制造方法和测量方法与流程

制造方法和测量方法
1.本技术要求2019年10月15日提交的德国专利申请de 10 2019 215 828.5的优先权。该德国专利申请的内容通过引用并入本技术中。
技术领域
2.本发明涉及测量环境中光学元件的表面形状的测量方法，其中光学元件的主体具有基板和反射表面，并且其中在基板中形成用于接收冷却剂的至少一个冷却通道。
3.本发明还涉及用于测量光学元件的表面形状的测量设备，光学元件的制造方法以及投射曝光设备。


背景技术：

4.微光刻用于制造诸如集成电路或lcd(液晶显示器)的微结构部件。在包括照明装置和投射镜头的被称为投射曝光设备中实行微光刻过程。在这种情况下，将通过照明装置照明的掩模(＝掩模母版)的像通过投射镜头投射至涂覆有感光层(光致抗蚀剂)且布置在投射镜头的像平面中的基板(例如硅晶片)上，以便将掩模结构转印至基板的感光涂层上。
5.在为euv(极紫外)范围(即在例如大约13nm或大约7nm的波长处)设计的投射镜头中，由于缺少可用的合适的光透射的折射材料，因而反射镜用作成像过程的光学元件。为euv设计的典型投射镜头，例如从us 2016/0085061 a1中获知的，可以在na＝0.55的区域中具有例如像侧数值孔径(na)并将(例如环段形状的)物场成像到像平面或晶片平面中。像侧数值孔径(na)的增加典型地伴随着投射曝光设备中使用的反射镜的所需反射镜面积的扩大。这继而意味着不仅是制造，而且检查或测量光学元件的表面形状也是一项艰巨的挑战。此处要确定的光学元件的表面的实际形状与预先确定目标形状的偏差按照通常的术语称为“外形”。通常，干涉测量方法用于高精度外形测量或光学元件的表面形状的测量。
6.还已知的是，在光学系统(例如使用这种光学元件的投射曝光设备)的操作期间，特别是在euv操作期间，由于所使用的光，特别是在操作期间使用的euv光被吸收而使光学元件加热。光学元件的加热特别是导致光学元件热变形、例如膨胀的问题，因此使用光学元件的系统的光学性能不再对应于可预先确定的规范。
7.为了防止光学元件加热，开发了冷却概念以消散光学元件在操作期间生成的热量。已知的冷却概念特别地在于形成至少一个冷却通道，用于在光学元件的其他方式的固态主体或基板中接收冷却剂。具有至少一个这样的冷却通道的光学元件从wo 2012/126830 a1、us 7,591,561 b2、de 10 2018 208 783 a1、de 10 2010 034 476 a1、wo 2009/046955 a2、de 10 2017 221 388 a1、和de 10 2018 202 687 a1中已知。
8.具有至少一个这样的冷却通道的光学元件的挑战是所述光学元件的高精度干涉测量。
9.因此存在的问题在于，典型地当光学元件在典型的euv条件下使用时，特别是当在真空条件下使用时，会出现由环境压力和冷却通道压力产生的压差，该压差不同于在测量条件下或在偏离euv条件的测量条件下测量光学元件期间产生的压差。在从euv条件过渡到
偏离euv条件的测量条件或反之亦然的情况下，这些不同的压差然后导致不希望的变形，特别是光学元件的表面的变形。因此，在这种测量条件下测量的表面形状不同于在euv操作期间形成的表面形状。变形的不希望的影响是光学元件，特别是在光学系统的euv操作中，不再满足或不再能够满足可预先确定的规范。例如，波前可能受到变形的不期望的影响，或者以不期望的方式生成对投射镜头的成像质量有影响的杂散光。
10.其他问题在于基板的材料和特别是典型地充满空气的冷却通道具有不同的折射率。当用测量光测量表面形状时，不同的折射率导致尤其是在基板与冷却通道之间的界面处被反射的测量光的不希望的背向反射。
11.鉴于上述背景，本发明的目的是提供方法和测量设备，通过它们可以解决上述问题，特别是可以可靠地且以高精度测量具有至少一个冷却通道的光学元件的表面形状。另一目的是提供可以可靠地且以高精度测量的光学元件的制造方法，以及提供这样的光学元件。
12.该目的根据独立权利要求的特征来实现。


技术实现要素：

13.根据本发明，光学元件的表面形状的测量方法通过以下步骤实行：a)记录冷却通道压力，b)记录测量环境压力，c)基于冷却通道压力和测量环境压力确定实际压差，d)将实际压差与可预先确定的目标压差进行比较，e)监测实际压差与目标压差之间的偏差，其中，如果检测到偏差大于可预先确定的极限值，则冷却通道压力被调整为使得偏差小于或等于可预先确定的极限值，f)如果偏差小于或等于可预先确定的极限值，则测量表面形状。根据本发明的方法具有以下优点：实际压差可以特别简单的方式(特别是通过仅调整一个参数，即冷却通道压力)来调整或调节到目标压差。因此，可以特别容易地通过实际压差的对应调整来产生在任意可预先确定的目标压差下形成的目标表面形状并且然后可以对其进行测量。在本实例下，“测量环境”意味着其中存在优选可预先确定的测量环境压力的且其中测量和/或操作光学元件的环境。
