Verfahren zum Justieren eines Spiegels einer
mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 206 589.5, angemeldet am 04. April 2014. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference") mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren eines Spiegels einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage und einen derart justierten Spiegel.
Stand der Technik
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) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Die Arbeitswellenlänge des Systems, hier und im Folgenden kurz "Arbeitswellenlänge" genannt, ist die Wellenlänge des Lichtes, mit dem die optische Abbildung der beleuchteten Maske auf das Substrat durchgeführt wird. Weist das Licht eine nennenswerte Bandbreite auf, dann wird unter der Arbeitswellenlänge die mittlere Wellenlänge verstanden.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Kompo- nenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus US 7,538,856 B2 bekannt, können beispielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.2 bis 0.3 aufweisen und bilden ein (z.B. ringsegmentförmiges) Objektfeld (auch „Scannerschlitz" genannt) in die Bildebene bzw. Waferebene ab. Bei Ansätzen zur Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) tritt in der Praxis das Problem auf, dass einer mit dieser Erhöhung einhergehenden Vergrößerung der Spiegelflächen in mehrfacher Hinsicht Grenzen gesetzt sind:
Zum einen wird es mit wachsenden Abmessungen der Spiegel zunehmend schwierig, insbesondere langwellige Oberflächenfehler auf werte unterhalb der geforderten Grenzwerte zu senken, wobei die größeren Spiegelflächen u.a. stärkere Asphären erfordern. Des Weiteren werden mit wachsenden Abmessungen der Spiegel größere Bearbeitungsmaschinen zur Fertigung benötigt, und es werden strengere Anforderungen an die verwendeten Bearbeitungs- Werkzeuge (wie z.B. Schleif-, Läpp-, und Poliermaschinen, Interferometer, Rei- nigungs- und Beschichtungsanlagen) gestellt. Ferner müssen zur Fertigung größerer Spiegel schwerere Spiegelgrundkörper verwendet werden, welche ab einer gewissen Grenze kaum noch montierbar sind oder sich gravitationsbedingt über ein akzeptables Maß hinaus durchbiegen. Des Weiteren steigt mit wachsenden Spiegelabmessungen auch der im Falle einer Beschädigung auch nur eines vergleichsweise kleinen Teilbereichs („Kratzer") auf dem Spiegel zu betreibende Aufwand für eine erneute Fertigung.
Um den vorstehenden Problemen Rechnung zu tragen, die mit wachsenden Spiegelabmessungen einhergehen, ist es bekannt, einen oder mehrere Spiegel im Abbildungsstrahlengang des Projektionsobjektivs segmentweise auszuführen, d.h. jeweils einen monolithischen Spiegel durch einen segmentierten Spiegel, welcher aus einer Mehrzahl von separaten Spiegelsegmenten zusammengesetzt ist, zu ersetzen.
Beim Einsatz solcher segmentierten Spiegel in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist es von großer Bedeutung, störende Wellen- frontsprünge zwischen den von den einzelnen Spiegelsegmenten ausgehenden Teilstrahlengängen zu vermeiden. Hierbei tritt nun das weitere Problem auf, dass im mikrolithographischen Abbildungsprozess zur Erzeugung eines scharfen Bildes nicht nur die korrekte geometrisch-optische Überlagerung der durch die einzelnen Teilstrahlengänge in der Bildebene des Projektionsobjek- tivs erzeugten Bilder, sondern auch deren phasenrichtige Überlagerung, also eine gemeinsame Phasenlage der einzelnen Spiegelsegmente des segmentierten Spiegels, erforderlich ist.
