DE102007055096A1 - Optical characteristic determining method for illustrating optical system, involves determining image produced on image recording device in each relative position by device, where device is provided opposite to image plane - Google Patents

Optical characteristic determining method for illustrating optical system, involves determining image produced on image recording device in each relative position by device, where device is provided opposite to image plane Download PDF

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Abstract

The method involves arranging a test-structure (24) in an object level (26) of an illustrating optical system (14). An image recording device (28) is provided opposite to an image plane (30) in each of two relative positions such that an image of a pupil (18) of the optical system is produced on the image recording device by the optical system by the test-structure . The image produced on the image recording device is determined in each relative position by the image recording device. Independent claims are also included for the following: (1) a device for determining an optical characteristic of an illustrating optical system (2) a microlithography exposure system.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems, welches zum Abbilden eines in einer Objektebene des optischen Systems angeordneten Objektes in eine zugeordnete Bildebene ausgelegt ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems, welches zum Abbilden eines in einer Objektebene des optischen Systems angeordneten Objektes in eine zugeordnete Bildebene ausgelegt ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Mikrolithographie-Belichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem und/oder einem Projektionsobjektiv sowie einer derartigen Vorrichtung.The The invention relates to a method for determining at least one optical property of an imaging optical system which for imaging one located in an object plane of the optical system Object is designed in an associated image plane. Furthermore The invention relates to a device for determining at least an optical property of an imaging optical system which for imaging one located in an object plane of the optical system Object is designed in an associated image plane. Furthermore The invention relates to a microlithography exposure system with a lighting system and / or a projection lens and such a device.

Eine mittels einem derartigen Verfahren bzw. einer derartigen Vorrichtung bestimmbare optische Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems kann beispielsweise die numerische Apertur oder die Telezentrie des optischen Systems sein. Die numerische Apertur eines optischen Systems ist eine dimensionslose Zahl, welche einen Winkelbereich für den Eintritt bzw. für den Austritt elektromagnetischer Strahlung in das optische System beschreibt. Die numerische Apertur eines optischen Systems, wie etwa eines Projektionsobjektivs einer Mikrolithographie-Belichtungsanlage ist wie folgt definiert: NA = n × sinθ (1)wobei n der Brechungsindex des das optische System umgebenden Mediums ist und θ der halbe Öffnungswinkel des maximalen Eintrittskegels für in das optische System eintretende elektromagnetische Strahlung bzw. des maximalen Austrittskegels für das optische System verlassende Strahlung ist.An optical property of an imaging optical system that can be determined by means of such a method or such a device can be, for example, the numerical aperture or the telecentricity of the optical system. The numerical aperture of an optical system is a dimensionless number which describes an angular range for the entry or exit of electromagnetic radiation into the optical system. The numerical aperture of an optical system, such as a projection objective of a microlithography exposure apparatus, is defined as follows: NA = n × sinθ (1) where n is the refractive index of the medium surrounding the optical system, and θ is the half angle of aperture of the maximum entrance cone for electromagnetic radiation entering the optical system and the maximum exit cone for the optical system, respectively.

Vorbekannte Verfahren zum Bestimmen der numerischen Apertur eines abbildenden optischen Systems vermessen die aus dem System austretende elektromagnetische Strahlung mittels eines Interferometers. Die Genauigkeit der Bestimmung der numerischen Apertur des optischen Systems mittels interferometrischer Verfahren ist jedoch begrenzt. Auch ist dabei eine Vermessung der Variation der numerischen Apertur über das Bildfeld des optischen Systems sehr aufwendig.Previously known Method for determining the numerical aperture of an imaging The optical system measures the electromagnetic energy emitted by the system Radiation by means of an interferometer. The accuracy of the determination the numerical aperture of the optical system by means of interferometric methods is limited. Also is a measurement of the variation the numerical aperture over the Image field of the optical system very expensive.

Die Bestimmung der Telezentrie eines optischen Systems dient bekanntermaßen dazu, Abweichungen des Telezentrieverhaltens optischer Abbildungssysteme von ihrem idealen Telezentrieverhalten optischer Abbildungssysteme, d. h. Telezentriefehler zu erkennen. Bei einem abbildenden optischen System, das mit einem Telezentriefehler behaftet ist, verläuft der Hauptstrahl für einen jeweiligen Feldpunkt nicht, wie im fehlerfreien Fall, parallel zur optischen Achse des Abbildungssystems, sondern gegenüber dieser verkippt, wobei der Kippwinkel ein quantitatives Maß des Telezentriefehlers darstellt. Dabei liegt es an sich nahe, den Telezentriefehler dadurch zu bestimmen, indem die energetische Schwerpunktlage der Abbildung eines jeweiligen Feldpunktes in die Bildebene des optischen Systems in unterschiedlichen Fokuseinstellungen gemessen und daraus der Kippwinkel trigonometrisch berechnet wird. Dem steht jedoch die Schwierigkeit entgegen, dass die energetische Schwerpunktlage des Bildes eines jeweiligen Feldpunktes in der Bildebene abhängig von der Fokuseinstellung auch aufgrund anderer Bildfehler variieren kann, mit denen Abbildungssysteme typischerweise behaftet sind, wie etwa Koma- und Bildschalenfehler. Aus einer solchen Messung der energetischen Schwerpunktlage in der Bildebene als Funktion der Fokuseinstellung allein kann folglich nur mit großer Ungenauigkeit auf den Telezentriefehler geschlossen werden.The Determination of the telecentricity of an optical system is known to be, Deviations of the telecentricity behavior of optical imaging systems from their ideal telecentricity behavior of optical imaging systems, d. H. Detect telecentric errors. In an imaging optical System that is subject to a telecentric error, runs the Main beam for a respective field point not, as in the error-free case, in parallel to the optical axis of the imaging system, but with respect to this tilted, wherein the tilt angle is a quantitative measure of the telecentric error represents. It is close by, the telecentric error thereby determine by the energetic center of gravity of the figure a respective field point in the image plane of the optical system measured in different focus settings and from this the Tilt angle is calculated trigonometrically. But that is the Difficulty that the energetic center of gravity of the Image of a respective field point in the image plane depending on the focus adjustment also vary due to other aberrations can typically be associated with imaging systems such as coma and bowl defects. From such a measurement the energetic center of gravity in the image plane as a function The focus adjustment alone can therefore only with great inaccuracy be closed the telecentric error.

Zugrundeliegende AufgabeUnderlying task

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Mikrolithographie-Belichtungsanlage mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels dem bzw. mittels der eine optische Eigenschaft des abbildenden optischen Systems, insbesondere die numerische Apertur und/oder die Telezentrie des optischen Systems, mit verbesserter Genauigkeit bestimmt werden kann.It is an object of the invention, a method of the aforementioned Art and a microlithography exposure system with a device of the type mentioned above, by means of or by means of an optical property of the imaging optical system, in particular the numerical aperture and / or the telecentricity of the optical system, with improved accuracy can.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem gattungsgemäßen Verfahren gelöst, welches die folgenden Schritte aufweist: Anordnung mindestens einer Teststruktur, beispielsweise in Gestalt eines Pinholes einer Lochmaske, in der Objektebene des optischen Systems, Anordnen einer Bilderfassungseinrichtung in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene des optischen Systems, wobei jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung derart weit gegenüber der Bildebene versetzt ist, dass von dem optischen System mittels der Teststruktur jeweils ein Bild der Pupille des optischen Systems auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugt wird, sowie Erfassen eines von dem optischen System mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugten Bildes in jeder der mindestens zwei Relativstellungen mittels der Bilderfassungseinrichtung. Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit einem gattungsgemäßen Verfahren gelöst, das die folgenden Schritte aufweist: Anordnen mindestens einer Teststruktur in der Objektebene des optischen Systems, Anordnen einer Bilderfassungseinrichtung in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene des optischen Systems, wobei in jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung derart weit gegenüber der Bildebene versetzt ist, dass von dem optischen System mittels der Teststruktur jeweils ein Bild auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugt wird, dessen maximale Ausdehnung eine maximale Ausdehnung der Abbildung der Teststruktur in der Bildebene um mindestens eine Größenordnung übersteigt, sowie Erfassen eines von dem optischen Systems mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugten Bildes in jeder der mindestens zwei Relativstellungen mittels der Bilderfassungseinrichtung.This object is achieved according to the invention with a generic method, which comprises the following steps: arranging at least one test structure, for example in the form of a pinhole of a shadow mask, in the object plane of the optical system, arranging an image capture device in at least two different relative positions relative to the image plane of the optical system wherein each of the at least two relative positions ver the image capture device so far from the image plane ver is set by the optical system by means of the test structure in each case an image of the pupil of the optical system on the image capture device is generated, and detecting an image generated by the optical system by means of the test structure on the image capture device in each of the at least two relative positions by means of the image capture device. Furthermore, the object is achieved according to the invention with a generic method comprising the following steps: arranging at least one test structure in the object plane of the optical system, arranging an image capture device in at least two different relative positions relative to the image plane of the optical system, wherein in each of the at least two relative positions the image capture device is displaced so far in relation to the image plane that an image on the image capture device is generated by the optical system by means of the test structure whose maximum extent exceeds a maximum extent of the image structure of the test structure by at least one order of magnitude, and detecting one of the optical system by means of the test structure on the image capture device generated image in each of the at least two relative positions by means of the image capture device.

Ferner ist die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, welche mindestens eine Teststruktur und eine Bilderfassungseinrichtung aufweist, wobei die Vorrichtung darauf ausgelegt ist, die mindestens eine Teststruktur in der Objektebene des optischen Systems und die Bilderfassungseinrichtung in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene des optischen Systems anzuordnen, wobei in jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung derart weit gegenüber der Bildebene versetzt ist, dass von dem optischen System mittels der Teststruktur jeweils ein Bild der Pupille des optischen Systems auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugt wird, und die Bilderfassungseinrichtung darauf ausgelegt ist, ein von dem optischen System mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugtes Bild in jeder der mindestens zwei Relativstellungen zu erfassen. Weiterhin ist die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, welche darauf ausgelegt ist, die mindestens eine Teststruktur in der Objektebene des optischen Systems und die Bilderfassungseinrichtung in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene des optischen Systems anzuordnen, wobei in jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung derart weit gegenüber der Bildebene versetzt ist, dass von dem optischen System mittels der Teststruktur jeweils ein Bild auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugt wird, dessen maximale Ausdehnung eine maximale Ausdehnung der Abbildung der Teststruktur in der Bildebene um mindestens eine Größenordnung übersteigt, und die Bilderfassungseinrichtung darauf ausgelegt ist, ein von dem optischen System mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugtes Bild in jeder der mindestens zwei Relativstellungen zu erfassen. Darüber hinaus ist die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Mikrolithographie-Belichtungsanlage, wie etwa einem Stepper oder Scanner, mit einem Beleuchtungssystem und/oder einem Projektionsobjektiv mit einer derartigen Vorrichtung zum Bestimmen einer Abbildungseigenschaft des Beleuchtungssystems und/oder des Projektionsobjektivs gelöst.Further is the task according to the invention with a generic device solved, which at least one test structure and an image capture device wherein the device is adapted to at least a test structure in the object plane of the optical system and the image capture device in at least two different relative positions relative to the image plane of the optical system, wherein in each of the at least two relative positions the image capture device so far across from the image plane is offset from that of the optical system by means of The test structure in each case an image of the pupil of the optical system is generated on the image capture device, and the image capture device designed to be one of the optical system by means of the test structure on the image capture device generated image in each of the at least to capture two relative positions. Furthermore, the object according to the invention with a generic device solved, which is adapted to the at least one test structure in the object plane of the optical system and the image capture device in at least two different relative positions relative to the image plane of the optical system, wherein in each of the at least two relative positions the image capture device so far across from the image plane is offset from that of the optical system by means of the test structure in each case an image on the image capture device is generated whose maximum extent a maximum extent the mapping of the test structure in the image plane by at least one Order of magnitude exceeds, and the image capture device is adapted to receive one of the optical system by means of the test structure on the image capture device generated image in each of the at least two relative positions to capture. About that addition, the object according to the invention with a microlithography exposure system, such as a stepper or scanner, with a lighting system and / or a projection lens with such a device for determining a mapping characteristic of the illumination system and / or the projection lens.

