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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von durch ein Projektionsobjektiv verursachten Wellenfrontaberrationen.
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Stand der Technik
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Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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In der Praxis besteht ein Bedarf, Abbildungsfehler wie z.B. Wellenfrontaberrationen des Projektionsobjektivs möglichst exakt zu bestimmen, um beispielsweise Aufschluss über die tatsächlich erzielte optische Wirkung der einzelnen optischen Komponenten des betreffenden optischen Systems sowie deren Justage zueinander zu erhalten.
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Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist, dass gemessene Wellenfrontaberrationen nicht nur von dem jeweils zu untersuchenden optischen System (z.B. dem Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage) erzeugt werden, sondern auch durch das jeweils verwendete Messsystem verursacht sein können. Dieses Messsystem kann z.B. ein in der Objektebene eines zu untersuchenden Projektionsobjektivs angeordnetes Retikel sowie eine in der Bildebene des zu untersuchenden Projektionsobjektivs befindliche Sensoranordnung mit einer Mehrzahl von Detektorbereichen umfassen.
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Die somit in der Praxis gebotene Trennung zwischen den durch das zu untersuchende optische System verursachten Wellenfrontaberrationen und den durch das Messsystem (insbesondere Retikel und Sensoranordnung) bewirkten Wellenfrontaberrationen stellt in der Praxis eine anspruchsvolle Herausforderung dar.
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Bei bekannten Ansätzen zur Bestimmung der Wellenfrontaberrationen werden insbesondere das zu untersuchende optische System und die Messanordnung zwischen unterschiedlichen Messschritten in zwei zueinander senkrechten Richtungen bewegt. Hierbei tritt jedoch hinsichtlich der vorstehend beschriebenen, erwünschten Trennung der ermittelten Wellenfrontfehler zwischen untersuchtem optischen System einerseits und Messsystem andererseits das weitere Problem auf, dass bei einer solchen translatorischen Verschiebung z.B. über das jeweilige Feld konstante Aberrationen (z.B. infolge eines im Messsystem vorhandenen Offset-Fehlers) unverändert bleiben, wodurch letztlich die Charakterisierung des betreffenden optischen Systems im Hinblick auf Wellenfrontaberrationen nur eingeschränkt möglich ist.
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Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf
WO 2016/169890 A1 ,
WO 2016/179926 A1 und
WO 2005/124274 A2 verwiesen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von durch ein Projektionsobjektiv verursachten Wellenfrontaberrationen bereitzustellen, welche eine umfassendere Ermittlung von Wellenfrontaberrationen ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen von durch ein Projektionsobjektiv verursachten Wellenfrontaberrationen weist folgende Schritte auf:
- - Bestrahlen eines Retikels mit Strahlung, wobei das Retikel eine Mehrzahl von strukturierten Bereichen aufweist und wobei von wenigstens einigen dieser strukturierten Bereiche ein Messstrahl ausgeht;
- - Projizieren dieser Messstrahlen, mit einem Projektionsobjektiv, auf eine Sensoranordnung; und
- - Messen der auf die Sensoranordnung auftreffenden Strahlung zum Bestimmen von durch das Projektionsobjektiv verursachten Wellenfrontaberrationen;
- - wobei die vorstehenden genannten Schritte in einer Mehrzahl von Messstellungen durchgeführt werden, welche sich hinsichtlich der Relativposition zwischen dem aus Retikel und Sensoranordnung gebildeten Messsystem und dem Projektionsobjektiv voneinander unterscheiden; und
- - wobei in wenigstens einigen dieser Messstellungen Retikel und/oder Sensoranordnung einerseits und Projektionsobjektiv andererseits relativ zueinander verdreht angeordnet werden.
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Dabei sollen im Rahmen der vorliegenden Anmeldung von dem Begriff „Strahlung“ sowohl elektromagnetische Strahlung als auch Teilchenstrahlen umfasst sein, so dass die Erfindung z.B. auch Anwendungen in der Elektronenmikroskopie umfasst.