Die Einstellung einer gemeinsamen Phasenlage der Spiegelsegmente eines segmentierten Spiegels ist nicht nur vor erstmaliger Inbetriebnahme des Systems (z.B. nach einen Transport des Systems) vorzunehmen, sondern auch etwa nach Austausch eines oder mehrerer Spiegelsegmente in dem segmentierten Spiegel wiederherzustellen. Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf WO 2012/059537 A1 , US 2012/0300183 A1 , US 201 1/0001947 A1 , WO 09/093903 A2 und US 8,228,485 B2 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Justieren eines Spiegels einer mikrolithographischen Pro-
jektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche mit der zur Erzeugung eines hinreichend scharfen Abbildungsergebnisses erforderlichen Genauigkeit eine gemeinsame Phasenlage der einzelnen Spiegelsegmente des segmentierten Spiegels ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Justieren eines Spiegels einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei der Spiegel eine Mehrzahl von Spiegelsegmenten aufweist, folgende Schritte auf:
- Aufnehmen eines ersten Teil-Interferogramms zwischen einer an einem ersten Spiegelsegment reflektierten Welle und einer an einer Referenzfläche reflektierten Referenzwelle; - Aufnehmen eines zweiten Teil-Interferogramms zwischen einer an einem zweiten Spiegelsegment reflektierten Welle und einer an der Referenzfläche reflektierten Referenzwelle;
- Ermitteln eines Phasenversatzes zwischen dem ersten Teil- Interferogramm und dem zweiten Teil-Interferogramm; und - Justieren des ersten Spiegelsegments und des zweiten Spiegelsegments zueinander auf Basis des ermittelten Phasenversatzes derart, dass der Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der jeweiligen Oberflächennormalen von einer fiktiven, vorgegebenen Sollfläche in jedem Punkt auf den Spiegelsegmenten kleiner ist als λ/10, wobei λ die Arbeits- weilenlänge bezeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Justieren derart, dass der Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der jeweiligen Oberflächennormalen von einer fiktiven, vorgegebenen Sollfläche in jedem Punkt auf den Spiegelsegmenten kleiner ist als λ/50, insbesondere kleiner ist als λ/100.
Die erfindungsgemäße Justage kann während oder nach der Segmentfertigung, bei der Segmentmontage, am in die Projektionsbelichtungsanlage bzw. in den Scanner eingebauten segmentierten Spiegel oder am Scanner nach Austausch eines Spiegelsegments erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Justieren eines Spiegels einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei der Spiegel eine Mehrzahl von Spiegelsegmenten aufweist, folgende Schritte auf: - Aufspalten einer ersten Wellenfront nach Reflexion an einem ersten Spiegelsegment;
- Aufspalten einer zweiten Wellenfront nach Reflexion an einem zweiten Spiegelsegment;
- interferometrische Überlagerung von durch Aufspaltung der ersten Wellen- front erzeugten Wellenfronten miteinander unter Erzeugung eines ersten
Teil-Interferogramms;
- interferometrische Überlagerung von durch Aufspaltung der zweiten Wellenfront erzeugten Wellenfronten miteinander unter Erzeugung eines zweiten Teil-Interferogramms; - Ermitteln eines Phasenversatzes zwischen dem ersten Teil-
Interferogramm und dem zweiten Teil-Interferogramm; und
- Justieren des ersten Spiegelsegments und des zweiten Spiegelsegments zueinander auf Basis des ermittelten Phasenversatzes.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Justieren des ersten Spiegelsegments und des zweiten Spiegelsegments zueinander auf Basis des ermittelten Phasenversatzes derart, dass der Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der jeweiligen Oberflächennormalen von einer fiktiven, vorgegebenen Sollfläche in jedem Punkt auf den Spiegelsegmenten kleiner ist als λ/10, insbesondere kleiner ist als λ/50, und weiter insbesondere kleiner ist als λ/100, wobei λ die Arbeitswellenlänge bezeichnet.
Die Erfindung beinhaltet insbesondere das Konzept, durch Reflexion an zueinander benachbarten Spiegelsegmenten erzeugte Wellenfronten (zwischen denen sich aufgrund der zwischen den Spiegelsegmenten vorhandenen Seg- mentgrenzen jeweils eine„Wellenfrontlücke" befindet) zueinander interferomet- risch in Bezug zu setzen, um anhand des so ermittelten Abstandes der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der Oberflächennormalen („Segmenthöhendifferenz"), welcher zur Phasenlagendifferenz proportional ist, eine Justage der Spiegelsegmente zueinander vorzunehmen.
