DE102018203795A1

DE102018203795A1 - Interferometric measuring arrangement for determining a surface shape

Info

Publication number: DE102018203795A1
Application number: DE102018203795.7A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Fuchs; Jochen Hetzler
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2018-05-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung (10) zur interferometrischen Bestimmung einer Abweichung einer tatsächlichen Form von einer Sollform einer Oberfläche (12) eines Testobjekts (14). Die Messanordnung (10) umfasst eine Strahlungsquelle (18) zum Bereitstellen einer Eingangswelle (24) mit einer Wellenlänge λ und ein diffraktives optisches Element (20), welche dazu konfiguriert ist, aus der Eingangswelle (24) eine Prüfwelle (28) mit einer an die Sollform angepassten Wellenfront zu erzeugen. Weiterhin umfasst die Messanordnung mindestens zwei Kalibrierspiegel (50, 52) zum Kalibrieren des diffraktiven optischen Elements (20) und ist dazu konfiguriert, einen jeweiligen Abstand (64) zwischen dem diffraktiven optischen Element (20) und jedem der mindestens zwei Kalibrierspiegel (50, 52) mit einer Genauigkeit von kleiner als der Wellenlänge λ zu bestimmen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur interferometrischen Bestimmung einer Abweichung einer tatsächlichen Form von einer Sollform einer Oberfläche (12).The invention relates to a measuring arrangement (10) for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface (12) of a test object (14). The measuring arrangement (10) comprises a radiation source (18) for providing an input wave (24) with a wavelength λ and a diffractive optical element (20) which is configured to receive from the input wave (24) a test wave (28) with a to generate the desired shape adapted wavefront. Furthermore, the measuring arrangement comprises at least two calibration mirrors (50, 52) for calibrating the diffractive optical element (20) and is configured to have a respective distance (64) between the diffractive optical element (20) and each of the at least two calibration mirrors (50, 52 ) to be determined with an accuracy of less than the wavelength λ. Furthermore, the invention relates to a method for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface (12).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung und ein Verfahren zur interferometrischen Bestimmung einer Abweichung einer tatsächlichen Form von einer Sollform einer Oberfläche eines Testobjekts.The invention relates to a measuring arrangement and a method for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface of a test object.

Zur hochgenauen Bestimmung einer Oberflächenform eines Testobjekts, wie beispielsweise einer asphärischen Fläche oder einer Freiformfläche eines optischen Elements für die Mikrolithographie, sind interferometrische Messanordnungen mit einem diffraktiven optischen Element bekannt. Das diffraktive optische Element ist zum Beispiel als computergeneriertes Hologramm (CGH) ausgebildet und derart konfiguriert, dass es eine Prüfwelle mit einer an die Sollform der Oberfläche angepassten Wellenfront erzeugt. Hierfür notwendige diffraktive Strukturen können durch eine rechnergestützte Simulation der Messanordnung zusammen mit der Solloberfläche ermittelt und anschließend auf einem Substrat als CGH hergestellt werden. Durch eine Überlagerung der von der Oberfläche reflektierten Prüfwelle mit einer Referenzwelle lassen sich Abweichungen von der Sollform sehr genau bestimmen.For the highly accurate determination of a surface shape of a test object, such as an aspherical surface or a free-form surface of an optical element for microlithography, interferometric measuring arrangements with a diffractive optical element are known. The diffractive optical element is designed, for example, as a computer-generated hologram (CGH) and is configured such that it generates a test wave with a wavefront adapted to the desired shape of the surface. Necessary diffractive structures for this purpose can be determined by a computer-aided simulation of the measuring arrangement together with the sol surface and subsequently produced on a substrate as CGH. By superposing the test wave reflected by the surface on a reference wave, deviations from the desired shape can be determined very accurately.

In DE 10 2012 217 800 A1 wird eine solche Messanordnung als Fizeau-Interferometer mit einem Fizeau-Element zum Aufteilen einer Lichtwelle in eine Prüfwelle und eine Referenzwelle offenbart. Die Prüfwelle wird anschließend von dem CGH in eine Prüfwelle mit einer an die Sollform der zu vermessenden Oberfläche angepassten Wellenfront transformiert. Die von der Oberfläche reflektierte Prüfwelle wird von dem CGH zurücktransformiert und nach erneutem Durchlaufen des Fizeau-Elements mit der Referenzwelle überlagert.In DE 10 2012 217 800 A1 Such a measuring arrangement is disclosed as a Fizeau interferometer with a Fizeau element for splitting a light wave into a test wave and a reference wave. The test wave is then transformed by the CGH into a test wave with a wavefront matched to the desired shape of the surface to be measured. The reflected from the surface test wave is transformed back from the CGH and superimposed after re-passing through the Fizeau element with the reference wave.

Im Unterschied dazu beschreibt DE 10 2015 209 490 A1 eine als Referenzspiegel-Interferometer ausgebildete Messanordnung zur Vermessung von Oberflächen. Ein komplex kodiertes CGH erzeugt sowohl eine Prüfwelle mit einer an die Sollform angepassten Wellenfront als auch eine Referenzwelle. Während die Prüfwelle von der zu vermessenden Oberfläche zum CGH zurück reflektiert wird, weist die Referenzwelle eine andere Ausbreitungsrichtung auf und trifft auf einen Referenzspiegel. Von diesem wird die Referenzwelle ebenfalls zum CGH zurück reflektiert. Nach erneutem Durchlaufen des CGHs überlagern sich die reflektierte Prüfwelle und die Referenzwelle und erzeugen so am Detektor ein Interferenzmuster.In contrast to this describes DE 10 2015 209 490 A1 a trained as a reference mirror interferometer measuring arrangement for measuring surfaces. A complex coded CGH generates both a test wave with a wavefront matched to the desired shape and a reference wave. While the test wave is reflected back from the surface to be measured to the CGH, the reference wave has a different propagation direction and strikes a reference mirror. From this, the reference wave is also reflected back to the CGH. After passing through the CGH again, the reflected test wave and the reference wave are superimposed and thus generate an interference pattern at the detector.

Bei einer Bestimmung der Oberflächenform können bekannte Fehler des CGHs, wie beispielsweise Störungen der CGH-Oberfläche oder ein CGH-Justagezustand, berücksichtigt und heraus gerechnet werden. Entscheidend für die Genauigkeit der Oberflächenvermessung ist somit eine möglichst genaue Kalibrierung der Messanordnung. Dazu werden bei bekannten Messanordnungen Interferogramme von einem oder mehreren Kalibrierspiegeln ausgewertet, um Störungen durch Justage- oder Passefehler in der Messanordnung von dem eigentlichen Messsignal zu trennen. Die Messgenauigkeit dieser Kalibrierungen und somit der Oberflächenvermessung reicht jedoch für die ständig steigenden Anforderungen nicht aus.In a determination of the surface shape, known errors of the CGH, such as disturbances of the CGH surface or a CGH adjustment state, can be taken into account and calculated out. Decisive for the accuracy of the surface measurement is thus the most accurate calibration of the measuring arrangement. For this purpose, interferograms of one or more calibration mirrors are evaluated in known measuring arrangements in order to separate disturbances due to adjustment or registration errors in the measuring arrangement from the actual measurement signal. However, the accuracy of these calibrations and thus the surface measurement is not sufficient for the ever increasing demands.

Die Genauigkeit einer Kalibrierung mit Kalibrierspiegeln hängt insbesondere von der Positionierung der Kalibrierspiegel ab. Je kleiner eine Strahlaufspaltung zwischen Kalibrierwelle und Prüfwelle bei CGH ausfällt, desto ähnlicher ist die Wirkung der Störungen auf Kalibrierwelle und Prüfwelle und desto genauer kann eine Kalibrierung durchgeführt werden. Andererseits sind gerade Anordnungen mit geringer Strahlaufspaltung anfällig für störende Reflexionen, welche wiederum die mögliche Genauigkeit der Messung begrenzen. Auch ist bei Referenzspiegel-Interferometern im Allgemeinen nur eine große Strahlaufspaltung sowohl zwischen Referenzwelle und Kalibrierwelle als auch zwischen Referenzwelle und Prüfwelle möglich, da der Referenzspiegel weder die zu vermessende Oberfläche noch die Kalibrierspiegel vignettieren darf. Ferner bleiben bei einer Verwendung von Interferogrammen von Kalibrierspiegeln zur Kalibrierung einer Messanordnung Phasen-Offsets zwischen Kalibrierwellenfronten unberücksichtigt, da diese die Interferogramme nicht beeinflussen.The accuracy of a calibration with calibration mirrors depends in particular on the positioning of the calibration mirrors. The smaller the beam splitting between the calibration wave and the test wave at CGH, the more similar the effect of the disturbances on the calibration wave and the test wave and the more precisely a calibration can be carried out. On the other hand, even arrangements with low beam splitting are susceptible to disturbing reflections, which in turn limit the possible accuracy of the measurement. Also, in reference mirror interferometers, generally only a large beam splitting is possible both between the reference wave and the calibration wave and between the reference wave and the test wave, since the reference mirror must not vignette either the surface to be measured or the calibration mirrors. Furthermore, when using interferograms of calibration mirrors for calibrating a measuring arrangement, phase offsets between calibration wavefronts are disregarded because they do not affect the interferograms.

