测量光学表面形状的方法以及干涉测量装置制造方法及图纸

提供一种测量测试物体（12）的光学表面（14）的形状的方法。该方法包括以下步骤：提供产生测量波（18）的干涉测量装置（16），在不同测量位置处相对于彼此连贯地布置该干涉测量装置（16）和测试物体（12），从而由该测量波（18）照明该光学表面（14）的不同区域（20），在该不同测量位置，测量该测量装置（16）关于该测试物体（12）的位置坐标，通过在每个测量位置处使用测量装置（16）干涉地测量该测量波（18）在与该光学表面（14）的各个区域（20）相互作用之后的波前而获得表面区域测量，通过基于该干涉测量装置（16）在每个测量位置处所测量的位置坐标计算地组合子表面测量而确定该光学表面（14）的实际形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造光学元件的
，以及使用例如干渉仪等测量设备对光学元件的测试。具体的，本专利技术涉及測量测试物体的光学表面的形状的方法、配置为测量测试物体的光学表面的形状的干涉测量装置、检验(qualify)具有波整形表面的波整形元件的方法、以及使用以上方法或者以上干涉测量装置制造的光学元件。
技术介绍
光学元件可为例如光学系统中使用的光学透镜或者光学反射镜，该光学系统例如用于天文学中的望远镜或者用于微光刻方法中将结构(例如布置在掩模(mask)或者掩模母版(reticle)上的结构)成像到辐射敏感基底(例如晶片上的光刻胶)上的投射光学系统。 这种光学系统的性能很大地依赖于精度，该精度是光学系统可被处理或者制造为具有光学系统的设计者所确定的目标形状的精度。在这种制造中，需要将要处理的光学表面的形状和它的目标形状相比较，并且确定经处理的表面和目标表面之间的差別。可接着在已加工表面和目标表面之间的差异超过例如预定阈值的部分进ー步处理光学表面。在传统的方法中，光学测试表面(可为非球面形状)布置在干涉仪的入射測量光的光束路径中。干涉仪包括波整形元件(也称作补偿系统)，该波整形元件整形測量光的光束，使得測量光在光学表面的每个位置处基本垂直入射到光学表面上。因此，測量光的波前具有与光学表面的表面形状基本上相同的形状，其中測量光垂直入射到该光学表面上。补偿系统也被称为零透镜(null-lens)、零透镜系统、K系统以及零像差校正器(null-corrector)。涉及这种补偿系统的背景信息例如可以从Daniel Malacara的教科书“Optical ShopTesting”(第 2 版，John ffiley&Sons, Inc. 1992)的第 12 章获得。对于测试复杂非球面，通常使用计算机产生的全息图(CGH)作为补偿系统。为了获得光学测试表面的形状的高精度測量，必须精确地知道測量干涉仪的腔中的元件的所有制造误差。可替代的，校准非球面可用于校准这样的误差。然而，这样的校准非球面经常并不可得。有时，为了校准干涉仪，之后跟随了反射镜的以透射操作的CGH被用作校准目标。但是，校准CGH的精度不优于补偿系统的精度。还需要将校准CGH与反射镜对准，这是另一个误差源。例如通过电子束写入处理，可导致由CGH形式的补偿系统产生的波前的空间中频(mid-spatial frequency)偏差。单个写入场相对于彼此位移,从而CGH结构与它的目标位置在横向上(laterally)按段(from section to section)偏离。其它原因可以是CGH的局部制造误差，例如凸出结构部分、修改的肩角、杂质粒子或者其它缺陷。
技术实现思路