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt, die das Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems, insbesondere das Bestimmen der numerischen Apertur und/oder der Telezentrie des optischen Systems ermöglichen. Das optische System ist darauf ausgelegt, ein in einer Objektebene angeordnetes Objekt in eine zugeordnete Bildebene abzubilden. Dabei ist jeder möglichen Objektebene, in der das Objekt angeordnet werden kann, eine entsprechende Bildebene zugeordnet.With In other words, according to the invention, a method and a device providing at least one optical property an imaging optical system, in particular the determining the numerical aperture and / or the telecentricity of the optical system enable. The optical system is designed to be one in an object plane to image arranged object in an associated image plane. there is every possible Object level in which the object can be arranged, a corresponding Assigned image level.

Erfindungsgemäß wird mindestens eine Teststruktur in einer Objektebene des optischen Systems angeordnet. Weiterhin wird eine Bilderfassungseinrichtung in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene des optischen Systems, d.h. an mindestens zwei entlang der optischen Achse des optischen Systems gegeneinander verschobenen Positionen, angeordnet. Zum Umstellen zwischen den Relativstellungen kann die Bilderfassungseinrichtung und/oder die Bildebene des optischen Systems verschoben werden. Die Bildebene des optischen Systems kann beispielsweise durch Veränderung der Lage der Teststruktur relativ zum optischen System entlang dessen optischer Achse und damit durch Versetzen der Objektebene versetzt werden.According to the invention, at least arranged a test structure in an object plane of the optical system. Furthermore, an image capture device in at least two different relative positions relative to the image plane of the optical Systems, i. at least two along the optical axis of the optical system against each other shifted positions, arranged. For switching between the relative positions, the image capture device and / or the image plane of the optical system are shifted. The image plane of the optical system can be changed, for example the location of the test structure relative to the optical system along its optical axis and thus offset by moving the object plane become.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist in einer ersten sowie einer zweiten Relativstellung die Bilderfassungseinrichtung derart weit gegenüber der Bildebene versetzt, dass mittels der Teststruktur in jeder der Relativstellungen ein jeweiliges Bild der Pupille des optischen Systems, etwa in Gestalt eines Lichtflecks, auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugt wird. Das Bild der Pupille wird dabei direkt auf der Bildererfassungseinrichtung optisch erzeugt, d.h. das Bild der Pupille muss nicht etwa durch rechnerische Auswertung einer erfassten Struktur, wie etwa eines Interferenzmusters, ermittelt werden. Dabei kann die Bilderfassungseinrichtung gegenüber der Bildebene extra- oder intrafokal verschoben sein.According to one first embodiment the solution according to the invention in a first and a second relative position, the image capture device so far opposite the image plane offset that by means of the test structure in each of the Relative positions a respective image of the pupil of the optical Systems, such as a light spot, on the image capture device is produced. The image of the pupil is thereby directly on the image capture device optically generated, i. The image of the pupil does not have to go through arithmetic evaluation of a detected structure, such as a Interference pattern can be determined. In this case, the image capture device across from the image plane extra or intrafokal be moved.

Unter der Pupille des optischen Systems wird in diesem Zusammenhang insbesondere die Austrittspupille des optischen Systems verstanden. Jedes optische System weist eine die Helligkeit des Bildes regulierende Aperturblende auf. Diese kann im Fall einer Linse von dem Rand der Linse gebildet werden oder auch eine hinter den optischen Elementen eines mehrlinsigen Systems angeordnete Lamellenblende etc. sein. Die Austrittspupille eines optischen Systems ist das Bild der Aperturblende, wie es von einem axialen Punkt der Bildebene durch zwischen der Aperturblende und dem Punkt in der Bildebene liegende Linsen des optischen Systems gesehen wird.Under the pupil of the optical system becomes particular in this context understood the exit pupil of the optical system. Every optical System has an image aperture regulating the brightness of the image on. This can be formed in the case of a lens from the edge of the lens or even behind the optical elements of a multi-lens System arranged louver aperture etc. The exit pupil of an optical system is the image of the aperture diaphragm, as it is from an axial point of the image plane through between the aperture stop and the point in the image plane lying lenses of the optical system is seen.

Erfindungsgemäß wird die Bilderfassungseinrichtung in den Relativstellungen jeweils in einer Ebene angeordnet, in der mittels der Teststruktur ein Bild der Pupille erzeugt wird. Dieses Bild der Pupille ist insbesondere ein Bild der Beleuchtung der Pupille durch eine zum Erzeugen des Bildes auf der Bilderfassungseinrichtung verwendete Beleuchtungsstrahlung. Ein derartiges Bild der Pupillenbeleuchtung wird auch als Pupillogramm bezeichnet. Bezüglich der Definition eines Pupillogramms wird ausdrücklich auf den Artikel von Joe Kirk und Christopher Progler, "Pinholes and pupil fills", Microlithography World, Autumn 1997, S. 25–34 verwiesen. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß die Bilderfassungseinrichtung in den Relativstellungen an Positionen angeordnet, an denen jeweils das Pupillogramm direkt messbar ist.According to the invention, the image capture device is arranged in the relative positions in each case in a plane in which an image of the pupil is produced by means of the test structure. This image of the pupil is in particular an image of the illumination of the pupil by an illumination radiation used to generate the image on the image capture device. Such an image of pupil illumination is also called a pupillogram. Regarding the definition of a pupillogram is expressly based on the article of Joe Kirk and Christopher Progler, "Pinholes and pupil fills", Microlithography World, Autumn 1997, pp. 25-34 directed. In other words, according to the invention, the image capture device is arranged in the relative positions at positions at which the pupillogram can be measured directly.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung wird die Bilderfassungseinrichtung derart weit gegenüber der Bildebene versetzt, dass von dem optischen System mittels der Teststruktur ein Bild auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugt wird, dessen maximale Ausdehnung eine maximale Ausdehnung der Abbildung der Teststruktur in der Bildebene um mindestens eine Größenordnung übersteigt. Damit soll die maximale Ausdehnung der mittels der Teststruktur erzeugten Bildstruktur mindestens zehnmal so groß sein wie die maximale Ausdehnung der Teststruktur bei Abbildung derselben in der Bildebene.According to one second embodiment the solution according to the invention is the image capture device is offset so far from the image plane, that of the optical system by means of the test structure an image is generated on the image capture device whose maximum Extension a maximum extent of the image of the test structure in the picture plane by at least one order of magnitude. This should be the maximum Extension of the image structure generated by means of the test structure at least be ten times as big like the maximum extent of the test structure when mapped in the picture plane.

Erfindungsgemäß wird daraufhin in jeder der mindestens zwei Relativstellungen ein mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugtes Bild erfasst. Mittels dieser Bilder kann daraufhin mindestens eine optische Eigenschaft des optischen Systems mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Insbesondere kann damit die numerische Apertur und/oder die Telezentrie des optischen Systems mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden.According to the invention is then in each of the at least two relative positions by means of the test structure recorded on the image capture device generated image. through These images can then at least one optical property of the optical system can be determined with high accuracy. In particular, can so that the numerical aperture and / or the telecentricity of the optical Systems can be determined with high accuracy.

Durch das erfindungsgemäße Anordnen der Bilderfassungseinrichtung in den beiden Relativstellungen gemäß der ersten Ausführungsform bzw. der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung wird das mittels der Teststruktur erzeugte Bild bei Fokusfehlern, die etwa durch Abweichungen der Bilderfassungseinrichtung in Richtung der optischen Achse des optischen Systems verursacht werden können, kaum durch auf Wellenfrontabweichungen zurückzuführende Bildfehler des optischen Systems beeinflusst.By the arrangement according to the invention the image capture device in the two relative positions according to the first embodiment or the second embodiment the solution according to the invention is the image generated by the test structure at focus errors, the for example, by deviations of the image capture device in the direction the optical axis of the optical system can hardly be caused by aberrations due to wavefront aberrations of the optical system.

Derartige Bildfehler, wie etwa Koma oder andere Aberationen sind in höherer Ordnung von der z-Position entlang der optischen Achse abhängig. Aufgrund des großen Abstandes der Bilderfassungseinrichtung von der Bildebene und damit von der nominalen Fokusposition ist die Empfindlichkeit gegenüber den durch Wellenfrontabweichungen hervorgerufenen Bildfehlern bei kleinen Veränderungen entlang der optischen Achse gering. Dieser verringerte Einfluss der durch Wellenfrontabweichungen hervorgerufenen Bildfehler in die Messung der optischen Eigenschaft trägt zur verbesserten Genauigkeit des Verfahrens bei. Dies gilt insbesondere für die Bestimmung der Telezentrie des optischen Systems. Die vorgenannten Bildfehler sind insbesondere vernachlässigbar, wenn die in den mindestens zwei Relativstellungen mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugten Bilder jeweils eine Ausdehnung von mindestens 100 μm aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein differentielles Verfahren. Ein Kalibierschritt wird damit nicht benötigt, im Gegensatz zu interferometrischen Messverfahren, bei denen ein sogenanntes Defokus-Mapping notwendig ist.such Image aberrations, such as coma or other aberrations are in higher order depends on the z-position along the optical axis. by virtue of of the big one Distance of the image capture device of the image plane and thus from the nominal focus position is the sensitivity to the image aberrations caused by wavefront aberrations in small changes low along the optical axis. This reduced influence the aberration caused by wavefront aberrations in the measurement of the optical property contributes to improved accuracy of the method. This applies in particular to the determination of telecentricity of the optical system. The aforementioned aberrations are particular negligible, when in the at least two relative positions by means of the test structure Images generated on the image capture device each one Expansion of at least 100 μm having. The inventive method is a differential process. A calibration step becomes so not required, in contrast to interferometric measuring methods, in which a so-called defocus mapping necessary is.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bilderfassungseinrichtung in einer ersten Relativstellung mindestens 50 μm, vorteilhafterweise 200–500 μm, gegenüber der Bildebene versetzt. Vorteilhafterweise wird das optische System mit einer Wellenlänge im UV-Wellenlängenbereich oder mit kürzeren Wellenlängen betrieben. Bei derartigen Beleuchtungswellenlängen führt ein Fokusoffset von mindestens 50 μm dazu, dass man nicht mehr von einer Abbildung der Teststruktur auf die Bilderfassungseinrichtung sprechen kann, sondern dass das Pupillogramm des optischen Systems mittels der Teststruktur sichtbar gemacht wird. Auf Wellenfrontabweichungen zurückzuführende Bildaberationen haben bei einem derartigen Fokusoffset kaum mehr Einfluss auf die Bestimmung der optischen Eigenschaft.In an advantageous embodiment The invention relates to the image capture device in a first relative position at least 50 μm, advantageously 200-500 microns, compared to the Image plane offset. Advantageously, the optical system with one wavelength in the UV wavelength range or operated at shorter wavelengths. At such illumination wavelengths, a focus offset of at least 50 μm in addition, that you no longer have a picture of the test structure on the Image capture device can speak, but that the pupillogram of the optical system is visualized by means of the test structure. Image aberrations due to wavefront aberrations have hardly any influence on the Determination of the optical property.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden mehrere Teststrukturen an verschiedenen Positionen eines Objektfeldes in der Objektebene angeordnet. Weiterhin wird das Objektfeld in jeder der mindestens zwei Relativstellungen vom optischen System in ein Bildfeld auf der Bilderfassungseinrichtung umgesetzt, sowie das jeweilige Bildfeld von der Bilderfassungseinrichtung erfasst und daraus die Verteilung der optischen Eigenschaft des optischen Systems in Abhängigkeit von der Position im Bildfeld bestimmt. In anderen Worten wird das erfindungsgemäße Verfahren parallel für eine Vielzahl von im Objektfeld angeordneten Teststrukturen durchgeführt. Die Teststrukturen bilden damit parallele Meßkanäle. Durch diese parallelisierte Messung der optischen Eigenschaft über das gesamte Bildfeld des optischen Systems kann das optische System mit hoher Zeiteffizienz vermessen werden. Damit kann das optische System hinsichtlich der Verteilung der optischen Eigenschaft über das Bildfeld nach seiner Fertigung oder auch im Rahmen einer Wartung ohne großen zeitlichen Aufwand überprüft werden.In a further advantageous embodiment, a plurality of test structures are arranged at different positions of an object field in the object plane. Furthermore, the object field in each of the at least two relative positions is converted by the optical system into an image field on the image capture device, as well as the respective image field captured by the image capture device and determines therefrom the distribution of the optical property of the optical system as a function of the position in the image field. In other words, the method according to the invention is carried out in parallel for a multiplicity of test structures arranged in the object field. The test structures thus form parallel measuring channels. By this parallelized measurement of the optical property over the entire field of view of the optical system, the optical system can be measured with high time efficiency. Thus, the optical system with respect to the distribution of the optical property over the image field after its production or in the context of a maintenance can be checked without much time.

