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Die Erfindung betrifft ein optisches System sowie ein Verfahren zur Bestimmung der relativen Lage von Komponenten eines optischen Systems, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
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Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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In für den EUV-Bereich (d. h. bei Wellenlängen von z. B. etwa 13 nm oder eta 7 nm) ausgelegten Projektionsobjektiven werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Im Betrieb solcher für EUV ausgelegten Projektionsobjektive, bei dem üblicherweise Maske und Wafer in einem Scan-Prozess relativ zueinander bewegt werden, tritt nun das Problem auf, dass die Positionen der teilweise in allen sechs Freiheitsgraden beweglichen Spiegel sowohl zueinander wie auch zu Maske bzw. Wafer mit hoher Genauigkeit eingestellt sowie beibehalten werden müssen, um Aberrationen und damit einhergehende Beeinträchtigungen des Abbildungsergebnisses zu vermeiden oder wenigstens zu reduzieren.
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Hierbei ist es bekannt, zusätzlich zu einer Tragstruktur, die austauschbare Elemente wie Aperturblenden oder Aktuatoren trägt, eine typischerweise außerhalb der Tragstruktur angeordnete Messstruktur vorzusehen, die eine thermisch wie mechanisch stabile Fixierung von Positionssensoren oder anderen Messsystemen zur Bestimmung der Spiegelpositionen gewährleisten soll. Eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Messrahmen und einem lastaufnehmenden Rahmen ist z. B. aus
EP 1 278 089 B1 bekannt.
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Aus
WO 2006/128713 A2 und
US 2008/0212083 A1 ist es u. a. bekannt, in einem Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage eine Messanordnung vorzusehen, welche die räumliche Beziehung zwischen wenigstens zwei Komponenten des Abbildungssystems misst, wobei unmittelbar an einer der Komponenten ein Referenzelement mechanisch angebracht ist.
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Aus
EP 1 465 015 A1 ist es u. a. bekannt, in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage die Relativpositionen der Spiegel zueinander interferometrisch oder kapazitiv direkt zu messen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches System, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, bereitzustellen, welche eine möglichst genaue Ermittlung bzw. Einstellung der relativen Lage von optischen Komponenten zueinander sowie eine Anpassung der Sensitivität der Messanordnung an die Empfindlichkeit der Freiheitsgrade ermöglicht.
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Ein optisches System, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, weist eine erste optische Komponente, eine zweite optische Komponente und eine Messanordnung zur Bestimmung der relativen Lage der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente in sechs Freiheitsgraden auf, wobei die Messanordnung dazu ausgelegt ist, die relative Lage der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente über sechs unterschiedliche Längenmessstrecken zu bestimmen, wobei diese Längen messstrecken unmittelbar zwischen der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente verlaufen.
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Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Bestimmung der relativen Lage der optischen Komponenten (insbesondere EUV-Spiegel in einem für EUV ausgelegten Projektionsobjektiv) zueinander, in allen jeweils 6 Freiheitsgraden von Starrkörpern, auf Hilfsstrukturen oder Referenzelemente zu verzichten, also die betreffenden Messungen zur Ermittlung der sechs Freiheitsgrade unmittelbar zwischen den betreffenden Komponenten selbst durchzuführen. Mit anderen Worten werden gemäß der Erfindung nur Längen-Messseinrichtungen eingesetzt, welche unmittelbar zwischen der ersten und der zweiten optischen Komponente wirken. Auf diese Weise kann zum einen auf die oben bereits angesprochene, zusätzliche und damit Kosten verursachende, Messstruktur verzichtet werden, und zum anderen kann die oben bereits angesprochene Tragstruktur kostengünstiger erstellt werden, da Letztere aus einem kostengünstigeren Material erstellt werden kann. Beispielsweise kann eine Eisen-Nickel-Legierung wie Invar statt einer Glaskeramik wie Zerodur trotz deren geringerer Steifigkeit verwendet werden, denn eine ungenauere apriori-Positionierung der optischen Komponenten zueinander kann durch die erfindungsgemäße Bestimmung der relativen Lage der optischen Komponenten zueinander und eine anschließende Justage wieder korrigiert werden.