Dabei entspricht eine phasenrichtige Lage von Spiegelsegmenten des Spiegels im Sinne der vorliegenden Anmeldung vorzugsweise einer Anordnung, bei welcher der Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der Oberflächennormalen von einer fiktiven Fläche kleiner als λ/10 beträgt (wobei λ die Arbeitswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage bezeichnet), wobei diese Bedingung vorzugsweise für sämtliche Orte auf der optisch wirksamen Fläche der Spiegelsegmente bzw. des Spiegels erfüllt ist. Bei der fiktiven Fläche kann es sich um die aus dem jeweiligen Optikdesign resultierende, durch den Spiegel zu realisierende reflektierende Fläche handeln. Mit anderen Worten kann die besagte fiktive Fläche die Sollfläche darstellen, welche von den Spiegelsegmenten gebildet werden soll. Diese ist typischerweise stetig und kann beispielsweise eine sphärische Fläche, eine asphärische Fläche oder eine Freiformfläche darstellen. Erfindungsgemäß erfolgt die Justierung derart, dass benachbarte Spiegelsegmente bei gleicher„Höhenlage" aneinander angrenzen. Durch die Erfüllung des Kriteriums, dass der Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der jeweiligen Oberflächennormalen von einer fiktiven, vorgegebenen Sollfläche in jedem Punkt auf den Spiegelsegmenten kleiner ist als λ/10, wird sichergestellt, dass die räumliche Kohärenz reflektierter elektromagnetischer
Strahlung erhalten bleibt. Dieser Erhalt der räumlichen Kohärenz stellt wiederum sicher, dass das von der Abbildungsoptik erzeugte Punktbild seinen aus der Beugungsoptik bekannten minimalen Durchmesser beibehält.
Durch die vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Realisierung einer „phasenrichtigen" Justage unterscheidet sich die Erfindung insbesondere von herkömmlichen Ansätzen, bei denen lediglich eine„winkelrichtige Justage" z.B. von Facetten eines Facettenspiegels erzielt wird. Durch eine„winkelrichtige Justage" ist der Erhalt der räumlichen Kohärenz nicht gewährleistet, so dass gegebenenfalls ein von der Abbildungsoptik erzeugtes Punktbild in nachteiliger Weise signifikant„verwaschen" werden würde. Insbesondere kann für die phasenrichtige Lage der Spiegelsegmente des Spiegels auch ein Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der Oberflächennormalen von der fiktiven Fläche bzw. Sollfläche kleiner als λ/50, insbesondere kleiner als λ/100 gefordert werden. Das Verfahren zum Justieren kann auch in Form einer Vorjustage als Teil der Fertigung oder Montage des segmentierten Spiegels, etwa während der Spiegelfertigung bzw. Spiegelprüfung oder Spiegelmontage, realisiert werden. Dabei kann insbesondere auch in einem ersten Schritt eine Vorjustage unter Verwendung von Messlicht mit vergleichsweise größerer Wellenlänge und in ei- nem zweiten Schritt eine Feinjustage bei Arbeitswellenlänge des Systems (im Falle einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage also z.B. kleiner als 15nm) erfolgen.
Die Erfindung beinhaltet weiter das Konzept, bei einer interferometrischen Ab- Stands- bzw. Höhenlagenbestimmung der Spiegelsegmente eine Beschränkung dahingehend, dass der besagte Abstand bzw. die Höhenlagendifferenz nur modulo einer halben Wellenlänge bestimmbar ist (im Folgenden auch als „modulo^/2-Einschränkung" bezeichnet) dadurch zu vermeiden, dass unterschiedliche Werte des Quotienten zwischen geometrischem Weg und Wellen- länge (d.h. des geometrische Weges angegeben in Vielfachen der Wellenlänge) in den Teilstrahlengängen entweder durch Einsatz einer vergleichsweise breitbandigen Lichtquelle (oder einer Mehrzahl diskreter Wellenlängen) in Kombination mit der Verwendung einer Vorschaltkavität (zur Ermöglichung
gleicher geometrischer Wege) oder durch Einsatz einer geeigneten Hilfsstruktur (insbesondere einer„Katzenaugenstruktur") zur Erzeugung unterschiedlicher geometrischer Wege in Kombination mit einer einzigen diskreten Arbeitswellenlänge realisiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Justieren eines Spiegels einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsan- lage, wobei der Spiegel eine Mehrzahl von Spiegelsegmenten aufweist, folgende Schritte auf: - Erzeugen eines Luftbildes aus einer an einem ersten Spiegelsegment reflektierten ersten Wellenfront und einer an einem zweiten Spiegelsegment reflektierten zweiten Wellenfront; und
- Justieren des ersten Spiegelsegments und des zweiten Spiegelsegments zueinander auf Basis einer Auswertung dieses Luftbildes derart, dass der Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der jeweiligen
Oberflächennormalen von einer fiktiven, vorgegebenen Sollfläche in jedem Punkt auf den Spiegelsegmenten kleiner ist als λ/10, wobei λ die Arbeitswellenlänge bezeichnet. Dabei kann insbesondere ein Streulichtanteil oder„Verwaschungsscheibchen" in dem Luftbild ermittelt werden, wobei das Justieren des ersten Spiegelsegments und des zweiten Spiegelsegments zueinander auf Basis dieses Streulichtanteils der der Gestalt des„Verwaschungsscheibchens" erfolgt. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Justieren derart, dass der Abstand der betreffenden Spiegelsegmente in Richtung der jeweiligen Oberflächennormalen von einer fiktiven, vorgegebenen Sollfläche in jedem Punkt auf den Spiegelsegmenten kleiner ist als λ/50, insbesondere kleiner als λ/100. Die Erfindung betrifft weiter auch einen Spiegel, welcher eine Mehrzahl von
Spiegelsegmenten aufweist, die unter Durchführung eines Verfahrens gemäß den vorstehend beschriebenen Merkmalen justiert oder montiert sind.