Zugrunde liegende AufgabeUnderlying task

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden und insbesondere die Messgenauigkeit bei einer Bestimmung einer Oberflächenform eines Testobjekts verbessert wird.It is an object of the invention to provide an apparatus and a method, with which the aforementioned problems are solved and in particular the measurement accuracy is improved in a determination of a surface shape of a test object.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Erfindungsgemäß kann die Aufgabe durch die nachfolgend beschriebene Messanordnung zur interferometrischen Bestimmung einer Abweichung einer tatsächlichen Form von einer Sollform einer Oberfläche eines Testobjekts gelöst werden. Die Messanordnung umfasst eine Strahlungsquelle zum Bereitstellen einer Eingangswelle mit einer Wellenlänge λ und ein diffraktives optischen Element. Das diffraktive optische Element ist dazu konfiguriert, aus der Eingangswelle eine Prüfwelle mit einer an die Sollform angepassten Wellenfront zu erzeugen. Weiterhin umfasst die Messanordnung mindestens zwei Kalibrierspiegel zum Kalibrieren des diffraktiven optischen Elements und ist dazu konfiguriert, einen jeweiligen Abstand zwischen dem diffraktiven optischen Element und jedem der mindestens zwei Kalibrierspiegel mit einer Genauigkeit von kleiner als der Wellenlänge λ zu bestimmen.According to the invention, the object can be achieved by the measuring arrangement described below for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface a test object to be solved. The measuring arrangement comprises a radiation source for providing an input wave having a wavelength λ and a diffractive optical element. The diffractive optical element is configured to generate from the input shaft a test wave with a wavefront matched to the desired shape. Furthermore, the measuring arrangement comprises at least two calibration mirrors for calibrating the diffractive optical element and is configured to determine a respective distance between the diffractive optical element and each of the at least two calibration mirrors with an accuracy of less than the wavelength λ.

Weiterhin wird die vorgenannte Aufgabe beispielsweise durch ein Verfahren zur interferometrischen Bestimmung einer Abweichung einer tatsächlichen Form von einer Sollform einer Oberfläche eines Testobjekts mit folgenden Schritten gelöst: Erzeugen einer Prüfwelle mit einer an die Sollform angepassten Wellenfront durch Einstrahlen einer Eingangswelle mit einer Wellenlänge λ auf ein diffraktives optisches Element, Bestimmen eines jeweiligen Abstandes zwischen dem diffraktiven optischen Element und jedem von mindestens zwei Kalibrierspiegeln mit einer Genauigkeit von kleiner als der Wellenlänge λ, sowie Kalibrieren des diffraktiven optischen Elements mittels der mindestens zwei Kalibierspiegel.Furthermore, the above object is achieved, for example, by a method for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface of a test object with the following steps: generating a test wave with a wavefront matched to the desired shape by irradiating an input wave with a wavelength λ onto a diffractive optical element, determining a respective distance between the diffractive optical element and each of at least two calibration mirrors with an accuracy of less than the wavelength λ, and calibrating the diffractive optical element by means of the at least two calibration mirrors.

Bei dem Testobjekt kann es sich insbesondere um einen Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie handeln. Die Strahlungsquelle stellt eine für interferometrische Messungen ausreichende kohärente Messstrahlung bereit und kann zum Beispiel einen Laser umfassen. Vorzugsweise wird ein Anteil der Messstrahlung als Eingangswelle verwendet, während ein anderer Anteil als Referenzwelle dient. Zum Erzeugen der Referenzwelle kann die Messanordnung zum Beispiel ein Interferometer umfassen. Alternativ kann das diffraktive optische Element zur Erzeugung der Referenzwelle konfiguriert sein. Die Messanordnung kann auch ein Interferometer zur Überlagerung einer reflektierten Prüfwelle oder reflektierten Kalibrierwelle mit einer Referenzwelle und zur Erfassung von dabei entstehenden Interferogrammen enthalten. In particular, the test object may be a mirror of a projection exposure apparatus for EUV microlithography. The radiation source provides a coherent measuring radiation sufficient for interferometric measurements and may, for example, comprise a laser. Preferably, a portion of the measuring radiation is used as the input shaft, while another portion serves as a reference wave. For generating the reference wave, the measuring arrangement may comprise, for example, an interferometer. Alternatively, the diffractive optical element may be configured to generate the reference wave. The measuring arrangement may also include an interferometer for superimposing a reflected test wave or reflected calibration wave with a reference wave and for detecting interfering interferograms.

Das diffraktive optische Element umfasst zum Beispiel ein computergeneriertes Hologramm (CGH) zur Erzeugung einer Prüfwelle, einer Kalibrierwelle oder einer Referenzwelle. Als CGH kann ein komplex kodiertes CGH mit mehreren sich überlagernd in einer Ebene angeordneten diffraktiven Strukturmustern verwendet werden. Bei einem solchen CGH werden aus einer einfallenden Welle mehrere ausfallende Wellen mit unterschiedlicher Wellenfront und Ausbreitungsrichtung erzeugt. Komplex kodierte CGHs werden zum Beispiel in DE 10 2012 217 800 A1 beschrieben.The diffractive optical element comprises, for example, a computer-generated hologram (CGH) for generating a test wave, a calibration wave or a reference wave. As CGH, a complex coded CGH can be used with several diffractive structural patterns arranged superimposed in one plane. In such a CGH, a plurality of emergent waves with different wavefront and propagation direction are generated from an incident wave. Complex encoded CGHs are used for example in DE 10 2012 217 800 A1 described.

An jedem Kalibrierspiegel wird beispielsweise eine von dem diffraktiven optischen Element kommende Kalibrierwelle in sich zurückreflektiert. Nach erneutem Durchlaufen des diffraktiven optischen Elements erfolgt eine interferometrische Vermessung der reflektierten Wellen. Auf diese Weise lassen sich Justagefehler oder Passefehler des diffraktiven optischen Elements ermitteln. Die bei einer Kalibrierung festgestellten Fehler des diffraktiven optischen Elements können zur Reduzierung von Messfehlern bei einer Bestimmung einer Oberflächenform berücksichtigt werden.At each calibration mirror, for example, a calibration wave coming from the diffractive optical element is reflected back into itself. After passing through the diffractive optical element again an interferometric measurement of the reflected waves takes place. In this way, adjustment errors or Passefehler of the diffractive optical element can be determined. The diffractive optical element errors found in a calibration can be taken into account to reduce measurement errors in determining a surface shape.

Mit der Bestimmung des Abstands zwischen dem diffraktiven optischen Element und jedem der mindestens zwei Kalibrierspiegel lässt sich bei einer Kalibrierung ein Phasen-offset zwischen von den Kalibrierspiegeln zurückreflektierten Kalibrierwellen bestimmen. Bei einer Genauigkeit der Abstandmessung von mindestens einer Wellenlänge λ wird eine Phasendifferenz mit einer Genauigkeit von 2π oder kleiner bestimmt. Eine Verwendung der bestimmten Abstände zusammen mit Kalibrierspiegel-Interferogrammen, welche insbesondere eine Bestimmung von Phasendifferenzen in einem Bereich von 0 bis 2π zulassen, führt zu einer deutlichen Verbesserung einer Genauigkeit der Kalibrierung des diffraktiven optischen Elements.By determining the distance between the diffractive optical element and each of the at least two calibration mirrors, a calibration can determine a phase offset between calibration waves reflected back from the calibration mirrors. With an accuracy of the distance measurement of at least one wavelength λ, a phase difference with an accuracy of 2π or smaller is determined. Use of the determined distances together with calibration mirror interferograms, which in particular allow a determination of phase differences in a range of 0 to 2π, leads to a significant improvement in an accuracy of the calibration of the diffractive optical element.

Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung ist das diffraktive optische Element weiterhin dazu konfiguriert, aus der Eingangswelle für jeden der Kalibrierspiegel eine jeweilige Hilfswelle zu erzeugen, welche bei Anordnung des mindestens einen der Kalibrierspiegel in einer Kalibrierposition auf einen Punkt des betreffenden Kalibrierspiegels fokussiert ist. Vorzugsweise umfasst das diffraktive optische Element diffraktive Strukturen, welche zum Erzeugen von Hilfswellen aus der Eingangswelle konfiguriert sind. Nach einer Ausführungsform bilden die die Hilfswelle erzeugende diffraktive Struktur des diffraktiven optischen Elements und der von der Hilfswelle angestrahlte Abschnitt des Kalibrierspiegels eine sogenannte Katzenaugenanordnung. Mit Hilfe einer Auswertung der vom Kalibrierspiegel zurücklaufenden Hilfswelle durch ein Interferometer der Messanordnung lässt sich der Abstand des Kalibrierspiegels, oder genauer des angestrahlten Abstands des Kalibrierspiegels, von dem diffraktiven optischen Element, oder genauer von dem die Hilfswelle erzeugenden Strukturmuster des diffraktiven optischen Elements, bestimmen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Hilfswellen oder mehrere Katzenaugenanordnungen für einen Kalibrierspiegel vorgesehen. Mit einer Bestimmung von mehreren Abständen zwischen Punkten auf dem diffraktiven optischen Element und dem Kalibrierspiegel lässt sich deren Lage zueinander genauer beschreiben.According to an embodiment of the invention, the diffractive optical element is further configured to generate from the input shaft for each of the calibration mirrors a respective auxiliary wave which, when the at least one of the calibration mirrors is arranged in a calibration position, focuses on a point of the respective calibration mirror. Preferably, the diffractive optical element comprises diffractive structures configured to generate auxiliary waves from the input shaft. According to one embodiment, the diffractive structure of the diffractive optical element generating the auxiliary wave and the portion of the calibration mirror illuminated by the auxiliary wave form a so-called cat's eye arrangement. With the help of an evaluation of the returning from the calibration mirror auxiliary wave through an interferometer of the measuring arrangement can be the distance of the Kalibrierspiegels, or more precisely the illuminated distance of the Kalibrierspiegels, from the diffractive optical element, or more accurately from the auxiliary wave generating pattern of the diffractive optical element determine. In a further embodiment of the invention, a plurality of auxiliary shafts or a plurality of cat eye arrangements are provided for a calibration mirror. With a determination of several distances between points on the diffractive optical element and the calibration mirror, their position can be described in more detail to one another.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Messanordnung ist dazu konfiguriert, die Abstandsmessungen und die Kalibrierung des diffraktiven optischen Elements gleichzeitig auszuführen. Zum Beispiel sind diffraktive Strukturmuster für Hilfswellen und Kalibrierwellen so in einer Ebene auf einem Substrat des diffraktiven optischen Elements angeordnet, dass aus einer Eingangswelle gleichzeitig die Hilfswellen und Kalibrierwellen erzeugt werden. Weiterhin kann die Messanordnung zur gleichzeitigen Erfassung von Interferogrammen konfiguriert sein, welche durch eine Überlagerung von Hilfswellen oder Kalibrierwellen mit einer Referenzwelle gebildet werden. Auch kann die Auswerteeinrichtung zur Auswertung solcher gleichzeitig erfassten Interferogramme ausgebildet sein. Mit einer gleichzeitigen Durchführung der Abstandsmessungen und der Kalibrierung mit Hilfe von Kalibrierwellen kann diese zuverlässiger und schneller erfolgen.A further embodiment of the measuring arrangement according to the invention is configured to execute the distance measurements and the calibration of the diffractive optical element simultaneously. For example, diffractive pattern patterns for auxiliary waves and calibration waves are arranged in a plane on a substrate of the diffractive optical element so as to simultaneously generate the auxiliary waves and calibration waves from an input wave. Furthermore, the measuring arrangement can be configured for the simultaneous detection of interferograms, which are formed by a superposition of auxiliary waves or calibration waves with a reference wave. The evaluation device can also be designed to evaluate such interferograms recorded at the same time. Simultaneously performing the distance measurements and the calibration using calibration waves can be more reliable and faster.

Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Messanordnung mindestens vier Kalibrierspiegel zum Kalibrieren des diffraktiven optischen Elements. Das diffraktive optische Element enthält hierfür zum Beispiel ein fünffach komplex kodiertes CGH mit sich überlagernd angeordneten diffraktiven Strukturmustern für vier verschiedene Kalibrierwellen und eine Prüfwelle. Mit Messwerten von vier Kalibrierspiegeln lassen sich neben zwei lateralen und einem axialen Wellenfrontfehler auch eine konstante Phasendifferenz und somit insgesamt vier Werte eindeutig bestimmen. Mit der konstanten Phasendifferenz werden alle Wellenfrontbeträge erfasst, welche nicht durch Störungen des diffraktiven optischen Elements verursacht werden und daher unabhängig von einer Beugungsrichtung sind. Es wird eine höhere Genauigkeit bei einer Kalibrierung und somit eine Reduzierung von Messfehlern bei einer Bestimmung einer Oberflächenform erreicht.According to one embodiment of the invention, the measuring arrangement comprises at least four calibration mirrors for calibrating the diffractive optical element. For this purpose, the diffractive optical element contains, for example, a five times complex coded CGH with superposed diffractive structural patterns for four different calibration waves and one test wave. With measured values of four calibration mirrors, in addition to two lateral and one axial wavefront errors, it is also possible to unambiguously determine a constant phase difference and thus a total of four values. With the constant phase difference, all wavefront magnitudes are detected which are not caused by disturbances of the diffractive optical element and are therefore independent of a diffraction direction. Greater accuracy in calibration and thus reduction of measurement errors in determining a surface shape are achieved.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Messanordnung umfasst eine Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, anhand von mittels der Kalibrierspiegel ermittelten Kalibrierabweichungen sowie der bestimmten Abstände Kalibrierkorrekturen für die Wellenfront der Prüfwelle zu ermitteln und eine nach Wechselwirkung mit der Oberfläche des Testobjekts interferometrisch bestimmte Wellenfront der Prüfwelle mittels der bestimmten Kalibrierkorrekturen zu korrigieren. Mit anderen Worten werden bei Kalibrierkorrekturen für interferometrische Oberflächenvermessungen sowohl die bestimmten Abstände als auch die mittels Kalibrierwellen bestimmten Kalibrierabweichungen berücksichtigt. Dabei kann aus einer korrigierten gemessenen Wellenfront der Prüfwelle die tatsächliche Form der Oberfläche des Testobjekts abgeleitet werden. Beispielsweise umfasst die Auswerteeinrichtung hierfür eine geeignete Datenverarbeitungsvorrichtung und verwendet entsprechende, dem Fachmann bekannte Berechnungsverfahren. Zusätzlich oder alternativ kann die Messanordnung einen Datenspeicher oder eine Schnittstelle zu einem Datennetzwerk enthalten, um eine Bestimmung der Oberflächenform mit Hilfe einer externen Auswerteeinrichtung zu ermöglichen.A further embodiment of the measuring arrangement according to the invention comprises an evaluation device which is configured to determine calibration corrections for the wavefront of the test wave based on calibration deviations determined by the calibration mirrors and a wavefront of the test wave interferometrically determined after interaction with the surface of the test object by means of to correct certain calibration corrections. In other words, calibration corrections for interferometric surface measurements take into account both the determined distances and the calibration deviations determined by means of calibration waves. In this case, the actual shape of the surface of the test object can be derived from a corrected measured wavefront of the test wave. For example, the evaluation device for this purpose comprises a suitable data processing device and uses corresponding calculation methods known to the person skilled in the art. Additionally or alternatively, the measuring arrangement may contain a data memory or an interface to a data network in order to enable a determination of the surface shape with the aid of an external evaluation device.

Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung dazu konfiguriert, Wellenfrontkorrekturen der Prüfwelle in lateraler sowie axialer Richtung bezüglich deren Ausbreitungsrichtung als Kalibrierkorrekturen zu ermitteln. Mit lateralen Wellenfrontkorrekturen werden Placement-Fehler des diffraktiven optischen Elements behoben. Als Placement-Fehler werden hier Positionierungsfehler des diffraktiven optischen Elements bezeichnet. Die axialen Wellenfrontkorrekturen korrigieren Passe-Fehler des diffraktiven optischen Elements. Solche Fehler durch Formabweichungen des diffraktiven optischen Elements werden auch Passformfehler genannt und können beispielsweise durch Abweichungen eines diffraktiven Strukturmusters oder eines Substrats für diffraktive Strukturmuster von einer Sollform entstehen.According to one embodiment of the invention, the evaluation device is configured to determine wavefront corrections of the test wave in lateral and axial directions with regard to their propagation direction as calibration corrections. Lateral wavefront corrections correct placement errors of the diffractive optical element. Positioning errors of the diffractive optical element are referred to here as placement errors. The axial wavefront corrections correct for passe errors of the diffractive optical element. Such errors due to deviations in form of the diffractive optical element are also called fitting errors and can arise, for example, from deviations of a diffractive structure pattern or a substrate for diffractive structural patterns from a desired shape.