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Unter der Formulierung, dass in wenigstens einigen der Messstellungen Retikel und/oder Sensoranordnung einerseits und Projektionsobjektiv andererseits relativ zueinander verdreht angeordnet werden, ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung zu verstehen, dass die Erfindung sowohl Ausführungsformen umfasst, bei denen nur die Sensoranordnung oder nur das Retikel relativ zum Projektionsobjektiv verdreht angeordnet werden, als auch Ausführungsformen, bei denen Retikel und Sensoranordnung gemeinsam relativ zum Projektionsobjektiv verdreht angeordnet werden.
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Bei der Sensoranordnung kann es sich lediglich beispielhaft um einen flächenhaft messenden Intensitätsdetektor handeln, wie z.B. eine CCD-Kamera.
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Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Bestimmung von Wellenfrontaberrationen eine Trennung bzw. Unterscheidung zwischen den durch das zu untersuchende optische System eingeführten Aberrationen und den durch das Messsystem (welches durch das Retikel und die Sensoranordnung gebildet wird) eingeführten Aberrationen dadurch zu ermöglichen, dass im Wege einer relativen Verdrehung zwischen dem Messsystem und dem zu untersuchenden optischen System (z.B. Projektionsobjektiv) hinsichtlich bestimmter Wellenfrontaberrationen eine Symmetriebrechung herbeigeführt wird.
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Dabei geht die Erfindung u.a. von der Überlegung aus, dass etwa feldkonstante Fehler, welche durch das Messsystem verursacht werden, bei einer herkömmlicherweise durchgeführten translatorischen Verschiebung des Messsystems relativ zu dem zu untersuchenden optischen System in einer zur Lichtausbreitungsrichtung bzw. optischen Systemachse senkrechten Ebene hinsichtlich der erhaltenen Messsignale zu keiner Änderung führen. Hingegen bewirkt die erfindungsgemäße Drehung des Messsystems relativ zu dem zu untersuchenden optischen System eine Änderung der erhaltenen Messsignale infolge feldkonstanter Fehler bzw. Offsets seitens des Messsystems mit der Folge, dass die besagten feldkonstanten Fehler bzw. Offsets seitens des Messsystems von Aberrationen, welche im zu untersuchenden optischen System vorliegen bzw. durch dieses verursacht werden, unterschieden werden können.
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Zur näheren Erläuterung wird im Folgenden auf das z.B. aus
WO 2016/169890 A1 bekannte Konzept der Verwendung einer Designmatrix Bezug genommen.
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In diesem bekannten Konzept beschreibt die Designmatrix ein Gleichungssystem, wobei jede Zeile der Designmatrix einer Gleichung entspricht und wobei durch simultane Lösung dieser Gleichungen die auf die Sensoranordnung sowie die Messstrahlen bezogenen Unbekannten zu ermitteln sind. Diese Unbekannten ermöglichen wiederum die Bestimmung der durch das zu untersuchende optische System (z.B. Projektionsobjektiv) verursachten Aberrationen.
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Dabei erfolgt wie im Weiteren erläutert gemäß dem in
WO 2016/169890 A1 beschriebenen Konzept je nachdem, welche Wellenfront-Aberrationen bzw. Zernike-Koeffizienten durch die betreffende Designmatrix bestimmt werden sollen, gegebenenfalls eine Hinzufügung zusätzlicher Randbedingungen zu dem besagten Gleichungssystem, wobei wiederum zu beachten ist, dass jede dieser Randbedingungen jeweils einer zusätzlich über das verwendete Messsystem zu treffenden physikalischen Annahme (z.B. dass die Summe der Offsets in der Sensoranordnung Null beträgt) und damit letzlich der Hinzufügung einer nicht bestimmbaren Größe entspricht.