Vorteilhafterweise wird die mindestens eine optische Eigenschaft des optischen Systems durch Auswerten der in den verschiedenen Relativstellungen erfassten Bilder bestimmt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine bestimmte optische Eigenschaft die numerische Apertur des optischen Systems umfasst. Insbesondere wird dabei sowohl die eingangsseitige als auch die ausgangsseitige numerische Apertur bestimmt. Dabei ist die ausgangsseitige numerische Apertur (NAausgangseitig) mit der eingangsseitigen numerischen Apertur (NAeingangseitig) über den Abbildungsmaßstab des optischen Systems wie folgt verknüpft: NAeingangseitig = Abbildungsmaßstab × NAausgangseitig (2) Advantageously, the at least one optical property of the optical system is determined by evaluating the images acquired in the various relative positions. Furthermore, it is advantageous if the at least one specific optical property comprises the numerical aperture of the optical system. In particular, both the input-side and the output-side numerical aperture are determined. In this case, the output-side numerical aperture (NA output side ) is linked to the input-side numerical aperture (NA input side ) via the imaging scale of the optical system as follows: N / A the input side = Magnification × NA output side (2)

Es ist weiterhin vorteilhaft zur Bestimmung der numerischen Apertur des optischen Systems, wenn der Abstand d0 zwischen der Bilderfassungseinrichtung und der Bildebene in der ersten Relativstellung der folgenden Relation genügt:

Figure 00080001
wobei die G0 die maximale Ausdehnung der Teststruktur in seiner Abbildung in der Bildebene und NA die ausgangsseitige numerische Apertur des optischen Systems ist. Der Abstand d0 soll also erheblich größer, insbesondere um mindestens eine Größenordnung größer sein als der in Gleichung (3) angegebene Ausdruck. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die numerische Apertur mit einer Auflösung von kleiner als 0,0001, also 0,1 mNA, absolut bestimmbar.It is furthermore advantageous for determining the numerical aperture of the optical system if the distance d 0 between the image capture device and the image plane in the first relative position satisfies the following relation:
Figure 00080001
where G 0 is the maximum extent of the test structure in its image plane image and NA is the output numerical aperture of the optical system. The distance d 0 should therefore be considerably larger, in particular at least an order of magnitude greater than the expression given in equation (3). By means of the method according to the invention, the numerical aperture with a resolution of less than 0.0001, ie 0.1 mNA, is absolutely determinable.

Vorteilhafterweise wird eine Ausdehnung, insbesondere ein Radius, des mittels der Teststruktur erzeugten Bildes bzw. Lichtflecks für jede Relativstellung ermittelt und daraus die ausgangsseitige numerische Apertur des optischen Systems berechnet. Dabei wird insbesondere eine Radiusänderungsrate dR/dz an einem Arbeitspunkt zo, der vorteilhafterweise der Position der Bilderfassungseinrichtung entlang der optischen Achse in der ersten Relativposition entspricht, aus den für die verschiedenen Relativstellungen ermittelten Radien R der Bilder der Teststrukturen ermittelt und daraus die numerische Apertur NA wie folgt berechnet:

Figure 00090001
Advantageously, an extent, in particular a radius, of the image or light spot generated by means of the test structure is determined for each relative position, and the output-side numerical aperture of the optical system is calculated therefrom. In particular, a radius change rate dR / dz at an operating point z o , which advantageously corresponds to the position of the image capture device along the optical axis in the first relative position, is determined from the radii R of the images of the test structures determined for the different relative positions and from this the numerical aperture NA calculated as follows:
Figure 00090001

Zur Gewinnung der Radiusänderung dR/dz werden vorteilhafterweise die Pupillenradien R aus einer zur Einstellung der verschiedenen Relativstellungen durchgeführten Fokusstaffelmessung zi; i = 1,.... I extrahiert und gegen die Höhen zi aufgetragen werden. Durch lineare Regression können anschließend die Anstiege dR/dz ausgewertet werden. Weiterhin ist es möglich aus den in den verschiedenen Relativstellungen erfassten Bildern die Objektivblende des optischen Systems zu charakterisieren, insbesondere Abweichungen der Form des Bildes von einer Sollform zu bestimmen und daraus Rückschlüsse etwa auf Vignettierung und Blenden-Lamellierung zu ziehen.To obtain the change in radius dR / dz, the pupil radii R are advantageously made of a focal length measurement z i , which is carried out to set the different relative positions; i = 1, .... I extracted and plotted against the heights z i . By linear regression, the increases dR / dz can then be evaluated. Furthermore, it is possible to characterize the lens aperture of the optical system from the images captured in the various relative positions, in particular to determine deviations of the shape of the image from a desired shape and to draw conclusions therefrom about vignetting and diaphragm lamellation.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine bestimmte optische Eigenschaft die Telezentrie des optischen Systems umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Telezentriemessung mit einer hohen Dynamik. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen der Bilderfassungseinrichtung und der Bildebene in der ersten Relativstellung mindestens eine Größenordnung größer ist als die maximale Ausdehnung der Teststruktur bei Abbildung in der Bildebene.Farther it is advantageous if the at least one specific optical Property that includes telecentricity of the optical system. The inventive method allows a telecentric measurement with high dynamics. In this case it is advantageous if the distance between the image capture device and the image plane in the first relative position at least one order of magnitude is larger as the maximum extent of the test structure when mapped in the Image plane.

Zur Bestimmung der Telezentrie des optischen Systems wird vorteilhafterweise der Schwerpunkt bzw. der Mittelpunkt des mittels der Teststruktur erzeugten Bildes bzw. Lichtflecks für jede Relativstellung ermittelt und daraus die ausgangsseitige bzw. bildseitige Telezentrie des optischen Systems berechnet. Vorteilhafterweise weist das mittels der Teststruktur erzeugte Bild einen kreisförmigen Rand auf. In diesem Fall werden bei der Auswertung der Bilder die Koordinaten X und Y der Mittelpunkte der Bilder in den verschiedenen Relativstellungen, vorteilhafterweise durch Kreisanpassung ermittelt. Die Telezentrie F kann dann wie folgt ermittelt werden:

Figure 00100001
wobei zo ein Arbeitspunkt für den Abstand zwischen der Bildebene und der Bilderfassungseinrichtung ist, an dem die die Positionsänderungsrate dX/dz bzw. dY/dz bestimmt wird.In order to determine the telecentricity of the optical system, the center of gravity or the center of the image or light spot generated by the test structure is advantageously determined for each relative position and the output-side or image-side telecentricity of the optical system is calculated therefrom. Advantageously, the image generated by means of the test structure has a circular edge. In this case, in the evaluation of the images, the coordinates X and Y of the center points of the images in the various relative positions, advantageously determined by a circle adjustment. The telecentricity F can then be determined as follows become:
Figure 00100001
where z o is an operating point for the distance between the image plane and the image capture device at which the position change rate dX / dz or dY / dz is determined.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Bilderfassungseinrichtung zur gerasterten Bilderfassung eingerichtet ist und der Größenunterschied zwischen den in den verschiedenen Relativstellungen erfassten Bildern entlang einer Erfassungsrichtung mindestens einen Abstand zwischen zwei Rasterpunkten bzw. Pixeln der Bilderfassungseinrichtung beträgt. Die Bilderfassungseinrichtung ist vorteilhafterweise als digitale Kamera mit einem CCD- oder CMOS-Detektor gestaltet. Bei einem vorteilhaften Abstand zwischen den Rasterpunkten der Bilderfassungseinrichtung von maximal 5 μm sollte der Größenunterschied zwischen den in den verschiedenen Relativstellungen erfassten Bildern ebenfalls mindestens 5 μm betragen, damit dieser mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren messbar ist.Furthermore it is advantageous if the image capture device for rasterized Image capture is set up and the size difference between the along the images captured in the various relative positions a detection direction at least one distance between two Raster points or pixels of the image capture device is. The Image capture device is advantageously as a digital camera with a CCD or CMOS detector designed. In a favorable Distance between the halftone dots of the image capture device of a maximum of 5 μm should the size difference between the images captured in the various relative positions also at least 5 microns be so that it can be measured by the method according to the invention.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Teststruktur eine gerundete Form aufweist, insbesondere kreisförmig gestaltet ist. In diesem Fall weist auch das mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugte Bild eine möglichst runde Form auf, was die weitere Auswertung zur Bestimmung der numerischen Apertur oder der Telezentrie erleichtert. In einer alternativen Ausführungsform weist die Teststruktur eine von der Kreisform abweichende Form auf. Beim Auswerten der Bilder wird daher der Einfluss der Form der Teststruktur mittels eines Korrekturalgorithmusses berücksichtigt.Farther it is advantageous if the test structure has a rounded shape, in particular circular is designed. In this case too, this is indicated by the test structure Image created on the image capture device as possible round shape, what the further evaluation for the determination of the numerical aperture or telecentricity. In an alternative embodiment the test structure has a shape deviating from the circular shape. When evaluating the images, therefore, the influence of the shape of the test structure taken into account by means of a correction algorithm.

Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn die Teststruktur punktförmig ist, insbesondere als punktförmige Öffnung in einer Lochmaske oder als punktförmiges strahlungsabschwächendes Element in einer grundsätzlich strahlungsdurchlässigen Maske ausgebildet ist. Dabei kann die Teststruktur als "positives" oder als "negatives" Pinhole ausgeführt sein. Mit einer derartigen Pinholemaske kann die Pupillenbeleuchtung des optischen Systems besonders genau erfasst werden. Vorteilhafterweise wird die Teststruktur mit elektromagnetischer Strahlung mit einer vorgegebenen Beleuchtungswellenlänge beleuchtet und ist derart dimensioniert, dass eine maximale Ausdehnung der mittels dem optischen System in der Bildebene erzeugten Abbildung der Teststruktur in der Größenordnung der Beleuchtungswellenlänge liegt. Das heißt die maximale Ausdehnung der Abbildung der Teststruktur beträgt maximal das Zehnfache der Beleuchtungswellenlänge.Furthermore it is useful if the test structure punctiform is, in particular as a punctiform opening in a shadow mask or as punctiform strahlungsabschwächendes Element in a basically radiolucent Mask is formed. The test structure can be designed as a "positive" or as a "negative" pinhole. With such a Pinholemaske the pupil illumination of the optical system can be detected very accurately. advantageously, is the test structure with electromagnetic radiation with a predetermined illumination wavelength illuminated and is dimensioned such that a maximum extent the image generated by the optical system in the image plane the test structure in the order of magnitude the illumination wavelength lies. This means the maximum extent of the mapping of the test structure is maximum ten times the illumination wavelength.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Teststruktur mit hochgradig inkohärenter elektromagnetischer Strahlung, d.h. mit Strahlung möglichst großer partieller Kohärenz σ, beleuchtet wird. Die partielle Kohärenz σ der Beleuchtungsstrahlung ist definiert durch den Quotienten aus der numerischen Apertur eines die elektromagnetische Strahlung erzeugenden Beleuchtungssystems und der numerischen Apertur des optischen Systems. Die Beleuchtung der Teststruktur mit hochgradig inkohärenter elektromagnetischer Strahlung ermöglicht es, die gesamte numerische Apertur des optischen Systems "auszuleuchten" und damit die numerische Apertur bzw. die Telezentrie des optischen Systems mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Die Beleuchtung der Teststruktur mit hochgradig inkohärenter elektromagnetischer Strahlung kann vorteilhafterweise durch ein überstrahlendes Beleuchten der Teststruktur erreicht werden. Dazu kann eine im Beleuchtungsstrahlengang des optischen Systems angeordnete Streuscheibe eingesetzt werden, die mit einer möglichst großen partiellen Kohärenz (z.B. σ von etwa 0,8) bestrahlt wird. In einer alternativen Ausführungsform kann eine die Beleuchtungsstrahlung auf die Teststruktur fokussierende Mikrolinse vorgesehen sein. In diesem Fall sollte die Mikrolinse mit möglichst kleiner partieller Kohärenz (z. B. σ von ungefähr 0,3) beleuchtet werden. Die überstrahlende Beleuchtung der Teststruktur führt dazu, dass die Beleuchtungsstrahlung die Teststruktur aus einem großen Winkelbereich beleuchtet. Bei einer derartigen überstrahlenden Beleuchtung kann die maximale Ausdehnung der Teststruktur auch erheblich größer als die Beleuchtungswellenlänge sein. Die überstrahlende Beleuchtung führt dazu, dass die Wirkung der Teststruktur selbst bei einer im Vergleich zur Belechtungswellenlänge erheblich größeren Ausdehnung die eines punktförmigen. Pinholes bleibt. Eine mittels der Überstrahlung möglich werdende größere Ausdehnung der Teststrukturen hat im Fall von als Pinholes ausgeführten Teststrukturen den Vorteil, dass eine vergleichsweise größere Strahlungsintensität durch die Teststrukturen hindurchtritt, wodurch die Messgenauigkeit und -geschwindigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht wird.Furthermore it is advantageous if the test structure with highly incoherent electromagnetic Radiation, i. with radiation as possible greater partial coherence σ, illuminated becomes. The partial coherence σ of the illumination radiation is defined by the quotient of the numerical aperture of a the electromagnetic radiation generating illumination system and the numerical aperture of the optical system. The lighting the test structure with highly incoherent electromagnetic Radiation allows to "illuminate" the entire numerical aperture of the optical system, and thus the numerical one Aperture or the telecentricity of the optical system with high accuracy to determine. The illumination of the test structure with highly incoherent electromagnetic Radiation can advantageously by over-illuminating the Test structure can be achieved. For this purpose, one in the illumination beam path the optical system arranged lens are used, the one with as possible great partial coherence (e.g., σ of about 0.8) is irradiated. In an alternative embodiment a focusing the illumination radiation on the test structure Microlens be provided. In this case, the microlens should with as possible small partial coherence (eg σ of approximately 0.3) are illuminated. The overshadowing Illumination of the test structure leads to ensure that the illumination radiation from a test structure huge Illuminated angle range. In such a radiating illumination can the maximum extent of the test structure is also considerably larger than the illumination wavelength be. The overarching illumination leads to, that the effect of the test structure itself compared to one to the illumination wavelength considerably larger extent the one of a punctiform. Pinholes stays. A possible by means of overshadowing greater extent of the test structures has in the case of designed as pinholes test structures the advantage that a comparatively greater radiation intensity passes through the test structures, whereby the measurement accuracy and Speed of the method is increased.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird in mindestens einer zweiten Relativstellung zwischen der Bilderfassungseinrichtung und der Bildebene der Abstand zwischen der Bilderfassungseinrichtung der Bildebene gegenüber der ersten Relativstellung um eine gegenüber dem Abstand zwischen der Bilderfassungseinrichtung und der Bildebene in der ersten Relativstellung kleine Distanz, von beispielsweise wenigen μm, verändert. Insbesondere wird der Abstand um eine Distanz verändert, die um mindestens eine Größenordnung kleiner als ist als der Abstand zwischen der Bilderfassungseinrichtung und der Bildebene in der ersten Relativstellung. Mit anderen Worten wird eine Relativstellung, die im wesentlich der ersten Relativstellung entspricht, als Arbeitspunkt definiert. Der Abstand zwischen der Bildebene und der Bilderfassungseinrichtung variiert zwischen den verschiedenen Relativstellungen nur um einen verhältnismäßig kleinen Betrag um diesen Arbeitspunkt. Vorteilhafterweise wird eine Fokusstaffel mit einer Schrittweite von etwa 2,5 μm um diesen Arbeitspunkt eingestellt. Damit ist das mittels der Teststruktur auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugte Bild in jeder der Relativstellungen ein Bild der Pupille des optischen Systems bzw. weist eine maximale Ausdehnung auf, die die maximale Ausbildung der Abbildung der Teststruktur in der Bildebene um mindestens eine Größenordnung übersteigt. In diesem Fall ändert sich eine Randverschmierung im von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Bild zwischen den Relativstellungen nicht wesentlich, sodass deren Einfluss unberücksichtigt bleiben kann. In einer alternativen Ausführungsform befindet sich die Bilderfassungseinrichtung in einer zweiten Relativstellung vergleichsweise näher an der Bildebene, im Extremfall sogar in der Bildebene selbst. In diesem Fall ändert sich das Wesen der Randverschmierung des Bildes auf der Bilderfassungseinrichtung zwischen den verschiedenen Relativstellungen erheblich. Diese Änderung der Randverschmierung ist aber mittels eines rechnerischen Models vorhersagbar. Daher kann ihr Einfluss bei der Auswertung der erfassten Bilder berücksichtigt werden.In a further advantageous embodiment, in at least one second relative position between the image capturing device and the image plane, the distance between the image capturing device of the image plane relative to the first relative position by a relation to the distance between the Bildfas sungseinrichtung and the image plane in the first relative position small distance, for example, a few microns changed. In particular, the distance is changed by a distance which is smaller by at least an order of magnitude than the distance between the image capture device and the image plane in the first relative position. In other words, a relative position which essentially corresponds to the first relative position is defined as the operating point. The distance between the image plane and the image capture device varies between the different relative positions only by a relatively small amount around this operating point. Advantageously, a Fokusstaffel is set with a pitch of about 2.5 microns around this operating point. Thus, the image generated by the test structure on the image capture device in each of the relative positions is an image of the pupil of the optical system or has a maximum extent that exceeds the maximum formation of the image of the test structure in the image plane by at least one order of magnitude. In this case, edge blurring in the image captured by the image capture device does not substantially change between the relative positions, so that its influence can be disregarded. In an alternative embodiment, in a second relative position, the image capture device is comparatively closer to the image plane, in extreme cases even in the image plane itself. In this case, the nature of the edge smearing of the image on the image capture device varies considerably between the different relative positions. However, this change of edge blurring is predictable by means of a mathematical model. Therefore, their influence in the evaluation of the captured images can be considered.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn zum Umstellen zwischen den verschiedenen Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung relativ zum optischen System verschoben und/oder verkippt wird. Dabei sollte die Bilderfassungseinrichtung parallel zur optischen Achse des optischen Systems verschoben werden bzw. relativ dazu verkippt werden.It is also advantageous if to switch between the different Relativstellungen the image capture device relative to the optical System is moved and / or tilted. The image capture device should be moved parallel to the optical axis of the optical system or tilted relative to it.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die mindestens eine Teststruktur auf einem Objektträger, insbesondere auf einer Maske für eine Mikrolithographie-Belichtungsanlage, angeordnet ist, und zum Umstellen zwischen den verschiedenen Relativstellungen der Objektträger relativ zum optischen System verschoben und/oder verkippt wird. Sowohl das Versetzten der Bilderfassungseinrichtung als auch des Objektträgers relativ zum optischen System führt dazu, dass der Abstand zwischen der Bildebene und der Bilderfassungseinrichtung verändert wird bzw. dass die Fokuseinstellung für das mittels der Teststruktur erzeugte Bild verändert wird.Farther it is useful if the at least one test structure on a slide, in particular on a mask for a microlithography exposure system, is arranged, and to switch between the different relative positions the slide shifted and / or tilted relative to the optical system. Both the offset of the image capture device and the slide relative to the optical system to that the distance between the image plane and the image capture device changed or that the focus setting for that by means of the test structure generated image is changed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere jeweils parallel zur optischen Achse des optischen Systems zueinander versetzte Teststrukturen auf einem Objektträger, insbesondere einer Maske für eine Mikrolithographie-Belichtungsanlage angeordnet. Die Bilder in den verschiedenen Relativstellungen werden mittels der zueinander versetzten Teststrukturen erzeugt. Mit anderen Worten weist der Objektträger definierte Stufen auf. Den an den verschiedenen Stufen angeordneten Teststrukturen sind damit unterschiedliche Bildebenen zugeordnet. Durch einmaliges Belichten des Objektträgers werden also Bilder in verschiedenen Relativstellungen auf der Bilderfassungseinrichtung erzeugt. Diese können dann zum Bestimmen der optischen Eigenschaft ausgewertet werden.In In another advantageous embodiment, several are each parallel to the optical axis of the optical system staggered Test structures on a slide, in particular a mask for one Microlithography exposure system arranged. The pictures will be in different relative positions generated by means of staggered test structures. With others Words, the slide points defined levels on. The arranged at the different stages Test structures are thus assigned to different image levels. By exposing the slide once so pictures are in various relative positions on the image capture device generated. these can then evaluated to determine the optical property.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Bestimmung der optischen Eigenschaft an einem oder mehreren optischen Systemen einer Mikrolithographie- Belichtungsanlage, insbesondere an einem Projektionsobjektiv und/oder einem Beleuchtungssystem der Mikrolithographie-Belichtungsanlage durchgeführt wird.It is furthermore advantageous if the determination of the optical property on one or more optical systems of a microlithography exposure apparatus, in particular on a projection lens and / or a lighting system the microlithography exposure system is performed.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Teststruktur mittels einem Beleuchtungssystem mit einer eine bestimmte Winkelverteilung gegenüber der optischen Achse des optischen Systems aufweisenden elektromagnetischen Beleuchtungsstrahlung beleuchtet wird und das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt umfasst: Bestimmen einer winkelaufgelösten Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung aus dem von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Bild in der ersten Relativstellung. Die Winkelverteilung der die Teststruktur beleuchtenden elektromagnetischen Strahlung wird durch das so genannte Beleuchtungssetting des Beleuchtungssystems bestimmt. Ein derartiges Beleuchtungssetting kann etwa annulare Beleuchtung, Dipol-Beleuchtung oder Quadrupol-Beleuchtung umfassen. In dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird damit die Winkelverteilung der Beleuchtung in Bezug zur numerischen Apertur des optischen Systems bestimmt. Durch die Einstellung verschiedener Relativstellungen kann, wie bereits erwähnt, die numerische Apertur mit einer besonders hohen Genauigkeit bestimmt werden. Durch in Bezug Setzen der numerischen Apertur zur aus dem in der ersten Relativstellung erfassten Bild bestimmten winkelaufgelösten Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung kann die Winkelverteilung mit besonders hoher absoluter Genauigkeit bestimmt werden. Bei Abweichungen der bestimmten winkelaufgelösten Intensitätsverteilung von einer Soll-Intensitätsverteilung können dann Korrekturmaßnahmen an dem Beleuchtungssystem ergriffen werden. Vorteilhafterweise wird zum Bestimmen der winkelaufgelösten Intensitätsverteilung ein Randverlauf des erfassten Bildes sowie eine Lage eines innerhalb des Randverlaufs angeordneten Bereichs erhöhter Strahlungsintensität, insbesondere eines Lichtflecks, im Bild bestimmt wird und daraus die winkelaufgelöste Intensitätsverteilung bzw. das Beleuchtungssetting in Bezug auf eine Aperturblende des optischen Systems ermittelt wird.Furthermore, it is advantageous if the at least one test structure is illuminated by means of an illumination system with an electromagnetic illumination radiation having a specific angular distribution with respect to the optical axis of the optical system and the method further comprises the following step: determining an angle-resolved intensity distribution of the illumination radiation from that of the image acquisition device captured image in the first relative position. The angular distribution of the electromagnetic radiation illuminating the test structure is determined by the so-called illumination setting of the illumination system. Such a lighting setting may include, for example, annular illumination, dipole illumination, or quadrupole illumination. In this embodiment of the method according to the invention thus the angular distribution of the illumination is determined in relation to the numerical aperture of the optical system. By setting different relative positions, as already mentioned, the numerical aperture can be determined with a particularly high accuracy. By setting the numerical aperture to the angle-resolved intensity distribution of the illumination radiation determined from the image acquired in the first relative position, the angular distribution can be determined with particularly high absolute accuracy. In the case of deviations of the specific angle-resolved intensity distribution from a desired intensity distribution, corrective measures can then be taken on the illumination system. Advantageously, to determine the angle-resolved intensity distribution, an edge profile of the acquired image and a position of an area of increased radiation intensity, in particular a light spot, arranged within the edge profile are determined in the image, and the angle-resolved intensity distribution or the illumination setting with respect to an aperture stop of the optical system is determined therefrom becomes.

