DE102005036166B4 - Interferometric measuring device - Google Patents
Interferometric measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005036166B4 DE102005036166B4 DE200510036166 DE102005036166A DE102005036166B4 DE 102005036166 B4 DE102005036166 B4 DE 102005036166B4 DE 200510036166 DE200510036166 DE 200510036166 DE 102005036166 A DE102005036166 A DE 102005036166A DE 102005036166 B4 DE102005036166 B4 DE 102005036166B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring device
- optical
- diffractive
- interferometric measuring
- optical surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 217
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 2
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02056—Passive reduction of errors
- G01B9/02057—Passive reduction of errors by using common path configuration, i.e. reference and object path almost entirely overlapping
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02002—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
- G01B9/02005—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using discrete frequency stepping or switching
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02034—Interferometers characterised by particularly shaped beams or wavefronts
- G01B9/02038—Shaping the wavefront, e.g. generating a spherical wavefront
- G01B9/02039—Shaping the wavefront, e.g. generating a spherical wavefront by matching the wavefront with a particular object surface shape
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02056—Passive reduction of errors
- G01B9/02059—Reducing effect of parasitic reflections, e.g. cyclic errors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02062—Active error reduction, i.e. varying with time
- G01B9/02067—Active error reduction, i.e. varying with time by electronic control systems, i.e. using feedback acting on optics or light
- G01B9/02069—Synchronization of light source or manipulator and detector
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
- G01M11/0271—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by using interferometric methods
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Interferometrische Messvorrichtung zur Messung von wenigstens zwei in der Messvorrichtung befindlichen optischen Flächen umfassend: einen Eingangslichtstrahl; ein optisches Element; ein diffraktiv optisches Element, wobei das diffraktiv optische Element mindestens zwei unterschiedliche diffraktive Strukturen umfasst. Um eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher interferometrisch mehr als eine einzige Ist-Form einer einzigen Oberfläche eines einzigen Testobjekts gemessen werden kann, bzw. um eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher interferometrisch mehr als die Passe einer einzigen Oberfläche eines Testobjekts gemessen werden kann, korrespondiert die erste diffraktive Struktur mit der ersten zu messenden optischen Fläche und korrespondiert jede weitere diffraktive Struktur mit einer weiteren zu messenden optischen Fläche.The invention relates to an interferometric measuring device for measuring at least two optical surfaces located in the measuring device, comprising: an input light beam; an optical element; a diffractive optical element, wherein the diffractive optical element comprises at least two different diffractive structures. In order to provide a device with which more than a single actual shape of a single surface of a single test object can be measured interferometrically, or in order to provide a device with which more than the pass of a single surface of a test object can be measured interferometrically, corresponds to first diffractive structure with the first optical surface to be measured and each further diffractive structure corresponds to a further optical surface to be measured.
Description
Die Erfindung betrifft eine interferometrische Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die präzise Prüfung einer sphärischen oder einer asphärischen Oberfläche ist durch den Einsatz interferometrischer Techniken mittlerweile in relativ einfacher Weise möglich.The The invention relates to an interferometric measuring device according to The preamble of claim 1. The precise examination of a spherical or an aspherical surface is meanwhile through the use of interferometric techniques in a relatively simple way possible.
Stand der Technikwas standing of the technique
Derartige
interferometrische Messvorrichtungen sind aus der
Aufgabenstellungtask
Aufgabe ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher interferometrisch mehr als eine einzige Ist-Form einer Oberfläche eines Testobjekts gemessen werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher interferometrisch mehr als die Passe einer einzigen Oberfläche eines Testobjekts gemessen werden kann.task it is to provide a device with which interferometric measured more than a single actual shape of a surface of a test object can be. Another object of the invention is a device to provide, with which interferometrically more than the pass a single surface a test object can be measured.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine interferometrische Messvorrichtung gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.Is solved this task according to the invention by an interferometric measuring device according to the features of the claim 1. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features the dependent Claims.
Interferometrische Messvorrichtungen umfassen bekanntermaßen eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahls, wie beispielsweise einen Linienstrahler bzw. insbesondere einen Laser, der der Messvorrichtung als Eingangslichtstrahl dienen kann. Darüber hinaus umfassen sie bekanntermaßen mindestens ein Bauelement, welches aus einem eingehenden Lichtstrahl einen Messstrahl und einen Referenzstrahl bereitstellt. Dieses Bauelement ist in der Regel ein Strahlteiler. Nachdem der Messstrahl des Interferometers im Zuge der Messung vom zu messenden Objekt reflektiert wurde oder dieses transmittiert hat, wird der Messstrahl mit dem Referenzstrahl überlagert wobei beide Strahlen interferieren. Das sich ergebende Interferenzbild wird dann üblicherweise an einer eigenen Ausgabeeinheit sichtbar gemacht.interferometric Measuring devices are known to comprise a device for generating a light beam, such as a line emitter or in particular a laser, that of the measuring device as an input light beam can serve. About that In addition, they are known to comprise at least a component which consists of an incoming light beam Measuring beam and a reference beam provides. This component is usually a beam splitter. After the measuring beam of the interferometer was reflected in the course of the measurement of the object to be measured or has transmitted this, the measuring beam is superimposed with the reference beam where both beams interfere. The resulting interference image then becomes common made visible on a separate output unit.