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So kann etwa einer Formulierung der Designmatrix in dem herkömmlichen Ansatz die Annahme zugrundeliegen, dass Unsicherheiten infolge der Sensoranordnung für die einzelnen Verschiebepositionen konstant sind. Eine solche Designmatrix kann z.B. insofern dazu geeignet sein, Aberrationen mit Zernike-Koeffizienten höherer Ordnung (z.B. Z5 oder größer) zu bestimmen, als die getroffene Annahme (wonach bei Verschiebung der Sensoranordnung zwischen den unterschiedlichen Verschiebepositionen keine Fehler gemacht werden) bei der Bestimmung von Zernike-Koeffizienten höherer Ordnung gerechtfertigt ist. Hingegen wird diese Annahme bei der Bestimmung von Zernike-Koeffizienten niedriger Ordnung als nicht gerechtfertigt angesehen, so dass insoweit dann zu berücksichtigende Fehler infolge der Verschiebung der Sensoranordnung durch Einführung zusätzlicher Unbekannter in die Designmatrix berücksichtigt werden müssen.
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Eine solche Einführung zusätzlicher Unbekannter entspricht der Hinzufügung zusätzlicher Spalten in der Designmatrix. Die demzufolge erforderliche Erweiterung der Designmatrix durch zusätzliche Unbekannte erfordert wiederum eine Hinzufügung weiterer Randbedingungen zur Designmatrix, damit sämtliche Unbekannte bestimmt werden können. Die hiermit einhergehende Erweiterung der Designmatrix durch zusätzliche Zeilen entspricht wiederum zusätzlichen physikalischen Annahmen, die über das Messsystem getroffen werden. Im Ergebnis soll auf diese Weise auch die Ermittlung von Aberrationen mit Zernike-Koeffizienten niedrigerer Ordnung (z.B. von 4 oder weniger) ermöglicht werden.
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Wie vorstehend beschrieben führt somit im Konzept der Designmatrix letzlich eine Zulassung bzw. Berücksichtigung zusätzlicher Freiheitsgrade (z.B. von Unsicherheiten / Fehlern bei der Verschiebung der Messanordnung bzw. Stage) dazu, dass weitere Nebenbedingungen benötigt werden, damit weiterhin eine Lösung des durch die Designmatrix definierten Gleichungssystems möglich ist.
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Mit anderen Worten führt gemäß dem herkömmlichen Konzept ein Zulassen weiterer Freiheitgrade bzw. die Berücksichtigung weiterer Unsicherheiten/Fehler bei der Verschiebung der Sensoranordnung dazu, dass letztlich eine zunehmende Anzahl von Größen nicht bestimmt werden kann, sondern in Form von zu stellenden Nebenbedingungen vorgegeben werden muss.
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Hiervon ausgehend beinhaltet nun die Erfindung das Konzept, die Anzahl erforderlicher Nebenbedingungen und damit auch die Anzahl unbestimmbarer Größen dadurch zu verringern, dass im Wege einer Verdrehung des Messsystems (d.h. des Systems aus Retikel und Sensoranordnung) relativ zu dem zu untersuchenden System (z.B. Projektionsobjektiv) zusätzliche Informationen bereitgestellt werden.
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Mit anderen Worten erfolgt erfindungsgemäß eine Erweiterung der Designmatrix dahingehend, dass möglichst viele der vorstehend beschriebenen Randbedingungen entbehrlich werden und somit möglichst viele bei Existenz dieser Randbedingungen unbestimmbare Größen entfallen. Die entsprechende Erweiterung der Designmatrix erfolgt wiederum erfindungsgemäß durch Durchführung geeigneter symetriebrechender Operationen, wie im Weiteren noch detaillierter beschrieben wird.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt in wenigstens einigen der Messstellungen die Verdrehung des Messsystems (d.h. des Systems aus Retikel und Sensoranordnung) relativ zu dem zu untersuchenden Projektionsobjektiv um einen Winkel von 90° oder um ein ganzzahliges Vielfaches hiervon.
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In Ausführungsformen der Erfindung erfolgt in wenigstens einigen der Messstellungen die vorstehend beschriebene Verdrehung zwischen dem aus Retikel und Sensor gebildeten Messsystem einerseits und zu untersuchendem System (Projektionsobjektiv) anderseits um einen Winkel, der keinem ganzzahligen Vielfachen von 90° entspricht.
