干涉形状测量的测量设备制造技术

本发明专利技术涉及用于测试物(14

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】干涉形状测量的测量设备
[0001]本申请要求2020年2月17日的德国专利申请10 2020 201 958.4的优先权。该专利申请的全部公开内容通过引用并入本申请中。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及对测试物的表面进行干涉形状测量的测量设备和方法。例如，微光刻光学元件可以用作测试物。由于需要更小的结构，因此对微光刻中使用的光学元件的光学性质提出了更高的要求。因此，必须以尽可能高的准确度确定这些光学元件的光学表面形状。
[0003]其中衍射式光学元件从输入波产生测试波和参考波的干涉测量设备和方法对于低至亚纳米范围的光学表面的高准确度干涉测量是已知的。衍射式光学元件允许测试波的波前适配于测试物的目标表面，使得所述波前实质上垂直地入射到目标形状上的每个位置并从后者反射回其自身。然后可以借助通过将反射的测试波叠加在参考波上形成的干涉图来确定与目标形状的偏差。
[0004]US 7,061,626 B2描述了这样干涉测量设备，其具有作为用于生成参考波的参考元件的斐索元件和用于至少部分地使测试波的波前适配于待测量的表面的计算机生成全息图(CGH)。此外，US2018/0106591A1描述了引言部分中提到的测量设备的替代实施例，其中复杂编码的计算机生成全息图(CGH)用作衍射式光学元件。从输入波中，CGH生成指向要测量的表面的测试波和在分离的参考臂中行进的平面参考波。参考波由反射光学参考元件反射回CGH。
[0005]如果要使用测量设备测量具有不同目标形状的测试物，典型地使用不同的CGH。为了测量不同类型的新测试物，用于测量第一测试物的先前CGH因此由适配于新测试物的目标形状的CGH替换。如果CGH上的入射角保持不变，则新的CGH通常需要更改测试物的位置，如果适用，还需要更改参考元件的位置。这导致干涉仪内的高空间要求，即干涉仪的紧凑设计由此变得非常困难。
[0006]这个问题在US 7,061,626 B1中通过以测试物的位置保持实质相同的方式来配置CGH来解决。然而，这样的CGH配置意味着必须以不同的入射角照射CGH。在提到的现有技术中，使用不同配置的棱镜来生成不同的入射角。在每个情况下，被配置为生成所需入射角的棱镜布置在对应CGH上游的束路径中。
[0007]然而，为了生成不同的入射角的不同配置的棱镜的使用导致测量设备上的大量转换工作，因此使测量设备的操作不灵活。此外，此过程涉及相当大的成本，因为适配于对应CGH的棱镜必须专门制造。
[0008]专利技术目的
[0009]本专利技术的目的在于提供实现上述问题的测量设备和测量方法。特别地，本专利技术的目的在于提供测量设备和测量方法，通过该测量设备和测量方法可以测量具有不同表面形状的测试物，而无需进行大的转换工作。