14.根据发展例，冷却通道压力被调整为使得偏差小于10mbar，特别是小于1mbar，优选小于0.5mbar。此处的优点在于，将实际压差特别精确地调整或调节到目标压差。测量的表面形状或在实际压差下形成的表面形状因此特别精确地对应于在目标压差下形成的表面形状。优选地，冷却通道压力被调整为使得偏差等于零。
15.根据发展例，将气态或液态冷却剂馈入冷却通道，其中增加或降低冷却剂上的压力以便调整冷却通道压力。此处的优点在于，冷却通道压力通过增加或降低冷却剂本身的压力以特别简单的方式来调整或是可调整的。
16.根据发展例，冷却剂上的压力通过液压或气动方式增加或减少。这具有的优点是特别容易调整冷却通道压力。可控液压泵或气动泵优选地用于液压或气动地增加或降低冷却剂上的压力。替代地，通过可控电动泵以电子方式进行调整。压力的增加或减少特别取决于对应泵的传送速率的增加或减少，例如通过调整速度或传送速度。
17.根据发展例，冷却剂以可预先确定的流动速度流过冷却通道。可预先确定的流动速度优选地至少实质上与冷却剂流过冷却通道的流动速度相同，这特别是在euv光刻设备在euv条件下的操作期间。这确保了在euv条件下执行与流动速度相关的测量。附加地或替
代地，优选地取决于冷却通道的几何形状或截面来选择流动速度。优选地选择流动速度使得在冷却通道中形成层流的流动。因此，避免了由于湍流的流动和得到的光学元件的振动或振荡而引起的临界压力损失。此外，优选选择或设定冷却剂的动态粘度，使其至少与水的动态粘度实质相同，特别是至少0.89mpa
·
s且至多1.52mpa
·
s。
18.根据发展例，目标压差是取决于可预先确定的目标测量环境压力和可预先确定的目标冷却通道压力来确定的，其中目标测量环境压力为至少0.01mbar且至多0.20mbar，并且目标冷却通道压力为至少200mbar和最多10000mbar。此处的优点在于，当光学元件被使用或操作时，特别是在euv条件下，存在或可以存在的多个目标压差是基于可预先确定或可选择的目标测量环境压力和目标冷却通道压力可确定或可设定的。待测量的表面形状或在实际压差下形成的表面形状因此对应于特别是在euv条件下形成的表面形状。替代地，目标测量环境压力优选为至少0.01mbar且至多1000mbar。优选地，目标测量环境压力为1000mbar，目标冷却通道压力为至少1200mbar且至多10 000mbar。在这种实例下，测量的表面形状或在实际压差下形成的表面形状对应于特别是在大气压条件下形成的表面形状。
19.根据发展例，可预先确定的目标测量环境压力为至少0.03mbar且至多0.1mbar，并且目标冷却通道压力为至少500mbar且至多1000mbar。此处的优点在于，目标压差基于特别严格选择的目标测量环境压力区间和目标冷却通道压力区间来确定。特别地，从该目标测量环境压力区间和目标冷却通道压力区间选择的目标压差对应于在使用光学元件或在euv条件下操作时典型存在的压差。
20.根据发展例，可预先确定的目标测量环境压力为0.05mbar，可预先确定的目标冷却通道压力为500mbar。优点在于，基于该目标测量环境压力和该目标冷却通道压力预先确定了明确确定的目标压差。特别地，该明确确定的目标压差对应于当光学元件被使用或在euv条件下操作时典型地存在的压差。测量的表面形状或在实际压差下形成的表面形状因此特别精确地对应于在euv条件下形成的表面形状。
21.本发明还涉及一种用于测量光学元件的表面形状的测量设备，其中，光学元件的主体具有基板和反射表面，并且其中，在基板中形成用于接收冷却剂的至少一个冷却通道，其中该测量设备具有：i)测量光源，ii)干涉仪，用该干涉仪，能够通过测试波和参考波的干涉叠加来对光学元件的表面的至少部分表面实行检查，测试波是从由测量光源产生的测量光获得并且被指引到光学元件上；iii)用于存储冷却剂的至少一个可控冷却剂贮存器，以及iv)控制装置，其被设计为当按预期使用时实行如权利要求10至16中任一项所述的方法。由此提供已经提到的优点。其他优点和优选特征从以上描述和权利要求中显而易见。
22.根据测量设备的发展例，冷却剂的折射率至少实质上等于待检查的光学元件的基板的折射率。这得到的优点在于，光学元件的表面形状的测量或可测量性特别精确，特别是在破坏性反射方面最小化。由冷却剂的折射率的适当选择来防止由于折射率差引起的尤其是在基板与冷却通道之间的界面处反射的测量光的不期望的背向反射。特别地，因此避免了在反射表面处反射的测量光与不希望的背向反射的干涉。此外，冷却通道，特别是冷却通道的壁，可选地具有可预先确定的粗糙度以确保漫散射效应。漫散射减少破坏性反射。优选地，冷却剂的动态粘度至少与水的动态粘度实质相同，特别是至少0.89mpa
·
s且至多1.52mpa
·
s。
23.根据发展例，冷却剂是无机或有机物质在水中的溶液。此处的优点在于，折射率是
可变地设定的，特别是取决于物质的可预先确定浓度。该物质例如是糖或碘化钾。
24.根据发展例，该物质在与水混合时形成均相。“均相”在此意味着物质在水中的分布在每一点都是相同的。这特别地确保冷却剂的折射率在馈入冷却剂的冷却通道中每个点处都相同。