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Hierdurch wird der Umstand berücksichtigt, dass die Änderung der Relativposition zwischen Messsystem und zu untersuchendem optischen System bei der vorstehend beschriebenen Vermeidung einer Einführung zusätzlicher Nebenbedingungen in die Designmatrix nur insoweit hilfreich ist, als hinsichtlich der jeweils zu ermittelnden Wellenfrontaberrationen bzw. Zernike-Koeffizienten durch besagte Änderung der Relativposition auch tatsächlich eine Symmetriebrechung erreicht wird.
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In einem konkreten Ausführungsbeispiel können etwa durch Einstellung solcher, von einem Vielfachen von 90° abweichender Drehwinkel auch Wellenfrontaberrationen bzw. Zernike-Koeffizienten mit vierwelliger oder achtwelliger (vierzähliger oder achtzähliger) Symmetrie bestimmt werden, was bei einer relativen Verdrehung um ein Vielfaches von 90° nicht ohne die vorstehend diskutierte Einführung zusätzlicher Nebenbedingungen möglich wäre.
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In Ausführungsformen der Erfindung wird auch das weitere, mit einer Verdrehung um von einem Vielfachen von 90° abweichende Verdrehwinkel einhergehende Problem berücksichtigt, dass bei einem kartesischen Raster von Messkanälen die in den betreffenden weiteren Messstellungen jeweils erreichten Konfigurationen nicht „rasterkompatibel“ sind. Diesem Umstand kann erfindungsgemäß dadurch Rechnung getragen werden, dass hinsichtlich der betreffenden, auf das zu untersuchende Projektionsobjektiv bezogenen Anteile der Designmatrix eine Interpolation bzw. Extrapolation durchgeführt wird, wobei die entsprechenden Messkanäle aus der „Grundstellung“ (d.h. der Messstellung ohne relative Verdrehung zwischen Messsystem und zu untersuchendem optischen System) als Stützstellen verwendet werden.
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In Ausführungsformen der Erfindung erfolgt in wenigstens einigen der Messstellungen die Verdrehung zwischen dem aus Retikel und Sensor gebildeten Messsystem und dem zu untersuchenden Projektionsobjektiv um einen Winkel im Bereich von 30° bis 45° oder im Bereich von 315° bis 330°. Dies hat den Vorteil, dass je nach den zu bestimmenden Wellenfrontaberrationen bzw. Zernike-Koeffizienten trotz nicht rotationssymmetrischer Feldform eine effiziente Symmetriebrechung mit einer vergleichsweise guten Feldabdeckung kombiniert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bei der erfindungsgemäßen Verdrehung des aus Retikel und Sensoranordnung gebildeten Messsystems relativ zum zu untersuchenden optischen System auch der Umstand berücksichtigt, dass bestimmte Paare von Zernike-Koeffizienten bei einer solchen Verdrehung ineinander transformieren. Hiermit ist beispielsweise gemeint, dass im Falle einer 90° Drehung zwischen Messsystem und zu untersuchenden optischen System eine Wellenfrontaberration entsprechend dem siebten Zernike-Koeffizienten Z7 seitens des zu untersuchenden optischen Systems bzw. Projektionsobjektivs auf der Sensoranordnung, wenn die gegenüber der Grundstellung um 90° verdrehte Messstellung vorliegt, als Zernike-Koeffizient Z8 gemessen wird. Dieser Umstand erfordert es einerseits, in der betreffenden Designmatrix die jeweils bei Drehungen ineinander transformierenden Paare von Zernike-Koeffizienten (z.B. Z7 und Z8) gleichzeitig bzw. „paarweise“ zu behandeln. Andererseits wird so auch die erwünschte Trennung bzw. Unterscheidung zwischen Wellenfrontaberrationen seitens des Messsystems und Wellenfrontaberrationen seitens des zu untersuchenden Projektionsobjektivs ermöglicht. Hierbei kann nämlich ausgenutzt werden, dass z.B. ein Zernike-Koeffizient Z7 seitens des Projektionsobjektivs in der (nicht verdrehten) Grundstellung auf der Sensoranordnung ebenfalls als Z7, in der hierzu um 90° verdrehten Messstellung jedoch als Z8 gemessen wird, wohingegen ein Zernike-Koeffizient Z7 seitens der Sensoranordnung sowohl in der Grundstellung als auch in der hierzu um 90° verdrehten Messstellung jeweils als Z7 auf der Sensoranordnung gemessen wird.
