KR101930602B1 - 피조 간섭 측정에 의한 구면-비점수차 광학 영역의 측정 방법 - Google Patents

피조 간섭 측정에 의한 구면-비점수차 광학 영역의 측정 방법 Download PDF

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Abstract

구면-비점수차 광학 영역(40)을 측정하는 방법이며, a) 파면 생성 장치(10)에 의해 시험 파면으로서 구면-비점수차 파면을 생성하는 단계, b) 파면 생성 장치(10)와, 시험 파면이 구면-비점수차 표면(40)의 임의의 지점에서 실질적으로 수직 방향으로 충돌하는 방식으로 파면 생성 장치(10)에 대해 조정된 구면-비점수차 영역(40) 사이의 파면 수차를, 간섭 측정식으로 측정하는 단계로서, 복수의 측정이 실행되고, 복수의 측정에서 구면-비점수차 표면(40)은 다수의 위치에서 측정되고, 비점수차의 반경들의 두 개의 중심을 중심으로 구면화되고 그리고/또는 구면-비점수차 표면(40)의 수직 표면을 중심으로 180°만큼 회전되고, 이에 따라서 대응하는 인터페로그램 위상이 결정되는 단계, 및 c) 수학적 재구성 방법에 의해 파면 생성 장치(10)의 파면 및 구면-비점수차 영역(40)의 형상을 결정하는 단계로서, 구면-비점수차 영역(40)의 표면이 적절한 처리 방법을 사용하여 보정되는 단계를 포함하고, 단계 a) 내지 c)는 파면 수차가 규정된 임계값 미만일 때까지 반복된다.

Description

피조 간섭 측정에 의한 구면-비점수차 광학 영역의 측정 방법{METHOD FOR MEASURING A SPHERICAL-ASTIGMATIC OPTICAL AREA BY FIZEAU INTERFEROMETRY}
본 발명은 구면-비점수차 광학 표면을 측정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 구면-비점수차 광학 자유-형태(form) 표면을 측정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 광학 자유-형태 표면의 형태를 위한 시험 장치에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 광학 자유-형태 표면에 관한 것이다.
본 발명은 그 개시 내용이 본 명세서에 참조로 통합된, 독일 특허 출원 DE 10 2013 226 668.5의 우선권을 주장한다.
비점수차 광학 표면 및 큰 비점수차 성분을 갖는 자유-형태 표면은 컴퓨터-생성 홀로그램(CGH)의 도움으로 간섭 측정식으로 시험될 수 있고, 이는 CGH가 의도된 표면 상의 각각의 위치에서 직교하는 파면(wavefront)을 생성하는 방식으로 설계되고 따라서 시험 대상물이 자동시준(autocollimation)으로 포괄적으로 측정된다.
그러나, 회전 대칭 비구면과는 반대로, 자유-형태 표면은 회전 불변성을 갖지 않고, 따라서 해당 표면의 간섭 측정식 측정은 일반적으로 CGH와 시험 대상물 사이의 정확히 하나의 상대 위치에서만 발생될 수 있다. 이는 회전 대칭 비구면에 관해 자유-형태 표면의 측정 정확도의 큰 감소를 의미하며, 이는 회전 대칭 비구면에서는, 시험 대상물 및 간섭계의 비-회전 대칭 에러 기여분이 이론적으로 임의의 수많은 회전 위치에서의 측정 결과로서 명확히 분리될 수 있기 때문이다. 이 경우, 달성 가능한 형상(figure) 정확도는 대략 20 pm rms이다.
반대로, 자유-형태 표면의 경우 형상 정확도는 현재 단지 대략 1 nm이며, 이는 간섭계의 에러 기여분, 특히 CGH의 에러 기여분이 개별적으로 적격화될 필요가 있기 때문이다. 이는 개별 파라미터에 대해 이러한 정확도가 한자리수의 나노미터 범위의 전체 측정 정확도를 달성하는 것에 의해서만 가능하다. CGH의 몇몇 파라미터는 에칭 깊이, 듀티 비, 트렌칭(trenching), 형상, CGH 기재의 균일성 등이다. 게다가, 자유-형태 표면에 관한 비점수차 표면의 경우 간섭계의 두 개의 회전 위치, 즉 0° 및 180°가 가능하며, 이는 비점수차가 2중의 회전 불변성을 갖기 때문이다.
불리하게는, 자유-형태 표면에 대한 절대 교정 방법은 현재 존재하지 않고, 예컨대 구면 표면에 대한 절대 교정 방법(예를 들어, 캣츠 아이 교정, 회전 디스크 방법, 등)은 존재한다.
클레멘스 엘스터(Clemens Elster)의 "큰 전단을 갖는 측방향 전단 인터페로그램으로부터의 정확히 2차원적인 파면 재구성(Exact two-dimensional wave-front reconstruction from lateral shearing interferograms with large shears)"(Applied Optics Vol. 39, No. 29, 2000년 10월 10일)은 광학 표면 상의 에러의 재구성 또는 디콘볼빙(deconvolving) 방법을 개시하고, 여기서, 두 개의 광학 표면의 서로에 대한 전단(shearing)이 측정되고, 이후 원래의 파면 형태 또는 시험 대상물의 표면 형태가 적분 또는 디콘볼루션에 의해 전단된 파면으로부터 재구성된다.
본 발명의 목적은 구면-비점수차 광학 표면을 측정하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
특히, 본 경우에서 광학 자유-형태 표면은 소위 구면-비점수차 유형이어야 한다. 여기서, 해당 형태는 구면 표면 및 순수 비점수차 표면의 중첩에 의해 표현될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해되고, 이 중첩은 법선 방향에서의 구면 표면의 시상 높이(sagittal height)에 비점수차 표면의 시상 높이를 합한 것으로 이해된다.
제1 양태에 따르면, 이 목적은 구면-비점수차 광학 표면을 측정하는 방법에 의해 달성되며, 이 방법은
a) 파면 생성 장치에 의해 시험 파면으로서 구면-비점수차 파면을 생성하는 단계,
b) 파면 생성 장치와, 시험 파면이 구면-비점수차 표면의 각각의 지점에서 실질적으로 수직으로 입사하는 방식으로 파면 생성 장치에 대해 적응된 구면-비점수차 표면 사이의 파면 차이를, 간섭 측정식으로 측정하는 단계로서, 복수의 측정이 실행되고, 복수의 측정에서 구면-비점수차 표면은 다수의 위치에서 측정되고, 비점수차의 반경들의 두 개의 중심을 중심으로 구면화되고 그리고/또는 구면-비점수차 표면의 표면 법선을 중심으로 180°만큼 회전되고, 대응하는 인터페로그램 위상이 결정되는 단계, 및
c) 수학적 재구성 방법에 의해 파면 생성 장치의 파면 및 구면-비점수차 표면의 표면 형태를 정립하는 단계로서, 이 단계에 따라서 구면-비점수차 표면의 표면이 적절한 처리 방법에 의해 보정되는 단계를 포함하고, 단계 a) 내지 c)는 파면 차이가 규정된 임계값 미만일 때까지 반복된다.