In der vorliegenden Erfindung dient das optische Element mit seiner Referenzfläche der Erzeugung eines Referenzstrahls. Die mindestens zwei diffraktiven Strukturen dienen darüber hinaus der Beugung des Eingangslichtstrahls, um diesen in Richtung der zu messenden optischen Fläche umzulenken.In In the present invention, the optical element with its reference surface the generation of a reference beam. The at least two diffractive Structures serve over it In addition, the diffraction of the input light beam to this in the direction the optical surface to be measured redirect.
Dadurch, daß erfindungsgemäß das diffraktiv optische Element mindestens zwei unterschiedliche diffraktive Strukturen umfasst, wird der Messstrahl an diesen diffraktiven Strukturen genau so oft verschieden gebeugt, wie unterschiedliche diffraktive Strukturen vorhanden sind und teilt sich hierbei in einen ersten und einen weiteren Messstrahl auf. Jeder Messstrahl ist hierbei Idealerweise genau so weit, daß er genau den zu prüfenden Teil der optischen Fläche ausleuchtet. Der erste Messstrahl wird für eine erste Wellenlänge des Eingangslichtstrahls erzeugt. Für jede weitere Wellenlänge des Eingangslichtstrahles wird ein weiterer Messstrahl erzeugt.Thereby, that according to the invention, the diffractive optical element at least two different diffractive structures includes, the measuring beam at these diffractive structures is accurate as often diffracted as different diffractive structures exist and is divided into a first and a another measuring beam. Each measuring beam is ideal here just so far that he exactly the one to be tested Part of the optical surface illuminates. The first measuring beam is used for a first wavelength of the Input beam generated. For every other wavelength of the input light beam, a further measuring beam is generated.
Der an der ersten diffraktiven Struktur gebeugte erste Messstrahl dient der Messung einer ersten zu prüfenden oder zu justierenden optischen Fläche und der an einer weiteren diffraktiven Struktur gebeugte weitere Messstrahl dient der Messung einer der weiteren zu prüfenden oder zu justierenden optischen Flächen. Hieraus resultiert der Vorteil, in einer Messvorrichtung pro Messauftrag mehr als nur eine einzige optische Fläche eines einzigen Messobjekts messen zu können, ohne für einen Messauftrag die erste gemessene optische Fläche aus der Messvorrichtung entfernen zu müssen, um eine weitere optische Fläche messen zu können. Darüber hinaus ergibt sich der zusätzliche Vorteil, mit Hilfe einer Messvorrichtung bei einer optischen Fläche nicht nur die Abweichung der Ist-Fläche von ihrer Soll-Fläche zu prüfen, sondern auch die Abweichung der Justage mindestens einer optischen Fläche relativ zur Messvorrichtung.Of the at the first diffractive structure diffracted first measuring beam is used the measurement of a first to be tested or optical surface to be adjusted and that at another diffractive structure diffracted further measuring beam is used for measurement one of the other to be tested or optical surfaces to be adjusted. This results in the Advantage in a measuring device per measurement order more than just one single optical surface to be able to measure a single object without for one Measuring job The first measured optical surface from the measuring device to have to remove around another optical surface to be able to measure. About that In addition, there is the additional Advantage, with the help of a measuring device at an optical surface not only the deviation of the actual area of their target area too check, but also the deviation of the adjustment of at least one optical area relative to the measuring device.
Dadurch, dass bei Korrespondenz zwischen einer diffraktiven Struktur und einer optischen Fläche der durch die diffraktive Struktur bereitgestellte Soll-Zustand der optischen Fläche dem Ist-Zustand der selben optischen Fläche als Maßstab dient, kann eine Abweichung des Ist-Zustands vom Soll-Zustand identifiziert werden. Wenn, nachdem der Eingangslichtstrahl die diffraktive Struktur passiert hat, die gesamte zu messende optische Fläche ausgeleuchtet wird, kann hierdurch die gesamte optische Fläche auf Abweichungen von Ist- und Soll-Zustand hin überprüft werden. Hierdurch sind auch derartige Abweichungen identifizierbar, die sich auf nur einem kleinen Teil der optischen Fläche befinden, wobei der Rest der optischen Fläche bereits genau ihrem Soll-Zustand entsprechen kann. Unter „Korrespondenz" wird daher verstanden, dass der durch die diffraktive Struktur bereitgestellte Soll-Zustand der optischen Fläche dem Ist-Zustand dieser optischen Fläche als Maßstab dient. Eine Folge der Korrespondenz kann dann sein, dass in nachfolgenden Bearbeitungsschritten der Ist-Zustand dem Soll-Zustand angenähert wird.The fact that, in the case of correspondence between a diffractive structure and an optical surface, the target state of the optical surface provided by the diffractive structure serves as a yardstick for the actual state of the same optical surface, a deviation of the actual state from the desired state can be identified , If, after the input light beam has passed through the diffractive structure, the entire optical surface to be measured is illuminated, this can be used to check the entire optical surface for deviations from the actual and desired state. As a result, such deviations are identifiable, which are located on only a small part of the optical surface, the rest of the optical surface can already correspond exactly to their desired state. The term "correspondence" is therefore understood to mean that the target state of the optical surface provided by the diffractive structure serves as the benchmark for the actual state of this optical surface denz can then be that in subsequent processing steps, the actual state is approximated to the desired state.