25.本发明还涉及一种光学元件的制造方法，其中光学元件的主体具有基板和反射表面，并且其中在基板中形成用于接收冷却剂的至少一个冷却通道，并且其中所述冷却通道通过切割制造过程(特别是钻孔)和/或通过蚀刻过程制造。基板和反射表面特别是一体形成。
26.在根据本发明的制造方法的发展例中，反射镜体具有反射表面，其中基板和具有反射表面的反射镜体通过接合过程(特别是粘合)彼此连接。在这种情况下，冷却通道特别是通过蚀刻过程、通过研磨和/或通过铣削在基板中制造。根据该发展例，基板和反射表面不是一体形成的。反射镜体和基板优选由相同材料制成。可替代地，特别是通过研磨、铣削和/或蚀刻，在具有反射表面的反射镜体中制造冷却通道。在这种情况下，基板优选地至少部分地被抛光，使得基板和具有反射表面的反射镜体可以通过接合过程特别有利地彼此连接或彼此可连接。
27.根据发展例，执行接合过程，使得反射表面和作为接合过程的结果的反射表面和基板之间形成的边界层至少部分不一致地彼此对齐。“不一致”意味着在反射表面上的可预先确定点处的第一切平面和在边界层上的可预先确定点处的第二切平面不平行于彼此对齐。换言之：第一切平面的法向量与第二切平面的法向量的彼此偏差大于零。优选地，反射表面上的可预先确定点和边界层上的可预先确定点沿直线布置，其中直线平行于光学元件的光轴对齐。此处的优点在于，特别有效地避免了在反射表面处反射的测量光和在边界层处反射的测量光的叠加。因此，入射在边界层上的测量光束的反射角将与入射在反射表面上的测量光束的反射角不同。如果所形成的边界层的折射率不同于基板或具有反射表面的反射镜体的折射率，则这特别是有利的。反射表面和边界层各自可以是平坦的，也就是说没有曲率，或者具有曲率。
28.根据发展例，设计用于反射波长为至少193nm且至多633nm、特别是至少532nm且至多633nm的光的层至少部分地施加到反射表面上。这具有以下优点，可通过测量光、即具有至少193nm且至多633nm波长的光以高精度测量光学元件。此外，该层或测量层防止测量光束到达或能够到达由于接合过程而在反射表面和基板之间形成的边界层。该层优选具有至少一层硅层和/或至少一层铬层。有利地，可以通过离子束成形来处理反射表面。
29.根据发展例，基板包括一材料，其形成为使得该材料吸收可预先确定波长的光，特别是至少193nm且至多633nm的波长，特别是至少532nm且至多633nm。基板的材料优选掺杂有吸收增强材料。优选地，基板和反射表面一体形成。如果基板和具有反射表面的反射镜体通过粘合彼此连接，则反射镜体优选地包括被设计用于吸收可预先确定波长的光的材料。
30.此外，本发明涉及用于半导体光刻的投射曝光设备，其具有：i)照明装置；ii)投射镜头以及iii)至少一个光学元件，其主体具有基板和反射表面，其中在基板中形成至少一个用于接收冷却剂的冷却通道。投射曝光设备的特征在于，光学元件是通过权利要求1至7中任一项所述的方法来制造。
附图说明
31.在下文参考附图更详细地解释本发明。在该方面：
32.图1示出了根据示例性实施例的测量设备的示意图，
33.图2示出了根据第一示例性实施例的光学元件的示意图，
34.图3示出了根据第二示例性实施例的光学元件的示意图，
35.图4示出了根据第三示例性实施例的光学元件的示意图，
36.图5示出了用于说明光学元件的表面形状的测量方法的流程图，以及
37.图6示出了为euv中操作所设计的投射曝光设备的示意图。
具体实施方式
38.图1示出了用于测量微光刻投射曝光设备的光学元件2，特别是反射镜3的表面形状的干涉测量设备1的示意图。测量设备1具有至少一个测量光源4(此处未示出)、干涉仪5和冷却剂贮存器6。
39.测量光源4生成可预先确定波长或多个可预先确定波长的测量光或测量光辐射，波长例如193nm、532nm和/或633nm。测量光辐射以具有球面波前的输入波8的形式从光学波导7的出射表面进入干涉仪5。
40.干涉仪5包括但不限于该分束器9、特别复杂编码的计算机生成全息图(cgh)形式的衍射光学元件10、三个反射元件12、13、14、待测量的光学元件2和干涉仪相机15。干涉仪5可选地包括比所描述的那些更少或更多的部件。因此，干涉仪5可以包括少于三个或多于三个的反射元件12、13、14，或者还可以包括测量光源4。
41.测量光辐射或输入波8通过分束器9并且然后入射在cgh 11上。以透射方式，cgh 11根据其复杂编码从输入波8中生成总共四个输出波，其中一个输出波作为测试波入射在待测量的光学元件2的表面上，该测试波的波前适配到光学元件2的表面的目标形状。
42.根据本示例性实施例，cgh 11以透射从输入波8生成另外三个输出波，每个输出波入射在反射元件12、13、14中的一个上。在示例性实施例中，在这些反射元件12、13、14中，元件12和13各自被设计为平面反射镜，并且反射元件14被设计为球面反射镜。可选地提供的快门由附图标记16表示。cgh 11还用于将由待测量的光学元件2反射的测试波与参考波叠加，该参考波由反射元件12、13、14反射且作为会聚光束再次入射在分束器9上，并且从而在干涉仪相机15的方向上被反射，其中测试波和参考波通过目镜17。干涉仪相机15捕获干涉图，该干涉图由干涉波生成并且由评估装置(未示出)从该干涉图确定光学元件2的实际形状或表面形状。