Die bezüglich der vorstehend aufgeführten vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden. Die sich daraus ergebenden vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sollen von der Offenbarung der Erfindung ausdrücklich umfasst sein. Weiterhin beziehen sich die bezüglich der vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren vorstehend ausgeführten Vorteile damit auch auf die entsprechenden vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The in terms of those listed above advantageous embodiments the method according to the invention specified characteristics can be transferred accordingly to the device according to the invention. The resulting advantageous embodiments of the inventive devices are intended be expressly encompassed by the disclosure of the invention. Farther refer the respect the advantageous embodiments the inventive method mentioned above Advantages thus also on the corresponding advantageous embodiments the device according to the invention.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:following Be exemplary embodiments a method according to the invention and a device according to the invention for determining at least one optical property of an imaging optical system with reference to the attached schematic drawings explained in more detail. It shows:

1 eine schematische Ansicht einer Mikrolithographie-Projetktionsbelichtungsanlage mit einer Projektionsoptik sowie einer Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft der Projektionsoptik, 1 a schematic view of a microlithography Projektionsbelichtanlage with a projection optics and a device for determining an optical property of the projection optics,

2 ein Randverlauf eines mittels der Vorrichtung gemäß 1 erfassten Lichtflecks, 2 an edge course of a means of the device according to 1 detected light spot,

3 eine erste Ausführungsform einer in der Vorrichtung gemäß 1 verwendeten Maske, 3 a first embodiment of the device according to 1 used mask,

4 eine zweite Ausführungsform einer in der Vorrichtung gemäß 1 verwendeten Maske, 4 a second embodiment of the device according to 1 used mask,

5 einen experimentell mittels der Vorrichtung gemäß 1 erfassten Lichtfleck, 5 an experimentally by means of the device according to 1 detected light spot,

6 einen Kreisfit des Lichtflecks gemäß 5, 6 a circle fit of the light spot according to 5 .

7 ein Histogramm der Intensitätsverteilung des Lichtflecks gemäß 5, 7 a histogram of the intensity distribution of the light spot according to 5 .

8 eine mittels der Vorrichtung gemäß 1 ermittelte NA-Verteilung über das Bildfeld der Projektionsoptik der zugeordneten Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1, 8th a means of the device according to 1 determined NA distribution over the image field of the projection optics of the associated microlithography projection exposure apparatus according to 1 .

9 eine Veranschaulichung der Erzeugung eines die Pupillenbeleuchtung der Projektionsoptik gemäß 1 aufweisenden Lichtflecks bei so genannter Dipolbeleuchtung, 9 an illustration of the generation of a pupil illumination of the projection optics according to 1 having a light spot in so-called dipole illumination,

10 eine Draufsicht auf den Lichtfleck gemäß 9. 10 a plan view of the light spot according to 9 ,

In 1 ist eine Mikrolithographie-Belichtungsanlage 10 gezeigt. Die Mikrolithographie-Belichtungsanlage 10 weist ein Beleuchtungssystem 12 sowie ein abbildendes optisches System 14 in Gestalt eines Projektionsobjektivs auf. Das abbildende optische System 14 weist eine optische Achse 16 auf, die parallel zur z-Achse des in 1 angedeuteten kathesischen xyz-Koordinatensystems verläuft. Das optische System 14 ist darauf ausgelegt, ein von dem Beleuchtungssystem 12 beleuchtetes Objekt aus einer Objektebene 26 in eine zugeordnete Bildebene 30 abzubilden. Das optische System 14 weist eine Aperturblende auf, die ein das optische System 14 durchlaufendes Strahlenbündel 40 begrenzt. Das Bild der Aperturblende, wie es von einem axialen Punkt der Bildebene 30 aus durch etwaige dazwischen liegende Linsen des optischen Systems 14 gesehen wird, ist als die Austrittspupille des optischen Systems 14 definiert, die nachfolgend lediglich als Pupille 18 bezeichnet wird. In dem in 1 schematisch gezeigten Fall fallen der Einfachheit halber Aputerblende und Pupille 18 zusammen.In 1 is a microlithography exposure system 10 shown. The microlithography exposure system 10 has a lighting system 12 as well as an imaging optical system 14 in the form of a projection lens. The imaging optical system 14 has an optical axis 16 on, parallel to the z-axis of the in 1 indicated catholic xyz coordinate system runs. The optical system 14 is designed to be one of the lighting system 12 illuminated object from an object plane 26 into an assigned image plane 30 map. The optical system 14 has an aperture stop which is the optical system 14 continuous beam 40 limited. The image of the aperture diaphragm, as seen from an axial point of the image plane 30 from any intervening lenses of the optical system 14 is seen as the exit pupil of the optical system 14 subsequently defined merely as a pupil 18 referred to as. In the in 1 In the case shown schematically, for simplicity, the aperture and the pupil fall 18 together.

Die Mikrolithographie-Belichtungsanlage 10 umfasst weiterhin eine Vorrichtung 20 zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft des abbildenden optischen Systems 14. Die Vorrichtung 20 wiederum umfasst ein Retikel bzw. eine Maske 22 mit darauf angeordneten Teststrukturen 24 in Gestalt von so genannten Pinholes. Es handelt sich bei der gezeigten Maske 22 damit um eine Lochmaske. Alternativ kann aber auch eine grundsätzlich strahlungsdurchlässige Maske mit strahlungsundurchlässigen punktförmigen Teststrukturen 24 verwendet werden. Die Teststrukturen 24 sind dabei gleichmäßig über ein vom optischen System 14 erfassbares Objektfeld verteilt. Die Maske 22 wird in der Objektebene 26 des optischen Systems 14 angeordnet.The microlithography exposure system 10 further comprises a device 20 for determining an optical property of the imaging optical system 14 , The device 20 in turn comprises a reticle or a mask 22 with test structures arranged thereon 24 in the form of so-called pinholes. This is the mask shown 22 with it a shadow mask. Alternatively, however, it is also possible to use a basically radiation-permeable mask with radiopaque point-shaped test structures 24 be used. The test structures 24 are evenly over one of the optical system 14 detectable Distributed object field. The mask 22 becomes in the object plane 26 of the optical system 14 arranged.

In einer ersten Ausführungsform 22 der Maske sind die Teststrukturen 24 mit einer maximalen Ausdehnung in der Größenordnung der Beleuchtungswellenlänge ausgeführt. 3 und 4 zeigen jeweils einen Ausschnitt weiterer Ausführungsformen 22a und 22b der Maske der Vorrichtung 20. Gegenüber der ersten Ausführungsform 22 der Maske können die Teststrukturen 24 gemäß 3 und 4 vergleichsweise größer ausgeführt sein. Dies hat den Vorteil, dass eine vergleichsweise größere Strahlungsintensität durch die als Pinholes ausgeführten Teststrukturen 24 hindurchtritt, wodurch die Messgenauigkeit und -geschwindigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht wird.In a first embodiment 22 the mask are the test structures 24 with a maximum extension on the order of the illumination wavelength. 3 and 4 each show a section of further embodiments 22a and 22b the mask of the device 20 , Compared to the first embodiment 22 the mask can be the test structures 24 according to 3 and 4 be made comparatively larger. This has the advantage that a comparatively greater radiation intensity is achieved by the test structures designed as pinholes 24 passes through, whereby the measurement accuracy and speed of the method is increased.

Um trotzdem einen breiten Abstrahlungskegel für die von den Teststrukturen 24 ausgehende Strahlung 38 zu erzeugen wird die Teststruktur 24 gemäß 3 und 4 überstrahlend beleuchtet. In der Ausführungsform gemäß 3 weist die Maske 22a dazu eine an der Oberseite eines strahlungsdurchlässigen Hauptkörpers 50 der Maske 22a angeordnete Streuscheibe 48 auf. Die Streuscheibe 48 wird mit Beleuchtungsstrahlung 36 vergleichsweise inkohärenter Form (z. B. σ von etwa 0,8) bestrahlt. Durch die Streuscheibe 48 wird die Beleuchtungsstrahlung 36 in überstrahlende Beleuchtung 54 bezüglich der Teststruktur 24 umgewandelt. Das Pinhole ist ein Loch in einer strahlungsabschwächenden bzw. -blockierenden Schicht 52, welche eine Unterseite des strahlungsdurchlässigen Hauptkörpers 50 abdeckt. In der Ausführungsform gemäß 4 ist anstatt der Streuscheibe 48 eine Mikrolinse 56 an der der strahlungsabschwächenden Schicht 52 entgegen gesetzten Seite des Hauptkörpers 50 angeordnet. Die Mikrolinse 56 wird mit Beleuchtungsstrahlung mit einer vergleichsweisen hohen Konhärenz (z. B. σ von 0,3) bestrahlt.Nevertheless, a broad radiation cone for those of the test structures 24 outgoing radiation 38 to generate the test structure 24 according to 3 and 4 illuminated overshadowed. In the embodiment according to 3 assigns the mask 22a one at the top of a radiolucent main body 50 the mask 22a arranged lens 48 on. The diffuser 48 comes with illumination radiation 36 comparatively incoherent form (eg σ of about 0.8) irradiated. Through the lens 48 becomes the illumination radiation 36 in overblazing lighting 54 regarding the test structure 24 transformed. The pinhole is a hole in a radiation-attenuating or blocking layer 52 which is a bottom of the radiation-transmissive main body 50 covers. In the embodiment according to 4 is instead of the lens 48 a microlens 56 at the radiation-attenuating layer 52 opposite side of the main body 50 arranged. The microlens 56 is irradiated with illumination radiation having a comparatively high degree of conicity (eg σ of 0.3).

Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 20 eine Bilderfassungseinrichtung 28, die zum Beispiel als CCD-Kamera ausgeführt sein kann. Die Bilderfassungseinrichtung 28 wird entweder in einer intrafokalen Stellung 32 oder eine extrafokalen Stellung 34 angeordnet. Dabei sind die beiden Stellungen 32 und 34 derart weit von der Bildebene 30 entfernt, dass der auf einer Detektionsfläche 28a der Bilderfassungseinrichtung 28 mittels einer Teststruktur 24 erzeugte Lichtfleck 42 ein Bild der Pupille 18 des optischen Systems 14 ist. Das Bild der Pupille 18 ist ein Bild der Beleuchtung der Pupille 18 und wird nachfolgend auch als Pupillogramm bezeichnet. Das Bild der Pupille 18 wird in den beiden Stellungen 32 und 34 direkt auf der Bilderfassungseinrichtung 28 optisch erzeugt, d.h. das Bild muss nicht etwa durch rechnerische Auswertung einer erfassten Struktur, wie etwa eines Interferenzbildes ermittelt werden.In addition, the device includes 20 an image capture device 28 which may be implemented as a CCD camera, for example. The image capture device 28 becomes either in an intrafocal position 32 or an extrafocal position 34 arranged. Here are the two positions 32 and 34 so far from the picture plane 30 remove that on a detection surface 28a the image capture device 28 by means of a test structure 24 generated light spot 42 a picture of the pupil 18 of the optical system 14 is. The image of the pupil 18 is a picture of the illumination of the pupil 18 and is also referred to below as Pupillogram. The image of the pupil 18 will be in the two positions 32 and 34 directly on the image capture device 28 optically generated, ie the image does not have to be determined by computational evaluation of a detected structure, such as an interference pattern.

