WO2019233685A1 - Computer-generated hologram (cgh), and method for characterising the surface form of an optical element - Google Patents

Computer-generated hologram (cgh), and method for characterising the surface form of an optical element Download PDF

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WO2019233685A1
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computer
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Jochen Hetzler
Alexander Wolf
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G03H2001/0072Adaptation of holography to specific applications for wavefront conjugation wherein the hologram generates a wavefront conjugating a predetermined object, e.g. null testing, positioning, comparative holography

Definitions

  • the invention relates to a computer-generated hologram (CGH) and to a method for characterizing the surface shape of an optical element.
  • CGH computer-generated hologram
  • Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs.
  • the microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus, which has an illumination device and a projection objective.
  • NA image-side numerical aperture
  • NA image-side numerical aperture
  • interferometric measuring methods using computer-generated holograms are used for the high-precision testing of the mirrors. It is u.a. It is also known that in one and the same CGH, in addition to the functionality required for the actual test (ie the CGH structure designed in accordance with the mirror shape for shaping the wavefront mathematically corresponding to the test piece shape), at least one further "calibration functionality" for providing a To encode for calibration or error correction serving reference wavefront.
  • FIG. 6 shows a schematic representation for explaining the possible structure of an interferometric test arrangement for testing a mirror.
  • the illumination radiation produced by a light source (not shown) and emerging from the exit face of an optical waveguide 601 emerges as an input shaft 605 with a spherical wavefront, passes through a beam splitter 610 and subsequently strikes a complex coded one CGH 620.
  • the CGH 620 generates in transmission in the example according to its complex coding from the input shaft 605 a total of four output waves, of which an output wave as a test wave on the surface of the test object in the form of a mirror 640 with one to the desired shape of the surface this mirror hits 640 matched wavefront.
  • the CGH 620 generates three further output waves from the input shaft 605 in transmission, each of which encounters a respective reflective optical element 631, 632 and 633, respectively. With “635" is called a shutter.
  • the CGH 620 also serves to superimpose the test wave reflected by the test object or mirror 640 as well as the reference waves reflected by the elements 631-633, which again strike the beam splitter 610 as convergent beams and from there in the direction of a CCD.
  • Camera-oriented interferometer camera 660 wherein they pass through an eyepiece 650.
  • the interferometer camera 660 detects an interferogram generated by the interfering waves, from which the actual shape of the optical surface of the test object 640 is determined via an evaluation device (not shown).
  • changes in the grating profile may also be caused by contamination with e.g. Hydrocarbons can be caused, for example, in vacuum systems contaminants may be present for example by fats.
  • the surface of the CGH may be e.g. form a water film of varying thickness.
  • FIG. 7 shows, in a merely schematic and greatly simplified representation, a CGH 720 with a contamination matrix located on a lattice structure 821.
  • the homogeneous area contamination indicated in FIG. 7 also results in a change in the optically effective grating profile due to effective narrowing in the grating structure 721, even if the refractive indices of contamination layer 722 on the one hand and grating structure 721 or CGFI substrate match substantially located valleys.
  • the highly accurate determination of the grating profile of the CGFI presents an increasingly challenging challenge, since in present and future measurement arrangements a reproducibility on the order of 0.1 nm over a period of 1 year (corresponding to the maximum permissible change of the measurement result with identical test specimen) may be required.
  • the problem of a high-precision characterization of the C G H gene rprof i Is is made difficult by the fact that a temporary removal of the CGFI from the interferometric test arrangement in view of the high reproducibility to be ensured and also for reasons of time is not desirable.
  • CGH computer-generated hologram
  • a computer-generated hologram (CGH) in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, has:
  • This second area forms a control area for detecting a forming on the CGH contamination.
  • the second region has two spatially separated substructures, wherein these substructures differ from one another with regard to the contamination dependency of their phase effect on light incident on the CGH during operation.
  • these substructures differ with regard to the edge portion, which is defined for each of the substructures in each case as a quotient of the area structured with a flank angle of at least 80 ° and the total area occupied by the structure, by at least 30% relative to the larger one Value, from each other.
  • the invention further relates to a computer-generated hologram (CGH), in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, with
  • CGH computer-generated hologram
  • the second region has two spatially separated substructures, wherein these substructures with respect to the edge portion, which for each of the substructures in each case as a quotient of the surface with a flank angle of at least 80 ° structure occupied and total structural area is defined to differ from each other by at least 30%, based on the respective larger value.
  • the invention is based on the concept of providing a control region which is spatially separated from the actual useful structure for detection and monitoring of a contamination located on a CGH, which in turn allows the wavefront measurement carried out in the interferometric test arrangement to be traced back to the said contamination ,
  • the invention is based on the consideration that a sensitivity of the CGH or the measurement results provided by the CGH in the test arrangement can be varied with regard to contamination, based on the schematic representation of FIG. 7 discussed above the flank proportion or the flank area acting between mountains and valleys of the lattice structure and acting as a contact surface for the contamination is varied.
  • the invention makes use of the circumstance that an area located in the control region in the form of a comparatively finer substructure with an overall greater total area of the flank areas located between mountains and valleys has a comparatively stronger due to the effectively larger area of attack for contamination Sensitivity of the phase effect to contamination has as a second region with a comparatively coarser substructure.
  • this "matching basic functionality" can be achieved in particular in that there is a match in the grating period or in one of the multiple-coded grating periods.
  • said "matching basic functionality” can also be achieved by designing the structure comprising the substructures in the control area such that at least a part of the incident light (in accordance with the Littrow condition) is bent back in the direction of incidence becomes.
  • the principal principal functionality of the CGH also remains for the differently contamination-sensitive substructures present in a separate control area, since these substructures merely have the purpose of reacting differently to contamination and a consideration in this respect in the interferometric test arrangement to obtain the results of the measurements.
  • the substructures successively merge with respect to the edge portion.
  • the computer-generated hologram is designed to generate, in addition to a test wave, a reference wave for interferometric superposition with the test wave after reflection of the reference wave at a reference mirror.
  • the computer-generated hologram (CGH) for providing the reference wave has a complex coding.
  • the second region has a basic structure which corresponds in its lattice period to the useful structure.
  • the second region has a basic structure designed as a Littrow grating.
  • the invention further relates to an interferometric test arrangement for testing an optical element, in particular an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, wherein the test arrangement comprises a computer-generated hologram and wherein a test at least a partial surface of the optical element by interferometric superimposition of one of these Computer-generated hologram on the optical element steered test shaft and a reference wave is feasible, wherein the computer-generated hologram is designed according to the features described above.
  • the invention further relates to a method for characterizing the surface form of an optical element, using an interferometric test arrangement, this test arrangement having a computer-generated hologram with the features described above.
  • the method comprises the steps:
  • the determination of the model parameter takes place on the basis of a comparison of a wavefront calculated model-based for the control region of the CGH with measurement results obtained in the case of interferometric measurement based on the control region of the CGH in the test arrangement.
  • Figure 1-5 are schematic representations to illustrate exemplary
  • Figure 6 is a schematic representation of a possible construction of an interferometric test arrangement
  • FIG. 7 shows a schematic illustration for explaining a possible problem occurring when using a CGH in an interferometric test arrangement
  • Figure 8 is a schematic representation of a designed for operation in the EUV projection exposure system. DETAILED DESCRIPTION PREFERRED
  • FIG. 8 initially shows a schematic representation of an exemplary projection exposure apparatus designed for operation in the EUV, which has mirrors that can be tested using a method according to the invention.
  • a lighting device in a projection exposure apparatus 10 designed for EUV has a field facet mirror 3 and a pupil facet mirror 4.
  • a light source unit which comprises a plasma light source 1 and a collector mirror 2, directed.
  • a first telescope mirror 5 and a second telescope mirror 6 are arranged in the light path after the pupil facet mirror 4.
  • a reflective structure-carrying mask 31 is arranged on a mask table 30 which is imaged with the aid of the projection lens into an image plane in which a photosensitive layer (photoresist) -coated substrate 41 is located on a wafer table 40 ,
  • optical element tested in an interferometric test set-up e.g., the structure already described with reference to Figure 6
  • the optical element tested using a CGH according to the invention it may be e.g. to act on any mirror of the projection exposure system 10.
