WO2022073610A1 - Herstellungsverfahren und messverfahren - Google Patents

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WO2022073610A1
WO2022073610A1 PCT/EP2020/078193 EP2020078193W WO2022073610A1 WO 2022073610 A1 WO2022073610 A1 WO 2022073610A1 EP 2020078193 W EP2020078193 W EP 2020078193W WO 2022073610 A1 WO2022073610 A1 WO 2022073610A1
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coolant
cooling channel
substrate
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Hans Michael STIEPAN
Thomas Monz
Julian Kaller
Ulrich Löring
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for measuring a surface shape of an optical element in a measurement environment, the optical element having a base body with a substrate and a reflecting surface, and at least one cooling channel for receiving a coolant being formed in the substrate.
  • the invention also relates to a measuring device for measuring the surface shape of the optical element, a method for producing the optical element and a projection exposure system.
  • Microlithography is used to manufacture microstructured components such as integrated circuits or LCDs (Liquid Crystal Displays).
  • the microlithography process is carried out, inter alia, in what is known as a projection exposure system, which has an illumination device and a projection lens.
  • a substrate e.g. a silicon wafer
  • a light-sensitive layer photoresist
  • NA image-side numerical aperture
  • Increasing the image-side numerical aperture (NA) is typically accompanied by an increase in the required mirror surfaces of the mirrors used in the projection exposure system.
  • the optical element changes as a result of absorption of the useful light used during operation, in particular EUV light , heats up.
  • the heating of the optical element results in particular in the problem that the optical element is thermally deformed, for example expands, so that an optical performance of the system in which the optical element is used no longer corresponds to predefinable specifications.
  • cooling concepts have been developed in order to dissipate the heat generated in the optical element during operation.
  • Known cooling concepts consist in particular of forming at least one cooling channel for receiving a coolant in the otherwise solid base body or substrate of the optical element.
  • Optical elements that have at least one such cooling channel are known from WO 2012/126830 A1, US Pat. No. 7,591, 561 B2, DE 10 2018 208 783 A1, DE 10 2010 034 476 A1, WO 2009/046955 A2, DE 10 2017 221 388 A1 and DE 10 2018 202 687 A1.
  • a challenge with optical elements that have at least one such cooling channel is the high-precision interferometric measurement of these optical elements.
  • Another problem is that the material of the substrate and in particular the cooling channel, which is usually filled with air, have different refractive indices.
  • the different refractive indices lead to an undesired back reflection of the measuring light reflected in particular at an interface between the substrate and the cooling channel.
  • an object of the present invention to provide a method and a measuring device with which the aforementioned problems are solved, in particular with which the surface shape of an optical element, which has at least one cooling channel, can be measured reliably and with high precision. Another object is to provide a manufacturing method for an optical element that can be measured reliably and with high precision, and for such an optical element.
  • the method for measuring the surface shape of the optical element is carried out with the following steps: a) detecting a cooling channel pressure; b) detecting a measurement ambient pressure; c) determining an actual pressure difference based on the cooling channel pressure and the measurement ambient pressure; d) comparing the actual pressure difference with a predefinable setpoint pressure difference; e) monitoring for a discrepancy between the actual pressure difference and the target pressure difference, wherein if a discrepancy greater than a predefinable limit value is detected, the cooling channel pressure is adjusted in such a way that the discrepancy is less than or equal to the definable limit value; f) Measurement of the surface shape if the deviation is less than or equal to the predefinable limit value.
  • the method according to the invention has the advantage that the actual pressure difference can be adjusted or adjusted to the setpoint pressure difference in a particularly simple manner, in particular by adjusting only one parameter, ie the cooling channel pressure.
  • a desired surface shape that develops under an arbitrarily predeterminable desired pressure difference can thus be generated in a particularly simple manner by a corresponding adaptation of the actual pressure difference and then measured.
  • “measurement environment” means an environment in which there is a preferably definable ambient measurement pressure and in which the optical element is measured and/or operated.
  • the cooling channel pressure is adjusted in such a way that the deviation is less than 10 mbar, in particular less than 1 mbar, preferably less than 0.5 mbar.
  • the advantage here is that the actual pressure difference is adjusted or adjusted particularly precisely to the target pressure difference.
  • the measured surface shape or the surface shape that develops under the actual pressure difference thus corresponds particularly precisely to the surface shape that develops under the setpoint pressure difference.
  • the cooling channel is acted upon by a gaseous or liquid coolant, with the pressure on the coolant being increased or reduced in order to adapt the cooling channel pressure.
  • the advantage here is that the cooling channel pressure is adjusted or can be adjusted in a particularly simple manner by increasing or reducing the pressure on the coolant itself.
  • the pressure on the coolant is increased or decreased hydraulically or pneumatically.
  • a controllable hydraulic pump or pneumatic pump is preferably used to hydraulically or pneumatically increase or decrease the pressure on the coolant.
  • the adjustment can be made electronically using a controllable electric pump.
  • An increase or decrease in the pressure occurs in particular as a function of an increase or decrease in a delivery rate of the corresponding pump, for example by adjusting a speed or delivery speed.
  • the coolant flows through the cooling channel at a predefinable flow rate.
  • the flow rate that can be predetermined is preferably at least substantially equal to the flow rate at which the coolant flows through the cooling channel, in particular when an EUV lithography system is operating under EUV conditions. This ensures that the flow velocity measurement is performed under EUV conditions.
  • the flow rate is selected as a function of a geometry or a cross section of the cooling channel. The flow rate is preferably selected in such a way that a laminar flow forms in the cooling channel. critical See pressure losses as a result of turbulent flows and the resulting vibrations or oscillations of the optical element are thus avoided.
  • a dynamic viscosity of the coolant is selected or adjusted in such a way that it is at least essentially the same as that of water, in particular at least 0.89 mPa s and at most 1.52 mPa s.
  • the target pressure difference is determined as a function of a specifiable target ambient measurement pressure and a specifiable target cooling duct pressure, with the target ambient measurement pressure being at least 0.01 mbar and at most 0.20 mbar and the target cooling duct pressure being at least 200 mbar and at most 10000 mbar.
  • the advantage here is that based on the predefinable or selectable target measurement ambient pressures and target cooling channel pressures, a large number of target pressure differences can be determined or set, which are present when using or operating the optical element, in particular under EUV conditions or may exist.
  • the surface shape to be measured or the surface shape formed under the actual pressure difference thus corresponds to a surface shape formed particularly under EUV conditions.
  • the target measurement ambient pressure is at least 0.01 mbar and at most 1000 mbar. Provision is preferably made for the setpoint measurement ambient pressure to be 1000 mbar and the setpoint cooling channel pressure to be at least 1200 mbar and at most 10000 mbar.
  • the measured surface shape or the surface shape that develops under the actual pressure difference corresponds to a surface shape that develops, in particular, under atmospheric pressure conditions.
  • the definable desired measurement ambient pressure is at least 0.03 mbar and at most 0.1 mbar and the desired cooling channel pressure is at least 500 mbar and at most 1000 mbar.
  • the setpoint pressure difference is determined on the basis of a particularly narrow setpoint measuring ambient pressure interval and setpoint cooling channel pressure interval.
  • a target pressure difference selected from this target measurement ambient pressure interval and target cooling channel pressure interval corresponds to a pressure difference as is usually present when the optical element is used or operated under EUV conditions.
  • the predefinable setpoint measurement ambient pressure is 0.05 mbar and the predefinable setpoint cooling channel pressure is 500 mbar.
  • this target measurement ambient pressure and this target cooling channel pressure a fixed target pressure difference is specified.
  • this firmly determined setpoint pressure difference corresponds to a pressure difference as is usually present when the optical element is used or operated under EUV conditions.
  • the measured surface shape or the surface shape formed under the actual pressure difference thus corresponds particularly precisely to the surface shape formed under EUV conditions.
  • the invention also relates to a measuring device for measuring a surface shape of an optical element, the optical element having a base body with a substrate and a reflecting surface, and at least one cooling channel for receiving a coolant being formed in the substrate, the measuring device having: i ) a measuring light source; ii) an interferometer, with which a measurement of at least one partial area of a surface of the optical element can be carried out by interferometric superimposition of a test wave produced by the measuring light source and directed onto the optical element and a reference wave; iii) at least one controllable coolant reservoir for storing coolant, and iv) a control device which is designed to carry out the method according to one of claims 10 to 16 when used as intended.
  • the coolant has a refractive index that is at least essentially equal to a refractive index of the substrate of the optical element to be tested.
  • the cooling channels in particular the walls of the cooling channels, have a predetermined roughness to ensure a diffuse scattering effect.
  • the diffuse scattering reduces interfering reflections.
  • a dynamic viscosity of the coolant is at least essentially the same as that of water, in particular at least 0.89 mPa s and at most 1.52 mPa s.
  • the coolant is a solution of an inorganic or organic substance in water.
  • the advantage here is that the refractive index can be variably adjusted, in particular depending on a predeterminable concentration of the substance.
  • the substance is, for example, sugar or potassium iodide.
  • the substance forms a homogeneous phase when mixed with water.
  • homogeneous phase means that the distribution of the substance in the water is the same at every location. This ensures in particular that the refractive index of the coolant is the same at every point in the cooling channel to which coolant is applied.
  • the invention also relates to a method for producing an optical element, the optical element having a base body with a substrate and a reflecting surface, and at least one cooling channel for receiving a coolant being formed in the substrate, and the cooling channel being produced by a machining process , In particular drilling, and/or is formed by an etching process.
  • the substrate and the reflecting surface are in particular formed in one piece.
  • a mirror body has the reflective surface, the substrate and the mirror body having the reflective surface being connected to one another by a joining process, in particular bonding.
  • the cooling channel is formed in the substrate in particular by an etching process, by grinding and/or by milling.
  • the substrate and the reflecting surface are not formed in one piece.
  • the Mirror body and the substrate made of the same material.
  • the cooling channel is formed in the mirror body having the reflecting surface, in particular by grinding, milling and/or etching.
  • the substrate is preferably polished at least in regions, so that the substrate and the mirror body having the reflecting surface can be or can be connected to one another particularly advantageously by the joining process.
  • the joining process is carried out in such a way that the reflecting surface and a boundary layer that forms between the reflecting surface and the substrate as a result of the joining process are not aligned congruently with one another, at least in regions.
  • “Not congruent” means that a first tangential plane at a specifiable point of the reflecting surface and a second tangential plane at a specifiable point of the boundary layer are not aligned parallel to one another.
  • a normal vector of the first tangential plane and a normal vector of the second tangential plane have a deviation greater than zero from one another.
  • the predeterminable point of the reflecting surface and the predeterminable point of the boundary layer are preferably arranged along a straight line, with the straight line being aligned parallel to an optical axis of the optical element.
  • the advantage here is that superimposition of the measurement light reflected on the reflecting surface and the measurement light reflected on the boundary layer is avoided in a particularly effective manner.
  • a measuring light beam incident on the boundary layer will have an angle of emergence which differs from an angle of emergence of a measuring light beam incident on the reflecting surface.
  • the boundary layer that forms has a refractive index that differs from the refractive index of the substrate or of the mirror body having the reflecting surface.
  • the reflective surface and the boundary layer can each be designed to be planar, that is to say without curvature, or have a curvature.
  • a layer is applied at least in regions to the reflecting surface, which is designed to reflect light with a wavelength of at least 193 nm and at most 633 nm, in particular of at least 532 nm and at most 633 nm.
  • the optical element can be measured with high precision using measuring light, i.e. light with a wavelength of at least 193 nm and at most 633 nm.
  • the layer or measurement layer prevents the measurement light beam from reaching or being able to reach a boundary layer that forms as a result of the joining process between the reflecting surface and the substrate.
  • the layer preferably has at least one silicon layer and/or at least one chromium layer. Provision can advantageously be made for the reflecting surface to be processed by ion beam processing.
  • the substrate has a material that is formed in such a way that it absorbs light of a definable wavelength, in particular a wavelength of at least 193 nm and at most 633 nm, in particular at least 532 nm and at most 633 nm.
  • the material of the substrate is preferably doped with an absorption-enhancing material.
  • the substrate and the reflective surface are formed in one piece. If the substrate and a mirror body having the reflecting surface are connected to one another by bonding, it is preferably provided that the mirror body has the material that is designed to absorb the light of a predetermined wavelength.
  • the invention relates to a projection exposure system for semiconductor lithography, having: i) an illumination device; ii) a projection lens and iii) at least one optical element, which has a base body with a substrate and a reflecting surface, wherein at least one cooling channel for receiving a coolant is formed in the substrate.
  • the projection exposure system is characterized in that the optical element is produced by a method according to one of Claims 1 to 7.
  • Figure 1 is a schematic representation of a measuring device according to an embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an optical element according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an optical element according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an optical element according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a flow chart for representing a method for measuring a surface shape of an optical element
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a projection exposure system designed for operation in the EUV.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an in particular interferometric measuring device 1 for measuring a surface shape of an optical element 2, in particular of a mirror 3, of a microlithographic projection exposure system.
  • the measuring device 1 has at least one measuring light source 4 (not shown here), an interferometer 5 and a coolant reservoir 6 .
  • the measuring light source 4 generates measuring light or a measuring light radiation of a specifiable wavelength or several specifiable wavelengths, for example 193 nm, 532 nm and/or 633 nm.
  • the measuring light radiation enters the interferometer 5 from an exit surface of an optical waveguide 7 as an input wave 8 with a spherical wave front.
  • the interferometer 5 includes, without being limited to this, a beam splitter 9, a diffractive optical element 10 in the form of a complex coded one in particular Computer-generated hologram (CGH) 11, three reflective elements 12, 13, 14, the optical element 2 to be measured and an interferometer camera 15. It is optionally provided that the interferometer 5 comprises fewer or more components than those described. Thus, the interferometer 5 can comprise fewer than three or more than three reflective elements 12, 13, 14, or the measuring light source 4 as well
  • the measuring light radiation or input wave 8 passes through the beam splitter 9 and then hits the CGH 11 .
  • the CGH 11 In transmission, the CGH 11 generates a total of four output waves from the input wave 8 according to its complex coding, of which one output wave impinges as a test wave on a surface of the optical element 2 to be measured with a wave front adapted to a target shape of the surface of the optical element 2 .
  • the CGH 11 generates three further output waves from the input wave 8 in transmission, each of which hits one of the reflective elements 12 , 13 , 14 .
  • the elements 12 and 13 are each configured as a plane mirror and the reflective element 14 as a spherical mirror in the exemplary embodiment.
