光学设备、用于测量光学元件的光学表面的实际倾斜的方法和光刻系统与流程

本发明涉及一种光学设备，特别是用于光刻系统的光学设备，该光学设备具有包括至少一个光学表面的至少一个光学元件，并且具有用于使光学元件的光学表面倾斜的一个或多个致动器，并且具有用于感测光学表面从静止位置的倾斜的测量装置。本发明还涉及一种用于测量光学元件(特别是光刻系统的光学元件)的光学表面的实际倾斜的方法，其中光学表面的实际倾斜由沿着测量部分传播的至少一个测量光束确定，其中一个或多个致动器被布置成影响光学表面的倾斜。此外，本发明涉及一种光刻系统，特别是用于半导体光刻的投射曝光设备，其具有照明系统，该照明系统具有辐射源和光学单元，该光学单元包括至少一个光学元件。

背景技术：

1、用于在投射曝光设备中引导和成形辐射的光学元件从现有技术中是已知的。在已知的光学元件中，光学元件的光学表面经常引导和成形入射在所述光学元件上的光波。因此，为了形成具有期望特性的准确且精确对准的波前，表面对准或倾斜的精确控制是特别有利的。

2、现有技术已经公开了将光学元件集成在光学设备中的实践，光学设备包括用于产生力的致动器，以便以有针对性的方式倾斜与光波相互作用的光学表面。

3、根据现有技术，例如基于建模来预测致动器对光学表面的影响。然而，在建模中忽略的影响可能削弱模型的预测能力。

4、为了满足与提高精度相关的不断增加的要求，光学表面的实际倾斜尽可能精确地对应于期望的目标倾斜是决定性的。为此，需要尽可能精确地确定相应的实际倾斜。关于精度的进一步提高，用于精确地确定实际倾斜的已知措施被认为是不够的。

技术实现思路

1、本发明基于开发一种光学设备的目的，该光学设备避免了现有技术的缺点，特别是能够精确且可靠地确定光学表面的实际倾斜。

2、根据本发明，该目的通过具有权利要求1中指定的特征的光学设备来实现。

3、本发明还基于开发一种用于测量光学表面的实际倾斜的方法的目的，该方法避免了现有技术的缺点，特别是能够精确且可靠地测量光学表面的实际倾斜。

4、该目的通过具有权利要求24中指定的特征的方法来实现。

5、此外，本发明基于开发一种光刻系统的目的，该光刻系统避免了现有技术的缺点，特别是能够形成精确对准的波前。

6、根据本发明，该目的通过具有权利要求35中指定的特征的光刻系统来实现。

7、根据本发明的光学设备特别适用于光刻系统。根据本发明的光学设备包括至少一个光学元件，该光学元件包括至少一个光学表面。此外，根据本发明的光学设备包括用于使光学元件的光学表面倾斜的一个或多个致动器，以及用于感测光学表面从静止位置的倾斜的测量装置。根据本发明，规定测量装置包括形成闭合测量部分的至少一个波导，其中波导被配置为输入耦合并允许测量光束的一个或多个模式的传播。此外，规定波导被布置成使得光学表面的倾斜影响传播通过波导的测量光束，其中测量装置被配置为感测由表面的倾斜引起的对测量光束的影响。

8、在本发明的范围内，波导应当被理解为意指在每个点处以这样的方式与在波导内传播的电磁波相互作用的装置，使得电磁辐射或波的传播方向由波导确定。

9、在本发明的范围内，测量光束可以被理解为优选地表示在波导中传播的电磁波的模式，特别是光波的模式。

10、在本发明的范围内，闭合测量部分还可以特别地被理解为意指由波导形成的测量部分，该波导呈全封闭的通道的形式，测量光束在该通道内传播。在这种情况下，通道内部不需要是中空的。通道壁也可以在折射率方面与通道内部不同。

11、在本发明的范围内，特别规定整个测量部分为基于波导的测量部分的形式。特别地，闭合测量部分不包括测量光束作为自由光束传播的任何部分。

12、测量部分的这种封闭构造(其仅允许测量光束的一维传播)是有利的，因为测量部分被屏蔽免受电磁波的进入。换句话说，这例如防止杂散光对测量光束的污染。

13、此外，测量部分应被理解为是指测量光束的传播路径的一部分，其中测量光束经历待测量的影响，其中测量装置被配置为测量在测量部分中经历的对测量光束的影响。

14、根据本发明的光学设备优选地包括具有光学表面的光学元件。然而，根据本发明的光学设备还可以包括多个光学元件。此外，一个或多个光学元件还可以具有多于仅一个光学表面。

15、根据本发明的光学设备提供的优点在于，可以借助于测量装置精确且可靠地监测光学表面的倾斜。

16、在这种情况下，可以借助于在光学元件的紧密空间和/或功能附近的测量装置来收集和感测关于光学表面的倾斜的信息。

17、监测光学表面的实际倾斜或与光学表面的实际倾斜相关的信息提供了关于光学表面的对准的知识，并且因此提供了关于其对由光学表面引导和成形的光或辐射的影响的知识。这允许至少间接地得出关于由于被配置成使光学表面倾斜的致动器而在光学表面处获得的效果的结论。

18、使用波导和测量光束(即，通常的光学传感器系统)作为测量装置的一部分意味着根据本发明的光学设备的优点在于，测量装置因此以对温度变化不太敏感的方式形成。特别地，光学传感器系统的使用允许补偿由温度变化引起的测量误差。根据本发明的光学设备的基于光学传感器系统的测量装置也不受euv投射曝光设备中存在的等离子体环境的干扰，并且同时也具有高灵敏度。