이에 의해, 구면-비점수차 표면은 소위 시프트-시프트(shift-shift) 방법에 의해 절대적으로 측정되거나 교정될 수 있다. 파면 생성 장치 및 구면-비점수차 표면의 파면 형태는 파면 생성 장치 및 구면-비점수차 표면의 에러를 분리함으로써 매우 정확하게 결정될 수 있다. 바람직하게는, 구면-비점수차 표면의 직경은 파면 생성 장치보다 단지 약간, 특히 대략 5 내지 10% 크다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 이 목적은 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면을 측정하는 방법에 의해 달성되고, 이 방법은
a) 파면 생성 장치에 의해 시험 파면으로서 구면-비점수차 파면을 생성하는 단계로서, 파면 생성 장치는 청구항 2에 따르는 방법에 의해 교정 요소를 사용하여 교정되는 단계,
b) 시험 파면에 의해 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 영역을 간섭 측정식으로 측정하는 단계로서, 시험 파면은 각각의 영역 내의 자유-형태 표면에서 실질적으로 수직으로 입사하고, 시험 파면 및 자유-형태 표면의 영역은 서로에 대해 변위되고 그리고/또는 구면화되고, 대응하는 인터페로그램 위상이 결정되는 단계, 및
c) 개별 영역으로부터 자유-형태 표면을 스티칭하는 단계로서, 구면-비점수차 자유-형태 표면 및 시험 파면의 편차는 수학적 재구성 방법에 의해 이들의 의도된 값으로부터 분리되는 단계를 포함한다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 이 목적은 시험 광학 유닛을 구비한 광학 자유-형태 표면의 형태를 위한 시험 장치에 의해 달성되고, 이 시험 장치는
- 시험 파면으로서, 자유-형태 표면에 적응된 구면-비점수차 파면을 생성하기 위한 파면 생성 장치를 포함하고, 자유-형태 표면의 적어도 일부분은 각각의 경우 시험 파면에 의해 간섭 측정식으로 시험 가능하고, 적응된 파면의 그 의도된 형태로부터의 편차는 본 발명의 제2 양태에 따라서 특정된 교정 방법에 의해 정립 가능하다
제4 양태에 따르면, 이 목적은 광학 자유-형태 표면에 의해 달성되고, 최적-적응 구로부터의 자유-형태 표면의 편차의 비점수차 성분은 적어도 대략 80%이다.
제5 양태에 따르면, 이 목적은 광학 자유-형태 표면에 의해 달성되고, 자유-형태 표면의 최적-적응 구로부터의 편차의 비점수차 성분은 적어도 대략 90% 이다.
본 발명에 따르는 방법의 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따르는 시험 장치 및 본 발명에 따르는 자유-형태 표면은 종속 청구항의 대상이다.
본 방법의 바람직한 실시예는 단계 c)에서 보정되는 파면 생성 장치의 파면을 제공하고, 단계 a) 내지 c)는 파면 차이가 규정된 임계값 미만일 때까지 반복된다. 이 방식으로, 굴절 피조 요소의 형태의 파면 생성 장치는 사전결정된 사양이 만족될 때까지 유리하게 처리될 수 있다.
표면으로부터 자유롭게 구면-비점수차를 측정하는 방법의 바람직한 실시예는 자유-형태 표면의 서브 개구로서 구체화되는 영역을 제공하고, 서브 개구의 스캔은 구면 비점수차 시험 파면을 사용하여 실행된다. 유리하게는, 스캔 방법의 유형은 이 유형에 의해 자유-형태 표면의 특정 클래스가 절대 항에서 거의 완전히 교정될 수 있도록 실행되고, 즉 최적-적응 구로부터의 이들 자유-형태 표면의 편차는 주로 비점수차이다.
본 방법의 추가의 바람직한 실시예는 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면의 실질적으로 포괄적인 측정이 실행되는 방식으로 사전규정된 궤도에 따라서 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면과 파면 생성 장치 사이에서 실행되는 상대 이동을 제공한다. 유리하게는, 파면 생성 장치의 효율적인 교정 및 자유-형태 표면의 측정은 이들의 각각의 의도된 값으로부터의 시험 파면의 편차 및 자유-형태 표면의 편차가 서로로부터 잘 분리될 수 있는 방식으로 영역 내에서 실행될 수 있다.
구면-비점수차 광학 자유-형태 표면을 측정하기 위한 방법의 추가의 바람직한 실시예는 서브 개구의 비점수차 표면의 축의 방향에서 실행되는 부분적인 구면화(spherization)를 제공하고, 각각의 부분적인 구면화는 대응하는 축 내의 유효 반경의 중심을 중심으로 실행된다. 이 방식으로, 용이하게 평가 가능한 인터페로그램이 그 결과로서 실현 가능하고, 상기 인터페로그램은 자유-형태 표면의 형태 및 시험 파면의 편차를 서로로부터 용이하게 분리할 수 있다.
본 방법의 추가의 바람직한 실시예는 각각의 경우 180°만큼 회전되어 반복 실행되는 간섭 측정식 측정을 제공한다. 이 방식으로, 자유-형태 표면의 서브 개구의 비점수차 기본 형태의 180° 회전 불변성이 유리하게 채용된다.
구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면 상의 시험 파면의 실질적으로 수직 입사에 관해, 본 발명의 문맥에서 기준은 입사가 정확히 수직인 입사 및 법선으로부터 벗어난 미리 규정된 각도값을 초과하지 않는 각도에서의 입사 양자 모두를 포함한다는 점이다.
본 발명에 따르는 방법의 바람직한 실시예에서, 시험 파면의 입사를 위해 법선으로부터 최대로 규정된 편차가 생성될 수 있다.
이를 위해, 본 방법의 바람직한 실시예는 구면-비점수차 표면 상에 또는 자유-형태 표면 상에, 한자리수 mrad 범위에서 법선으로부터 최대 편차가 생성될 수 있는 시험 파면의 입사를 제공한다.
본 방법의 바람직한 실시예에서, 이를 위해 시험 파면이 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면 상에 법선으로부터 5 mrad의 최대 편차를 사용하여 입사될 수 있다.
본 방법의 바람직한 실시예에서, 이를 위해 시험 파면이 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면 상에 법선으로부터 최대 2 mrad의 최대 편차를 사용하여 입사될 수 있다.
본 방법의 바람직한 실시예에서, 이를 위해 시험 파면이 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면 상에 법선으로부터 최대 1 mrad의 최대 편차를 사용하여 입사될 수 있다. 시험 파면의 입사의 규정된 최대 각도와 함께 상술된 모든 실시예에 대한 기준은, 각각의 경우 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면의 간섭 측정식 측정이 요구되는 정확도를 사용하여 실행될 수 있다는 점이다.
본 발명에 따르는 시험 장치의 바람직한 실시예는 파면을 시험 파면으로 변경하기 위한 적응 요소를 포함하는 파면 생성 장치를 제공한다. 그 결과, 시험 파면은 각각의 경우 시험될 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면의 특정 형태에 대해 개별적이고 간단한 방식으로 유리하게 적응될 수 있다.
본 발명에 따르는 시험 장치의 추가의 바람직한 실시예는 시험될 각각의 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면에 대해 형성되는 컴퓨터-생성 홀로그램을 제공하고, 상기 홀로그램은 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면의 평균 비점수차 및 곡률에 적응되는 파면을 생성한다. 유리하게는, 본 발명의 제1 양태에서 열거되는 교정 방법은 각각의 개별적인 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면에 대해 매우 정확한 표면 시험을 실행하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따르는 시험 장치의 추가의 바람직한 실시예는 적응 구면-비점수차 파면을 생성하기 위한 추가의 광학 유닛을 구비한 평면 또는 구면 기준 표면을 포함하는 파면 생성 장치를 제공한다. 그 결과, 적응된 시험 파면을 생성하기 위한 상이한 옵션이 유리하게 제공된다.