43.在本实例中，光学元件2的主体18具有基板19和反射表面20，其中在基板19中形成用于接收气态或液态冷却剂22的至少一个冷却通道21(此处未示出)。基板19的材料例如是石英玻璃的玻璃材料或玻璃陶瓷材料，诸如由glaswerke schott制造的或由康宁制造的(超低膨胀)玻璃。在546.1nm的波长处，石英玻璃的折射率为1.45，玻璃的折射率为1.4828，的折射率为1.5447。
44.测量设备1具有用于存储冷却剂22的冷却剂贮存器6。优选地，测量设备1附加地具有可控传送装置23，特别是泵24，其连接到冷却剂贮存器6，用于从冷却剂贮存器6传送冷却剂22并且因此将冷却剂22传送到冷却通道21中，和/或用于加压冷却剂22。传送装置23优选
为液压泵、气动泵或电动泵。
45.在本实例下，冷却剂22通过连接到冷却剂贮存器6的供应线25供应给光学元件2，特别是供应给冷却通道21，并且通过连接到冷却剂贮存器的排放线26从光学元件2，特别是从冷却通道21中移除。冷却剂22优选地通过排放线26返回到冷却剂贮存器6，以便能够从那里再次传送。在本实例下，供应线25和排放线26形成传送线27。优选地，供应线25和排放线26每个都可连接到光学元件2，特别是被设计用于可拆卸连接。供应线25和/或排放线26可以各自被设计为具有可预先确定直径的软管。供应线25和排放线26特别地被设计为使得在测量设备1的操作期间，特别是在从冷却剂贮存器6传送冷却剂22时可能出现的振荡或振动被衰减或抑制。因此，在从冷却剂贮存器6传送冷却剂22期间，光学元件2不受振荡和振动的影响；特别地，光学元件2本身不被激励而振荡和振动。
46.为了衰减振动，供应线25被布置为例如使得其在以下情况下下垂或不张紧：在光学元件2与传感器37(特别是流量传感器)之间，或在光学元件2与压力记录装置35之间或者在光学元件2与压力调节装置28的出口侧32之间。如果供应线25旨在被布置为使得其例如在光学元件2与传感器37之间下垂，则供应线25的长度，特别是在光学元件2与传感器37之间的供应线区段88的长度被选择为大于光学元件2与传感器37之间的距离，以便确保下垂。为了衰减振荡，排放线26被布置为例如使得其在以下情况下下垂或不张紧：在光学元件2与压力记录装置36之间或在光学元件2与压力调节装置34之间。
47.冷却剂22优选地从冷却剂贮存器6传送，使得在至少一个冷却通道21中形成至少200mbar且至多10000mbar的压力或冷却通道压力。增加或减少冷却剂22上的压力以便增加或减少冷却通道压力或对冷却剂22加压。优选地通过调整(即通过增加或降低)传送装置23的传送速率(例如通过调整泵24的传送速度)来调整压力。冷却剂22流过传送线27、特别是冷却通道21的可预先确定流动速度或体积流动速率优选地同样通过调整传送装置23的传送速率来设定。
48.为了确保在冷却通道21中形成的可预先确定或定义的冷却通道压力的可设定性或设定，供应线25优选具有至少一个可控压力调节装置28，特别是二通压力调节阀29或三通压力调节阀30。压力调节装置28具有分配给冷却剂贮存器6的入口侧31和分配给光学元件2或冷却通道21的出口侧32。二通压力调节阀29和三通压力调节阀30优选各自被设计用于将入口侧压力转换成可预先确定的出口侧压力。特别地，三通压力调节阀30优选地被设计为如果入口侧31上的可预先确定压力被超过时则打开，因此出口侧32上的压力低于入口侧31上的压力。三通压力调节阀30优选地具有溢流出口33，该溢流出口33连接到冷却剂贮存器6，使得如果超过入口侧31上的可预先确定压力，溢流出口33打开并且冷却剂22可以从压力调节阀28排放并返回到冷却剂贮存器6。可选地，排放线26具有其他可控压力调节装置34。可选地，压力调节装置28可连接或直接连接到光学元件2，或者光学元件2具有压力调节装置28。
49.为了记录冷却通道压力，特别是为了记录供应线25中的冷却剂22的压力，压力记录装置35(例如压力传感器或压力计)优选地布置在压力调节装置28与光学元件2之间，特别是在冷却通道21中或冷却通道21的入口侧。可选地，在光学元件2(特别是冷却通道21或冷却通道21的出口侧)与其他压力调节装置34之间提供其他压力记录装置36。
50.传感器37(特别是流量传感器)优选地布置在压力调节装置28与光学元件2(特别
是冷却通道21或冷却通道21的入口侧)之间，用于记录冷却通道21中冷却剂22的流动速度或体积流动速率。替代地，流动速度取决于由压力记录装置35和其他压力记录装置36记录的压力来确定。
51.为了温度控制，特别是为了冷却或加热冷却剂22，测量设备1可选地具有连接到冷却剂贮存器6的温度控制装置83。因为冷却剂22的动态粘度取决于温度和压力，所以冷却剂22的温度优选地被控制为使得冷却剂22的动态粘度对应于可预先确定的动态粘度，特别是水的动态粘度，优选地为至少0.891mpa
·
s且至多1.52mpa
·
s。可选地，冷却剂22的温度被控制为使得冷却剂温度至少实质上等于可预先确定温度，例如euv光刻设备的操作温度。附加地或替代地，调整冷却剂22上的压力以改变动态粘度。为了记录冷却剂22的温度，测量设备1或温度控制装置83优选地具有温度传感器。