  • An optionally provided shutter is denoted by reference number 16 .
  • the CGH 11 is also used to superimpose the test wave reflected by the optical element 2 to be measured and the reference waves reflected by the reflective elements 12, 13, 14, which, as convergent beams, hit the beam splitter 9 again and are reflected by it in the direction of the interferometer camera 15 are passing through an eyepiece 17.
  • the interferometer camera 15 captures an interferogram generated by the interfering waves, from which an actual shape or the surface shape of the optical element 2 is determined by an evaluation device (not shown).
  • the optical element 2 has a base body 18 with a substrate 19 and a reflecting surface 20 , at least one cooling channel 21 (not shown here) for receiving a gaseous or liquid coolant 22 being formed in the substrate 19 .
  • the material of the substrate 19 is, for example, a glass material such as quartz glass or a glass ceramic material such as Zerodur®, manufactured by Glaswerke Schott, or ULE® (ultra low expansion) glass manufactured by Coming. Quartz glass has a refractive index of 1.45 at a wavelength of 546.1 nm, ULE® glass has a refractive index of 1.4828 and Zerodur® has a refractive index of 1.5447.
  • the measuring device 1 has the coolant reservoir 6 for storing coolant 22 .
  • the measuring device 1 additionally has a controllable delivery device 23, in particular a pump 24, connected to the coolant reservoir 6, for delivering the coolant 22 from the coolant reservoir 6 and thus for loading the cooling channel 21 with coolant 22 and/or for pressurizing the coolant 22 .
  • the delivery device 23 is preferably a hydraulic pump, pneumatic pump or electric pump.
  • the coolant 22 is supplied to the optical element 2, in particular the cooling channel 21, through a supply line 25 connected to the coolant reservoir 6 and removed from the optical element 2, in particular the cooling channel 21, through a discharge line 26 connected to the coolant reservoir.
  • the coolant 22 preferably returns to the coolant reservoir 6 through the discharge line 26 in order to be able to be pumped again from there.
  • the supply line 25 and the discharge line 26 form a conveying line 27.
  • the supply line 25 and the discharge line 26 can each be connected to the optical element 2, in particular designed for a detachable connection.
  • the supply line 25 and/or the discharge line 26 can each be designed as a hose with a definable diameter.
  • the inlet line 25 and the outlet line 26 are designed in particular in such a way that oscillations or vibrations that can occur during operation of the measuring device 1 , in particular while coolant 22 is being conveyed from the coolant reservoir 6 , are damped or suppressed.
  • the optical element 2 is thus not influenced by oscillations and vibrations during the delivery of coolant 22 from the coolant reservoir 6, in particular the optical element 2 itself is not excited to oscillate and vibrate.
  • the supply line 25 is, for example, sagging or not taut between the optical element 2 and a sensor 37, in particular a flow sensor, or between the optical element 2 and the pressure detection device 35 or between the optical element 2 and the Output side 32 of the pressure control device 28 is arranged. If the supply line 25 is to be arranged so that it sags, for example between the optical element 2 and the sensor 37, a length of the supply line 25, in particular a length of a supply line section 88 between the optical element 2 and the sensor 37, is selected to be greater than the distance between to ensure sagging optical element 2 and sensor 37 is.
  • the derivative 26 is arranged, for example, sagging or not taut between the optical element 2 and the pressure detection device 36 or between the optical element 2 and the pressure control device 34 .
  • the coolant 22 is preferably pumped out of the coolant reservoir 6 in such a way that a pressure or cooling channel pressure of at least 200 mbar and at most 10,000 mbar develops in the at least one cooling channel 21 .
  • a pressure on the coolant 22 is increased or decreased.
  • the pressure is preferably adjusted by adjusting, i.e. increasing or reducing, the delivery rate of the delivery device 23, for example by adjusting the delivery speed of the pump 24.
  • a specifiable flow rate or a volume flow at which the coolant 22 flows through the delivery line 27 is preferably set , in particular the cooling channel 21, also by adjusting the delivery rate of the delivery device 23.
  • supply line 25 preferably has at least one controllable pressure control device 28, in particular a two-way pressure control valve 29 or three-way pressure control valve 30.
  • the pressure control device 28 has an input side 31 assigned to the coolant reservoir 6 and an output side 32 assigned to the optical element 2 or cooling channel 21 .
  • the two-way pressure control valve 29 and the three-way pressure control valve 30 are preferably each designed to convert an input-side pressure into a predefinable output-side pressure.
  • the three-way pressure control valve 30 is preferably designed to open when a predetermined pressure on the input side 31 is exceeded, so that the pressure on the output side 32 is lower than the pressure on the input side 31.
  • the three-way pressure control valve 30 preferably has an overflow outlet 33 which is connected to the coolant reservoir 6, so that when the predefinable pressure on the input side 31 is exceeded, the overflow outlet 33 opens and coolant 22 can be discharged from the pressure control valve 28 and returned to the coolant reservoir 6 .
  • the derivation 26 has a further controllable pressure control device 34 . It is optionally provided that the pressure control device 28 can be or is connected directly to the optical element 2 or that the optical element 2 has the pressure control device 28 .
  • a pressure detection device 35 for example a pressure sensor or manometer, is preferably located between the pressure control device 28 and the optical element 2, in particular the cooling duct 21 or an inlet side of the cooling duct 21 , arranged.
  • a further pressure detection device 36 is optionally provided between the optical element 2 , in particular the cooling channel 21 or an outlet side of the cooling channel 21 , and the further pressure control device 34 .
  • a sensor 37 in particular a flow sensor, is preferably arranged between the pressure control device 28 and the optical element 2, in particular the cooling channel 21 or the inlet side of the cooling channel 21, for detecting a flow rate or a volume flow of the coolant 22 in the cooling channel 21.
  • the flow rate is determined as a function of the pressures detected by the pressure detection device 35 and the additional pressure detection device 36 .
  • the measuring device 1 optionally has a temperature control device 83 connected to the coolant reservoir 6 . Since a dynamic viscosity of the coolant 22 depends on temperature and pressure, the temperature of the coolant 22 is preferably controlled in such a way that the dynamic viscosity of the coolant 22 corresponds to a specifiable dynamic viscosity, in particular that of water, preferably at least 0.891 mPas and at most 1.52 mPas. Optional is the coolant 22 tempered such that a coolant temperature is at least substantially equal to a predetermined temperature, such as an operating temperature of an EUV lithography system. Additionally or alternatively, the pressure on the coolant 22 is adjusted to change the dynamic viscosity. In order to detect a temperature of the coolant 22, the measuring device 1 or the temperature control device 83 preferably has a temperature sensor.
  • the measuring device 1 is arranged in a housing 40 enclosing an interior space 38 or a measuring environment 39 , in particular a vacuum chamber 41 .
  • At least one controllable vacuum generating unit 42 is assigned to the housing 40 for generating a vacuum in the interior 38 or the measuring environment 39 .
  • the vacuum generation unit 42 is preferably designed to generate a vacuum in the housing 40 with a total pressure or measuring ambient pressure of at least 0.01 mbar, in particular less than 0.01 mbar, and at most 0.1 mbar.
  • the surface shape of the optical element 2 is or can be measured at an ambient measurement pressure which corresponds to a pressure that is present when the optical element 2 is used, in particular in combination with an EUV lithography system, in an EUV operating vacuum .
  • the surface shape is measured at the air pressure that prevails at the location of the measurement, in particular at an atmospheric pressure of 1 bar, or at any specifiable ambient measurement pressure.
  • the measuring device 1 preferably has a pressure sensor 43 for detecting the measuring ambient pressure.
  • the measuring arrangement 1 is not arranged in the housing 40 or the vacuum chamber 41 .
  • the surface shape is then measured at air pressure, in particular atmospheric pressure.
  • the measurement environment can then be the interior 38 or another measurement environment, in particular a measurement environment that is not closed by a housing.
  • the measuring device 1 has a control device 44 .
  • the control unit 44 is specially designed for this purpose, in particular the conveyor device 23 and/or at least one of the pressure control valves 29, 30, in particular the pressure control valve 29, to control.
  • control unit 44 is connected to the conveyor device 23, at least one of the pressure control devices 28, 34, the pressure sensor 43, at least one of the pressure detection devices 35, 36, the flow sensor 37 and preferably the measuring light source 4 in terms of signals, in particular by a wire-based data line or wireless data line.
  • the coolant 22 preferably has a refractive index that is at least essentially equal to a refractive index of the substrate 19 or the substrate material of the optical element 2 to be measured. This ensures that the optical element 2 can be measured in a particularly advantageous manner, since undesirable back-reflections at an interface between the substrate 19 and the cooling channel 21 are minimized.
  • the coolant 22 preferably has an inorganic or organic substance which is preferably miscible with water, in particular forms a homogeneous phase when mixed with water.
  • the coolant 22 has a very low or a very high vapor pressure. This ensures in particular that the coolant 22 remains liquid at low pressures or under vacuum pressure conditions.
  • the coolant 22 can therefore be removed from the cooling channel 21 easily or with little effort.
  • the substance or the coolant 22 is preferably not a hazardous material, ie it can be handled safely and disposed of in an environmentally friendly manner.
  • the substance is, for example, sugar, in particular a 79% by weight solution of sucrose with water.
  • this sucrose solution is prepared by dissolving sugar in water at at least 70°C and then cooling. This results in a refractive index of 1.483 at a temperature of 20° C., this refractive index corresponding at least essentially to the refractive index of the ULE® glass.
  • the substance is potassium iodide, with a refractive index of at least 1.33 (potassium iodide content zero percent) and at most 1.502 (saturated potassium iodide solution) being adjustable depending on a predeterminable proportion of potassium iodide in water.
  • the coolant 22 is glycerin (refractive index: 1.474).
  • the coolant 22 is a sodium polywolframate solution, with a predeterminable proportion of the substance sodium polywolframate in water Refractive index of at least 1.33 (sodium polytungstate zero percent) and at most 1.55 (saturated sodium polytungstate solution) can be adjusted.
  • the following oils or organic substances are provided as coolant 22: tetrahydronaphthalene (refractive index: 1.541), methyl salicylate (refractive index: 1.535) or eugenol (refractive index: 1.541). These refractive indices correspond at least essentially to the refractive index of Zerodur® in particular.
  • the refractive index is a function of wavelength and temperature
  • a temperature of the measurement environment 39 and the wavelength of the measurement light radiation are preferably taken into account when selecting the coolant 22 or the refractive index of the coolant 22 .
  • the measuring light source 4 is designed to emit measuring light radiation of different wavelengths, for example 532 nm and 633 nm
  • a first and a second refractive index of the substrate 19 are determined for a respective wavelength and the mean value of the refractive index is formed therefrom. According to the mean value formed, the coolant 22 is then selected in such a way that its refractive index is at least essentially equal to the mean value.
  • the refractive index is calculated as a function of an Abbe number of the material of the substrate 19 and the temperature coefficient of the refractive index, which is defined as dn/dT, where n is the refractive index of the substrate 19 and T is the temperature of the measurement environment.
  • the refractive index of the substrate 19 is measured, for example by a refractometer, spectrometer, interferometer, or immersion and ellipsometric methods.
  • the above-mentioned refractive indices of the respective coolants 22 and substrates 19 or substrate materials are therefore to be understood as examples. Actual refractive indices can deviate from the stated refractive indices, in particular as a function of the wavelength of the measurement light radiation and the temperature of the measurement environment 39 .
  • the coolant is a gaseous coolant, for example nitrogen or dry air, ie air with a definable relative humidity, for example less than 40%.
  • the liquid coolant is water, for example, in particular ultrapure water.
  • FIG. 2 shows a simplified cross-sectional representation of the optical element 2 according to a first embodiment.
  • the optical element 2 has the base body 18 with the substrate 19 and the reflecting surface 20 .
  • In the substrate 19 is/are at least one cooling channel 21 , in the present case a plurality of cooling channels 21 , 45 , 46 , 47 adjacent to one another, for receiving the coolant 22 .
  • the distance between two mutually adjacent cooling channels 21, 45, 46, 47 is preferably at least 1 mm and at most 12 mm.
  • the mutually adjacent cooling channels 21 , 45 , 46 , 47 are presently arranged in one plane or cooling channel plane 50 .
  • the substrate 19 optionally has at least one further cooling channel level, which is arranged in particular below the cooling channel level 50 .
  • At least 20 and at most 200 cooling channels 21 are preferably formed in the substrate 19 .
  • a respective cooling channel 21 preferably has a rectangular or circular cross section, with a diameter of the respective cooling channel 21 being at least 0.5 mm and at most 5 mm.
  • the cooling channels 21, 45, 46, 47 are designed, for example, in a meandering shape or parallel to one another.
  • the distance from the cooling channel 21, in particular an upper cooling channel wall 90 of a respective cooling channel 21, 45, 46, 47, to the reflecting surface 20 is preferably at least 2 mm and at most 30 mm.
  • the optical element 2, in particular the substrate 19, has a first and a second connection opening 48, 49, the first and the second connection opening 48, 49 being designed in such a way that the first connection opening 48 with the supply line 25 and the second connection opening 49 can be connected to the derivative 26 or vice versa.
  • at least one of the connection openings 48, 49 is designed for a direct connection, that is to say without the interposition of a supply line 25, to the pressure control device 28.
  • the cooling channels 21, 45, 46, 47 which are configured or aligned parallel to one another, preferably open into the first connection opening 48 on the one hand and into the second connection opening 49 on the other.
  • the distance between the connection openings 48, 49 is preferably at least 50 mm and at most 1000 mm .
  • a single-layer or multi-layer reflection layer 51 is preferably applied to the reflecting surface or area 20, which is designed in particular for reflecting measuring light radiation with a wavelength of in particular 193 nm, 532 nm and/or 633 nm. This ensures a reliable reflection of the measuring light Radiation and thus reliable measurement or measurability of the surface shape of the optical element 2.
  • the single-layer or multi-layer reflection layer 51 preferably has sputtered chromium and/or silicon, in particular at least one chromium layer and/or a silicon layer.
  • the material of the substrate 19 is formed, in particular doped, in such a way that it absorbs the measuring light radiation.
  • no reflective layer 51 is applied to the reflective surface or area 20 .
  • the cooling channels 21, 45, 46, 47 are or are preferably produced by a machining production process, for example by drilling.
  • the substrate 19 and the reflective surface 20 are formed in one piece.
  • the optical element 2 optionally has the pressure control device 28 .
  • the pressure control device 28 is preferably arranged directly, for example with the interposition of a connecting element such as the supply line 25, or directly, ie directly, on one of the connecting openings 48, 49.