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Indem die Erfindung auf (äußere) Referenzelemente zur Bestimmung der relativen Lagen der optischen Elemente verzichtet, macht sich die Erfindung auch den Umstand zunutze, dass für der Lithographieprozess letztlich (nur) die relative Position der Spiegel zueinander von Relevanz ist. Des Weiteren wird es durch die Auslegung der Messanordnung mit sechs unterschiedlichen Messstrecken möglich, dem Vorhandensein besonders kritischer der obigen sechs Freiheitsgrade gezielt dadurch Rechnung zu tragen, dass die Ausrichtung der einzelnen Messstrecken in solcher Weise erfolgt, dass die Relativpositionsbestimmung mit vergleichsweise größerer Empfindlichkeit bzw. Genauigkeit bezüglich solcher Freiheitsgrade erfolgt, die in dem konkreten optischen System als besonders kritisch anzusehen sind. Durch geeignete Geometrie der Messanordnung kann, somit die Sensitivität an die Empfindlichkeit der Freiheitsgrade angepasst werden.
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Ein weiterer Vorteil der gemäß der Erfindung unmittelbar zwischen den optischen Komponenten erfolgenden Relativpositionsbestimmung ist, dass die erfindungsgemäße Messanordnung eine prinzipielle Trennung der (relativen) Positionsmessung der optischen Komponenten bzw. Spiegel von der die Bewegung der Komponenten bzw. Spiegel bewirkenden Aktuatorik beinhaltet, so dass unerwünschte Reaktionskräfte dieser Aktuatorik vermieden oder zumindest vom empfindlichen Bereich des optischen Systems ferngehalten werden können.
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Die üblicherweise benutzten Interferometer (und auch Maßstäbe) arbeiten inkrementell, wobei nach dem Einschalten der Offset geeignet festzustellen ist, indem z. B. Referenzmarken angefahren werden. Vorliegend ist es ausreichend, die Meßsysteme in der Parkposition der Spiegel auf einen zuvor (z. B. während der Inbetriebnahme) mit anderen Mitteln festgestellten Wert zu setzen. Die Unsicherheit dieses Offsets ist wesentlich höher als die angestrebte Auflösung für die Messung von Positionsänderungen und kann im μm-Bereich liegen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Messstrecken in einer Geometrie einer Stewart-Gough-Plattform angeordnet, d. h. in einer Geometrie eines Hexapods. Hierunter ist hier und im Folgenden zu verstehen, dass die üblicherweise körperlich ausgeführten „Beine” des Hexapods als (nicht körperliche) Messstrecken ausgebildet sind, wie im Weiteren noch unter Bezugnahme auf 1 und 2 näher erläutert wird.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Geometrie eines Hexapods beschränkt, so dass grundsätzlich auch andere Anordnungen der Messstrecken geeignet sein können, sofern sie die eindeutige Bestimmung der relativen Lage der ersten Komponente und der zweiten Komponente in allen sechs Freiheits graden erlauben, mit anderen Worten also das sich ergebende mathematische Gleichungssystem zur Ermittlung der Relativposition aus Messergebnissen eindeutig lösbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform können sich wenigstens zwei der Messstrecken überlappen bzw. einander kreuzen. Insbesondere können sämtliche Messstrecken so angeordnet sein, dass sich jeweils zwei Messstrecken paarweise überlappen und gegebenenfalls auch den für die EUV-Abbildung verwendeten Volumenbereich laufen. Eine solche Anordnung ist insbesondere unter bauraumtechnischen Gesichtspunkten, d. h. im Hinblick auf eine verbesserte bzw. optimierte Ausnutzung des Bauraum, vorteilhaft und macht sich den Umstand zunutze, dass – anders als etwa bei einem körperlich ausgeführten Hexapod – grundsätzlich der gesamte durch die Geometrie der Messanordnung zur Verfügung stehende Raum zur Anordnung der Messstrecken genutzt werden kann. Des Weiteren kann durch eine solche „überlappende Anordnung” auch die Sensitivität der Relativpositionsbestimmung in bestimmten Freiheitsgraden gesteigert werden, wobei vorzugsweise hierfür wiederum solche Freiheitsgarde ausgewählt werden, die in dem konkreten optischen System als besonders kritisch anzusehen sind.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung wenigstens ein Interferometer, insbesondere jeweils ein Interferometer für jede der Messstrecken, auf. Die Erfindung ist jedoch nicht auf interferometrische Messstrecken beschränkt, sondern umfasst auch Realisierungen mittels anderer berührungsloser Messprinzipien wie z. B. kapazitive Messstrecken, induktive Messstrecken oder auch die Verwendung von mittels geeigneter Ableseinrichtungen ablesbarer Maßstäbe.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bestimmung der relativen Lage von Komponenten eines optischen Systems, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einer ersten optischen Komponente und einer zweiten optischen Komponente, wobei die relative Lage der ersten Komponente und der zweiten Komponente in sechs Freiheitsgraden nur mittels Längenmesseinrichtungen ermittelt wird, welche ausschließlich zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente wirken.