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.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
Figur 1 -8 schematische Darstellungen zur Erläuterung beispielhafter
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
Figur 9 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage; und
Figur 10-12 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer Ausfüh- rungsformen der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche einen mit einem erfindungsgemäßen Verfahren justierbaren segmentierten Spiegel aufweisen kann.
Gemäß Fig. 9 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 10 einen Feldfacettenspiegel 3 und einen Pupillenfacettenspiegel 4 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 3 wird das Licht ei-
ner Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 1 und einen Kollektorspiegel 2 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 4 sind ein erster Teleskopspiegel 5 und ein zweiter Teleskopspiegel 6 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 7 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 21 -26 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 31 auf einem Maskentisch 30 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be- schichtetes Substrat 41 auf einem Wafertisch 40 befindet.
Im Weiteren wird nun davon ausgegangen, dass wenigstens ein Spiegel innerhalb des Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage 10, beispielsweise der bezogen auf den optischen Strahlengang bildebenenseitig letzte Spiegel 26 (welcher die größte reflektierende Fläche aufweist), segmentiert ausgestaltet, d.h. aus einer Mehrzahl separater Spiegelsegmente zusammengesetzt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 werden zunächst Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, welche jeweils eine axiale Positions- bzw. Höhenlagenbestimmung der Spiegelsegmente eines segmentierten Spiegels ermöglichen.
Fig. 1 zeigt zunächst eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines möglichen Funktionsprinzips einer interferometrischen Prüfanordnung zur Ab- stands- bzw. Höhenlagenbestimmung von zwei Spiegelsegmenten 101 , 102 eines segmentierten Spiegels 100. Hierbei wird in einer Fizeau-Anordnung für jedes der Spiegelsegmente 101 , 102 jeweils ein Teil-Interferogramm zwischen einem an einer Referenzfläche 1 10 („Fizeau-Platte") reflektierten Referenzlicht RL und einem an dem betreffenden Spiegelsegment 102 reflektierten Messlicht
ML erzeugt. Dabei wird das Messlicht ML durch ein Computer-generiertes Hologramm (CGH) 120 zu einer asphärischen Wellenfront geformt, die mathema-
tisch exakt der„Prüflingsform" (d.h. der Form des betreffenden Spiegelsegments 101 bzw. 102) in einem Sollabstand entspricht.
Die von der Referenzfläche 1 10 einerseits und dem betreffenden Spiegelseg- ment 101 , 102 bzw. Prüfling andererseits reflektierten Wellenfronten interferieren miteinander in dem in Fig. 2 im Gesamtaufbau schematisch dargestellten Interferometer (für welches in Fig. 2 zusätzlich zu Fig. 1 noch ein Kollimator 109, eine Strahlteilerplatte 108, eine Blende 107, ein Okular 106 und eine CCD-Kamera 105 sowie eine Lichtquelle 104 dargestellt sind). Mit der CCD- Kamera 105 wird jeweils ein Teil-Interferogramm des jeweiligen Spiegelsegments 101 , 102 aufgenommen.