19、可以规定光学设备的至少一个致动器形成为压电元件，特别是压电层，和/或梳状电极。

20、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以提供用于形成测量辐射的辐射源，该测量辐射优选地是相干测量辐射，用于形成测量光束。

21、如果辐射源被提供为光学设备的一部分，则这可以实现光学设备的尽可能集成的结构，特别是单片结构。例如，辐射源可以集成在其上形成有光学设备的芯片中。

22、辐射源优选地形成为光学设备的一部分。然而，辐射源不一定是光学设备的一部分。优选地提供以形成测量光束的测量辐射可以以合适的方式产生，而不需要辐射源作为光学设备的一部分。

23、如果辐射源提供相干光，则可以通过利用干涉现象特别精确地确定倾斜。

24、测量装置可以包括光子电路，优选地光子集成电路，和/或是光子电路的形式，优选地光子集成电路。

25、可以提供光束转向装置，优选地至少一个有源电光调制器(eom)，后者优选地以集成方式形成在测量装置的光子电路中。

26、可以提供单个辐射源以用于创建测量辐射的目的，并且可以借助于光束转向装置(特别是借助于有源电光调制器)在多个测量部分之间分布测量光束。

27、可以根据要馈送测量光束的测量部分来调制测量辐射，并且可以在公共波导光纤中随后重新组合所述测量辐射。在这种情况下，调制允许在各个测量部分之间进行区分。

28、此外，通过使用光束转向装置，优选地使用有源电光调制器，可以允许各个测量部分的目标切换。

29、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定波导被配置为允许相干测量光束的一种或多种模式的传播。

30、如果波导被配置为允许相干测量光束的一种或多种模式的传播，则可以特别有利地利用使用相干测量辐射(特别是以干涉现象的形式)的优点。

31、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以提供：

32、-所述至少一个致动器形成为微机电系统，和/或

33、-所述至少一个光学元件形成为微反射镜，和/或

34、-所述辐射源以单片集成的方式形成。

35、如果至少一个致动器是微机电系统(mems)的形式，则根据本发明的光学设备是特别合适的。结果，光学设备具有特别紧凑的结构。

36、如果至少一个光学元件是微反射镜的形式，则根据本发明的光学设备是特别合适的。优选地，光学设备包括呈用于场分面反射镜或光瞳分面反射镜的微反射镜或单独反射镜(这些将在下文描述)形式的光学元件，所述反射镜可包括多个光学元件。优选地，分面反射镜或光瞳分面反射镜的多个光学元件(优选地所有光学元件)呈根据本发明的光学设备的光学元件的形式。

37、有利的是场分面反射镜或光瞳分面反射镜的各微反射镜呈根据本发明的光学设备的光学元件的形式。也就是说，在包括多个微反射镜的场分面反射镜和/或光瞳分面反射镜中实现适当数量的根据本发明的光学设备。原则上，当然也可能只有一些微反射镜是根据本发明的设备的光学元件的形式。此外，可提供根据本发明的光学设备以包括多个光学元件，所述多个光学元件各自呈用于场分面反射镜或光瞳分面反射镜的微反射镜的形式。

38、辐射源的单片集成提供了以下优点：辐射源相对于波导和/或相对于测量装置的相对位移(例如由于漂移)被最小化。

39、值得注意的是，如果至少一个致动器是微机电系统的形式，并且至少一个光学元件是微反射镜的形式，并且辐射源以单片集成的方式形成，则在安装空间要求和简单的可替换性方面产生优点。

40、可以规定光学元件或微反射镜具有100μm的最大空间范围。

41、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定至少一个波导被布置成使得光学表面的实际倾斜可通过测量光学元件或连接到光学元件的元件的平移或变形来确定。

42、如果光学表面的实际倾斜的测量结果可以减小到光学元件或连接到光学元件的元件的平移或变形的测量结果，则这允许特别精确地确定实际倾斜，因为可以在最小的空间中以高精度确定平移和/或变形。

43、此外，可以提供从平移和/或变形的测量结果可确定的实际倾斜的方向或极性。

44、例如，如果变形是压缩，则这产生测量部分的缩短。如果测量部分的位置是已知的，例如在连接的元件中，优选在弹性元件中，则这允许推导出弹性元件偏转的方向，并因此推导出光学表面倾斜的方向。

45、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定测量部分至少部分地布置在光学元件中和/或光学元件上，和/或测量部分至少部分地布置在连接到光学元件的元件中和/或连接到光学元件的元件上。

46、如果测量部分至少部分地布置在光学元件中或光学元件上，则这产生测量部分与光学元件的强且可靠的机械耦合，由此能够特别精确地感测光学表面的倾斜。

47、在替代方案中，还可以通过将测量部分至少部分地布置在连接到光学元件的元件中或上来实现紧密的机械耦合。这产生测量部分和光学元件之间的间接机械耦合；然而，在连接的元件和光学元件之间的紧密机械耦合的情况下，这也提供可靠的数据。

48、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定连接的元件是弹性元件，光学元件至少间接地连接到该弹性元件和/或光学元件布置和/或形成在该弹性元件上。

49、如果连接的元件是弹性元件，光学元件至少间接地连接到该弹性元件和/或光学元件布置和/或形成在该弹性元件上，则这导致测量部分与光学元件的上述至少间接机械耦合。特别地，弹性元件形式的连接的元件赋予作用在光学元件的光学表面上的恢复力，并且例如由于胡克定律，弹性元件的直立变形与光学表面的倾斜具有紧密的确定性关系。

