專利名稱：確定光學測試表面的形狀的方法和設備的制作方法
技術領域：
本申請要求2011年2月18日提交的申請?zhí)枮镹o. 102011004376. 4的德國專利申請的優(yōu)先權。通過引用將該專利申請的全部公開合并到本申請中。本發(fā)明涉及確定光學測試表面的形狀的方法和設備。
背景技術：
使用所謂的補償系統(tǒng)(C系統(tǒng))測量高精度光學自由形狀表面的形狀，該高精度光學自由形狀表面與旋轉對稱的偏離明顯超過常規(guī)干涉儀的動態(tài)范圍。這種補償系統(tǒng)(下文也稱為適配光學部件(adaptation optics))被構造為從具有例如平面或者球面波前的入射波形成波前與所要測量的自由形狀表面的期望形狀相同的波。在很多情況中，計算機產(chǎn)生的全息圖(CGH)或多個計算機產(chǎn)生的全息圖的組合被用作適配光學部件。在使用兩個計算機產(chǎn)生的全息圖組成的適配光學部件的情況中，可以使用球面校準反射鏡進行該適配光學部件的部分校準，如US2009/0128829A1中所描述的。然而，還殘存未知的偏離。使用旋轉平均高精度地測量旋轉對稱球面。旋轉平均被理解為一系列測量的記錄和處理的平均，每次測量利用樣本的不同旋轉位置。旋轉平均使得能夠分離非對稱樣本和適配光學部件的系統(tǒng)誤差。旋轉對稱誤差不能被分離，而必須通過復雜的理論預算考慮(budget consideration)評估。此外,旋轉平均還導致短波誤差的平均,該短波誤差來自于由不完美的干涉儀組件導致的干涉儀光束路徑的小偏離。由于缺少旋轉對稱性，在自由形狀表面的情況下，不可能實施旋轉平均。由于這個，適配光學部件的旋轉對稱和非對稱誤差都保持未確定，而必須通過預算考慮評估。此外，沒有干涉儀中產(chǎn)生的短波誤差的平均。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供解決前述問題的方法和設備，并且特別地，該方法和設備使得可以分開光學測試表面和適配光學部件的誤差。技術方案根據(jù)本發(fā)明通過確定光學測試表面的形狀的方法實現(xiàn)前述目標，其中，通過適配光學部件使測量光束的波前適配于所述光學測試表面的期望形狀，并且通過經(jīng)適配的測量光束對所述光學測試表面的形狀進行干涉測量。此外，將所述經(jīng)適配的測量光束以不同入射角輻射到所述光學測試表面上，并且在所述測量光束與所述光學測試表面相互作用之后分別(即針對不同入射角中的每個)測量所述測量光束的波前。此外，根據(jù)針對單獨入射角所測量的波前，確定所述適配光學部件對干涉測量結果的影響，并且通過從所述干涉測量結果中移除所確定的適配光學部件的影響，確定所述光學測試表面的形狀。 光學兀件(例如反射鏡或者透鏡)的光學有效表面被稱作光學測試表面。優(yōu)選地，在測量光束與光學測試表面相互作用后再次與適配光學部件相互作用之后，進行測量光束的波前的測量。即，本發(fā)明的基本構思是以不同的場角測量包括適配光學部件和光學測試表面的系統(tǒng)。然而，在常規(guī)干涉測量法中，測試光線垂直落到測試表面上，而在根據(jù)本發(fā)明的方法中，以不同的入射角進行測量。不同入射角的測試光線在不同橫向位置中穿過單獨表面。源自組件的波前的單獨貢獻的橫向切變出現(xiàn)。
通過進行根據(jù)本發(fā)明的不同入射角的測量，可分開整個波前中包含的單獨光學表面的貢獻。因此，可分開光學測試表面和適配光學部件的誤差。而且，可平均短波干涉儀誤差。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過光學分路裝置從所述測量光束中分出參考光束。根據(jù)針對所述單獨入射角所測量的波前，確定所述分路裝置對所述干涉測量結果的影響，并且在確定所述光學測試表面的形狀時，從所述干涉測量結果中移除所確定的分路裝置的影響。