本专利技术的ー个目的是提供解决以上问题并且尤其是允许光学测试表面的形状的更精确的测量的測量方法和測量装置，该光学测试表面尤其是配置用于使用EUV辐射(具有小于IOOnm波长的极紫外辐射，尤其是13. 5nm的极紫外辐射)的投射光刻系统中的光学兀件的光学测试表面。根据本专利技术的第一方面，提供ー种测量测试物体的光学表面的形状的方法。该方法包括提供产生测量波的干涉测量装置，并且在不同測量位置处相对于彼此连贯地布置所述干涉測量装置和所述测试物体，使得所述测量波照明所述光学表面的不同区域，在所述不同測量位置，測量所述测量装置关于所述测试物体的位置坐标。此外，通过在每个所述測量位置处使用所述测量装置干涉地测量所述测量波在与所述光学表面的各个区域相互作用之后的波前，从而获得表面区域測量。根据本专利技术的方法还包括以下步骤通过基于所述干涉測量装置在每个所述测量位置处的所测量的位置坐标，计算地组合子表面測量，而确定所述光学表面的实际形状。根据实施例，根据测量波与各个区域相互作用之后的波前，确定光学表面的各个区域的形状，其中所确定的不同区域的形状构成子表面測量。換言之，根据本专利技术的第一方面，利用ニ维测量干涉测量装置连贯地測量光学表面的不同ニ维区域，从而测量测试物体的光学表面的形状，该测量也可称为子孔径测量。不同区域可以与它们的相邻区域重叠，但是这不是必须的。对于每个子孔径测量，在不同的測量位置处相对于彼此布置測量装置和测试物 体。这可通过例如在子孔径测量之间在关于测量波的传播方向的横向上位移测试物体和/或測量装置来实现。对于每个测量位置，测量测量装置关于测试物体的位置坐标。位置坐标是三位空间坐标，例如笛卡尔坐标。在该上下文中，位置坐标不考虑倾转角度。根据ー个实施例，测量位置坐标的测量精度好于O. I μ m。基于干涉測量装置在多个测量位置处的所测量的位置坐标计算地组合子孔径测量中确定的形状。根据本专利技术的计算组合可称为缝合(Stitching)，但是不同于传统的缝ロ ο在传统的縫合中，仅通过将重叠区域中的结果彼此配合来组合干渉子表面結果。在传统的縫合中，对单个子孔径区域测量的形状的系统测量误差可按子孔径累加。在光学表面分成例如1000个区域并且单个区域的形状各自以Inm的精度测量的情况中，在传统缝合的情况中，整个光学表面的测量误差可累加到I μ m。根据本专利技术，当计算地组合子孔径测量时，通过考虑干涉测量装置关于测试物体的测量的位置坐标，从而防止了这种误差积累。对于子孔径测量的所测量的形状的组合，测量的位置坐标用作位置參考栅格。这样可避免光学表面的測量形状中的大范围测量误差。根据本专利技术的计算组合允许光学表面被分成较大数量的要被独立测量的区域。这样，即使要测量的光学表面的目标形状不同于测量波的波前，也可对所有的子孔径测量，使用具有相同波前的公共測量波。例如，在光学表面的目标形状是非球面或者自由形状表面的情况中，如下文所解释的，測量波可配置有平面波前或者球面波前。在球面波前的情况中，波前可具有关于光学测试表面的目标形状的最佳拟合球面的形状。光学测试表面的区域可非常小。可选择区域的尺寸，使得对于使用干涉测量装置的測量，測量区域中的测试表面的实际形状相对于测量波的波前的偏差被保持为足够小。特别地，可将偏差保持在測量波的光的波长的一倍以下。这样，对于预整形測量波的波前，不需要复杂的波整形元件，例如计算机产生的全息图(CGH)的形式的波整形元件。根据本专利技术的方法允许非球面或者自由形状表面的形状的測量具有大大提高的精度，特别是具有在EUV光刻中使用所需要的精度。可以高精度地測量光学表面的实际形状相对于目标形状的、具有大于O. Olmm的空间波长的变化(variation)。在本申请的上下文中，非球面是指旋转对称的非球面形状，同吋，术语“自由形状表面”是指非旋转对称的非球面形状。与仅测量到空间中的单个点的距离的距离测量激光干涉仪相比，该干涉測量装置是面(areal)干涉仪，其在每个测量位置中測量光学表面的ニ维区域。 在根据本专利技术的实施例中，在子表面测量的计算组合中还考虑干涉测量装置关于测试物体的光学表面的倾转角。