Der durch die diffraktive Struktur bereitgestellte Soll-Zustand dient insbesondere dann als Maßstab, wenn ein durch den Eingangslichtstrahl bereitgestellter Messstrahl an jeder der diffraktiven Strukturen so gebeugt wird, dass er auf die durch ihn zu messenden optischen Flächen, wenn deren Ist-Zustand ihrem jeweiligen Soll-Zustand entspricht, senkrecht auftrifft.Of the The target state provided by the diffractive structure is used especially as a yardstick, when a measuring beam provided by the input light beam at each of the diffractive structures is bent so that it opens the optical surfaces to be measured by it, if their actual state corresponding to their respective desired state, impinges vertically.
Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird erzielt, indem das Interferometer ein so genanntes Common-Path-Interferometer ist, bei denen der Referenzstrahlengang und der Messstrahlengang weitgehend überlagert sind. Ein Beispiel für ein Common-Path-Interferometer ist ein Fizeau-Interferometer. Dadurch wird eine hohe Stabilität der Messung erreicht. Alternativ kann das Interferometer jedoch auch einen anderen Aufbau haben, beispielsweise den eines Michelson-Interferometers.A first advantageous embodiment of the invention is achieved by the interferometer is a so-called common path interferometer, in which the reference beam path and the measurement beam path are largely superimposed are. An example of one Common Path Interferometer is a Fizeau interferometer. Thereby becomes a high stability reached the measurement. Alternatively, however, the interferometer can also have a different structure, such as a Michelson interferometer.
Dadurch, dass das optische Element eine Referenzfläche umfasst, welche insbesondere eine Fizeaufläche ist, kann an dieser der Eingangslichtstrahl durch Reflexion einen Referenzstrahl erzeugen. Der durch die Fizeaufläche transmittierte Anteil des Eingangslichtstrahls bildet einen Messstrahl.Thereby, that the optical element comprises a reference surface, which in particular a fizefläche At this, the input beam can be reflected by reflection Generate reference beam. The fraction of the transmitted through the Fizeaufläche Input light beam forms a measuring beam.
Dadurch, dass das diffraktiv optische Element ein Substat und auf diesem Substrat unterschiedliche diffraktive Strukturen umfasst, wird der Messstrahl von jeder auf dem Substrat befindlichen Struktur anders gebeugt, wodurch für die zu messenden optischen Flächen ein jeweils anderer Messstrahl bereitgestellt wird.Thereby, that the diffractive optical element is a substrate and on this Substrate comprises different diffractive structures, the measuring beam diffracted differently by each structure on the substrate, which for the optical surfaces to be measured a respective different measuring beam is provided.
Wenn die diffraktiven Strukturen außerdem die Sollformen der zu messenden optischen Flächen in sich eingerechnet haben, so bringt dies den Vorteil mit sich, daß hierdurch ein jeweils passendes Maß, bzw. ein passender Maßstab für die zu messende optische Fläche bereitgestellt werden kann. Mit Hilfe der Bereitstellung dieses Maßes wird eine Korrespondenz zwischen der jeweiligen diffraktiven Struktur und der damit zu messenden optischen Fläche ermöglicht. Dadurch, dass der Messstrahl an jeder der diffraktiven Strukturen so gebeugt wird, dass er auf die durch ihn zu messende optische Fläche in deren Soll-Zustand senkrecht auftrifft, kann die zu messende optische Fläche daraufhin gemessen werden, ob ihre Form und/oder Lage von ihrem Soll-Zustand abweicht. Dies gilt ebenso für Teilflächen einer optischen Fläche.If the diffractive structures as well Nominal forms of the optical surfaces to be measured have been included in so this brings with it the advantage that thereby a suitable one Measure, or a suitable scale for the to be measured optical surface can be provided. With the help of providing this measure is a correspondence between the respective diffractive structure and allows the optical surface to be measured. Because of the measuring beam is bent at each of the diffractive structures so that it on the by him to be measured optical surface in its desired state perpendicular impinges, the optical surface to be measured can then be measured, whether its shape and / or position deviates from its nominal state. This also applies to subareas an optical surface.