Die gewünschte Abstands- bzw. Höhenlagenbestimmung der Spiegelsegmenten 101 , 102 des segmentierten Spiegels 100 kann hierbei grundsätzlich durch Auswertung und Vergleich der beiden zu den Spiegelsegmenten 102, 102 gehörigen Teil-Interferogrammen erfolgen, welche sich durch einen Phasenversatz infolge unterschiedlicher Abstände von dem CGH 120 voneinander unterscheiden. Die jeweils erhaltene Abstandsdifferenz kann dann entweder auf Null justiert oder im Design des jeweiligen optischen Systems entsprechend vorge- halten werden.
Ein grundsätzliches Problem ist jedoch, dass der besagte Abstand bzw. die Höhenlagendifferenz zwischen den Spiegelsegmenten 101 , 102 nur„modulo einer halben Wellenlänge" bestimmbar ist, da die in den Teil-Interferogrammen erhaltenen Streifen untereinander nicht unterscheidbar sind. Im Interf erogram m ist insbesondere nicht erkennbar, ob z.B. zwei sphärische Spiegelsegmente den gleichen Radius und den gleichen Abstand vom CGH 120 aufweisen oder ob jeweils eine Abweichung von Abstand und Radius vorliegt, welche zum gleichen Resultat in den erhaltenen Teil-Interferogrammen führt.
Diesem Umstand wird mit der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform Rechnung getragen, wobei im Vergleich zu Fig. 1 und Fig. 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„200" erhöhten Bezugsziffern
bezeichnet sind. Als Lichtquelle 304 wird in diesem Aufbau eine vergleichsweise breitbandige Lichtquelle verwendet, beispielsweise eine LED. Die Lichtquelle 304 kann lediglich beispielhaft eine Bandbreite von (1 -10)nm aufweisen. Mit „325" ist eine achromatische Kompensationsoptik bezeichnet. In weiteren Aus- führungsformen können auch mehrere diskrete Wellenlängen in Kombination mit einem für diese Wellenlängen ausgelegten CGH verwendet werden.
In der Ausführungsform von Fig. 3 wird der Einsatz einer vergleichsweise breit- bandigen Lichtquelle 104 mit der Verwendung einer Verzögerungsstrecke in Form einer Vorschaltkavität 350 zur Ermöglichung gleicher geometrischer Wege kombiniert, um einen Ausgleich des Abstandes zwischen der Referenzfläche 310 und dem jeweiligen Spiegelsegment 101 , 102 zu erzielen. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass bei Verwendung einer breitbandigen Lichtquelle nur Licht überlagert werden kann, welches den glei- chen optischen Weg zurückgelegt hat. Um dies unter Berücksichtigung des in der Fizeau-Anordnung von Fig. 2 vorhandenen Abstands zwischen Referenzfläche 1 10 und Spiegelsegment 101 , 102 bzw. Prüfling zu verwirklichen, wird die Vorschaltkavität 350 eingesetzt, welche insbesondere einen Strahlteilerwürfel 351 aufweist.
Durch die über den Strahlteilerwürfel 351 bewirkte zusätzliche Lichtaufspaltung wird erreicht, dass abhängig davon, ob im weiteren Strahlengang die Reflexion bereits an der Referenzfläche 310 oder erst am jeweiligen Spiegelsegment 101 , 102 erfolgt, vier Alternativen für den möglichen Strahlverlauf geschaffen werden. Von diesen vier möglichen optischen Wegen können nun zwei Wege, nämlich der in der Vorschaltkavität 350 über den„langen" Weg verlaufende und den Reflex an der Referenzfläche 1 10 verlaufende Weg einerseits und der in der Vorschaltkavität 350 über den„kurzen" Weg verlaufende und Reflex am jeweiligen Spiegelsegment verlaufende Weg gleich lang eingestellt werden mit der Folge, dass sich auch bei Verschiebung eines der Spiegelsegmente 101 ,
102 gegenüber dem jeweils anderen Spiegelsegment 102, 101 um eine Wellenlänge noch eine Interferenz ergibt, diese jedoch einen abweichenden Kontrast ergibt, so dass sich aus der relativen Lage der Kontrastmaxima wie in Fig.
4 angedeutet in den beiden Teil-Interferogrammen die gesuchte Abstandsdifferenz ohne die zuvor erläuterte„modulo^/2-Einschränkung" ermitteln lässt.