50、可以提供集成在弹性元件中的光子集成电路。由于弹性元件弯曲，该电路中的至少一个波导经历机械应力和/或定向压缩和/或拉伸。

51、可以规定至少一个波导对准，使得波导的长度由于弹性元件的压缩和/或拉伸而改变。

52、作为替代或补充，可以规定波导被设计成使得测量光束受到弹性光学效应的影响，其中波导的有效模式折射率由于由压缩和/或拉伸引起的机械应力而改变。

53、可以规定集成光子电路包括干涉和/或谐振测量部分，其能够足够灵敏地检测长度的这种变化。

54、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定测量装置包括用于感测由波导提供的测量部分的长度变化的路径长度测量装置，并且测量装置被配置为根据长度变化确定光学表面的实际倾斜。

55、如果倾斜的测量结果可以减少到感测由波导提供的测量部分的长度变化，其由测量装置的路径长度测量装置感测，则可以使用优选相干测量辐射的无差别性来确定例如路径长度。

56、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定路径长度测量装置被配置为将优选相干的测量辐射分成至少两个测量光束，并使这些测量光束干涉和/或产生测量辐射的测量光谱。

57、如果路径长度测量装置被配置为将优选相干的测量辐射分成至少两个测量光束并且被配置为使这些光束干涉，则倾斜可以例如通过两个测量光束中的一个的光路长度的变化来表示。如果两个测量光束以不同的倾斜度叠加，则由于在每种情况下不同的路径长度差异，在两个测量光束之间产生不同的干涉图案。这可以特别优选地在来自相干测量辐射的测量光束的情况下发生。

58、作为替代或附加，路径长度测量装置可以被配置为创建测量辐射的测量光谱，该测量光谱可以包含关于由倾斜引起的路径长度变化的信息。

59、可以规定测量装置包括马赫-曾德尔干涉仪。

60、有利地，可以规定测量装置包括至少两个波导，其中：

61、-至少第一波导，布置在当光学表面倾斜时变形的第一区域中，特别是布置在弹性元件的第一柔性区域中，其中

62、-至少一个第二波导，布置在第二区域中，使得所述光学表面的倾斜引起在所述第一波导中传播的第一测量光束与在所述第二波导中传播的第二测量光束之间的相位偏移。

63、在这种情况下，第一区域和第二区域也可以重叠和/或相同。

64、考虑到在光学表面倾斜的情况下传播通过第一和第二波导的第一和第二测量光束累积不同相位的事实，可以推导出倾斜的程度。

65、特别地，可以规定波导被布置和设计成使得第一测量光束和第二测量光束之间的相位偏移与光学表面的倾斜角双射地、优选成比例地相关联。

66、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定测量装置包括至少两个波导，其中

67、-至少第一波导，布置在当光学表面倾斜时变形的第一区域中，特别是布置在弹性元件的第一柔性区域中，其中

68、-至少第二波导，布置在第二区域中，所述第二区域与所述第一区域不同地变形或者当所述光学表面倾斜时不变形，其中

69、-波导优选地布置在公共平面中。

70、第二区域可以是弹性元件的柔性区域。

71、由于第一区域和第二区域以不同的方式变形，特别是变形到不同的程度，在光学表面倾斜的情况下，优选地传播通过第一波导和第二波导的测量光束各自在光学表面倾斜的情况下累积不同的相位。由此，可以推断倾斜的程度。

72、换句话说，可以通过布置第一波导和第二波导的区域的差分变形来引起测量光束的差分相位累积。这允许光学表面倾斜对第一区域和第二区域的影响与在相同程度上全局作用于两个区域的影响区分开。然后可以基于机械模拟或校准数据记录来推断实际存在的倾斜。

73、特别地，可以规定测量装置包括至少两个波导，其中

74、-至少第一波导，其布置在当所述光学表面倾斜时变形的区域中，特别是布置在所述弹性元件的柔性区域中，并且其中

75、-至少第二波导，其布置在当所述光学表面倾斜时刚性或不变形的区域中，特别是布置在所述光学元件的刚性区域中，其中

76、-波导优选地布置在公共平面中。

77、如果在多个波导的情况下，波导中的至少一个波导被布置在表面倾斜的情况下受变形影响的可变形区域中，并且至少一个其他波导被布置在表面倾斜的情况下保持不变形或刚性的刚性区域中，那么，可变形区域的变形程度可以通过例如在相应波导中传播的测量光束的叠加来确定，因为两个波导中只有一个波导受到变形的影响并且因此经历例如长度变化。因此，来自相应波导的测量光束的干涉图案随着由倾斜变形的区域的变形程度而变化。

78、公共平面中的布置是有利的，因为不是由倾斜引起的失真以相同的程度作用在波导上。

79、如上所述，第二波导不一定需要附接到刚性区域。两个波导上的不同应变可能就足够了。即使一个波导被拉伸而另一个波导被压缩的差异行为也可能是有利的。

80、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定路径长度测量装置包括用于测量辐射的至少一个光栅装置，优选地，所述至少一个光栅装置形成为光纤布拉格光栅。

81、在本发明的范围内，术语光纤布拉格光栅不应被理解为限于光纤。特别地，术语光纤布拉格光栅也应被理解为指布拉格光栅，例如折射率变化的布拉格光栅，其形成在不是光纤的波导中。

82、例如，光栅器件适合于产生测量光谱。特别地，光纤布拉格光栅的使用允许获得用于测量路径长度变化的可靠技术。

83、代替上述作为干涉结构的测量部分的实施例，还可以在整体形成的波导中形成(更具体地，结构化)光栅结构，特别是布拉格光栅结构。在如此构造的波导的机械变形的情况下，光栅结构的光栅周期和波导中的折射率存在变化。例如，在反射和/或透射的波长光谱中出现最小值和/或最大值的某些波长可以与固定光栅周期相关联。如果光栅周期改变(可能由于机械变形)，则还存在最小值和/或最大值的光谱位置的改变，并且这些可以借助于光谱宽带辐射源和/或光谱可调谐辐射源来读取。