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，通過評估由探測器照相機記錄的干涉圖案執(zhí)行所述測量光學的波前的測量。所述測量光束的單獨光線被分配到所述探測器照相機上的單獨測量點。此外，通過光線追蹤，提供所述單獨光線的穿透點關于所述適配光學部件的至少一個光學表面的模擬坐標，其作為入射角的函數(shù)，并且在確定所述適配光學部件對所述干涉測量結果的影響時，考慮所述穿透點的坐標。在該上下文中，所述適配光學部件的光學表面被理解為改變了與適配光學部件相互作用的波的波前的每個表面，例如具有衍射結構的CGH的表面。光線追蹤優(yōu)選在包括干涉儀、適配光學部件以及期望狀態(tài)中的光學測試表面的系統(tǒng)上進行。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，通過光線追蹤，將所述波前模擬為所述入射角的函數(shù)，因此在所述模擬期間考慮的所述適配光學部件的至少一個光學表面對所述波前的貢獻是變化的，并且通過將所述模擬結果與所測量的波前進行比較而確定所述至少一個光學表面的貢獻。此外，在確定所述適配光學部件對所述干涉測量結果的影響時，使用所確定的貢獻。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，光學測試表面的期望形狀是自由形狀表面。在此上下文中，自由形狀表面被理解為非旋轉對稱的表面。特別地，自由形狀表面在表面的至少一個點上與每個旋轉對稱表面具有至少5 μ m的偏離。即，可以通過如下表面描述所述自由形狀表面所述自由形狀表面與每個旋轉對稱表面的不同在于其在至少一個點上與旋轉對稱表面偏離至少5 μ m。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在輻射所述經(jīng)適配的測量光束時，所述光學測試表面上的入射角被二維地改變。入射角的二維變化被理解為通過關于兩個傾斜軸的傾斜而改變測量光束的光束方向，所述兩個傾斜軸不對應于光學測試表面的法線。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，由用于微光刻的光學元件形成光學測試表面。特別地，所述光學元件用作用于微光刻的投射曝光工具的一部分(例如作為這樣的工具的投射物鏡或者照明系統(tǒng)的一部分)。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，光學元件被構造為EUV反射鏡。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，適配光學部件包括衍射光學元件，尤其是CGH。此外，根據(jù)本發(fā)明提供一種用于確定光學測試表面的形狀的設備。所述設備包括用于使測量光束的波前適配于光學測試表面的期望形狀的適配光學部件。所述設備被構造為干涉測量光學測試表面的形狀。根據(jù)本發(fā)明的設備還包括用于將所述經(jīng)適配的測量光束以不同入射角輻射到所述光學測試表面上的入射角改變裝置，以及評估裝置。所述評估裝置被構造為根據(jù)在所述測量光學與所述光學測試表面相互作用之后針對不同入射角所測量的所述測量光束的波前，確定所述適配光學部件對干涉測量結果的影響，并且通過從所述干涉測量結果中移除所確定的適配光學部件的影響，確定所述光學測試表面的形狀。根據(jù)本發(fā)明的設備的一個實施例，入射角改變裝置包括可調偏轉鏡。通過偏轉鏡，可以將經(jīng)適配的測量光束以不同入射角輻射到光學測試表面上。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，入射角改變裝置包括偏轉鏡和測量光束產(chǎn)生裝置，測量光束產(chǎn)生裝置被構造為從關于測量光束的傳播方向彼此橫向偏移的若干不同位置、將測量光束輻射到偏轉鏡上。根據(jù)一個變型，測量光束產(chǎn)生裝置包括出射測量光束的出 口以及構造為關于測量光束的傳播方向橫向地移動該出口的平移裝置。