본 발명에 따르는 시험 장치의 추가의 바람직한 실시예는 개별 서브 개구에서 시험 가능하게 될 광학 자유-형태 표면을 제공한다. 유리하게는, 이는 완전한 자유-형태 표면이 개별 영역으로 재분할될 수 있게 하고, 구면 기본 곡률과 달리, 용이하고 정확하게 절대 항에서 교정될 수 있는 실질적으로 비점수차 표면 조건이 각각의 경우에서 제공된다.
본 발명에 따르는 광학 자유-형태 표면의 유리한 개선예는 이들 편차의 PV 값 또는 rms 값을 나타내는 최적-적응 구로부터의 자유-형태 표면의 형태의 특정 편차에 의해 구별된다. 그 결과, 최적-적응 구로부터의 자유-형태 표면의 편차의 상이한 발현이 균일한 방식으로 설명될 수 있다. 여기서, rms(평균 제곱근) 값은 평균 제곱 편차를 의미하는 것으로 이해된다. 여기서, PV 값은 최소값과 최대값 사이의 범위를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따르는 방법 및 본 발명에 따르는 시험 장치는 실질적으로 순수 구면-비점수차 표면 및 구면-비점수차 자유-형태 표면의 절대 교정을 실행 가능하게 할 수 있다는 점이 특히 유리하게 고려된다. 그 결과, 교정된 비점수차 기준 표면의 생성 가능성을 개시하고, 그 형태는 순수 구면 기준보다는 자유-형태 표면의 의도된 형상에 상당히 가깝게 되고, 이는 가끔씩 비점수차인 자유-형태 표면의 주 성분에 의해 정당화된다. 그 결과, 사전결정된 사양에 따라서 매우 정확하게 광학 자유-형태 표면을 제조하고 시험하거나 교정하는 것을 가능하게 한다.
또한, 유리하게는 이는 시험 대상물과 시험 파면 사이의 상대 이동의 경우, 시험 장치에 의해 생성되는 인터페로그램에서 시험 장치의 기준 표면에 의해 반사되는 간섭 측정 기준 파면과 시험 대상물에 의해 반사되는 파면 사이에서 관측되는 실질적으로 오직 기울기에 의해서만 가능하게 될 수 있다. 이들 기울기를 조정한 이후 남아 있는 파면 측정값은 정확하게 획득되며 최적-적합 구로부터의 자유-형태 표면의 형태의 편차에 관해 정확한 결론이 내려질 수 있다.
그 결과, 본 발명은 특히 서브 개구 간섭계의 측정 스펙트럼의 연장을 가능하게 한다. 중간 내지 높은 주파수의 공간 주파수 스펙트럼에서 다수의 자유-형태 표면은 생성될 수 있는 조정 가능한 적응 요소의 도움에 의해 제조 및 시험될 수 있다. 교정을 위한 시험이 유사하게 포함된다.
유리하게는, 본 발명에 의해 구의 회전-디스크 교정과 유사한 방식으로 구면-비점수차 표면을 위한 시험 설계의 포괄적인 교정의 옵션이 제공된다.
본 발명은 다수의 도면을 참조하여 추가적 특징 및 장점과 함께 이후 상세히 설명된다. 이 경우, 설명되거나 도시된 모든 특징은, 청구항에서 이들의 편집 또는 그의 종속 기준과는 관계없이 그리고 상세한 설명이나 도면에서의 이들의 표현이나 도해와 관계없이, 그 자체에 의해 또는 임의의 조합으로 본 발명의 대상을 형성한다. 특히, 도면은 본 발명에 필수적인 원리를 명료하게 하기 위한 것으로 의도되며, 반드시 스케일에 맞도록 도시되지는 않는다. 도면에서, 동일하거나 기능적으로 동일한 요소는 동일한 참조 번호를 갖는다.
도 1은 시험될 자유-형태 표면의 서브 개구로의 재분할의 기본 도해를 도시한다.
도 2는 시험 대상물 파면 및 기준 파면으로부터 에러 기여분을 분리하는 기본 도해를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따르는 방법에 의해 시험 대상물의 에러 유형을 식별하는 기본 도해를 도시한다.
도 4는 구면-비점수차 표면을 시험하기 위한 시험 광학 유닛을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따르는 시험 장치의 기본 도해를 도시하고, 시험 장치는 구면-비점수차 시험 파면을 생성하는 장치 및 시험 파면의 절대 교정을 위한 반사 교정 CGH로 구성된다.
도 6a는 굴절 피조(Fizeau) 요소의 단면도를 도시한다.
도 6b는 CGH 피조 요소를 통과하는 단면도를 도시한다.
도 7은 EUVL 투영 렌즈를 통과하는 기본 단면도를 도시한다.
도 8은 광학 자유-형태 표면을 측정하기 위한 본 발명에 따르는 방법의 실시예의 기본 흐름도를 도시한다.
원론적으로, 본 발명은 구면 표면을 위해 공지된 회전-디스크 방법의 확장을 나타낸다. 구면 표면은 표면 법선을 중심으로 하는 회전 및 그의 반경의 중심을 중심으로 하는 임의의 구면화에 대해 불변성이다.
이와 유사하게, 구면-비점수차 표면은 해당 표면의 비점수차의 두 개의 "축"의 방향에서 구면화의 임의의 조합에 대해 사실상 불변성이고, 각각의 부분적 구면화는 대응하는 축에서 유효한 반경들의 중심을 중심으로 이루어져야만 한다.
상술된 구면-비점수차 표면의 조건은 이제 임의 방향의 비점수차 기준 파면에 대해 거시적으로 구면-비점수차 표면을 변위 또는 구면화하고, 이 구면-비점수차 표면이 간섭 측정에 의해 시험되며, 그 결과 충분히 작은 파면 구배를 갖는 평가 가능한 인터페로그램이 생성되어 수학적으로 평가될 수 있다. 상호간에 시프트된 파면의 결과로서, 기준 파형 및 시험 대상물 파형의 에러 기여분을 분리하고, 따라서 전체 자유-형태 표면의 절대 교정을 획득할 수 있다. 이 방식으로, 시험 대상물로부터 간섭계 에러를 분리할 수 있고, 그 결과 어떠한 에러가 시험 대상물에 할당되는지 및 어떠한 에러가 간섭계에 할당되는지를 정립할 수 있다. 여기서, 밀리미터 범위까지의 비점수차 변형이 고려될 수 있다.
예를 들어, 회전적으로 대칭인 비구면의 경우, 몇 10 ㎛의 구면화는 일반적으로 인터페로그램이 더 이상 평가될 수 없는 큰 파면 구배를 초래한다. 여기서, 구면-비점수차 표면의 경우 대략 1000의 소위 감쇠 지수가 1mm까지의 비구면성(asphericity)의 경우에 나타난다. 비점수차 표면의 서로에 대한 구면화-능력의 근본 원리는, 그 자체에 대한 비점수차의 전단은 요소들을 서로에 대해 틸팅함으로써 크게 보상될 수 있는 기울기를 생성시키고 그 결과 상술된 감쇠가 생성한다는 점이다.
시험 대상물 파면은 각각의 인터페로그램에서의 일정한 성분(간섭계 에러) 및 시험 대상물로 "대체된" 성분의 수학적 분리에 의해 이제 재구성될 수 있고, 이러한 수학적 분리는 공지된 방법에 의해 실행된다.
정확도의 추가적인 증가는 비점수차 표면의 180° 회전 불변성에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 전체 변위 절차는 개선된 평균화 또는 측정법의 개선된 일관성을 획득하기 위해, 180°만큼 회전된 표면의 제2 회전 위치에서 반복될 수 있다.