52.根据本示例性实施例，测量设备1布置在壳体40中，壳体40包围内部空间38或测量环境39，特别是真空室41。至少一个可控真空生成单元42(例如真空泵)被分配给壳体40，用于在内部空间38或测量环境39中生成真空。真空生成单元42优选地被设计为在壳体40中生成总压力或测量环境压力为至少0.01mbar，特别是小于0.01mbar且至多为0.1mbar的真空。这确保光学元件2的表面形状是或可以在测量环境压力下测量，该测量环境压力对应于在euv操作真空中使用光学元件2时(特别是与euv光刻设备结合使用)存在的压力。替代地，表面形状是在测量位置占优势的气压下测量的，特别是在1bar的大气压下，或在任何可预先确定的测量环境压力下测量。测量设备1优选地具有用于记录测量环境压力的压力传感器43。
53.替代地，测量设备1不布置在壳体40或真空室41中。在这种实例下，表面形状是在气压，特别是大气压下测量的。测量环境则可以是内部空间38或另一测量环境，特别是未被壳体包围的测量环境。
54.此外，测量设备1具有控制装置44。控制装置44特别地被配置为控制特别是传送装置23和/或压力调节阀29、30中的至少一个，特别是压力调节阀29。在本实例下，但不限于此，控制装置44在信号传输方面，特别是通过基于有线的数据线或无线数据线，连接到传送装置23，连接到压力调节装置28、34中的至少一个、压力传感器43、压力记录装置35、36中的至少一个、流量传感器37，并且优选地连接到测量光源4。
55.优选地，冷却剂22的折射率至少实质上等于待测量的光学元件2的基板19或基板材料的折射率。这确保了可以以特别有利的方式测量光学元件2，因为在基板19与冷却通道21之间的界面处的不希望的背向反射被最小化。冷却剂22优选具有无机或有机物质，其优选与水混溶，特别是当与水混合时形成均相。优选地，冷却剂22具有非常低或非常高的蒸气压。这特别地确保了冷却剂22在低压或真空压力条件下保持液态。如果冷却剂22被携带进入真空系统，则冷却剂22因此可以容易地或不费力地从冷却通道21中移除。物质或冷却剂22优选地不是有害物质，即它可以被安全地处理并且以环境友好的方式设置。
56.该物质例如是糖，特别是79％重量的蔗糖与水的溶液。该蔗糖溶液优选地通过将糖溶解在至少70℃的水中然后冷却来制备。这导致在20℃的温度下的折射率为1.483，其中该折射率至少实质上对应于玻璃的折射率。替代地，该物质是碘化钾，其中至少1.33(百分之零的碘化钾比例)且至多1.502(饱和碘化钾溶液)的折射率可以取决于碘化钾在水中的可预先确定比例是可设定的。替代地，冷却剂22是甘油(折射率：1.474)。
57.替代地，冷却剂22是多钨酸钠溶液，其中至少1.33(百分之零的多钨酸钠比例)且至多1.55(饱和多钨酸钠溶液)的折射率是可设定的，这取决于物质多钨酸钠在中的预先确定比例。替代地，提供以下油或有机物质作为冷却剂22：四氢化萘(折射率：1.541)，水杨酸甲酯(折射率：1.535)或丁香酚(折射率：1.541)。这些折射率至少实质上对应于特别是的折射率。
58.由于折射率是波长和温度的函数，因此当选择冷却剂22或冷却剂22的折射率时优选地考虑测量环境39的温度和测量光辐射的波长。如果测量光源4被设计为发射不同波长的测量光辐射，例如532nm和633nm，则对于相应波长确定基板19的第一折射率和第二折射率并且从中形成折射率的均值。根据所形成的均值，然后选择冷却剂22，使得其折射率至少实质上与均值相同。替代地，取决于基板19的材料的阿贝数和折射率的温度系数来计算折射率，其定义为dn/dt，其中，n为基板19的折射率，并且t为测量环境的温度。替代地，基板19的折射率例如通过折射仪、光谱仪、干涉仪或浸没和椭偏法测量。相应冷却剂22和基板19或基板材料的上述折射率因此应理解为示例。实际折射率可以偏离所述折射率，特别是取决于测量光辐射的波长和测量环境39的温度。
59.替代地，冷却剂是气态冷却剂，例如氮气或干燥空气，即具有可预先确定相对湿度(例如小于40％)的空气。替代地，液体冷却剂是水，例如，特别是超纯水。
60.图2示出了根据第一实施例的光学元件2的简化截面图。光学元件2的主体18具有基板19和反射表面20。在基板19中形成在本实例下彼此相邻的多个冷却通道21、45、46、47的至少一个冷却通道21，用于接收冷却剂22。两个相互相邻的冷却通道21、45、46、47之间的间隔优选地为至少1mm且至多为12mm。相互相邻的冷却通道21、45、46、47当前布置在一个平面或冷却通道平面50中。基板19可选地具有至少一个其他冷却通道平面，该冷却通道平面特别地布置在冷却通道平面50下方。
61.优选地，在基板19中形成至少20个且至多200个冷却通道21。相应冷却通道21优选地具有矩形或圆形截面，其中相应冷却通道21的直径为至少0.5mm且至多5mm。冷却通道21、45、46、47例如形成为曲折形状或彼此平行。冷却通道21(特别是相应冷却通道21、45、46、47的上冷却通道壁90)与反射表面20之间的间隔优选地为至少2mm且至多30mm。