  • FIG. 1 shows a schematic representation for explaining the basic structure and the mode of operation of a CGH 120 according to the invention.
  • the CGH 120 has, as shown in a highly simplified manner in FIG. 1, in addition to a first area 121 comprising the actual useful structure A for generating the test wave in the interferometric measurement, a second area 122 spatially separate therefrom, which serves as a control area for detecting a contamination forming on the CGH 120.
  • the grating period of the grating structure (basic structure B) located in the control area 122 coincides with that of the user structure A.
  • at least two mutually different substructures B1 and B2 are present in said control region 122 as described below.
  • the regions B1 and B2 react differently to contamination, which manifests itself in the schematically illustrated exemplary embodiment of FIG. 1 in that the comparatively finer substructure B2 forms an effectively larger surface compared to the substructure B1 and thus a correspondingly larger attack surface for contamination represents with the result that the dependence of the phase effect of the contamination in the actual interferometric measurement (as in the diagram shown in the lower section of FIG. 1) is different.
  • flank surface formed for the relevant regions, whereby those wall regions with a slope greater than 80 ° can again be regarded as the "flank" .
  • the flank surface thus defined between the substructures B1 and B2 preferably changes by at least 30% (based on the respective larger value).
  • FIG. 2 shows a flow chart for explaining a possible procedure for correcting the measurement results obtained in the interferometric measurement on the basis of the useful structure A located in the first region 121 of the CGFI 120 with the aid of the control region 122 or the substructures B1 located there, B2 was done contamination detection.
  • an interferometric measurement based on the actual useful structure A is used to correct the obtained measurement results in step S270 on the basis of a model parameter P determined in step S260, which is, in particular, the layer thickness h of the contamination can act.
  • the determination of the model parameter P again takes place on the basis of the interferometric measurement carried out on the basis of the control area or the substructures B1, B2 therewith (step S220), the measurement results obtained therefrom in step S230 with a wave front for area calculated model-based in step S240 B are compared.
  • the model parameter P (S260) and the model-based calculated wavefront for the region A (S250) provide the correction of the measurement results in step S270.
  • FIGS. 3b and 4 show exemplary possible configurations of an interferometric measuring arrangement using a CGFI according to the invention (shown schematically in FIGS. 3b and 4b in each case and labeled "320" and "420", respectively).
  • Fig. 3a shows the basic structure of a Fizeau interferometer.
  • the illumination radiation generated by a light source (not shown) and emerging from the exit surface of an optical waveguide 301 passes through a beam splitter 310 as an input shaft 305 and passes through a collimator 335 and a Fizeau plate 325, whereupon the illumination radiation is directed to a CGH according to the invention 320 hits.
  • the CGH 320 generates, via its payload structure A located in a first region, a test wave with wavefront matched to the sol I form of the surface of the test piece 340, whereas a second (control) region 322 of the CGH 320 has the substructures B1, B2 in Littrow Reflection is used.
  • the incident on this Kontrol I Scheme 322 or Littrow grating light is thus reflected back into itself and interferes with the light reflected at the Fizeau plate 325 with the result that after reflection at the beam splitter 310 on the basis of an eyepiece 350 to the interferometer 360 radiation can be determined both for the substructures located in the control area of the CGH and for the actual useful structure of the CGH 320.
  • the useful structure A generates only one wave in transmission and the region comprising the substructures B1, B2 only one wave in reflection. However, it remains ensured that the waves emanating from the control area or the substructures B1, B2 are also detected and measured in the interferometer setup
  • FIG. 4a shows a further possible configuration of an interferometric measurement setup, in which analogous or essentially functionally identical components with reference numbers increased by "100" are designated.
  • the control area 422 on the CGH 420 according to the invention is not limited to (Littrow) Reflection but also in transmission or for diffraction in the direction of a reference mirror 431 used.
  • the light reflected at the substructures B1, B2 of the control area of the CGH 420 thus interferes with light which has been diffracted in two transmissions by these substructures B1, B2 and reflected at the reference mirror 431.
  • the grating structure located on the CGH 420 (to the extent analogous to the conventional configuration described above with reference to FIG. 6) is encoded in a complex manner, so that in contrast to the embodiment of FIG. 3 a, the substructures B1 and B2 according to the invention formed in the example of Fig. 4a-4b doubly complex coded carrier grid.
  • FIG. 5a-5b show schematic representations to illustrate a concrete embodiment of a CGH 520 according to the invention.
  • FIG. 5a corresponds to an enlarged detail from FIG. 4a and shows two different, mutually remote regions or substructures of one in the middle part Control area 522 on the CGH 520.
  • the complex coding comprises two basic gratings with grating periods of 478 lines / mm and 1373 lines / mm, respectively, taking advantage of this complex coding a Littrow reflection at 478 lines / mm and a double transmission at 1373 lines / mm takes place.
  • superimposition of the substructures according to the invention takes place on this basic grid, which is complexly coded over the entire control range of the CGH 520, as additional functionality, which in the present case is realized by superposition of a third grid having a period of 547 lines / mm or 774 lines / mm.
  • the substructure shown on the right is comparatively finer in comparison with the substructure shown on the left (corresponding to the period of 547 lines / mm) and represents an effectively larger one Surface ready as an attack surface for contamination.

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Abstract

The invention relates to a computer-generated hologram (CGH) and a method for characterising the surface form of an optical element. In accordance with one aspect a CGH has a first region (121, 321, 421) having a useful structure (A) and a second region (122, 322, 422), which is spatially separate from said first region (121, 321, 421), the second region forming a monitoring region for detecting contamination forming on the CGH (120, 320, 420, 520).

Description

Computer-generiertes Hologramm (CGH) sowie  Computer generated hologram (CGH) as well
Verfahren zur Charakterisierung der  Method for characterizing the
Oberflächenform eines optischen Elements  Surface shape of an optical element
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patent- anmeldung DE 10 2018 209 175.7, angemeldet am 8. Juni 2018. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen. The present application claims the priority of German Patent Application DE 10 2018 209 175.7 filed on 8 June 2018. The content of this DE application is incorporated by reference into the present application text by "incorporation by reference".
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Computer-generiertes Hologramm (CGH) sowie ein Verfahren zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements. The invention relates to a computer-generated hologram (CGH) and to a method for characterizing the surface shape of an optical element.
Stand der Technik State of the art
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD’s, angewendet. Der Mikro- lithographieprozess 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) proji- ziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Sub- strats zu übertragen. In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellen- längen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Kom- ponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus US 2016/0085061 A1 bekannt, können bei- spielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.55 aufweisen und bilden ein (z.B. ringsegmentförmiges) Objektfeld in die Bild- ebene bzw. Waferebene ab. Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus, which has an illumination device and a projection objective. In this case, the image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is projected onto a photosensitive layer (photoresist) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective (eg, a silicon wafer) to project the mask structure onto the photosensitive layer Transfer coating of the substrate. In projection lenses designed for the EUV sector, ie at wavelengths of, for example, about 13 nm or about 7 nm, mirrors are used as optical components for the imaging process because of the lack of availability of suitable light-transmissive refractive materials. Typical projection lenses designed for EUV, for example as known from US 2016/0085061 A1, can have, for example, an image-side numerical aperture (NA) in the range of NA = 0.55 and form an object field (eg ring segment-shaped) in the image plane or wafer plane from.
Mit der Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) geht typischer- weise eine Vergrößerung der erforderlichen Spiegelflächen der in der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Spiegel einher. Dies hat wiederum zur Folge, dass neben der Fertigung auch die Prüfung der Oberflächenform der Spiegel eine anspruchsvolle Herausforderung darstellt. Increasing the image-side numerical aperture (NA) typically involves an increase in the required mirror surfaces of the mirrors used in the projection exposure apparatus. This in turn means that in addition to the production and the examination of the surface shape of the mirror is a challenging challenge.