사실상 구면 표면은 오직 종래의 회전-디스크 방법의 절대 항에서만 교정될 수 있다. 회전 대칭 비구면의 절대 교정은 오직 표면 또는 시험 광학 유닛의 비회전 대칭 성분에만 관련되고, 회전 대칭 성분은 교정에 의해서가 아니라 적격화(qualification)(즉, 시험 설정에서 실행되지 않는("외부에서" 실행됨) 시험 광학 유닛의 에러 기여분의 단일 결정)에 의해 결정된다.
본 발명에 따르면, 비구면 표면의 전체 클래스, 즉 구면-비점수차 특성을 갖는 그러한 비구면 표면의 사실상 완전한 절대 교정을 실행할 수 있다.
이를 위해, 예를 들어 간섭계의 CGH에 의해 또는 구면-비점수차 기준 표면에 의해 생성되는, 구면-비점수차 파면에 대한 요구가 존재하고, 구면-비점수차 기준 표면은 시험될 자유-형태 표면("시험 대상물")에 대해 대략적으로 적응되어야 한다. 시험 대상물의 형상 에러는 생성된 구면-비점수차 시험 파면에 대해 간섭 측정으로 측정 가능한 가공전 처리 결과로서 매우 작아야 한다.
본 발명의 의미 내에서 구면-비점수차 파면은 비점수차 파형의 시상 높이에 구면 파형의 시상 높이를 가산함으로써 생성되는 파면이다.
반경의 각각의 (x- 및 y-) 중심을 중심으로 하는 임의의 방향으로 시험 대상물을, 그 직경의 바람직하게는 적어도 10%만큼, 더 바람직하게는 약 50%만큼 거시적으로 구면화하는 장치가 제공된다. 추가로, 시험 대상물은 모든 자유도에서, 특히 기울기 또는 방위각의 면에서 미세 조정 가능하여야 하고, 즉, ㎛ 범위 또는 μrad 범위에서 조정 가능해야만 한다.
이에 따라 설명되는 "시프트-시프트" 교정은 상술된 바와 같이 기준 목적을 위해 시험 대상물의 180° 회전 하에서 반복될 수 있다.
구면화의 절대값은 변할 수 있으나, 시험 대상물 파면과 기준 파면 사이의 충분히 우수한 분리를 달성하기 위해 시험 대상물 직경의 적어도 대략 5%만큼 전단 또는 시프트되어야 한다.
도 1은 모두가 실질적으로 동일한 변형을 갖는, 구면-비점수차 표면의 6개의 서브 개구(SAp)를 도시한다. 이는 두 개의 구면-비점수차 표면을 서로에 대해 변위/구면화함으로써 절대 교정을 가능하게 하고, 인터페로그램 위상을 결정하고 수학적 재구성 방법에 의해 시험 대상물 파면 및 기준 파면의 파면 기여분을 분리한다. 이를 위해, 상이한 상대 위치로부터 충분히 큰 세트의 위상 이미지가 필요하다.
서브 개구(SAp)의 스케일은 선형적으로 연장하는 그레이스케일 값 그레이딩을 도시하고, 이는 시험 대상물의 높이 프로파일을 나타낸다. 각각의 서브 개구(SAp)는 이에 적용되는 상이한 국부적인 기울기를 갖는다. 각각의 개별 서브 개구(SAp)를 측정할 때, 우측의 원에 표시된 바와 같이, 시험 대상물 또는 간섭계를 틸팅함으로써 사실상 동일한 비점수차 위상 프로파일을 생성할 수 있다. 비점수차가 각각의 서브 개구(SAp)에서 유사하기 때문에, 상기 비점수차는 파면 생성 장치에서 이용 가능한 상태로 유지될 수 있다. 표면의 기본 곡률은 인터페로그램에서는 나타나지 않는데, 이는 도 5에 도시된 바와 같이 시험 비임 경로가 적응 발산 방식으로 연장하기 때문이다.
따라서, 시험 대상물 또는 간섭계는 각각의 서브 개구(SAp)의 인터페로그램에서 위상 구배를 최소화하기 위해 추후 틸팅된다. 모든 서브 개구(SAp)에 공통되는 변형 성분은 이제 일정한 성분으로서 시험 광학 유닛(보상 유닛) 내에 도입되고, 따라서, 항상 동일한 위상 구배가 개별 서브 개구(SAp)의 인터페로그램으로부터 사라지고 그 결과 측정 동역학이 상당히 증가된다. 본질적으로, 도시된 6개의 서브 개구(SAp)는 단지 예시적인 것으로 이해되어야 하며, 대략 1000개까지의 서브 개구를 갖는 시험 대상물이 실제 교정된다.
도 2는 서브 개구(SAp)가 x- 및 y- 방향으로 서로에 대해 변위 및/또는 구면화될 수 있고 시험 대상물 파면 및 기준 파면의 에러 기여분을 분리하기 위해 서로에 대해 180°만큼 회전될 수 있는 것을 나타내도록 의도된다. 따라서, 먼저, 변위가 실행되고, 그 결과 유리하게는 이상적인 파면에서 오직 적은 변화만이 나타난다. 추가적으로, 시험 대상물은 또한 180°만큼 회전 또는 비틀어질 수 있고, 이 회전은 시험 대상물(40)의 에러들을 개선된 방식으로 개별적으로 검출할 수 있는 추가적 옵션을 구성한다. 유리하게는, 이에 따라서 시험 대상물과 기준 파면 사이의 상대 이동의 추가 자유도가 제공된다.
도 2의 우측 도해는 인터페로그램이 그 결과로서 쓸모없게 되는 일 없이, 전체 시스템에서 설정될 수 있는 모든 자유도(회전/변위/구면화)를 나타낸다. 특히, 구면화는 반경의 중심을 중심으로 실행될 수 있고 또는 시험 대상물은 180°만큼 회전될 수 있고, 파면은 모든 경우에서 시험 대상물 상에 실질적으로 수직으로 입사한다.
이 방식으로, 상대적 측정이 유리하게 실행될 수 있고, 간섭계 파면이 시험 대상물 파면으로부터 분리될 수 있다. 궁극적으로, 간섭계 에러가 "그러므로 고정적으로 유지"되고 시험 대상물 에러가 "이와 함께 이동"하고, 이들 에러는 수학적 재구성 방법에 의해 계산적으로 서로로부터 분리될 수 있다.
따라서 도 2는 시험 대상물의 일부분 및 구면-비점수차 파면이 파면에 주목할만한 변화없이 서로에 대해 시프트될 수 있고 180°만큼 회전될 수 있다는 점을 명료하게 나타낸다.
도 3은 예시적인 방식으로, 검출 가능하거나 본 발명에 따라서 교정될 수 있는, 코마 형태의 시험 대상물의 에러를 도시한다. 도 3은 b) 및 c)에서, 도 3의 a)에 도시된 시험 대상물 파면 상의 코마의 전단 파면(유도체)을 도시한다. b)는 원론적으로, 코마가 전단되거나 그 자체에 대해 시프트될 때 비점수차 및 포커스의 조합을 도시한다. 여기서, 전단 항은 부분적으로 조정 성분을 초래한다. 본 발명에 따르면, 이들은 180° 회전에 의해 고유의 방식으로 실제로 존재하는 시험 대상물 변형으로부터 분리될 수 있다. 따라서, 형상은 어떠한 에러 기여분이 시험 광학 유닛의 180° 회전에 의해 식별될 수 있는지를 나타내야 한다. 코마가 시험 대상물 상에 존재하고 시험 대상물이 180°만큼 회전되는 경우, 그 결과 코마는 c)에서 확인될 수 있는 바와 같이 함께 공동 회전한다.