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Zu bevorzugten Ausgestaltungen und Vorteilen des Verfahrens wird auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen optischen System Bezug genommen.
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Ein katoptrisches Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie, bei dem einige oder alle Spiegel auf die erfindungsgemäße Art in ihrer Lage relativ zueinander bzgl. der sechs Freiheitsgrade vermessen werden, hat durch den Verzicht auf einen zusätzlichen Messrahmen und die geringere erforderliche Steifigkeit der Tragestruktur geringere Herstellungskosten. Weiter ergibt sich der Vorteil einer völligen Entkoppelung der Messeinrichtung zur Lagepositionierung der Spiegel zueinander von deren Fassungstechnik, so dass durch die Messeinrichtung keine unerwünschten Kräfte oder Momente in die Tragestruktur und damit mittelbar in die Spiegel eingebracht werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Projektionsobjektiv einer für einen Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit einer Mehrzahl von Spiegeln, und einer Messanordnung zur Bestimmung der relativen Lage sämtlicher dieser Spiegel zueinander, wobei die Messanordnung dazu ausgelegt ist, als Referenzobjekte bei der Bestimmung der relativen Lage ausschließlich die Spiegel selbst zu verwenden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Messanordnung dazu ausgelegt, die Position eines jeden der Spiegel unmittelbar relativ zu einem anderen der Spiegel, vorzugsweise einem im optischen Strahlengang jeweils benachbarten Spiegel, zu bestimmen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Messanordnung insensitiv für Positionsänderungen eines Spiegels relativ zur äußeren Umgebung des Projektionsobjektivs, sofern diese Positionsänderungen mit einer zur Beibehaltung der gleichen Relativpositionen der Spiegel zueinander führenden Positionsänderung der übrigen Spiegel einhergehen.
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Gemäß einer Ausführungsform werden die Spiegel durch eine Haltestruktur gehalten, wobei sämtliche Spiegel ausschließlich mit dieser Haltestruktur in mechanischem Kontakt stehen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß einer Ausführungsform;
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2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
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3–5 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Aufbaus von gemäß der Erfindung beispielhaft einsetzbaren Interferometern;
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6–8 weitere Ausführungsformen der Erfindung unter Anbringung von Referenzelementen an den hinsichtlich ihrer Relativposition zu vermessenden Komponenten;
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9 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
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10 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs; und
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11 eine Darstellung einer bekannten Stewart-Gough-Plattform.
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Im Weiteren wird zunächst unter Bezugnahme auf 1 das Grundkonzept der Erfindung anhand einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung in einer ersten Ausführungsform erläutert.
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In 1 sind mit den Bezugszeichen 110 und 120 Abschnitte von EUV-Spiegeln eines Projektionsobjektivs einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bezeichnet, wobei diese Abschnitte der Einfachheit halber im Weiteren unmittelbar mit besagten EUV-Spiegeln gleichgesetzt werden. Des Weiteren sind mit den Bezugszeichen 131–136 Messstrecken bzw. Lichtkanäle bezeichnet innerhalb derer das Licht zwischen dem (in 1 oberen) ersten EUV-Spiegel 110 und dem (in
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1 unteren) zweiten EUV-Spiegel 120 verläuft. Dabei liegt der Anfang jeder Messstrecke 131–136 bzw. jedes Lichtkanals auf einem der EUV-Spiegel 110, 120, und das jeweilige Ende liegt auf dem anderen der EUV-Spiegel 120, 110.
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Diese Messstrecken bzw. Lichtkanäle 131–136 sind nun so ausgelegt, dass sie eine Bestimmung der relativen Lage des zweiten EUV-Spiegels 120 zu dem ersten EUV-Spiegel 110 in (sämtlichen) sechs Freiheitsgraden erlauben. Diese sechs Freiheitsgrade umfassen hierbei letztendlich in üblicher Weise drei Raumkoordinaten sowie drei Winkelkoordinaten zur Definition der eindeutigen Relativposition, werden jedoch erfindungsgemäß über sechs Längenmessungen entlang der Messstrecken 131–136 ermittelt. Wesentlich hierfür ist, dass diese Messstrecken 131–136 hinreichend unabhängig voneinander bzw. verschieden zueinander sind, damit durch besagte Längenmessungen auch tatsächlich in mathematisch eindeutig lösbarer Weise ein Rückschluss auf sämtliche der vorstehend genannten sechs Freiheitsgrade möglich ist.