測量光束產(chǎn)生裝置可以包括柔性波導，特別是光纖，其在波導的端部設置有出口。根據(jù)另一個變型，測量光束產(chǎn)生裝置包括若干彼此橫向偏移設置的輻射源。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，入射角改變裝置包括至少一個折射元件。根據(jù)另一實施例，入射角改變裝置包括鄰近偏轉鏡的至少一個反射元件。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，適配光學部件包括兩個衍射結構，其被構造為使得通過測量光束與適配光學部件的相互作用產(chǎn)生參考光束和物光束，其中物光束具有適配于光學測試表面的期望形狀的波前。參考光束可具有適配于反射參考元件的參考表面的波前，例如參考光束的波前可為球面斐索透鏡上的反射球面。根據(jù)變型，適配光學部件包括例如計算機產(chǎn)生的全息圖形式的兩個衍射光學元件，其連續(xù)地布置在測量光束的光束路徑中。根據(jù)另一變型，適配光學部件可包括雙編碼衍射光學元件，例如雙編碼計算機產(chǎn)生的全息圖。根據(jù)另一實施例，根據(jù)本發(fā)明的設備被構造為執(zhí)行根據(jù)以上所列的任一實施例的方法。關于根據(jù)本發(fā)明的方法的以上所列的實施例而描述的特征可相應地應用到根據(jù)本發(fā)明的設備。同樣的，關于根據(jù)本發(fā)明的設備的以上所列的實施例而描述的特征可相應地應用到根據(jù)本發(fā)明的方法。在權利要求以及說明書和附圖中描述本發(fā)明的這些以及其它特征。單獨特征可以被獨立地實施或組合地實施，作為本發(fā)明的實施例，或者可以在其它應用領域中實施。而且，它們可以表示可以作為獨立權利保護的有利實施例，可以在本申請的待決期間和/或繼續(xù)申請中對于這些實施例要求保護。


參考附圖，在根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的以下詳細描述中，說明本發(fā)明的以上和其它有利特征。所述附圖如下圖I是根據(jù)本發(fā)明的設備的實施例的示意截面圖，該設備用于通過輻射不同入射角的測量光束到光學表面上來確定光學表面的形狀，該設備包括干涉儀單元和腔單元。圖2是根據(jù)圖I的光學表面的放大截面圖，其中示出了入射角為ε的入射測量光束的反射。圖3是根據(jù)本發(fā)明的設備的另一實施例的示意截面圖，該設備用于確定光學表面的形狀，該設備具有與根據(jù)圖I的實施例不同的干涉儀單元實施例。圖4是根據(jù)本發(fā)明的設備的另一實施例的示意截面圖，該設備用于確定光學表面的形狀，該設備具有與根據(jù)圖3的實施例不同的干涉儀單元實施例。圖5是在根據(jù)圖1、3和4的任一設備中使用的、根據(jù)本發(fā)明的腔單元的另一實施例的示意截面圖，以及圖6是在根據(jù)圖1、3和4的任一設備中使用的、根據(jù)本發(fā)明的腔單元的另一實施例的示意截面圖。
具體實施例方式在以下說明的示例實施例中，功能或結構上彼此相似的元件盡量提供相同或者相似的附圖標記。因此，為了理解特定示例實施例的單獨(individual)元件的特征,應該參考其它示例實施例的描述或者本發(fā)明的一般描述。 為了輔助投射曝光工具的描述，在圖中指定笛卡爾xyz坐標系統(tǒng)，其顯示圖中示出的組件的各個相對位置。在圖I中，y方向從圖平面垂直延伸，X方向向右，且z方向向下。圖I示出根據(jù)本發(fā)明的設備10的實施例，該設備10用于確定光學測試表面14的形狀，光學測試表面14具有反射極紫外(EUV)波長范圍中的輻射的光學元件12的反射表面的形式。光學測試表面14被構造為所謂的自由形狀表面(即其為非旋轉對稱)，并且具體地，該自由形狀表面具有至少一個點偏離每個旋轉對稱表面至少5 μ m。