제4차 파형, 제6차 파형 등과 같은 짝수 수차의 경우, 이러한 점이 작용하지 않을 수 있는데, 상기 수차는 180° 회전에 관한 그 불변성으로 인해 공동 회전하지 않기 때문이다.
도 4는 비점수차 표면의 절대 교정이 CGH에 의해 생성되는 기준 파면에 관해, 구면화에 의해 생성되는 여러 "시프트 위치"에서 측정되는 시험 대상물에 의해, 예를 들어 "구면화 장착부" 상에서 실행되는 것을 도시한다. 후속하여, 시험 대상물의 절대 파면은 수학적 재구성에 의해 정립될 수 있다.
도 4는 예를 들어 CGH 형태의 적응 요소(20)를 도시하고, 적응 요소는 실제 기준 또는 시험 파형을 생성한다. 적응 요소(20) 아래에 배열된 프리즘은 적응 요소(20) 상에 비스듬히 입사하는 방식으로 간섭계로부터 수직 평행 비임을 편향시킴으로써 시험 광학 유닛을 위한 보조 기능을 제공한다.
평면파는 적응 요소(20) 상에 아래쪽으로부터 입사하고, 그 결과 적응 요소(20)는 구면-비점수차 파면을 생성한다. 검은색의 만곡선은 서브 개구(SAp)를 갖는 시험 대상물(40)의 일부분을 나타낸다.
시험 대상물(40)은 바람직하게는 홀더(여기에 도시되지 않음) 상에 조립되고, 홀더 상에서 x- 및 y- 방향에서 그 반경의 중심을 중심으로 구면화될 수 있고, 홀더 상에서 180°만큼 회전될 수 있다. 이는 적응 요소(20)가 실질적으로 시험 대상물(40)의 표면 디자인에 대응하는 파면을 생성하기 때문에 가능하다. 매우 편리한 것은 순수 구면-비점수차 파면이 적응 요소(20)에 의해 생성된다는 점이다. 따라서, 원론적으로, 도 4는 자유-형태 표면에 대한 구면-비점수차 기준 파면의 가장 가능한 적응형이 자유-형태 표면을 시험하기 위해 제공되어야 한다는 점을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따르는 시험 장치의 실시예를 도시한다. 실질적으로 평면의 기준 표면(11)을 갖는 피조 요소(10)를 구비한 시험 장치(100)를 확인할 수 있다. 추가로, 적응 요소(20)(비점수차 CGH) 및 교정 요소(30)(교정(CGH))가 거울상으로 제공된다. 적응 요소(20)의 비점수차 파면의 절대 교정을 위해, 적응 요소(20)의 파면은 필요에 따라서 교정 기기의 센서 헤드(여기에 도시되지 않음)에 의해 교정 요소(30)에 대해 구면화될 수 있다. 교정 요소(30)는 적응 요소가 의도된 형태를 갖는 경우, 그 자체가 (자동 시준에서) 파형을 뒤로 보내는 방식으로 설계된다.
시험 대상물(40)(도 5에 도시되지 않음)의 표면의 실제 측정 도중, 교정 요소(30)는 이후 자유-형태 표면의 형태의 시험 대상물에 의해 교체되어야 한다. 기본 구의 반경(R)의 중심은 파면 생성 장치(10) 내에 배열되지만, 이는 생성될 파면 형태에 의존하며, 따라서 상기 반경은 또한 확실히 파면 생성 장치(10)의 외측에 배열될 수 있다는 점을 확인할 수 있다. 양방향 화살표에 의해 강조된, 비임 경로의 최하부는 시험 파형을 나타낸다.
실제로, 시험 광학 유닛이 제공되고, 시험 광학 유닛은 기준 표면(11)을 구비한 피조 요소(10) 및 틸팅되는 CGH 형태의 적응 요소(20)를 포함하고, 시험 대상물(40)에 대해 이동 가능한 간섭 측정 센서(여기에 도시되지 않음)가 제공된다. 여기서, 목적은 각 시기에 가능한 수직으로 또는 실질적으로 수직인 방식으로 파면이 시험 대상물(40) 상에 입사하게 하는 것이다.
본 명세서에서, 실질적으로 수직은, 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면의 간섭 측정식 측정이 충분한 정확도를 사용하여 가능해야만 한다는 것을 의미하고, 이는 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면 상의 시험 파면의 정확히 수직이 아닌 입사의 경우에도 달성될 수 있다. 법선으로부터 최대 인정 가능한 편차는 한자리수의 mrad 범위일 수 있고, 특히 최대 5 mrad, 특히 최대 2 mrad, 특히 최대 1 mrad일 수 있다. 이 요구 조건은 측정될 서브 개구(SAp) 중 개별적인 하나 각각에 적용된다.
이후, 구면-비점수차 자유-형태 표면을 위한 본 발명에 따르는 생성 처리의 진행이 상세히 설명되고, 생성 방법의 기능을 위한 사전 조건은 최적-적합 구로부터의 자유-형태 표면의 편차의 적어도 80%가 비점 수차라는 점이다.
최적-적응("최적 적합") 구면 대칭 표면을 결정하기 위해, 예를 들어 하나의 사전결정된 방향에서 비교될 구면 대칭 표면으로부터 비구면 표면의 2차 평균 편차("rms 값")을 최소화할 수 있다. 최적-적응 구면 대칭 표면을 결정하기 위한 대안적인 기준은 피크투 밸리 값(peak to valley value)("PV 값")을 포함하고, PV 값은 구면 대칭 표면을 제외한 자유-형태 표면 상에서 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점 사이의 거리를 나타낸다. 가장 의미있는 기준은 적응되는 구와 자유-형태 표면 사이의 차이의 구배(의 절대값)의 최대값이 최소화되는 방식으로 구를 선택하는 것이다.
따라서, 본 발명의 의미 내에서, 최적-적응 또는 최적-적합 구는 구형 대칭 형태이고, 자유-형태 표면의 전체 형태로부터의 편차는 최소이다.
바람직하게는, 전체 자유-형태 표면은, 그 결과로서 각각의 개별 서브 개구(SAp) 내의 잔류 구배가 바람직하게는 대략 2 mrad 미만인 방식으로 개별 서브 개구(SAp)로 재분할된다. 이 잔류 구배는 서로에 관한 표면 법선의 상대 각도에 관한 것이다. 예로서, 실제로, 이는 서브 개구(SAp)의 원이 대략 10mm의 직경을 갖는 것을 의미할 수 있고, 이는 더 큰 서브 개구(SAp)의 경우 감지 가능한 측정을 더 이상 실행할 수 없기 때문이다.
처음에, 광학 자유-형태 표면, 예를 들어 EUVL(extreme ultraviolet lithography) 렌즈의 영상화 미러를 위한 설계 처리가 실행된다. 특히, 교정 처리를 위해 자유-형태 표면을 위한 비점수차 및 최적-적합 반경이 결정된다.
그후, 구면-비점수차 피조 요소가 설계되고, 자유-형태 표면에 관해 추후 요구되는 피조 요소의 작동 거리를 고려하여, 상호간에 직교하는 단면에서 피조 요소에 의해 생성되는 비점수차의 2개의 반경들의 적응이 이루어진다. 상술된 작동 거리는 실행될 측정 도중 자유-형태 표면과 파면 생성 장치(10) 사이의 의도된 거리이다.
그후, 필요에 따라서 시험 CGH의 도움으로, 피조 요소, 및 피조 요소의 직경보다 바람직하게는 적어도 대략 5% 큰 직경을 갖는 적합 대응 표면(교정 표면)이 생성된다.