  • FIG. 3 shows the optical element 52 according to a second embodiment in a simplified cross-sectional illustration.
  • the optical element 52 essentially corresponds to the optical element from FIG reflective surface 20, 54 having mirror body 55 are not integrally formed.
  • the structures for forming the cooling channels 56, 57, 58, 59 are preferably introduced or produced by milling, grinding and/or etching, in particular in the substrate 53. After the milling and/or grinding, the substrate 53 or the substrate material is preferably etched.
  • the structures of the cooling channels 56, 57, 58, 59 are optionally produced by a laser-based method, for example laser ablation or selective laser etching.
  • the substrate 53 is preferably polished at least in regions, so that the substrate 53 and the mirror body 55 having the reflecting surface 20, 54 can be or can be connected to one another particularly advantageously by the joining process.
  • the reflective surface 20, 54 or the mirror body 55 having the reflective surface 20, 54 and the substrate 53 are or will be connected, in particular bonded, by a joining process.
  • closed cooling channels 56, 57, 58, 59 are formed in particular all around, ie on all sides of the cooling channel.
  • the substrate 53 and the reflecting surface 20, 54 or the mirror body 55 having the reflecting surface 20, 54 are preferably made of the same material, in particular of the material of the substrate 53.
  • a boundary layer 60 can form as a result of the bonding. Such a boundary layer 60 that forms is shown here.
  • the boundary layer 60 typically has a refractive index that differs from the refractive index of the substrate material.
  • the optical element 52 preferably has the reflection layer 51 .
  • the optical element 52 does not have a reflection layer.
  • the substrate material and/or the mirror body 55 is preferably designed, in particular doped, to prevent measuring light radiation from penetrating into the substrate 53 and/or into the mirror body 55 and thus in particular to the boundary layer 60 in such a way that it absorbs the measuring light radiation.
  • the material of the boundary layer 60 is doped in such a way that it absorbs light of a definable wavelength, in particular a wavelength of at least 193 nm and at most 633 nm, in particular at least 532 nm and at most 633 nm.
  • the cooling channels in particular the walls of the cooling channels, have a predeterminable roughness to ensure a diffuse scattering effect. The roughness is achieved in particular by a corresponding etching process.
  • FIG. 4 shows a further optical element 61 in a simplified cross-sectional view, in which the reflecting surface 62 or the mirror body 63 having the reflecting surface 62 and the substrate 64 are connected, in particular bonded, by a joining process.
  • the bonding takes place in such a way that the reflective surface 62 and the boundary layer 65 that forms in the process are not aligned congruently with one another, at least in regions.
  • “Not congruent” means that a first tangential plane 84 at a specifiable point, in this case point P1, of the reflective surface 62 and a second tangential plane 85 in a specifiable point, in this case point P2, of the boundary layer 65 are not aligned parallel to one another.
  • a normal vector of the first tangential plane 84 and a normal vector of the second tangential plane 85 have a deviation greater than zero from one another.
  • the reflective surface 62 and the boundary layer 65 that forms are each planar, i.e. without curvature, “not congruent” means that the reflective surface 62 or the first tangential plane 84 and the boundary layer 65 or the second tangent plane 85 are not aligned parallel to each other.
  • boundary layer 65 is planar and the reflective surface 62 is curved at least in some areas (or vice versa), as shown here with a broken line, then “not congruent” means that the boundary layer 65 or the second tangential plane 85 and the reflective surface 62, particularly a third tangent plane 86 associated with the curved reflective surface 62 at point P1, are not aligned parallel to each other.
  • not congruent means that the tan gential plane at a predeterminable point P2 of the boundary layer and the tangential plane at a predeterminable point P1 of the reflecting surface are not aligned parallel to one another.
  • the specifiable point P1 and the specifiable point P2 are preferably arranged along a straight line 87, with the straight line 87 being aligned parallel to an optical axis 89 of the optical element 2, 52, 61.
  • a reflective layer is not provided according to this embodiment, but can optionally be provided.
  • the substrate 64 and/or the mirror body 63 optionally has a material that is formed in such a way that it absorbs light of a definable wavelength, in particular a wavelength of at least 193 nm and at most 633 nm, in particular at least 532 nm and at most 633 nm .
  • the material of the boundary layer 65 is doped in such a way that it absorbs light of a definable wavelength, in particular a wavelength of at least 193 nm and at most 633 nm, in particular at least 532 nm and at most 633 nm.
  • FIG. 5 shows a flowchart for carrying out a method for measuring the surface shape of the optical element 2, 52, 61 using the measuring device 1 in a measuring environment 39 according to an exemplary embodiment.
  • the method is preferably carried out by the control unit 44.
  • the control unit 44 preferably has a microprocessor, in particular for executing a computer program whose program code causes the method described to be carried out, as well as a RAM and a ROM module, wherein preferably data, for example predeterminable target pressures, and programs, for example algorithms, are stored in the ROM module.
  • the method is described with reference to only the cooling channel 21 without being limited to this.
  • a first step S1 the optical element 2, 52, 61 is provided.
  • the cooling channel 21 is acted upon by a liquid or gaseous coolant 22. This is done in particular by controlling the conveyor device 23 connected to the coolant reservoir 6.
  • the coolant 22 is or is selected in such a way that the refractive index of the coolant 22 is at least essentially equal to the refractive index of the substrate 19 of the optical element 2, 52, 61.
  • a third step S3 the cooling channel pressure is recorded, in particular by the pressure recording device 35.
  • a fourth step S4 the measurement ambient pressure is recorded, in particular by pressure sensor 43.
  • a sixth step S6 is the actual pressure difference Apis? compared with a target pressure difference Apson.
  • the target measuring ambient pressure and the target cooling channel pressure are selected in such a way that the target measuring ambient pressure is at least 0.01 mbar and at most 0.20 mbar and the target cooling channel pressure is at least 200 mbar and at most 10,000 mbar, in particular with the predefinable target Measurement ambient pressure is at least 0.03 mbar and at most 0.1 mbar and the setpoint cooling channel pressure is at least 500 mbar and at most 1000 mbar.
  • the target conditions, ie the target cooling channel pressure and the target ambient measurement pressure correspond at least essentially to EUV conditions, ie pressure conditions that are usually present when an EUV lithography system is operated in a vacuum.
  • the setpoint cooling channel pressure is selected to be greater than the setpoint measurement ambient pressure, in particular to form an overpressure in the cooling channel 21 to ensure coolant transport.
  • the target measurement ambient pressure and the target cooling channel pressure are selected such that the predefinable target measurement ambient pressure is 0.05 mbar and the predefinable target cooling channel pressure is 500 mbar.
  • the setpoint measurement ambient pressure preferably corresponds to an ambient pressure, in particular an operating ambient pressure, in an EUV lithography system or a projection exposure system designed for operation in the EUV, in particular a projection exposure system designed as a scanner for semiconductor lithography.
  • the setpoint measurement ambient pressure is thus, for example, a setpoint scanner ambient pressure.
  • a deviation between the actual pressure difference and the target pressure difference is monitored, and if a deviation between the actual pressure difference and the target pressure difference greater than a specifiable limit value is detected, the cooling duct pressure is adjusted in such a way that the deviation is less than or equal to the predefinable limit value. If the limit value is 10 mbar, for example, and a deviation of more than 10 mbar is detected, the cooling channel pressure is adjusted by activating delivery device 23 and/or at least one of pressure control valves 28, 29 in such a way that the deviation is less than or equal to 10 mbar.
  • the deviation is preferably based on the equation
  • PK ST PK.SOLL - PM.SOLL + PM ST (2) determined.
  • the limit value is preferably less than or equal to 1 mbar, in particular less than or equal to 0.5 mbar, in particular zero bar.
  • a predefinable flow rate or a volume flow is set, with which the cooling means 22 flows through the cooling channel 21, also by adjusting the delivery capacity of the delivery device 23.
  • a definable flow rate is set, with the measurement of the surface shape taking place at two different actual pressure differences, in particular two different ambient measurement pressures, and then an average value of the measurement results is formed.
  • a temperature control device 83 connected to the coolant reservoir 6 is optionally activated for temperature control, in particular for cooling or heating the coolant 22, in particular for setting a predeterminable dynamic viscosity of the coolant 22.
  • the surface shape is measured in an eighth step S8.
  • the measuring light source 4 and/or at least one component of the interferometer 5 is controlled or activated for this purpose.
  • steps S1 to S7 are preferably carried out or repeated during the measurement. If it is recognized that the deviation is greater than the limit value, the measurement is preferably interrupted and only continued when the deviation is less than or equal to the limit value.
  • the advantage of the method described is that the surface shape is measured under an actual pressure difference, which corresponds at least essentially to a setpoint pressure difference under EUV conditions. This ensures that a determined measurement result or a determined surface shape of the optical element 2, 52, 61 corresponds to the surface shape that develops or can develop under EUV conditions in particular. This ensures particularly reliable operation of the optical element 2, 52, 61 or of a projection exposure system which has such an optical element 2, 52, 61.
  • the measurement can take place under any measurement ambient pressures, for example under atmospheric pressure or vacuum pressure.
  • EUV conditions in this case refers to conditions that typically occur during EUV operation of a projection exposure system or EUV lithography filing system available. These conditions relate in particular to the operating measurement ambient pressure, presently defined by the target measurement ambient pressure, and the operating cooling duct pressure, presently defined by the target cooling duct pressure. Optionally, without being limited to this, these conditions additionally relate to the flow rate of the coolant in the cooling channel, the operating temperature of the EUV lithography system and/or the wavelength of the EUV light.
  • FIG. 6 shows highly schematically a projection exposure system 66 designed for operation in the EUV or an EUV lithography system in the form of an EUV lithography system, which has at least one optical element 2, 52, 61, which is produced and/or measured in particular in the manner described above became.
  • the projection exposure apparatus 66 has an EUV light source 67 for generating EUV radiation, which has a high energy density in an EUV wavelength range below 50 nm, in particular between approximately 5 nm and approximately 15 nm.
  • the EUV light source 67 can be embodied, for example, in the form of a plasma light source for generating a laser-induced plasma or as a synchrotron radiation source.
  • a collector mirror 68 can be used, as shown in FIG.
  • the illumination beam 69 is used to illuminate a structured object M by means of an illumination device 70, which has five reflective optical elements 71 to 75 (mirrors) in the present example.
  • the structured object M can be a reflective mask or a reticle, for example, which has reflective and non-reflective or at least less reflective areas for producing at least one structure on the object M.
  • the structured object M reflects part of the illumination beam 69 and forms a projection beam path 75, which carries the information about the structure of the structured object M and which is radiated into a projection lens 76, which forms an image of the structured object M or a respective partial area thereof on a substrate W produced.
  • the substrate W for example a wafer, has a semiconductor material, for example silicon, and is arranged on a holder, which is also referred to as the wafer stage WS.
  • the projection objective 76 has six reflective optical elements 77 to 82 (mirrors) in order to generate an image of the structure present on the structured object M on the wafer W.
  • the number of mirrors in a projection objective 76 is between four and ten, but only two mirrors can also be used if necessary.
  • the optical element 2, 52, 61 examined within the scope of the invention with regard to its surface shape or pass can be any mirror of the projection exposure system 66, for example the collector mirror 68, one of the mirrors 71 to 75 of the illumination device 70 or a the mirrors 77 to 82 of the projection objective 76.
  • at least one of these mirrors is manufactured and/or measured according to the method described above.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, wobei das optische Element (2, 52, 61) einen Grundkörper (18) mit einem Substrat (19, 53, 64) und einer reflektierenden Fläche (20, 54, 62) aufweist, und wobei in dem Substrat (19, 53, 64) zumindest ein Kühlkanal (21, 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) zur Aufnahme eines Kühlmittels (22) ausgebildet wird, und wobei der Kühlkanal (21, 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) durch einen spanenden Fertigungsprozess und/oder durch einen Ätzprozess ausgebildet wird.

Description

Herstellungsverfahren und Messverfahren
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 102019215828.5, angemeldet am 15. Oktober 2019. Der Inhalt dieser Deutschen Patentanmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen einer Oberflächenform eines optischen Elements in einer Messumgebung, wobei das optische Element einen Grundkörper mit einem Substrat und einer reflektierenden Fläche aufweist, und wobei in dem Substrat zumindest ein Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Messvorrichtung zum Vermessen der Oberflächenform des optischen Elements, ein Verfahren zur Herstellung des optischen Elements sowie eine Projektionsbelichtungsanlage.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs (Liquid Crystal Displays), angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird unter anderem 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 einer Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (beispielsweise ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. In für den EUV (extreme ultra violet) - Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, das heißt bei Wellenlängen von beispielsweise etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien insbesondere Spiegel als optische Elemente für einen Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie beispielsweise aus US 2016/0085061 A1 bekannt, können beispielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.55 aufweisen und bilden ein (beispielsweise ringsegmentförmiges) Objektfeld in die Bildebene beziehungsweise Waferebene ab. Mit der Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) geht typischerweise eine Vergrößerung der erforderlichen Spiegelflächen der in der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Spiegel einher. Dies hat wiederum zur Folge, dass neben einer Fertigung auch eine Prüfung oder Vermessung der Oberflächenform der optischen Elemente eine anspruchsvolle Herausforderung darstellt. Die hierbei zu bestimmende Abweichung einer Istform von einer vorgegebenen Sollform der Oberfläche eines optischen Elements wird im Einklang mit der üblichen Terminologie als „Passe“ bezeichnet. Zur hochgenauen Passemessung oder Vermessung der Oberflächenform des optischen Elements kommen üblicherweise interferometrische Messverfahren zum Einsatz.
Weiterhin ist bekannt, dass sich im Betrieb, insbesondere in einem EUV-Betrieb, eines optischen Systems, beispielsweise einer Projektionsbelichtungsanlage, in welcher ein solches optisches Element verwendet wird, das optische Element in Folge einer Absorption des im Betrieb verwendeten Nutzlichtes, insbesondere EUV-Lichtes, aufheizt. Durch das Aufheizen des optischen Elements ergibt sich insbesondere das Problem, dass das optische Element thermisch deformiert wird, sich beispielsweise ausdehnt, so dass ein optisches Leistungsvermögen des Systems, in dem das optische Element verwendet wird, nicht mehr vorgebbaren Spezifikationen entspricht.