Das vorstehend beschriebene Verfahren bzw. die in Fig. 3 dargestellte Anord- nung kann sowohl zum parallelen bzw. simultanen Vermessen der Spiegelsegmente 101 , 102 als auch zum zeitlich aufeinanderfolgenden bzw. sequentiellen Vermessen der Spiegelsegmente 101 , 102 genutzt werden.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei wiederum im Vergleich zu Fig. 3 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „200" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß dem Aufbau von Fig. 5 werden unterschiedliche Werte des Quotienten aus geometrischem Weg und Wellenlänge in den Teilstrahlengängen nicht wie in Fig. 3 unter Erzeugung gleicher geometrischer Wege in Verbindung mit unterschiedlichen Wellenlän- gen (durch Einsatz einer breitbandigen Lichtquelle in Kombination mit einer Vorschaltkavität) realisiert, sondern unter Verwendung von monochromatischem Licht, welches jedoch von einer auf dem CGH 520 befindlichen Hilfsstruktur auf ein- und denselben Punkt auf dem jeweiligen Spiegelsegment 101 , 102 über wenigstens zwei unterschiedliche geometrische Wege gelenkt wird.
Mit anderen Worten erfolgt gemäß Fig. 5 die Realisierung unterschiedlicher Werte des Quotienten aus geometrischem Weg und Wellenlänge in den Teilstrahlengängen unter Verwendung einer (einzigen) diskreten Arbeitswellenlänge in Kombination mit der Erzeugung unterschiedlicher geometrischer Wege, wobei letztere durch Verwendung einer Hilfsstruktur („Katzenaugenstruktur" aus einer Mehrzahl von Katzenaugen 521 , 522, ... ) auf dem CGH 520 erreicht wird. Diese auf dem CGH 520 enthaltene Hilfsstruktur richtet eine fokussierte Welle auf die Oberfläche der Spiegelsegmente 101 , 102, welche sich jeweils im Fokus befinden, so dass das Licht wieder„in sich" zurückreflektiert wird bzw. in die ursprüngliche Richtung zurückläuft. Hierdurch ist die Lage der
Spiegelsegmente 101 , 102 einerseits und der Hilfsstruktur auf dem CGH 520 andererseits eindeutig im Raum bestimmt, wobei eine Verschiebung des jeweiligen Spiegelsegments 101 , 102 in der am Ort der Hilfsstruktur gemessenen
Wellenfront zu einem Fokusterm führt. Dadurch, dass der Fokus als fester Punkt durch das CGH 520 definiert ist, hat eine Verschiebung des jeweiligen Spiegelsegments 101 , 102 relativ zu diesem Punkt eine Änderung in der Wellenfront zur Folge, so dass die Hilfsstruktur sensitiv auf eine solche Abstands- änderung ist und eine Abstandsmessung der Spiegelsegmente 101 , 102 erlaubt.
Die Abstandsmessung der Spiegelsegmente 101 , 102 zum CGH 520 kann im Prinzip über ein Abstandsmessinterferometer erfolgen, wie es üblicherweise in der distanzmessenden Interferometrie eingesetzt wird. Andere Verfahren der distanzmessenden Interferometrie sind ebenfalls möglich.
Im Weiteren werden unter Bezugnahme auf Fig. 6ff. weitere Ausführungsformen der Erfindung erläutert, welche jeweils dazu dienen, Wellenfrontsprünge zwischen den von den einzelnen Spiegelsegmenten reflektierten Teilstrahlengängen zu erfassen, wobei berücksichtigt wird, dass von den Spiegelsegmentgrenzen jeweils kein Licht reflektiert wird. Hierbei werden jeweils zwei zur Interferenz benötigte Wellenfronten über eine Wellenfrontaufspaltung der zuvor an den Spiegelsegmenten reflektierten Wellenfronten erzeugt. Somit werden jeweils durch Reflexion an zueinander benachbarten Spiegelsegmenten erzeugte Wellenfronten - zwischen denen sich aufgrund der zwischen den Spiegelsegmenten vorhandenen Spiegelsegmentgrenzen jeweils eine„Wellenfront- lücke" befindet - zueinander interferometrisch in Bezug gesetzt. Gemäß Fig. 6a-b kann dies unter Ausnutzung einer Scherungs-Interferometrie erfolgen. Mit 61 1 , 612 und 613 sind in Fig. 6a die konvergierenden Wellenfronten nach Reflexion an den Spiegelsegmenten 101 , 102 des segmentierten Spiegels bezeichnet. Diese Wellenfronten 61 1 -613 werden zunächst über ein Schergitter 650 geschert, woraufhin eine Überlagerung der jeweiligen gescher- ten Wellenfronten herbeigeführt wird. Beim Scherungs-Interferometer führt ein