Hierbei kommen zur hochgenauen Prüfung der Spiegel insbesondere inter- ferometrische Messverfahren unter Verwendung Computer-generierter Holo- gramme (CGH) zum Einsatz. Dabei ist es u.a. auch bekannt, in ein- und das- selbe CGH zusätzlich zu der für die eigentliche Prüfung benötigten Funktionali- tät (d.h. der entsprechend der Spiegelform ausgelegten CGH-Struktur zur Formung der mathematisch der Prüflingsform entsprechenden Wellenfront) wenigstens eine weitere „Kalibrierfunktionalität“ zur Bereitstellung einer zur Kalibrierung bzw. Fehlerkorrektur dienenden Referenzwellenfront einzukodie- ren. In particular, interferometric measuring methods using computer-generated holograms (CGH) are used for the high-precision testing of the mirrors. It is u.a. It is also known that in one and the same CGH, in addition to the functionality required for the actual test (ie the CGH structure designed in accordance with the mirror shape for shaping the wavefront mathematically corresponding to the test piece shape), at least one further "calibration functionality" for providing a To encode for calibration or error correction serving reference wavefront.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Auf- baus einer interferometrischen Prüfanordnung zur Prüfung eines Spiegels. 6 shows a schematic representation for explaining the possible structure of an interferometric test arrangement for testing a mirror.
Gemäß Fig. 6 tritt die von einer (nicht dargestellten) Lichtquelle erzeugte und aus der Austrittsfläche eines Lichtwellenleiters 601 austretende Beleuchtungs- Strahlung als Eingangswelle 605 mit einer sphärischen Wellenfront aus, durch- läuft einen Strahlteiler 610 und trifft anschließend auf ein komplex kodiertes CGH 620. Das CGH 620 erzeugt in Transmission im Beispiel gemäß seiner komplexen Kodierung aus der Eingangswelle 605 insgesamt vier Ausgangs- wellen, von denen eine Ausgangswelle als Prüfwelle auf die Oberfläche des Testobjekts in Form eines Spiegels 640 mit einer an die Sollform der Ober- fläche dieses Spiegels 640 angepassten Wellenfront auftrifft. Des Weiteren er- zeugt das CGH 620 aus der Eingangswelle 605 in Transmission drei weitere Ausgangswellen, von denen jede auf jeweils ein weiteres reflektives optisches Element 631 , 632 bzw. 633 trifft. Mit„635“ ist ein Shutter bezeichnet. Das CGH 620 dient auch zur Überlagerung der vom Testobjekt bzw. Spiegel 640 reflek- tierten Prüfwelle sowie der von den Elementen 631-633 reflektierten Refe- renzwellen, welche als konvergente Strahlen wieder auf den Strahlteiler 610 treffen und von diesem in Richtung einer als CCD-Kamera ausgelegten Inter- ferometerkamera 660 reflektiert werden, wobei sie ein Okular 650 durchlaufen. Die Interferometerkamera 660 erfasst ein durch die interferierenden Wellen er- zeugtes Interferogramm, aus welchem über eine (nicht dargestellte) Aus- werteeinrichtung die tatsächliche Form der optischen Oberfläche des Test- objekts 640 bestimmt wird. According to FIG. 6, the illumination radiation produced by a light source (not shown) and emerging from the exit face of an optical waveguide 601 emerges as an input shaft 605 with a spherical wavefront, passes through a beam splitter 610 and subsequently strikes a complex coded one CGH 620. The CGH 620 generates in transmission in the example according to its complex coding from the input shaft 605 a total of four output waves, of which an output wave as a test wave on the surface of the test object in the form of a mirror 640 with one to the desired shape of the surface this mirror hits 640 matched wavefront. In addition, the CGH 620 generates three further output waves from the input shaft 605 in transmission, each of which encounters a respective reflective optical element 631, 632 and 633, respectively. With "635" is called a shutter. The CGH 620 also serves to superimpose the test wave reflected by the test object or mirror 640 as well as the reference waves reflected by the elements 631-633, which again strike the beam splitter 610 as convergent beams and from there in the direction of a CCD. Camera-oriented interferometer camera 660, wherein they pass through an eyepiece 650. The interferometer camera 660 detects an interferogram generated by the interfering waves, from which the actual shape of the optical surface of the test object 640 is determined via an evaluation device (not shown).
Dabei ist eine Kenntnis des Gitterprofils des bei der interferometrischen Messung eingesetzten CGH sowie die Vorhersage etwaiger Änderungen dieses Gitterprofils erforderlich, um bei Feststellung einer Phasenabweichung in dem interferometrischen Messaufbau eindeutig unterscheiden zu können, ob diese Phasenabweichung auf vorhandene Fehler auf dem CGH oder auf der zu messenden Fläche zurückzuführen ist. Knowledge of the grating profile of the CGH used in the interferometric measurement as well as the prediction of any changes in this grating profile is required in order to be able to clearly distinguish, if a phase deviation is detected in the interferometric measurement setup, if this phase deviation is due to existing errors on the CGH or on the CGH Area is due.
Hierbei tritt in der Praxis das Problem auf, dass Änderungen des Gitterprofils auch durch Kontamination mit z.B. Kohlenwasserstoffen hervorgerufen werden können, wobei etwa in Vakuumanlagen Kontaminationen beispielsweise durch Fette vorhanden sein können. Bei Messungen in Atmosphäre kann sich an der Oberfläche des CGH z.B. ein Wasserfilm mit variierender Dicke ausbilden. Here, in practice, the problem arises that changes in the grating profile may also be caused by contamination with e.g. Hydrocarbons can be caused, for example, in vacuum systems contaminants may be present for example by fats. For measurements in the atmosphere, the surface of the CGH may be e.g. form a water film of varying thickness.
Fig. 7 zeigt in lediglich schematischer und stark vereinfachter Darstellung ein CGH 720 mit einer auf einer Gitterstruktur 821 befindlichen Kontaminations- Schicht 722. Die in Fig. 7 angedeutete homogene Flächenkontamination führt auch im Falle einer weitgehenden Übereinstimmung der Brechzahlen von Kon- taminationsschicht 722 einerseits und Gitterstruktur 721 bzw. CGFI-Substrat andererseits zu einer Änderung des optisch wirksamen Gitterprofils infolge effektiver Verschmälerung der in der Gitterstruktur 721 befindlichen Täler. FIG. 7 shows, in a merely schematic and greatly simplified representation, a CGH 720 with a contamination matrix located on a lattice structure 821. Layer 722. The homogeneous area contamination indicated in FIG. 7 also results in a change in the optically effective grating profile due to effective narrowing in the grating structure 721, even if the refractive indices of contamination layer 722 on the one hand and grating structure 721 or CGFI substrate match substantially located valleys.
Die hochgenaue Ermittlung des Gitterprofils des CGFI stellt eine zunehmend anspruchsvolle Herausforderung dar, da in gegenwärtigen und künftigen Messanordnungen eine Reproduzierbarkeit in der Größenordnung von 0.1 nm über einen Zeitraum von 1 Jahr (entsprechend der maximal zulässigen Änderung des Messergebnisses bei identischem Prüfling) gefordert sein kann. Das Problem einer hochgenauen Charakterisierung des C G H -G itte rprof i Is wird dadurch erschwert, dass eine vorübergehende Entnahme des CGFI aus der interferometrischen Prüfanordnung im Hinblick auf die zu gewährleistende hohe Reproduzierbarkeit sowie auch aus Zeitgründen nicht wünschenswert ist. The highly accurate determination of the grating profile of the CGFI presents an increasingly challenging challenge, since in present and future measurement arrangements a reproducibility on the order of 0.1 nm over a period of 1 year (corresponding to the maximum permissible change of the measurement result with identical test specimen) may be required. The problem of a high-precision characterization of the C G H gene rprof i Is is made difficult by the fact that a temporary removal of the CGFI from the interferometric test arrangement in view of the high reproducibility to be ensured and also for reasons of time is not desirable.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2015 209 490 A1 , DE 10 2012 217 800 A1 sowie US 2006/0274325 verwiesen. For the state of the art, reference is merely made by way of example to DE 10 2015 209 490 A1, DE 10 2012 217 800 A1 and US 2006/0274325.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Vor dem obigen Flintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Computer-generiertes Hologramm (CGH) sowie ein Verfahren zur Charak- terisierung der Oberflächenform eines optischen Elements bereitzustellen, welche in einer interferometrischen Prüfanordnung eine erhöhte Mess- genauigkeit unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen. Against the above background, it is an object of the present invention to provide a computer-generated hologram (CGH) and a method of characterizing the surface shape of an optical element which, in an interferometric test set, provides increased measurement accuracy while at least partially avoiding the above allow described problems.