Zur Vermeidung eines Aufheizens des optischen Elements wurden Kühlkonzepte entwickelt, um die im Betrieb im optischen Element entstehende Wärme abzuführen. Bekannte Kühlkonzepte bestehen insbesondere darin, im ansonsten massiven Grundkörper oder Substrat des optischen Elements zumindest einen Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlmittels auszubilden. Optische Elemente, welche zumindest einen solchen Kühlkanal aufweisen sind aus WO 2012/126830 A1 , US 7,591 ,561 B2, DE 10 2018 208 783 A1 , DE 10 2010 034 476 A1 , WO 2009/046955 A2, DE 10 2017 221 388 A1 und DE 10 2018 202 687 A1 bekannt.
Eine Herausforderung bei optischen Elementen, welche zumindest einen solchen Kühlkanal aufweisen, besteht in der hochgenauen interferometrischen Vermessung dieser optischen Elemente.
So besteht ein Problem darin, dass sich üblicherweise bei einer Verwendung des optischen Elements unter typischen EUV-Bedingungen, insbesondere bei einer Verwendung unter Vakuumbedingungen, eine aus einem Umgebungsdruck und einem Kühlkanaldruck resultierende Druckdifferenz ausbildet, die sich von einer Druckdifferenz unterscheidet, die sich bei einer Vermessung des optischen Elements unter Messbedingungen beziehungsweise unter von EUV-Bedingungen abweichenden Messbedingungen ausbildet. Diese unterschiedlichen Druckdifferenzen führen dann zu einer unerwünschten Verformung insbesondere der Oberfläche des optischen Elements bei einem Übergang von EUV-Bedingungen zu von EUV-Bedingungen abweichenden Messbedingungen oder umgekehrt. Eine unter solchen Messbedingungen vermessene Oberflächenform unterscheidet sich somit von der sich im EUV-Betrieb ausbildenden Oberflächenform. Eine unerwünschte Auswirkung der Verformung ist, dass das optische Element, insbesondere im EUV-Betrieb des optischen Systems, vorgebbare Spezifikationen nicht mehr erfüllt oder erfüllen kann. Beispielsweise kann durch eine Verformung eine Wellenfront auf unerwünschte Weise beeinflusst werden oder es wird Streulicht generiert, welches eine Abbildungsqualität des Projektionsobjektivs auf unerwünschte Weise beeinflusst.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass das Material des Substrats und insbesondere der üblicherweise mit Luft gefüllte Kühlkanal unterschiedliche Brechzahlen aufweisen. Die unterschiedlichen Brechzahlen führen bei einer Vermessung der Oberflächenform mit Messlicht zu einer unerwünschten Rückreflexion des insbesondere an einer Grenzfläche zwischen Substrat und Kühlkanal reflektierten Messlichts.
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Messvorrichtung bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, insbesondere womit die Oberflächenform eines optischen Elements, welches zumindest einen Kühlkanal aufweist, zuverlässig und hochgenau vermessen werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Herstellungsverfahren für ein zuverlässig und hochgenau vermessbares optisches Element sowie ein solches optisches Element bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Verfahren zum Vermessen der Oberflächenform des optischen Elements mit folgenden Schritten durchzuführen: a) Erfassen eines Kühlkanaldruckes; b) Erfassen eines Messumgebungsdruckes; c) Bestimmen einer Ist-Druckdifferenz auf Basis des Kühlkanaldruckes und des Messumgebungsdruckes; d) Vergleichen der Ist-Druckdifferenz mit einer vorgebbaren Soll-Druckdifferenz; e) Überwachen auf eine Abweichung zwischen Ist-Druckdifferenz und Soll-Druckdifferenz, wobei dann, wenn auf eine Abweichung größer einem vorgebbaren Grenzwert erkannt wird, der Kühlkanaldruck derart angepasst wird, dass die Abweichung kleiner oder gleich dem vorgebbaren Grenzwert wird; f) Vermessen der Oberflächenform, wenn die Abweichung kleiner oder gleich dem vorgebbaren Grenzwert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass auf besonders einfache Art und Weise die Ist-Druckdifferenz an die Soll-Druckdifferenz anpassbar oder angleichbar ist, insbesondere durch Anpassung lediglich eines Parameters, also des Kühlkanaldruckes. Eine sich unter einer beliebig vorgebbaren Soll-Druckdifferenz ausbildende Soll-Ober- flächenform kann somit besonders einfach durch eine entsprechende Anpassung der Ist-Druckdifferenz erzeugt und anschließend vermessen werden. Vorliegend bedeutet „Messumgebung“ eine Umgebung, in welcher ein vorzugsweise vorgebbarer Messumgebungsdruck herrscht, und in welcher das optische Element vermessen und/oder betrieben wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kühlkanaldruck derart angepasst wird, dass die Abweichung kleiner als 10 mbar, insbesondere kleiner als 1 mbar, vorzugsweise kleiner als 0,5 mbar, wird. Der Vorteil hierbei ist, dass die Ist-Druckdifferenz besonders genau an die Soll-Druckdifferenz angepasst oder angeglichen wird. Die vermessene Oberflächenform oder die sich unter der Ist-Druckdifferenz ausbildende Oberflächenform entspricht somit besonders genau der sich unter der Soll-Druckdifferenz ausbildenden Oberflächenform. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kühlkanaldruck derart angepasst wird, dass die Abweichung gleich Null wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kühlkanal mit einem gasförmigen oder flüssigen Kühlmittel beaufschlagt wird, wobei zur Anpassung des Kühlkanaldruckes ein Druck auf das Kühlmittel erhöht oder verringert wird. Der Vorteil hierbei ist, dass der Kühlkanaldruck durch die Erhöhung oder Verringerung des Drucks auf das Kühlmittel selbst auf besonders einfache Art und Weise angepasst wird oder anpassbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Erhöhung oder Verringerung des Drucks auf das Kühlmittel hydraulisch oder pneumatisch erfolgt. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Anpassung des Kühlkanaldrucks besonders einfach erfolgt. Zur hydraulischen oder pneumatischen Erhöhung oder Verringerung des Drucks auf das Kühlmittel wird vorzugsweise eine ansteuerbare Hydraulikpumpe oder Pneumatikpumpe verwendet. Alternativ erfolgt die Anpassung elektronisch mittels einer ansteuerbaren Elektropumpe. Eine Erhöhung oder Verringerung des Drucks erfolgt insbesondere in Abhängigkeit einer Erhöhung oder Verringerung einer Förderleistung der entsprechenden Pumpe, beispielsweise durch Anpassung einer Drehzahl oder Förderdrehzahl.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kühlkanal durch das Kühlmittel mit einer vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit durchströmt wird. Vorzugsweise ist die vorgebbare Strömungsgeschwindigkeit zumindest im Wesentlichen gleich der Strömungsgeschwindigkeit, mit welcher das Kühlmittel den Kühlkanal insbesondere im Betrieb einer EUV-Lithografieanlage unter EUV-Bedingungen durchströmt. Dies gewährleistet, dass die Vermessung in Bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit unter EUV-Bedingungen erfolgt. Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die Wahl der Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Geometrie oder eines Querschnittes des Kühlkanals erfolgt. Bevorzugt wird die Strömungsgeschwindigkeit derart gewählt, dass sich in dem Kühlkanal eine laminare Strömung ausbildet. Kriti- sehe Druckverluste infolge von turbulenten Strömungen und daraus resultierende Vibrationen oder Schwingungen des optischen Elements werden somit vermieden. Zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass eine dynamische Viskosität des Kühlmittels derart gewählt oder eingestellt wird, dass diese zumindest im Wesentlichen gleich der von Wasser ist, insbesondere wenigstens 0,89 mPa s und höchstens 1 ,52 mPa s.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Soll-Druckdifferenz in Abhängigkeit eines vorgebbaren Soll-Messumgebungsdruckes und eines vorgebbaren Soll- Kühlkanaldruckes bestimmt wird, wobei der Soll-Messumgebungsdruck wenigstens 0,01 mbar und höchstens 0,20 mbar und der Soll-Kühlkanaldruck wenigstens 200 mbar und höchstens 10000 mbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass auf Basis der vorgebbaren oder wählbaren Soll-Messumgebungsdrücke und Soll-Kühlkanaldrücke eine Vielzahl von Soll-Druckdifferenzen bestimmbar oder einstellbar ist, welche bei der Verwendung oder im Betrieb des optischen Elements, insbesondere unter EUV-Bedin- gungen, vorliegen oder vorliegen können. Die zu vermessende Oberflächenform oder die sich unter der Ist-Druckdifferenz ausbildende Oberflächenform entspricht somit einer sich insbesondere unter EUV-Bedingungen ausbildenden Oberflächenform. Alternativ ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Soll-Messumgebungsdruck wenigstens 0,01 mbar und höchstens 1000 mbar ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Soll- Messumgebungsdruck 1000 mbar ist und der Soll-Kühlkanaldruck wenigstens 1200 mbar und höchstens 10000 mbar ist. Hierbei entspricht die vermessene Oberflächenform oder die sich unter der Ist-Druckdifferenz ausbildende Oberflächenform einer sich insbesondere unter Atmosphärendruckbedingungen ausbildenden Oberflächenform.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der vorgebbare Soll-Messumge- bungsdruck wenigstens 0,03 mbar und höchstens 0,1 mbar und der Soll-Kühlkanal- druck wenigstens 500 mbar und höchstens 1000 mbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass die Soll-Druckdifferenz bestimmt wird auf Basis eines besonders eng gewählten Soll- Messumgebungsdruckintervalls und Soll-Kühlkanaldruckintervalls. Insbesondere entspricht eine aus diesem Soll-Messumgebungsdruckintervall und Soll-Kühlkanaldrucki- ntervall gewählte Soll-Druckdifferenz einer Druckdifferenz, wie sie üblicherweise bei einer Verwendung oder einem Betrieb des optischen Elements unter EUV-Bedingun- gen vorliegt. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der vorgebbare Soll-Messumge- bungsdruck 0,05 mbar und der vorgebbare Soll-Kühlkanaldruck 500 mbar ist. Der Vorteil ist, dass auf Basis dieses Soll-Messumgebungsdruckes und dieses Soll-Kühlka- naldruckes eine fest bestimmte Soll-Druckdifferenz vorgegeben wird. Insbesondere entspricht diese fest bestimmte Soll-Druckdifferenz einer Druckdifferenz, wie sie üblicherweise bei einer Verwendung oder einem Betrieb des optischen Elements unter EUV-Bedingungen vorliegt. Die vermessene Oberflächenform oder die sich unter der Ist-Druckdifferenz ausbildende Oberflächenform entspricht somit besonders genau der sich unter EUV-Bedingungen ausbildenden Oberflächenform.