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Die Anordnung der Messstrecken bzw. Lichtkanäle 131–136 gemäß 1 entspricht der Geometrie einer sogenannten Stewart-Gough-Plattform (auch als „Stewart-Plattform” oder Hexapod bezeichnet, vgl. D. Stewart: „A Platform with Six Degrees of Freedom", UK Institution of Mechanical Engineers Proceedings 1965–66, Vol 180, Pt 1, No 15), wobei jedoch die üblicherweise körperlich ausgeführten „Beine” des Hexapods als nicht-körperliche Messstrecken ausgebildet sind. Zur Erläuterung zeigt 11 zunächst einen für sich bekannten Hexapod mit zwei Platten 10, 20, die über sechs „Beine” 31–36 veränderlicher Länge miteinander verbunden und relative zueinander beweglich sind. Dabei kann in der dargestellten Situation (mit einer konkreten Anordnung sowohl der Beine 31–36 als auch der Platten 10, 20 zueinander) aus der Länge der Verbindungen bzw. Beine 31–36 zwischen den beiden Platten 10, 20 die Stellung der einen („bewegten”) Platte 10 zur anderen („Basis-”)Platte 20 bezüglich aller sechs Freiheitsgrade berechnet werden.
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Die Gleichungen zur Beschreibung der geometrischen Beziehung zwischen den beiden Platten/EUV-Spiegeln sind Polynome.
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Jeder Freiheitsgrad x, y, z, Rx, Ry, Rz lässt sich dabei mit einem Polynom beschreiben. Die mathematischen Eigenschaften der entstehenden Gleichungssysteme, die Frage der Lösbarkeit sowie gegebenenfalls die Konstruktion von Lösungen werden z. B. in Andrew J. Sommerse, Charles W. Wamper: „The Numercal Solution of Systems of Polynominals", Word Scientific Publishing, Singapur, 2005, behandelt und sind dem Fachmann wohlbekannt.
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Zu beachten ist, dass Stellungen der Beine bzw. Platten möglich sind, die singulär sind, was für die geläufige, mechanische Stewart-Gough-Plattform gemäß 11 bedeutet, dass die Platten 10, 20 nicht mehr mit Hilfe von Lähgenänderungen der Beine 31–36 aus dieser Lage herausbewegt werden können, d. h. die Plattform ist in sich blockiert. Für das Konzept der vorliegenden Erfindung, bei dem die „Beine” des Hexapods als nicht-körperliche Messstrecken ausgebildet sind, hat eine solche Anordnung zur Folge, dass das Gleichungssystem entweder unlösbar wird oder viele Lösungen besitzt. Des Weiteren lassen sich Anordnungen der Beine 31–36 angeben, in der die Platten 10, 20 nicht mehr in allen Freiheitsgraden bewegt werden können (wenn etwa alle sechs Beine 31–36 parallel zueinander sowie senkrecht zu den Platten 10, 20 angeordnet sind, in welchem Falle die Platte 10 nicht mehr in x-y-Ebene geschoben oder die z-Achse gedreht werden kann. Generell kann festgestellt werden, dass solche Anordnungen der Beinen 31–36 aus 11, die nicht zu lösbaren Gleichungssystemen führen, bei Übertragung auf die erfindungsgemäßen Messstrecken zur Folge haben, dass aus den Messungen die Lage der beiden Objekte bzw. Spiegel zueinander nicht bestimmbar ist. Von den zur Verfügung stehenden, möglichen bzw. sinnvollen – da immer eindeutig lösbaren – Anordnungen der Beine bzw. Messstrecken sind Beispiele in der vorliegenden Anmeldung angegeben.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung von sechs unterschiedlichen Messstrecken zwischen dem ersten EUV-Spiegel 110 und dem zweiten EUV-Spiegel 120 ist, dass in gewissem Rahmen eine flexible Anpassung der sich in den jeweiligen Freiheitsgraden (d. h. in den jeweiligen Raumrichtungen bzw. -winkeln) ergebenden Sensitivitäten an die konkreten Gegebenheiten bzw. Erfordernisse insbesondere des optischen Designs möglich ist. So kann etwa durch geeignete Anordnung der Messstrecken 131–136 eine sensitivere Messung für solche Freiheitsgrade bzw. Richtungen erreicht werden, in denen die relative Positionsbestimmung im konkreten optischen System kritischer bzw. von größerer Bedeutung ist als in anderen Richtungen bzw. Freiheitsgraden.