In einer Ausführungsform der Messanordnung ist die Auswerteeinrichtung zur zusätzlichen Berücksichtigung einer konstanten Phasendifferenz bzw. eines konstanten Phasenoffsets beim Ermitteln von Wellenfrontkorrekturen konfiguriert. Eine konstante Phasendifferenz erfasst alle Wellenfrontbeträge, welche nicht durch Störungen des diffraktiven optischen Elements verursacht werden und daher unabhängig von einer Beugungsrichtung am diffraktiven optischen Element sind.In one embodiment of the measuring arrangement, the evaluation device is configured to additionally take into account a constant phase difference or a constant phase offset when determining wavefront corrections. A constant phase difference detects all wavefront magnitudes, which are not caused by disturbances of the diffractive optical element and are therefore independent of a diffraction direction at the diffractive optical element.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung ist das diffraktive optische Element weiterhin dazu konfiguriert, aus der Eingangswelle für jeden der Kalibrierspiegel eine Kalibrierwelle zu erzeugen. Beispielsweise umfasst das diffraktive optische Element ein komplex kodiertes CGH, welches in einer Ebene sich überlagernde diffraktive Strukturen für jede Kalibrierwelle enthält. Gemäß einer Ausführungsform ist das diffraktive optische Element derart konfiguriert, dass eine oder mehrere der Kalibrierwellen eine ebene oder sphärische Wellenfront aufweisen. Die Form der zugeordneten Kalibrierspiegel ist entsprechend an die Wellenfrontform angepasst. Eine Konfigurierung als ebene oder sphärische Welle ermöglicht die Verwendung von Kalibrierspiegeln, deren ebene oder sphärische Sollform mit einer hohen Genauigkeit gefertigt werden kann. Ferner werden bei einer Ausführungsform die Kalibrierwellen mit ihren Ausbreitungsrichtungen so erzeugt, dass eine gleichzeitige Anordnung einiger oder aller Kalibrierspiegel möglich ist.In one embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the diffractive optical element is further configured to generate a calibration wave from the input shaft for each of the calibration mirrors. By way of example, the diffractive optical element comprises a complex coded CGH, which contains diffractive structures superimposed in one plane for each calibration wave. In one embodiment, the diffractive optical element is configured such that one or more of the calibration waves has a planar or spherical wavefront. The shape of the associated calibration mirror is adapted to the wavefront shape accordingly. A configuration as a plane or spherical wave allows the use of calibration mirrors whose flat or spherical nominal shape is manufactured with high accuracy can be. Furthermore, in one embodiment, the calibration waves are generated with their propagation directions so that a simultaneous arrangement of some or all calibration levels is possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Messanordnung ein Fizeau-Interferometer. Insbesondere enthält die Messanordnung ein Fizeau-Element. Beispielsweise wird an einer Fizeau-Fläche des Fizeau-Elements ein Anteil einer Messstrahlung als eine Referenzwelle reflektiert, während ein anderer Anteil der Messstrahlung das Fizeau-Element als eine Eingangswelle passiert. Die Eingangswelle kann anschließend auf das diffraktive optische Element treffen und von diesem zu einer Prüfwelle transformiert werden, welche von einer zu vermessenden Oberfläche zum Fizeau-Interferometer zurückreflektiert wird. Das Fizeau-Element dient somit zur Erzeugung einer geeigneten Referenzwelle. Eine solche Messanordnung mit einem Fizeau-Interferometer wird zum Beispiel in DE 10 2012 217 800 A1 offenbart.According to a further embodiment of the invention, the measuring arrangement comprises a Fizeau interferometer. In particular, the measuring arrangement contains a Fizeau element. For example, on one Fizeau surface of the Fizeau element, one portion of a measurement radiation is reflected as a reference wave, while another portion of the measurement radiation passes the Fizeau element as an input wave. The input shaft can then hit the diffractive optical element and be transformed by this to a test wave, which is reflected back from a surface to be measured to the Fizeau interferometer. The Fizeau element thus serves to generate a suitable reference wave. Such a measuring arrangement with a Fizeau interferometer is described, for example, in US Pat DE 10 2012 217 800 A1 disclosed.

Gemäß einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Messanordnung ein Referenzspiegel-Interferometer. Bei einem Referenzspiegel-Interferometer wird eine Referenzwelle für eine Überlagerung mit einer an der zu vermessenden Oberfläche reflektierten Prüfwelle mittels eines Referenzspiegels zu einem Interferometer zurückreflektiert. Vorzugsweise erzeugt bei einer Ausführungsform das diffraktive optische Element zusätzlich zu einer Prüfwelle auch eine Referenzwelle mit anderer Ausbreitungsrichtung als die Prüfwelle. Dabei kann eine Wellenfront der Referenzwelle an eine Oberflächenform des Referenzspiegels angepasst sein. Beispielsweise weist die Referenzwelle bei einem ebenen Referenzspiegel eine ebene Wellenfront oder bei einem sphärisch geformten Referenzspiegel eine sphärische Wellenfront auf. Eine Ausführungsform eines Referenzspiegel-Interferometers wird beispielsweise in DE 10 2015 209 490 A1 veranschaulicht. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Referenzspiegel auch als Kalibrierspiegel verwendet werden.According to another embodiment of the invention, the measuring arrangement comprises a reference mirror interferometer. In a reference mirror interferometer, a reference wave for an overlay with a test wave reflected at the surface to be measured is reflected back to an interferometer by means of a reference mirror. Preferably, in one embodiment, in addition to a test wave, the diffractive optical element also generates a reference wave with a different propagation direction than the test wave. In this case, a wavefront of the reference wave can be adapted to a surface shape of the reference mirror. By way of example, the reference wave has a planar wavefront in the case of a plane reference mirror, or a spherical wavefront in the case of a spherically shaped reference mirror. An embodiment of a reference mirror interferometer is described, for example, in FIG DE 10 2015 209 490 A1 illustrated. In a further embodiment, the reference mirror can also be used as a calibration mirror.

Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Messanordnung angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.The features specified with respect to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or design variants, etc. of the measuring arrangement according to the invention can be correspondingly transferred to the method according to the invention. These and other features of the embodiments according to the invention are explained in the description of the figures and the claims. The individual features can be realized either separately or in combination as embodiments of the invention. Furthermore, they can describe advantageous embodiments which are independently protectable and their protection is possibly claimed only during or after pending the application.

Figurenlistelist of figures

Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung mit einem diffraktiven optischen Element zur interferometrischen Bestimmung einer Abweichung einer tatsächlichen Form von einer Sollform einer Oberfläche eines Testobjekts bei einer Messung in einer schematischen Veranschaulichung,
2 eine Entstehung eines Interferogramms durch Überlagerung zweier Lichtwellenfronten in einer schematischen Skizze, sowie
3 das Ausführungsbeispiel nach 1 bei einer Kalibrierung des diffraktiven optischen Elements mit Hilfe von Kalibrierwellen und Hilfswellen in einer schematischen Veranschaulichung.

The foregoing and other advantageous features of the invention are illustrated in the following detailed description of exemplary embodiments according to the invention with reference to the accompanying diagrammatic drawings. It shows:

1 An embodiment of a measuring arrangement according to the invention with a diffractive optical element for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface of a test object during a measurement in a schematic illustration,
2 an emergence of an interferogram by superposition of two lightwave fronts in a schematic sketch, as well
3 the embodiment according to 1 in a calibration of the diffractive optical element by means of calibration and auxiliary waves in a schematic illustration.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer AusführungsbeispieleDetailed description of inventive embodiments

In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.In the embodiments or embodiments or design variants described below, functionally or structurally similar elements are as far as possible provided with the same or similar reference numerals. Therefore, for the understanding of the features of the individual elements of a particular embodiment, reference should be made to the description of other embodiments or the general description of the invention.

Zur Erleichterung der Beschreibung ist in einigen Figuren ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die die x-Richtung nach oben, die y-Richtung senkrecht zur Zeichenebene aus dieser hinaus und die z-Richtung nach rechts.To facilitate the description, a Cartesian xyz coordinate system is indicated in some figures, from which the respective positional relationship of the illustrated components results. In 1 the x-direction is upwards, the y-direction is perpendicular to the plane of the drawing and the z-direction is to the right.

1 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 10 zur interferometrischen Bestimmung einer Abweichung einer tatsächlichen Form einer Oberfläche 12 eines Testobjekts 14 von einer Sollform dar. Mit der Messanordnung 10 lässt sich beispielsweise die optische Oberfläche eines asphärischen Spiegels oder eines Freiform-Spiegels für die Mikrolithographie mit einer Belichtungsstrahlung im extremen ultravioletten Bereich (EUV-Mikrolithographie) hochgenau vermessen. Der EUV-Wellenbereich erstreckt sich auf Wellenlängen unterhalb von 100 nm und betrifft insbesondere Wellenlängen von etwa 13,5 nm oder 6,8 nm. Die Messanordnung 10 eignet sich aber auch zur Vermessung einer Vielzahl andersartig geformter Oberflächen. 1 represents an embodiment of a measuring arrangement 10 for the interferometric determination of a deviation of an actual shape of a surface 12 a test object 14 from a nominal form. With the measuring arrangement 10 For example, the optical surface of an aspherical mirror or a free-form mirror for microlithography can be measured with high-precision exposure radiation in the extreme ultraviolet range (EUV microlithography). The EUV wave range extends to wavelengths below 100 nm and in particular relates to wavelengths of about 13.5 nm or 6.8 nm. The measuring arrangement 10 But is also suitable for measuring a variety of differently shaped surfaces.