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Mit der gleichzeitigen bzw. „paarweisen“ Behandlung von bei der erfindungsgemäßen Verdrehung ineinander transformierenden Zernike-Koeffizienten ist gemeint, dass das der Designmatrix entsprechende lineare Gleichungssystem für die betreffenden Zernike-Koeffizienten gleichzeitig aufgestellt wird, damit die Informationen, welche in den erfindungsgemäß relativ zueinander verdrehten Messstellungen erhalten werden, korrekt verwendet werden können.
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In Ausführungsformen der Erfindung wird somit zur Ermittlung von wenigstens zwei, insbesondere von wenigstens drei, weiter insbesondere von wenigstens vier, unterschiedliche Wellenfrontaberrationen in einem vorgegebenen Funktionensystem beschreibenden Koeffizienten ein gemeinsames lineares Gleichungssystem aufgestellt.
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Dabei kann es sich in Ausführungsformen der Erfindung bei diesem Funktionensystem um ein orthogonales Funktionensystem handeln. Insbesondere kann das Funktionensystem durch Zernike-Polynome gebildet werden (so dass die Beschreibung über Zernike-Koeffizienten erfolgt). Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beschreibung über Zernike-Koeffizienten beschränkt, so dass in weiteren Ausführungsformen auch andere Funktionensysteme verwendet werden können.
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Des Weiteren ist die Erfindung nicht auf die Bestimmung von einer Mehrzahl der vorstehend genannten Koeffizienten beschränkt. Vielmehr werden durch die Erfindung auch Ausführungsformen umfasst, bei denen z.B. eine sphärische Aberration vorliegt, so dass nur ein Koeffizient bestimmt wird.
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In Ausführungsformen der Erfindung wird zur Ermittlung von unterschiedliche Wellenfrontaberrationen beschreibenden Koeffizienten, welche bei der erfindungsgemäßen Verdrehung ineinander transformieren, eine gemeinsame Designmatrix bzw. ein gemeinsames lineares Gleichungssystem aufgestellt.
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In Ausführungsformen der Erfindung erfolgt ferner in wenigstens einigen der Messstellungen eine Verdrehung des Projektionsobjektivs relativ zu der zum Bestrahlen des Retikels verwendeten Bestrahlungseinrichtung (z.B. Beleuchtungseinrichtung) und zugleich zu Sensoranordnung und Retikel.
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Eine solche Verdrehung des Projektionsobjektivs zusätzlich zu der vorstehend diskutierten Verdrehung des Messsystems relativ zum Projektionsobjektiv hat zum einen den Vorteil, dass Aberrationen seitens des Projektionsobjektivs von unbekannten Artefakten der Bestrahlungseinrichtung bzw. Beleuchtungseinrichtung getrennt bzw. unterschieden werden können. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass bei Festhalten der Position sowohl des Projektionsobjektivs als auch der Bestrahlungseinrichtung bzw. Beleuchtungseinrichtung gegebenenfalls vorhandene, unbekannte Artefakte der Bestrahlungseinrichtung bzw. Beleuchtungseinrichtung als Aberrationen des Projektionsobjektivs interpretiert würden.
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Ein weiterer Vorteil der zusätzlichen Verdrehung des Projektionsobjektivs relativ zur Bestrahlungseinrichtung bzw. Beleuchtungseinrichtung, welcher bei Untersuchung von für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsobjektiven zur Geltung kommt, besteht darin, dass trotz der bei solchen EUV-Projektionsobjektiven vorhandenen, vergleichsweise schmalen und sichelförmigen Bildfelder noch ein ausreichend hoher Überlapp der Messkanäle mit dem Bildfeld in den jeweiligen Drehstellungen realisiert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Projektionsobjektiv für einen Betrieb bei einer Wellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt.
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Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, sondern beispielsweise auch zur Charakterisierung von für den Betrieb im VUV- bzw. DUV-Bereich (z.B. bei Wellenlängen kleiner als 250nm, insbesondere kleiner als 200nm) oder für Licht der i-Linie (mit einer Wellenlänge von ca. 365nm) ausgelegten Projektionsobjektiven vorteilhaft anwendbar.