84、可以规定测量装置包括干涉结构和光栅结构两者。

85、有利地，除了测量装置的一个或多个测量部分之外，还可以提供可以基于谐振器结构和/或干涉仪结构的温度传感器和/或气体传感器。这些结构可以集成在光子电路中，并且可以用于补偿干扰。

86、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定测量装置包括多个波导，每个波导形成闭合测量部分，其中至少两个波导形成在弹性元件中的不同深度处。

87、如果测量装置包括多个波导，每个波导形成闭合测量部分，其中至少两个波导形成在弹性元件中的不同深度处，则可以使用不同层中的弹性元件上的不同应变量来精确地确定弹性的偏转并因此确定光学表面的倾斜。

88、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定将至少一个波导布置在弹性元件的应变中性平面中，并且将至少一个波导布置在弹性元件中或弹性元件上，使得当光学表面倾斜时波导的长度改变。

89、如果波导中的至少一个布置在弹性元件的应变中性平面中，并且如果进一步波导中的至少一个布置在弹性元件中或弹性元件上，使得波导的长度在光学表面倾斜时改变，则由光学表面的倾斜引起的波导上的应变可以与具有不同原因的应变(例如温度变化)区分开。在热膨胀的情况下，两个波导都受到应变的影响，但是布置在应变中性平面中的波导不受应变的影响，因此在倾斜的情况下不受长度变化的影响。因此，由此可以区分基于光学表面的倾斜的路径长度变化和具有不同原因的路径长度变化。

90、在每种情况下，可以提供至少两个波导，其存在并布置成位于弹性元件的不同平面中，当光学表面倾斜时，在不同平面中产生不同的应变。

91、在知道对于光学表面的给定倾斜的平面的精确位置和不同平面上的预期应变的情况下，同样可以通过分析在不同平面中传播的测量光束来区分基于光学表面的倾斜的路径长度变化和具有不同原因的路径长度变化。

92、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定路径长度测量装置包括功率分配器，该功率分配器被配置和布置成将测量辐射分成至少两个测量光束并将测量光束输入耦合到形成测量部分的相应波导中，其中路径长度测量装置包括功率组合器，该功率组合器被配置和布置成在测量光束传播通过相应波导之后重新组合测量光束，其中测量装置被配置成感测叠加的测量光束。

93、可以将测量部分设置为每个形成马赫-曾德尔干涉仪的臂。

94、优选地，马赫-曾德尔干涉仪的臂形成在连接到光学元件的元件中，特别是在弹性元件中。

95、可以规定一个臂形成马赫-曾德尔干涉仪的测量臂，另一个臂形成马赫-曾德尔干涉仪的参考臂。

96、在这种情况下，可以规定测量臂在光学元件或连接的元件(特别是弹性元件)变形的情况下经历长度变化，而参考臂不受变形的影响或仅受变形的轻微影响。

97、然后可以根据在连接的元件(特别是弹性元件)存在变形的情况与连接的元件(特别是弹性元件)不存在变形的情况之间的测量臂和参考臂的光路长度的干涉比较来确定测量臂的长度的可能变化以及因此实际倾斜。

98、如果相应测量光束的分离和叠加分别由功率分配器和功率组合器引起，则这是有利的，因为作为单片集成部件的功率分配器和/或功率组合器可以体现为光学设备的一部分。

99、此外，当选择合适的功率分配器和/或合适的功率组合器时，可以采用成熟的技术。

100、作为替代或补充，可以规定波导集成在弹性元件中并且形成为谐振结构，特别是环形谐振器和/或跑道谐振器。在这种情况下，由弹性元件的变形引起的路径长度变化允许观察谐振结构的谐振频率的偏移。

101、作为替代或补充，可以提供用二乘二耦合器(例如2×2多模干涉仪(mmi))和两个光电检测器来实现马赫-曾德尔干涉仪。这是有利的，因为总是可以检测测量光束的整个功率。

102、作为替代或补充，可以规定马赫-曾德尔干涉仪包括二乘三耦合器(例如2×3多模干涉仪)和三个光电检测器。这可以确保在整个测量区域上的高精度。

103、作为替代或补充，可以提供马赫-曾德尔干涉仪的静态参考臂同样容纳在柔性弹性元件中。这允许差分测量。

104、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定至少一个波导被布置和配置为使得作为光学表面的倾斜的结果，波导接近位于波导直接附近的参考区域或从其后退，使得参考区域影响从波导出现的倏逝场，并且测量装置被配置为测量该影响。

105、如果测量实际倾斜被减少到测量参考区域对从波导发出的倏逝场的影响，则可以实现对实际倾斜的有利的精确测量，因为光波和光波导的倏逝场可以具有非常小的穿透深度，因此具有显著的位置灵敏度。

106、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定测量装置被配置为根据测量光束的干涉图案确定波导的实际倾斜和/或根据测量光束传输率确定波导的实际倾斜。

107、使用干涉图案来感测波导的实际倾斜是有利的，特别是当使用光纤布拉格光栅时。光学表面的实际倾斜可以从波导的实际倾斜推导出。

108、此外，还可以根据测量光束和/或测量辐射的传输率来确定波导的实际倾斜。确定测量光束和/或测量辐射的传输率可以是特别有利的，特别是当使用倏逝场并且测量实际倾斜时。