优选地，在每个测量位置处调节測量装置的倾转，使得在各个要测量的区域中将測量波的波前与测试表面的目标形状对准。根据ー个变形，调节该倾转，使得測量波的光线关于目标形状平均上垂直或者接近垂直地入射到测试表面上。在根据本专利技术的一些实施例中，在不同測量位置处照明的光学表面的区域彼此重叠，并且通过将子表面测量的重叠部分彼此配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测量测试物体的光学表面的形状的方法，包括 一提供产生测量波的干涉测量装置， 一在不同测量位置处相对于彼此连贯地布置所述干涉测量装置和所述测试物体，使得所述测量波照明所述光学表面的不同区域， 一在所述不同测量位置处，测量所述测量装置关于所述测试物体的位置坐标， 一通过在每个所述测量位置处使用所述测量装置干涉地测量所述测量波在与所述光学表面的各个区域相互作用之后的波前而获得表面区域测量，以及 一通过基于所述干涉测量装置在每个所述测量位置处的所测量的位置坐标计算地组合所述子表面测量，而确定所述光学表面的实际形状。2.如权利要求I所述的方法，其中在所述不同测量位置处照明的所述光学表面的区域彼此重叠，并且通过将所述子表面测量的重叠部分彼此配合，以及根据所述测量装置的所测量的位置坐标校正所述配合的结果，从而计算地组合所述子表面测量。3.如权利要求I或2所述的方法，其中通过将至少三个距离测量激光干涉仪指引到附接在所述测量装置上的至少一个回射器上，从而在所述测量位置，测量所述干涉测量装置相对于所述测试物体的位置坐标，其中在位置测量期间，所述至少三个激光干涉仪彼此处于固定的位置关系。4.如权利要求3所述的方法，其中每个所述距离测量激光干涉仪被安装为使得其可关于两个倾转轴倾转。5.如权利要求3或4所述的方法，其中至少三个回射器附接到所述干涉测量装置上，并且各个测量激光干涉仪被指弓丨向不同的回射器。6.如权利要求2到5中的任一个所述的方法，其中基于对所述激光干涉仪之间的距离的获知，根据通过所述激光干涉仪测量的距离，确定所述干涉测量装置的所述位置坐标，由位于所述三个距离激光测量干涉仪所构成的平面之外的位置处的第四距离测量激光干涉仪测量所述激光干涉仪之间的距离，所述四个激光干涉仪中的每个测量到所述至少一个回射器的距离，并且根据到所述至少一个回射器的距离数学地确定所述激光干涉仪之间的距离。7.如前述任一权利要求所述的方法，其中通过坐标测量机，相对于所述光学测试物体定位所述干涉测量装置。8.如前述任一权利要求所述的方法，其中定位设备相对于所述测试物体定位所述干涉测量装置，以便将所述测量装置布置在所述不同测量位置处，所述定位设备被配置为关于至少一个轴倾转所述测量装置。9.如前述任一权利要求所述的方法，其中定位设备相对于所述测试物体定位所述干涉测量装置，以便将所述测量装置布置在所述不同测量位置处，并且通过另一测量装置测量所述光学表面的其它特性，也通过所述定位设备相对于所述测试物体定位所述另一测量装置。10.如前述任一权利要求所述的方法，其中所述干涉测量装置包括配置为记录干涉图的探测设备，和成像光学部件，所述成像光学部件包括至少一个弯曲反射镜，并被配置为将所述光学测试表面成像到所述探测设备上。11.如权利要求10所述的方法，其中根据权利要求12至15中的任一项配置所述干涉测量装置。12.—种干涉测量装置，其被配置用于测量测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：R弗赖曼，B多尔班德，S舒尔特，A霍夫，F里彭豪森，M曼格，D纽格鲍尔，H艾斯勒，A比科，
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：