigung einer Unkenntnis hinsichtlich des Frequenzkamm-Index vorge- sehen. Dem Frequenzstandard 806 nachgeschaltet sind ein Photodetektor 810 und eine Signalanalysator 811. L = c / 2 Aq / f beat (35), where Aq denotes the mode spacing in the frequency comb of the resonator. The mode spacing Aq can be obtained, for example, by tuning one of the two laser frequencies, starting from a common output frequency and counting the traversed reflection minima of the frequency comb of the resonator. FIG. 8 is illustrative of the principle of frequency-based length measurement based on the beat between a tunable laser 801 stabilized on a resonator mode of a resonator 802 and a femtosecond laser 803. The beat between the laser beams of the tunable laser 801 and the femtosecond laser 803 becomes realized by their superposition on a fast photodetector 805. From the analysis of the beat signal, which comprises a superposition of a plurality of simultaneous beats, the individual beating frequencies are extracted. According to FIG. 8, a frequency standard 806 (eg in the form of a gas cell, in particular approximately an acetylene gas cell in the S and C telecommunications frequency bands around 1500 nm) is also provided to eliminate ignorance of the frequency comb index. Downstream of the frequency standard 806 are a photodetector 810 and a signal analyzer 811.
Aus Kenntnis der einzelnen Schwebungsfrequenzen sowie Kenntnis der Moden-Indizes kann gemäß Fig. 8 die gesuchte Frequenz des durchstimm- baren Lasers 801 rekonstruiert werden. From knowledge of the individual beat frequencies as well as knowledge of the mode indices, the desired frequency of the tunable laser 801 can be reconstructed according to FIG.
Die Träger-Einhüllenden-Frequenz (Kamm-Offsetfrequenz) des Femtosekun- denlasers 803 ist hierbei gegeben durch und kann mit Hilfe eines nichtlinearen, sogenannten f-2f- Interferometers ge- messen und über einen Regelkreis konstant gehalten oder über einen optisch nichtlinearen Prozess eliminiert werden. Die Kamm-Offsetfrequenz fceo und The carrier envelope frequency (comb offset frequency) of the femtosecond laser 803 is given by and can be measured with the aid of a non-linear, so-called f-2f interferometer and kept constant via a control loop or eliminated via an optically non-linear process. The comb offset frequency f ceo and
die Pulswiederholfrequenz frep =— liegen im Radiofrequenzbereich und können hochgenau gemessen und auf Atomuhren stabilisiert werden. Das breite optische Spektrum dieses Femtosekundenlasers 803 umfasst eine Viel- zahl scharfer Linien mit konstantem Frequenzabstand frep entsprechend fk = fceo + k frep , k E M » 1 (37) wobei k den Kammindex bezeichnet. the pulse repetition frequency f rep = - lie in the radio frequency range and can be measured with high precision and stabilized on atomic clocks. The wide optical spectrum of this femtosecond laser 803 comprises a multiplicity of sharp lines with a constant frequency spacing f rep f k = fceo + kf rep , k EM »1 (37) where k denotes the comb index.
Die zahlreichen möglichen Schwebungsfrequenzen zwischen einem durch- stimmbaren Laser mit zu bestimmender Frequenz fx und einem in seinen Parametern genau bekannten Femtosekundenlaser lauten im Allgemeinen The numerous possible beat frequencies between a tunable laser with frequency f x to be determined and a femtosecond laser precisely known in its parameters are generally
Ein beispielhaftes Spektrum der Schwebungsfrequenzen zwischen einem auf eine Resonatormode stabilisierten durchstimmbaren Laser und einem Femto- sekundenlaser als Funktion der Änderung der Resonatorlänge ist in Fig. 9a gezeigt. Es handelt sich um ein entlang beider Achsen periodisches Rauten- muster, welches auch als Schwebungs-Raster bezeichnet werden kann. Eine hieraus grundsätzlich resultierende Mehrdeutigkeit muss in Analogie zur zählenden distanzmessenden Interferometrie durch lückenloses Mitzählen der Durchtritte durch Zellengrenzen im Rautenmuster ausgehend von einer durch Nullung festgelegten Startposition beseitigt werden. Auf die eine hierbei noch verbleibende Unsicherheit hinsichtlich der Zählrichtung und die Beseitigung dieser Unsicherheit wird im Weiteren unter Bezugnahme auf Fig. 10 eingegan- gen. An exemplary spectrum of beat frequencies between a tunable laser stabilized to a resonator mode and a femtosecond laser as a function of resonator length change is shown in FIG. 9a. It is a periodic diamond pattern along both axes, which can also be called a beat raster. A basically resulting ambiguity must be eliminated in analogy to the counting distance-measuring interferometry by gapless counting the passages through cell boundaries in the diamond pattern, starting from a fixed starting position by zeroing. The remaining uncertainty with regard to the counting direction and the elimination of this uncertainty will be discussed below with reference to FIG. 10.