109、可以将波导设置为集成波导的形式，其中当改变波导芯的直接附近的折射率分布时，可以由于倏逝场而修改波导的模式指数(mode index)。在这种情况下，波导可以是干涉和/或谐振结构的一部分，其被配置为通过感测干涉现象或谐振偏移来测量折射率变化。作为替代或补充，可以评估可变传输率(transmission)。因此，波导芯的紧邻区域中的折射率分布特别地受到距参考区域的距离的影响。

110、可以规定波导形成在基板平面中或基板平面上，即在承载弹性元件的基板上，并且因此以固定方式形成并集成在基板平面中。特别地，为此，可以规定机械耦合到光学表面的元件被布置成紧密放置和/或靠近波导。在该情境中，这些元件可以用作参考区域。这里，光学表面的倾斜的变化可能导致元件与波导的距离的变化。这可以引起上述模式指数的变化。

111、有利地，可以提供在每种情况下与参考区域相距不同距离的多个波导。特别地，还可以提供多个参考区域的形成。

112、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定至少一个波导布置在光学元件上和/或至少一个波导布置在连接的元件(特别是弹性元件)上，并且至少一个参考区域是固定的。

113、至少一个波导布置在光学元件上而至少一个参考区域固定的光学设备的配置具有波导可以形成为光学元件的一部分的优点。如果至少一个波导布置在连接的元件上，特别是弹性元件上，则这同样适用。由于光学表面和由此获得的波导之间的紧密机械耦合，后者可以至少间接地再现光学元件的移动，并且可以获得高测量精度。参考区域的固定实施例是有利的，因为参考区域可以布置在例如光学设备的基部结构上。

114、在根据本发明的光学设备的另一有利改进中，可以规定将至少一个参考区域布置在光学元件上和/或将至少一个参考区域布置在连接的元件(特别是弹性元件)上，并且将至少一个波导固定地布置。

115、与上述配置相比被倒置的参考区域和至少一个波导的布置的配置是有利的，因为可能不太复杂的参考区域被布置在可移动弹性元件和/或可移动光学元件上，而可能应该具有更复杂形式的波导可以被布置和实施在固定的基部区域上。这具有优点，特别是在作为微系统的光学设备的单片设计的情况下。

116、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定测量装置包括至少两个波导，每个波导形成闭合测量部分，其中测量部分被布置成使得光学表面围绕第一轴线的实际倾斜能够借助于第一测量部分来感测，并且光学表面围绕与第一轴线正交延伸的第二轴线的实际倾斜能够借助于第二测量部分来感测。

117、如果测量装置借助于至少两个波导配置，使得可以感测光学表面围绕至少两个轴线的倾斜，则光学设备可以用于例如测量安装在万向节型接头上的光学表面的倾斜。

118、为了允许微反射镜倾斜，如果微反射镜耦合到可移动元件，特别是弹性元件，则是有利的。可提供用于光刻光学系统的旨在实现有利的大填充因子的微反射镜阵列，特别是在实施例中作为分面反射镜，这将在下面描述。为此，可以规定弹性元件优选地布置在微反射镜下方，即在远离光学表面的光学元件的一侧。为了允许微反射镜围绕两个轴线倾斜，可以为两个倾斜轴线中的每一个提供并适当地布置弹性元件。特别地，可以提供形成万向节型接头的四个弹性元件。在这种情况下，弹性元件中的两个可以允许反射镜围绕x轴倾斜，并且另外两个弹性元件可以允许围绕垂直于x轴延伸的y轴倾斜。

119、例如，微反射镜可以通过施加到弹性元件的压电层形式的致动器倾斜。附加的或替代的倾斜选项在于集成由电极构成的电容致动器，在每种情况下，电极形成在承载弹性元件和微反射镜的基板的上侧上以及微反射镜的下侧上。

120、可以规定两个轴线在与光学表面的静止位置间隔开的平面平行平面中、特别是在至少一个弹性元件的平面中在光学表面下方延伸。

121、还可以规定两个轴线在光学表面上延伸。在倾斜期间，这可以防止光学表面围绕远离光学表面定位的点或轴线枢转，这可能需要通过光学表面的平移移动来补偿。

122、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以提供具有控制回路的闭环控制装置，优选为闭环控制电路，其被提供用于借助于至少一个致动器设置光学表面的目标倾斜度的目的，其中考虑由测量装置确定的光学表面的实际倾斜度。

123、出于将光学表面的倾斜闭环控制到指定目标倾斜的目的，使用通过测量实际倾斜获得的信息允许实际倾斜的特别精确的开环和闭环控制，并且因此允许光学表面对入射辐射的影响的特别精确的开环和闭环控制。

124、特别地，如果由此获得的关于实际倾斜的信息可以包括在至少一个致动器的控制中，则是有利的。

125、因此，可以提供通过闭环控制装置实现受控系统以用于设置光学表面的准确倾斜角的目的，其中提供实际倾斜以用于感测瞬时倾斜位置，即实际倾斜。

126、在根据本发明的光学设备中，实际倾斜测量基于对闭合测量部分中的测量光束的影响，而根据现有技术使用电容和/或压阻传感器。

127、现有技术中已知的压阻传感器本身是温度敏感的，因此易受大的温度波动的影响。现有技术已经公开了用于补偿温度误差的复杂的温度校正方法，并且这些方法需要附加的温度传感器和复杂的校准。euv投射曝光设备中普遍存在的等离子体环境可进一步干扰电容式传感器，并且由于光学设备中有限的安装空间，这些电容式传感器在其灵敏度方面受到限制，因此其使用领域受到限制。通过根据本发明的光学设备及其优选的配置选项避免了这些缺点。

128、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以规定闭环控制装置被配置为校正光学表面的实际倾斜与目标倾斜的至少一个温度引起的和/或应变引起的偏差。