Sprung in der Phasenlage in benachbarten Wellenfronten gemäß Fig. 6b zu einem ausgeprägten Signal bei Überlagerung der beiden gescherten Wellenfronten, welches gemäß Fig. 6a mit einer im Strahlengang auf das Schergitter
650 folgenden CCD-Kamera 605 bestimmt werden kann. Durch Nachjustieren können dann nicht übereinstimmende Phasenlagen der einzelnen Spiegelsegmente miteinander in Übereinstimmung gebracht werden. Hierbei kann insbesondere ein ggf. bereits in der Projektionsbelichtungsanlage vorhandenes Scherungs-Interferometer zur Detektion des Phasenlagenunterschieds zwischen den Spiegelsegmenten genutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 7 kann zur interferometrischen Überlagerung ein Talbot-Interferometer verwendet werden. Hierbei erfolgt ge- mäß Fig. 7 zunächst eine Selbst-Abbildung eines Beugungsgitters 750 aufgrund des Talbot-Effekts. Das durch diese Selbst-Abbildung erzeugte Bild des Beugungsgitters 750 erzeugt mit dem Bild eines zweiten Beugungsgitters 755 am Ort einer CCD-Kamera 705 infolge des„Moire-Effektes" ein Streifensystem 780, in welchem Wellenfrontabweichungen durch Streifenverformungen nach- weisbar sind, „Knicke" in der Wellenfront also ein Signal in dem „Moire"- Streifensystem zur Folge haben. Gemäß dieser Ausführungsform macht sich die Erfindung den Umstand zunutze, dass Intensitätslücken in der Wellenfront die Auswertung nicht stören, da die beim Talbot-Interferometer weiterhin (wie in Fig. 7 angedeutet ist) erkennbaren Streifen lediglich interpolierbare Lücken aufweisen, aber im Übrigen in ihrem Verlauf nicht verändert sind.
Fig. 8 dient zur Veranschaulichung einer ebenfalls möglichen Luftbildauswertungstechnik. Mit 81 1 , 812 und 813 sind in Fig. 8 wiederum die konvergierenden Wellenfronten nach Reflexion an den Spiegelsegmenten des segmentier- ten Spiegels bezeichnet. Diese treffen gemäß Fig. 8 auf einen Szintillator 850, wobei eine auf diesen im Strahlengang nachfolgende vergrößernde Abbildungsoptik 860 auf einer CCD-Kamera 805 ein Luftbild 870 erzeugt. Eine Abweichung der Phasenlage für eines der Spiegelsegmente und der hieraus resultierende Phasensprung führt zur Entstehung von Streulicht 875, welches im Luftbild 870 (wie in Fig. 8 lediglich schematisch angedeutet) sichtbar ist. Eine
Justage der Spiegelsegmente dahingehend, dass diese Spiegelsegmente hinsichtlich der Phasenlage in Übereinstimmung gebracht werden, kann somit
dadurch erfolgen, dass das Streulicht 875 durch entsprechende Verstellung der Spiegelsegmente beseitigt wird.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Luftbildauswertung auch derart erfolgen, dass mit der Methode des sogenannten„Phase Retrieval" von dem aufgenommenen Luftbild auf die Phasenlage der eingestrahlten Welle geschlossen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Justage der Spiegelseg- mente im Hinblick auf eine einheitliche Phasenlage auch im Wege einer seitlichen interferometrischen Beobachtung der jeweiligen Segmenthöhen der Spiegelsegmente erfolgen, wozu ein aus US 8,228,485 B2 (dort im Zusammenhang mit der Aktuierung eines deformierbaren Spiegels) bekannter Aufbau genutzt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine zur Justage der Spiegelsegmente durchgeführte interferometrische Ermittlung der jeweiligen Segmenthöhen der Spiegelsegmente auch unter Verwendung eines Fabry-Perot- Interferometers erfolgen, wobei ausgenutzt wird, dass die Transmissions- eigenschaften sensitiv auf die jeweilige Resonatorlänge reagieren.