Fig. 10 zeigt eine Erweiterung des Aufbaus von Fig. 8, wobei zu Fig. 8 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„200“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Fig. 10 shows an extension of the structure of Fig. 8, wherein to Fig. 8 analog or substantially functionally identical components are designated by reference numerals increased by "200".
Gemäß Fig. 10 ist zusätzlich zum ersten durchstimmbaren Laser 1001 ein zweiter durchstimmbarer Laser 1012 mit Photodetektor 1008 und zugeordneter Schwebungsfrequenz-Analysator-Einheit 1009 in das Messsystem integriert. Der zweite Laser 1012 wird ebenfalls auf eine ausgewählte Resonatormode des optischen Resonators stabilisiert, so dass für die Frequenz des von dem zweiten durchstimmbaren Laser 1012 erzeugten Laserstrahls gilt: h = L + FSR(L)Aq . (39) Referring to FIG. 10, in addition to the first tunable laser 1001, a second tunable laser 1012 with photodetector 1008 and associated beat frequency analyzer unit 1009 is integrated with the measurement system. The second laser 1012 also becomes a selected resonator mode of the optical resonator so that the frequency of the laser beam generated by the second tunable laser 1012 is: h = L + FSR (L) Aq. (39)
FSR(L) = c/2L bezeichnet dabei den sogenannten freien Spektralbereich, wel- cher dem Frequenzabstand zwischen benachbarten Moden im Modenkamm des Resonators entspricht. FSR (L) = c / 2L designates the so-called free spectral range, which corresponds to the frequency spacing between adjacent modes in the mode comb of the resonator.
Die Laserfrequenzen der Laser 1001 und 1012 von Fig. 10 weisen zwei ver- schränkte Raster von Schwebungsfrequenzen (analog zu dem schematisch in Fig. 9b gezeigten Rautenmuster) auf, anhand derer eine ansonsten gegebene „Richtungs-Uneindeutigkeit“ bezüglich der Zählrichtung (beim Zählen der Durchtritte durch Zellgrenzen im Rautenmuster von Fig. 9a) beseitigbar ist: Mit Hilfe des durch diesen weiteren Laser 1012 erzeugten und an den Frequenz- kamm des optischen Resonators gekoppelten Laserstrahls gelingt hierbei die Lösung des Eindeutigkeitsproblems bezüglich der Zählrichtung, da mit Hilfe der zusätzlichen Information in Form der Frequenzen des zweiten Schwebungs- rasters stets eindeutig die Zählrichtung festgestellt werden kann (vgl. Fig. 9b). Dabei ist es in vorteilhafter Weise möglich, die absolute Länge des optischen Resonators gemäß c The laser frequencies of the lasers 1001 and 1012 of FIG. 10 have two restricted rasters of beat frequencies (analogous to the diamond pattern shown schematically in FIG. 9b), by which an otherwise given "directional ambiguity" with respect to the counting direction (in counting the With the aid of the laser beam generated by this further laser 1012 and coupled to the frequency comb of the optical resonator, the solution of the uniqueness problem with respect to the counting direction succeeds, since with the aid of the additional information in FIG Form of the frequencies of the second beat grid always clearly the counting direction can be determined (see Fig. 9b). It is possible in an advantageous manner, the absolute length of the optical resonator according to c
L = (40  L = (40
2k 02,1 ) 2 k 02,1)
2 Li jederzeit direkt zu bestimmen und so den absoluten (Anschluss-)Wert für das weitere inkrementeile Zählen gemäß 2 Li at any time to determine directly and so the absolute (connection) value for the further incremental counting according to