129、例如，实际倾斜可能由于温度变化或应变而偏离目标倾斜。如果闭环控制装置被配置为校正这样的偏差，则这使得光学表面对入射辐射具有甚至更精确的影响，因为入射辐射可以精确地对准，即使在相对长的时间段内也是如此。

130、结果，光学设备抵消了漂移运动和波动，从而能够实现光学元件的效果的长期稳定性。特别是当在投射曝光设备中使用时，这种长期稳定性可允许增加的生产量和不变的高精度，并且这可导致商业优势。

131、为了温度补偿的目的，可以规定测量装置包括构造为马赫-曾德尔干涉仪的对称实施的测量部分。

132、作为替代或补充，非对称马赫-曾德尔干涉仪可以与参考马赫-曾德尔干涉仪组合，以便实现与温度无关的测量。此外，可以提供替代的干涉结构(例如迈克尔逊干涉仪)作为测量部分。

133、可以通过集成在光学元件中，特别是在光学表面附近的环形谐振器来测量光学元件和/或光学表面的温度。这也使得由光学表面吸收的euv辐射功率的直接测量是可确定的。

134、在根据本发明的光学设备的有利改进中，可以提供多个光学元件并将光学元件形成为微反射镜。

135、如果光学元件都是微反射镜的形式，则这些元件在特定程度上受益于实际倾斜的高度精确测量。此外，微反射镜可形成为下述分面反射镜的一部分，特别是投射曝光设备的场分面反射镜和/或光瞳分面反射镜。在此情况下，可提供光学元件的相应光学表面以形成分面反射镜的分面。

136、在根据本发明的光学设备的有利发展中，可提供呈场分面反射镜和/或光瞳分面反射镜形式的光学设备，其包括呈微反射镜形式的多个光学元件，其中光学表面形成为反射平面，每个反射平面可围绕两个相互正交的轴线倾斜。

137、如果整个表面由多个优选独立的表面形成，则准确了解实际倾斜对于精确控制整个表面的形状是特别有利的。

138、特别是在euv光刻系统的照明系统中，场分面反射镜的个别场分面可指派给光瞳分面反射镜的不同定位的光瞳分面。为了改善照明系统的成像特性，可以提供场分面的越来越精细的分段，其中各个分段能够通过微反射镜实现，微反射镜又可以在单独的基础上倾斜。

139、在这种情况下，如果微反射镜可围绕两个轴线倾斜并且能够同时消散由于euv辐射而产生的高热负载，则是有利的，euv辐射代表euv光刻系统中的投射辐射。

140、若光学设备实施为包括多个光学元件的场分面反射镜和/或光瞳分面反射镜，且若光学表面实施为各自可绕两个轴线倾斜的反射镜平面，则光学设备的装置可用于测量及控制多个光学元件。例如，可以提供光学设备的单个辐射源以在多个光学元件中提供多个测量部分。因此，可以相应地节省成本。

141、为了实现场分面反射镜和/或光瞳分面反射镜的分面(其优选地实施为微反射镜)的最高可能的填充因子，可规定整个致动器系统和传感器系统以及另外的机械元件(特别是至少一个致动器、测量装置和弹性元件)布置在光学表面下方，优选地布置在光学元件的下侧上。

142、根据本发明的光学设备的上述实施例实现了光学表面的有利的高定位精度，并且与之连接，实现了光学表面的对准对干扰(例如温度波动)的低灵敏度。

143、上述光学设备及其实施例是有利的，因为所利用的光学传感器系统相对于电磁辐射稳健地实施，并且与用于电容测量的现有技术的叉指型电极相比，需要更少的空间。此外，由于光子集成电路技术(pic技术)的平台特性，存在多传感器融合的优点。在光学传感器系统中使用干涉现象或共振现象允许由干涉现象或共振现象的杠杆作用引起的灵敏测量方法的实施方式。

144、本发明还涉及一种用于测量光学表面的实际倾斜的方法，其具有权利要求24中指定的特征。

145、在根据本发明的用于测量光学元件(特别是光刻系统)的光学表面的实际倾斜的方法中，光学表面的实际倾斜由沿着测量部分传播的至少一个测量光束确定，其中一个或多个致动器被布置成影响光学表面的倾斜。根据本发明，提供了由至少一个波导形成的闭合测量部分，其中测量光束被输入耦合到波导中，使得测量光束的一个或多个模式传播通过波导。在这种情况下，波导被布置成使得传播通过波导的测量光束受到光学表面的倾斜的影响，其中由表面的倾斜引起的对测量光束的影响被感测，并且由此确定表面的实际倾斜。

146、根据本发明的方法提供了以下优点：可以借助于确定机械效应(即，光学表面的实际倾斜)来直接验证至少一个致动器在光学表面上的效果的成功。

147、以这种方式，可以在已经设定至少一个致动器的效果之后获得光学表面的真实实际倾斜的特别准确的预测，因为后者基于经验测量。

148、此外，通过根据本发明的方法捕获的信息允许精确监测光学表面对入射在光学表面上的辐射的影响。特别地，可以精确地预测光束偏转。

149、通过波导和在波导中传播的测量光束实现的光学计量的使用进一步允许实际倾斜的非接触感测。这可以有利地增加光学设备的稳定性或光学表面的对准的稳定性。

150、为了设定目标倾斜度，可以规定光学表面借助于至少一个致动器相对于静止位置倾斜高达30°，特别是3°至30°。

151、在根据本发明的方法的有利改进中，可以提供由微机电系统形成的至少一个致动器，和/或由微反射镜形成的至少一个光学元件。

152、致动器和/或至少一个光学元件作为微系统的实施例是有利的，因为它们在特定程度上受益于实际倾斜的高度精确测量。

153、在微反射镜的情况下，光学表面偏转几纳米可能已经导致相关的倾斜。为了能够以高精度测量几纳米量级的偏转，根据本发明的方法通过非接触式光学测量提供了特别有利的选项。