Der Verlauf der elektromagnetischen Strahlung durch die Mikrolithographie-Belichtungsanlage 10 ist wie folgt: die auf der Maske 22 angeordneten Teststrukturen 24 werden vom Beleuchtungssystem 12 mit Beleuchtungsstrahlung 36 mit einem eng begrenzten Wellenlängenspektrum bestrahlt. Die Wellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 36 liegt in der Regel im UV-Bereich, kann aber auch im Bereich kürzerer oder längerer Wellenlängen liegen. Die von den in Bezug auf die Beleuchtungswellenlänge punktförmigen Teststrukturen 24 abgestrahlte Strahlung 38 weist eine große Winkelverteilung in Bezug auf die optische Achse 16 auf. Das durch die Pupille 18 des optischen Systems 14 durchgelassene Strahlenbündel 40 stellt nur einen Teil der Strahlung 38 dar.The course of the electromagnetic radiation through the microlithography exposure system 10 is as follows: the on the mask 22 arranged test structures 24 be from the lighting system 12 with illumination radiation 36 irradiated with a narrow wavelength spectrum. The wavelength of the illumination radiation 36 is usually in the UV range, but can also be in the range of shorter or longer wavelengths. The test structures punctiform with respect to the illumination wavelength 24 radiated radiation 38 has a large angular distribution with respect to the optical axis 16 on. That through the pupil 18 of the optical system 14 transmitted beams 40 only represents part of the radiation 38 represents.

In 2 ist der Randverlauf 44 bzw. 46 des von der Bilderfassungseinrichtung 28 in der intrafokalen Stellung 32 erfassten Lichtflecks 42 in Draufsicht dargestellt. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 46 einen von der Kreisform etwas abweichenden realen Randverlauf und das Bezugszeichen 46 den idealen Randverlauf des Lichtflecks 42. Der Durchmesser des Lichtflecks 42 übersteigt den Durchmesser der Abbildung einer Teststruktur 24 in die Bildebene 30 um mindestens eine Größenordnung, das heißt um mindestens den Faktor zehn.In 2 is the edge course 44 respectively. 46 of the image capture device 28 in the intrafocal position 32 detected light spot 42 shown in plan view. In this case, the reference numeral 46 one of the circular shape slightly different real edge course and the reference numeral 46 the ideal edge of the light spot 42 , The diameter of the light spot 42 exceeds the diameter of the image of a test structure 24 into the picture plane 30 by at least one order of magnitude, that is by at least a factor of ten.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die entsprechenden Lichtflecke 42 mittels der Bilderfassungseinrichtung 28 an verschiedenen geringfügig gegenüber der Stellung 32 bzw. 34 verschobenen Stellungen erfasst. Dabei kann z. B. die Stellung 32 als Arbeitspunkt einer Fokusstaffel dienen. In der genannten Ausführungsform ist die Schrittweite der Fokusstaffel klein gegenüber dem Abstand des Arbeitspunkts zur Bildebene 30. Die Schrittweite kann zum Beispiel 2,5 μm betragen. Die damit für eine gegebene Teststruktur 24 aufgezeichneten Lichtflecke 42 sind damit allesamt Pupillogramme des optischen Systems 14 mit unterschiedlichem Durchmesser und ggf. unterschiedlicher Lage ihres Mittelpunktes.According to one embodiment of the method according to the invention, the corresponding light spots 42 by means of the image capture device 28 at different slightly opposite to the position 32 respectively. 34 recorded shifted positions. It can be z. B. the position 32 serve as the operating point of a focus scale. In the mentioned embodiment, the pitch of the focus scale is small compared to the distance of the working point to the image plane 30 , The step size can be for example 2.5 microns. The resulting for a given test structure 24 recorded light spots 42 These are all pupillograms of the optical system 14 with different diameter and possibly different position of its center.

Der Radius R der Pupillogramme 42 ändert sich in Abhängigkeit von der z-Position der Bilderfassungseinrichtung 28 an einem Arbeitspunkt zo an jedem Feldort (k, l) des Bildfeldes des optischen Systems 14, an dem ein Lichtfleck 42 erzeugt wird als Funktion der numerischen Apertur NA des optischen Systems 14 wie folgt:

Figure 00190001
The radius R of the pupillograms 42 changes depending on the z position of the image capture device 28 at an operating point z o at each field location (k, l) of the image field of the optical system 14 at which a light spot 42 is generated as a function of the numerical aperture NA of the optical system 14 as follows:
Figure 00190001

Die Umkehrung dieser Gleichung führt zuThe Reversal of this equation leads to

Figure 00190002
Figure 00190002

Zur Gewinnung der Radiusänderung dR(k, l; z)/dz werden die Radien der Lichtflecke bzw. die Pupillenradien R(k, l; i) = R(k, l; zi), i = 1,... I einer Fokusstaffel zi, i = 1,... I extrahiert und gegen die Höhen zi aufgetragen. Durch lineare Regression werden anschließend zu allen Feldorten die Anstiege dR(k, l; z)/dz ausgewertet.To obtain the radius change dR (k, l; z) / dz, the radii of the light spots or the pupil radii R (k, l; i) = R (k, l; z i ), i = 1, a Fokusstaffel z i , i = 1, ... I extracted and plotted against the heights z i . By linear regression, the slopes dR (k, l; z) / dz are then evaluated for all field locations.

Das heißt, zur Bestimmung der numerischen Apertur des optischen Systems 14 muss lediglich die Radiusänderung dR(k, l; z)/dz für jeden Lichtfleck 42 im Bildfeld 62 ermittelt werden. Dazu wird zunächst der jeweilige Randverlauf der mittels der Bilderfassungseinrichtung 28 erfassten Lichtflecke 42 ermittelt. Ein Beispiel eines derartigen experimentell ermittelnden Lichtflecks 42 ist in 5 dargestellt. Dabei werden zunächst die erfassten Bilder des Lichtflecks 42 durch eine Untergrundkorrektur an ausgewählten Randbereichen vom Hintergrundsignal befreit. Aus den korrigierten Intensitätsbildern werden daraufhin jeweilige Histogramme der Intensitätsaussteuerung ermittelt.That is, to determine the numerical aperture of the optical system 14 only needs the radius change dR (k, l; z) / dz for each light spot 42 in the image field 62 be determined. For this purpose, first the respective edge course of the image acquisition device 28 detected light spots 42 determined. An example of such an experimentally detecting light spot 42 is in 5 shown. First, the captured images of the light spot 42 removed by background correction at selected edge regions of the background signal. From the corrected intensity images, respective histograms of the intensity modulation are then determined.

Ein derartiges Histogramm ist beispielhaft in 7 gezeigt. Anhand der Histogramme lassen sich Pixel, die den Rand des Lichtflecks 42 markieren, als Minima ausmachen. Um die Minima herum werden Intensitätsschwellen 60 gelegt, sodass eine vorgegebene Anzahl an Pixeln zur Auswertung kommt. Bei der eigentlichen Auswertung werden aus den Koordinaten xn(k, l; i), yn(k, l; i) der ausgewählten Pixel (n = 1),..... N(k, l; i) durch eine Kreisanpassung die Mittelpunkte X(k, l; i), Y(k, l; i) und Radien R(k, l; i) der Lichtflecke 42 gewonnen. Durch eine spezielle Ausreißer-Filterung anhand der Residuen kommen dabei nur diejenigen Pixel zur Auswertungen, deren Residuen innerhalb des statisch ermittelnden 3 Sigma-Bandes zu finden sind. Durch eine solche Filterung wird die Kreisanpassung sehr robust gegenüber Ausfransungen, lokale Intensitätseinbrüche oder andere Defekte im Lichtfleck 42. Ein mittels dieses Verfahrens ermittelter Kreisfit 58 ist beispielhaft in 6 dargestellt.Such a histogram is exemplary in 7 shown. Using the histograms, you can use pixels that are the edge of the light spot 42 mark, make out as minima. Around the minima are intensity thresholds 60 placed so that a predetermined number of pixels comes to the evaluation. In the actual evaluation, from the coordinates x n (k, l; i), y n (k, l; i) of the selected pixels (n = 1), ..... N (k, l; i) a circle fit the centers X (k, l; i), Y (k, l; i) and radii R (k, l; i) of the light spots 42 won. Due to a special outlier filtering based on the residuals, only the pixels whose residuals can be found within the statically determinant 3 sigma band are evaluated. By such filtering, the loop matching becomes very robust against fuzziness, local intensity dips or other defects in the light spot 42 , An ascertained by this method Kreisfit 58 is exemplary in 6 shown.

Zuletzt werden anhand der Beziehung

Figure 00200001
die ermittelnden Radien gegen die z-Stellungen der Bilderfassungseinrichtung 28 aufgetragen und die Steigungen dR(k, l; z)/dz durch lineare Regression gewonnen. 8 zeigt beispielhaft eine mittels der Vorrichtung gemäß 1 ermittelte NA-Verteilung über das Bildfeld 64 des optischen Systems 14.Last will be based on the relationship
Figure 00200001
the determining radii against the z-positions of the image capture device 28 plotted and the slopes dR (k, l; z) / dz obtained by linear regression. 8th shows an example by means of the device according to 1 determined NA distribution over the image field 64 of the optical system 14 ,

Neben den Radien ergeben sich aus der Kreisanpassung die Koordianten X(k, l, i) und Y(k, l; i) der Mittelpunkte der Lichtflecke 42 für die verschiedenen z-Positionen der Bilderfassungseinrichtung 28. Mittels einem zum NA-Auswerteverfahren anlogen Verfahren wird die Veränderung dX(k, l; z)/dz bzw. dy(k, l; z)/dz der Mittelpunkte an einem Arbeitspunkt z0 ermittelt. Daraus lässt sich die ausgangsseitige Telenzentrie des optischen Systems 14 über das gesamte Bildfeld wie folgt ableiten:

Figure 00200002
In addition to the radii, the coordinates are given by the coordinates X (k, l, i) and Y (k, l; i) of the centers of the light spots 42 for the different z positions of the image capture device 28 , By means of a method analogous to the NA evaluation method, the change dX (k, l; z) / dz or dy (k, l; z) / dz of the center points is determined at an operating point z 0 . From this, the output side telecentric of the optical system can be located 14 over the entire image field as follows:
Figure 00200002

Weiterhin kann mittels der Vorrichtung 20 gemäß 1 bei Anordnung der Bilderfassungseinrichtung 28 in z.B. einer der Stellungen 32 und 34 das Beleuchtungssetting des Beleuchtungssystems 12 vermessen werden. Das Beleuchtungssetting definiert eine bestimmte Winkelverteilung der auf die Teststruktur 24 einstrahlenden Beleuchtungsstrahlung 36 gegenüber der optischen Achse 16. Die Beleuchtungsstrahlung 36 erzeugt in der Ebene der Pupille 18 eine entsprechende Intensitätsverteilung, welche mittels der Bilderfassungseinrichtung 28 bei Anordnung derselben in der oben erwähnten Stellung sichtbar gemacht werden kann. 9 zeigt dies am Beispiel eines Dipolsettings der Beleuchtung. Die bei einem derartigen Dipolsetting aus dem optischen System 14 austretende Strahlung ist weist zwei Strahlungskegel 64 auf. Diese treffen in der Bildebene 30, das heißt an der Fokusposition des optischen Systems 14 zusammen. Bei Anordnung der Bilderfassungseinrichtung 28 in der Stellung 32 oder 34 bilden die beiden Strahlungskegel 64 zwei scheibchenförmige Bilder 66 einer Subapertur des Beleuchtungssystems 12 auf der Bilderfassungseinrichtung 28 ab. Die Bilder 66 befinden sich innerhalb eines Lichtflecks 42, welcher, wie bereits erwähnt, ein Bild der Apertur bzw. der Pupille 18 des optischen Systems 14 ist. 10 zeigt den Lichtfleck 42 gemäß 9 in Draufsicht. Aufgrund der hohen Messgenauigkeit für die numerische Apertur des optischen Systems 14 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch das Beleuchtungssetting mit einer hohen absoluten Genauigkeit bestimmt werden.Furthermore, by means of the device 20 according to 1 in the arrangement of the image capture device 28 in eg one of the positions 32 and 34 the lighting setting of the lighting system 12 be measured. The lighting setting defines a specific angular distribution of the test structure 24 radiating illumination radiation 36 opposite the optical axis 16 , The illumination radiation 36 generated in the plane of the pupil 18 a corresponding intensity distribution, which by means of the image capture device 28 can be made visible in the same position in the above-mentioned position. 9 shows this with the example of a dipole setting of the lighting. The in such a Dipolsetting from the optical system 14 emerging radiation is has two radiation cone 64 on. These meet in the picture plane 30 that is, at the focus position of the optical system 14 together. When arranging image acquisition Facility 28 in the position 32 or 34 form the two radiation cone 64 two disc-shaped pictures 66 a subaperture of the lighting system 12 on the image capture device 28 from. The pictures 66 are inside a light spot 42 which, as already mentioned, an image of the aperture or the pupil 18 of the optical system 14 is. 10 shows the light spot 42 according to 9 in plan view. Due to the high accuracy of the numerical aperture of the optical system 14 By means of the method according to the invention, the illumination setting can also be determined with a high absolute accuracy.