Diese Aufgabe wird durch das Computer-generierte Hologramm (CGH) gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. das Verfahren gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 11 gelöst. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Computer-generiertes Holo- gramm (CGH), insbesondere zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements einer mikrolithographi- schen Projektionsbelichtungsanlage auf: This object is achieved by the computer-generated hologram (CGH) according to the features of independent patent claim 1 and the method according to the features of independent patent claim 11. According to one aspect of the invention, a computer-generated hologram (CGH), in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, has:
- einen wenigstens eine Nutzstruktur aufweisenden ersten Bereich; und - A first area having at least one Nutzstruktur; and
- einen von diesem ersten Bereich räumlich separierten zweiten Bereich;a second area spatially separated from this first area;
- wobei dieser zweite Bereich einen Kontrollbereich zur Detektion einer sich auf dem CGH ausbildenden Kontamination bildet. - This second area forms a control area for detecting a forming on the CGH contamination.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Bereich zwei räumlich von- einander separierte Substrukturen auf, wobei sich diese Substrukturen hin- sichtlich der Kontaminationsabhängigkeit ihrer Phasenwirkung auf im Betrieb auf das CGH auftreffendes Licht voneinander unterscheiden. According to one embodiment, the second region has two spatially separated substructures, wherein these substructures differ from one another with regard to the contamination dependency of their phase effect on light incident on the CGH during operation.
Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich diese Substrukturen hin- sichtlich des Flankenanteils, welcher für jede der Substrukturen jeweils als Quotient aus der mit einem Flankenwinkel von wenigstens 80° strukturbelegten Fläche und der gesamten strukturbelegten Fläche definiert ist, um wenigstens 30%, bezogen auf den jeweils größeren Wert, voneinander. According to one embodiment, these substructures differ with regard to the edge portion, which is defined for each of the substructures in each case as a quotient of the area structured with a flank angle of at least 80 ° and the total area occupied by the structure, by at least 30% relative to the larger one Value, from each other.
Die Erfindung betrifft weiter ein computer-generiertes Hologramm (CGH), ins- besondere zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektions- belichtungsanlage, mit The invention further relates to a computer-generated hologram (CGH), in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, with
- einem wenigstens eine Nutzstruktur aufweisenden ersten Bereich; und - A first area having at least one Nutzstruktur; and
- einem von diesem ersten Bereich räumlich separierten zweiten Bereich;a second area spatially separated from this first area;
- wobei der zweite Bereich zwei räumlich voneinander separierte Substruktu- ren aufweist, wobei sich diese Substrukturen hinsichtlich des Flanken- anteils, welcher für jede der Substrukturen jeweils als Quotient aus der mit einem Flankenwinkel von wenigstens 80° strukturbelegten Fläche und der gesamten strukturbelegten Fläche definiert ist, um wenigstens 30%, bezogen auf den jeweils größeren Wert, voneinander unterscheiden. - wherein the second region has two spatially separated substructures, wherein these substructures with respect to the edge portion, which for each of the substructures in each case as a quotient of the surface with a flank angle of at least 80 ° structure occupied and total structural area is defined to differ from each other by at least 30%, based on the respective larger value.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, zur Detektion und Überwachung einer auf einem CGH befindlichen Kontamination einen von der eigentlichen Nutzstruktur räumlich separierten Kontrol Ibereich bereitzustellen, welcher seinerseits über die in der interferometrischen Prüfanordnung durch- geführte Wellenfrontmessung einen Rückschluss auf die besagte Kontaminati- on erlaubt. In particular, the invention is based on the concept of providing a control region which is spatially separated from the actual useful structure for detection and monitoring of a contamination located on a CGH, which in turn allows the wavefront measurement carried out in the interferometric test arrangement to be traced back to the said contamination ,
Hierbei geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass eine Sensitivität des CGH bzw. der durch das CGH in der Prüfanordnung gelieferten Messergebnis- se im Hinblick auf Kontaminationen dadurch variiert werden kann, dass aus- gehend von der vorstehend diskutierten schematischen Darstellung von Fig. 7 der Flankenanteil bzw. die zwischen Bergen und Tälern der Gitterstruktur be- findliche und als Angriffsfläche für die Kontamination wirkende Flankenfläche variiert wird. Indem nun in besagtem Kontrollbereich auf einem erfindungs- gemäßen CGH zwei Bereiche bzw. Substrukturen bereitgestellt werden, welche sich hinsichtlich dieser Flankenfläche voneinander unterscheiden, wird erreicht, dass diese Bereiche auf eine sich auf dem CGH ausbildende Konta- mination unterschiedlich reagieren und über die dementsprechend veränderte Phasenwirkung die eindeutige Detektion der betreffenden Kontamination er- möglichen. In this case, the invention is based on the consideration that a sensitivity of the CGH or the measurement results provided by the CGH in the test arrangement can be varied with regard to contamination, based on the schematic representation of FIG. 7 discussed above the flank proportion or the flank area acting between mountains and valleys of the lattice structure and acting as a contact surface for the contamination is varied. By now providing two regions or substructures on a CGH according to the invention in said control region which differ from each other with regard to this flank surface, it is achieved that these regions react differently to a contamination forming on the CGH and change accordingly Phase effect enables the clear detection of the relevant contamination.
Konkret macht sich die Erfindung den Umstand zu Nutze, dass ein im Kontrol I- bereich befindlicher Bereich in Form einer vergleichsweise feineren Substruktur mit insgesamt größerer Gesamtfläche der zwischen Bergen und Tälern befind- lichen Flankenbereiche aufgrund der effektiv größeren Angriffsfläche für Kon- tamination eine vergleichsweise stärkere Sensitivität der Phasenwirkung auf Kontamination besitzt als ein zweiter Bereich mit vergleichsweise gröberer Substruktur. Hierbei ist zu beachten, dass ungeachtet der im Kontrollbereich des erfindungsgemäßen CGH vorhandenen unterschiedlichen Substrukturen inso- fern eine„übereinstimmende Grundfunktionalität“ für den Kontrollbereich bzw. die unterschiedlichen Substrukturen vorliegt, als gewährleistet bleibt, dass auch die von dem Kontrollbereich bzw. besagten Substrukturen ausgehenden Wellen im Interferometeraufbau erfasst und vermessen werden. Diese„über- einstimmende Grundfunktionalität“ kann in Ausführungsformen der Erfindung insbesondere dadurch erreicht werden, dass eine Übereinstimmung in der Gitterperiode oder in einer der mehrfach kodierten Gitterperioden vorliegt. In weiteren Ausführungsformen kann besagte„übereinstimmende Grundfunktio- nalität“ auch dadurch erreicht werden, dass die im Kontrollbereich vorhandene, die Substrukturen umfassende Struktur so ausgelegt ist, dass zumindest ein Teil des einfallenden Lichts (entsprechend der Littrow-Bedingung) in die Ein- fallsrichtung zurückgebeugt wird. Specifically, the invention makes use of the circumstance that an area located in the control region in the form of a comparatively finer substructure with an overall greater total area of the flank areas located between mountains and valleys has a comparatively stronger due to the effectively larger area of attack for contamination Sensitivity of the phase effect to contamination has as a second region with a comparatively coarser substructure. It should be noted here that regardless of the different substructures present in the control area of the CGH according to the invention, there is a "matching basic functionality" for the control area or the different substructures, as it is ensured that the waves originating from the control area or said substructures remain unchanged be detected and measured in the interferometer. In embodiments of the invention, this "matching basic functionality" can be achieved in particular in that there is a match in the grating period or in one of the multiple-coded grating periods. In further embodiments, said "matching basic functionality" can also be achieved by designing the structure comprising the substructures in the control area such that at least a part of the incident light (in accordance with the Littrow condition) is bent back in the direction of incidence becomes.