即，該自由形狀表面可通過如下表面描述該表面與每個旋轉對稱表面的不同之處在于其與旋轉對稱表面在至少一個點處偏離至少5 μ m。例如，通過設備10測量的光學元件12可以是用于微光刻的投射曝光工具的反射鏡，尤其是這種工具的投射物鏡或照明系統(tǒng)的反射鏡。設備10包括干涉儀單元24、腔單元21以及評估(evaluation)單元26。腔單元21包括斐索(Fizeau)板22、衍射光學元件形式的補償系統(tǒng)(C系統(tǒng))以及支撐裝置16。支撐裝置16用于支撐要測量的光學元件12、衍射光學元件20和斐索板22，使得前述元件形成剛性腔。為了這個目的，支撐裝置16包括多個支撐柱19，支撐柱19的元件支架18-1、18-2以及18-3分別凸出，以支撐要測量的光學元件12、衍射光學元件20以及斐索板22。腔單元21中的元件在測量后可調換，從而可以接著將要測量的其它光學元件以及相應的衍射光學元件插入到支撐裝置16中。干涉儀單元24包括用于產(chǎn)生具有充分相干性的測量輻射的輻射源27以進行相干測量。測量輻射可在可見或者不可見波長范圍中。例如，測量輻射可為波長為大約633nm的氦氖激光器的光。輻射源27附接了光纖形式的波導28，測量輻射初始以發(fā)散測量光束30的形式從該光纖的端部出射。測量光束30首先穿過準直器31，通過準直器31所述測量光束轉換成平行光束。接著由可調偏轉鏡32將測量光束30偏轉到由斐索板22、衍射光學元件20和要測量的光學元件12形成的腔的方向上。在偏轉鏡32上的反射之后，測量光束30穿過可調分束鏡36，并且接著入射斐索板22，斐索板22在其下側具有斐索表面42，在斐索表面42上入射測量光束30的部分強度被反射并且形成參考光束44。測量光束30的非反射部分穿過衍射光學元件20，衍射光學元件20具有計算機產(chǎn)生的全息圖(CGH)的形式并用作適配光學部件。為了這個目的，衍射光學元件20構造為使得測量光束30的波前適配于光學測試表面14的期望形狀，如以上所提及的，該光學測試表面14構造為非旋轉對稱的自由形狀表面。這里設置可調偏轉鏡32，使得測量光束垂直地入射光學測試表面14。也可以不同地構造適配光學部件，例如，它們也可以由接連布置的CGH形式的兩個衍射元件形成。測量光束30在光學測試表面14上反射之后，該測量光束30再次穿過衍射光學元件20、斐索板22，并且接著與參考光束44 一起被可調分束鏡36反射到干涉儀單元24的探測分支。探測分支包括準直器46、孔徑48、目鏡50和二維分辨輻射探測器形式的照相機52。通過在照相機52上重疊，測量光束30和參考光束44產(chǎn)生干涉圖，根據(jù)該干涉圖確定所測量的光學測量表面14與其期望形狀的偏離。由于光學測試表面14的期望形狀已知，所以從所確定的偏離獲得光學表面14的實際形狀。圖I中所示的干涉儀單元24以及隨后關于圖3和圖4描述的干涉儀單元被設計為所謂的次孔徑測量拼接干涉儀(subaperture-measuring stitching interferometer)。 在這個實施例中，測量光束僅覆蓋要測量的光學測試表面14的部分區(qū)域。因此通過位移干涉儀單元24而在重疊部分測量光學測試表面14。為了這個目的，干涉儀單元24包括允許干涉儀單元24在x-y平面中位移的位移裝置，如箭頭25所示。接著通過計算組合所測量的表面部分的測量結果。可替代的，干涉儀單元24還可被設計為全表面測量干涉儀。在這種情況中，測量光束30的截面大到足以覆蓋整個光學測試表面14。盡管次孔徑測量拼接干涉儀可以實現(xiàn)更大的局部分辨率，但作為全表面測量干涉儀的設計使得能夠平均由干涉儀單元24的光學部件引入的偽跡(artefact)，并且能夠減少所需的測量次數(shù)。然而，通過以上所述的干涉測量確定的光學測試表面14的形狀的精度受到適配光學部件的精度的限制，在本例子中該適配光學部件由衍射光學元件20形成。S卩，干涉測量結果中包括適配光學部件的誤差(即波前適配的不精確)。以下所描述的測量使得可以從干涉測量結果中移除適配光學部件的誤差。