技术实现思路

[0010]上述目的可以根据本专利技术例如利用用于对测试物的表面进行干涉形状测量的测量设备来实现，该设备具有：衍射式光学元件，用于从入射的测量辐射生成测试波，该测试波被配置为辐射到测试物的表面上；偏转元件，在测量辐射的束路径中的衍射式光学元件的上游；以及用于保持偏转元件的保持装置，其被配置为通过倾斜运动和平移运动的组合来改变偏转元件的位置。
[0011]这样的倾斜运动和平移运动的组合可以通过围绕在偏转元件内延伸或实质上通过偏转元件的质心的倾斜轴线来倾斜偏转元件，特别是旋转偏转元件以及与倾斜无关的偏转元件的位移来发生。替代地，倾斜运动和平移运动的组合可以通过围绕旋转轴线的旋转发生，该旋转轴线位于距偏转元件的质心相当远的距离处。偏转元件被理解为用于改变测量辐射的传播方向的模块，特别是改变了至少20
°
、至少40
°
或至少80
°
的角度。
[0012]根据本专利技术提供可定位在所述不同位置的偏转元件允许在无需对测量设备进行重大重新配置且因此无需进行主要转换工作的情况下测量具有不同表面形状的测试物。由于偏转元件的位置的可调节性，测试物的位置可以实质上保持相同，并且如果需要可以避免参考元件的重新定位。因此可以将测量设备设计成紧凑的。同时，不需要为相应的测试物并入特别适配的束取向元件，例如专门为其提供的棱镜，从而可以以相对较少的努力测量不同的表面形状。
[0013]根据一个实施例，保持装置被配置为通过平移运动将偏转元件的位置移位至少2mm，特别是至少10mm。
[0014]根据一个实施例，保持装置被配置为通过倾斜运动将偏转元件的倾斜位置改变至少2mrad，特别是至少10mrad。如果上述倾斜和平移运动的组合是围绕位于距偏转元件的质心相当远的旋转轴线的旋转，则当执行旋转运动时，偏转元件同时经历其取向和其空间位置的改变，即，偏转元件的上述位置改变已经可以通过执行该旋转运动来引起，但是如果需要也可以发生平移运动。
[0015]改变偏转元件的取向和改变空间位置的组合使得其可以在不改变该过程中衍射式光学元件的空间位置的情况下改变入射到衍射式光学元件上的角度。
[0016]根据其他实施例，保持装置被配置为改变偏转元件的位置，使得测量辐射在偏转元件上的中心入射点移位至少2mm，特别是移位至少10mm。
[0017]根据其他实施例，保持装置包括用于执行倾斜运动的倾斜致动器和用于执行平移运动的分离的位移致动器。
[0018]根据其他实施例，保持装置具有弯曲导轨。特别地，导轨被设计成圆弧段的形式。根据实施例变型，偏转元件附接至用于在导轨内执行往复运动的引导部分。
[0019]根据其他实施例，倾斜运动和平移运动的组合通过相对于旋转轴线的旋转运动来实现，其中旋转轴线距偏转元件的几何质心的距离为至少2mm，特别是至少5mm。特别地，旋转轴线布置在偏转元件的外部。
[0020]根据其他实施例，倾斜运动和平移运动的组合通过相对于旋转轴线的旋转运动来实现，其中旋转轴线距偏转元件上测量辐射的中心入射点的距离为至少2mm，特别是至少5mm。根据其他实施例，旋转轴线距偏转元件的几何质心的距离为至少2mm、特别是至少5mm。
[0021]根据其他实施例，旋转轴线被布置为使得旋转轴线与束平面的交点设置在束平面
中、相对于由入射测量辐射的方向矢量限定的辐照轴线在与衍射式光学元件相同的一侧，所述束平面由辐射到偏转元件上的测量辐射的方向矢量和由偏转元件发射的测量辐射的方向矢量跨越。换言之，衍射式光学元件和交点都布置在相对于由入射测量辐射限定的辐照轴线的“上半球”中。
[0022]根据其他实施例，布置旋转轴线使得旋转轴线与束平面的交点设置在关于衍射式光学元件位于辐照轴线的相对侧的区域中，其中区域在辐照轴线的方向上具有衍射式光学元件距辐照轴线的距离的至多两倍的范围，并且在垂直于辐照轴线的方向上具有所述距离的至多三倍的范围。根据其他实施例，该区域在辐照轴线和横向于辐照轴线的方向上具有所述距离的至多一倍的范围。
[0023]根据其他实施例，保持装置包括用于执行至少一个旋转运动的至少一个致动器。特别地，保持装置包括用于执行平移运动的另外的致动器。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测试物的表面的干涉形状测量的测量设备，包括：
‑
衍射式光学元件，用于从入射的测量辐射生成测试波，所述测试波被配置为辐射到所述测试物的表面上，
‑
偏转元件，在所述测量辐射的束路径中所述衍射式光学元件的上游，以及
‑
用于保持所述偏转元件的保持装置，其被配置为通过倾斜运动和平移运动的组合来改变所述偏转元件的位置。2.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述保持装置被配置为通过所述平移运动将所述偏转元件的位置移位至少2mm。3.根据权利要求1或2所述的测量设备，其中所述保持装置被配置为通过所述倾斜运动将所述偏转元件的倾斜位置改变至少2mrad。4.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备，其中所述保持装置包括用于执行所述倾斜运动的倾斜致动器、和用于执行所述平移运动的分离的位移致动器。5.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备，其中所述保持装置具有弯曲导轨。6.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备，其中所述倾斜运动和所述平移运动的组合通过相对于旋转轴线的旋转运动来实现，其中所述旋转轴线位于距所述偏转元件的几何质心至少2mm的距离处。7.根据权利要求6所述的测量设备，其中所述旋转轴线被布置为使得所述旋转轴线与束平面的交点设置在所述束平面中、相对于由所述入射测量辐射的方向矢量限定的辐照轴线在与所述衍射式光学元件的同一侧，所述束平面由辐射到所述偏转元件上的测量辐射的方向矢量和由所述偏转元件辐射的测量辐射的方向矢量跨越。8.根据权利要求7所述的测量设备，其中布置所述旋转轴线使得所述旋转轴线与所述束平面的交点布置在关于所述衍射式光学元件位于所述辐照轴线的相对侧的区域中，其中，在所述辐照轴线的方向上的区域具有所述衍射...

【专利技术属性】
技术研发人员：J赫茨勒，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：