Der erfindungsgemäße, phasenrichtig segmentierte Spiegel kann dazu verwendet werden, Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs zumindest teilweise auszugleichen. Hierzu kann zunächst unter Verwendung einer der beschriebe- nen Wellenfrontmesstechniken eine Ansteuerkennlinie pro Spiegelsegment ermittelt und anschließend unter Verwendung derselben Wellfrontabweichungen eine Korrektur durchgeführt werden. Des Weiteren kann auch unter Vermeidung der Ansteuerkennlinienermittlung direkt eine Optimierung der Wellenfront erfolgen.
In Ausführungsformen der Erfindung kann der eine Mehrzahl von Spiegelsegmenten aufweisende Spiegel auch zur Übertragung bzw. Reflexion nur eines Teils der elektromagnetischen Strahlung im Betrieb des optischen Systems
ausgestaltet sein, indem nämlich Spiegelsegmente - wie in Fig. 10a-b lediglich schematisch und beispielhaft dargestellt - nur in speziell ausgewählten Bereichen - und unter Verbleib vergleichsweise großer Lücken zwischen diesen Spiegelsegmenten - vorgesehen werden. In einem Beispiel können etwa ge- mäß Fig. 10a in Ergänzung zu einem herkömmlich bzw. selbst nicht weiter segmentiert ausgeführten zentralen Spiegelsegment 901 einzelne Spiegelsegmente 902-909 eines Spiegels 900 im Randbereich zwecks Vergrößerung der nutzbaren numerischen Apertur (NA) vorgesehen sein bzw. hinzugefügt werden, wobei gemäß Fig. 10a die einzelnen Spiegelsegmente sowohl in radialer als auch in azimutaler Richtung auch in größerem Abstand zueinander angeordnet sein können. In einem weiteren Beispiel können Spiegelsegmente eines Spiegels 920 gemäß Fig. 10b in einem bezogen auf die optische Systemachse zentralen Bereich (Spiegelsegment 921 ) sowie - zwecks Reflexion höherer Beugungsordnungen - auch in einem bezogen auf die optische System- achse entfernten (Rand-) Bereich, jedoch in diesem Randbereich z.B. aus Bauraumgründen nur bereichsweise vorgesehen sein (Spiegelsegmente 922-926). Dabei können die einzelnen Spiegelsegmente grundsätzlich in beliebiger Weise z.B. zur Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten bzw. Bauraumbeschränkungen geometrisch geformt sein. Hierbei kann auch dem Umstand Rechnung getragen werden, dass je nach genutztem Beleuchtungssetting einzelne Bereiche nicht oder nur in vergleichsweise geringem Maße optisch genutzt werden.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen„phasenrich- tig" segmentierten Spiegels 930 beinhaltet gemäß Fig. 1 1 eine sechseckige
("honeycomb") Form der einzelnen Spiegelsegmente 931 , 932, 933, ... .
In weiteren Ausführungsformen kann es sich, wie in Fig. 12 schematisch dargestellt, bei einem erfindungsgemäßen, eine Mehrzahl von Spiegelsegmenten aufweisenden Spiegel auch um einen unter streifendem Einfall betriebenen
Spiegel 940 handeln. Bei solchen Spiegeln, die auch kurz als Gl-Spiegel (= „grazing incidence" =„streifender Einfall") bezeichnet werden und deren Einsatz grundsätzlich im Hinblick auf die vergleichsweise hohen, erreichbaren Re-
flektivitäten (von z.B. 80% und mehr) wünschenswert ist, ist infolge der zur reflektierenden Spiegelfläche vergleichsweise flachen Einfallswinkel die Spiegelgröße relativ ausgeprägt. Eine solche segmentierte Ausgestaltung eines Gl- Spiegels kann z.B. in Projektionsobjektiven mit einem Aufbau wie in DE 10 2012 202 675 A1 gezeigt realisiert werden.
Der in Fig. 12 dargestellte, als Gl-Spiegel ausgestaltete segmentierte Spiegel 940 weist lediglich beispielhaft eine langgestreckte, zylindrische Grundform auf und ist aus Spiegelsegmenten 941 , 942 und 943 zusammengesetzt. Zur Prü- fung des Spiegels 940 kann der z.B. sogenannte„Ritchey-Common-Test" Verwendung finden. Mit„948" ist ein Hohlspiegel zur Reflexion des Messlichtes bezeichnet. Die Autokollimation der Messlichtstrahlen wird durch ein vorgeschaltetes CGH 945 erreicht, wobei die eingesetzten Interferometer denen von Fig. 1 -3 entsprechen können.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.