Dadurch, dass in mindestens eine diffraktive Struktur des diffraktiv optischen Elements die Ablenkung von mindestens einer jener optischen Flächen eingerechnet ist, welche nicht gemessen wird, können die Störungen, welche von dieser optischen Fläche auf die Messung ausgeübt werden können, signifikant kompensiert werden. Derartige Ablenkungen treten insbesondere dann auf, wenn der Messstrahl auf dem Weg zur zu messenden optischen Fläche ein anderes Medium, wie beispielsweise einen Linsenkörper, durchstrahlen muß.Thereby, that in at least one diffractive structure of the diffractive optical Elements the deflection of at least one of those optical surfaces included which is not measured, the disturbances that are caused by this optical area exercised on the measurement can be be compensated significantly. Such distractions occur in particular then on, when the measuring beam on the way to be measured optical Surface other medium, such as a lens body, must be through.
Dadurch, dass auf dem diffraktiv optischen Element örtlich getrennt mindestens eine zusätzliche diffraktive Struktur angeordnet ist, kann eine zusätzliche diffraktive Struktur bereitgestellt werden, welche einen Hilfsstrahl formt, der der Justage einer optischen Flächen oder einer Hilfsfläche dienen kann. Die Hilfsflächenmessung stellt hierbei beispielsweise dem Fachmann bekannte zusätzliche Messparameter bereit, welche eine Justage erleichtern können. Dem Fachmann ist damit beispielsweise die Lage der Hilfsfläche zur zu messenden optischen Fläche bekannt, sodaß er die an der Hilfsfläche ermittelten Daten unmittelbar auf die zu messende optische Fläche übertragen kann.Thereby, that on the diffractive optical element spatially separated at least an additional diffractive Structure is arranged, can be an additional diffractive structure be provided, which forms an auxiliary beam, the adjustment an optical surface or an auxiliary surface can serve. The auxiliary area measurement in this case, for example, the skilled person known additional Measurement parameters ready, which can facilitate an adjustment. the The expert is thus for example the position of the auxiliary surface for to be measured optical surface known, so he those on the auxiliary surface determined data transmitted directly to the optical surface to be measured can.
Dadurch, dass die optischen Flächen von mindestens einer Linse stammen, können sowohl die Vorderseite, als auch die Rückseite einer einzigen Linse zugleich gemessen werden, oder es können die Vorderseiten von mehr als einer Linse zugleich gemessen werden, oder es können die Rückseiten von mehr als einer Linse zugleich gemessen werden, oder es kann die Vorderseite einer Linse und zugleich die Rückseite mindestens einer zweiten Linse gemessen werden, oder umgekehrt.Thereby, that the optical surfaces come from at least one lens, both the front, as well as the back a single lens can be measured at the same time, or it can Front sides are measured by more than one lens at a time, or it can the backs of more than one lens can be measured at the same time, or it can Front of a lens and at the same time the back of at least a second Lens can be measured, or vice versa.
Dadurch, dass mindestens eine der optischen Flächen sphärisch oder mindestens eine andere der optischen Flächen asphärisch ist, können sphärische und asphärische optische Flächen in beliebiger Zusammenstellung gemessen werden.Thereby, at least one of the optical surfaces is spherical or at least one other of the optical surfaces aspherical is, can be spherical and aspherical optical surfaces be measured in any combination.
Dadurch, dass der Eingangslichtstrahl zuerst das optische Element, das eine Referenzfläche umfasst, dann das diffraktiv optische Element durchstrahlt und dann als Messstrahl auf die zu messende optische Fläche auftrifft, kann eine sehr kompakte und modular aufgebaute Messvorrichtung bereitgestellt werden, die flexibel an unterschiedlichste Gegebenheiten angepasst werden kann.Thereby, that the input light beam first the optical element, the one reference surface then irradiates the diffractive optical element and then As a measuring beam impinges on the optical surface to be measured, a very be provided compact and modular measuring device, which can be flexibly adapted to a wide range of conditions can.
Dadurch, dass die Messvorrichtung einen Filter umfasst, können die sich in der Messvorrichtung befindlichen Strahlen so gefiltert werden, daß die Strahlen und auch Störungen, welche für die eigentliche Messung keinen Beitrag bringen, beispielsweise durch ein räumliches Filter, wie eine Interferometerblende, aus der Messvorrichtung abgefiltert werden.Thereby, that the measuring device comprises a filter, which can be in the measuring device be filtered so that the rays and disturbances, which for the actual measurement does not contribute, for example through a spatial Filters, such as an interferometer, are filtered out of the measuring device.
Dadurch, dass zwischen dem optischen Element, das eine Referenzfläche umfasst, und dem diffraktiv optischen Element mindestens ein Keil und/oder eine Linse enthalten ist, kann die Ausblendung von Reflexionen besonders effektiv erfolgen.Due to the fact that between the optical Ele ment, which includes a reference surface, and the diffractive optical element at least one wedge and / or a lens is included, the suppression of reflections can be particularly effective.