Mit anderen Worten bleibt auch für die erfindungsgemäß in einem separaten Kontrollbereich vorhandenen, unterschiedlich kontaminationssensitiven Sub- strukturen die prinzipielle Hauptfunktionalität des CGH bestehen, da diese Substrukturen lediglich den Zweck haben, unterschiedlich auf Kontamination zu reagieren und eine diesbezügliche Berücksichtigung in den letztlich in der interferometrischen Prüfanordnung erhaltenen Messergebnissen zu ermögli- chen. In other words, the principal principal functionality of the CGH also remains for the differently contamination-sensitive substructures present in a separate control area, since these substructures merely have the purpose of reacting differently to contamination and a consideration in this respect in the interferometric test arrangement to obtain the results of the measurements.
Infolge der Existenz von wenigstens zwei unterschiedlich kontaminations- sensitiven Bereichen auf dem erfindungsgemäßen CGH ist es dabei auch möglich, kontaminationsbedingte Änderungen des Messsignals von Signal- änderungen, welche z.B. aus Lagetoleranzen der unterschiedlichen optischen Elemente resultieren können, zuverlässig zu unterscheiden. Due to the existence of at least two different contamination-sensitive areas on the CGH according to the invention, it is also possible to detect changes in the measurement signal due to contamination caused by signal changes, e.g. may result from positional tolerances of the different optical elements to distinguish reliably.
Gemäß einer Ausführungsform gehen die Substrukturen hinsichtlich des Flankenanteils sukzessive ineinander über. Gemäß einer Ausführungsform ist das Computer-generierte Hologramm (CGH) dazu ausgelegt, zusätzlich zu einer Prüfwelle eine Referenzwelle zur inter- ferometrischen Überlagerung mit der Prüfwelle nach Reflexion der Referenz- welle an einem Referenzspiegel zu erzeugen. According to one embodiment, the substructures successively merge with respect to the edge portion. According to one embodiment, the computer-generated hologram (CGH) is designed to generate, in addition to a test wave, a reference wave for interferometric superposition with the test wave after reflection of the reference wave at a reference mirror.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Computer-generierte Hologramm (CGH) zur Bereitstellung der Referenzwelle eine komplexe Kodierung auf. According to one embodiment, the computer-generated hologram (CGH) for providing the reference wave has a complex coding.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Bereich eine in ihrer Gitter- periode mit der Nutzstruktur übereinstimmende Grundstruktur auf. According to one embodiment, the second region has a basic structure which corresponds in its lattice period to the useful structure.
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Bereich eine als Littrow-Gitter ausgestaltete Grundstruktur auf. According to one embodiment, the second region has a basic structure designed as a Littrow grating.
Die Erfindung betrifft weiter eine interferometrische Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Prüfanordnung ein Computer-generiertes Hologramm aufweist und wobei eine Prüfung zumin- dest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Über- lagerung einer von diesem Computer-generierten Hologramm auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist, wobei das Computer-generiertes Hologramm gemäß den vorstehend beschriebenen Merkmalen ausgelegt ist. The invention further relates to an interferometric test arrangement for testing an optical element, in particular an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, wherein the test arrangement comprises a computer-generated hologram and wherein a test at least a partial surface of the optical element by interferometric superimposition of one of these Computer-generated hologram on the optical element steered test shaft and a reference wave is feasible, wherein the computer-generated hologram is designed according to the features described above.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Charakterisierung der Ober- flächenform eines optischen Elements, unter Verwendung einer interferometri- schen Prüfanordnung, wobei diese Prüfanordnung ein Computer-generiertes Hologramm mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist. The invention further relates to a method for characterizing the surface form of an optical element, using an interferometric test arrangement, this test arrangement having a computer-generated hologram with the features described above.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren die Schritte auf: According to one embodiment, the method comprises the steps:
Ermitteln eines Modellparameters auf Basis einer anhand des Kontroll- bereichs des CGH durchgeführten interferometrischen Messung; und Korrigieren von bei interferometrischer Messung anhand des die Nutz- struktur aufweisenden ersten Bereichs des CGH erhaltenen Messergeb- nissen auf Basis dieses Modellparameters. Determining a model parameter based on an interferometric measurement based on the control area of the CGH; and Correction of interferometric measurement on the basis of the useful structure having the first portion of the CGH obtained measurement results based on this model parameter.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Ermitteln des Modellparameters auf Basis eines Vergleichs einer für den Kontrollbereich des CGH modellbasiert berechneten Wellenfront mit bei interferometrischer Messung anhand des Kontrollbereichs des CGH in der Prüfanordnung erhaltenen Messergebnissen. According to one embodiment, the determination of the model parameter takes place on the basis of a comparison of a wavefront calculated model-based for the control region of the CGH with measurement results obtained in the case of interferometric measurement based on the control region of the CGH in the test arrangement.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Es zeigen: Show it:
Figur 1-5 schematische Darstellungen zur Erläuterung beispielhafter Figure 1-5 are schematic representations to illustrate exemplary
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;  Embodiments of the present invention;
Figur 6 eine schematische Darstellung eines möglichen Aufbaus einer interferometrischen Prüfanordnung; Figure 6 is a schematic representation of a possible construction of an interferometric test arrangement;
Figur 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines bei Ein- satz eines CGHs in einer interferometrischen Prüfanordnung auftretenden möglichen Problems; FIG. 7 shows a schematic illustration for explaining a possible problem occurring when using a CGH in an interferometric test arrangement;
Figur 8 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER Figure 8 is a schematic representation of a designed for operation in the EUV projection exposure system. DETAILED DESCRIPTION PREFERRED
AUSFÜHRUNGSFORMEN  EMBODIMENTS
Fig. 8 zeigt zunächst eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren prüfbare Spiegel aufweist. FIG. 8 initially shows a schematic representation of an exemplary projection exposure apparatus designed for operation in the EUV, which has mirrors that can be tested using a method according to the invention.
Gemäß Fig. 8 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgeleg- ten Projektionsbelichtungsanlage 10 einen Feldfacettenspiegel 3 und einen Pupillenfacettenspiegel 4 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 3 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 1 und einen Kollektor- spiegel 2 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 4 sind ein erster Teleskopspiegel 5 und ein zweiter Teleskopspiegel 6 angeord- net. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 7 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 21 -26 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objekt- feldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 31 auf einem Maskentisch 30 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be- schichtetes Substrat 41 auf einem Wafertisch 40 befindet. According to FIG. 8, a lighting device in a projection exposure apparatus 10 designed for EUV has a field facet mirror 3 and a pupil facet mirror 4. On the field facet mirror 3, the light of a light source unit, which comprises a plasma light source 1 and a collector mirror 2, directed. In the light path after the pupil facet mirror 4, a first telescope mirror 5 and a second telescope mirror 6 are arranged. A deflecting mirror 7, which directs the radiation impinging on it onto an object field in the object plane of a projection objective comprising six mirrors 21-26, is arranged downstream of the light path. At the location of the object field, a reflective structure-carrying mask 31 is arranged on a mask table 30 which is imaged with the aid of the projection lens into an image plane in which a photosensitive layer (photoresist) -coated substrate 41 is located on a wafer table 40 ,
Bei dem in einer interferometrischen Prüfanordnung (z.B. mit dem anhand von Fig. 6 bereits beschriebenen Aufbau) und unter Verwendung eines erfindungs- gemäßen CGHs geprüften optischen Element kann es sich z.B. um einen be- liebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage 10 handeln. For example, in the case of the optical element tested in an interferometric test set-up (e.g., the structure already described with reference to Figure 6) and the optical element tested using a CGH according to the invention, it may be e.g. to act on any mirror of the projection exposure system 10.