후속하여, 필요에 따라서 상술된 순수 구면-비점수차 대응표면에 대한 180° 회전을 사용하여, 상술된 시프트-시프트 교정에 의해 피조 요소의 파면의 절대 교정이 이루어지고, 필요에 따라서 하나 또는 양자의 파면의 반복적인 보정이 이루어진다.
그후, 이동 가능한 간섭 측정 센서 내에 생성되는 피조 요소의 설치 및 센서의 조정이 이루어진다. 자유-형태 표면의 일부분이 이에 의해 측정될 수 있는 이러한 센서는 예를 들어, US 2012/ 0229814 A1 또는 DE 10229816 A1에 개시되고, 그 개시 내용 전체는 본 명세서에 통합된다.
그리고, 시험될 자유-형태 표면에 대한 간섭 측정 센서를 위한 궤도가 서브 개구(SAp)의 포괄적인 측정 목적을 위해 프로그래밍된다. 간섭 측정 센서를 사용하여, 측정 설비에서 시험될 자유-형태 표면의 삽입 및 조정이 이루어진다. 그 결과, 프로그래밍된 궤적을 따르는 자동 진행 및 간섭 화상의 기록이 가능하고, 또한 개별 서브 개구(SAp)의 표면 토포그래피(topography) 화상의 산출 및 저장이 또한 가능하다. 바람직하게는, 개별 서브 개구(SAp)는 적어도, 모든 서브 개구(SAp)의 연합체가 전체 자유-형태 표면의 상위 세트(super set)를 제공하는 방식으로 중첩된다.
그리고, 개별 서브 개구(SAp)의 시험 대상물의 표면 형태는 상술된 절대 교정에 의해 획득되는 피조 요소의 형태(반경, 비점수차, 잔류 형상)를 고려하여 산출된다.
그리고, 표면의 개별적인 부분들이 국부적 좌표계에서 측정되기 때문에 서브 개구 좌표의 자유-형태 표면의 좌표계로의 변환이 이루어진다. 마지막으로, 개별 서브 개구(SAp)로부터 전체 표면으로 자유-형태 표면의 스티칭이 이루어진다.
이제, 그 결과로서, 전체 표면 상의 자유-형태 표면을 위한 시상 높이값 또는 피크 투 밸리 또는 PV 값이 공지된다.
이제, 초기에 설계된 자유-형태 표면의 의도된 형태가 자유-형태 표면의 실제 형태로부터 감산되고, 의도된 형태로부터 실제 형태의 편차의 평가가 실행되며, 후속하여 자유-형태 표면은 필요에 따라 의도된 형태로부터 사전결정된 편차에 따라서 후처리된다.
상술된 전체 처리는 이제 형태-부여 처리 단계 및 측정 루프가 요구되는 사양 내에 있는 자유-형태 표면의 형태를 제공할 때까지 반복하여 실행된다.
전체적으로, 상술된 방법은 중간 내지 높은 주파수 범위, 바람직하게는 시상 높이 프로파일, PV 값 또는 rms 값에 대한 pm 범위에서 매우 정확한 방식으로 생성 가능하고 시험 가능한 자유-형태 표면을 생성할 수 있다.
US 7,538,856 B2 및 US 7,355,678 B2 는 EUVL 투영 렌즈를 개시하고, 렌즈의 미러는 본 발명에 따르는 방법에 의해 시험 가능하고 생성 가능하다. 특히, 방법은 도시된 모든 미러에 대해 유리하며, 이는 기본 곡률을 제외하고, 모든 상술된 거울이 주로 비점수차 실시예를 갖기 때문이다.
원론적으로, 피조 요소의 두 개의 상이한 유형이 가능하다.
도 6a는 굴절 피조 요소를 통과하는 단면을 도시하고, 피조 요소의 글래스의 후방측에서 평행 비임(PS)의 굴절 결과로서 구면-비점수차 파형이 발생하고, 상기 파형은 글래스의 구면-비점수차 전방측의 각각의 지점에서 수직이다. 따라서 글래스를 통과하는 파형은 구면-비점수차 파형과 유사하고, 규정된 작동 거리에 걸쳐 시험될 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면(시험 대상물(40))에 대해 가능한 최고의 적응을 갖는다.
도 6b는 CGH 및 피조판(간섭계의 평면의 기준 표면(11)을 구비함)의 조합을 사용하여 CGH 피조 요소를 통과하는 단면도를 도시한다. CGH는 규정된 작동 거리에 의해 구면-비점수차 표면 또는 자유-형태 표면의 형태에서 시험될 시험 대상물(40)에 대한 최대 가능한 범위까지 적응되는 구면-비점수차 파형을 생성하고, 그 결과 시험 대상물(40)의 시험 표면 상의 가능한 수직인 입사가 생성된다.
상술된 시프트-시프트 방법을 사용하여, 피조 요소의 양쪽 유형은 적응된 순수 구면-비점수차 시험 표면의 도움으로 또는 대응하는 교정 CGH를 사용하여 절대 항에서 교정될 수 있다.
도 7은 공지된 EUVL 투영 렌즈의 렌즈 요소부의 기본 도면을 도시하고, EUVL 투영 렌즈는 미러(M1 및 M2)를 구비한 제1 광학 조립체(G1) 및 미러(M3 내지 M6)를 구비한 제2 광학 조립체(G2)를 포함한다. 미러(M5 및 M6)는 특히 자유-형태 표면으로서 구체화되고, 최적-적응 구로부터의 편차의 비점수차 성분은 적어도 대략 80%, 특히 바람직한 실시예에서 적어도 대략 90%이다. 적어도 하나의 미러가 자유-형태 표면으로서 구체화되는, 8개의 미러를 구비한 EUVL 투영 렌즈가 또한 가능하다(여기에 도시되지 않음).
복수의 관련 변수는 구면 기본 형태:
(i) 구면 기본 형태로부터 자유-형태 표면의 편차의 PV 또는 rms(= PV(FFF) 또는 rms(FFF))
(ii) 예를 들어 수학적 표면 묘사에 대해 제르니커(Zernike) 다항식의 적합에 의해 결정가능한, 자유-형태 표면의 비점수차 성분의 PV 또는 rms(= PV(Ast) 또는 rms(Ast))
(iii) 비점수차 성분(ii)을 감산한 이후 편차 (i)의 PV 또는 rms(= PV(Rest) 또는 rms(Rest))
로부터 시험 대상물 형상의 전체 편차의 대략 80% 내지 대략 90% 성분에 관해 고려될 수 있다.
rms 값은 대략 2차식으로 가산 또는 감산되는데, 이는 2차원 다항식에 의해 묘사 가능한 구면 기본 형태로부터의 편차(첫 번째로 "비점 수차" 및 두 번째로 본 경우 나머지 잔류 에러)가 선형적으로 독립적이기 때문이며, 즉 다음이 적용된다.
rms(FFF) = SQRT(rms(Ast)^2 + rms(Rest^2)
이로부터 다음의 식이 얻어진다.
rms(Ast) = SQRT(rms(FFF)^2 - rms(Rest)^2)
여기서, 다음의 약어가 사용된다.