根據(jù)以上所提及的測量，在不同的連續(xù)傾斜位置中設置可調偏轉鏡32，使得圖2中所示的入射測量光束30a的入射角ε被二維地改變。為了這個目的，可調偏轉鏡32既相對于I軸還相對于X軸傾斜。圖I通過雙箭頭的方式示出關于I軸的傾斜運動34，作為示例。如果傾斜可調偏轉鏡32，使得入射測量光束30a關于光學測試表面14的法線29以角度ε傾斜，則由光學測試表面14上反射產(chǎn)生的返回測量光束30b關于法線29以角度ε傾斜。這導致返回測量光束30b在穿過斐索板22和衍射光學元件20時橫向偏移。詳細地，斐索板22的上側(表示為光學表面54-1)上的橫向偏移為Λ Xl，斐索板22的形成參考表面42的下側(表不為光學表面54-2)上的橫向偏移為Δ χ2，衍射光學兀件20的上側(表不為光學表面54-3)上的橫向偏移為△ X3，并且衍射光學兀件20的下側(表不為光學表面54-4)上的橫向偏移為Λχ4。S卩，源自單獨光學表面的整個波前的單獨貢獻的橫向切變(shearing)出現(xiàn)。通過相應的傾斜運動38將可調分束鏡36適配到返回測量光束30b的改變的方向。對于在X和y方向上的單獨傾斜位置ε，照相機52上測量的各個波前We (xk，yk)被記錄為照相機像素Xk和yk的函數(shù)。波前WE(Xk，yk)由干涉儀單元24外部的所有光學表面i在進入和返回時的單獨波前貢獻構成。在根據(jù)圖I的示例實施例中，表面i包括表面54-1、54-2、54-3、54-4以及光學測試表面14。滿足下式
K (xk,yk)=x Ik1 (χ,，乂) -w'^ (χ、，少、)]⑴
i=\其中，We ,i (Xi, y)是當傳輸?shù)酱┩更c(break-through point) Xi, Yi時表面i的單獨貢獻，并且W' E,i(x' i，y' i)是當返回到穿透點X'。Y' i時表面i的單獨貢獻。N是干涉儀單元24之外的表面i的數(shù)目。公式(I)可被相應地應用到圖5和圖6所示的并接著說明的實施例?？梢苑治鱿鄳粏卧械乃斜砻娴膯为毑ㄇ柏暙I，其中，當改變?nèi)肷浣铅艜r在所述表面處發(fā)生測量光束的橫向切變。通過評估由照相機52探測到的各個干涉圖案,記錄具有在X和y方向上改變的不 同入射角ε的一系列波前We (xk，yk)。接著從通過評估裝置26記錄的波前We (xk，yk)，迭代地確定對于ε = O的光學表面i的單獨貢獻Wi(Xpyi)15這可通過不同的算法實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實施例的第一算法，測量光束30的單獨光線被分配到探測器照相機52上的單獨測量點(即單獨照相機像素(xk，yk))。分配到相應照相機像素(xk，yk)的單獨光線與照明對應的照相機像素的輻射路徑相聯(lián)系，該輻射路徑通過包括光學表面i的光學系統(tǒng)。接著通過光線追蹤，提供關于光學表面i的單獨光線的穿透點的模擬坐標，作為入射角ε的函數(shù)。針對完美光學系統(tǒng)(即針對在期望狀態(tài)中的干涉儀單元24和光學表面i)實施光線追蹤。接著考慮穿透點的坐標，迭代地確定單獨光學表面i對ε = O時測量的波前測量結果的影響Wi(Xpyi)。作為迭代的結果，則假設在單獨貢獻Wi(Xi^i)變化的情況下穿透點不改變。根據(jù)本發(fā)明的算法的另一實施例，通過光線追蹤，將波前^ (xk，yk)模擬為入射角ε的函數(shù)。這里，在模擬時考慮的光學表面i的貢獻Wi(Xpyi)是變化的。通過將模擬結果與所測量的波前^ (xk, yk)比較，確定光學表面i的貢獻WiUi, Yi)。即，根據(jù)這個算法，直接使用光纖追蹤程序實施表面貢獻WiUi, Yi)的迭代。接著通過插值(例如通過樣條)逐點改變表面貢獻，直到模擬與測量結果一致。最后，通過移除不源自光學測試表面14的單獨貢獻Wi(Xpyi),校正基于ε =0時測量的波前而計算的光學測試表面14的形狀。