62.优选地，光学元件2(特别是基板19)具有第一和第二连接开口48、49，其中第一和第二连接开口48、49形成为使得第一连接开口48可连接至供应线25，并且第二连接开口49可连接至排放线26，反之亦然。替代地或附加地，连接开口48、49中的至少一个被设计用于直接连接到压力调节装置28，也就是说不插入供应线25。特别地，彼此平行设计或对齐的冷却通道21、45、46、47优选地分别通向第一连接开口48和第二连接开口49。连接开口48、49之间的间隔优选为至少50mm并且至多1000mm。
63.优选地，将单层或多层反射层51施加到反射表面20上，该反射层51特别被设计用于反射具有特别是193nm、532nm和/或633nm波长的测量光辐射。这确保了测量光辐射的可靠反射，并且因此确保了光学元件2的表面形状的可靠测量或可测量性。单层或多层反射层51优选地具有溅射的铬和/或硅，特别是至少一个铬层和/或一个硅层。可选地或附加地，形成(特别是掺杂)基板19的材料，使得其吸收测量光辐射。
64.可选地，没有反射层51施加到反射表面20。
65.冷却通道21、45、46、47优选地通过切割制造方法(例如通过钻孔)制造或已经制
造。在本实例中，基板19和反射表面20一体地形成。
66.光学元件2可选地具有压力调节装置28。压力调节装置28优选地直接布置，例如插入诸如供应线25的连接元件，或者直接布置在连接开口48、49中的一个处。
67.图3以简化的截面图示出了根据第二实施例的光学元件52。光学元件52实质上对应于图2中的光学元件。但是，不同之处在于反射镜体55具有反射表面20、54，并且基板53和反射表面20、54或者基板53和具有反射表面20、54的反射镜体55没有一体形成。
68.用于形成冷却通道56、57、58、59的结构被或已经被优选地引入或制造，特别是通过铣削、研磨和/或蚀刻在基板53中。在铣削和/或研磨之后，优选地蚀刻基板53或基板材料。冷却通道56、57、58、59的结构可选地通过基于激光的方法产生，例如激光烧蚀或选择性激光蚀刻。替代地，特别是通过研磨、铣削和/或蚀刻，在具有反射表面20、54的反射镜体55中形成冷却通道56、57、58、59。在该实例下，基板53优选地至少部分地被抛光，使得基板53和具有反射表面20、54的反射镜体55可以通过接合过程特别有利地彼此连接或彼此可连接。
69.在本实例中，反射表面20、54或具有反射表面20、54的反射镜体55与基板53已经通过接合过程(特别是粘合)连接或通过接合过程(特别是粘合)连接。通过粘合形成冷却通道56、57、58、59，这些冷却通道特别是在四周，即在所有侧面上都是封闭的。基板53和反射表面20、54或具有反射表面20、54的反射镜体55优选由相同材料制成，特别是由基板53的材料制成。
70.作为粘合的结果，可以形成边界层60。此处示出了形成的这种边界层60。边界层60的折射率典型地不同于基板材料的折射率。
71.为了避免测量光或测量光辐射在边界层60处的破坏性或不希望的反射，光学元件52优选地具有反射层51。可选地，光学元件52不具有反射层。在这种实例下，优选地形成(特别是掺杂)基板材料和/或反射镜体55，使得其吸收测量光辐射，以便防止测量光辐射穿透到基板53中和/或反射镜体55中并由此特别是到边界层60。替代地，掺杂边界层60的材料使得其吸收可预先确定波长的光，特别是至少193nm且至多633nm的波长，特别是至少532nm且至多633nm的波长。可选地，冷却通道，特别是冷却通道的壁，具有可预先确定的粗糙度以确保漫散射效应。粗糙度特别是通过对应蚀刻过程来实现。
72.图4示出了其他光学元件61的简化截面图，其中反射表面62或具有反射表面62的反射镜体63与基板64通过接合过程，特别是粘合而连接。
73.根据本示例性实施例，粘合发生使得反射表面62和该过程中形成的边界层65至少部分不一致地彼此对齐。“不一致”意味着在反射表面62上的可预先确定点(在此是点p1)处的第一切平面84和在边界层65上的可预先确定点(在此是点p2)处的第二切平面85不平行于彼此对齐。换言之：第一切平面84的法线向量和第二切平面85的法线向量的彼此偏差大于零。
74.如果，如这里的实例，反射表面62和形成的边界层65每个都是平坦的，即没有曲率，例如，那么“不一致”意味着反射表面62或第一切平面84和形成的边界层65或第二切平面85不平行于彼此对齐。
75.例如，如果仅边界层65是平坦的并且反射表面62至少部分弯曲(或反之亦然)，如这里的虚线所示，“不一致”意味着边界层65或第二切线平面85和反射表面62，特别是与点
p1处弯曲反射表面62相连存在的第三切平面86不平行于彼此对齐。
76.如果反射表面62和边界层65两者都至少部分弯曲，“不一致”意味着边界层的可预先确定点p2处的切平面和反射表面的可预先确定点p1处的切面不平行于彼此对齐。
77.可预先确定点p1和可预先确定点p2优选地沿直线87布置，其中直线87平行于光学元件2、52、61的光轴89对齐。