Ferner betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung zum Vermessen einer Oberflächenform eines optischen Elements, wobei das optische Element einen Grundkörper mit einem Substrat und einer reflektierenden Fläche aufweist, und wobei in dem Substrat zumindest ein Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist, wobei die Messvorrichtung aufweist: i) eine Messlichtquelle; ii) ein Interferometer, mit welchem eine Vermessung zumindest einer Teilfläche einer Oberfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus einer von der Messlichtquelle erzeugten Messlicht hervorgegangenen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist; iii) zumindest ein ansteuerbares Kühlmittelreservoir zur Bevorratung von Kühlmittel, und iv) ein Steuergerät aus, das dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16 durchzuführen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Gemäß einer Weiterbildung der Messvorrichtung ist vorgesehen, dass das Kühlmittel eine Brechzahl aufweist, die zumindest im Wesentlichen gleich einer Brechzahl des Substrats des zu prüfenden optischen Elements ist. Es ergibt sich der Vorteil einer besonders genauen, insbesondere störreflexminimierten, Vermessung oder Vermessbarkeit der Oberflächenform des optischen Elements. Unerwünschte Rückreflexionen des insbesondere an einer Grenzfläche zwischen Substrat und Kühlkanal aufgrund eines Brechzahlunterschiedes reflektierten Messlichts werden durch die entsprechende Wahl der Brechzahl des Kühlmittels verhindert. Insbesondere werden dadurch Interferenzen des an der reflektierenden Fläche reflektierten Messlichts mit den unerwünschten Rückreflexionen vermieden. Optional ist zusätzlich vorgesehen, dass die Kühlkanäle, insbesondere die Wände der Kühlkanäle, zur Gewährleistung einer diffusen Streuwirkung eine vorgebbare Rauigkeit aufweisen. Durch die diffuse Streuung werden Störreflexe reduziert. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine dynamische Viskosität des Kühlmittels zumindest im Wesentlichen gleich der von Wasser ist, insbesondere wenigstens 0,89 mPa s und höchstens 1 ,52 mPa s.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kühlmittel eine Lösung einer anorganischen oder organischen Substanz in Wasser ist. Der Vorteil hierbei ist, dass die Brechzahl insbesondere in Abhängigkeit einer vorgebbaren Konzentration der Substanz variabel einstellbar ist. Die Substanz ist beispielsweise Zucker oder Kaliumiodid.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Substanz bei Mischung mit Wasser eine homogene Phase bildet. „Homogene Phase“ bedeutet hierbei, dass die Verteilung der Substanz im Wasser an jedem Ort gleich ist. Damit wird insbesondere gewährleistet, dass die Brechzahl des Kühlmittels an jeder Stelle des mit Kühlmittel beaufschlagten Kühlkanals gleich ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, wobei das optische Element einen Grundkörper mit einem Substrat und einer reflektierenden Fläche aufweist, und wobei in dem Substrat zumindest ein Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet wird, und wobei der Kühlkanal durch einen spanenden Fertigungsprozess, insbesondere Bohren, und/oder durch einen Ätzprozess ausgebildet wird. Das Substrat und die reflektierende Fläche sind insbesondere einstückig ausgebildet.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, dass ein Spiegelkörper die reflektierende Fläche aufweist, wobei das Substrat und der die reflektierende Fläche aufweisende Spiegelkörper durch einen Fügeprozess, insbesondere Bonden, miteinander verbunden werden. In diesem Fall wird der Kühlkanal insbesondere durch einen Ätzprozess, durch ein Schleifen und/oder durch ein Fräsen in dem Substrat ausgebildet. Gemäß dieser Weiterbildung sind das Substrat und die reflektierende Fläche nicht einstückig ausgebildet. Vorzugsweise sind der Spiegelkörper und das Substrat aus demselben Material gefertigt. Alternativ wird der Kühlkanal in dem die reflektierende Fläche aufweisenden Spiegelkörper ausgebildet, insbesondere durch ein Schleifen, Fräsen und/oder Ätzen. In diesem Fall wird vorzugsweise das Substrat zumindest bereichsweise poliert, so dass das Substrat und der die reflektierende Fläche aufweisende Spiegelkörper durch den Fügeprozess besonders vorteilhaft miteinander verbunden werden können beziehungsweise verbindbar sind.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Fügeprozess derart durchgeführt wird, dass die reflektierende Fläche und eine sich durch den Fügeprozess zwischen reflektierender Fläche und Substrat ausbildende Grenzschicht zumindest bereichsweise nicht deckungsgleich zueinander ausgerichtet sind. „Nicht deckungsgleich“ bedeutet, dass eine erste Tangentialebene in einem vorgebbaren Punkt der reflektierenden Fläche und eine zweite Tangentialebene in einem vorgebbaren Punkt der Grenzschicht nicht parallel zueinander ausgerichtet sind. Anders ausgedrückt: Ein Normalenvektor der ersten Tangentialebene und ein Normalenvektor der zweiten Tangentialebene weisen eine Abweichung größer null zueinander auf. Der vorgebbare Punkt der reflektierenden Fläche und der vorgebbare Punkt der Grenzschicht sind vorzugsweise entlang einer Geraden angeordnet, wobei die Gerade parallel zu einer optischen Achse des optischen Elements ausgerichtet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass eine Überlagerung des an der reflektierenden Fläche und des an der Grenzschicht reflektierten Messlichts besonders effektiv vermieden wird. So wird ein auf die Grenzschicht einfallender Messlichtstrahl einen Ausfallswinkel aufweisen, welcher sich von einem Ausfallswinkel eines auf die reflektierende Fläche einfallenden Messlichtstrahles unterscheidet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die sich ausbildende Grenzschicht eine Brechzahl aufweist, welche sich von der Brechzahl des Substrats oder des die reflektierende Fläche aufweisenden Spiegelkörpers unterscheidet. Die reflektierende Fläche und die Grenzschicht können jeweils planar, also ohne Krümmung, ausgebildet sein oder eine Krümmung aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, auf die reflektierende Fläche zumindest bereichsweise eine Schicht aufzubringen, welche dazu ausgebildet ist, Licht einer Wellenlänge von mindestens 193 nm und höchstens 633 nm zu reflektieren, insbesondere von mindestens 532 nm und höchstens 633 nm. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass das optische Element hochgenau mittels Messlicht, also Licht einer Wellenlänge von mindestens193 nm und höchstens 633 nm vermessbar ist. Zudem wird durch die Schicht oder Messschicht vermieden, dass der Messlichtstrahl auf eine sich durch den Fügeprozess zwischen reflektierender Fläche und Substrat ausbildende Grenzschicht gelangt oder gelangen kann. Die Schicht weist vorzugsweise zumindest eine Siliziumschicht und/oder zumindest eine Chromschicht auf. In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass eine Bearbeitung der reflektierenden Fläche durch lonenstrahlbear- beitung erfolgt.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Substrat ein Material aufweist, das derart ausgebildet wird, dass es Licht einer vorgebbaren Wellenlänge, insbesondere einer Wellenlänge von mindestens 193 nm und höchstens 633 nm, insbesondere von mindestens 532 nm und höchstens 633 nm, absorbiert. Vorzugsweise wird das Material des Substrats mit einem die Absorption erhöhenden Material dotiert. Vorzugsweise sind das Substrat und die reflektierende Fläche einstückig ausgebildet. Sind das Substrat und ein die reflektierende Fläche aufweisender Spiegelkörper durch Bonden miteinander verbunden, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Spiegelkörper das Material aufweist, das zur Absorption des Lichts vorgebbarer Wellenlänge ausgebildet ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, aufweisend: i) eine Beleuchtungseinrichtung; ii) ein Projektionsobjektiv und iii) zumindest ein optisches Element, das einen Grundkörper mit einem Substrat und einer reflektierenden Fläche aufweist, wobei in dem Substrat zumindest ein Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet ist. Die Projektionsbelichtungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass das optische Element hergestellt ist durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines optischen Elements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines optischen Elements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines optischen Elements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Figur 5 ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Vermessung einer Oberflächenform eines optischen Elements und
Figur 6 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer insbesondere interferometrischen Messvorrichtung 1 zur Vermessung einer Oberflächenform eines optischen Elements 2, insbesondere eines Spiegels 3, einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Die Messvorrichtung 1 weist zumindest eine (vorliegend nicht dargestellte) Messlichtquelle 4, ein Interferometer 5 sowie ein Kühlmittelreservoir 6 auf.
Die Messlichtquelle 4 erzeugt Messlicht oder eine Messlichtstrahlung einer vorgebbaren Wellenlänge oder mehrerer vorgebbarer Wellenlängen, beispielsweise 193nm, 532 nm und/oder 633 nm. Die Messlichtstrahlung tritt aus einer Austrittsfläche eines Lichtwellenleiters 7 als Eingangswelle 8 mit einer sphärischen Wellenfront in das Interferometer 5 ein.
Das Interferometer 5 umfasst, ohne hierauf beschränkt zu sein, einen Strahlteiler 9, ein diffraktives optisches Element 10 in Form eines insbesondere komplex kodierten Computer-generierten Hologramms (CGH) 11 , drei reflektive Elemente 12, 13, 14, das zu vermessende optische Element 2 sowie eine Interferometerkamera 15. Optional ist vorgesehen, dass das Interferometer 5 weniger oder mehr als die beschriebenen Komponenten umfasst. So kann das Interferometer 5 weniger als drei oder mehr als drei reflektive Elemente 12, 13, 14, oder zusätzlich auch die Messlichtquelle 4 umfassen
Die Messlichtstrahlung oder Eingangswelle 8 durchläuft den Strahlteiler 9 und trifft anschließend auf das CGH 11 . Das CGH 11 erzeugt in Transmission gemäß seiner komplexen Kodierung aus der Eingangswelle 8 insgesamt vier Ausgangswellen, von denen eine Ausgangswelle als Prüfwelle auf eine Oberfläche des zu vermessenden optischen Elements 2 mit einer an eine Sollform der Oberfläche des optischen Elements 2 angepassten Wellenfront auftrifft.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt das CGH 11 aus der Eingangswelle 8 in Transmission drei weitere Ausgangswellen, von denen jede auf jeweils eines der reflektiven Elemente 12, 13, 14 trifft. Von diesen reflektiven Elementen 12, 13, 14 sind die Elemente 12 und 13 im Ausführungsbeispiel jeweils als Planspiegel und das reflektive Element 14 als sphärischer Spiegel ausgestaltet. Mit dem Bezugszeichen 16 ist ein optional vorgesehener Shutter bezeichnet. Das CGH 11 dient auch zur Überlagerung der von dem zu vermessenden optischen Element 2 reflektierten Prüfwelle sowie der von den reflektiven Elementen 12, 13, 14 reflektierten Referenzwellen, welche als konvergente Strahlen wieder auf den Strahlteiler 9 treffen und von diesem in Richtung der Interferometerkamera 15 reflektiert werden, wobei sie ein Okular 17 durchlaufen. Die Interferometerkamera 15 erfasst ein durch die interferierenden Wellen erzeugtes Interferogramm, aus welchem durch eine (nicht dargestellte) Auswerteeinrichtung eine Istform oder die Oberflächenform des optischen Elements 2 bestimmt wird.
Das optische Element 2 weist vorliegend einen Grundkörper 18 mit einem Substrat 19 und einer reflektierenden Fläche 20 auf, wobei in dem Substrat 19 zumindest ein (hier nicht dargestellter) Kühlkanal 21 zur Aufnahme eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmittels 22 ausgebildet ist. Das Material des Substrats 19 ist beispielsweise ein Glasmaterial wie beispielsweise Quarzglas oder ein Glaskeramikmaterial wie beispielsweise Zerodur®, hergestellt von der Firma Glaswerke Schott, oder ULE® (ultra low expansion)-Glas, hergestellt von der Firma Coming. Quarzglas weist bei einer Wellenlänge von 546,1 nm eine Brechzahl von 1 ,45, ULE® -Glas eine Brechzahl von 1 ,4828 und Zerodur ® eine Brechzahl von 1 ,5447 auf.
Zur Bevorratung von Kühlmittel 22 weist die Messvorrichtung 1 das Kühlmittelreservoir 6 auf. Vorzugsweise weist die Messvorrichtung 1 zusätzlich eine ansteuerbare und mit dem Kühlmittelreservoir 6 verbundene Fördereinrichtung 23, insbesondere eine Pumpe 24, zum Fördern des Kühlmittels 22 aus dem Kühlmittelreservoir 6 und damit zum Beaufschlagen des Kühlkanals 21 mit Kühlmittel 22 und/oder zum Unterdrucksetzen des Kühlmittels 22 auf. Die Fördereinrichtung 23 ist vorzugsweise eine Hydraulikpumpe, Pneumatikpumpe oder Elektropumpe.
Vorliegend wird durch eine mit dem Kühlmittelreservoir 6 verbundene Zuleitung 25 das Kühlmittel 22 dem optischen Element 2, insbesondere dem Kühlkanal 21 , zugeführt und durch eine mit dem Kühlmittelreservoir verbundene Ableitung 26 aus dem optischen Element 2, insbesondere dem Kühlkanal 21 , abgeführt. Vorzugsweise gelangt das Kühlmittel 22 durch die Ableitung 26 wieder zum Kühlmittelreservoir 6, um von dort neu gefördert werden zu können. Zuleitung 25 und Ableitung 26 bilden vorliegend eine Förderleitung 27. Vorzugsweise sind die Zuleitung 25 und die Ableitung 26 jeweils mit dem optischen Element 2 verbindbar, insbesondere für eine lösbare Verbindung, ausgestaltet. Die Zuleitung 25 und/oder die Ableitung 26 können jeweils als Schlauch mit vorgebbarem Durchmesser ausgebildet sein. Die Zuleitung 25 und die Ableitung 26 sind insbesondere derart ausgestaltet, dass Schwingung oder Vibrationen, die während eines Betriebes des Messvorrichtung 1 , insbesondere während eines Förderns von Kühlmittel 22 aus dem Kühlmittelreservoir 6 erfolgen können, gedämpft oder unterdrückt werden. Das optische Element 2 wird somit durch Schwingungen und Vibrationen während des Förderns von Kühlmittel 22 aus dem Kühlmittelreservoir 6 nicht beeinflusst, insbesondere wird das optische Element 2 nicht selbst zu Schwingungen und Vibrationen angeregt.
Zur Schwingungsdämpfung ist die Zuleitung 25 beispielsweise durchhängend beziehungsweise nicht gestrafft zwischen dem optischen Element 2 und einem Sensor 37, insbesondere einem Durchflusssensor, oder zwischen dem optischen Element 2 und der Druckerfassungseinrichtung 35 oder zwischen dem optischen Element 2 und der Ausgangsseite 32 der Druckregeleinrichtung 28 angeordnet. Soll die Zuleitung 25 beispielsweise zwischen dem optischen Element 2 und dem Sensor 37 durchhängend angeordnet sein, so wird zur Gewährleistung des Durchhängens eine Länge der Zuleitung 25, insbesondere eine Länge eines Zuleitungsabschnitts 88 zwischen optischem Element 2 und Sensor 37, größer gewählt als der Abstand zwischen optischem Element 2 und Sensor 37 ist. Zur Schwingungsdämpfung ist die Ableitung 26 beispielsweise durchhängend beziehungsweise nicht gestrafft zwischen dem optischen Element 2 und der Druckerfassungseinrichtung 36 oder zwischen dem optischen Element 2 und der Druckregeleinrichtung 34 angeordnet.
Das Kühlmittel 22 wird vorzugsweise derart aus dem Kühlmittelreservoir 6 gefördert, dass sich in dem zumindest einen Kühlkanal 21 ein Druck oder Kühlkanaldruck von wenigstens 200 mbar und höchstens 10000 mbar ausbildet. Zur Erhöhung oder Verringerung des Kühlkanaldruckes beziehungsweise zum Unterdrucksetzen des Kühlmittels 22 wird ein Druck auf das Kühlmittel 22 erhöht oder verringert. Die Anpassung des Drucks erfolgt vorzugsweise durch eine Anpassung, also Erhöhung oder Verringerung, einer Förderleistung der Fördereinrichtung 23, beispielsweise durch Anpassung einer Förderdrehzahl der Pumpe 24. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung einer vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit oder eines Volumenstroms, mit welchem das Kühlmittel 22 durch die Förderleitung 27, insbesondere den Kühlkanal 21 , strömt, ebenfalls durch die Anpassung der Förderleistung der Fördereinrichtung 23.
Zur Gewährleistung einer Einstellbarkeit oder Einstellung eines vorgebbaren oder definierten Kühlkanaldruckes, welcher sich in dem Kühlkanal 21 ausbildet, weist vorzugsweise die Zuleitung 25 zumindest eine ansteuerbare Druckregeleinrichtung 28, insbesondere ein Zwei-Wege-Druckregelventil 29 oder Drei-Wege-Druckregelventil 30 auf. Die Druckregeleinrichtung 28 weist eine dem Kühlmittelreservoir 6 zugeordnete Eingangsseite 31 und eine dem optischen Element 2 oder Kühlkanal 21 zugeordnete Ausgangsseite 32 auf. Das Zwei-Wege-Druckregelventil 29 und das Drei-Wege-Druckre- gelventil 30 sind vorzugsweise jeweils dazu ausgebildet, einen eingangsseitigen Druck in einen vorgebbaren ausgangsseitigen Druck umzuwandeln. Insbesondere das Drei- Wege-Druckregelventil 30 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, bei Überschreitung eines vorgebbaren Druckes auf der Eingangsseite 31 zu öffnen, so dass der Druck auf der Ausgangsseite 32 geringer ist als der Druck auf der Eingangsseite 31. Vorzugsweise weist das Drei-Wege-Druckregelventil 30 einen Überlaufausgang 33 auf, der mit dem Kühlmittelreservoir 6 verbunden ist, so dass bei Überschreitung des vorgebbaren Drucks auf der Eingangsseite 31 der Überlaufausgang 33 öffnet und aus dem Druckregelventil 28 Kühlmittel 22 abgeführt und zum Kühlmittelreservoir 6 zurückgeführt werden kann. Optional weist die Ableitung 26 eine weitere ansteuerbare Druckregeleinrichtung 34 auf. Optional ist vorgesehen, dass die Druckregeleinrichtung 28 direkt mit dem optischen Element 2 verbindbar oder verbunden ist oder dass das optische Element 2 die Druckregeleinrichtung 28 aufweist.