如下所述地構造圖I中所示的設備10的設計變型。設計來測量偏離其最佳擬合球面小于或者等于5_的自由形狀表面。衍射光學元件20的典型尺寸包括4、6、9和12英寸。在一個單次測量的次孔徑中所測量的次孔徑的直徑在25mm至250mm的范圍中?？梢詫?到1000個次孔徑測量拼接(stitch)到一起。入射角ε可以從O. 5°到5°變化。單獨元件處傾斜產(chǎn)生的測量光束的橫向切變可為相應元件的直徑的2%至20%之間。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的用于確定光學元件12的光學測試表面14的形狀的設備10的另一實施例。根據(jù)圖3的設備10包括根據(jù)圖I的實施例的腔單元21和干涉儀單元324。干涉儀單元324包括參考圖I所描述的類型的輻射源27和波導28，輻射源27和波導28共同形成測量光束產(chǎn)生裝置。從波導28的端部出射的測量輻射具有分散測量光束30的形式。測量光束30離開波導28的位置被稱為出口 56。通過分束鏡364形式的偏轉鏡將測量光束30偏轉到腔單元21的方向上，測量光束30穿過折射準直器366并且隨后入射斐索板22作為所謂的入射測量光束30a。折射準直器可包括一個或者多個透鏡。
在根據(jù)圖3的實施例中，通過相對于測量光束30離開出口 56的傳播方向(即在圖3的坐標系的y-z平面上)橫向平移包含出口 56的波導28的端部，改變?nèi)鐖D2中所示的入射測量光束30a的入射角ε。在圖3中通過雙箭頭362指示波導28的端部的平移運動，并且通過平移裝置執(zhí)行該平移運動。執(zhí)行運動362，使得離開出口 56的測量光束30相對于它的傳播方向橫向偏移。該偏移結果是入射測量光束30a相對于斐索板22傾斜。入射測量光束30a在光學測試表面14上反射之后，離開腔單元21的返回測量光束30b與參考光束44 一起逆向穿過準直器366并且隨后穿過分束鏡364進入干涉儀單元324的探測分支。干涉儀324的探測分支對應于以上關于圖I所描述的干涉儀單元24的探測分支，并且包括孔徑48、折射目鏡50和附接有評估裝置26的照相機52。折射目鏡50可以包括一個或幾個透鏡。如以上關于圖I的實施例所描述地，執(zhí)行由照相機52探測的信號的評估。 在根據(jù)圖3的干涉儀單元324的實施例的變型中，通過幾個彼此橫向偏移布置的輻射源替代橫向可平移的波導28。通過將對應的輻射源開啟和關閉來獲得不同的入射角ε ο圖4示出根據(jù)本發(fā)明的用于確定光學元件12的光學測試表面14的形狀的設備10的另一實施例。根據(jù)圖4的設備僅在干涉儀單元的構造上不同于根據(jù)圖3的設備。根據(jù)圖4的干涉儀單元(通過附圖標記424標示)與根據(jù)圖3的干涉儀單元324的不同之處在于折射準直器366和折射目鏡50都分別被反射元件即拋物面反射鏡466和450替代。當根據(jù)圖3的干涉儀324由于準直器366和目鏡50的折射本質而可稱為折射望遠鏡時，根據(jù)圖4的干涉儀324可稱為反射望遠鏡。反射望遠鏡的優(yōu)點包括不存在干擾反射、以及所涉及的光學表面的數(shù)目最小化，這是因為拋物面反射鏡466和450可以各自僅由一個反射鏡構成。如此促進了單獨光學表面對測量結果的誤差貢獻的分析。圖5示出可用于圖1、3和4中所示的任一設備10中替代其中所示的腔單元21的腔單元的另一實施例521。腔單元521與腔單元21的不同之處在于腔單元521包括替代腔單元21的單個衍射元件20的雙衍射元件系統(tǒng)70。衍射元件系統(tǒng)70包括在入射測量光束30a的光束路徑中連續(xù)布置的計算機產(chǎn)生的全息圖(CGH)形式的兩個衍射元件520a和520b,從而入射測量光束首先穿過第一衍射元件520a并且隨后穿過第二衍射元件520b。腔單元521與腔單元21的不同之處還在于腔單元521包括球面斐索透鏡522代替斐索板22。