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
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Abstract
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:
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
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:
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: 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: 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: 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:
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: 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: 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:
In
Die
Mikrolithographie-Belichtungsanlage
In
einer ersten Ausführungsform
Um
trotzdem einen breiten Abstrahlungskegel für die von den Teststrukturen
Darüber hinaus
umfasst die Vorrichtung
Der
Verlauf der elektromagnetischen Strahlung durch die Mikrolithographie-Belichtungsanlage
In
Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die entsprechenden Lichtflecke
Der
Radius R der Pupillogramme
Die Umkehrung dieser Gleichung führt zuThe Reversal of this equation leads to
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
Ein
derartiges Histogramm ist beispielhaft in
Zuletzt
werden anhand der Beziehung die ermittelnden
Radien gegen die z-Stellungen der Bilderfassungseinrichtung
Neben
den Radien ergeben sich aus der Kreisanpassung die Koordianten X(k,
l, i) und Y(k, l; i) der Mittelpunkte der Lichtflecke
Weiterhin
kann mittels der Vorrichtung
Die
Vorrichtung
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
- 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
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-
2007
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---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
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