Zur Erfassung des Kühlkanaldruckes, insbesondere zur Erfassung des Druckes des Kühlmittels 22 in der Zuleitung 25, ist vorzugsweise zwischen der Druckregeleinrichtung 28 und dem optischen Element 2, insbesondere dem Kühlkanal 21 oder einer Eingangsseite des Kühlkanals 21 , eine Druckerfassungseinrichtung 35, beispielsweise ein Drucksensor oder Manometer, angeordnet. Optional ist eine weitere Druckerfassungseinrichtung 36 zwischen dem optischen Element 2, insbesondere dem Kühlkanal 21 oder einer Ausgangsseite des Kühlkanals 21 , und der weiteren Druckregeleinrichtung 34 vorgesehen.
Zur Erfassung einer Strömungsgeschwindigkeit oder eines Volumenstroms des Kühlmittels 22 in dem Kühlkanal 21 ist vorzugsweise zwischen der Druckregeleinrichtung 28 und dem optischen Element 2, insbesondere dem Kühlkanal 21 oder der Eingangsseite des Kühlkanals 21 , ein Sensor 37, insbesondere ein Durchflusssensor, angeordnet. Alternativ wird die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der durch die Druckerfassungseinrichtung 35 und der weiteren Druckerfassungseinrichtung 36 erfassten Drücke ermittelt.
Zur Temperierung, insbesondere zur Kühlung oder Erwärmung des Kühlmittels 22, weist die Messvorrichtung 1 optional eine mit dem Kühlmittelreservoir 6 verbundene Temperiereinrichtung 83 auf. Da eine dynamische Viskosität des Kühlmittels 22 von Temperatur und Druck abhängig sind, erfolgt eine Temperierung des Kühlmittels 22 vorzugsweise derart, dass die dynamische Viskosität des Kühlmittels 22 einer vorgebbaren dynamischen Viskosität entspricht, insbesondere der von Wasser, vorzugsweise mindestens 0,891 mPas und höchstens 1 ,52 mPas. Optional wird das Kühlmittel 22 derart temperiert, dass eine Kühlmitteltemperatur zumindest im Wesentlichen gleich einer vorgebbaren Temperatur, beispielsweise einer Betriebstemperatur einer EUV-Lithografieanlage, ist. Zusätzlich oder alternativ wird zur Änderung der dynamischen Viskosität der Druck auf das Kühlmittel 22 angepasst. Zur Erfassung einer Temperatur des Kühlmittels 22 weist die Messvorrichtung 1 oder die Temperiereinrichtung 83 vorzugsweise einen Temperatursensor auf.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Messvorrichtung 1 in einem einen Innenraum 38 oder eine Messumgebung 39 umschließenden Gehäuse 40, insbesondere einer Vakuumkammer 41 , angeordnet. Dem Gehäuse 40 ist zumindest eine ansteuerbare Vakuumerzeugungseinheit 42, beispielsweise eine Vakuumpumpe, zur Erzeugung eines Vakuums in dem Innenraum 38 oder der Messumgebung 39 zugeordnet. Die Vakuumerzeugungseinheit 42 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, in dem Gehäuse 40 ein Vakuum mit einem Gesamtdruck oder Messumgebungsdruck von mindestens 0,01 mbar, insbesondere kleiner als 0,01 mbar, und höchstens 0,1 mbar zu erzeugen. Dies gewährleistet, dass eine Vermessung der Oberflächenform des optischen Elements 2 bei einem Messumgebungsdruck erfolgt oder erfolgen kann, welcher einem Druck entspricht, der bei Verwendung des optischen Elements 2, insbesondere in Kombination mit einer EUV-Lithografieanlage, in einem EUV-Betriebsva- kuum vorliegt. Alternativ erfolgt die Vermessung der Oberflächenform bei dem Luftdruck, der am Ort der Vermessung herrscht, insbesondere bei Atmosphärendruck von 1 bar, oder einem beliebigen vorgebbaren Messumgebungsdruck. Zur Erfassung des Messumgebungsdrucks weist die Messvorrichtung 1 vorzugsweise einen Drucksensor 43 auf.
Alternativ ist die Messanordnung 1 nicht in dem Gehäuse 40 oder der Vakuumkammer 41 angeordnet. Dann erfolgt die Vermessung der Oberflächenform bei Luftdruck, insbesondere Atmosphärendruck. Die Messumgebung kann dann der Innenraum 38 oder eine sonstige, insbesondere eine nicht durch ein Gehäuse geschlossene Messumgebung sein.
Weiterhin weist die Messvorrichtung 1 ein Steuergerät 44 auf. Das Steuergerät 44 ist speziell dazu hergerichtet, insbesondere die Fördereinrichtung 23 und/oder zumindest eines der Druckregelventile 29, 30 insbesondere das Druckregelventil 29, anzusteuern. Das Steuergerät 44 ist vorliegend, ohne hierauf beschränkt zu sein, mit der Fördereinrichtung 23, zumindest einer der Druckregeleinrichtungen 28, 34, dem Drucksensor 43, zumindest einer der Druckerfassungseinrichtungen 35, 36, dem Durchflusssensor 37 und vorzugsweise der Messlichtquelle 4 signaltechnisch, insbesondere durch eine drahtbasierte Datenleitung oder drahtlose Datenleitung, verbunden.
Das Kühlmittel 22 weist vorzugsweise eine Brechzahl auf, die zumindest im Wesentlichen gleich einer Brechzahl des Substrats 19 beziehungsweise des Substratmaterials des zu vermessenden optischen Elements 2 ist. Dies gewährleistet eine besonders vorteilhafte Vermessbarkeit der optischen Elements 2, da unerwünschte Rückreflexionen an einer Grenzfläche zwischen Substrat 19 und Kühlkanal 21 minimiert werden. Das Kühlmittel 22 weist vorzugsweise eine anorganische oder organische Substanz auf, welche vorzugsweise mit Wasser mischbar ist, insbesondere bei Mischung mit Wasser eine homogene Phase bildet. Vorzugsweise weist das Kühlmittel 22 einen sehr niedrigen oder einen sehr hohen Dampfdruck auf. Dadurch wird insbesondere gewährleistet, dass bei geringen Drücken oder unter Vakuumdruckbedingungen das Kühlmittel 22 flüssig bleibt. Bei einer Verschleppung des Kühlmittels 22 in ein Vakuumsystem ist das Kühlmittel 22 somit leicht oder mit geringem Aufwand aus dem Kühlkanal 21 entfernbar. Vorzugsweise ist die Substanz oder das Kühlmittel 22 kein Gefahrstoff, also gefahrlos handhabbar sowie umweltfreundlich entsorgbar.
Die Substanz ist beispielsweise Zucker, insbesondere eine 79 gewichtsprozentige Lösung von Saccharose mit Wasser. Vorzugsweise wird diese Saccharoselösung durch ein Lösen von Zucker in Wasser bei mindestens 70°C und anschließendem Abkühlen hergestellt. Dabei ergibt sich eine Brechzahl von 1 ,483 bei einer Temperatur von 20°C, wobei diese Brechzahl zumindest im Wesentlichen der Brechzahl des ULE ® - Glases entspricht. Alternativ ist die Substanz Kaliumiodid, wobei in Abhängigkeit eines vorgebbaren Anteils von Kaliumiodid in Wasser eine Brechzahl von wenigstens 1 ,33 (Kaliumiodidanteil null Prozent) und höchstens 1 ,502 (gesättigte Kaliumiodidlösung) einstellbar ist. Alternativ ist das Kühlmittel 22 Glycerin (Brechzahl: 1 ,474).
Alternativ ist das Kühlmittel 22 eine Natriumpolywolframatlösung, wobei in Abhängigkeit eines vorgebbaren Anteils der Substanz Natriumpolywolframat in Wasser eine Brechzahl von wenigstens 1 ,33 (Natriumpolywolframat null Prozent) und höchstens 1 ,55 (gesättigte Natriumpolywolframatlösung) einstellbar ist. Alternativ sind folgende Öle oder organischen Substanzen als Kühlmittel 22 vorgesehen: Tetrahydronaphtalin (Brechzahl: 1 ,541 ), Salycilsäuremethylester (Brechzahl: 1 ,535) oder Eugenol (Brechzahl: 1 ,541 ). Diese Brechzahlen entsprechen zumindest im Wesentlichen der Brechzahl insbesondere von Zerodur ®.
Da die Brechzahl eine Funktion von Wellenlänge und Temperatur ist, wird vorzugsweise bei der Wahl des Kühlmittels 22 oder der Brechzahl des Kühlmittels 22 eine Temperatur der Messumgebung 39 sowie die Wellenlänge der Messlichtstrahlung berücksichtigt. Ist die Messlichtquelle 4 dazu ausgebildet, Messlichtstrahlung verschiedener Wellenlängen zu emittieren, beispielsweise 532 nm und 633 nm, so werden eine erste und eine zweite Brechzahl des Substrats 19 für eine jeweilige Wellenlänge bestimmt und daraus der Mittelwert der Brechzahl gebildet. Gemäß dem gebildeten Mittelwert wird dann das Kühlmittel 22 derart gewählt, dass dessen Brechzahl zumindest im Wesentlichen gleich dem Mittelwert ist. Alternativ wird die Brechzahl in Abhängigkeit einer Abbe Zahl des Materials des Substrats 19 und des Temperaturkoeffizienten der Brechzahl, welcher als dn/dT definiert ist, berechnet, wobei n die Brechzahl des Substrats 19 und T die Temperatur der Messumgebung ist. Alternativ wird die Brechzahl des Substrats 19 gemessen, beispielsweise durch ein Refraktometer, Spektrometer, Interferometer, oder Immersions- und ellipsometrischer Methoden. Die oben genannten Brechzahlen der jeweiligen Kühlmittel 22 und Substrate 19 beziehungsweise Substratmatenalien sind somit als beispielhaft zu verstehen. Tatsächliche Brechzahlen können insbesondere in Abhängigkeit der Wellenlänge der Messlichtstrahlung und der Temperatur der Messumgebung 39 von den genannten Brechzahlen abweichen.
Alternativ ist das Kühlmittel ein gasförmiges Kühlmittel, beispielsweise Stickstoff oder trockene Luft, also Luft mit einer vorgebbaren relativen Luftfeuchtigkeit, beispielsweise kleiner als 40%. Alternativ ist das flüssige Kühlmittel beispielsweise Wasser, insbesondere Reinstwasser.
Figur 2 zeigt eine vereinfachte Querschnittsdarstellung des optischen Elements 2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das optische Element 2 weist den Grundkörper 18 mit dem Substrat 19 und der reflektierenden Fläche 20 auf. In dem Substrat 19 ist/sind zumindest ein Kühlkanal 21 , vorliegend mehrere zueinander benachbarte Kühlkanäle 21 , 45, 46, 47, zur Aufnahme des Kühlmittels 22 ausgebildet. Der Abstand zwischen jeweils zwei zueinander benachbarten Kühlkanälen 21 , 45, 46, 47 beträgt vorzugsweise mindestens 1 mm und höchstens 12 mm. Die zueinander benachbarten Kühlkanäle 21 , 45, 46, 47 sind vorliegend in einer Ebene oder Kühlkanalebene 50 angeordnet. Optional weist das Substrat 19 zumindest eine weitere Kühlkanalebene auf, welche insbesondere unterhalb der Kühlkanalebene 50 angeordnet ist.
In dem Substrat 19 sind vorzugsweise mindestens 20 und höchstens 200 Kühlkanäle 21 ausgebildet. Ein jeweiliger Kühlkanal 21 weist vorzugsweise einen rechteckigen o- der kreisförmigen Querschnitt auf, wobei ein Durchmesser des jeweiligen Kühlkanals 21 mindestens 0,5 mm und höchstens 5 mm ist. Die Kühlkanäle 21 , 45, 46, 47, sind beispielsweise mäanderförmig oder parallel zueinander ausgebildet. Der Abstand des Kühlkanals 21 , insbesondere einer oberen Kühlkanalwand 90 eines jeweiligen Kühlkanals 21 , 45, 46, 47 zur reflektierenden Fläche 20 beträgt vorzugsweise mindestens 2 mm und höchstens 30 mm.
Vorzugsweise weist das optische Element 2, insbesondere das Substrat 19, eine erste und eine zweite Verbindungsöffnung 48, 49 auf, wobei die erste und die zweite Verbindungsöffnung 48, 49 derart ausgebildet sind, dass die erste Verbindungsöffnung 48 mit der Zuleitung 25 und die zweite Verbindungsöffnung 49 mit der Ableitung 26 oder umgekehrt verbindbar sind. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest eine der Verbindungsöffnungen 48, 49 für eine direkte Verbindung, also ohne Zwischenschaltung einer Zuleitung 25, mit der Druckregeleinrichtung 28 ausgebildet. Vorzugsweise münden insbesondere die parallel zueinander ausgebildeten oder ausgerichteten Kühlkanäle 21 , 45, 46, 47 einerseits jeweils in die erste Verbindungsöffnung 48 und andererseits jeweils in die zweite Verbindungsöffnung 49. Der Abstand der Verbindungsöffnungen 48, 49 zueinander ist vorzugsweise mindestens 50 mm und höchstens 1000 mm.
Auf der reflektierenden Oberfläche oder Fläche 20 ist vorzugsweise eine einlagige o- der mehrlagige Reflexionsschicht 51 aufgebracht, die insbesondere für eine Reflexion von Messlichtstrahlung einer Wellenlänge von insbesondere 193 nm, 532 nm und/oder 633 nm ausgebildet ist. Dies gewährleistet eine zuverlässige Reflexion der Messlicht- Strahlung und damit eine zuverlässige Vermessung oder Vermessbarkeit der Oberflächenform des optischen Elements 2. Die einlagige oder mehrlagige Reflexionsschicht 51 weist vorzugsweise gesputtertes Chrom und/oder Silizium auf, insbesondere zumindest eine Chromschicht und/oder eine Siliziumschicht. Optional oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Material des Substrats 19 derart ausgebildet, insbesondere dotiert, wird, dass es die Messlichtstrahlung absorbiert.
Optional ist auf der reflektierenden Oberfläche oder Fläche 20 keine Reflexionsschicht 51 aufgebracht.
Die Kühlkanäle 21 , 45, 46, 47 werden oder sind vorzugsweise durch ein spanendes Fertigungsverfahren, beispielsweise durch Bohren, hergestellt. Vorliegend sind das Substrat 19 und die reflektierende Fläche 20 einstückig ausgebildet.