78.根据该实施例不提供反射层，但可以可选地提供反射层。
79.基板64和/或反射镜体63可选地包括这样的材料，其形成为使得该材料吸收可预先确定波长的光，特别是至少193nm且至多633nm的波长，特别是至少532nm且最多633nm。替代地，掺杂边界层65的材料使得其吸收可预先确定波长的光，特别是至少193nm且至多633nm的波长，特别是至少532nm且至多633nm的波长。
80.图5示出了根据示例性实施例的用于实现用于通过测量设备1在测量环境39中测量光学元件2、52、61的表面形状的方法的流程图。优选地，方法可以由控制装置44实行。为此，控制装置44优选地具有微处理器，特别是用于执行计算机程序，其程序代码使所描述的方法被实行，并且还具有ram和rom模块，其中优选地在rom模块中存储数据(例如可预先确定的目标压力)和程序(如算法)。为简单起见，仅参考冷却通道21描述该方法，但不限于此。
81.在第一步骤s1中，提供光学元件2、52、61。
82.在第二步骤s2中，液态或气态冷却剂22被馈入冷却通道21。这特别是通过控制连接到冷却剂贮存器6的传送装置23来完成。冷却剂22在此被选择或已经被选择为使得冷却剂22的折射率至少实质上等于光学元件2、52、61的基板19的折射率。
83.在第三步骤s3中，特别是通过压力记录装置35来记录冷却通道压力。
84.在第四步骤s4中，特别是通过压力传感器43来记录测量环境压力。
85.在第五步骤s5中，实际压差δp
ist
＝p
k,ist-p
m,ist
基于记录的冷却通道压力或实际冷却通道压力p
k,ist
以及记录的测量环境压力或实际测量环境压力p
m,ist
来确定。
86.在第六步骤s6中，实际压差δp
ist
与目标压差δp
soll
进行比较。目标压差优选地取决于可预先确定的目标测量环境压力p
m,soll
和可预先确定的目标冷却通道压力p
k,sol
来确定：δp
soll
＝p
k,soll-p
m,soll
。在此选择目标测量环境压力和目标冷却通道压力，使得目标测量环境压力为至少0.01mbar且至多0.20mbar并且目标冷却通道压力为至少200mbar且至多10 000mbar，特别地其中可预先确定的目标测量环境压力为至少0.03mbar且至多0.1mbar并且目标冷却通道压力为至少500mbar且至多为1000mbar。这确保了目标条件，即目标冷却通道压力和目标测量环境压力，至少实质上对应于euv条件，即在euv光刻设备在真空中操作期间典型地存在的压力条件。目标冷却通道压力被选择为大于目标测量环境压力，特别是在冷却通道21中形成过压，从而确保冷却剂传输。优选地，目标测量环境压力和目标冷却通道压力被选择为使得可预先确定目标测量环境压力为0.05mbar并且可预先确定目标冷却通道压力为500mbar。目标测量环境压力优选地对应于euv光刻设备或被设计用于在euv中操作的投射曝光设备、特别是设计为扫描仪的用于半导体光刻的投射曝光设备中的环境压力，特别是工作环境压力。因此，目标测量环境压力例如是目标扫描仪环境压力。
87.在第七步骤s7中，监测实际压差与目标压差之间的偏差，其中，如果检测到实际压差与目标压差之间的偏差大于预先确定极限值，则调整冷却通道压力使得偏差小于或等于可预先确定极限值。例如，如果极限值为10mbar，并且检测到超过10mbar的偏差，则通过控
制传送装置23、和/或压力调节阀28、29中的至少一个来调整冷却通道压力使得偏差小于或等于10mbar。偏差优选地基于以下等式确定：
88.δp
soll ＝δp
ist
,
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
89.特别是基于(1)的变换为
90.p
k,ist ＝ p
k,soll-p
m,soll
p
m,ist
ꢀꢀꢀꢀ
(2)。
91.由于测量环境压力或实际测量环境压力p
m,ist
优选地被连续记录，当确定偏差时并因此当调整实际冷却通道压力时考虑测量环境39中的动态压力波动。替代地，该极限值优选地小于或等于1mbar，特别是小于或等于0.5mbar，特别是0bar。冷却剂22流过冷却通道21的可预先确定的流动速度或体积流动速率优选地同样通过调整传送装置23的传送速率来设定。可选地，设定可预先确定的流动速度，其中在两个不同的实际压差处，特别是两个不同的测量环境压力下进行表面形状的测量，然后形成测量结果的均值。可选地控制连接到冷却剂贮存器6的温度控制装置83以用于温度控制，特别是用于冷却或加热冷却剂22，特别是用于设定冷却剂22的可预先确定动态粘度。
92.如果偏差小于或等于可预先确定的极限值，则在第八步骤s8中测量表面形状。特别地，测量光源4和/或干涉仪5的至少一个部件出于该目的而被控制或激活。为了确保在测量期间偏差保持小于可预先确定偏差，优选在测量期间继续实行或重复步骤s1至s7。如果检测到偏差大于极限值，优选地，仅当偏差小于或等于极限值时才中断并继续测量。