Die Messanordnung 10 umfasst ein Interferometer 16 mit einer Strahlungsquelle 18, ein diffraktives optisches Element 20, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein komplex kodiertes CGH umfasst, eine in 1 nicht dargestellte Halterung für das Testobjekt 14, eine ebenfalls nicht dargestellte Halterung für das diffraktive optische Element 20 und eine Auswerteeinrichtung 22.The measuring arrangement 10 includes an interferometer 16 with a radiation source 18 , a diffractive optical element 20 , which in this embodiment comprises a complex coded CGH, an in 1 not shown holder for the test object 14 , A likewise not shown holder for the diffractive optical element 20 and an evaluation device 22 ,

Die Strahlungsquelle 18 des Interferometers 16 stellt eine für interferometrische Messungen ausreichende kohärente Messstrahlung mit einer Wellenlänge λ bereit. Als Strahlenquelle 18 ist beispielsweise ein Laser, etwa ein Helium-Neon-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 633 nm, vorgesehen. Die Messstrahlung kann aber auch eine andere Wellenlänge im sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Alternativ wird von der Strahlenquelle eine Messstrahlung bei mehreren verschiedenen Wellenlängen bereitgestellt. Mit einer Vermessung einer Oberfläche bei verschiedenen Wellenlängen wird eine Bestimmung von Struktur- oder Schichteigenschaften der Oberfläche ermöglicht.The radiation source 18 of the interferometer 16 provides a coherent measuring radiation having a wavelength λ sufficient for interferometric measurements. As a radiation source 18 For example, a laser, such as a helium-neon laser with a wavelength of about 633 nm, is provided. However, the measuring radiation can also have a different wavelength in the visible or invisible wavelength range of electromagnetic radiation. Alternatively, the radiation source provides measurement radiation at several different wavelengths. By measuring a surface at different wavelengths, a determination of structural or layer properties of the surface is made possible.

Das Interferometer 16 stellt einen Anteil der Messstrahlung als Eingangswelle 24 bereit. Die Eingangswelle 24 verläuft entlang einer optischen Achse 26 des Interferometers 16 zum diffraktiven Element 20 und wird von diesem als Prüfwelle 28 auf die zu vermessende Oberfläche 12 gerichtet. Nach einer Wechselwirkung mit der Oberfläche 12 des Testobjekts 14 wechselwirkt die reflektierte Prüfwelle 28 abermals mit dem diffraktiven Element 20, läuft in das Interferometer 16 zurück und wird dort mit einer Referenzwelle überlagert. Ein dadurch auf einer Erfassungsfläche entstehendes Interferogramm wird zum Beispiel durch einen CCD-Sensor einer Interferometerkamera erfasst. Das Interferometer 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Fizeau-Interferometer ausgebildet. Aufbau und Funktionsweise eines solchen Interferometers sind dem Fachmann bekannt. Dabei umfasst das Interferometer 16 ein Fizeau-Element, welches einen Anteil der Messstrahlung als Referenzwelle reflektiert und einen anderen Anteil als Eingangswelle 24 passieren lässt.The interferometer 16 represents a proportion of the measuring radiation as an input shaft 24 ready. The input shaft 24 runs along an optical axis 26 of the interferometer 16 to the diffractive element 20 and is used by this as a test wave 28 on the surface to be measured 12 directed. After an interaction with the surface 12 of the test object 14 the reflected test wave interacts 28 again with the diffractive element 20 , runs into the interferometer 16 back and is superimposed there with a reference wave. An interferogram resulting therefrom on a detection surface is detected, for example, by a CCD sensor of an interferometer camera. The interferometer 16 is formed in this embodiment as a Fizeau interferometer. Construction and operation of such an interferometer are known in the art. This includes the interferometer 16 a Fizeau element which reflects a portion of the measuring radiation as a reference wave and a portion other than the input wave 24 lets happen.

In alternativen Ausführungsbeispielen kann als Interferometer auch ein Michelson-Interferometer oder ein anderer geeigneter Interferometertyp verwendet werden. Wesentlich sind eine Bereitstellung einer geeigneten Eingangswelle 24 und eine Erfassung eines Interferogramms nach einer Überlagerung der in das Interferometer zurückgeführten Prüfwelle 28 mit einer Referenzwelle. Beispielsweise umfasst die Messanordnung bei einer alternativen Ausführung ein Referenzspiegel-Interferometer. Bei einem Referenzspiegel-Interferometer erzeugt das diffraktive Element oder ein anderes optisches Element zusätzlich zur Prüfwelle auch eine Referenzwelle. Die Referenzwelle wird von einem Referenzspiegel in das Interferometer zurück reflektiert und dort mit der vom Testobjekt reflektierten Prüfwelle überlagert. Ein solches Interferometer wird beispielsweise in der DE 10 2015 209 490 A1 beschrieben.In alternative embodiments, the interferometer may also be a Michelson interferometer or other suitable type of interferometer. It is essential to provide a suitable input shaft 24 and detecting an interferogram for an overlay of the test wave returned to the interferometer 28 with a reference wave. For example, in an alternative embodiment, the measuring arrangement comprises a reference mirror interferometer. In a reference mirror interferometer, the diffractive element or another optical element also generates a reference wave in addition to the test wave. The reference wave is reflected by a reference mirror back into the interferometer and superimposed there with the test wave reflected by the test object. Such an interferometer, for example, in the DE 10 2015 209 490 A1 described.

Das komplex kodierte CGH des diffraktiven optischen Elements 20 enthält mehrere diffraktive Strukturmuster, welche überlagernd in einer Ebene angeordnet sind. Solche sich überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster zur Erzeugung separater Wellen mit unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung werden z.B. in der DE 10 2012 217 800 A1 beschrieben. Die diffraktiven Strukturmuster bilden beispielsweise ein komplex kodiertes Phasengitter, bei dem jedes Strukturmuster eine bestimmte Phasenfunktion aufweist. Alternativ können auch Amplitudengitter als diffraktive Strukturen verwendet werden. Weiterhin kann das komplex kodierte CGH als Off-Axis-CGH bzw. Trägerfrequenz-CGH ausgebildet sein.The complex coded CGH of the diffractive optical element 20 contains several diffractive structural patterns, which are superimposed in a plane. Such overlapping arranged diffractive structure pattern for generating separate waves with different propagation direction are, for example, in the DE 10 2012 217 800 A1 described. The diffractive structural patterns form, for example, a complex coded phase grating, in which each structural pattern has a specific phase function. Alternatively, amplitude gratings can also be used as diffractive structures. Furthermore, the complex coded CGH can be embodied as off-axis CGH or carrier frequency CGH.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Eingangswelle 24 durch das diffraktive optische Element 20 in eine Prüfwelle 28 und vier Kalibrierwellen aufgeteilt, welche sich in unterschiedliche Richtungen ausbreiten und nachstehend unter Bezugnahme auf 3 näher beschrieben werden. Dafür ist das CGH des diffraktiven Elements 20 fünffach komplex kodiert, d.h. das diffraktive Element weist fünf Phasenfunktionen auf. Bei Wechselwirkung der Eingangswelle 24 mit dem optischen Element 20 bewirkt eine der Phasenfunktionen die Erzeugung der Prüfwelle 28 mit einer an eine Sollform der zu vermessenden Oberfläche 12 angepassten Wellenfront. Die Wellenfront der Prüfwelle 28 ist derart ausgebildet, dass die Prüfwelle 28 von der Sollform exakt in sich zurückreflektiert werden würde. Alternativ kann auch eine Verwendung von drei oder zwei Kalibrierwellen und somit ein vierfach oder dreifach komplex kodiertes CGH vorgesehen sein.In this embodiment, the input shaft 24 through the diffractive optical element 20 into a test wave 28 and dividing four calibration waves which propagate in different directions and with reference to below 3 be described in more detail. This is the CGH of the diffractive element 20 fivefold complex coded, ie the diffractive element has five phase functions. With interaction of the input shaft 24 with the optical element 20 one of the phase functions causes the generation of the test wave 28 with a to a desired shape of the surface to be measured 12 adapted wavefront. The wavefront of the test wave 28 is designed such that the test shaft 28 would be reflected back from the nominal shape exactly in itself. Alternatively, a use of three or two calibration waves and thus a four or three times complex coded CGH may be provided.