Optional weist das optische Element 2 die Druckregeleinrichtung 28 auf. Vorzugsweise ist dabei die Druckregeleinrichtung 28 unmittelbar, beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Verbindungselements wie der Zuleitung 25, oder unmittelbar, also direkt, an einer der Verbindungsöffnungen 48, 49 angeordnet.
Figur 3 zeigt in eine vereinfachte Querschnittsdarstellung das optische Element 52 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das optische Element 52 entspricht im Wesentlichen dem optischen Element aus Figur 2. Der Unterschied ist jedoch, dass ein Spiegelkörper 55 die reflektierende Fläche 20, 54 aufweist, und dass das Substrat 53 und die reflektierende Fläche 20, 54 beziehungsweise das Substrat 53 und der die reflektierende Fläche 20, 54 aufweisender Spiegelkörper 55 nicht einstückig ausgebildet sind.
Vorzugsweise werden oder sind insbesondere in dem Substrat 53 die Strukturen zur Bildung der Kühlkanäle 56, 57, 58, 59 durch Fräsen, Schleifen und/oder Ätzen eingebracht oder hergestellt. Vorzugsweise erfolgt anschließend an das Fräsen und/oder Schleifen ein Ätzen des Substrats 53 oder des Substratmaterials. Optional sind die Strukturen der Kühlkanäle 56, 57, 58, 59 durch ein laserbasiertes Verfahren, beispielsweise Laserablation oder selektives Laserätzen hergestellt. Alternativ wird der Kühlkanal 56, 57, 58, 59 in dem die reflektierende Fläche 20, 54 aufweisenden Spiegelkörper 55 ausgebildet, insbesondere durch ein Schleifen, Fräsen und/oder Ätzen. In diesem Fall wird das Substrat 53 vorzugsweise zumindest bereichsweise poliert, so dass das Substrat 53 und der die reflektierende Fläche 20, 54 aufweisende Spiegelkörper 55 durch den Fügeprozess besonders vorteilhaft miteinander verbunden werden können beziehungsweise verbindbar sind.
Vorliegend sind oder werden die reflektierende Fläche 20, 54 beziehungsweise der die reflektierende Fläche 20, 54 aufweisende Spiegelkörper 55 und das Substrat 53 durch einen Fügeprozess verbunden, insbesondere gebondet. Durch das Bonden werden insbesondere rundum, also an allen Kühlkanalseiten, verschlossene Kühlkanäle 56, 57, 58, 59 ausgebildet. Vorzugsweise sind das Substrat 53 und die reflektierende Fläche 20, 54 beziehungsweise der die reflektierende Fläche 20, 54 aufweisende Spiegelkörper 55 aus demselben Material, insbesondere aus dem Material des Substrats 53, gefertigt.
Durch das Bonden kann sich eine Grenzschicht 60 ausbilden. Vorliegend ist eine solche sich ausbildende Grenzschicht 60 dargestellt. Die Grenzschicht 60 weist üblicherweise eine Brechzahl auf, welche sich von der Brechzahl des Substratmaterials unterscheidet.
Um störende oder ungewollte Reflexionen des Messlichtes oder der Messlichtstrahlung an der Grenzschicht 60 zu vermeiden, weist das optische Element 52 vorzugsweise die Reflexionsschicht 51 auf. Optional weist das optische Element 52 keine Reflexionsschicht auf. In diesem Fall ist das Substratmaterial und/oder der Spiegelkörper 55 zur Vermeidung eines Eindringens von Messlichtstrahlung in das Substrat 53 und/oder in den Spiegelkörper 55 und damit insbesondere zur Grenzschicht 60 vorzugsweise derart ausgebildet, insbesondere dotiert, dass es die Messlichtstrahlung absorbiert. Alternativ wird das Material der Grenzschicht 60 derart dotiert, dass es Licht einer vorgebbaren Wellenlänge, insbesondere einer Wellenlänge von mindestens 193 nm und höchstens 633 nm, insbesondere mindestens 532 nm und höchstens 633 nm, absorbiert. Optional ist vorgesehen, dass die Kühlkanäle, insbesondere die Wände der Kühlkanäle, zur Gewährleistung einer diffusen Streuwirkung eine vorgebbare Rauigkeit aufweisen. Die Rauigkeit wird insbesondere durch einen entsprechenden Ätzprozess erzielt. Figur 4 zeigt in eine vereinfachte Querschnittsdarstellung ein weiteres optisches Element 61 , bei welchem die reflektierenden Fläche 62 beziehungsweise der die reflektierende Fläche 62 aufweisende Spiegelkörper 63 und das Substrat 64 durch einen Fügeprozess verbunden, insbesondere gebondet, sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt das Bonden derart, dass die reflektierende Fläche 62 und die sich dabei ausbildende Grenzschicht 65 zumindest bereichsweise nicht deckungsgleich zueinander ausgerichtet sind. „Nicht deckungsgleich“ bedeutet, dass eine erste Tangentialebene 84 in einem vorgebbaren Punkt, vorliegend dem Punkt P1 , der reflektierenden Fläche 62 und eine zweite Tangentialebene 85 in einem vorgebbaren Punkt, vorliegend dem Punkt P2, der Grenzschicht 65 nicht parallel zueinander ausgerichtet sind. Anders ausgedrückt: Ein Normalenvektor der ersten Tangentialebene 84 und ein Normalenvektor der zweiten Tangentialebene 85 weisen zueinander eine Abweichung größer null auf.
Sind, so wie vorliegend, die reflektierende Fläche 62 und die sich ausbildende Grenzschicht 65 beispielsweise jeweils planar, also ohne Krümmung, ausgebildet, so bedeutet „nicht deckungsgleich“, dass die reflektierende Fläche 62 oder die erste Tangentialebene 84 und die sich ausbildende Grenzschicht 65 oder die zweite Tangentialebene 85 nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
Ist beispielsweise nur die Grenzschicht 65 planar ausgebildet und ist die reflektierende Fläche 62 zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet (oder umgekehrt), wie vorliegend gestrichelt dargestellt, so bedeutet „nicht deckungsgleich“, dass die Grenzschicht 65 oder die zweite Tangentialebene 85 und die reflektierende Fläche 62, insbesondere eine in Zusammenhang mit der gekrümmt ausgebildeten reflektierenden Fläche 62 in Punkt P1 vorliegende dritte Tangentialebene 86, nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
Sind sowohl die reflektierende Fläche 62 als auch die Grenzschicht 65 zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet, so bedeutet „nicht deckungsgleich“, dass die Tan- gentialebene in einem vorgebbaren Punkt P2 der Grenzschicht und die Tangentialebene in einem vorgebbaren Punkt P1 der reflektierenden Fläche nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
Der vorgebbare Punkt P1 und der vorgebbare Punkt P2 sind vorzugsweise entlang einer Geraden 87 angeordnet, wobei die Gerade 87 parallel zu einer optischen Achse 89 des optischen Elements 2, 52, 61 ausgerichtet ist.
Eine Reflexionsschicht ist gemäß dieser Ausführungsform nicht vorgesehen, kann aber optional vorgesehen sein.
Optional weist das Substrat 64 und/oder der Spiegelkörper 63 ein Material auf, das derart ausgebildet wird, dass es Licht einer vorgebbaren Wellenlänge, insbesondere einer Wellenlänge von mindestens 193 nm und höchstens 633 nm, insbesondere von mindestens 532 nm und höchstens 633 nm, absorbiert. Alternativ wird das Material der Grenzschicht 65 derart dotiert, dass es Licht einer vorgebbaren Wellenlänge, insbesondere einer Wellenlänge von mindestens 193 nm und höchstens 633 nm, insbesondere mindestens 532 nm und höchstens 633 nm, absorbiert.
Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines Verfahrens zum Vermessen der Oberflächenform des optischen Elements 2, 52, 61 mittels der Messvorrichtung 1 in einer Messumgebung 39 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Vorzugsweise erfolgt die Durchführung des Verfahrens durch das Steuergerät 44. Das Steuergerät 44 weist dazu vorzugsweise einen Mikroprozessor, insbesondere zum Ausführen eines Computer-Programms, dessen Programmcode die Durchführung des beschriebenen Verfahrens bewirkt, sowie einen RAM- und einen ROM-Baustein auf, wobei auf dem ROM- Baustein vorzugsweise Daten, beispielsweise vorgebbare Soll-Drücke, und Programme, beispielsweise Algorithmen, abgespeichert sind. Der Einfachheit halber wird das Verfahren mit Bezugnahme auf lediglich den Kühlkanal 21 beschrieben, ohne auf diesen beschränkt zu sein.
In einem ersten Schritt S1 wird das optische Element 2, 52, 61 bereitgestellt. In einem zweiten Schritt S2 wird der Kühlkanal 21 mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel 22 beaufschlagt. Dies erfolgt insbesondere durch Ansteuerung der mit dem Kühlmittelreservoir 6 verbundenen Fördereinrichtung 23. Das Kühlmittel 22 wird oder ist dabei derart gewählt, dass die Brechzahl des Kühlmittels 22 zumindest im Wesentlichen gleich der Brechzahl des Substrats 19 des optischen Elements 2, 52, 61 ist.
In einem dritten Schritt S3 wird der Kühlkanaldruck erfasst, insbesondere durch die Druckerfassungseinrichtung 35.
In einem vierten Schritt S4 wird der Messumgebungsdruck erfasst, insbesondere durch den Drucksensor 43.
In einem fünften Schritt S5 wird auf Basis des erfassten Kühlkanaldruckes oder Ist- Kühlkanaldruckes PK, IST und des erfassten Messumgebungsdruckes oder Ist-Messum- gebungsdrucke PM.IST eine Ist-Druckdifferenz Apis? = PK ST - PM.IST bestimmt.
In einem sechsten Schritt S6 wird die ist Druckdifferenz Apis? mit einer Soll-Druckdifferenz Apson verglichen. Die Soll-Druckdifferenz wird vorzugsweise in Abhängigkeit eines vorgebbaren Soll-Messumgebungsdruckes PM.SOLL und eines vorgebbaren Soll- Kühlkanaldruckes PK.SOLL bestimmt: Apson = PK.SOLL - PM.SOLL. Dabei werden der Soll- Messumgebungsdruck und der Soll-Kühlkanaldruck derart gewählt, dass der Soll- Messumgebungsdruck wenigstens 0,01 mbar und höchstens 0,20 mbar und der Soll- Kühlkanaldruck wenigstens 200 mbar und höchstens 10000 mbar ist, insbesondere wobei der vorgebbare Soll-Messumgebungsdruck wenigstens 0,03 mbar und höchstens 0, 1 mbar und der Soll-Kühlkanaldruck wenigstens 500 mbar und höchstens 1000 mbar ist. Dies gewährleistet, dass die Soll-Bedingungen, also der Soll-Kühlkanaldruck und der Soll-Messumgebungsdruck, zumindest im Wesentlichen EUV-Bedingungen entsprechen, also Druckbedingungen, die üblicherweise im Betrieb einer EUV-Litho- grafieanlage im Vakuum vorliegen. Der Soll-Kühlkanaldruck wird insbesondere zur Ausbildung eines Überdrucks im Kühlkanal 21 zur Gewährleistung eines Kühlmitteltransports größer gewählt als der Soll-Messumgebungsdruck. Vorzugsweise werden der Soll-Messumgebungsdruck und der Soll-Kühlkanaldruck derart gewählt, dass der vorgebbare Soll-Messumgebungsdruck 0,05 mbar und der vorgebbare Soll-Kühlkanal- druck 500 mbar ist. Der Soll-Messumgebungsdruck entspricht vorzugsweise einem Umgebungsdruck, insbesondere Betriebsumgebungsdruck, in einer EUV-Lithografie- anlage beziehungsweise einer für einen Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere einer als Scanner ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie. Der Soll-Messumgebungsdruck ist somit beispielsweise ein Soll-Scannerumgebungsdruck.
In einem siebten Schritt S7 wird auf eine Abweichung zwischen Ist-Druckdifferenz und Soll-Druckdifferenz überwacht, wobei dann, wenn auf eine Abweichung zwischen Ist- Druckdifferenz und Soll-Druckdifferenz größer einem vorgebbaren Grenzwert erkannt wird, der Kühlkanaldruck derart angepasst wird, dass die Abweichung kleiner oder gleich dem vorgebbaren Grenzwert wird. Ist der Grenzwert beispielsweise 10 mbar und wird auf eine Abweichung größer als 10 mbar erkannt, so wird der Kühlkanaldruck durch Ansteuerung der Fördereinrichtung 23 und/oder zumindest eines der Druckregelventile 28, 29 derart angepasst, dass die Abweichung kleiner oder gleich 10 mbar wird. Die Abweichung wird vorzugsweise auf Basis der Gleichung
Apson = ApisT, (1 ) insbesondere auf Basis der Umformung von (1 ) zu
PK ST = PK.SOLL - PM.SOLL + PM ST (2) bestimmt.
Dadurch, dass der Messumgebungsdruck beziehungsweise der Ist-Messumgebungs- druck PMJST vorzugsweise kontinuierlich erfasst wird, werden dynamische Druckschwankungen in der Messumgebung 39 bei der Bestimmung der Abweichung und damit bei der Anpassung des Ist-Kühlkanaldrucks berücksichtigt. Alternativ ist der Grenzwert bevorzugt kleiner oder gleich 1 mbar, insbesondere kleiner oder gleich 0,5 mbar, insbesondere gleich Null bar. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung einer vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit oder eines Volumenstroms, mit welchem das Kühl- mittel 22 den Kühlkanal 21 durchströmt, ebenfalls durch die Anpassung der Förderleistung der Fördereinrichtung 23. Optional wird eine vorgebbare Strömungsgeschwindigkeit eingestellt, wobei die Vermessung der Oberflächenform bei zwei unterschiedlichen Ist-Druckdifferenzen, insbesondere zwei unterschiedlichen Messumgebungsdrücken, erfolgt und anschließend ein Mittelwert der Messergebnisse gebildet. Zur Temperierung, insbesondere zur Kühlung oder Erwärmung des Kühlmittels 22, insbesondere zur Einstellung einer vorgebbaren dynamischen Viskosität des Kühlmittels 22, wird optional eine mit dem Kühlmittelreservoir 6 verbundene Temperiereinrichtung 83 angesteuert.