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2 zeigt eine alternative Ausgestaltung, wobei zueinander analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Elemente mit um „100” erhöhten Bezugszeichen benannt sind. In dem Ausführungsbeispiel von 2 schneiden bzw. kreuzen sich jeweils zwei Messstrecken paarweise.
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Wie aus 2 ohne weiteres ersichtlich lässt sich durch diese Überlappung bzw. Überkreuzung zum einen eine verbesserte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums erreichen.
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Zum anderen ergibt sich – infolge der mit der Überlappung einhergehenden, ausgeprägteren Schrägstellung der Messstrecken – eine größere Sensitivität der Messanordnung in bestimmten Raumrichtungen bzw. gegenüber bestimmten relativen Positionsänderungen der EUV-Spiegel, wobei diese Raumrichtungen wiederum gerade so gewählt werden können, dass sie den im konkreten optischen System besonders kritischen Raumrichtungen entsprechen. Die Ausrichtung und genaue Anordnung der Messstrecken wird also vorzugsweise so vorgenommen, dass sich für die möglichst genau zu bestimmenden Freiheitsgrade auch die maximale Empfindlichkeit ergibt. So können beispielsweise zur Erzielung einer vergleichsweise großen Empfindlichkeit in z-Richtung die Messstrecken 131–136 bzw. 231–236 im Wesentlichen ebenfalls bevorzugt in z-Richtung angeordnet werden, wohingegen die Messstrecken 131–136 bzw. 231–236 zur Erzielung einer vergleichsweise großen Empfindlichkeit in y-Richtung in Schräglage angeordnet werden können.
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In 9 ist eine Anordnung von Messstrecken 931–936 gezeigt, bei welcher drei Messstrecken, nämlich die Messstrecken 932, 934 und 936, zueinander parallel sind. Mittels dieser Anordnung werden besonders kleine Messunsicherheiten in z-Richtung erreicht (da die Anordnung in z-Richtung besonders „steif” ist).
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Ohne dass die Erfindung darauf beschränkt wäre, können die Messstrecken sowohl im Aufbau von 1 als auch in den Aufbauten von 2 oder 9 beispielsweise als interferometrische Messstrecken ausgelegt sein. Die Lichteinkopplung bzw. Lichtauskopplung erfolgt dann bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bevorzugt unter Verwendung von Lichtwellenleitern, welche in 1, 2 und 9 nicht gezeigt sind und vorzugsweise jeweils unmittelbar am Beginn bzw. Ende einer jeden Messstrecke (z. B. den Messstrecken 131–136 aus 1) enden und der Messstrecke jeweils Licht einer Lichtquelle (typischerweise insbesondere eines Lasers) zuführen und in den jeweiligen Lichtkanal 131–136 einkoppeln bzw. aus diesem auskoppeln, wie im Weiteren noch näher erläutert wird. Diese Einkoppelung bzw. Auskoppelung kann beabstandet, d. h. ohne mechanischen Kontakt der Lichtwellenleiter zu den Messstrecken und insbesondere zu dem optischen System, vorgenommen werden. Auf diese Weise werden keine Kräfte oder Momente durch die Anbindung der Lichtleiter in das optische System eingetragen.
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Insbesondere kann es sich um interferometrische Messstrecken mit Abschluss durch Tripel-Prismen gemäß 3 handeln. Hierbei kann ein Strahlteilerwürfel 341 mit Tripelprisma 342, welche zusammen ein Interferometer 340 bilden, an einem der EUV-Spiegel 110 und ein weiteres, einen Retroreflektor bildendes Tripelprisma 360 an dem anderen der EUV-Spiegel 120 angeordnet sein, wobei der dazwischen verlaufende Lichtkanal, also die eigentlichen Messstrecke, in 3 mit 331 bezeichnet ist.