Die Wellenfronten der Kalibrierwellen sind mit Hilfe der weiteren Phasenfunktionen des diffraktiven optischen Elements 20 ebenfalls an Oberflächenformen von Kalibierspiegeln angepasst und stellen beispielsweise sphärische oder ebene Wellenfronten dar. Die von dem Testobjekt 14 reflektierte Prüfwelle durchläuft erneut das diffraktive optische Element 20 und wird in dem Interferometer 16 durch Überlagerung mit einer Referenzwelle vermessen. Entsprechend werden die Kalibrierwellen vermessen. Dabei in einer Erfassungsebene entstehende Interferogramme werden von dem Interferometer 16 zum Beispiel mit Hilfe einer Interferometerkamera erfasst.The wavefronts of the calibration waves are using the other phase functions of the diffractive optical element 20 also adapted to surface shapes of Kalibierspiegeln and provide For example, spherical or even wavefronts. The of the test object 14 reflected test wave again passes through the diffractive optical element 20 and will be in the interferometer 16 measured by superposition with a reference wave. Accordingly, the calibration waves are measured. In this case, interferograms arising in a detection plane are detected by the interferometer 16 for example, with the help of an interferometer camera detected.

Die Auswerteeinrichtung 22 ist zur Bestimmung einer Abweichung der Oberfläche 12 des Testobjekts 14 von einer Sollform aus erfassten Interferogrammen unter Berücksichtigung von Kalibrierkorrekturen konfiguriert. Die Kalibrierkorrekturen werden von der Auswerteeinrichtung 22 mit Hilfe erfasster Interferogramme von Kalibrierwellen und Abständen zwischen dem diffraktiven optischen Element 20 und Kalibrierspiegeln ermittelt, wie weiter unten mit Bezug auf 3 näher dargestellt wird. Mit den Kalibrierkorrekturen werden insbesondere Justage- und Passefehler des CGHs bei einer Vermessung der Oberfläche 12 berücksichtigt. Die Auswerteeinrichtung verfügt hierfür über eine geeignete Datenverarbeitungsvorrichtung und verwendet entsprechende, dem Fachmann bekannte Berechnungsverfahren. Zusätzlich oder alternativ kann die Messanordnung 10 einen Datenspeicher oder eine Schnittstelle zu einem Datennetzwerk enthalten, um eine Bestimmung der Oberflächenform mit Hilfe einer externen Auswerteeinrichtung zu ermöglichen.The evaluation device 22 is for determining a deviation of the surface 12 of the test object 14 configured from a nominal form of interferograms, taking into account calibration corrections. The calibration corrections are made by the evaluation device 22 using detected interferograms of calibration waves and distances between the diffractive optical element 20 and calibration mirrors, as discussed below with reference to FIG 3 is shown in more detail. With the calibration corrections, in particular, alignment and mating errors of the CGH are obtained when the surface is measured 12 considered. For this purpose, the evaluation device has a suitable data processing device and uses corresponding calculation methods known to the person skilled in the art. Additionally or alternatively, the measuring arrangement 10 a data memory or an interface to a data network to enable a determination of the surface shape by means of an external evaluation.

In 2 wird die Entstehung eines Interferogramms 30 in einer Erfassungsebene 32 einer Kamera oder eines Bildschirms veranschaulicht. Eine erste Wellenfront 34 einer kohärenten ersten Lichtwelle breitet sich in Richtung des ersten Pfeils 36 aus. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Referenzwelle, wie etwa die vorstehend erwähnte, vom Fizeauelement des Interferometers 16 abgespaltene Referenzwelle, handeln. Orte mit gleicher Phase beziehungsweise mit einer um ein Vielfaches von 2π addierten Phase sind als Linien 38 dargestellt.In 2 becomes the emergence of an interferogram 30 in a collection level 32 a camera or a screen. A first wave front 34 A coherent first wave of light propagates in the direction of the first arrow 36 out. This may be, for example, a reference wave, such as the one mentioned above, from the Fizeau element of the interferometer 16 split reference wave, act. Places with the same phase or with a phase added by a multiple of 2π are considered as lines 38 shown.

Die erste Wellenfront 34 überlagert sich in der Erfassungsebene 32 mit einer zweiten Wellenfront 40 einer zweiten kohärenten Lichtwelle, welche sich in Richtung des zweiten Pfeils 42 ausbreitet. Die zweite Lichtwelle kann zum Beispiel eine von einem Kalibrierspiegel reflektierte Kalibrierwelle darstellen. Durch die Überlagerung entsteht ein von der jeweiligen Phasendifferenz abhängiges Streifenmuster als Interferenzmuster 30 in der Erfassungsebene 32. Dabei trägt nur ein Bereich 44 der Wellenfront 40 mit variabler Phasendifferenz zu dem Interferogramm 30 bei. Eine über die gesamte Wellenfront 40 konstante Phasendifferenz 46 beziehungsweise ein Phasen-Offset der Wellenfront 40 wirkt sich nicht auf das zu beobachtende Interferogramm aus.The first wave front 34 superimposed at the capture level 32 with a second wavefront 40 a second coherent light wave extending in the direction of the second arrow 42 spreads. The second light wave may, for example, represent a calibration wave reflected by a calibration mirror. As a result of the superimposition, a fringe pattern that depends on the respective phase difference arises as an interference pattern 30 in the entry level 32 , It carries only one area 44 the wavefront 40 with variable phase difference to the interferogram 30 at. One over the entire wavefront 40 constant phase difference 46 or a phase offset of the wavefront 40 does not affect the observed interferogram.

Daher lassen sich aus dem Interferogramm 30 Phasendifferenzen zwischen der ersten und der zweiten Wellenfront 34, 40 und somit Laufwegunterschiede nur teilweise rekonstruieren. Informationen über die konstante Phasendifferenz 46 können aus dem Interferogramm 30 nicht gewonnen werden. Dieser Umstand kann bei einer Kalibrierung einer Messanordnung auf Grundlage von mittels Kalibrierspiegeln erzeugten Interferogrammen zu Fehlern führen. Insbesondere langwellige CGH-Störungen werden bei der Kalibrierung nur ungenügend berücksichtigt. Diese nur näherungsweise durchgeführte Kalibrierung führt zu Messfehlern bei einer Verwendung einer interferometrischen Messanordnung mit einem diffraktiven optischen Element zur Bestimmung einer Oberflächenform.Therefore, let's get out of the interferogram 30 Phase differences between the first and the second wavefront 34 . 40 and thus only partly reconstruct path differences. Information about the constant phase difference 46 can from the interferogram 30 not be won. This circumstance may lead to errors in a calibration of a measuring arrangement based on interferograms generated by means of calibration mirrors. In particular, long-wave CGH interference is considered insufficiently in the calibration. This approximate calibration leads to measurement errors when using an interferometric measuring arrangement with a diffractive optical element for determining a surface shape.

3 zeigt schematisch die Messanordnung 10 nach 1 bei einer Kalibrierung des diffraktiven optischen Elements 20. Für die Kalibrierung umfasst die Messanordnung vier Kalibrierspiegel, von denen in 3 lediglich ein erster Kalibrierspiegel 50 und ein zweiter Kalibrierspiegel 52 dargestellt sind. Die Kalibrierspiegel 50, 52 sind in diesem Ausführungsbeispiel für die Kalibrierung gleichzeitig angeordnet. Es ist aber auch eine Vermessung von einzelnen oder gruppenweise nacheinander angeordneten Kalibrierspiegeln möglich. 3 shows schematically the measuring arrangement 10 to 1 during a calibration of the diffractive optical element 20 , For calibration, the measurement setup includes four calibration mirrors, of which in 3 only a first calibration mirror 50 and a second calibration mirror 52 are shown. The calibration mirror 50 . 52 are arranged simultaneously in this embodiment for the calibration. However, it is also possible to measure individual or groupwise successively arranged calibration mirrors.

Die Kalibrierspiegel 50, 52 sind derart positioniert, dass eine jeweilige von dem fünffach komplex kodierten CGH des diffraktiven Elements 20 aus der Eingangswelle 24 erzeugte Kalibrierwelle 54 vom Kalibrierspiegel 50 bzw. 52 zurückreflektiert wird. Die diffraktiven Strukturen 56 des CGHs sind dafür derart konfiguriert, dass die Wellenfronten der Kalibrierwellen 54 der jeweiligen Oberfläche des entsprechenden reflektierenden Kalibrierspiegels 50, 52 entspricht. Beispielsweise können die diffraktiven Strukturen 56 zum Erzeugen von Kalibrierwellen 54 mit ebener oder sphärischer Wellenfront ausgebildet sein. Die jeweiligen zugeordneten Kalibrierspiegel weisen dann ebenfalls eine ebene oder sphärisch geformt reflektierende Oberfläche auf.The calibration mirror 50 . 52 are positioned such that a respective CGH of the diffractive element complexed by five times is coded 20 from the input shaft 24 generated calibration wave 54 from the calibration mirror 50 respectively. 52 is reflected back. The diffractive structures 56 of the CGH are configured so that the wavefronts of the calibration waves 54 the respective surface of the corresponding reflective calibration mirror 50 . 52 equivalent. For example, the diffractive structures 56 for generating calibration waves 54 be formed with a planar or spherical wavefront. The respective associated calibration mirrors then also have a planar or spherically shaped reflecting surface.