154、在根据本发明的方法的有利改进中，可以提供由待感测的波导提供的测量部分的长度变化，并且根据长度变化确定光学表面的实际倾斜。

155、如果实际倾斜的测量结果可以减小到测量部分的长度变化的测量结果，则可以采用距离测量方法，该距离测量方法可以代表直接角度测量方法的可靠且精确的替代方案。

156、可以规定每个测量部分由马赫-曾德尔干涉仪的臂形成。

157、优选地，马赫-曾德尔干涉仪的臂形成在连接到光学元件的元件中，特别是在弹性元件中。

158、可以提供由所述臂中的一个臂形成的测量臂以及由所述臂中的另一个臂形成的马赫-曾德尔干涉仪的参考臂。

159、由于马赫-曾德尔干涉仪中的测量臂长度取决于光学表面的实际倾斜角度，因此在由功率组合器重新组合期间实现两个测量光束的倾斜角度相关的相对相位角。作为使两个测量光束干涉的结果，这产生依赖于倾斜角的强度或强度图案，其借助于光电检测器(例如ccd相机)来测量，并且因此表示可评估的测量信号。

160、在根据本发明的方法的有利改进中，可以提供传播通过待测量的波导的测量光束的由光学表面的实际倾斜引起的路径长度差；特别地，确定测量光束的干涉图案，更特别地是测量光谱。

161、如果测量部分的长度变化特别地可以减小到测量部分中的测量光束的光路长度的变化，则可以求助于测量光束的干涉图案和/或测量光谱的测量。如果路径长度差在功能上是由光学表面的实际倾斜引起的，则干涉图案和/或测量光谱的分析允许实际倾斜的特别精确的确定。

162、换句话说，测量光束的路径长度差是由实际倾斜引起的，并且被分析的干涉图案(特别是测量光束的测量光谱)是由测量光束的路径长度差引起的。在这种情况下，在考虑倾斜、路径长度差和干涉图案(特别是测量光谱)之间的函数关系的同时，基于干涉图案(特别是测量光谱)的分析来推导实际倾斜。

163、在根据本发明的方法的有利改进中，可以根据测量光束的相位确定波导长度的变化。

164、如果根据测量光束的相位确定波导的长度变化，则长度变化的测量又可以减少到干涉现象，并且这允许特别精确地测量长度变化。

165、在根据本发明的方法的有利改进中，可以提供根据保持光学表面的弹性元件中的不同深度处的多个波导的长度变化来确定相应的实际倾斜。

166、如果根据弹性元件中不同深度处的多个波导的长度变化来确定相应的实际倾斜，则可以根据弹性元件的不同深度处的长度变化的比较来推导出弹性元件在不同深度处的应变以及因此其偏转。进而，可以从弹性元件的偏转推导出由弹性元件保持的光学表面的实际倾斜。

167、弹性元件表示光学设备的具有最大变形的组成部件。如果测量部分直接集成在弹性元件中或弹性元件上，则可以获得有利的强信号并为弹性元件控制提供直接反馈。

168、为了从测量光束的测量的干涉图案确定实际倾斜的目的，可以提供要感测的经验校准曲线，并且基于所述校准曲线从观察到的干涉图案直接推导出实际倾斜的值。

169、在根据本发明的方法的有利改进中，可以规定将波导中的至少一个布置在弹性元件的应变中性平面中，并且将波导中的至少一个布置在弹性元件中或弹性元件上，使得当光学表面倾斜时，特别是当设定设想的倾斜(目标倾斜)时，波导的长度改变。

170、至少一个波导在弹性元件的应变中性平面中的布置使得能够将导致光学表面倾斜的弹性元件的那些应变与可以追溯到其他原因的弹性元件的那些应变分离。例如，弹性元件的温度相关应变影响弹性元件的应变中性平面达到与弹性元件的其他平面相同的程度。然而，弹性元件的偏转不会在应变中性平面中引起任何应变。因此，可以通过比较不同平面中的应变来分离非偏转效应。

171、可以规定将所有波导布置在单个或公共平面中，其中仅形成测量臂的波导布置在其中的区域显著弯曲，并且特别是弹性元件的柔性区域。波导的形成参考臂的区域可以被布置成使得其不经历弯曲或者使得其特别是光学元件的刚性区域。

172、在根据本发明的方法的有利改进中，可以规定将测量辐射分成至少两个测量光束，并且测量光束各自耦合到形成测量部分的波导中，其中测量光束在它们传播通过相应的波导之后重新组合，并且叠加的测量光束，特别是叠加的测量光束的功率，被感测，特别是由光电检测器检测，以便确定光学表面从其的实际倾斜。

173、将测量辐射分成至少两个测量光束，所述至少两个测量光束在通过分别分配给其的测量部分的相应传播之后被组合和叠加，使得能够直接形成由测量辐射或各种测量光束的各种参数的不同路径长度变化引起的干涉现象。在这种情况下，因此观察到的干涉现象的变化可以允许得出关于实际采用的实际倾斜的结论。

174、光电检测器特别适合于以简单且成本有效的方式实时检测表现为强度图案的干涉图案。

175、可以提供用于感测测量光束的装置，特别是光电检测器，以输出耦合元件来代替，并且可以提供将测量光束输入耦合到光波导，优选光纤中。然后，使用在空间上与测量部分分离的辐射测量装置，特别是光电二极管和/或ccd相机来检测测量光束。