這里，在入射測量光束30a的光束路徑中，斐索透鏡522布置在衍射元件520a和520b之后。入射測量光束30a穿過作為適配光學部件的衍射元件系統(tǒng)570，并且衍射光學系統(tǒng)70被構造為在正第一衍射級中產(chǎn)生入射物光束530a，該入射物光束530a的波前適配于光學測試表面14的期望形狀。衍射元件系統(tǒng)570還被構造為在負第一衍射級中產(chǎn)生具有球面波前的參考光束544。參考光束544垂直入射斐索透鏡522的球面參考表面542，從而參考光束544被原路反射回，并且隨后在逆方向上穿過衍射元件系統(tǒng)570并進入干涉儀單
J Li ο在干涉儀單元將入射角ε調整為0°的情況下，入射物光束530a穿過球面斐索透鏡522并垂直入射光學元件12的測試表面14，如圖5中所示的光束路徑中的情況。入射物光束530a在測試表面14上原路反射回，并且作為返回物光束530b在逆方向上穿過斐索透鏡522以及衍射元件系統(tǒng)570，并作為返回的測量光束30b進入干涉儀單元。通過以上所描述的測量算法，可確定衍射元件系統(tǒng)570的兩個衍射光學元件520a和520b的每個的單獨波前貢獻WqiUi, Yi)參考公式(1)，N是腔單元521中當入射角ε改變時發(fā)生測量光束(包括光束30a和物光束530a)的橫向切變的表面的數(shù)目。圖6示出可用于替代根據(jù)圖5的腔單元521的腔單元的另一實施例621。腔單元621與腔單元521不同之處在于使用單個衍射光學元件620替代雙衍射元件系統(tǒng)570。衍射光學元件620被雙編碼，并具有雙編碼CGH(也稱為復雜編碼CGH)的形式。這樣的雙編碼衍射光學元件620包括布置在同一表面上的兩個衍射結構。第一衍射結構的第一衍射級產(chǎn)生球面參考光束544，并且第二衍射結構的第一衍射級產(chǎn)生具有適配于光學測試表面14的期望形狀的波前的入射物光束530。 在腔單元521和621中，光學元件12的參考表面542和測試表面14彼此直接相對布置，并因此形成相對較小的腔。因此，測量對振動和空氣湍流非常不敏感。使用本領域技術人員公知的校準過程，可以通過將光學元件12替換為具有球面表面的校準元件來校準腔單元。在測量過程中可以旋轉斐索板522本身，以便減少斐索板522導致的殘留誤差。附圖標記列表10 用于確定光學測試表面的形狀的設備12 光學元件14 光學測試表面16 支撐裝置18-1，18-2，18-3 元件支架19 支撐柱20 衍射光學元件21 腔單元22 斐索板24 干涉儀單元25 移位裝置26 評估裝置27 輻射源28 波導29 法線30 測量光束30a 入射測量光束30b 返回測量光束31 準直器32 可調偏轉鏡34 傾斜運動36 可調分束鏡38 傾斜運動40 平移運動
42參考表面44參考光束46準直器48孔徑50目鏡52照相機54-1,54-2,54-3,54-4 光學表面56出口
70衍射元件系統(tǒng)324干涉儀單元362平移運動364分束鏡366準直器424干涉儀單元450拋物面反射鏡466拋物面反射鏡520a第一衍射光學元件520b第二衍射光學元件521腔單元522球面斐索透鏡530a入射物光束530b返回物光束542參考表面544參考光束570雙衍射元件系統(tǒng)620雙編碼衍射光學元件621腔單元
權利要求
1.一種確定光學測試表面的形狀的方法，包括步驟 通過適配光學部件使測量光束的波前適配于所述光學測試表面的期望形狀，并且通過經(jīng)適配的測量光束對所述光學測試表面的形狀進行干涉測量， 將所述經(jīng)適配的測量光束以不同入射角輻射到所述光學測試表面上，并且在所述測量光束與所述光學測試表面相互作用之后，分別測量所述測量光束的波前， 根據(jù)針對單獨入射角所測量的波前，確定所述適配光學部件對干涉測量結果的影響，以及 通過從所述干涉測量結果中移除所確定的適配光學部件的影響，確定所述光學測試表面的形狀。