Die von den Kalibrierspiegeln 50, 52 gemäß 3 reflektierten Kalibrierwellen 54 durchlaufen erneut das diffraktive optische Element 20 und werden im Interferometer 16 zur Vermessung mit einer Referenzwelle überlagert. Mit Hilfe von Streifenpositionen in einem erfassten Interferogramm bestimmt die Auswerteeinrichtung 22 eine Phasendifferenz zwischen einer jeweiligen Kalibrierwelle 54 und der Referenzwelle in einem Intervall von 0 bis 2π, also modulo 2π.The of the calibration mirrors 50 . 52 according to 3 reflected calibration waves 54 go through the diffractive optical element again 20 and be in the interferometer 16 superimposed for measurement with a reference wave. The evaluation device determines with the aid of strip positions in a detected interferogram 22 a phase difference between a respective calibration wave 54 and the reference wave in an interval from 0 to 2π, so modulo 2π.

Weiterhin enthält das diffraktive optische Element 20 diffraktive Hilfsstrukturen 58 zur Erzeugung von Hilfswellen 60 aus der Eingangswelle 24. Diese diffraktiven Hilfsstrukturen 58 werden in diesem Ausführungsbeispiel vom CGH bereitgestellt und erzeugen für jeden Kalibrierspiegel 50, 52 zwei Hilfswellen. Alternativ kann für jeden Kalibrierspiegel auch nur eine oder mehr als zwei Hilfswellen erzeugt werden. Dabei sind die diffraktiven Strukturen 58 so konfiguriert, dass die Hilfswellen 60 am jeweiligen Kalibrierspiegel 50, 52 auf einen Punkt fokussiert sind. Insbesondere bilden Abschnitte 62 der Kalibrierspiegel 50, 52 im Bereich der Fokuspunkte zusammen mit den diffraktiven Hilfsstrukturen 58 eine sogenannte Katzenaugenanordnung. Furthermore, the diffractive optical element contains 20 diffractive auxiliary structures 58 for generating auxiliary shafts 60 from the input shaft 24 , These diffractive auxiliary structures 58 are provided by the CGH in this embodiment and generate for each calibration mirror 50 . 52 two auxiliary shafts. Alternatively, only one or more than two auxiliary shafts can be generated for each calibration mirror. Here are the diffractive structures 58 configured so that the auxiliary shafts 60 at the respective calibration mirror 50 . 52 focused on one point. In particular, sections form 62 the calibration mirror 50 . 52 in the area of the focus points together with the diffractive auxiliary structures 58 a so-called cat's eye arrangement.

Durch eine Vermessung der von einem der Kalibrierspiegel 50, 52 zurücklaufenden Hilfswelle 60 in dem Interferometer 16 und eine anschließende Auswertung mittels der Auswerteeinrichtung 22 lässt sich ein Abstand zwischen den diffraktiven Strukturen 58 am diffraktiven optischen Element 20 und dem Abschnitt 62 des Kalibrierspiegels 50 bzw. 52 mit einer Genauigkeit kleiner als die Wellenlänge λ der Eingangsstrahlung 24 bestimmen. Aus den so bestimmten Abständen folgt ein jeweiliger Abstand 64 zwischen dem diffraktiven optischen Element 10 und dem zugehörigen Kalibrierspiegel 50 bzw. 52. Aus den Abständen 64 kann eine jeweilige konstante Phasendifferenz 46 bzw. Phasen-Offset zwischen der bei der Kalibrierungsmessung auf den jeweiligen Kalibrierspiegel 50 bzw. 52 eingestrahlten Kalibrierwelle 54 und der zugehörigen Referenzwelle bestimmt werden. Auf Grundlage der Interferogramme der Katzenaugenanordnungen und der Interferogramme der Kalibrierwellen 54 ermittelt die Auswerteeinrichtung 22 auf diese Weise vollständige Phaseninformationen für jeden der Kalibrierspiegel 50 und 52. Vorzugsweise erfolgt die Abstandsmessung mit den Hilfswellen 60 und die Kalibriermessung mit den Kalibrierwellen 54 gleichzeitig.By surveying the one of the calibration mirrors 50 . 52 returning auxiliary shaft 60 in the interferometer 16 and a subsequent evaluation by means of the evaluation device 22 can a distance between the diffractive structures 58 at the diffractive optical element 20 and the section 62 of the calibration mirror 50 respectively. 52 with an accuracy smaller than the wavelength λ of the input radiation 24 determine. From the intervals thus determined follows a respective distance 64 between the diffractive optical element 10 and the associated calibration mirror 50 respectively. 52 , From the distances 64 can have a respective constant phase difference 46 or phase offset between the calibration measurement on the respective calibration mirror 50 respectively. 52 radiated calibration wave 54 and the associated reference wave. Based on the interferograms of the cat's eye arrangements and the interferograms of the calibration waves 54 determines the evaluation device 22 in this way complete phase information for each of the calibration levels 50 and 52 , Preferably, the distance measurement is carried out with the auxiliary shafts 60 and the calibration measurement with the calibration waves 54 simultaneously.

Mit vier Kalibrierspiegeln 50, 52 lassen sich Wellenfrontstörungen durch Passe-Fehler oder Placement-Fehler des diffraktiven optischen Elements 20 bzw. des CGHs hochgenau bestimmen. Als Ansatz für eine Wellenfrontstörung ϕ kann $ϕ= Δ k \cdot Δ r + ϕ_{0}$

verwendet werden, wobei Δr = (Δx, Δy, Δz) einen Passe- (Δz) oder Placement-Fehler (Δx, Δy) des diffraktiven optischen Elements 20 und

Δ k = k' - k

die Differenz zwischen den Wellenvektoren k und k' von einlaufenden bzw. auslaufenden Wellenfronten beim diffraktiven optischen Element 20 bezeichnen. Mit dem konstanten Phasenbetrag ϕ₀ werden alle Wellenfrontbeiträge bezeichnet, welche nicht durch Störungen des diffraktiven optischen Elements 20 bzw. des CGHs verursacht werden und somit unabhängig von einer Beugungsrichtung am diffraktiven optischen Element 20 sind. Alle Größen hängen von der Geometrie des CGHs und somit von x und y ab.With four calibration mirrors 50 . 52 wavefront interference can be caused by passe errors or placement errors of the diffractive optical element 20 or of the CGH. As an approach to a wavefront interference φ can

φ = Δ k \cdot Δ r + φ_{0}

where Δr = (Δx, Δy, Δz) are a passe (Δz) or placement error (Δx, Δy) of the diffractive optical element 20 and

Δ k = k' - k

the difference between the wave vectors k and k 'of incoming and outgoing wavefronts in the diffractive optical element 20 describe. The constant phase amount φ ₀ denotes all wavefront contributions which are not due to disturbances of the diffractive optical element 20 and the CGH are caused and thus independent of a diffraction direction at the diffractive optical element 20 are. All sizes depend on the geometry of the CGH and thus on x and y.

Jeder der vier Kalibrierspiegel 50, 52 ermöglicht eine unabhängige Messung von Wellenfrontstörungen ϕ. Die Auswerteeinrichtung 22 bestimmt eindeutig die vier Unbekannten Δx, Δy, Δz, ϕ₀ mit Hilfe eines linearen Gleichungssystems aus den vier unabhängig gemessenen ϕ und eines ermittelten Δk. Dieses Gleichungssystem ist nicht invariant gegenüber Veränderungen der Phasendifferenz zwischen den vier Messungen. Daher kann der absolute Phasen-Offset bzw. die kontante Phasendifferenz im Allgemeinen nicht vernachlässigt werden. Wird einer der Kalibrierspiegel auch als Referenzspiegel bei einer Referenzspiegel-Interferometrie verwendet, genügen drei Messungen mit den anderen Kalibrierspiegeln.Each of the four calibration mirrors 50 . 52 allows independent measurement of wavefront interference φ. The evaluation device 22 clearly determines the four unknowns Δx, Δy, Δz, φ ₀ by means of a linear system of equations of the four independently measured φ and a determined Δk. This equation system is not invariant with respect to changes in the phase difference between the four measurements. Therefore, the absolute phase offset or the constant phase difference can generally not be neglected. If one of the calibration mirrors is also used as a reference mirror in a reference-mirror interferometry, three measurements with the other calibration mirrors suffice.