176、可以提供一种多路复用装置，其被配置用于光谱和/或时间多路复用，以便能够通过单个光波导和/或通过单个光电二极管读出多个测量部分，优选地超过100个测量部分。

177、可以提供的是：

178、-第一测量部分中的第一测量光束，其被引导通过当所述光学表面倾斜时变形的区域，特别是被引导通过所述弹性元件的柔性区域，其中

179、-第二测量部分中的第二测量光束被引导通过当所述光学表面倾斜时与所述第一区域不同地变形或不变形的区域，

180、-其中测量光束优选地在公共平面内被引导。

181、使用这作为起点，下面描述的有利发展代表了特殊情况。

182、在根据本发明的方法的有利改进中，可以提供：

183、-第一测量部分中的第一测量光束，其被引导通过当所述光学表面倾斜时变形的区域，特别是被引导通过所述弹性元件的柔性区域，其中

184、-第二测量部分中的第二测量光束，其被引导通过当所述光学表面倾斜时保持刚性或不变形的区域，特别是被引导通过所述光学元件的刚性区域，其中

185、-测量光束优选地在公共平面内被引导。

186、例如，可变形区域的变形程度可以通过在相应波导中传播的测量光束的叠加来确定，因为两个波导中只有一个波导受到变形的影响，因此经历例如长度变化。因此，来自相应波导的测量光束的干涉图案随着可变形区域的变形程度而变化。

187、在根据本发明的方法的有利改进中，可以规定至少一个波导被布置和配置成使得作为光学表面的倾斜的结果，使波导接近位于波导直接附近的参考区域或从该参考区域后退，使得参考区域影响从波导出现的倏逝场，并且测量该影响并由此确定光学表面的实际倾斜。

188、使用倏逝场来测量实际倾斜是有利的，因为参考区域和倏逝场之间的相互作用非常强烈地依赖于距离。因此，波导和参考区域之间的距离可以在非常小的尺度上确定，例如在纳米范围内。这允许高度精确地确定实际倾斜，特别是当光学元件是微反射镜的形式时。

189、在根据本发明的方法的有利改进中，可以规定从测量光束的干涉图案确定光学表面相对于参考区域的实际倾斜，和/或从测量光束的传输率确定光学表面的实际倾斜。

190、测量辐射的干涉图案和/或传输率可以用作读出信号，特别是当使用倏逝场时。可以以已知且可靠的方式分析和评估这种信号。

191、该方法的有利实施例可以包括以下步骤中的一个或多个：

192、-所述相干测量辐射从集成辐射源或外部辐射源输入耦合到馈送波导中；

193、-功率分配器用于将光分成至少两个闭合的测量部分，每个测量部分由波导形成，其中两个测量部分形成为马赫-曾德尔干涉仪的两个臂；

194、-在每种情况下，测量光束传播通过由波导实现的臂并在该过程中累积相位，后者根据自由空间传播常数、有效模式指数和波导的物理长度的乘积来确定；

195、-来自马赫-曾德尔干涉仪的两个臂的测量光束通过功率组合器再次组合成单个波导；

196、-通过光电检测器检测叠加信号的功率。

197、本发明还涉及一种具有权利要求35中指定的特征的光刻系统。

198、根据本发明的光刻系统，特别是用于半导体光刻的投射曝光设备，包括具有辐射源的照明系统和包括至少一个光学元件的光学单元。根据本发明，提供了：

199、-至少一个待提供的根据本发明的光学设备，其中所述光学元件中的至少一个是根据本发明的所述至少一个光学设备的光学元件，和/或

200、-所述光学元件中的至少一个包括光学表面，所述光学表面的实际倾斜使用根据本发明的方法来确定。

201、由于精确测量或监测光学元件的各个光学表面的对准，根据本发明的光刻系统能够实现特别可靠和精确的操作。

202、特别是当将通过测量实际倾斜获得的信息馈送到至少一个控制回路中时，能够实现具有高长期稳定性并因此具有高吞吐量的光刻系统的操作，该至少一个控制回路控制用于对准或倾斜光学表面的致动器。

203、为了解决本发明所基于的目的，可以提供光学传感器，其全部或部分地集成在微反射镜的可移动元件之中或之上，与后者接触和/或布置在微反射镜的连接的元件和下面的基板或基部区域之间。可以是测量装置的一部分的光学传感器被配置为使测量光束光学干涉。在这种情况下，使用光学干涉原理作为基础，通过测量微反射镜本身或连接到微反射镜的可移动元件的平移或变形来实现微反射镜的实际倾斜。

204、结合本发明的主题之一描述的特征，特别是由根据本发明的光学设备、根据本发明的方法或根据本发明的光刻系统给出的特征，对于本发明的其他主题也是有利地可实现的。同样地，结合本发明的主题之一指定的优点也可以相对于本发明的其他主题来理解。

205、另外，应当注意，诸如“包括”、“具有”或“含有”的术语不排除其他特征或步骤。此外，指示单个步骤或特征的诸如“一个”或“该”的术语不排除多个特征或步骤，反之亦然。

206、然而，在本发明的一个明了的实施例中，还可以提供在本发明中引入的特征，使用术语“包含”、“具有”或“带有”作为详尽的列举。因此，特征的一个或多个列举可以被认为是在本发明的范围内是详尽的，例如分别针对每个权利要求来考虑。例如，本发明可以仅由权利要求1中指定的特征构成。

207、应当注意，诸如“第一”或“第二”等的标签主要是出于相应设备或方法特征之间的可区分性的原因而使用的，并且不一定旨在指示特征需要彼此或彼此相关。