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Hinsichtlich der Anordnung dieser Interferometer ist es beispielsweise möglich, sämtliche der insgesamt sechs Interferometer 340 auf dem gleichen EUV-Spiegel und die Retroreflektoren 342 auf dem anderen EUV-Spiegel anzuordnen. In alternativen Ausführungsformen kann auch eine beliebige kleinere Anzahl von Interferometern 340 an dem einen der EUV-Spiegel 110 angeordnet sein, und die übrigen Interferometern können an dem jeweils anderen der EUV-Spiegel 120 angeordnet sein, wobei jedem der Interferometer auf einem EUV-Spiegel wiederum ein Retroreflektor auf dem jeweils anderen EUV-Spiegel zugeordnet ist.
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Wenngleich die Erfindung unter Verwendung von Interferometern mit Tripelprismen gemäß 3 realisierbar ist, wird eine weitere mögliche Ausführungsform unter Verwendung von Planspiegelinterferometern im Weiteren unter Bezugnahme auf 4 erläutert.
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Mit einem solchen Planspiegelinterferometer, welches in grundsätzlich bekanntem Aufbau insbesondere einen Strahlteilerwürfel 441 sowie Lambda/4-Platten 445, 446 aufweist, von denen das Licht zu einem ersten Planspiegel 460 und einem zweiten Planspiegel 470 gelenkt wird, kann in für sich bekannter Weise die Relativposition des zweiten Planspiegels 470 relativ zu dem ersten Planspiegel 460 gemessen werden. Hierbei können die Planspiegel 460, 470 auf den jeweiligen EUV-Spiegeln des Projektionsobjektivs (also etwa auf den EUV-Spiegeln 110, 120 aus 1) angeordnet sein, wohingegen das eigentliche Interferometer 440 (angedeutet durch den gepunkteten Bereich) auf der lasttragenden Struktur (Rahmen) des Projektionsobjektivs angebracht ist.
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Des Weiteren ist es auch möglich, das Interferometer 440 mitsamt dem ersten Planspiegel 460 auf einem der EUV-Spiegel (also etwa dem EUV-Spiegel 110 aus 1) und den zweiten Planspiegel 470 auf dem anderen EUV-Spiegel (also etwa dem anderen EUV-Spiegel 120 aus 1) anzuordnen.
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Gemäß 5 kann eine im Hinblick auf die erfindungsgemäße definierte Anordnung der Messstrecken erforderliche Umlenkung des in das Interferometer 540 einfallenden Lichtes mittels Umlenkspiegeln 580 erfolgen, wie in 5 angedeutet ist.
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Bei Auslegung der Messstrecken 131–136 bzw. 231–236 als interferometrische Messstrecken ist darauf zu achten, dass die in das jeweilige Interferometer einlaufenden Strahlen bereits in der jeweils geforderten Richtung eingekoppelt werden. Da dies mittels einer Strahlverteileroptik zur Aufteilung des Laserstrahls in die unterschiedlichen Richtungen der einzelnen Messstrecken nur schwierig oder mit nicht mehr akzeptablem Aufwand zu bewerkstelligen ist, erfolgt vorzugsweise die Lichteinkopplung und Lichtauskopplung unter Verwendung von Lichtwellenleitern, welche jeweils unmittelbar am Beginn bzw. Ende einer jeden Messstrecke enden und der Messstrecke jeweils Licht einer Lichtquelle (insbesondere einer Laserlichtquelle) zuführen bzw. in den jeweiligen Lichtkanal 131–136 einkoppeln bzw. aus diesem auskoppeln. Als Interferometer werden dann vorzugsweise solche mit faseroptischer Strahlzuführung und Strahlabführung eingesetzt, wie sie kommerziell z. B. von der Firma Renishaw verfügbar sind.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen kann an den erfindungsgemäß hinsichtlich ihrer Relativposition vermessenen optischen Komponenten bzw. EUV-Spiegeln-auch die Anbringung geeigneter Referenzelemente in Form von (teil-)reflektierenden optischen Elementen erfolgen, wie im weiteren unter Bezugnahme auf 6–8 erläutert wird.
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Gemäß 6 kann beispielsweise an einem ersten EUV-Spiegel 610 ein teilweise reflektierendes erstes Referenzelement 611 angebracht werden, und an einem zweiten EUV-Spiegel 620 kann ein weiteres (entweder teilweise oder vollständig) reflektierendes zweites Referenzelement 621 angebracht werden. Zur Weglängenmessung wird ein kurzkohärentes Interferometer 640 verwendet, wobei die Ein- und Auskopplung des zur Messung verwendeten Lichtes über faseroptische Elemente bzw. Lichtwellenleiter 635 erfolgt.