Dadurch, dass der Eingangslichtstrahl beim Messvorgang durch Linienstrahler, wie beispielsweise Laser erzeugt wird, ist er so weit monochromatisch (hat eine so geringe spektrale Bandbreite), dass er für die vorliegende Messvorrichtung verwendbar ist. Bei einem derartig monochromatischen Eingangslichtstrahl wird die interferometrische Messvorrichtung dann unabhängig von der Messdauer bei einem aktuellen Messvorgang für eine einzige optische Fläche mit Licht betrieben, welches näherungsweise eine einzige Wellenlänge aufweist, da für die vorliegende Anwendung die Bandbreite eines Lasers, der monochromatisches Licht abgibt, vernachlässigbar ist. Wenn nun die interferometrische Messvorrichtung aufgrund eines Messauftrags dazu eingesetzt werden soll, mehrere optische Flächen nacheinander zu messen, ohne hierbei mindestens eine dieser optischen Flächen auszubauen, muß sie in diesem Fall, dass der Eingangslichtstrahl beim Messvorgang monochromatisch ist, für jeden einzelnen Messvorgang mit monochromatischem Licht einer anderen Wellenlänge (oder eines anderen Spektralbands) betrieben werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Abgabe des monochromatischen Eingangslichtstrahls zeitlich begrenzt erfolgt und zeitlich sequenziell zwischen der Lichtemission in verschiedenen Spektralbändern umgeschaltet wird. Um diese einzelnen, zeitlich aufeinander folgenden Messvorgänge des Messauftrags dann einfacher auseinanderhalten zu können, ist es vorteilhaft, dass die interferometrische Messvorrichtung für einen jeweils definierten Zeitraum mit monochromatischem Licht einer jeweils anderen Wellenlänge betrieben wird. Dies hat zur Folge, dass, der Einganglichtstrahl in einem ersten Zeitintervall t1 Eingangslichtstrahlen einer ersten Wellenlänge λ1 abgibt und in einem zweiten, vom ersten Zeitintervall verschiedenen Zeitintervall t2 Eingangslichtstrahlen einer zweiten oder weiteren Wellenlänge λ2 abgibt, die von der ersten Wellenlänge λ1 verschieden ist. Wenn die Anzahl der Wellenlängen des Eingangslichtstrahls bzw. des Messstrahls der Anzahl der zu messenden optischen Flächen entspricht, wird die interferometrische Messvorrichtung besonders effizient betrieben und es können beispielsweise Störungen, die durch überzählige Eingangslichtstrahlen hervorgerufen werden könnten, gering gehalten werden.Because the input light beam is generated during the measurement process by line sources, such as lasers, it is so far monochromatic (has such a low spectral bandwidth) that it can be used for the present measuring device. In such a monochromatic input light beam, the interferometric measuring device is then operated regardless of the measurement duration in a current measurement process for a single optical surface with light having approximately a single wavelength, as for the present application, the bandwidth of a laser emitting monochromatic light, negligible is. Now, if the interferometric measuring device is to be used on the basis of a measurement order to measure several optical surfaces in succession, without expanding at least one of these optical surfaces, it must in this case that the input light beam is monochromatic in the measurement process, for each measurement with monochromatic light another wavelength (or other spectral band). This is achieved by the fact that the output of the monochromatic input light beam is limited in time and temporally sequentially switched between the light emission in different spectral bands. In order to be able to distinguish these individual time-sequential measuring operations of the measuring job more easily, it is advantageous that the interferometric measuring apparatus is operated for a defined period of time with monochromatic light of a respective other wavelength. As a result, the input light beam emits input light beams of a first wavelength λ 1 in a first time interval t 1 and emits input light beams of a second or further wavelength λ 2 in a second time interval t 2, different from the first time interval, that of the first wavelength λ 1 is different. If the number of wavelengths of the input light beam or of the measurement beam corresponds to the number of optical surfaces to be measured, the interferometric measuring device is operated particularly efficiently and, for example, disturbances which could be caused by excess input light beams can be kept low.
Dadurch,
dass der Eingangslichtstrahl zum selben Zeitpunkt Strahlung jeweils
unterschiedlicher monochromatischer Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche
umfasst, kann alternativ ein Eingangslichtstrahl bereitgestellt
werden, bei welchem jede dieser zum selben Zeitpunkt abgegebenen
Wellenlängen
mit einer anderen der zu messenden optischen Flächen korrespondiert. In diesem
Fall kann das Ergebnis der Messung dann unter Zuhilfenahme einer
zusätzlichen
Vorrichtung, die beispielhaft in
Dadurch, dass die von der optischen Fläche ermittelten Messdaten zur weiteren Bearbeitung der optischen Fläche dienen, kann die gemessene optische Fläche so lange bearbeitet werden, bis eine hinreichende Übereinstimmung zwischen Ist- und Soll-Zustand der gemessenen optischen Fläche erreicht ist.Thereby, that determined by the optical surface Measurement data serve for further processing of the optical surface, can be the measured optical area be processed until a sufficient match between actual and target state the measured optical area is reached.