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法， 其中，通過光學分路裝置從所述測量光束中分出參考光束，根據(jù)針對所述單獨入射角所測量的波前，確定所述分路裝置對所述干涉測量結果的影響，并且在確定所述光學測試表面的形狀時，從所述干涉測量結果中移除所確定的分路裝置的影響。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的方法， 其中，通過評估由探測器照相機記錄的干涉圖案，執(zhí)行所述測量光學的波前的測量，所述測量光束的單獨光線被分配到所述探測器照相機上的單獨測量點，其中，還通過光線追蹤，關于所述適配光學部件的至少一個光學表面，提供所述單獨光線的穿透點的模擬坐標，作為入射角的函數(shù)，并且其中在確定所述適配光學部件對所述干涉測量結果的影響時，考慮所述穿透點的坐標。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的方法， 其中，通過光線追蹤，將所述波前模擬為所述入射角的函數(shù)，因此在所述模擬期間考慮的所述適配光學部件的至少一個光學表面對所述波前的貢獻是變化的，并且通過將所述模擬結果與所測量的波前進行比較而確定所述至少一個光學表面的貢獻，并且其中在確定所述適配光學部件對所述干涉測量結果的影響時，使用所確定的貢獻。
5.根據(jù)前述任一權利要求所述的方法，其中所述光學測試表面的期望形狀是自由形狀表面。
6.根據(jù)前述任一權利要求所述的方法，其中在輻射所述經(jīng)適配的測量光束時，所述光學測試表面上的入射角被二維地改變。
7.根據(jù)前述任一權利要求所述的方法，其中由用于微光刻的光學兀件形成光學測試表面。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述光學元件被構造為EUV反射鏡。
9.根據(jù)前述任一權利要求所述的方法，其中所述適配光學部件包括衍射光學元件。
10.一種用于確定光學測試表面的形狀的設備，包括 適配光學部件，用于使測量光束的波前適配于所述光學測試表面的期望形狀，所述設備被構造為對所述光學測試表面的形狀進行干涉測量， 入射角改變裝置，用于將所述經(jīng)適配的測量光束以不同入射角輻射到所述光學測試表面上，以及 評估裝置，其被構造為根據(jù)在所述測量光學與所述光學測試表面相互作用之后針對不同入射角所測量的所述測量光束的波前，確定所述適配光學部件對干涉測量結果的影響，并且通過從所述干涉測量結果中移除所確定的適配光學部件的影響，確定所述光學測試表面的形狀。
11.根據(jù)權利要求10所述的設備，其中所述入射角改變裝置包括可調偏轉鏡。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的設備，所述設備被構造為執(zhí)行根據(jù)權利要求I至9中任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種確定光學測試表面(14)的形狀的方法和設備，所述方法包括步驟通過適配光學部件(20)使測量光束(30)的波前適配于光學測試表面(14)的期望形狀，并且通過經(jīng)適配的測量光束對光學測試表面(14)的形狀進行干涉測量；將經(jīng)適配的測量光束以不同入射角輻射到光學測試表面(14)上，并且在測量光束與光學測試表面(14)相互作用之后，分別測量測量光束的波前；根據(jù)針對單獨入射角所測量的波前，確定適配光學部件對干涉測量結果的影響，以及通過從干涉測量結果中移除所確定的適配光學部件(20)的影響，確定所述光學測試表面(14)的形狀。
文檔編號G01B9/02GK102645181SQ20121004033
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權日2011年2月18日
發(fā)明者B.多班德 申請人:卡爾蔡司Smt有限責任公司