Die Vorrichtung 20 ist gemäß 1 in die Mikrolithographie-Belichtungsanlage 10 integriert, alternativ kann sie als eigenständiger Messplatz aufgebaut sein, in den z. B. ein Projektionsobjektiv vor Einbau in die Belichtungsanlage 10 zur Vermessung eingebracht wird. Im Strahlengang zwischen dem optischen System 14 und der Bilderfassungseinrichtung 28 können sich beispielsweise transparente Planplatten befinden. Diese erzeugen keine Beugung, sodass die erfassten Lichtflecke 42 nicht zusätzlich verschmiert werden. Jedoch können alternativ auch kontinuierliche Bildgitter in den Strahlengang zwischen dem optischen System 14 und der Bilderfassungseinrichtung 28 eingebracht werden. In diesem Fall muss jedoch die Bilderfassungseinrichtung 28 derart weit gegenüber der Bildebene 30 verschoben werden, dass die räumlichen Modulationen im durch das Bildgitter erzeugten Interferogramm aufgrund ihrer hohen Ortsfrequenzen nicht mehr aufgelöst werden.The device 20 is according to 1 into the microlithography exposure system 10 integrated, alternatively, it can be constructed as an independent measuring station, in the z. B. a projection lens before installation in the exposure system 10 is introduced for surveying. In the beam path between the optical system 14 and the image capture device 28 For example, transparent plane plates can be located. These do not produce any diffraction, so the detected light spots 42 not additionally smeared. However, alternatively, continuous image gratings can also be introduced into the beam path between the optical system 14 and the image capture device 28 be introduced. In this case, however, the image capture device must 28 so far opposite the picture plane 30 be shifted that the spatial modulation in the interferogram generated by the image grid due to their high spatial frequencies are no longer resolved.

Damit die Pupillenrandaufweichung aufgrund der Beugung (effektive Vergrößerung der Pupille) am Bildgitter beherrschbar bleibt, ist der Aussteuerungsbereich der Fokusstaffel derart zu wählen, dass die induzierte Pupillenradiusänderung verglichen mit dem Pupillenradius am Arbeitspunkt zo klein bleibt. Für den Fall, dass Gitter im Strahlengang zwischen dem optischen System 14 und der Bilderfassungseinrichtung 28 vorgesehen sind, ist die Verwendung von parzellierten oder gepatchten Gittern vorteilhaft.In order that the pupil margin softening due to the diffraction (effective enlargement of the pupil) on the image grid remains manageable, the modulation range of the focus graduation should be selected such that the induced pupil radius change remains small compared to the pupil radius at the operating point z o . In the event that grating in the beam path between the optical system 14 and the image capture device 28 are provided, the use of parceled or patched grids is advantageous.

1010
Mikrolithographie-BelichtungsanlageMicrolithography exposure system
1212
Beleuchtungssystemlighting system
1414
abbildendes optisches Systemimaging optical system
1616
optische Achseoptical axis
1818
Pupillepupil
2020
Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaftcontraption for determining an optical property
2222
Maskemask
22a22a
Maskemask
22b22b
Maskemask
2424
Teststrukturtest structure
2626
Objektebeneobject level
2828
BilderfassungseinrichtungImage capture device
28a28a
Detektionsflächedetection area
3030
Bildebeneimage plane
3232
intrafokale Stellungintrafokale position
3434
extrafokale Stellungextrafocal position
3636
Beleuchtungsstrahlungillumination radiation
3838
ausgehende Strahlungoutbound radiation
4040
durchlaufendes Strahlungsbündelby running radiation beam
4242
Lichtflecklight spot
4444
idealer Randverlaufideal edge profile
4646
realer Randverlaufreal edge profile
4848
Streuscheibediffuser
5050
strahlungsdurchlässiger HauptkörperRadiolucent main body
5252
strahlungsabschwächende bzw. -blockierende Schichtradiation-reducing or blocking layer
5454
überstrahlende Beleuchtungabout radiant lighting
5656
Mikrolinsemicrolens
5858
Kreisfitcircle fit
6060
Intensitätsschwelleintensity threshold
6262
Bildfeldfield
6464
Strahlungskegelradiation cone
6666
Bild der Beleuchtungssubaperturimage the illumination sub-aperture

Claims (29)