Im Weiteren werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Abbildungen in Fig. 1-5 beschrieben. Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the schematic figures in Figs. 1-5.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus und der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen CGHs 120. Das CGH 120 weist, wie in Fig. 1 in stark vereinfachter Weise dargestellt, zu sätzlich zu einem die eigentliche Nutzstruktur A zur Erzeugung der Prüfwelle bei der interferometrischen Messung umfassenden ersten Bereich 121 einen hiervon räumlich getrennten zweiten Bereich 122 auf, welcher als Kontroll- bereich zur Detektion einer sich auf dem CGH 120 ausbildenden Kontaminati- on dient. 1 shows a schematic representation for explaining the basic structure and the mode of operation of a CGH 120 according to the invention. The CGH 120 has, as shown in a highly simplified manner in FIG. 1, in addition to a first area 121 comprising the actual useful structure A for generating the test wave in the interferometric measurement, a second area 122 spatially separate therefrom, which serves as a control area for detecting a contamination forming on the CGH 120.
Um die von dem Kontrollbereich 122 in der interferometrischen Prüfanordnung ausgehenden Wellen ebenfalls bei der interferometrischen Messung erfassen zu können, stimmt die Gitterperiode der im Kontrollbereich 122 befindlichen Gitterstruktur (Grundstruktur B) mit derjenigen der Nutzstruktur A überein. Um jedoch erfindungsgemäß innerhalb des Kontrollbereichs 122 eine kontaminati- onssensitive Funktionalität bereitzustellen, sind in besagtem Kontrollbereich 122 wie im Weiteren beschrieben wenigstens zwei voneinander verschiedene Substrukturen B1 und B2 vorhanden. In order to be able to detect the waves emanating from the control area 122 in the interferometric test arrangement likewise in the interferometric measurement, the grating period of the grating structure (basic structure B) located in the control area 122 coincides with that of the user structure A. However, in order to provide a contamination-sensitive functionality within the control region 122 according to the invention, at least two mutually different substructures B1 and B2 are present in said control region 122 as described below.
Die erfindungswesentliche Wirkung dieser Substrukturen B1 und B2 ist dabei, dass infolge der voneinander verschiedenen Sensitivitäten der Substrukturen B1 und B2 gegenüber einer sich auf dem CGH 120 bzw. dem Kontrollbereich 122 ausbildenden Kontamination eine eindeutige (z.B. von Lagetoleranzen der optischen Elemente unterscheidbare) Detektion der betreffenden Kontaminati- on ermöglicht wird. The essential effect of these substructures B1 and B2 is that, as a result of the different sensitivities of the substructures B1 and B2 compared to a contamination forming on the CGH 120 or the control region 122, an unambiguous detection of the relevant (eg, positional tolerances of the optical elements) Contamination is made possible.
Mit anderen Worten reagieren die Bereiche B1 und B2 unterschiedlich auf Kontamination, was sich im schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 dadurch äußert, dass die vergleichsweise feinere Substruktur B2 im Vergleich zur Substruktur B1 eine effektiv größere Oberfläche bildet und damit eine entsprechend größere Angriffsfläche für Kontamination darstellt mit der Folge, dass auch die Abhängigkeit der Phasenwirkung von der Kontamination bei der eigentlichen interferometrischen Messung (wie in dem im unteren Ab- schnitt von Fig. 1 dargestellten Diagramm erkennbar) unterschiedlich ist. Als quantitatives Kriterium zur Beschreibung der vorstehend genannten Ober- flächenvariation zwischen den Substrukturen B1 und B2 kann insbesondere die für die betreffenden Bereiche gebildete effektive Flankenfläche herangezo- gen werden, wobei wiederum als„Flanke“ diejenigen Wandungsbereiche mit einer Steigung größer als 80° angesehen werden können. Dabei ändert sich die so definierte Flankenfläche zwischen den Substrukturen B1 und B2 vor- zugsweise um wenigstens 30% (bezogen auf den jeweils größeren Wert). In other words, the regions B1 and B2 react differently to contamination, which manifests itself in the schematically illustrated exemplary embodiment of FIG. 1 in that the comparatively finer substructure B2 forms an effectively larger surface compared to the substructure B1 and thus a correspondingly larger attack surface for contamination represents with the result that the dependence of the phase effect of the contamination in the actual interferometric measurement (as in the diagram shown in the lower section of FIG. 1) is different. As a quantitative criterion for describing the aforementioned surface variation between the substructures B1 and B2, it is possible in particular to use the effective flank surface formed for the relevant regions, whereby those wall regions with a slope greater than 80 ° can again be regarded as the "flank" , In this case, the flank surface thus defined between the substructures B1 and B2 preferably changes by at least 30% (based on the respective larger value).
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer möglichen Vorgehens- weise zur Korrektur der bei der interferometrischen Messung anhand der im ersten Bereich 121 des CGFIs 120 befindlichen Nutzstruktur A erhaltenen Messergebnisse mit Hilfe der mit Hilfe des Kontrollbereichs 122 bzw. der dort befindlichen Substrukturen B1 , B2 erfolgten Kontaminationsdetektion. 2 shows a flow chart for explaining a possible procedure for correcting the measurement results obtained in the interferometric measurement on the basis of the useful structure A located in the first region 121 of the CGFI 120 with the aid of the control region 122 or the substructures B1 located there, B2 was done contamination detection.
Gemäß Fig. 2 erfolgt nach interferometrischer Messung anhand der eigentlichen Nutzstruktur A (Schritt S210) eine Korrektur der erhaltenen Mess- ergebnisse im Schritt S270 auf Basis eines im Schritt S260 bestimmten Modell- parameters P, bei welchem es sich insbesondere um die Schichtdicke h der Kontamination handeln kann. Die Bestimmung des Modellparameters P erfolgt wiederum basierend auf der anhand des Kontrollbereichs bzw. der dort befind- lichen Substrukturen B1 , B2 durchgeführten interferometrischen Messung (Schritt S220), wobei die hieraus erhaltenen Messergebnisse im Schritt S230 mit einer im Schritt S240 modellbasiert berechneten Wellenfront für Bereich B verglichen werden. Der Modellparameter P (S260) und die modellbasiert berechnete Wellenfront für den Bereich A (S250) liefern die Korrektur der Messergebnisse im Schritt S270. According to FIG. 2, an interferometric measurement based on the actual useful structure A (step S210) is used to correct the obtained measurement results in step S270 on the basis of a model parameter P determined in step S260, which is, in particular, the layer thickness h of the contamination can act. The determination of the model parameter P again takes place on the basis of the interferometric measurement carried out on the basis of the control area or the substructures B1, B2 therewith (step S220), the measurement results obtained therefrom in step S230 with a wave front for area calculated model-based in step S240 B are compared. The model parameter P (S260) and the model-based calculated wavefront for the region A (S250) provide the correction of the measurement results in step S270.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen beispielhafte mögliche Konfigurationen einer inter- ferometrischen Messanordnung unter Einsatz eines erfindungsgemäßen (je- weils in Fig. 3b und Fig. 4b schematisch dargestellten und mit„320“ bzw.„420“ bezeichneten) CGFI. Fig. 3a zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Fizeau-Interferometers. Dabei tritt die von einer (nicht dargestellten) Lichtquelle erzeugte und aus der Austritts- fläche eines Lichtwellenleiters 301 austretende Beleuchtungsstrahlung als Ein- gangswelle 305 durch einen Strahlteiler 310 und durchläuft einen Kollimator 335 sowie eine Fizeau-Platte 325, woraufhin die Beleuchtungsstrahlung auf ein erfindungsgemäßes CGH 320 auftrifft. Das CGH 320 erzeugt über seine in einem ersten Bereich befindliche Nutzstruktur A eine Prüfwelle mit an die Sol I- form der Oberfläche des Prüflings 340 angepasster Wellenfront, wohingegen ein die Substrukturen B1 , B2 aufweisender zweiter (Kontroll-) Bereich 322 des CGHs 320 in Littrow-Reflexion verwendet wird. Das an diesem Kontrol Ibereich 322 bzw. Littrow-Gitter auftreffende Licht wird somit in sich zurückreflektiert und interferiert mit dem an der Fizeau-Platte 325 reflektierten Licht mit der Folge, dass nach Reflexion an dem Strahlteiler 310 anhand der über ein Okular 350 zur Interferometerkamera 360 gelangenden Strahlung eine Phasenbestimmung sowohl für die im Kontrollbereich des CGHs befindlichen Substrukturen als auch für die eigentliche Nutzstruktur des CGHs 320 erfolgen kann. 3 and 4 show exemplary possible configurations of an interferometric measuring arrangement using a CGFI according to the invention (shown schematically in FIGS. 3b and 4b in each case and labeled "320" and "420", respectively). Fig. 3a shows the basic structure of a Fizeau interferometer. In this case, the illumination radiation generated by a light source (not shown) and emerging from the exit surface of an optical waveguide 301 passes through a beam splitter 310 as an input shaft 305 and passes through a collimator 335 and a Fizeau plate 325, whereupon the illumination radiation is directed to a CGH according to the invention 320 hits. The CGH 320 generates, via its payload structure A located in a first region, a test wave with wavefront matched to the sol I form of the surface of the test piece 340, whereas a second (control) region 322 of the CGH 320 has the substructures B1, B2 in Littrow Reflection is used. The incident on this Kontrol Ibereich 322 or Littrow grating light is thus reflected back into itself and interferes with the light reflected at the Fizeau plate 325 with the result that after reflection at the beam splitter 310 on the basis of an eyepiece 350 to the interferometer 360 radiation can be determined both for the substructures located in the control area of the CGH and for the actual useful structure of the CGH 320.