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Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Bestimmen von durch ein Projektionsobjektiv verursachten Wellenfrontaberrationen, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen. Zu Vorteilen und vorteilhaften Ausgestaltungen wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines möglichen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen von durch ein Projektionsobjektiv verursachten Wellenfrontaberrationen; und
- 2-4 schematische Darstellungen zur Erläuterung beispielhafter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 5 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgestellten Designmatrix.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt zunächst in schematischer Darstellung den möglichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen von durch ein Projektionsobjektiv verursachten Wellenfrontaberrationen.
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Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung von Wellenfrontaberrationen in einem Projektionsobjektiv 120 eine Beleuchtungseinrichtung 110 auf, welche im Betrieb ein eine Mehrzahl von strukturierten Bereichen aufweisendes Retikel 130 beleuchtet. Die von den strukturierten Bereichen des Retikels 130 ausgehenden Messstrahlen werden von dem Projektionsobjektiv 120 auf eine Sensoranordnung 140 (welche im Beispiel eine Mehrzahl von Detektorbereichen aufweist) projiziert. Die durch das Projektionsobjektiv 120 verursachten Wellenfrontaberrationen werden dann durch Messungen und Auswertung der auf die Sensoranordnung 140 auftreffenden Strahlung bestimmt. Zur Unterscheidung von Wellenfrontaberrationen, welche durch das zu untersuchende Projektionsobjektiv 120 verursacht werden, von Aberrationen, die auf das aus Retikel 130 und Sensoranordnung 140 gebildete Messsystem zurückzuführen sind, erfolgt die vorstehend beschriebene Messung in einer Mehrzahl von Messstellungen, welche sich hinsichtlich der Relativposition zwischen Messsystem und Projektionsobjektiv 120 voneinander unterscheiden.
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Gemäß der Erfindung erfolgt hierbei in einigen dieser Messstellungen nicht nur eine translatorische Verschiebung von Messsystem und Projektionsobjektiv 120 in einer zur Lichtausbreitungsrichtung bzw. optischen Systemachse senkrechten Ebene (z.B. in x- und/oder y-Richtung), sondern auch eine Verdrehung von Messsystem und Projektionsobjektiv 120 zueinander um eine zur Lichtausbreitungsrichtung bzw. optischen Systemachse (d.h. zur z-Achse im eingezeichneten Koordinatensystem) parallele Drehachse.
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Die lediglich schematischen Darstellungen in 2a-d dienen zur Veranschaulichung unterschiedlicher Messstellungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei mit „200“ jeweils das Bildfeld und mit „201“ einzelne Messkanäle auf Retikel 130 bzw. Sensoranordnung 140 bezeichnet sind. Dabei ist ausgehend von der in 2a gezeigten Grundstellung gemäß 2b eine relative translatorische Verschiebung des Messsystems aus Retikel 130 und Sensoranordnung 140 zum Projektionsobjektiv 120 um jeweils einen Kanal nach links, in 2c um einen Kanal nach rechts und in 2d eine relative Drehung um die z-Achse um einen Winkel von 90° erfolgt.
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Die durch die gemäß
2d erfolgte Verdrehung bzw. die in der betreffenden Messstellung erhaltene Messergebnisse bereitgestellten zusätzlichen Informationen können nun gemäß der Erfindung dazu genutzt werden, in der Designmatrix, welche in einer (z.B. aus
WO 2016/169890 A1 ) bekannten Weise zur Ermittlung von den einzelnen Zernike-Koeffizienten entsprechenden Wellenfrontaberrationen genutzt wird, das Erfordernis einer Einführung zusätzlicher Nebenbedingungen und eine damit wie eingangs beschrieben einhergehende Generierung von letztlich unbestimmbaren Größen zu vermeiden.