zu erhalten. Beim inkrementeilen Zählen kann die Änderung des Offset-Index Sg, der auch die bekannte Guoy-Phase umfasst, vernachlässigt werden, so dass die relative Frequenzänderung direkt für eine relative Längenänderung steht. Mit Kenntnis der zuvor bestimmten Absolutlänge kann aus der relativen Längenänderung unmittelbar die interessierende absolute Längenänderung berechnet werden. Im Ergebnis wird mit dem in Fig. 10 vorgeschlagenen Auf- bau eine frequenzbasierte Längenmessung realisiert. to obtain. In the case of incremental counting, the change in the offset index S g , which also includes the known guoy phase, can be neglected that the relative frequency change is directly related to a relative change in length. With knowledge of the previously determined absolute length, it is possible to calculate directly from the relative change in length the absolute change in length of interest. As a result, with the construction proposed in FIG. 10, a frequency-based length measurement is realized.
Grundsätzlich können die beiden o.g. Schwebungssignale auch additiv über- lagert einem einzigen gemeinsamen Schwebungsanalysator zugeführt werden, wobei jedoch dann die Schwebungsfrequenzen beider Raster zusammenfallen und die Trennung und Zuordnung der Raster in Gegenwart von Messfehlern zumindest erschwert wird oder im Extremfall nicht mehr eindeutig möglich ist. Basically, the two o.g. Beat signals are also superimposed additively fed to a single common beat analyzer, but then the beat frequencies of both rasters coincide and the separation and assignment of the grid in the presence of measurement errors is at least difficult or in extreme cases is no longer possible.
Fig. 11 zeigt eine zu Fig. 10 alternative Ausführungsform, wobei zu Fig. 10 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100“ er- höhten Bezugsziffern bezeichnet sind. FIG. 11 shows an alternative embodiment to FIG. 10, wherein components analogous or substantially functionally identical to FIG. 10 are designated by reference numerals increased by "100".
Gemäß Fig. 11 ist unter Verzicht auf den zweiten durchstimmbaren Laser 1012 aus Fig. 10 ein weiterer Laserstrahl zur Erzeugung eines weiteren verschobenen Schwebungs-Rasters dadurch realisiert, dass von dem durch- stimmbaren auf den Resonator-Kamm stabilisierbaren Laser 1101 ein Teil- strahl abgezweigt und über einen akustooptischen Modulator (AOM) 1114 in seiner Frequenz um den Wert faom verschoben wird. Dieser in seiner Frequenz starr an den durchstimmbaren Laser 1101 gekoppelte Teilstrahl mit der Frequenz f2 = f + faom wird ebenfalls auf einem Photodetektor 1112 mit einem abgezweigten Strahl des Femtosekundenlasers 1103 zur Schwebung gebracht. Das hierbei erhaltene Schwebungssignal wird mittels einer weiteren Schwebungsfrequenz-Analysator-Einheit 1113 in seiner Frequenz- Zusammensetzung analysiert. Auch hier ist es grundsätzlich möglich, die beiden Schwebungssignale additiv einer einzigen gemeinsamen Schwebungs- frequenz-Analysator-Einheit zuzuführen. 11, dispensing with the second tunable laser 1012 from FIG. 10, a further laser beam for generating a further shifted beat raster is realized in that a partial beam is branched off from the tunable laser 1101 that can be stabilized on the resonator comb and is shifted by an acousto-optic modulator (AOM) 1114 in its frequency by the value f aom . This partial beam with a frequency f 2 = f + f aom which is coupled in its frequency to the tunable laser 1101 is likewise made to bounce on a photodetector 1112 with a branched beam of the femtosecond laser 1103. The beat signal obtained in this case is analyzed by means of another beat frequency analyzer unit 1113 in its frequency composition. Here, too, it is fundamentally possible to add the two beat signals additively to a single common beat frequency analyzer unit.
Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsan- läge 1300. Die erfindungsgemäße Messanordnung kann in dieser Projektions- belichtungsanlage zur Abstandsvermessung der einzelnen Spiegel im Projektionsobjektiv oder in der Beleuchtungseinrichtung verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung in für den Betrieb im EUV ausgelegten Systemen beschränkt, sondern auch bei der Vermessung opti- scher Systeme für andere Arbeitswellenlängen (z.B. im VUV-Bereich bzw. bei Wellenlängen kleiner als 250nm) realisierbar. In weiteren Anwendungen kann die Erfindung auch in einer Maskeninspektionsanlage oder einer Waferinspek- tionsanlage realisiert werden. 13 shows a schematic representation of an exemplary microlithographic projection exposure apparatus designed for operation in the EUV. 1300. The measuring arrangement according to the invention can be used in this projection exposure apparatus for the distance measurement of the individual mirrors in the projection objective or in the illumination device. However, the invention is not limited to the application in systems designed for operation in the EUV, but also in the measurement of optical systems for other operating wavelengths (eg in the VUV range or at wavelengths less than 250nm) feasible. In other applications, the invention can also be implemented in a mask inspection system or a wafer inspection system.
Gemäß Fig. 13 weist eine Beleuchtungseinrichtung der Projektions- belichtungsanlage 1300 einen Feldfacettenspiegel 1303 und einen Pupillen- facettenspiegel 1304 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 1303 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 1301 und einen Kollektorspiegel 1302 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillen- facettenspiegel 1304 sind ein erster Teleskopspiegel 1305 und ein zweiter Teleskopspiegel 1306 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenk- spiegel 1307 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 1351 -1356 umfassenden Projektions- objektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 1321 auf einem Maskentisch 1320 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 1361 auf einem Wafertisch 1360 befindet. According to FIG. 13, a lighting device of the projection exposure apparatus 1300 has a field facet mirror 1303 and a pupil facet mirror 1304. On the field facet mirror 1303, the light of a light source unit comprising a plasma light source 1301 and a collector mirror 1302 is directed. In the light path after the pupil facet mirror 1304, a first telescope mirror 1305 and a second telescope mirror 1306 are arranged. A deflecting mirror 1307 is arranged downstream of the light path, which deflects the radiation impinging on it onto an object field in the object plane of a projection objective comprising six mirrors 1351-1356. At the location of the object field, a reflective structure-carrying mask 1321 is arranged on a mask table 1320, which is imaged by means of the projection lens into an image plane in which a photosensitive layer (photoresist) -coated substrate 1361 is located on a wafer table 1360.
Ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre kann z.B. ein für sich z.B. aus US 6,864,988 B2 bekannter Aufbau zugrunde gelegt werden, in welchem sowohl eine lastabtragende Tragstruktur 1403 („force frame“) als auch eine unabhängig hiervon vorgesehene Messstruktur 1404 („sensor frame“) vorhan- den sind. Gemäß Fig. 14 sind sowohl Tragstruktur 1403 als auch Messstruktur 1404 unabhängig voneinander über als dynamische Entkopplung wirkende mechanische Anbindungen (z.B. Federn) 1405 bzw. 1406 an eine Grundplatte bzw. Basis 1430 des optischen Systems mechanisch angebunden. Der Spiegel 1401 seinerseits ist über eine Spiegelbefestigung 1402 an der Tragstruktur 1403 befestigt. In Fig. 14 schematisch eingezeichnet sind zwei über erfin- dungsgemäße optische Resonatoren vermessene Messstrecken 1411 bzw. 1421 , welche von der Messstruktur 1404 bis hin zum Spiegel 1401 verlaufen. Without limiting the invention to this, it is possible to use, for example, a structure known per se from eg US Pat. No. 6,864,988 B2, in which both a load-bearing support structure 1403 ("force frame") and an independently provided measuring structure 1404 ("sensor frame") available. According to FIG. 14, both supporting structure 1403 and measuring structure 1404 are mechanically connected to a base plate or base 1430 of the optical system independently of one another via mechanical connections (eg springs) 1405 or 1406 acting as dynamic decoupling. The mirror 1401 in turn is attached via a mirror attachment 1402 to the support structure 1403. Shown schematically in FIG. 14 are two measurement sections 1411 and 1421 measured via optical resonators according to the invention, which extend from the measurement structure 1404 to the mirror 1401.