Wenn die Abweichung kleiner oder gleich dem vorgebbaren Grenzwert ist, wird in einem achten Schritt S8 die Oberflächenform vermessen. Insbesondere wird dazu die Messlichtquelle 4 und/oder zumindest eine Komponente des Interferometers 5 angesteuert oder aktiviert. Zur Gewährleistung, dass die Abweichung während der Vermessung kleiner als die vorgebbare Abweichung bleibt, werden vorzugsweise während der Vermessung die Schritte S1 bis S7 weiterhin durchgeführt beziehungsweise wiederholt. Wenn erkannt wird, dass die Abweichung größer als der Grenzwert ist, wird die Vermessung vorzugsweise unterbrochen und erst dann fortgeführt, wenn die Abweichung kleiner oder gleich dem Grenzwert ist.
Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist, dass die Vermessung der Oberflächenform unter einer Ist-Druckdifferenz erfolgt, welche zumindest im Wesentlichen einer Soll-Druckdifferenz unter EUV-Bedingungen entspricht. Dies gewährleistet, dass ein ermitteltes Messergebnis oder eine ermittelte Oberflächenform des optischen Elements 2, 52, 61 der Oberflächenform entspricht, welche sich insbesondere unter EUV- Bedingungen ausbildet oder ausbilden kann. Damit wird ein besonders zuverlässiger Betrieb des optischen Elements 2, 52, 61 beziehungsweise einer Projektionsbelichtungsanlage, welche ein solches optisches Element 2, 52, 61 aufweist, gewährleistet. Die Vermessung kann dabei unter beliebigen Messumgebungsdrücken erfolgen, also beispielsweise unter Atmosphärendruck oder Vakuumdruck.
„EUV-Bedingungen“ bezieht sich vorliegend auf Bedingungen, wie sie typischerweise während eines EUV-Betriebes einer Projektionsbelichtungsanlage oder EUV-Lithogra- fieanlage vorliegen. Diese Bedingungen beziehen sich insbesondere auf den Betriebsmessumgebungsdruck, vorliegend definiert durch den Soll-Messumgebungsdruck, und den Betriebskühlkanaldruck, vorliegend definiert durch den Soll-Kühlkanaldruck. Optional, ohne hierauf beschränkt zu sein, beziehen sich diese Bedingungen zusätzlich auf die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels im Kühlkanal, die Betriebstemperatur der EUV-Lithografieanlage und/oder die Wellenlänge des EUV-Lichtes.
Figur 6 zeigt stark schematisch eine für den Betrieb im EUV ausgelegte Projektionsbelichtungsanlage 66 beziehungsweise ein EUV-Lithographiesystem in Form einer EUV-Lithographieanlage, welche zumindest ein optisches Element 2, 52, 61 aufweist, das insbesondere auf die oben beschriebene Weise hergestellt und/oder vermessen wurde. Die Projektionsbelichtungsanlage 66 weist eine EUV-Lichtquelle 67 zur Erzeugung von EUV-Strahlung auf, die in einem EUV-Wellenlängenbereich unter 50 nm, insbesondere zwischen ca. 5 nm und ca. 15 nm, eine hohe Energiedichte aufweist. Die EUV-Lichtquelle 67 kann beispielsweise in Form einer Plasma-Lichtquelle zur Erzeugung eines laserinduzierten Plasmas oder als Synchrotron-Strahlungsquelle ausgebildet sein. Insbesondere im ersteren Fall kann wie in Figur 6 gezeigt ein Kollektor- Spiegel 68 verwendet werden, um die EUV-Strahlung der EUV-Lichtquelle 67 zu einem Beleuchtungsstrahl 69 zu bündeln und auf diese Weise die Energiedichte weiter zu erhöhen. Der Beleuchtungsstrahl 69 dient zur Beleuchtung eines strukturierten Objekts M mittels einer Beleuchtungseinrichtung 70, welches im vorliegenden Beispiel fünf reflektierende optische Elemente 71 bis 75 (Spiegel) aufweist.
Bei dem strukturierten Objekt M kann es sich beispielsweise um eine reflektive Maske oder ein Retikel handeln, die reflektierende und nicht reflektierende oder zumindest weniger stark reflektierende Bereiche zur Erzeugung mindestens einer Struktur an dem Objekt M aufweist.
Das strukturierte Objekt M reflektiert einen Teil des Beleuchtungsstrahls 69 und formt einen Projektionsstrahlengang 75, der die Information über die Struktur des strukturierten Objekts M trägt und der in ein Projektionsobjektiv 76 eingestrahlt wird, welches eine Abbildung des strukturierten Objekts M beziehungsweise eines jeweiligen Teilbereichs davon auf einem Substrat W erzeugt. Das Substrat W, beispielsweise ein Wafer, weist ein Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium, auf und ist auf einer Halterung angeordnet, welche auch als Wafer-Stage WS bezeichnet wird.
Im vorliegenden Beispiel weist das Projektionsobjektiv 76 sechs reflektive optische Elemente 77 bis 82 (Spiegel) auf, um ein Bild der an dem strukturierten Objekt M vorhandenen Struktur auf dem Wafer W zu erzeugen. Typischerweise liegt die Zahl der Spiegel in einem Projektionsobjektiv 76 zwischen vier und zehn, gegebenenfalls können aber auch nur zwei Spiegel verwendet werden. Bei dem im Rahmen der Erfindung hinsichtlich seiner Oberflächenform beziehungsweise Passe untersuchten optischen Element 2, 52, 61 kann es sich um einen beliebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage 66 handeln, beispielsweise den Kollektor-Spiegel 68, einen der Spiegel 71 bis 75 des Beleuchtungseinrichtung 70 oder um einen der Spiegel 77 bis 82 des Projektionsobjektivs 76. Vorzugsweise ist zumin- dest einer dieser Spiegel gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt und/oder vermessen.
Bezugszeichenliste
1 Messvorrichtung
2 optisches Element
3 Spiegel
4 Messlichtquelle
5 Interferometer
6 Kühlmittelreservoir
7 Lichtwellenleiter
8 Eingangswelle
9 Strahlteiler
10 diffraktives optisches Element
11 Computer-generiertes Hologramm (CGH)
12 reflektives Element
13 reflektives Element
14 reflektives Element
15 Interferometerkamera
16 Shutter
17 Okular
18 Grundkörper
19 Substrat
20 reflektierende Fläche
21 Kühlkanal
22 Kühlmittel
23 Fördereinrichtung
24 Pumpe
25 Zuleitung
26 Ableitung
27 Förderleitung
28 Druckregeleinrichtung
29 Zwei-Wege-Druckregelventil
30 Drei-Wege-Druckregelventil
31 Eingangsseite
32 Ausgangsseite Überlaufausgang Druckregeleinrichtung Druckerfassungseinrichtung Druckerfassungseinrichtung Sensor
Innenraum
Messumgebung
Gehäuse
Vakuumkammer
Vakuumerzeugungseinheit Drucksensor
Steuergerät Kühlkanal Kühlkanal Kühlkanal erste Verbindungsöffnung zweite Verbindungsöffnung Kühlkanalebene Kühlkanalwand optisches Element Substrat reflektierende Fläche Spiegelkörper
Kühlkanal
Kühlkanal
Kühlkanal
Kühlkanal
Grenzschicht optisches Element reflektierende Fläche
Spiegelkörper
Substrat
Grenzschicht
Projektionsbelichtungsanlage EUV-Lichtquelle Kollektor-Spiegel Beleuchtungsstrahl Beleuchtungseinrichtung optisches Element optisches Element optisches Element optisches Element optisches Element Projektionsobjektiv optisches Element optisches Element optisches Element optisches Element optisches Element optisches Element Temperiereinrichtung erste Tangentialebene zweite Tangentialebene dritte Tangentialebene Gerade
Zuleitungsabschnitt optische Achse

Claims

32 Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, wobei das optische Element (2, 52, 61 ) einen Grundkörper (18) mit einem Substrat (19, 53, 64) und einer reflektierenden Fläche (20, 54, 62) aufweist, und wobei in dem Substrat (19, 53, 64) zumindest ein Kühlkanal (21 , 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) zur Aufnahme eines Kühlmittels (22) ausgebildet wird, und wobei der Kühlkanal (21 , 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) durch einen spanenden Fertigungsprozess und/oder durch einen Ätzprozess ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Spiegelkörper (63) die reflektierende Fläche (54, 62) aufweist, wobei das Substrat (53, 64) und der die reflektierende Fläche (54, 62) aufweisende Spiegelkörper (63) durch einen Fügeprozess miteinander verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügeprozess derart durchgeführt wird, dass die reflektierende Fläche (62) und eine sich durch den Fügeprozess zwischen reflektierender Fläche (62) und Substrat (64) ausbildende Grenzschicht (60,65) zumindest bereichsweise nicht deckungsgleich zueinander ausgerichtet sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Fläche (62) und die Grenzschicht (60, 65) derart zueinander ausgerichtet sind, dass eine erste Tangentialebene (84) in einem vorgebbaren Punkt P1 der reflektierenden Fläche (62) und eine zweite Tangentialebene (85) in einem vorgebbaren Punkt P2 der Grenzschicht (60, 65) nicht parallel zueinander ausgerichtet sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Punkt P1 und der vorgebbare Punkt P2 entlang einer Geraden (87) angeordnet sind, wobei die Gerade (87) parallel zu einer optischen Achse (89) des optischen Elements (2, 52, 61 ) ausgerichtet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die reflektierende Fläche (20, 54, 62) zumindest bereichsweise eine Schicht 33 aufgebracht wird, welche dazu ausgebildet ist, Licht einer Wellenlänge von mindestens
193 nm und höchstens 633 nm zu reflektieren
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (19, 53, 64) ein Material aufweist, das derart ausgebildet wird, dass es Licht einer Wellenlänge von mindestens 193 nm und höchstens 633 nm absorbiert.
8. Optisches Element (2, 52, 61 ), hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Projektionsbelichtungsanlage (66) für die Halbleiterlithografie, aufweisend: i) eine Beleuchtungseinrichtung (70), ii) ein Projektionsobjektiv (76) und iii) zumindest ein optisches Element (2, 52, 61 ), das einen Grundkörper (18) mit einem Substrat (19, 53, 64) und einer reflektierenden Fläche (20, 54, 62) aufweist, wobei in dem Substrat (19, 53, 64) zumindest ein Kühlkanal (21 , 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) zur Aufnahme eines Kühlmittels (22) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (2, 52, 61 ) hergestellt ist durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
10. Verfahren zum Vermessen einer Oberflächenform eines optischen Elements (2, 52, 61 ) in einer vorgebbaren Messumgebung (39), wobei das optische Element (2, 52, 61 ) einen Grundkörper (18) mit einem Substrat (19, 53, 64) und einer reflektierenden Fläche (20, 54, 62) aufweist, und wobei in dem Substrat (19, 53, 64) zumindest ein Kühlkanal (21 , 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) zur Aufnahme eines Kühlmittels (22) ausgebildet ist, umfassend folgende Schritte: a) Erfassen eines Kühlkanaldruckes, b) Erfassen eines Messumgebungsdruckes, c) Bestimmen einer Ist-Druckdifferenz auf Basis des Kühlkanaldruckes und des Messumgebungsdruckes, d) Vergleichen der Ist-Druckdifferenz mit einer vorgebbaren Soll-Druckdifferenz, e) Überwachen auf eine Abweichung zwischen Ist-Druckdifferenz und Soll-Druckdifferenz, wobei dann, wenn auf eine Abweichung größer einem vorgebbaren Grenzwert erkannt wird, der Kühlkanaldruck derart angepasst wird, dass die Abweichung kleiner oder gleich dem vorgebbaren Grenzwert wird, f) Vermessen der Oberflächenform, wenn die Abweichung kleiner oder gleich dem vorgebbaren Grenzwert ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanaldruck derart angepasst wird, dass die Abweichung kleiner als 10 mbar, insbesondere kleiner als 1 mbar, vorzugsweise kleiner als 0,5 mbar, wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (21 , 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel (22) beaufschlagt wird, wobei zur Anpassung des Kühlkanaldruckes ein Druck auf das Kühlmittel (22) erhöht oder verringert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erhöhung oder Verringerung des Drucks auf das Kühlmittel (22) hydraulisch oder pneumatisch erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (21 , 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) durch das Kühlmittel (22) mit einer vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit durchströmt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Druckdifferenz in Abhängigkeit eines vorgebbaren Soll- Messumgebungsdruckes und eines vorgebbaren Soll-Kühlkanaldruckes bestimmt wird, wobei der Soll-Messumgebungsdruck wenigstens 0,01 mbar und höchstens 0,20 mbar und der Soll-Kühlkanaldruck wenigstens 200 mbar und höchstens 10000 mbar ist, insbesondere wobei der vorgebbare Soll-Messumgebungsdruck wenigstens 0,03 mbar und höchstens 0,1 mbar und der Soll-Kühlkanaldruck wenigstens 500 mbar und höchstens 1000 mbar ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Soll- Messumgebungsdruck 0,05 mbar und der vorgebbare Soll-Kühlkanaldruck 500 mbar ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (22) derart gewählt wird, dass die Brechzahl des Kühlmittels (22) zumindest im Wesentlichen gleich der Brechzahl des Substrats (19) des optischen Elements (2, 52, 61 ) ist.
18. Messvorrichtung (1 ) zum Prüfen einer Oberflächenform eines optischen Elements (2, 52, 61 ), wobei das optische Element (2, 52, 61 ) einen Grundkörper (18) mit einem Substrat (19, 53, 64) und einer reflektierenden Fläche (20, 54, 62) aufweist, und wobei in dem Substrat zumindest ein Kühlkanal (21 , 45, 46, 47, 56, 57, 58, 59) zur Aufnahme eines Kühlmittels (22) ausgebildet ist, aufweisend: i) eine Messlichtquelle (4), ii) ein Interferometer (5), mit welchem eine Prüfung zumindest einer Teilfläche einer Oberfläche des optischen Elements (2, 52, 61 ) durch interferometrische Überlagerung einer aus einer von der Messlichtquelle (4) erzeugten Messlicht hervorgegangenen und auf das optische Element (2, 52, 61 ) gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist; iii) zumindest ein ansteuerbares Kühlmittelreservoir (6) zur Bevorratung von Kühlmittel (22), und iv) ein Steuergerät (44), das dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16 durchzuführen.
19. Messvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (22) eine Brechzahl aufweist, die zumindest im Wesentlichen gleich einer Brechzahl des Substrats (19, 53, 64) des zu prüfenden optischen Elements (2, 52, 61 ) ist.
20. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (22) eine Lösung einer anorganischen oder organischen Substanz in Wasser ist.
21 . Messvorrichtung nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz bei Mischung mit Wasser eine homogene Phase bildet.
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