Verfahren zum Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems (14), welches zum Abbilden eines in einer Objektebene (26) des optischen Systems (14) angeordneten Objektes in eine zugeordnete Bildebene (30) ausgelegt ist, mit den folgenden Schritten: – Anordnen mindestens einer Teststruktur (24) in der Objektebene (26) des optischen Systems (14), – Anordnen einer Bilderfassungseinrichtung (28) in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene (30) des optischen Systems (14), wobei in jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung (28) derart weit gegenüber der Bildebene (30) versetzt ist, dass von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) jeweils ein Bild (42) der Pupille (18) des optischen Systems (14) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugt wird, sowie – Erfassen eines von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugten Bildes (42) in jeder der mindestens zwei Relativstellungen mittels der Bilderfassungseinrichtung (28).Method for determining at least one optical property of an imaging optical system ( 14 ), which is used to map one in an object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ) arranged object in an associated image plane ( 30 ), comprising the following steps: arranging at least one test structure ( 24 ) in the object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ), - arranging an image capture device ( 28 ) in at least two different relative positions relative to the image plane ( 30 ) of the optical system ( 14 ), wherein in each of the at least two relative positions the image capture device ( 28 ) so far opposite the image plane ( 30 ) is offset from the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) one picture each ( 42 ) of the pupil ( 18 ) of the optical system ( 14 ) on the image capture device ( 28 ), and - detecting one of the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) on the image capture device ( 28 ) generated image ( 42 ) in each of the at least two relative positions by means of the image capture device ( 28 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugte Bild (42) der Pupille (18) eine maximale Ausdehnung aufweist, die eine maximale Ausdehnung der Abbildung der Teststruktur in der Bildebene (30) um mindestens eine Größenordnung übersteigt.A method according to claim 1, characterized in that on the image capture device ( 28 ) generated image ( 42 ) of the pupil ( 18 ) has a maximum extent, the maximum extent of the image of the test structure in the image plane ( 30 ) exceeds by at least one order of magnitude. Verfahren zum Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems (14), welches zum Abbilden eines in einer Objektebene (26) des optischen Systems (14) angeordneten Objektes in eine zugeordnete Bildebene (30) ausgelegt ist, mit den folgenden Schritten: – Anordnen mindestens einer Teststruktur (24) in der Objektebene (26) des optischen Systems (14), – Anordnen einer Bilderfassungseinrichtung (28) in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene (30) des optischen Systems (14), wobei in jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung (28) derart weit gegenüber der Bildebene (30) versetzt ist, dass von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) jeweils ein Bild (42) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugt wird, dessen maximale Ausdehnung eine maximale Ausdehnung der Abbildung der Teststruktur (24) in der Bildebene (30) um mindestens eine Größenordnung übersteigt, sowie – Erfassen eines von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugten Bildes (42) in jeder der mindestens zwei Relativstellungen mittels der Bilderfassungseinrichtung (28).Method for determining at least one optical property of an imaging optical system ( 14 ), which is used to map one in an object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ) arranged object in an associated image plane ( 30 ), comprising the following steps: arranging at least one test structure ( 24 ) in the object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ), - arranging an image capture device ( 28 ) in at least two different relative positions relative to the image plane ( 30 ) of the optical system ( 14 ), wherein in each of the at least two relative positions the image capture device ( 28 ) so far opposite the image plane ( 30 ) is offset from the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) one picture each ( 42 ) on the image capture device ( 28 ) whose maximum extent is a maximum extent of the mapping of the test structure ( 24 ) in the image plane ( 30 ) exceeds by at least one order of magnitude, and - detecting one of the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) on the image capture device ( 28 ) generated image ( 42 ) in each of the at least two relative positions by means of the image capture device ( 28 ). Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in einer ersten Relativstellung (32, 34) mittels der Teststruktur (24) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugte Bild (42) eine maximale Ausdehnung von mindestens 100 μm aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a first relative position ( 32 . 34 ) by means of the test structure ( 24 ) on the image capture device ( 28 ) generated image ( 42 ) has a maximum extension of at least 100 microns. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinrichtung (28) in einer ersten Relativstellung (32, 34) mindestens 50 μm gegenüber der Bildebene (30) versetzt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the image capture device ( 28 ) in a first relative position ( 32 . 34 ) at least 50 μm with respect to the image plane ( 30 ) is offset. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Teststrukturen (24) an verschiedenen Positionen eines Objektfeldes in der Objektebene (26) angeordnet werden, das Objektfeld in jeder der mindestens zwei Relativstellungen vom optischen System (14) in ein Bildfeld (62) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) umgesetzt wird, sowie das jeweilige Bildfeld (62) von der Bilderfassungseinrichtung (28) erfasst wird und daraus die Verteilung der optischen Eigenschaft des optischen Systems (14) in Abhängigkeit von der Position im Bildfeld (62) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of test structures ( 24 ) at different positions of an object field in the object plane ( 26 ), the object field in each of the at least two relative positions of the optical system ( 14 ) in an image field ( 62 ) on the image capture device ( 28 ), as well as the respective image field ( 62 ) from the image capture device ( 28 ) and from this the distribution of the optical property of the optical system ( 14 ) depending on the position in the image field ( 62 ) is determined. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt des Bestimmens der mindestens einen optischen Eigenschaft des optischen Systems (14) durch Auswerten der in den verschiedenen Relativstellungen erfassten Bilder (42).Method according to one of the preceding claims, characterized by the step of determining the at least one optical property of the optical system ( 14 ) by evaluating the images captured in the various relative positions ( 42 ). Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine optische Eigenschaft die numerische Apertur des optischen Systems (14) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one optical property is the numerical aperture of the optical system ( 14 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur des optischen Systems (14) mit einer Auflösung von kleiner als 0,0001 absolut bestimmt wird.Method according to claim 8, characterized in that the numerical aperture of the optical system ( 14 ) with a resolution of less than 0.0001 is determined absolutely. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausdehnung, insbesondere ein Radius, des mittels der Teststruktur (24) erzeugten Bildes (42) für jede Relativstellung ermittelt wird und daraus die ausgangsseitige numerische Apertur des optischen Systems (14) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an expansion, in particular a radius, of the means of the test structure ( 24 ) generated image ( 42 ) for each relative position is determined and from this the output-side numerical aperture of the optical system ( 14 ) is calculated. Verfahren nach einem den vorausgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine optische Eigenschaft die Telezentrie des optischen Systems (14) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one optical property is the telecentricity of the optical system ( 14 ). Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt des mittels der Teststruktur (24) erzeugten Bildes (42) insbesondere der Schwerpunkt der Randbegrenzung (46) des Bildes (42), für jede Relativstellung ermittelt wird und daraus die ausgangsseitige Telezentrie des optischen Systems (14) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the center of gravity of the test device ( 24 ) generated image ( 42 ), in particular the center of gravity of the boundary ( 46 ) of the picture ( 42 ), is determined for each relative position and from this the output-side telecentricity of the optical system ( 14 ) is calculated. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinrichtung (28) zur gerasterten Bilderfassung eingerichtet ist und der Größenunterschied zwischen in den verschiedenen Relativstellungen erfassten Bildern (42) entlang einer Erfassungsrichtung mindestens einen Abstand zwischen zwei Rasterpunkten der Bilderfassungseinrichtung (28) beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the image capture device ( 28 ) is arranged for rastered image acquisition and the size difference between images captured in the different relative positions ( 42 ) along a detection direction at least one distance between two grid points of the image capture device ( 28 ) is. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (24) eine gerundete Form aufweist, insbesondere kreisförmig gestaltet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the test structure ( 24 ) has a rounded shape, in particular is designed circular. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (24) punktförmig ist, insbesondere als punktförmige Öffnung in einer Lochmaske (20) oder als punktförmiges strahlungsabschwächendes Element in einer grundsätzlich strahlungsdurchlässigen Maske ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the test structure ( 24 ) is punctiform, in particular as a punctiform opening in a shadow mask ( 20 ) or is formed as a point-shaped radiation-attenuating element in a basically radiation-permeable mask. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (24) mit elektromagnetischer Strahlung einer vorgegebenen Beleuchtungswellenlänge beleuchtet wird und die Teststruktur (42) derart dimensioniert ist, dass eine maximale Ausdehnung der mittels dem optischen System (14) in der Bildebene (30) erzeugten Abbildung der Teststruktur in der Größenordnung der Beleuchtungswellenlänge liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the test structure ( 24 ) is illuminated with electromagnetic radiation of a predetermined illumination wavelength and the test structure ( 42 ) is dimensioned such that a maximum extent of the by means of the optical system ( 14 ) in the image plane ( 30 ) of the test structure is on the order of the illumination wavelength. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststruktur (24) mit hochgradig inkohärenter elektromagnetischer Strahlung (36, 54) beleuchtet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the test structure ( 24 ) with highly incoherent electromagnetic radiation ( 36 . 54 ) is illuminated. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im Beleuchtungsstrahlengang (36) des optischen Systems (14) angeordnete Streuscheibe (48) und/oder eine auf die Teststruktur (24) fokussierte Mikrolinse (56) jeweils zum bezogen auf die Eingangsapertur überstrahlenden Beleuchten der Teststruktur (24).Method according to one of the preceding claims, characterized by a in the illumination beam path ( 36 ) of the optical system ( 14 ) arranged spreading disc ( 48 ) and / or one on the test structure ( 24 ) focused microlens ( 56 ) in each case with respect to illuminating the test structure with respect to the input aperture ( 24 ). Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer zweiten Relativstellung zwischen der Bilderfassungseinrichtung (28) und der Bildebene (30) der Abstand zwischen der Bilderfassungseinrichtung (28) und der Bildebene (30) gegenüber einer ersten Relativstellung (32, 34) um eine gegenüber dem Abstand zwischen der Bilderfassungseinrichtung (28) und der Bildebene (30) in der ersten Relativstellung kleine Distanz verändert wird, insbesondere um eine Distanz verändert wird, die um mindestens eine Größenordnung kleiner ist als der Abstand zwischen der Bilderfassungseinrichtung (28) und der Bildebene (30) in der ersten Relativstellung (32, 34).Method according to one of the preceding claims, characterized in that in at least one second relative position between the image capture device ( 28 ) and the image plane ( 30 ) the distance between the image capture device ( 28 ) and the image plane ( 30 ) relative to a first relative position ( 32 . 34 ) to one compared to the distance between the image capture device ( 28 ) and the image plane ( 30 ) is changed in the first relative position small distance, in particular by a distance is changed, which is smaller by at least an order of magnitude than the distance between the image capture device ( 28 ) and the image plane ( 30 ) in the first relative position ( 32 . 34 ). Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umstellen zwischen den verschiedenen Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung (28) relativ zum optischen System (14) verschoben und/oder verkippt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for switching between the different relative positions the image capture device ( 28 ) relative to the optical system ( 14 ) is shifted and / or tilted. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teststruktur (24) auf einem Objektträger (22), insbesondere auf einer Maske für eine Mikrolithographie-Belichtungsanlage (10), angeordnet ist und zum Umstellen zwischen den verschiedenen Relativstellungen der Objektträger (22) relativ zum optischen System (14) verschoben und/oder verkippt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one test structure ( 24 ) on a microscope slide ( 22 ), in particular on a mask for a microlithography exposure apparatus ( 10 ) and for switching between the different relative positions of the slides ( 22 ) relative to the optical system ( 14 ) is shifted and / or tilted. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere jeweils parallel zur optischen Achse (16) des optischen Systems (14) zueinander versetzte Teststrukturen (24) auf einem Objektträger (22), insbesondere einer Maske für eine Mikrolithographie-Belichtungsanlage (10) angeordnet sind und die Bilder in den verschiedenen Relativstellungen mittels einer jeweiligen der zueinander versetzten Teststrukturen (24) erzeugt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of each parallel to the optical axis ( 16 ) of the optical system ( 14 ) staggered test structures ( 24 ) on a microscope slide ( 22 ), in particular a mask for a microlithography exposure apparatus ( 10 ) and the images in the various relative positions by means of a respective one of the staggered test structures ( 24 ) be generated. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der optischen Eigenschaft an einem oder mehreren optischen Systemen einer Mikrolithographie-Belichtungsanlage (10), insbesondere an einem Projektionsobjektiv (14) und/oder einem Beleuchtungssystem (12) der Mikrolithographie-Belichtungsanlage (10) durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the Bestim optical property of one or more optical systems of a microlithography exposure apparatus ( 10 ), in particular on a projection objective ( 14 ) and / or a lighting system ( 12 ) of the microlithography exposure apparatus ( 10 ) is carried out. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teststruktur (24) mittels einem Beleuchtungssystem (12) mit einer eine bestimmte Winkelverteilung gegenüber der optischen Achse des optischen Systems (14) aufweisenden elektromagnetischen Beleuchtungsstrahlung (36) beleuchtet wird und das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt umfasst: Bestimmen einer winkelaufgelösten Intensitätsverteilung der Beleuchtungsstrahlung (36) aus dem von der Bilderfassungseinrichtung (28) erfassten Bild (42) in einer ersten Relativstellung.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one test structure ( 24 ) by means of a lighting system ( 12 ) with a certain angular distribution with respect to the optical axis of the optical system ( 14 ) having electromagnetic illumination radiation ( 36 ) and the method further comprises the following step: determining an angle-resolved intensity distribution of the illumination radiation ( 36 ) from the image capture device ( 28 ) captured image ( 42 ) in a first relative position. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der winkelaufgelösten Intensitätsverteilung ein Randverlauf (46) des erfassten Bildes (42) sowie eine Lage eines innerhalb des Randverlaufs (46) angeordneten Bereichs (66) erhöhter Strahlungsintensität im Bild (42) bestimmt wird und daraus die winkelaufgelöste Intensitätsverteilung in Bezug auf eine Aperturblende (18) des optischen Systems (14) ermittelt wird.A method according to claim 24, characterized in that for determining the angle-resolved intensity distribution an edge course ( 46 ) of the captured image ( 42 ) as well as a location within the boundary ( 46 ) ( 66 ) increased radiation intensity in the image ( 42 ) and from this the angle-resolved intensity distribution with respect to an aperture diaphragm ( 18 ) of the optical system ( 14 ) is determined. Vorrichtung (20) zum Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems (14), die insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorausgehenden Ansprüche eingerichtet ist, wobei das optische System (14) zum Abbilden eines in einer Objektebene (26) des optischen Systems (14) angeordneten Objektes in eine zugeordnete Bildebene (30) ausgelegt ist und die Vorrichtung mindestens eine Teststruktur (24) und eine Bilderfassungseinrichtung (28) aufweist sowie darauf ausgelegt ist, die mindestens eine Teststruktur (24) in der Objektebene (26) des optischen Systems (14) und die Bilderfassungseinrichtung (26) in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene des optischen Systems (14) anzuordnen und dabei in jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung (28) derart weit gegenüber der Bildebene (30) versetzt anzuordnen, dass von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) jeweils ein Bild (42) der Pupille (18) des optischen Systems (14) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugt wird, und die Bilderfassungseinrichtung (28) darauf ausgelegt ist, ein von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugtes Bild (42) in jeder der mindestens zwei Relativstellungen zu erfassen.Contraption ( 20 ) for determining at least one optical property of an imaging optical system ( 14 ), which is particularly adapted to carry out the method according to any one of the preceding claims, wherein the optical system ( 14 ) for mapping one in an object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ) arranged object in an associated image plane ( 30 ) and the device has at least one test structure ( 24 ) and an image capture device ( 28 ) and designed to provide the at least one test structure ( 24 ) in the object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ) and the image capture device ( 26 ) in at least two different relative positions relative to the image plane of the optical system ( 14 ) and thereby in each of the at least two relative positions, the image capture device ( 28 ) so far opposite the image plane ( 30 ) to arrange that of the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) one picture each ( 42 ) of the pupil ( 18 ) of the optical system ( 14 ) on the image capture device ( 28 ), and the image capture device ( 28 ), one of the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) on the image capture device ( 28 ) generated image ( 42 ) in each of the at least two relative positions. Vorrichtung (20) zum Bestimmen mindestens einer optischen Eigenschaft eines abbildenden optischen Systems (14), die insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24 eingerichtet ist, wobei das optische System (14) zum Abbilden eines in einer Objektebene (26) des optischen Systems (14) angeordneten Objektes in eine zugeordnete Bildebene (30) ausgelegt ist und die Vorrichtung mindestens eine Teststruktur (24) und eine Bilderfassungseinrichtung (28) aufweist sowie darauf ausgelegt ist, die mindestens eine Teststruktur (24) in der Objektebene (26) des optischen Systems (14) und die Bilderfassungseinrichtung (28) in mindestens zwei verschiedenen Relativstellungen relativ zur Bildebene (30) des optischen Systems (14) anzuordnen und dabei in einer jeder der mindestens zwei Relativstellungen die Bilderfassungseinrichtung (28) derart weit gegenüber der Bildebene (30) versetzt anzuordnen, dass von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) jeweils ein Bild (42) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugt wird, dessen maximale Ausdehnung eine maximale Ausdehnung der Abbildung der Teststruktur (24) in der Bildebene (30) um mindestens eine Größenordnung übersteigt, und die Bilderfassungseinrichtung (28) darauf ausgelegt ist, ein von dem optischen System (14) mittels der Teststruktur (24) auf der Bilderfassungseinrichtung (28) erzeugtes Bild in jeder der mindestens zwei Relativstellungen zu erfassen.Contraption ( 20 ) for determining at least one optical property of an imaging optical system ( 14 ), which is particularly adapted to carry out the method according to one of claims 1 to 24, wherein the optical system ( 14 ) for mapping one in an object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ) arranged object in an associated image plane ( 30 ) and the device has at least one test structure ( 24 ) and an image capture device ( 28 ) and designed to provide the at least one test structure ( 24 ) in the object plane ( 26 ) of the optical system ( 14 ) and the image capture device ( 28 ) in at least two different relative positions relative to the image plane ( 30 ) of the optical system ( 14 ) and thereby in each of the at least two relative positions, the image capture device ( 28 ) so far opposite the image plane ( 30 ) to arrange that of the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) one picture each ( 42 ) on the image capture device ( 28 ) whose maximum extent is a maximum extent of the mapping of the test structure ( 24 ) in the image plane ( 30 ) exceeds by at least one order of magnitude, and the image capture device ( 28 ), one of the optical system ( 14 ) by means of the test structure ( 24 ) on the image capture device ( 28 ) in each of the at least two relative positions. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinrichtung, die darauf ausgelegt ist, die mindestens eine optische Eigenschaft des optischen Systems (14) durch Auswerten der in den verschiedenen Relativstellungen erfassten Bilder (42) zu bestimmen.Apparatus according to claim 26 or 27, characterized by an evaluation device, which is designed, the at least one optical property of the optical system ( 14 ) by evaluating the images captured in the various relative positions ( 42 ). Mikrolithographie-Belichtungsanlage (10) mit einem Beleuchtungssystem (12) und/oder einem Projektionsobjektiv (14) sowie einer Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 26 bis 28 zum Bestimmen einer Abbildungseigenschaft des Beleuchtungssystems (12) und/oder des Projektionsobjektivs (14).Microlithography exposure system ( 10 ) with a lighting system ( 12 ) and / or a projection lens ( 14 ) as well as a device ( 20 ) according to one of claims 26 to 28 for determining an imaging property of the illumination system ( 12 ) and / or the projection lens ( 14 ).
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