Dadurch, dass die von der optischen Fläche ermittelten Messdaten paketweise ermittelt werden, ist ein Datensatz, der die Abweichung des Ist-Zustands der optischen Fläche vom Soll-Zustand der optischen Fläche repräsentiert, einer genauen Stelle auf der optischen Fläche zuordenbar. Dieser Datensatz wird dann zur Bearbeitung der optischen Fläche einer eigens dafür geeigneten Apparatur zur Verfügung gestellt.Thereby, that determined by the optical surface Measurement data to be determined packet by packet, is a record that the Deviation of the actual state of the optical surface from the desired state of the optical area represents an exact location on the optical surface can be assigned. This record is then used to process the optical surface of a specially suitable Apparatus available posed.
Wenn die von der optischen Fläche ermittelten Messdaten zur Justierung mindestens einer der optischen Flächen dienen, kann die gemessene optische Fläche so lange justiert werden, bis eine Übereinstimmung zwischen Ist- und Solllage der mindestens einen gemessenen optischen Fläche erreicht ist. Wenn dann die Übereinstimmung zwischen Ist- und Solllage der mindestens einen gemessenen optischen Fläche bestmöglich erreicht ist, kann eine weitere optische Fläche justiert werden. Ist auch diese justiert, sind damit automatisch auch die betreffenden optischen Flächen zueinander justiert.If the of the optical surface determined measurement data for adjusting at least one of the optical surfaces serve, the measured optical surface can be adjusted so long, until a match between actual and desired position of the at least one measured optical area is reached. If then the match between actual and desired position of the at least one measured optical area best possible is reached, another optical surface can be adjusted. Is too Adjusted, these are automatically the optical concerned surfaces adjusted to each other.
Die zu messende optische Fläche muß bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zunächst in der interferometrischen Messvorrichtung angebracht werden, bevor der Ist-Zustand der Oberfläche der optischen Fläche gemessen werden kann. Justagefehler und Abweichungen des Ist-Zustands der Oberfläche der optischen Fläche zum Sollzustand sind daher im Messbetrieb nicht ganz voneinander zu trennen. Vorteilhaft erfolgt daher die Messung der Abweichung der Ist-Lage der optischen Fläche von der Soll-Lage der optischen Fläche und die Messung der Abweichung der Ist-Zustands der Oberfläche der optischen Fläche von dem Soll-Zustand der Oberfläche der optischen Fläche iterativ.The to be measured optical surface must during operation the device according to the invention first in the interferometric measuring device before the actual state of the surface the optical surface can be measured. Adjustment errors and deviations of the actual state of surface the optical surface to the nominal state are therefore not entirely different from each other in the measurement mode to separate. Advantageously, therefore, the measurement of the deviation takes place the actual position of the optical surface from the target position of the optical surface and the measurement of the deviation the actual state of the surface the optical surface from the target state of the surface the optical surface iteratively.
Hierdurch wird erreicht, dass nach jedem Messvorgang ein Bearbeitungs- oder Justagevorgang erfolgen kann, dem dann wiederum ein Messvorgang folgt etc. Hierdurch kann die betreffende Oberfläche so lange bearbeitet und justiert werden, bis ihr Ist-Zustand dem Soll-Zustand möglichst nahe kommt.This ensures that after each Measuring process, a machining or adjustment process can be done, which in turn followed by a measurement, etc. This allows the surface concerned be edited and adjusted until their actual state comes as close as possible to the desired state.
Dadurch, dass das diffraktiv optische Element ein Substrat und auf diesem Substrat diffraktive Strukturen umfasst, wird der Messstrahl von der auf dem Substrat befindlichen Struktur gebeugt, wodurch für die zu messenden optischen Flächen je ein eigener Messstrahl bereitgestellt wird.Thereby, that the diffractive optical element is a substrate and on this Substrate comprises diffractive structures, the measuring beam of diffracted on the substrate structure, whereby for the zu measuring optical surfaces each a separate measuring beam is provided.
Dadurch, dass die diffraktive Struktur Gitterstrukturen, wie beispielsweise Computer-generierte Hologramme (CGH) umfasst, kann die Sollform der zu messenden optischen Fläche besonders einfach in die diffraktive Struktur eingerechnet werden. Unter „Gitter" wird hierbei alles verstanden, was bewirkt, dass ein eingehender Eingangslichtstrahl so kontrolliert gebeugt wird, wie es der Betreiber der Vorrichtung wünscht. Auf diesem Weg wird eine besonders präzise Korrespondenz zwischen diffraktiver Struktur und zu messender optischer Fläche erreicht. Dies gilt insbesondere dann, wenn unter „Messen" die Ermittlung der Abweichung der Ist-Form einer optischen Fläche von ihrer Sollform oder wenn unter „Messen" die Ermittlung der Abweichung der Lage zweier optischer Flächen voneinander verstanden wird.Thereby, that the diffractive structure lattice structures, such as Computer-generated holograms (CGH) can include the nominal shape the optical surface to be measured particularly easy to be included in the diffractive structure. Under "grid" this is everything understood, which causes an incoming input beam is bent as controlled as the operator of the device wishes. In this way, a particularly precise correspondence between diffractive structure and optical surface to be measured achieved. This is especially true when under "measuring" the determination of the deviation of the actual shape an optical surface from their nominal shape or if under "measuring" the determination of the deviation of the situation two optical surfaces understood from each other.