Anhand der Substrukturen B1 , B2 wird wiederum wie vorstehend unter Bezug- nahme auf Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben eine eindeutige Detektion der Konta- mination vorgenommen und zur Korrektur der anhand der Nutzstruktur A erziel- ten Messergebnisse verwendet. Gemäß Fig. 3 erzeugt die Nutzstruktur A nur eine Welle in Transmission und der die Substrukturen B1 , B2 umfassende Bereich nur eine Welle in Reflexion. Jedoch bleibt gewährleistet, dass auch die von dem Kontrollbereich bzw. den Substrukturen B1 , B2 ausgehenden Wellen im Interferometeraufbau erfasst und vermessen werden On the basis of the substructures B1, B2, in turn, as described above with reference to FIGS. 1 and 2, an unambiguous detection of the contamination is undertaken and used to correct the measurement results obtained on the basis of the user structure A. According to FIG. 3, the useful structure A generates only one wave in transmission and the region comprising the substructures B1, B2 only one wave in reflection. However, it remains ensured that the waves emanating from the control area or the substructures B1, B2 are also detected and measured in the interferometer setup
Fig. 4a zeigt eine weitere mögliche Konfiguration eines interferometrischen Messaufbaus, wobei zu Fig. 3a analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. FIG. 4a shows a further possible configuration of an interferometric measurement setup, in which analogous or essentially functionally identical components with reference numbers increased by "100" are designated.
Im Unterschied zu Fig. 3a wird bei dem Messaufbau von Fig. 4a der Kontroll- bereich 422 auf dem erfindungsgemäßen CGH 420 nicht nur in (Littrow-) Reflexion sondern auch in Transmission bzw. zur Beugung in Richtung eines Referenzspiegels 431 verwendet. Das an den Substrukturen B1 , B2 des Kontrollbereichs des CGHs 420 reflektierte Licht interferiert somit mit Licht, welches in zweifacher Transmission durch diese Substrukturen B1 , B2 gebeugt und am Referenzspiegel 431 reflektiert wurde. Zur Erzeugung der Referenz- welle ist die auf dem CGH 420 befindliche Gitterstruktur (insoweit analog zu der zuvor anhand von Fig. 6 beschriebenen herkömmlichen Konfiguration) komplex kodiert, so dass im Unterschied zu der Ausführungsform von Fig. 3a die erfindungsgemäßen Substrukturen B1 und B2 auf einem im Beispiel von Fig. 4a-4b zweifach komplex kodierten Trägergitter ausgebildet sind. In contrast to FIG. 3 a, in the measuring setup of FIG. 4 a, the control area 422 on the CGH 420 according to the invention is not limited to (Littrow) Reflection but also in transmission or for diffraction in the direction of a reference mirror 431 used. The light reflected at the substructures B1, B2 of the control area of the CGH 420 thus interferes with light which has been diffracted in two transmissions by these substructures B1, B2 and reflected at the reference mirror 431. In order to generate the reference wave, the grating structure located on the CGH 420 (to the extent analogous to the conventional configuration described above with reference to FIG. 6) is encoded in a complex manner, so that in contrast to the embodiment of FIG. 3 a, the substructures B1 and B2 according to the invention formed in the example of Fig. 4a-4b doubly complex coded carrier grid.
Fig. 5a-5b zeigen schematische Darstellungen zur Veranschaulichung eines konkreten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen CGHs 520. Dabei entspricht Fig. 5a im oberen Teil einem vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 4a und zeigt im mittleren Teil zwei unterschiedliche, voneinander entfernte Berei- che bzw. Substrukturen eines Kontrollbereichs 522 auf dem CGH 520. Die komplexe Kodierung umfasst zwei Grundgitter mit Gitterperioden von 478 Linien/mm bzw. 1373 Linien/mm, wobei unter Ausnutzung dieser komplexen Kodierung eine Littrow-Reflexion bei 478 Linien/mm und einer zweifache Transmission bei 1373 Linien/mm erfolgt. Zur Kontaminationsdetektion erfolgt auf diesem über den gesamten Kontrollbereich des CGH 520 komplex kodierten Grundgitter die Überlagerung der erfindungsgemäßen Substrukturen als zusätzliche Funktionalität, was vorliegend durch Überlagerung eines dritten Gitters mit einer Periode von 547 Linien/mm bzw. 774 Linien/mm realisiert ist. Wie im mittleren Teil von Fig. 5a angedeutet ist die rechts dargestellte Sub- struktur (entsprechend der Periode von 774 Linien/mm) gegenüber der links dargestellten Substruktur (entsprechend der Periode von 547 Linien/mm) ver- gleichsweise feiner und stellt eine effektiv größere Oberfläche als Angriffs- fläche für eine Kontamination bereit. 5a-5b show schematic representations to illustrate a concrete embodiment of a CGH 520 according to the invention. In the upper part, FIG. 5a corresponds to an enlarged detail from FIG. 4a and shows two different, mutually remote regions or substructures of one in the middle part Control area 522 on the CGH 520. The complex coding comprises two basic gratings with grating periods of 478 lines / mm and 1373 lines / mm, respectively, taking advantage of this complex coding a Littrow reflection at 478 lines / mm and a double transmission at 1373 lines / mm takes place. For contamination detection, superimposition of the substructures according to the invention takes place on this basic grid, which is complexly coded over the entire control range of the CGH 520, as additional functionality, which in the present case is realized by superposition of a third grid having a period of 547 lines / mm or 774 lines / mm. As indicated in the middle part of FIG. 5a, the substructure shown on the right (corresponding to the period of 774 lines / mm) is comparatively finer in comparison with the substructure shown on the left (corresponding to the period of 547 lines / mm) and represents an effectively larger one Surface ready as an attack surface for contamination.
Eine quantitative Betrachtung ausgehend von der schematischen Darstellung in Fig. 5b zeigt, dass anhand des erfindungsgemäßen Konzepts auch ver- gleichsweise geringe Kontaminationen bzw. Kontaminationsschichtdicken detektierbar sind. Während sich die Füllfaktoränderung berechnet als (b0-bi)/p, gilt für die Schichtdicke d=(b0-bi)/2, so dass für die Beziehung zwischen Schichtdicke und Füllfaktoränderung gilt: Schichtdicke = Füllfaktoränderung * p/2 A quantitative consideration, starting from the schematic illustration in FIG. 5b, shows that comparatively low contaminations or contamination layer thicknesses can also be determined on the basis of the inventive concept are detectable. While the filling factor change is calculated as (b 0 -bi) / p, the following applies to the layer thickness d = (b 0 -bi) / 2, so that the following applies to the relationship between layer thickness and fill factor change: Layer thickness = fill factor change * p / 2
Eine kontaminationsbedingte Füllfaktoränderung um den Faktor 0.005 ent- spricht somit einer Kontaminationsschichtdicke von 3nm bei Annahme einer mittleren Gitterperiode von p = 1.2pm, welches einem Signal in der Größe von 6nm in der interferometrischen Prüfanordnung entspricht. A contamination-related filling factor change by a factor of 0.005 thus corresponds to a contamination layer thickness of 3 nm assuming an average grating period of p = 1.2 pm, which corresponds to a signal in the size of 6 nm in the interferometric test arrangement.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alter- native Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungs- formen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äqui- valente beschränkt ist. While the invention has been described in terms of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention and that the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

Claims

Patentansprüche claims
1. Computer-generiertes Hologramm (CGH), insbesondere zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit Computer-generated hologram (CGH), in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, having
• einem wenigstens eine Nutzstruktur (A) aufweisenden ersten Bereich (121 , 321 , 421 ); und A first region (121, 321, 421) having at least one useful structure (A); and
• einem von diesem ersten Bereich (121 , 321 , 421 ) räumlich separier- ten zweiten Bereich (122, 322, 422), wobei dieser zweite Bereich einen Kontrollbereich zur Detektion einer sich auf dem CGH (120, 320, 420, 520) ausbildenden Kontamination bildet. A second area (122, 322, 422) spatially separated from this first area (121, 321, 421), this second area having a control area for detecting a CGH (120, 320, 420, 520) forming on the CGH Contamination forms.
