[发明专利]表征光学元件的表面形状的方法及装置

说明书

本发明涉及一种提供表征光学元件的表面形状的方法和装置，该光学元件特别是微光刻投射曝光系统的反射镜或透镜。根据本发明的方法包括以下步骤：实行多个干涉式测量，其中记录在来自光学元件的相应部分的测试波与参考波之间的相应的干涉图，其中在这些测量之间，光学元件的位置相对于测试波更改；以及基于这些测量计算与光学元件的目标形状的偏差，其中该计算迭代地发生为使得在多个迭代步骤中，与光学元件的目标形状的偏差通过实行正演计算来确定，其中这些迭代步骤中的每一个迭代步骤基于以前次迭代步骤为基础来调整的相应的参考波。

本申请要求2017年9月29日提交的德国专利申请DE 10 2017 217371.8的优先权。该德国申请的全部内容通过引用还并入本申请文本中。

发明背景

技术领域

本发明涉及表征光学元件的表面面形的方法及装置，该光学元件特别是微光刻投射曝光设备的反射镜或透镜元件。

背景技术

微光刻用于制造例如集成电路或LCD的微结构部件。在所谓的投射曝光设备中进行微光刻工艺，该投射曝光设备包括照明装置和投射镜头。通过照明装置照明的掩模(＝掩模母版)的像，在这种情况下，通过投射镜头被投射到涂有感光层(光刻胶)且布置在投射镜头的像平面中的基板(例如硅晶片)上，以便将掩模结构转印至基板的感光涂层。

在针对EUV范围(即例如约13nm或约7nm的波长处)设计的投射镜头中，由于缺少合适可用的光透射折射材料而使用反射镜作为成像过程的光学部件。例如从US 2016/0085061 A1已知的针对EUV设计的典型投射镜头可以例如具有NA＝0.55的范围中的像侧数值孔径(NA)，且将(例如环形分段形状的)物场成像到像平面或晶片平面中。

像侧数值孔径(NA)的增加会典型地伴随在投射曝光设备中所用的反射镜中的所需反射镜区域的扩大。这继而意味着，除制造外，测试反射镜的表面面形同样是艰巨的挑战。

图2a示出了解释用于测试反射镜201的可能常规干涉式测试布置的工作原理的示意图。根据图2a，在参考表面210(“Fizeau板”)处反射的参考光(下面称为“参考波”)和在反射镜201处反射的测量光(下面也称为“测试波”)之间的干涉图在Fizeau布置中产生。在此，图2a的示例中，由计算机生成全息图(CGH)220将测量光形成为非球面波前，所述波前在预期的距离处在数学上恰好对应于“测试物面形”(即，相关反射镜201的面形)。其一由参考表面210反射的波前和其二由相关反射镜201或测试物反射的波前在干涉仪205(该干涉仪205在其总体设计方面作为示例示意性地在图3中示出)中相互干涉，其中准直器309、分束板308、光阑307、目镜306和CCD相机304以及干涉仪205的光源303被描绘在图3中。相应的反射镜的干涉图通过CCD相机304记录。如图2a由双向箭头所示，在多个测量步骤中将反射镜201移动到不同位置中，其中仅示意性说明了两个不同位置“A”和“B”。

在反射镜201的不同位置中实行多个测量步骤特别是用于从所谓的“子孔径”的多个重叠干涉式单独测量中将反射镜201的表面(例如，该反射镜201的表面在单次干涉式测量中不可能作为整体被捕获)拼凑在一起，多个重叠干涉式单独测量中没有一个能分别覆盖整个表面。图2b以示例性方式示出了相对大的反射镜的测量的几百子孔径中的某些子孔径的位置。在此，最终要确定的反射镜或测试物的图形(即与表面的预先确定的期望形式的偏离)可以从单独子孔径重构，其中以本身已知的方式首先在考虑测试物的相应位置时将子孔径变换到测试物上的公共栅格中，其次使用所谓的补偿器或灵敏度使子孔径相互适配(以便获得单独变换的子孔径在它们的重叠区域中的最大可能的对应度)。如上所描述的构思有时还被称为“拼接”。

然而，实际上在这种情况下产生的问题在于，干涉式测量设置自身或位于其中的光学部件继而具有与完美表面面形的偏差。然而，与此相关联的参考波的误差在上所述的方法中没有被考虑或仅没有被充分考虑，这继而导致图形重构不正确且因此最终导致讨论中的光学元件或反射镜的表征不准确。