Ausführungsbeispielembodiment
Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Zeichnungen.It will be explained in more detail the invention with reference to the drawings.
Die
interferometrische Messvorrichtung umfasst weiterhin ein optisches
Element (
Die
interferometrische Messvorrichtung umfasst außerdem ein diffraktiv optisches
Element (DOE) (
Jede
diffraktive Struktur (
Jede
diffraktive Struktur (
Unter „Korrespondenz" wird daher in der
vorliegenden Anmeldung verstanden, dass eine diffraktive Struktur
(
Der
Eingangslichtstrahl (
Darüber hinaus
wird der Messstrahl an den in
Um
eine gegenseitige Störung
von Messstrahlen (
Alternativ
kann auch ein Laser eingesetzt sein, der gleichzeitig einen Lichtstrahl
mit zwei diskreten und von einander hinreichend spektral beabstandeten Emissionslinien
emittiert, z.B. ein sogenannter Dual-Line Laser. Auch in diesem
Fall wird durch die Beugung an den diffraktiven Strukturen (
Die
hierbei von dem jeweiligen Messstrahl (
Die
zu messenden optischen Flächen
(
Im
Fall, dass der Messstrahl (
Der
Messstrahl (
Um
eine von zwei optischen Flächen
(
Für den Fall,
dass dann noch die andere, beispielsweise sphärische Fläche (
Als
Justagehilfe kann innerhalb des Messprozesses darüber hinaus
vorgesehen werden, dass mindestens eine zusätzliche, in
Alternativ
kann die zu messende Linse (
Diese
beispielhaft dargestellten Vorgänge sind
für beliebig
viele Linsen bzw. optische Flächen wiederholbar.
Hierbei ist darauf zu achten, dass, sobald die erste optische Fläche (
Die
Wellenlänge
des Messstrahls beträgt
in einem solchen Fall beispielsweise für die sphärische optische Fläche (
Eine weitere Möglichkeit die Messung auszuführen besteht darin, ein Trägerfrequenzverfahren einzusetzen.A another possibility to carry out the measurement is to use a carrier frequency method.
Darüber hinaus
ist eine Lasersynchronisationsvorrichtung (
Das erfindungsgemäße Prinzip mit einem Messaufbau, in welchem mindestens zwei zu messende optische Flächen enthalten sind und in welchem darüber hinaus weitere zu messende optische Flächen hinzugefügt werden können, messen zu können, indem eine erste diffraktive Struktur mit der ersten zu messenden optischen Fläche korrespondiert und jede weitere diffraktive Struktur mit einer weiteren zu messenden optischen Fläche korrespondiert, ist durch den Fachmann in beliebigen Branchen einsetzbar. In Frage kommen hierbei insbesondere die Messung und/oder Justage von optischen Flächen in Mikroskopen, Litographiesystemen, Teleskopen, Zielfernrohren, aber auch Anwendungen wie die Entfernungsmessung zwischen zwei derartigen optischen Flächen.The inventive principle with a measuring structure in which at least two optical surfaces are contained and in which in addition to be measured optical surfaces added can be to be able to measure by having a first diffractive structure with the first one to be measured optical surface corresponds and each further diffractive structure with another to be measured optical surface Corresponds, can be used by the skilled person in any industry. In this case, in particular, the measurement and / or adjustment come into question of optical surfaces in microscopes, lithography systems, telescopes, riflescopes, but also applications like the distance measurement between two such optical surfaces.