2. Computer-generiertes Hologramm (CGH) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (122, 322, 422) zwei räumlich voneinander separierte Substrukturen (B1 , B2) aufweist, wobei sich diese Substrukturen (B1 , B2) hinsichtlich der Kontaminationsabhängigkeit ihrer Phasenwirkung auf im Betrieb auf das CGH (120, 320, 420, 520) auftref- fendes Licht voneinander unterscheiden. 2. Computer-generated hologram (CGH) according to claim 1, characterized in that the second region (122, 322, 422) has two spatially separated substructures (B1, B2), wherein these substructures (B1, B2) with respect to Distinguish the contamination dependence of their phase effect on in operation on the CGH (120, 320, 420, 520) incident light from each other.
3. Computer-generiertes Hologramm (CGH) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese Substrukturen (B1 , B2) hinsichtlich des Flankenanteils, welcher für jede der Substrukturen (B1 , B2) jeweils als Quotient aus der mit einem Flankenwinkel von wenigstens 80° struktur- belegten Fläche und der gesamten strukturbelegten Fläche definiert ist, um wenigstens 30%, bezogen auf den jeweils größeren Wert, voneinander unterscheiden. 3. Computer generated hologram (CGH) according to claim 2, characterized in that these substructures (B1, B2) with respect to the edge portion, which for each of the substructures (B1, B2) in each case as a quotient of the with a flank angle of at least 80th ° structurally defined area and the total structural area is defined by at least 30%, based on the respective larger value, differ from each other.
4. Computer-generiertes Hologramm (CGH), insbesondere zur Verwendung in einer interferometrischen Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit Computer-generated hologram (CGH), in particular for use in an interferometric test arrangement for testing an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, having
• einem wenigstens eine Nutzstruktur (A) aufweisenden ersten Bereich (121 , 321 , 421 ); und • einem von diesem ersten Bereich (121 , 321 , 421 ) räumlich separierten zweiten Bereich (122, 322, 422); A first region (121, 321, 421) having at least one useful structure (A); and A second area (122, 322, 422) spatially separated from said first area (121, 321, 421);
• wobei der zweite Bereich (122, 322, 422) zwei räumlich voneinander separierte Substrukturen (B1 , B2) aufweist, wobei sich diese Sub- strukturen (B1 , B2) hinsichtlich des Flankenanteils, welcher für jede der Substrukturen (B1 , B2) jeweils als Quotient aus der mit einem Flankenwinkel von wenigstens 80° strukturbelegten Fläche und der gesamten strukturbelegten Fläche definiert ist, um wenigstens 30%, bezogen auf den jeweils größeren Wert, voneinander unterscheiden. • wherein the second region (122, 322, 422) has two spatially separated substructures (B1, B2), wherein these substructures (B1, B2) with respect to the edge component, which for each of the substructures (B1, B2) respectively is defined as a quotient of the area occupied by a flank angle of at least 80 ° and the total area occupied by the structure, differing by at least 30% relative to the respective larger value.
5. Computer-generiertes Flologramm (CGFI) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrukturen (B1 , B2) hinsichtlich des Flankenanteils sukzessive ineinander übergehen. 5. Computer-generated Flologram (CGFI) according to claim 3 or 4, characterized in that the substructures (B1, B2) with respect to the edge portion successively merge into each other.
6. Computer-generiertes Flologramm (CGFI) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses dazu ausgelegt ist, zusätzlich zu einer Prüfwelle eine Referenzwelle zur interferometrischen Überlagerung mit der Prüfwelle nach Reflexion der Referenzwelle an einem Referenzspiegel (431 , 531 ) zu erzeugen. 6. Computer-generated Flologram (CGFI) according to any one of the preceding claims, characterized in that this is adapted to generate in addition to a test wave a reference wave for interferometric superposition with the test wave after reflection of the reference wave at a reference mirror (431, 531) ,
7. Computer-generiertes Flologramm (CGFI) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur Bereitstellung der Referenzwelle eine komplexe Kodierung aufweist. 7. Computer-generated Flologram (CGFI) according to claim 6, characterized in that it has a complex coding for providing the reference wave.
8. Computer-generiertes Flologramm (CGFI) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (122, 422) eine in ihrer Gitterperiode mit der Nutzstruktur (A) übereinstimmende Grund- struktur (B) aufweist. 8. Computer-generated Flologram (CGFI) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the second region (122, 422) in its lattice period with the Nutzstruktur (A) matching basic structure (B).
9. Computer-generiertes Flologramm (CGFI) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (322) eine als Littrow-Gitter ausgestaltete Grundstruktur aufweist. 9. Computer-generated Flologram (CGFI) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second region (322) has a configured as Littrow lattice basic structure.
10. Interferometrische Prüfanordnung zum Prüfen eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Prüfanordnung ein Computer- generiertes Hologramm (CGH) aufweist und wobei eine Prüfung zumin- dest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer von diesem Computer-generierten Hologramm auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführ- bar ist, wobei das Computer-generiertes Hologramm (CGH) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgelegt ist. 10. Interferometric test arrangement for testing an optical element, in particular an optical element of a microlithographic projection exposure apparatus, wherein the test arrangement comprises a computer-generated hologram (CGH) and wherein an examination of at least one partial surface of the optical element by interferometric superimposition of one of this computer generated hologram on the optical element steered test shaft and a reference wave is feasible, the computer-generated hologram (CGH) is designed according to one of claims 1 to 9.
11. Verfahren zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, unter Verwendung einer interferometrischen Prüfanordnung nach Anspruch 10. A method of characterizing the surface shape of an optical element using an interferometric tester according to claim 10.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass dieses die Schritte aufweist: 12. The method according to claim 11, characterized in that it comprises the steps:
- Ermitteln eines Modellparameters auf Basis einer anhand des Kontrollbereichs des CGH (120, 320, 420, 520) durchgeführten inter- ferometrischen Messung; und  Determining a model parameter on the basis of an interferometric measurement based on the control range of the CGH (120, 320, 420, 520); and
- Korrigieren von bei interferometrischer Messung anhand des die Nutzstruktur (A) aufweisenden ersten Bereichs (121 , 321 , 421 ) des CGH (120, 320, 420, 520) erhaltenen Messergebnissen auf Basis dieses Modellparameters.  Correction of interferometric measurement based on the first region (121, 321, 421) of the CGH (120, 320, 420, 520) having the useful structure (A) on the basis of this model parameter.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Modellparameters auf Basis eines Vergleichs einer für den Kontroll- bereich des CGH (120, 320, 420, 520) modellbasiert berechneten Wellen- front mit bei interferometrischer Messung anhand des Kontrollbereichs des CGH (120, 320, 420, 520) in der Prüfanordnung erhaltenen Mess- ergebnissen erfolgt. 13. Method according to claim 12, characterized in that the determination of the model parameter is based on a comparison of a wavefront calculated model-based for the control area of the CGH (120, 320, 420, 520) with interferometric measurement on the basis of the control area of the CGH (120, 320, 420, 520) measured results obtained in the test arrangement.
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