SQRT ... 제곱근
PV ... 피크 투 밸리 값
rms ... 평균 제곱근 값
FFF ... 자유-형태 표면
Rest ... 잔류 에러
다음의 정의는 구면-비점수차 성분으로서 예를 들어 구면 기본 형태로부터 전체 편차의 적어도 80%에 대해 특정될 수 있다.
rms(Rest)/rms(FFF) < 0.2 (= 100% - 80%)
다르게 표현하면, 이는 구면 형태로부터 자유-형태 표면의 전체 표면의 PV 또는 rms 값에 정규화되는, 비점수차 성분이 없는 구면 형태로부터 자유-형태 표면의 전체 편차의 PV 또는 rms 값은 대략 20% 미만이 되어야 한다는 것을 의미한다.
상술된 모든 수학적 관계는 또한 열거된 rms 값 대신 PV 값, 또는 PV 값에 대한 평균을 포함할 수 있고, 해당 관계는 오직 대략적으로만 적용된다.
본 발명에 따르는 방법의 도움으로, 최적-적응 구로부터 자유-형태 표면의 전체 편차의 비점수차 성분이 전형적으로 대략 0.5mm 내지 대략 20mm의 PV 값인 자유-형태 표면을 생성 및 시험할 수 있다. 여기서, 최적-적응 구의 기본 반경은 대략 300mm 이상과 대략 무한대(∞) 사이에서 구체화될 수 있다. 여기서, 무한대(∞)의 반경은 평면에 대응한다.
특히, 본 발명에 따르는 방법은 자유-형태 표면을 생성 및 시험하는데 사용될 수 있고, 임의의 서브 개구(SAp)에서 자유-형태 표면의 국부적 구배 프로파일은 적어도 대략 10 mm의 직경을 갖는 원으로서 구체화되고, 틸팅을 감산한 이후, 전체 미러에 대한 순전한 비점수차 성분 및 시험 파형의 포커스는 최대 대략 2 mrad PV 이다.
특히, 본 발명에 따르는 방법은 자유-형태 표면을 생성 및 시험하는데 사용될 수 있고, 대략 0.5 mm 내지 대략 50 mm의 공간적 파장을 갖는 공간적 파장 대역에서 의도된 형태로부터의 자유-형태 표면의 편차는 최대 대략 100 pm 내지 대략 200 pm이고, 바람직하게는 최대 대략 50 pm 내지 100 pm이고, 더 바람직하게는 최대 대략 20 pm이다.
특히, 본 발명에 따르는 방법은 자유-형태 표면을 생성 또는 시험하는데 사용될 수 있고, 대략 0.1 mm 내지 대략 30 mm의 공간적 파장을 갖는 공간적 파장 대역에서 의도된 형태로부터의 자유-형태 표면의 편차는 최대 대략 100 pm 내지 대략 200 pm이고, 바람직하게는 최대 대략 50 pm 내지 100 pm 이고, 더 바람직하게는 최대 대략 20 pm이다.
추가적으로, 본 발명에 따르는 방법은 포커스 및 비점수차를 감산한 이후 대략 20 pm의 정확도를 사용하여 시험 가능한 순수 구면-비점수차 표면을 제공한다.
도 8은 구면-비점수차 표면을 측정하기 위해 본 발명에 따르는 방법의 실시예의 기본 흐름도를 도시한다.
제1 단계(S1)에서, 구면-비점수차 파면은 파면 생성 장치(10)에 의해 시험 파면으로서 생성된다.
제2 단계(S2)에서, 파면 생성 장치와, 시험 파면이 구면-비점수차 표면의 각각의 지점에서 실질적으로 수직으로 입사하는 방식으로 파면 생성 장치에 대해 적응된 구면-비점수차 표면 사이의 파면 차이의 간섭 측정식 측정이 이루어지고, 복수의 측정이 실행되고, 복수의 측정에서 구면-비점수차 표면은 다수의 위치에서 측정되고, 비점수차의 반경들의 두 개의 중심을 중심으로 구면화되고 그리고/또는 구면-비점수차 표면의 표면 법선을 중심으로 180°만큼 회전되고, 대응하는 인터페로그램 위상이 결정된다.
마지막으로, 제3 단계(S3)에서, 파면 생성 장치의 파면 및 구면-비점수차 표면의 표면 형태는 수학적 재구성 방법에 의해 정립되고, 이에 따라서 구면-비점수차 표면(40)의 표면이 적절한 처리 방법에 의해 보정되고, 단계(S1 내지 S3)는 파면 차이가 규정된 임계값 미만일 때까지 반복된다.
결론적으로, 본 발명은 구면-비점수차 광학 표면을 측정하는 방법, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면을 측정하는 방법, 및 광학 자유-형태 표면의 형태를 위한 시험 장치를 제안한다.
유리하게는, 본 발명은 구면-비점수차 표면, 특히 높은 구면-비점수차 성분을 갖는 자유-형태 표면의 형상을 매우 정밀하게 제조 및 시험할 수 있다. 유리하게는, 자유-형태 표면은 일부분에서의 스캔 원리를 고려하여 높은 해상도로 측정 가능하고, 높은 공간적 해상도, 및 특정 주파수 대역에서 종래 방법을 사용한 것보다 실질적으로 높은 정확도가 달성될 수 있다. 유리하게는, pm 범위의 정확도를 갖는 자유-형태 표면이 본 명세서에 설명된 바와 같이 생성 및 측정될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 시험 대상물을 위한 전용 구면-비점수차 교정 표면 및/또는 전용 교정 CGH의 형성이 제공된다. 실제로, 유리하게는 자유-형태 표면을 갖는 렌즈용 복수의 광학 컴포넌트가 이 방식으로 정확히 시험될 수 있다.
본 발명은 대부분의 자유-형태 표면이 오직 "기본 비점수차"를 갖고 그의 기본 곡률에 더하여 추가적인 편차 프로파일 성분을 오직 약하게만 발전시키고, 생성 장치로 구성되는 시험 광학 유닛은 이들 표면 중 각각의 개별적인 하나의 표면에 대해 형성되고, 시험 파면의 기준 비점수차 및 기준 곡률이 시험 대상물의 기본 형태에 적응되는 점을 활용한다.
관련 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 본질을 벗어나지 않고서, 개시된 특징들을 적절히 변경하거나 이들을 서로 조합할 수 있다.

Claims (27)

  1. 구면-비점수차 광학 표면(40)을 측정하는 방법이며,
    a) 파면 생성 장치(10)에 의해 시험 파면으로서 구면-비점수차 파면을 생성하는 생성 단계,
    b) 파면 생성 장치(10)와, 시험 파면이 구면-비점수차 표면(40)의 각각의 지점에서 법선으로부터 최대 인정 가능한 편차가 한자리수의 mrad 범위가 되도록 수직으로 입사하도록 파면 생성 장치(10)에 대해 조정된 구면-비점수차 표면(40) 사이의 파면 차이를, 간섭 측정식으로 측정하는 단계로서, 복수의 측정이 실행되고, 복수의 측정에서 구면-비점수차 표면(40)은 다수의 위치에서 측정되며, 구면-비점수차 표면(40)은 비점수차의 반경들의 두 개의 중심을 중심으로 구면화되거나 또는 구면-비점수차 표면(40)의 표면 법선을 중심으로 180°만큼 회전되거나 또는 비점수차의 반경들의 두 개의 중심을 중심으로 구면화되고 구면-비점수차 표면(40)의 표면 법선을 중심으로 180°만큼 회전되어, 각각의 측정에 대응하는 인터페로그램 위상이 결정되는, 측정 단계, 및
    c) 구면-비점수차 표면(40)의 표면이 형태-부여 처리 방법에 의해 보정되는 수학적 재구성 방법에 의해 파면 생성 장치(10)의 파면 및 구면-비점수차 표면(40)의 표면 형태를 정립하는 정립 단계를 포함하고,
    단계 a) 내지 c)는 파면 차이가 규정된 임계값 미만일 때까지 반복되는,
    구면-비점수차 광학 표면의 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    파면 생성 장치(10)의 파면은 단계 c)에서 보정되고, 단계 a) 내지 c)는 파면 차이가 규정된 임계값 미만일 때까지 반복되는, 구면-비점수차 광학 표면의 측정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    구면-비점수차 표면(40)이 파면 생성 장치(10)를 위한 교정 요소(30)로서 실시되는, 구면-비점수차 광학 표면의 측정 방법.
  4. 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면(40)을 측정하는 방법이며,
    a) 파면 생성 장치(10)에 의해 시험 파면으로서 구면-비점수차 파면을 생성하는 단계로서, 파면 생성 장치는 제3항에 따르는 방법에 의해 교정 요소(30)를 사용하여 교정되는, 생성 단계,
    b) 시험 파면에 의해 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면(40)의 영역(SAp)을 간섭 측정식으로 측정하는 단계로서, 시험 파면은 각각의 영역(SAp) 내의 자유-형태 표면(40)에서 법선으로부터 최대 인정 가능한 편차가 한자리수의 mrad 범위가 되도록 수직으로 입사하고, 시험 파면 및 자유-형태 표면(40)의 영역(SAp)은 서로에 대해 이동하거나 또는 구면화되거나 또는 서로에 대해 이동하고 구면화되어, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면(40)의 각각의 영역(SAp)에 대응하는 인터페로그램 위상이 결정되는, 측정 단계, 및
    c) 개별 영역(SAp)으로부터 자유-형태 표면(40)을 스티칭하는 단계로서, 구면-비점수차 자유-형태 표면(40) 및 시험 파면의 편차는 수학적 재구성 방법에 의해 이들의 의도된 값으로부터 분리되는, 스티칭 단계를 포함하는, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    영역(SAp)은 자유-형태 표면(40)의 서브 개구(sub-aperture)로서 실시되고, 서브 개구의 스캔은 구면 비점수차 시험 파면을 사용하여 실행되는, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 측정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    자유-형태 표면(40)의 실질적으로 포괄적인 측정이 실행되는 방식으로 사전규정된 궤도에 따라서 파면 생성 장치(10)와 자유-형태 표면(40) 사이의 상대 이동이 실행되는, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 측정 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    부분적인 구면화가 서브 개구의 비점수차 표면의 축의 방향에서 실행되고, 각각의 부분적인 구면화는 대응하는 축 내의 유효 반경의 중심을 중심으로 실행되는, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 측정 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    간섭 측정식 측정은 각각의 경우 180°만큼 회전되어 반복 실행되는, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 측정 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    시험 파면은 한자리수 mrad 범위 이내의 법선으로부터의 최대 편차를 갖고 자유-형태 표면(40) 상에 입사하는, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 측정 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    파면 생성 장치(10) 및 자유-형태 표면(40)은 반복적인 제조 처리에서 제조되는, 구면-비점수차 광학 자유-형태 표면의 측정 방법.
  11. 시험 광학 유닛을 구비한 광학 자유-형태 표면(40)의 형태를 위한 시험 장치(100)이며,
    시험 파면으로서, 자유-형태 표면(40)에 적응된 구면-비점수차 파면을 생성하기 위한 파면 생성 장치(10)를 포함하고,
    자유-형태 표면(40)의 적어도 일부 영역(SAp)은 각각 시험 파면에 의해 간섭 측정식으로 시험 가능하고, 자유-형태 표면(40)에 적응된 구면-비점수차 파면과 자유-형태 표면(40)의 편차는 제4항에 따르는 방법에 의해 처리되는, 시험 장치(100).
  12. 제11항에 있어서,
    파면 생성 장치(10)는 파면을 시험 파면으로 변경하기 위한 적응 요소(20)를 포함하는, 시험 장치(100).
  13. 제11항에 있어서,
    컴퓨터-생성 홀로그램은 시험될 각각의 자유-형태 표면(40)에 대해 형성되고, 상기 홀로그램은 자유-형태 표면(40)의 평균 비점수차 및 곡률에 대해 적응된 파면을 생성하는, 시험 장치(100).
  14. 제12항에 있어서,
    파면 생성 장치(10)는 적응된 구면-비점수차 파면을 생성하기 위한 추가적인 광학 유닛을 갖는 평면 또는 구면 기준 표면을 포함하는, 시험 장치(100).
  15. 제11항에 따르는 시험 장치(100)를 사용하여 광학 자유-형태 표면(40)을 생성하는 방법이며, 자유-형태 표면(40)의 형성이 실행되고, 자유-형태 표면(40)은 형성적 방식(formative manner)으로 처리되고, 단계 a) 내지 c)는 자유-형태 표면(40)의 실제 형태가 자유-형태 표면(40)의 의도된 형태에 대응할 때까지 실행되는, 광학 자유-형태 표면의 생성 방법.
  16. 제15항에 따르는 광학 자유-형태 표면의 생성 방법에 의하여 생성되는 광학 자유-형태 표면(40)이며,
    최적-적응 구로부터의 자유-형태 표면(40)의 편차의 비점수차 성분이 적어도 80%인, 광학 자유-형태 표면(40).
  17. 제16항에 있어서,
    편차는 편차의 rms 값을 나타내는, 광학 자유-형태 표면(40).
  18. 제16항에 있어서,
    편차는 편차의 PV 값을 나타내는, 광학 자유-형태 표면(40).
  19. 제18항에 있어서,
    자유-형태 표면(40)의 최적-적응 구로부터의 전체 편차의 비점수차 성분은 0.5 mm 내지 20 mm의 PV 값이고, 최적-적응 구의 기본 반경은 300 이상 mm 내지 무한대인, 광학 자유-형태 표면(40).
  20. 영상화 광학계이며,
    영상화 광학계는 적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈는 제16항에 따르는 적어도 하나의 광학 자유-형태 표면(40)을 갖는, 영상화 광학계.
  21. 영상화 광학계이며,
    영상화 광학계는 적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈의 두 개의 마지막 미러 중 적어도 하나는 비임 방향에서 볼 때 제16항에 따르는 광학 자유-형태 표면(40)을 갖는, 영상화 광학계.
  22. 제15항에 따르는 광학 자유-형태 표면의 생성 방법에 의하여 생성되는 광학 자유-형태 표면(40)이며,
    자유-형태 표면(40)의 최적-적응 구로부터의 편차의 비점수차 성분은 적어도 90%인, 광학 자유-형태 표면(40).
  23. 제22항에 있어서,
    편차는 편차의 rms 값을 나타내는, 광학 자유-형태 표면(40).
  24. 제22항에 있어서,
    편차는 편차의 PV 값을 나타내는, 광학 자유-형태 표면(40).
  25. 제24항에 있어서,
    최적-적응 구로부터 자유-형태 표면(40)의 전체 편차의 비점수차 성분은 0.5 mm 내지 20 mm의 PV 값이고, 최적-적응 구의 기본 반경은 300 mm 이상 내지 무한대인, 광학 자유-형태 표면(40).
  26. 영상화 광학계이며,
    적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈는 제22항에 따르는 적어도 하나의 광학 자유-형태 표면(40)을 포함하는, 영상화 광학계.
  27. 영상화 광학계이며,
    영상화 광학계는 적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 EUVL 투영 렌즈의 두 개의 마지막 미러 중 적어도 하나의 미러는 비임 방향에서 볼 때 제22항에 따르는 광학 자유-형태 표면(40)을 갖는, 영상화 광학계.
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