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Wie in 6 schematisch dargestellt, wird am teilweise reflektierenden ersten Referenzelement 611 ein Teil des auftreffenden Lichtes in Einfallsrichtung zurück reflektiert, und ein weiterer Teil wird in Richtung zum (teilweise oder vollständig) reflektierenden zweiten Referenzelement 621 am zweiten EUV-Spiegel 620 hin reflektiert, wo letztgenannter Teil zurückgeworfen wird und durch wenigstens teilweise Reflexion am ersten Referenzelement 611 zurück zum kurzkohärenten Interferometer 640 gelangt.
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Die teilreflektierende Eigenschaft des ersten Referenzelementes 611 kann beispielsweise durch benachbarte Spiegelelemente unterschiedlicher Ausrichtung realisiert werden, wobei Spiegelelemente mit einer ersten Ausrichtung den einfallenden Strahl in sich zurückreflektieren bzw. zurückwerfen und Spiegelelemente einer zweiten Ausrichtung für die Weiterleitung in Richtung zu dem zweiten Referenzelement 621 sorgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Referenzelemente auf den hinsichtlich ihrer Relativposition zu vermessenden optischen Komponenten bzw. EUV-Spiegeln auch als sogenannte Littrow-Gitter ausgebildet sein.
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Gemäß 7 bewirkt ein erstes Referenzelement in Form eines Littrow-Gitters 711 für vom Interferometer 740 einfallendes Licht zum einen eine teilweise Rückreflexion und zum anderen (in der nullten Beugungsordnung) eine Reflexion in Richtung zu einem zweiten Referenzelement 721 auf dem zweiten EUV-Spiegel 720, von dem das Licht zurückreflektiert wird und über das erste Referenzelement bzw. Littrow-Gitter 711 zurück in das Interferometer 740 gelangt. Hierbei wird als Gitter vorzugsweise ein Amplitudengitter verwendet, da Phasengitter eine vergleichsweise hohe Furchentiefe aufweisen, welche größer als die Positionsmessunsicherheit ist.
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Gemäß einem weiteren, in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel können ferner zur Reflexion dienende Planflächen direkt an den hinsichtlich ihrer Relativposition zu vermessenden optischen Komponenten bzw. EUV-Spiegeln vorgesehen bzw. in das jeweilige Substrat bzw. den Grundkörper integriert sein.
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In 8 ist hierzu eine erste Planfläche 811 an einem ersten EUV-Spiegel 810 vorgesehen, und eine zweite Planfläche 821 ist an einem zweiten EUV-Spiegel 820 vorgesehen. Der zweite EUV-Spiegel 820 weist ferner eine dritte Planfläche 822 auf, welche zur Referenzierung bezüglich der Spiegelfläche dient.
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Gemäß 10 wird ein katoptrisches Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie 1000 bereitgestellt. Sechs Spiegel 1001–1006 des Projektionsobjektivs sind mittels Fassungen 1011–1016 an eine äußere Tragstruktur 1100, 1101 aus Invar befestigt. Alle diese Spiegel oder zumindest ein Teil sind in sechs Freiheitsgraden beweglich und dazu mit hier nicht dargestellten Manipulatoren versehen. Durch die durchgezogene Linie 1020 wird der zur Abbildung des, hier nicht dargestellten, Retikels auf den, hier nicht dargestellten, Wafer verwendete Projektionsstrahlengang verdeutlicht. Die Spiegel 1001–1006 werden paarweise mittels fünf Messstrecken-Paaren 1021–1025 gegeneinander bzgl. ihrer Lage vermessen. Der Übersichtlichkeit halber werden nur jeweils zwei Messstrecken pro Spiegelpaar dargestellt. Als Messstrecken werden sowohl sich nicht durchdringende Messstrecken 1023 wie auch sich durchdringende Messstrecken 1022 verwendet.
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Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1278089 B1 [0004]
- WO 2006/128713 A2 [0005]
- US 2008/0212083 A1 [0005]
- EP 1465015 A1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- D. Stewart: „A Platform with Six Degrees of Freedom”, UK Institution of Mechanical Engineers Proceedings 1965–66, Vol 180, Pt 1, No 15 [0038]
- Andrew J. Sommerse, Charles W. Wamper: „The Numercal Solution of Systems of Polynominals”, Word Scientific Publishing, Singapur, 2005 [0040]