93.所述方法的优点在于表面形状是在实际压差下测量的，该实际压差至少实质上对应于euv条件下的目标压差。这确保了确定的测量结果或确定的光学元件2、52、61的表面形状对应于特别是在euv条件下形成或可以形成的表面形状。这确保了光学元件2、52、61或具有这种光学元件2、52、61的投射曝光设备的特别可靠的操作。可以在任何测量环境压力下(例如在大气压力或真空压力下)进行测量。
94.在本实例下，“euv条件”是指在投射曝光设备或euv光刻设备的euv操作期间通常存在的条件。这些条件特别是涉及当前由目标测量环境压力定义的操作测量环境压力和当前由目标冷却通道压力定义的操作冷却通道压力。可选地，但不限于此，这些条件还与冷却通道中冷却剂的流动速度、euv光刻设备的操作温度和/或euv光的波长有关。
95.图6高度示意性地示出了被设计用于在euv或euv光刻系统中操作的投射曝光设备66，其具有euv光刻设备的形式，该euv光刻设备具有以上述方式制造和/或测量的至少一个光学元件2、52、61。投射曝光设备66具有用于生成euv辐射的euv光源67，该euv辐射在低于50nm，特别是在约5nm与约15nm之间的euv波长范围内具有高能量密度。euv光源67可以例如具有用于生成激光诱导等离子体的等离子体光源或同步辐射源的形式。在前一种实例下，特别地，可以使用集光反射镜68，如图6所示，以便将euv光源67的euv辐射聚焦到照明束69中，并以此方式进一步增加能量密度。照明束69用于通过照明装置70照明结构化物体m，照明装置在本示例中其具有五个反射光学元件71到75(反射镜)。
96.结构化物体m可以是例如反射掩模或掩模母版，其具有反射和非反射或至少较少反射的区域以用于在物体m上产生至少一个结构。
97.结构化物体m反射部分照明束69并整形投射束路径75，其携载有关结构化物体m的结构的信息，并被辐射到投射镜头76中，这在基板w上生成结构化物体m或其相应部分区域的成像表示。基板w(例如晶片)包括半导体材料(例如硅)并且设定在也称为晶片台ws的安
装件上。
98.在本示例中，投射镜头76具有六个反射光学元件77到82(反射镜)以便在晶片w上生成结构化物体m处存在的结构的图像。投射镜头76中的反射镜的数目通常在四到八个之间；但是，如果合适的话，也可以仅使用两个反射镜。
99.在本发明的范围内检查其表面形状或外形的光学元件2、52、61可以是投射曝光设备66的任何反射镜，例如集光器反射镜68、照明装置70的反射镜71至75中的一个、或投射镜头76的反射镜77至82中的一个。这些反射镜中的至少一个优选地根据上述方法制造和/或测量。
100.附图标记列表
101.1 测量设备
102.2 光学元件
103.3 反射镜
104.4 测量光源
105.5 干涉仪
106.6 冷却剂贮存器
107.7 光学波导
108.8 输入波
109.9 分束器
110.10 衍射光学元件
111.8 计算机生成全息图(cgh)
112.12 反射元件
113.13 反射元件
114.14 反射元件
115.15 干涉仪相机
116.16 快门
117.17 目镜
118.18 主体
119.19 基板
120.20 反射表面
121.21 冷却通道
122.22 冷却剂
123.23 传送装置
124.24 泵
125.25 供应线
126.26 排放线
127.27 传送线
128.28 压力调节装置
129.29 二通压力调节阀
130.30 三通压力调节阀
131.31 入口侧
132.32 出口侧
133.33 溢流出口
134.34 压力调节装置
135.35 压力记录装置
136.36 压力记录装置
137.37 传感器
138.38 内部空间
139.39 测量环境
140.40 壳体
141.41 真空腔
142.42 真空生成单元
143.43 压力传感器
144.44 控制装置
145.45 冷却通道
146.46 冷却通道
147.47 冷却通道
148.48 第一连接开口
149.49 第二连接开口
150.50 冷却通道平面
151.51 冷却通道壁
152.52 光学元件
153.53 基板
154.54 反射表面
155.55 反射镜体
156.56 冷却通道
157.57 冷却通道
158.58 冷却通道
159.59 冷却通道
160.60 边界层
161.61 光学元件
162.62 反射表面
163.63 反射镜主体
164.64 基板
165.65 边界层
166.66 投射曝光设备
167.67 euv光源
168.68 集光器反射镜
169.69 照明束
170.70 照明装置
171.71 光学元件
172.72 光学元件
173.73 光学元件
174.74 光学元件
175.75 光学元件
176.76 投射镜头
177.77 光学元件
178.78 光学元件
179.79 光学元件
180.80 光学元件
181.81 光学元件
182.82 光学元件
183.83 温度控制装置
184.84 第一切平面
185.85 第二切平面
186.86 第三切平面
187.87 直线
188.88 供应线区段
189.89 光轴