Für den Wellenvektor k vor einer Beugung durch das diffraktive optische Element 20 gilt mit der Wellenlänge λ und dem Brechungsindex n $| k | = 2 π n λ$

For the wave vector k before diffraction by the diffractive optical element 20 applies with the wavelength λ and the refractive index n

| k | = 2 π n λ

Die diffraktive Struktur bzw. das Gitter des diffraktiven optischen Elements lässt sich durch einen Furchenabstand d und einen Gittervektor g charakterisieren: $\begin{matrix} g = (g_{x} {,g}_{y},0) & ; & | g | \end{matrix} = 2 π d$

The diffractive structure or the grating of the diffractive optical element can be characterized by a groove spacing d and a grating vector g:

\begin{matrix} G = (G_{x} {,G}_{y}, 0) & ; & | G | \end{matrix} = 2 π d

Bei einer Beugung nimmt das Gitter einen Impuls der einfallenden Welle teilweise auf und es gilt bei einer Nutzordnung m: $k' = k - m g$

In diffraction, the grating partially picks up an impulse of the incident wave and, with an order of utilization m:

k' = k - m G

Wird die Nutzordnung m = 1 betrachtet und berücksichtigt, dass wegen der Energieerhaltung für den Wellenvektor k' nach einer Beugung $| k' | = 2 π n' λ$

gilt, so folgt aus den letzen beiden Gleichungen:

Δ k = (- g_{x,} - g_{y}, \sqrt{{(2 π n'/ λ)}^{2} - {k'}_{x}^{2} - {k'}_{y}^{2}} - \sqrt{{(2 π n/ λ)}^{2} - k_{x}^{2} - k_{y}^{2}})

If the order of use m = 1 is considered and taken into account that because of the energy conservation for the wave vector k 'after a diffraction

| k' | = 2 π n ' λ

holds, then follows from the last two equations:

Δ k = (- G_{x .} - G_{y} . \sqrt{{(2 π n '/ λ)}^{2} - {k '}_{x}^{2} - {k '}_{y}^{2}} - \sqrt{{(2 π n / λ)}^{2} - k_{x}^{2} - k_{y}^{2}})

Die Komponenten Δk_x und Δk_y hängen nur von der Gittergeometrie ab, während die Komponente Δk_z das Brechungsgesetz wiederspiegelt und explizit von der Einfallsrichtung und der Differenz der Brechungsindizes abhängt. Die Größe Δk lässt sich somit aus dem optischen Design bestimmen.The components Δk _x and Δk _y depend only on the grating geometry, while the component Δk _z reflects the law of refraction and is explicitly dependent on the direction of incidence and the difference of the refractive indices. The size Δk can thus be determined from the optical design.

Die auf diese Weise bestimmten lateralen Fehler Δx, Δy oder der axiale Fehler Δz des diffraktiven optischen Elements 20 werden von der Auswerteeinrichtung 22 bei einer Bestimmung der Oberfläche 12 des Testobjekts 14 als Kalibrierkorrekturen berücksichtigt. Diese Vorgehensweise führt zu einer deutlichen Reduzierung von Messfehlern bei der Oberflächenbestimmung.The thus determined lateral errors Δx, Δy or the axial error Δz of the diffractive optical element 20 be from the evaluation device 22 in a determination of the surface 12 of the test object 14 considered as calibration corrections. This approach leads to a significant reduction of measurement errors in the surface determination.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel werden drei Kalibrierspiegel und ein vierfach komplex kodiertes CGH verwendet. Ein solches CGH wird auch als Quad-CGH bezeichnet. Neben einer Prüfwelle erzeugt das Quad-CGH drei verschiedene Kalibrierwellen und ist derart konfiguriert, dass sich die Ausbreitungsrichtungen der vier Wellen nur wenig unterscheiden. Ein Beitrag von Δk_z wird daher als konstant betrachtet und näherungsweise von ϕ₀ erfasst. Als Ansatz für eine Wellenfrontstörung ϕ wird nun $ϕ = Δ k_{x} Δ x + Δ k_{y} Δ y + ϕ_{0}$

verwendet. Die drei Unbekannten Δx, Δy, ϕ₀ werden von der Auswerteeinrichtung 22 auf analoge Weise mit Hilfe von drei unabhängigen Messungen durch drei Kalibrierspiegel ermittelt und bei einer Bestimmung einer Oberflächenform berücksichtigt.In an alternative embodiment, three calibration mirrors and a four times complex coded CGH are used. Such CGH is also referred to as Quad-CGH. In addition to a test wave, the Quad-CGH generates three different calibration waves and is configured so that the propagation directions of the four waves differ only slightly. A contribution of Δk _z is therefore considered to be constant and approximately captured by φ ₀ . As an approach to wavefront interference φ will now

φ = Δ k_{x} Δ x + Δ k_{y} Δ y + φ_{0}

used. The three unknowns Δx, Δy, φ ₀ are from the evaluation device 22 determined in an analogous manner by means of three independent measurements by three calibration mirrors and taken into account in a determination of a surface shape.

Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.The above description of exemplary embodiments is to be understood by way of example. The disclosure thus made makes it possible for the skilled person, on the one hand, to understand the present invention and the associated advantages, and on the other hand, in the understanding of the person skilled in the art, also encompasses obvious modifications and modifications of the structures and methods described. It is therefore intended that all such alterations and modifications as fall within the scope of the invention as defined by the appended claims, as well as equivalents, be covered by the scope of the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Messanordnungmeasuring arrangement
1212: Oberflächesurface
1414: Testobjekttest object
1616: Interferometerinterferometer
1818: Strahlungsquelleradiation source
2020: diffraktives optisches Elementdiffractive optical element
2222: Auswerteeinrichtungevaluation
24 24: Eingangswelleinput shaft
2626: optische Achseoptical axis
2828: Prüfwelletest shaft
3030: Interferogramminterferogram
3232: ErfassungsebeneInput level
3434: erste Wellenfrontfirst wave front
3636: erste Ausbreitungsrichtungfirst direction of propagation
3838: Orte gleicher PhasePlaces of the same phase
4040: zweite Wellenfrontsecond wavefront
4242: zweite Ausbreitungsrichtungsecond direction of propagation
4444: Bereich variabler PhasendifferenzRange of variable phase difference
4646: konstante Phasendifferenzconstant phase difference
5050: erster Kalibrierspiegelfirst calibration mirror
5252: zweiter Kalibrierspiegelsecond calibration mirror
5454: KalibrierwelleKalibrierwelle
5656: diffraktive Strukturendiffractive structures
5858: diffraktive Hilfsstrukturendiffractive auxiliary structures
6060: Hilfswelleauxiliary shaft
6262: Abschnitt eines KalibrierspiegelsSection of a calibration mirror
6464: Abstand zwischen diffraktiven Element und KalibrierspiegelDistance between diffractive element and calibration mirror

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012217800 A1 [0003, 0011, 0021, 0032]
DE 102015209490 A1 [0004, 0022, 0031]

Claims

Measuring arrangement (10) for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface (12) of a test object (14) with: a radiation source (18) for providing an input wave (24) having a wavelength λ, - A diffractive optical element (20) which is configured to generate from the input shaft (24) has a test shaft (28) with a wavefront adapted to the desired shape, and - At least two calibration mirrors (50, 52) for calibrating the diffractive optical element (20), wherein the measuring arrangement (10) is further configured to a respective distance (64) between the diffractive optical element (20) and each of the at least two calibration mirror (50, 52) with an accuracy of less than the wavelength λ to determine.

Measuring arrangement after Claim 1 in which the diffractive optical element (20) is further configured to generate from the input shaft (24) for each of the calibration mirrors (50, 52) a respective auxiliary wave (60) which, when the at least one of the calibration mirrors (50, 52) is focused in a calibration position to a point of the respective calibration mirror (50, 52).

A measuring arrangement as claimed in any one of the preceding claims, configured to simultaneously perform the distance measurements and the calibration of the diffractive optical element (20).

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, which comprises at least four calibration mirrors (50, 52) for calibrating the diffractive optical element (20).

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, which further comprises an evaluation device (22) which is configured to calibrate the wavefront of the test wave (28) based on calibration deviations determined by means of the calibration mirrors (50, 52) and the determined distances (64) determine and correct an interferometrically determined wavefront of the test wave (28) after interaction with the surface (12) of the test object (14) by means of the determined calibration corrections.

Measuring arrangement after Claim 5 in which the evaluation device (22) is configured to determine wavefront corrections of the test shaft (28) in lateral and axial directions with respect to their propagation direction as calibration corrections.

The measurement assembly of any one of the preceding claims, wherein the diffractive optical element (20) is further configured to generate from the input shaft (24) a calibration wave (54) for each of the calibration mirrors (50, 52).

A measuring arrangement as claimed in any one of the preceding claims, further comprising a Fizeau interferometer (16).

A measuring arrangement as claimed in any one of the preceding claims, further comprising a reference level interferometer.

Method for the interferometric determination of a deviation of an actual shape from a desired shape of a surface (12) of a test object (14) with the steps: Generating a test wave (28) with a wavefront matched to the desired shape by irradiating an input wave (24) having a wavelength λ onto a diffractive optical element (20), - Determining a respective distance (64) between the diffractive optical element (20) and each of at least two Kalibrierspiegeln (50, 52) with an accuracy of less than the wavelength λ, and - Calibrating the diffractive optical element (20) by means of the at least two calibration mirrors (50, 52).