Zur Vermessung der Lage eines Spiegels in allen sechs Freiheitsgraden werden hierbei sechs erfindungsgemäße optische Resonatoren zur frequenz- basierten Längenmessung benötigt, wobei eine mögliche Konfiguration schematisch in Fig. 15 dargestellt ist. Eingezeichnet sind sechs Messstrecken 1505 mit jeweils einem an einem Messrahmen 1506 befindlichen Ausgangs- punkt 1504 und einem an einem Spiegel 1501 befindlichen Endpunkt 1503. In order to measure the position of a mirror in all six degrees of freedom, six optical resonators according to the invention for frequency-based length measurement are required, one possible configuration being shown schematically in FIG. 15. Shown are six measuring sections 1505, each with a starting point 1504 located on a measuring frame 1506 and an end point 1503 located on a mirror 1501.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alterna- tive Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsfor- men von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalen- te beschränkt ist. Although the invention has also been described by means of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative forms of embodiment are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

Claims

Patentansprüche claims
1. Messanordnung zur frequenzbasierten Positionsbestimmung einer Kompo- nente, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie, mit 1. Measuring arrangement for the frequency-based position determination of a component, in particular in an optical system for microlithography, with
• wenigstens einem optischen Resonator, wobei dieser Resonator einen ortsfesten ersten Resonatorspiegel, ein der Komponente zu- geordnetes bewegliches Messtarget und einen ortsfesten zweiten Resonatorspiegel aufweist; • at least one optical resonator, said resonator having a fixed first resonator mirror, a component of the associated mobile measurement target and a stationary second resonator mirror;
• wobei der zweite Resonatorspiegel durch einen Umkehrspiegel (130, 330, 430, 530) gebildet ist, welcher einen vom Messtarget kommen- den Messstrahl in sich zurückreflektiert. Wherein the second resonator mirror is formed by a reversing mirror (130, 330, 430, 530) which reflects back a measuring beam coming from the measuring target.
2. Messanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Resonator weiter einen Retroreflektor (120) aufweist, welcher den Mess- strahl parallel-versetzt identisch in seiner Richtung umkehrt. 2. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the resonator further comprises a retroreflector (120), which reverses the measuring beam parallel-offset identically in its direction.
3. Messanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messtarget durch den Retroreflektor gebildet wird. 3. Measuring arrangement according to claim 2, characterized in that the measurement target is formed by the retroreflector.
4. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messtarget durch einen Planspiegel (340, 440, 540) gebildet wird. 4. Measuring arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the measurement target is formed by a plane mirror (340, 440, 540).
5. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen polarisationsoptischen Strahlteiler (450) aufweist. 5. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a polarization-optical beam splitter (450).
6. Messanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem polarisationsoptischen Strahlteiler (450) kommender Messstrahl senk- recht auf dem Messtarget auftrifft. 6. Measuring arrangement according to claim 5, characterized in that a measuring beam coming from the polarization-optical beam splitter (450) perpendicularly impinges on the measuring target.
7. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine optische Gruppe (520) mit zwei Linsen (521 , 523) in Kepler-Anordnung aufweist. 7. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an optical group (520) with two lenses (521, 523) in Kepler arrangement.
8. Messanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Gruppe (520) in einer gemeinsamen Brennebene dieser beiden Linsen (521 , 523) einen Spiegel (522) mit einer Öffnung aufweist, welcher den von dem Messtarget zurücklaufenden Strahlengang zurückwirft. 8. Measuring arrangement according to claim 7, characterized in that the optical group (520) in a common focal plane of these two lenses (521, 523) has a mirror (522) with an opening, which reflects the return from the measurement target beam path.
9. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Retroreflektor polarisationserhaltend ausgestaltet ist. 9. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the retroreflector is configured polarization-preserving.
10. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Resonatorspiegel eine Krümmung derart aufweist, dass ein im Resonator vorhandenes Lichtfeld stabil eingeschlos- sen wird. 10. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first resonator mirror has a curvature such that a light field present in the resonator is stably enclosed sen.
11. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der erste Resonatorspiegel als Katzenaugenspiegel ausgestaltet ist. 11. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, character- ized in that the first resonator mirror is designed as a cat's eye mirror.
12. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen auf eine Resonatormode des optischen Resonators stabilisierten, durchstimmbaren Laser (601 , 801 , 1001 , 1101 ) aufweist. 12. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one stabilized on a resonator of the optical resonator, tunable laser (601, 801, 1001, 1101).
13. Messanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Regelkreis aufweist, welcher zur Stabilisierung des durchstimmbaren Lasers (601 , 801 , 1001 , 1101 ) nach dem Pound-Drever-Hall-Verfahren konfiguriert ist. 13. Measuring arrangement according to claim 12, characterized in that it has a control loop which is configured to stabilize the tunable laser (601, 801, 1001, 1101) according to the Pound-Drever-Hall method.
14. Messanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Femtosekundenlaser (803, 1003, 1103) zur Bestimmung der Frequenz der Laserstrahlung des wenigstens einen durch- stimmbaren Lasers (601 , 801 , 1001 , 1101 ) aufweist. 14. Measuring arrangement according to claim 12 or 13, characterized in that it has at least one femtosecond laser (803, 1003, 1103) for determining the frequency of the laser radiation of the at least one tunable laser (601, 801, 1001, 1101).
15. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner einen Frequenzstandard (806, 1006, 1106), insbesondere eine Gaszelle, aufweist. 15. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a frequency standard (806, 1006, 1106), in particular a gas cell.
16. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn- zeichnet, dass diese zur Realisierung einer absoluten Längenmessung zwei auf unterschiedliche Resonatormoden mit bekanntem Frequenzabstand des optischen Resonators stabilisierbare, durchstimmbare Laser (1001 , 1012) aufweist. 16. Measuring arrangement according to one of claims 1 to 15, characterized in that the latter has two tunable lasers (1001, 1012) which can be stabilized to different resonator modes with a known frequency spacing of the optical resonator in order to realize an absolute length measurement.
17. Messanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedem dieser beiden durchstimmbaren Laser (1001 , 1012) eine Schwebungs- frequenz-Analysator-Einheit (1005, 1009) zugeordnet ist. 17. Measuring arrangement according to claim 16, characterized in that each of these two tunable lasers (1001, 1012) is associated with a beat frequency analyzer unit (1005, 1009).
18. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn- zeichnet, dass diese einen akustooptischen Modulator (11 14) zur Realisie- rung einer Frequenzverschiebung bei einem aus einem von dem wenigs- tens einen durchstimmbaren Laser (1101 ) erzeugten Laserstrahl ab- gezweigten Teilstrahl aufweist. 18. Measuring arrangement according to one of claims 1 to 15, characterized in that it comprises an acousto-optic modulator (11 14) for realizing a frequency shift in a laser beam generated by at least one tunable laser (1101). branched partial beam has.
19. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponente zur Positionsbestimmung in sechs Freiheitsgraden sechs optische Resonatoren zur frequenzbasierten Längenmessung zugeordnet sind. 19. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the component for position determination in six degrees of freedom six optical resonators for frequency-based length measurement are assigned.
20. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Spiegel ist. 20. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the component is a mirror.
21. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage ist. 21. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the optical system is a microlithographic projection exposure apparatus.
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