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5 dient als lediglich schematische, stark vereinfachte Darstellung zur Veranschaulichung einer solchen Designmatrix. Diese Designmatrix beschreibt ein Gleichungssystem, wobei durch simultane Lösung dieser Gleichungen die in dem Gleichungssystem enthaltenen Unbekannten zwecks Bestimmung der durch das Projektionsobjektiv verursachten Aberrationen berechnet werden. Diese Wellenfront-Aberrationen werden wiederum durch entsprechende Zernike-Koeffizienten beschrieben. Erfindungsgemäß wird hierbei das entsprechende lineare Gleichungssystem für solche Zernike-Koeffizienten gleichzeitig aufgestellt, welche bei der erfindungsgemäßen Verdrehung ineinander transformieren. Dies ist im Beispiel von 5 für die Zernike-Koeffizienten Z7 und Z8 der Fall.
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Wie in 5 angedeutet, enthält die erfindungsgemäß zur Bestimmung dieser Zernike-Koeffizienten bzw. der hierdurch beschriebenen Wellenfront-Aberrationen aufgestellte Designmatrix zusätzlich zu den Informationen, welche aus den jeweiligen Messungen in der Grundstellung sowie den einzelnen weiteren, durch translatorische Verschiebung erhaltenen Messstellungen vorliegen, die zusätzliche Information aufgrund der Messung bei Verdrehung des Messsystems relativ zum Projektionsobjektiv um 90°. Die hierdurch erhaltene zusätzliche Information kann nun erfindungsgemäß dazu genutzt werden, bestimmte Zernike-Koeffizienten (im Beispiel Z7 und Z8) zu bestimmen, da wie bereits ausgeführt eine insoweit herkömmlicherweise ohne diese Drehung notwendige Berücksichtigung zusätzlicher Nebenbedingungen und die hiermit einhergehende Generierung unbestimmbarer Größen vermieden wird.
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Hierbei wird durch die paarweise bzw. simultane Behandlung der Zernike-Koeffizienten Z7 und Z8 in der Designmatrix von 5 dem Umstand Rechnung getragen, dass bei der beschriebenen 90°-Drehung des Messsystems relativ zum Projektionsobjektiv ein „Z7-Wellenfrontfehler“ des Projektionsobjektivs auf der Sensoranordnung als „Z8-Wellenfrontfehler“ gemessen wird, so dass insoweit zusätzliche Einträge in der Designmatrix wie in 5 angedeutet erforderlich sind.
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3a-d zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung einer weiteren möglichen Ausführungsform, welche sich von derjenigen aus 2a-b dadurch unterscheidet, dass gemäß 3d eine Verdrehung des Messsystems relativ zum Projektionsobjektiv um einen Winkel von 30° erfolgt.
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4a-d zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels, wobei es sich hier bei dem hinsichtlich Wellenfrontaberrationen zu charakterisierenden optischen System um ein für den Betrieb im EUV (d.h. bei Wellenlängen kleiner als 15nm) ausgelegtes Projektionsobjektiv handelt. Das schematisch dargestellte Bildfeld 400 verläuft somit in bekannter Weise sichelförmig mit der Folge, dass sowohl die vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Verdrehung zwischen Messsystem und Projektionsobjektiv als auch Verschiebungen zwischen Messsystem und Projektionsobjektiv ohne weitere Maßnahmen zur Folge hätten, dass vergleichsweise viele Messkanäle in der jeweiligen verdrehten Messstellung aus dem Bildfeld „herausrutschen“ bzw. insoweit kein hinreichender Überlapp mehr gegeben ist.
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Diesem Problem kann erfindungsgemäß durch eine zusätzliche Verdrehung des Projektionsobjektivs 120 relativ zur Beleuchtungseinrichtung 110 Rechnung getragen werden, wie in 4d (für einen beispielhaften Verdrehwinkel von 20°) angedeutet ist. Eine solche Verdrehung des Projektionsobjektivs 120 relativ zur Beleuchtungseinrichtung 110 hat den weiteren Vorteil, dass etwaige unbekannte Artefakte der Beleuchtungseinrichtung 110 von den eigentlich relevanten Aberrationen im Projektionsobjektiv 120 getrennt bzw. unterschieden werden können.
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Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/169890 A1 [0007, 0016, 0018, 0050]
- WO 2016/179926 A1 [0007]
- WO 2005/124274 A2 [0007]