Claims (23)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200510036166 DE102005036166B4 (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Interferometric measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200510036166 DE102005036166B4 (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Interferometric measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102005036166A1 DE102005036166A1 (en) | 2007-02-08 |
| DE102005036166B4 true DE102005036166B4 (en) | 2007-09-13 |
Family
ID=37669903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE200510036166 Expired - Fee Related DE102005036166B4 (en) | 2005-08-02 | 2005-08-02 | Interferometric measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102005036166B4 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006035022A1 (en) | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Carl Zeiss Smt Ag | Method for producing an optical component, interferometer arrangement and diffraction grating |
| DE102007021953B4 (en) * | 2007-05-10 | 2009-01-29 | Carl Zeiss Smt Ag | Interferometric measuring device for measuring a surface of a test object |
| WO2009006919A1 (en) | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of measuring a deviation an optical surface from a target shape |
| DE102014117511A1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Method and apparatus for interferometric testing |
| DE102016201072A1 (en) | 2016-01-26 | 2017-01-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optical system, microlithography system with such an optical system, method for constructing and / or operating such an optical system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5039223A (en) * | 1988-07-13 | 1991-08-13 | Kabushiki Kaisha Topcon | Interferometer for measuring aspherical form with the utilization of computer generated hologram |
| US5424828A (en) * | 1992-10-08 | 1995-06-13 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Method for measuring and analyzing interference fringes using a halographic optical element having two patterns for diffracting a laser beam |
| US5737079A (en) * | 1994-11-07 | 1998-04-07 | Rayleigh Optical Corporation | System and method for interferometric measurement of aspheric surfaces utilizing test plate provided with computer-generated hologram |
| DE19820785A1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-10-21 | Johannes Schwider | Absolute sphericity measurement of aspherical surface for micro-lithography |
| EP0828138B1 (en) * | 1996-09-09 | 2003-07-30 | Robert Bosch Gmbh | Device for examining surfaces |
| DE10223581A1 (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-18 | Dioptic Gmbh | Interferometric testing of curved, spherical and aspherical, reflective surfaces using an interferometer and a diffractive optical element, with the latter generating a reference wave and a measurement wave |
-
2005
- 2005-08-02 DE DE200510036166 patent/DE102005036166B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5039223A (en) * | 1988-07-13 | 1991-08-13 | Kabushiki Kaisha Topcon | Interferometer for measuring aspherical form with the utilization of computer generated hologram |
| US5424828A (en) * | 1992-10-08 | 1995-06-13 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Method for measuring and analyzing interference fringes using a halographic optical element having two patterns for diffracting a laser beam |
| US5737079A (en) * | 1994-11-07 | 1998-04-07 | Rayleigh Optical Corporation | System and method for interferometric measurement of aspheric surfaces utilizing test plate provided with computer-generated hologram |
| EP0828138B1 (en) * | 1996-09-09 | 2003-07-30 | Robert Bosch Gmbh | Device for examining surfaces |
| DE19820785A1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-10-21 | Johannes Schwider | Absolute sphericity measurement of aspherical surface for micro-lithography |
| DE10223581A1 (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-18 | Dioptic Gmbh | Interferometric testing of curved, spherical and aspherical, reflective surfaces using an interferometer and a diffractive optical element, with the latter generating a reference wave and a measurement wave |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102005036166A1 (en) | 2007-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69606450T2 (en) | Wavefront determination with micro mirror for self-reference and its adjustment | |
| DE102007003681B4 (en) | Method and device for analyzing an optical device | |
| EP1476716A1 (en) | Low-coherence inferometric device for light-optical scanning of an object | |
| EP2843360A1 (en) | Robust one shot interferometer and OCT method, in particular for material measurement and tumour cell detection | |
| DE102012209412A1 (en) | Optical method for measuring angular position of facet of facet mirror for extreme UV (EUV) lithography, involves detecting actual angular positions of facets in preset spectrum of angular positions with respect to reference axis | |
| DE102010038697A1 (en) | Method and device for qualifying an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus | |
| EP3811025B1 (en) | Device for chromatic confocal optical measurement and confocal imaging of a measurement object, and method | |
| EP3267393A1 (en) | Rapid image adjustment method for a simplified adaptive lens | |
| EP3770546A1 (en) | Device and method for measuring height profiles on an object | |
| DE102018202635B4 (en) | Method for determining an imaging error contribution of an imaging optics for the measurement of lithographic masks | |
| DE102016212464A1 (en) | Measuring device for determining a wavefront error | |
| DE102014206589A1 (en) | Method for adjusting a mirror of a microlithographic projection exposure apparatus | |
| DE19524036A1 (en) | Determining shape or shape changes by interferometry | |
| DE102018202637B4 (en) | Method for determining a focus position of a lithography mask and metrology system for carrying out such a method | |
| DE102005036166B4 (en) | Interferometric measuring device | |
| WO2009146855A1 (en) | Method and apparatus for determining an optical characteristic of an optical system | |
| EP3359928A2 (en) | Method and device for beam analysis | |
| WO2021129970A1 (en) | Device and method for producing holographic optical elements | |
| DE102005026628A1 (en) | Telecenter determination device for microlithography-projection illumination system, has processor unit for determining telecenter error value from wave front tip measuring value that is attained by wave front measuring device | |
| WO2019063468A1 (en) | METHOD AND ARRANGEMENT FOR ANALYZING THE WAVE FRONT EFFECT OF AN OPTICAL SYSTEM | |
| DE102015220588A1 (en) | Measuring method and measuring arrangement for an imaging optical system | |
| DE10325601B3 (en) | Switchable point light source array and its use in interferometry | |
| DE102022213459B4 (en) | Interferometric measuring method and measuring device for measuring the shape of a surface | |
| DE102019122083A1 (en) | OPTICAL ALIGNMENT BASED ON SPECTRALLY CONTROLLED INTERFEROMETRY | |
| DE102018124396A1 (en) | Metrology system and method for measuring an excitation laser beam in an EUV plasma source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |