DE102010062763A1 - Verfahren zum Vermessen eines optischen Systems - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Vermessen eines optischen Systems am Ort einer Messebene (409). Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte: – Eine erste Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) einer Strahlung durchlaufen das optische System und treffen auf einem gleichen ersten Messbereich (461) in einer Messebeneebene (409) auf, wobei die Testbündel der erste Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene (409) auf dem ersten Messbereich (61) auftreffen – Eine zweite Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) einer Strahlung durchlaufen das optische System und treffen auf einem gleichen zweiten Messbereich (462) in der Messebene (409) auf, wobei die Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene (409) auf dem zweiten Messbereich (462) auftreffen, wobei der zweite Messbereich (462) sich vom ersten Messbereich (461) unterscheidet – Mittels einer Messeinrichtung (469, 470) wird zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln mindestens ein zugehöriger Messwert einer ersten Messgröße des Testbündels am Ort des ersten Messbereiches erfasst – Mittels einer Messeinrichtung wird zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln mindestens ein zugehöriger Messwert einer zweiten Messgröße des Testbündels am Ort des zweiten Messbereiches erfasst – Zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) wird ein zugehöriger Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d) auf mindestens einer Referenzfläche (461, 471) des optischen Systems berechnet oder mit Hilfe einer Datenbank ermittelt, wobei der zu einem Testbündel zugehörige Auftreffbereich definiert ist als der Flächenbereich der mindestens einen Referenzfläche (461, 471), auf den Strahlung des jeweiligen Testbündels auftrifft – Aus den Messwerten und den Auftreffbereichen wird zu jedem Testbündel eine räumliche Diagnoseverteilung mindestens einer Eigenschaft der mindestens einen Referenzfläche berechnet.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines optischen Systems umfassend ein Projektionsobjektiv, ein Computerprogrammprodukt zum Betrieb eines Messsystems für ein optisches System, sowie eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Computersystem, beinhalten ein derartiges Computerprogrammprodukt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen eines optischen Systems umfassend ein Projektionsobjektiv und ein Verfahren zur Korrektur eines optischen Systems umfassend ein Projektionsobjektiv.
• Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen dienen zur Herstellung von mikrostrukturierten Bauelementen mittels eines photolithografischen Verfahrens. Dabei wird eine strukturtragende Maske, das sogenannte Retikel, mithilfe einer Lichtquelleneinheit und einer Beleuchtungsoptik beleuchtet und mithilfe einer Projektionsoptik auf eine photosensitive Schicht abgebildet. Hierzu ist die strukturtragende Maske in einer Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnet und die photosensitive Schicht am Ort einer Bildebene der Projektionsoptik. Dabei stellt die Lichtquelleneinheit eine Strahlung zur Verfügung, die in die Beleüchtungsoptik geleitet wird. Die Beleuchtungsoptik dient dazu, am Ort der strukturtragenden Maske eine gleichmäßige Ausleuchtung mit einer vorbestimmten winkelabhängigen Intensitätsverteilung zur Verfügung zu stellen. Hierzu sind innerhalb der Beleuchtungsoptik verschiedene geeignete optische Elemente vorgesehen. Die so ausgeleuchtete strukturtragende Maske wird mithilfe der Projektionsoptik auf eine photosensitive Schicht abgebildet. Dabei wird die minimale Strukturbreite, die mithilfe einer solchen Projektionsoptik abgebildet werden kann, von verschiedenen Faktoren beeinflusst.
• Zum einen können umso kleinere Strukturen abgebildet werden je kleiner die Wellenlänge der verwendeten Strahlung ist. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, Strahlung der Wellenlänge 5 nm bis 15 nm zu verwenden.
• Andererseits ist es erforderlich, dass die optischen Elemente der Beleuchtungsoptik beziehungsweise Projektionsoptik hochpräzise gefertigt und positioniert werden. Bereits eine geringe Abweichung in der Position oder der Oberflächenform von den Sollwerten führt zu einer Verschlechterung der Abbildungsqualität.
• Weiterhin kann es mit zunehmender Betriebsdauer der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zu Verschlechterungen der Abbildungsqualität kommen. Dies wird zum Beispiel verursacht durch Degradation von Schichten auf optischen Elementen, Kontaminationen (das heißt Ablagerungen von Fremdpartikeln) auf Oberflächen eines optischen Elementes des optischen Systems aber auch durch Verformungen von optischen Elementen durch die Langzeitbelastung mit Strahlung der Lichtquelleneinheit (Kompaktierung von Linsenbeziehungsweise Spiegelmaterialien).
• Zusätzlich kann es auch noch zu Schwankungen in der Qualität der Strahlung kommen, die von der Lichtquelleneinheit bereitgestellt wird. Störung in der Lichtquelleneinheit führen zum Beispiel zu einer veränderten Intensitäts- und/oder Winkelverteilung am Eingang der Beleuchtungsoptik. Hieraus resultiert, dass die abbildende Maske in der Bildebene nicht so gleichmäßig wie gewünscht beziehungsweise nicht mit der erforderlichen Winkelverteilung beleuchtet wird, sodass sich auch hierdurch die Abbildungsqualität verschlechtert.
• Aufgrund der Vielzahl von optischen Elementen, aus denen das optische System der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage aufgebaut ist, und aufgrund der Vielzahl vorbeschriebener Störungen ist es schwierig, aus einer Verschlechterung der Abbildungsqualität zu schließen, an welchem optischen Element eine Störung vorliegt und welche Störung aufgetreten ist.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, dem Fachmann Hilfsmittel zur Seite zu stellen, um auf einfache Art und Weise den Ort und die Art der Störung eingrenzen zu können.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Vermessen eines optischen Systems am Ort einer Messebene. Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte:
• – Eine erste Mehrzahl von Testbündeln einer Strahlung durchlaufen das optische System und treffen auf einem gleichen ersten Messbereich in einer Messebeneebene auf, wobei die Testbündel der erste Mehrzahl von Testbündeln auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene auf dem ersten Messbereich auftreffen
• – Eine zweite Mehrzahl von Testbündeln einer Strahlung durchlaufen das optische System und treffen auf einem gleichen zweiten Messbereich in der Messebene auf, wobei die Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene auf dem zweiten Messbereich auftreffen, wobei der zweite Messbereich sich vom ersten Messbereich unterscheidet
• – Mittels einer Messeinrichtung wird zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln mindestens ein zugehöriger Messwert einer ersten Messgröße des Testbündels am Ort des ersten Messbereiches erfasst
• – Mittels einer Messeinrichtung wird zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln mindestens ein zugehöriger Messwert einer zweiten Messgröße des Testbündels am Ort des zweiten Messbereiches erfasst
• – Zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln wird ein zugehöriger Auftreffbereich auf mindestens einer Referenzfläche des optischen Systems berechnet oder mit Hilfe einer Datenbank ermittelt, wobei der zu einem Testbündel zugehörige Auftreffbereich definiert ist als der Flächenbereich der mindestens einen Referenzfläche, auf den Strahlung des jeweiligen Testbündels auftrifft
• – Aus den Messwerten und den Auftreffbereichen wird zu jedem Testbündel eine räumliche Diagnoseverteilung mindestens einer Eigenschaft der mindestens einen Referenzfläche berechnet.
• Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass Messungen nur an einer Position, nämlich in der Messebene des optischen Systems erforderlich sind. Typischerweise ist diese Position auch während des Betriebes der optischen Systems leicht erreichbar, um Messungen dort vorzunehmen. Erfindungsgemäß sind diese Messwerte zusammen mit Informationen über die Anordnung von optischen Elementen im optischen System, die in den Auftreffbereichen enthalten sind, ausreichend, um eine räumliche Diagnoseverteilung mindestens einer Eigenschaft einer Referenzfläche zu bestimmen. Typischerweise ist die Referenzfläche nicht ohne weiteres für Messungen zugänglich, da hierzu das optische System zumindest teilweise zerlegt werden müsste. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die Übersetzung von Messwerten einer Messgröße am Ort der Messebene zu Eigenschaften einer Referenzfläche innerhalb des optischen Systems. Das Verfahren hat den weiteren Vorteil, dass aus den Messwerten für die Testbündel die Diagnoseverteilung einer Mehrzahl von Referenzflächen bestimmt werden kann. Auf diese Weise können mit nur einer Messeinrichtung am Ort des Objektfeldes mehrere räumliche Diagnoseverteilungen für unterschiedliche Referenzflächen bestimmt werden. Dabei wird ausgenutzt, dass die Testbündel auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen, so dass keine zwei Testbündel den gleichen optischen Weg zurücklegen. Hierdurch sind in den Messwerten für die Testbündel die Informationen über vollkommen unterschiedliche optische Wege enthalten. Ein Beispiel hierfür ist die Amplitude der Strahlung jedes Testbündels, die die Information über die Absorption entlang des optischen Weges enthält.
• In einer Ausführungsform umfasst das optische System ein Projektionsobjektiv, das eine Objektebene auf eine Bildebene abbildet, und wobei die Messebene der Bildebene des Projektionsobjektives entspricht. Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst das optische System eine Beleuchtungsoptik zur Ausleuchtung einer Objektebene, wobei die Messebene der Objektebene der Beleuchtungsoptik entspricht. Beide Varianten haben den Vorteil, dass die Messebene besonders leicht zugänglich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Projektionsobjektiv beziehungsweise die Beleuchtungsoptik in einem Vakuum angeordnet ist.
• Bei einigen Ausführungen ist dies die erste Messgröße gleich der zweiten Messgröße. Hierdurch wird die Berechnung der Diagnoseverteilung erleichtert, da sich die Messwerte zu verschiedenen Messbereichen besser miteinander in Verbindung bringen lassen.
• Bei der Strahlung kann es sich um die Strahlung einer Lichtquelleneinheit handeln, die zum Betrieb des optischen Systems verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass die gleichen Randbedingungen wie beim Betrieb des optischen Systems vorliegen. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren auch innerhalb von Betriebspausen durchgeführt werden, um den Zustand des optischen Systems zu kontrollieren.
• Alternativ kann es sich bei der Strahlung um eine Messstrahlung handeln, die speziell für die Vermessung bereitgestellt wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Messstrahlung gezielt für die Zwecke der Messung in Bezug auf Spektrum und Intensitäts- oder Winkelverteilung aufbereitet werden kann. So kann zum Beispiel die Vermessung mit Strahlung verschiedener Wellenlängen durchgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass man unterschiedliche Eigenschaften der optischen Flächen vermessen kann. So hängt die Reflektivität eines Spiegels beispielsweise von der Wellenlänge der verwendeten Strahlung ab. Mehrere Messungen mit Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge ermöglichen daher einer genauere Prüfung der entsprechenden Spiegeloberfläche, da nicht nur die absolute Änderung einer Reflektivität ermittelt wird, sondern eine Änderung des spektralen Verlaufes.
• In einer weitergebildeten Ausführungsform werden nicht nur Messwerte am Ort eines ersten und eines zweiten Messbereiches erfasst, sondern an drei oder mehr Messbereichen. Dabei gehört zu jedem Messbereich ebenfalls eine Mehrzahl von Testbündeln, die das optische System auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene auf diesen Messbereich auftreffen. Hierdurch können mehr Informationen über das optische System gesammelt werden, was zu einer genaueren räumlichen Diagnoseverteilung führt.
• In einer speziellen Ausgestaltung entspricht die mindestens eine Referenzfläche einer Oberfläche eines optischen Elementes des optischen Systems. Dies hat den Vorteil, dass die räumliche Diagnoseverteilung der Referenzfläche direkt mit physikalischen Eigenschaften des optischen Elementes in Zusammenhang gebracht werden kann, wie zum Beispiel einer Kontaminationsverteilung auf der Oberfläche des optischen Elementes.
• Bei einer weiteren Ausgestaltung umfasst das optische System eine Beleuchtungsoptik mit einem Kollektorspiegel. In diesem Fall entspricht vorteilhaft eine reflektive Oberfläche des Kollektorspiegels der mindestens einen Referenzfläche. Da der Kollektorspiegel nahe beim Quellplasma angeordnet ist, ist er besonders anfällig für Kontaminationen, die durch das Quellplasma verursacht werden. Aus diesem Grund ist es besonders wichtig eine Diagnoseverteilung auf der reflektiven Kollektoroberfläche zu bestimmen.
• In einer weiteren Ausgestaltung ist die mindestens eine Referenzfläche eine virtuelle Fläche, die keiner Oberfläche eines optischen Elementes des optischen Systems entspricht. Hierdurch können auch Effekte zugeordnet werden, die nicht von Oberflächen des optischen Systems verursacht werden. So kann zur Beschreibung von Kompaktion eines Linsenelementes (Verdichtung des Linsenmaterials infolge von Bestrahlung) eine Referenzfläche am Ort des Linsenkörpers verwendet werden. Die Referenzfläche liegt dann typischerweise in der Mitte der Linse. Alternativ kann auch eine virtuelle Fläche verwendet werden, die mit keinem optischen Element im Zusammenhang steht. So kann zum Beispiel eine virtuelle Fläche zwischen der Lichtquelleneinheit und dem ersten optischen Element des optischen Systems angelegt werden. Eine derartige Referenzfläche kann vorteilhaft verwendet werden, um Variationen in der räumlichen oder spektralen Abstrahlcharakteristik der Lichtquelleneinheit zu überwachen. Dadurch, dass die Referenzfläche nicht der Oberfläche des ersten optischen Elementes entspricht, können Effekte die von der Lichtquelleneinheit verursacht werden und Störungen durch das erste optische Element besser voneinander getrennt werden.
• In einer Ausführungsform wird die gesamte am Ort des ersten Messbereichs auftreffende Strahlung anhand ihrer Einstrahlwinkel in die erste Mehrzahl von Testbündeln zerlegt und die gesamte am Ort des zweiten Messbereichs auftreffende Strahlung anhand ihrer Einstrahlwinkel in die zweite Mehrzahl von Testbündeln zerlegt. Dies kann zum Beispiel durch die Anwendung eines Rasters im Winkelraum erfolgen, so dass jedes Teilbündel definiert wird als die Gesamtheit der Strahlung, die aus der Richtung eines Rasterelementes im Winkelraum auf den jeweiligen Messbereich trifft. Bei manchen Ausgestaltungen des optischen Systems liegt bereits eine natürliche Zerlegung anhand der Einstrahlwinkel in eine Mehrzahl von Testbündeln vor. Dies ist zum Beispiel der Fall bei reflektiven Beleuchtungsoptiken, die ein erstes optisches Element mit ersten Facettenelementen und ein zweites optisches Element mit zweiten Facettenelementen aufweisen. Bei derartigen Beleuchtungsoptiken, deren Funktionsweise im Zusammenhang mit den Figuren erläutert ist, entspricht jedes zweite Facettenelement genau einem Einstrahlwinkel am Ort des Objektfeldes. Somit weist die Winkelverteilung am Ort des Objektfeldes disjunkte Winkelgebiete auf, die jeweils einem zweiten Facettenelement zugeordnet ist. In einem derartigen Fall ist es vorteilhaft, wenn die Zerlegung in Testbündel der natürlichen Zerlegung aufgrund der disjunkten Winkelgebiete entspricht.
• Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens misst die Messeinrichtung zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln die zugehörige Strahlungsleistung der Strahlung des Testbündels. Eine derartige Messung ist besonders einfach zu realisieren und ermöglicht die Berechnung einer räumlichen Diagnoseverteilung der Intensität. Die Berechnung einer räumlichen Diagnoseverteilung der Intensität aus den Messwerten und den Auftreffbereichen zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln hat den Vorteil das hieraus auf die Absorption an der entsprechenden Referenzfläche zurückgeschlossen werden kann. Hierdurch lässt sich dann zum Beispiel die räumliche Verteilung einer Kontamination auf der Referenzfläche ermitteln.
• Insbesondere in den Fallen, in denen das optische System ein Projektionsobjektiv umfasst und die Messebene mit der Bildebene des Projektionsobjektives zusammenfällt, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Testbündel Teile von kugelwellenartigen Wellen sind, deren jeweiliger Ursprung in einer der Bildebene zugeordneten Objektebene liegt. Derartige Testbündel können etwa mittels einer Maske mit darauf angeordneten punktförmigen Teststrukturen, wie etwa einer Lochmaske bereitgestellt werden. Die einzelnen der mittels der Messeinrichtung erfassten Messbereiche sind dann jeweils Bilder der einzelnen Teststrukturen. Die Testbündel können aber auch mittels einzelner Lichtwellenleiter bereitgestellt werden, deren Enden in der Objektebene des Projektionsobjekives angeordnet sind.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Messeinrichtung eine Wellenfrontmesseinrichtung aufweist. Mittels einer derartigen Wellenfrontmessenrichtung lassen sich Phase und Amplitude von eintreffenden Wellen messen. Diese sollten unter unterschiedlichen Winkeln relativ zur Messebene bestimmbar sein. Dabei kann die Messung interferometrisch geschehen, wie dies beispielsweise bei einem Point-Diffraction-Interferometer (PDI), Line-Diffraction-Interferometer (LDI) oder einem Shearing-Interferometer, wie etwa einem Lateral-Shearing-Interferometer (LSI) der Fall ist. Auch kann eine Wellenfrontmesseinrichtung auf nicht-interferometrischen Messmethoden beruhen, wie etwa bei einem Shack-Hartmann Wellenfrontsensor. Vorteilhafterweise weist die verwendete Wellenfrontmesseinrichtung ein Substrat auf, auf dem ein Scherinterferometer lithografisch aufgebracht ist. Dieses bewirkt für alle Feldkanäle bzw. Bildpunkte die Replikation und das Scheren der in der Gitterebene vorteilhafterweise als konvergent einlaufende Kugelwellen vorliegende Testbündel. Weiterhin weist die Wellenfrontmesseinrichtung eine Lumineszenz-Konverterschicht auf. Vorzugsweise umfasst die mittels der Messeinrichtung bestimmte Messgröße der Testbündel eine Phase des jeweiligen Testbündels. Damit können Abweichungen der Wellenfronten der Testbündel von deren Sollwellenfronten bestimmt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die Ursprungsorte einzelner Wellenfrontabweichungen auf mindestens einer Referenzfläche bestimmen. Beispielsweise kann daraus ein Ort auf einer Linsenfläche bestimmt werden, auf den eine bestimmte Wellenfrontabweichung zurückzuführen ist. Daraus lässt sich eine Passe-Abweichung dieser Linsenfläche bestimmen, welche gegebenenfalls in einem Korrekturschritt durch Nacharbeiten der Linsenfläche korrigiert werden kann.
• Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die mittels der Messeinrichtung bestimmte Messgröße einen Polarisationszustand des jeweiligen Testbündels umfasst. Dazu sollte die Messeinrichtung als Polarisationsmesseinrichtung ausgebildet sein. Aus den erfassten Polarisationszuständen lässt sich auf Dichroismus, Retardation oder Drehung der Polarisation an den einzelnen Referenzflächen zurückschließen.
• Bei einer speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die räumliche Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf der mindestens einen Referenzfläche berechnet, indem:
• – jedem Auftreffbereich eine mittlere Strahlungsintensität zugeordnet wird, wobei die mittlere Strahlungsintensität eines Auftreffbereichs definiert ist als die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels am Ort des Messbereiches, auf den das Testbündel auftrifft, dividiert durch den Flächeninhalt des Auftreffbereiches multipliziert mit einen zu diesem Testbündel gehörigen Korrekturfaktor,
• – eine Mehrzahl von Punkten auf der Referenzfläche definiert wird oder mit Hilfe einer Datenbank ermittelt wird,
• – jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten einer oder mehrere Auftreffbereiche zugeordnet werden oder eine Zuordnung von einem oder mehreren Auftreffbereichen zu jedem Punktes mit Hilfe einer Datenbank ermittelt wird, wobei ein Auftreffbereich einem Punkt genau dann als zugeordnet gilt, wenn der Punkt innerhalb des Auftreffbereiches liegt,
• – jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten auf der Referenzfläche eine Strahlungsintensität zugeordnet wird, die sich ergibt als die Summe der mittleren Strahlungsintensitäten der Auftreffbereiche, die dem jeweiligen Punkt zugeordnet sind.
• Bei einer Ausführungsform ist dabei der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel gleich Eins. Dies hat den Vorteil, dass die konkreten Eigenschaften der einzelnen optischen Elemente nicht vorab bestimmt werden müssen.
• Bei einer alternativen Ausführungsform entspricht der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel dem Kehrwert einer Abschwächung, die die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels entlang des optischen Weges zwischen der mindestens einen Referenzfläche und der Messebene erfahrt. Hierdurch wird erreicht, dass eine quantitative Verteilung der Intensität auf den Referenzflächen bestimmt werden kann, so dass die absolute Strahlungsbelastung der optischen Einzelelemente anhand der Diagnoseverteilung überwacht werden kann.
• Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Korrekturfaktoren vorab aus den Materialeigenschaften und den optischen Designdaten des optischen Systems bestimmt und in einer Datenbank abgelegt werden. Bei der Durchführung des Verfahrens können die Korrekturfaktoren dann zu jedem Testbündel mit Hilfe einer Datenbank ermittelt werden. Dies beschleunigt die Berechnung der räumlichen Diagnoseverteilung.
• Bei einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Projektionsobjektiv eine Mehrzahl von Spiegeln mit optischen Oberflächen und ist zur Abbildung von Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 5–15 nm ausgebildet. Derartig Projektionsobjektive werden vorteilhaft eingesetzt, um die Abbildung von besonders kleinen Strukturen zu ermöglichen.
• Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet, dass das optische System eine Beleuchtungsoptik mit einer Mehrzahl von Spiegeln mit optischen Oberflächen zur Ausleuchtung eines Objektfeldes in der Objektebene mit Strahlung einer Wellenlänge im Bereich von 5–15 nm beinhaltet. Weiterhin umfasst das Projektionsobjektiv eine Mehrzahl von Spiegeln mit optischen Oberflächen und ist zur Abbildung von Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 5–15 nm ausgebildet ist. Dabei umfasst die Beleuchtungsoptik mindestens einen ersten Spiegel mit einer Mehrzahl von ersten Facettenelementen und einen zweiten Spiegel mit einer Mehrzahl von zweiten Facettenelementen umfasst. Ferner wird jedes Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln von genau einem ersten Facettenelement und von genau einem zweiten Facettenelement entlang des optischen Weges reflektiert wird. Dabei reflektiert das erste Facettenelement das Testbündel in Richtung auf ein zugeordnetes zweites Facettenelement. Dies hat den Vorteil, dass eine natürliche Zerlegung der Strahlung an den Messbereichen in Testbündel vorliegt. Insbesondere haben hierbei die zu einem Messbereich gehörigen Testbündel einen Abstand voneinander im Winkelraum, wodurch die Erfassung eines Messwertes erleichtert wird, da jeder von der Messeinrichtung registrierte Strahl eindeutig einem Testbündel zugeordnet werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aufgrund der Zuordnung von ersten Facettenelementen zu zweiten Facettenelementen. Um eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung des zweiten optischen Elementes und damit eine möglichst gleichmäßige Winkelverteilung der Strahlung am Ort des Objektfeldes zu erreichen, sind zumindest einige benachbarte erste Facettenelemente nicht-benachbarten zweiten Facettenelementen zugeordnet. Auf diese Weise wird eine Mischung erreicht, so dass eine gleichmäßige Winkelverteilung der Strahlung am Ort des Objektfeldes bereitgestellt werden kann, auch wenn die Intensitätsverteilung auf dem ersten optischen Element ungleichmäßig ist. Diese Mischung hat jedoch auch den erfindungsgemäßen Vorteil, dass Effekte, die im Lichtweg vor dem ersten optischen Element auftreten leicht von Effekten nach dem ersten optischen Element unterschieden werden können. Dies liegt daran, dass das erste optische Element eine unstetige Transformation der Strahlung bewirkt. Angenommen es liegt eine Störung auf oder vor dem ersten optischen Element vor, die dazu führt, dass die Intensitätsverteilung auf dem ersten optischen Element in einem zusammenhängenden Gebiet reduziert ist, so führt dies zu Intensitätsverteilungen auf den nachfolgenden Spiegeln, die in vielen disjunkten Gebieten reduziert sind. Da es sehr unrealistisch ist, dass einer der nachfolgenden Spiegel an vielen disjunkten Gebieten beschädigt ist, kann mit Hilfe der Diagnoseverteilungen leicht festgelegt werden, ob die Störung vor oder nach dem ersten optischen Element vorliegt.
• Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Computerprogrammprodukt zum Betrieb eines Messsystems für ein optisches System
• – mit Computerprogrammanweisungen zum Verarbeiten von Informationen über eine erste Mehrzahl von Testbündeln einer Strahlung, die das optische System durchlaufen und dabei auf einen gleichen ersten Messbereich in einer Messebene auftreffen, wobei die Testbündel der erste Mehrzahl von Testbündeln auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene auf dem ersten Messbereich auftreffen,
• – mit Computerprogrammanweisungen zum Verarbeiten von Informationen über eine zweite Mehrzahl von Testbündeln einer Strahlung, die das optische System durchlaufen und dabei auf einen gleichen zweiten Messbereich in der Messebene auftreffen, wobei die Testbündeln der zweiten Mehrzahl von Testbündeln auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene auf dem zweiten Messbereich auftreffen, wobei der zweite Messbereich sich vom ersten Messbereich unterscheidet,
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Ermittlung von zugehörigen Auftreffbereichen auf mindestens einer Referenzfläche des optischen Systems, wobei der zugehörige Auftreffbereich zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln auf mindestens einer Referenzfläche des optischen Systems berechnet wird oder mit Hilfe einer Datenbank ermittelt wird und wobei der zu einem Testbündel zugehörige Auftreffbereich definiert ist als der Flächenbereich der mindestens einen Referenzfläche, auf den Strahlung des jeweiligen Testbündels auftrifft,
• – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Messwerten einer ersten Messgröße der am Ort des ersten Messbereiches auftreffenden Strahlung
• – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Messwerten einer zweiten Messgröße der am Ort des zweiten Messbereiches auftreffenden Strahlung
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Generierung einer räumliche Diagnoseverteilung mindestens einer Eigenschaft der mindestens einen Referenzfläche aus den Messwerten und den Auftreffbereichen zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln.
• Ein derartiges Computerprogrammprodukt ist in den Arbeitsspeicher eines Computers ladbar, so dass der Computer befähigt wird, aus den entsprechenden Messwerten die räumliche Diagnoseverteilung zu berechnen. Die Berechnung der Diagnoseverteilung und damit das Computerprogrammprodukt haben die Vorteile, die vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
• In einer Ausführungsform umfasst das optische System ein Projektionsobjektiv, das eine Objektebene auf eine Bildebene abbildet, und wobei die Messebene der Bildebene des Projektionsobjektives entspricht. Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst das optische System eine Beleuchtungsoptik zur Ausleuchtung einer Objektebene, wobei die Messebene der Objektebene der Beleuchtungsoptik entspricht. Beide Varianten haben den Vorteil, dass die Messebene besonders leicht zugänglich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Projektionsobjektiv beziehungsweise die Beleuchtungsoptik in einem Vakuum angeordnet ist.
• Bei einigen Ausführungen ist dies die erste Messgröße gleich der zweiten Messgröße. Hierdurch wird die Berechnung der Diagnoseverteilung erleichtert, da sich die Messwerte zu verschiedenen Messbereichen besser miteinander in Verbindung bringen lassen.
• Bei einer speziellen Ausgestaltung ist das Computerprogrammprodukt ausgestattet mit
• – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Einstrahlwinkeln und Messwerten für die Messgröße der gesamten am Ort des ersten Messbereiches auftreffenden Strahlung
• – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Einstrahlwinkeln und Messwerten für die Messgröße der gesamten am Ort des zweiten Messbereiches auftreffenden Strahlung
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Definition der ersten Mehrzahl von Testbündeln anhand der eingelesenen Einstrahlwinkel
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Definition der zweiten Mehrzahl von Testbündeln anhand der eingelesenen Einstrahlwinkel
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln
• – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln
• Bei einer Ausführung des Computerprogrammproduktes ist die Messgröße die Strahlungsleistung der auftreffenden Strahlung. Weiterhin enthält das Computerprogrammprodukt Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln, die die Strahlungsleistung innerhalb jedes Testbündels der ersten Mehrzahl von Testbündeln ermitteln und dem jeweiligen Testbündel als zugehörigen Messwert zuweisen. Ebenso enthält das Computerprogrammprodukt Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln, die Strahlungsleistung innerhalb jedes Testbündels der zweiten Mehrzahl von Testbündeln ermitteln und dem jeweiligen Testbündel als zugehörigen Messwert zuweisen. Mit einem derartigen Computerprogrammprodukt kann eine räumliche Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf der Referenzfläche ermittelt werden.
• Insbesondere umfasst das Computerprogrammprodukt bereits Computerprogrammanweisungen zur Generierung einer räumlichen Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf der mindestens einen Referenzfläche aus den Messwerten und den Auftreffbereichen zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln.
• Dabei können die Computerprogrammanweisungen zur Generierung der räumlichen Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität zum Beispiel umfassen:
• – Unteranweisungen, die jedem Auftreffbereich eine mittlere Strahlungsintensität zuordnen, wobei die mittlere Strahlungsintensität eines Auftreffbereichs definiert ist als die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels am Ort des Messbereiches, auf den das Testbündel auftrifft, dividiert durch den Flächeninhalt des Auftreffbereiches multipliziert mit einen zu diesem Testbündel gehörigen Korrekturfaktor
• – Unteranweisungen zur Definition einer Mehrzahl von Punkten auf der mindestens einen Referenzfläche oder zur Ermittlung der Mehrzahl von Punkten mit Hilfe einer Datenbank
• – Unteranweisungen, die jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten einen oder mehrere Auftreffbereiche zuordnen oder eine Zuordnung von einem oder mehreren Auftreffbereichen zu jedem Punktes mit Hilfe einer Datenbank ermitteln, wobei ein Auftreffbereich einem Punkt genau dann als zugeordnet gilt, wenn der Punkt innerhalb des Auftreffbereiches liegt,
• – Unteranweisungen, mit denen jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten auf der mindestens einen Referenzfläche eine Strahlungsintensität zugeordnet wird, die sich ergibt als die Summe der mittleren Strahlungsintensitäten der Auftreffbereiche, die dem jeweiligen Punkt zugeordnet sind.
• Bei einer Ausführungsform ist dabei der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel gleich Eins. Dies hat den Vorteil, dass die konkreten Eigenschaften der einzelnen optischen Elemente nicht vorab bestimmt werden müssen.
• Bei einer alternativen Ausführungsform entspricht der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel dem Kehrwert einer Abschwächung, die die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels entlang des optischen Weges zwischen der mindestens einen Referenzfläche und der Messebene erfahrt. Hierdurch wird erreicht, dass eine quantitative Verteilung der Intensität auf den Referenzflächen bestimmt werden kann, so dass die absolute Strahlungsbelastung der optischen Einzelelemente anhand der Diagnoseverteilung überwacht werden kann.
• Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Korrekturfaktoren vorab aus den Materialeigenschaften und den optischen Designdaten des optischen Systems bestimmt und in einer Datenbank abgelegt werden und das Computerprogrammprodukt Computerprogrammanweisungen zum Ermitteln der jeweiligen Korrekturfaktoren zu jedem Testbündel mit Hilfe der Datenbank enthält. Dies beschleunigt die Berechnung der räumlichen Diagnoseverteilung.
• Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Computerprogrammprodukt
• – Computerprogrammanweisungen zum Ablegen der räumliche Diagnoseverteilung in einem Speicher
• – Computerprogrammanweisung zum Laden einer räumlichen Diagnoseverteilung aus einem Speicher
• – Computerprogrammanweisungen zum Vergleichen einer ersten Diagnoseverteilung mit einer zweiten Diagnoseverteilung. Dies hat den Vorteil, dass die zeitliche Veränderung der Diagnoseverteilung überwacht werden kann. Dies ermöglicht eine gute Kontrolle der zeitlichen Veränderung von Eigenschaften des optischen Systems. So kann zum Beispiel die Ablagerung von Kontamination auf einer Fläche des optischen Systems überwacht werden.
• Insbesondere umfasst das Computerprogrammprodukt Computerprogrammanweisungen zum Ablegen einer Vielzahl von räumlichen Diagnoseverteilungen in einer Datenbank, wobei die räumlichen Diagnoseverteilungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten gehören. Dies ermöglicht die Analyse der zeitlichen Entwicklung der räumlichen Diagnoseverteilungen. Anhand der zeitlichen Entwicklung kann ebenfalls auf die Ursache der Störung geschlossen werden. Während zum Beispiel optische Elemente nahe einem Quellplasmas schnell verschmutzen, lagern sich Fremdpartikel auf weiter entfernten optischen Elementen nur langsam ab. Die zeitliche Entwicklung der Diagnoseverteilung erlaubt daher zusätzlich den Ort der Störung näher einzugrenzen.
• Neben der unmittelbaren Berechnung der Diagnoseverteilung während des Betriebs des optischen Systems kann das erfindungsgemäße Programmprodukt auch zur späteren Analyse aufgenommener Messdaten verwendet werden.
• Insbesondere enthalten dabei die Computerprogrammanweisungen zum Vergleichen einer ersten Diagnoseverteilung mit einer zweiten Diagnoseverteilung Unteranweisungen, mit denen das Verhältnis zwischen der ersten und der zweiten Diagnoseverteilung gebildet wird.
• Eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Computersystem beinhaltend das beschriebene Computerprogrammprodukt hat die Vorteile, die vorstehend mit Bezug auf das Computerprogrammprodukt erläutert wurden.
• Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Überwachen eines optischen Systems. Das Verfahren zum Überwachen eines optischen Systems umfasst dabei die folgenden Schritte:
• – Vermessen des optischen Systems gemäß einem vorstehend beschriebenen Verfahren zu einem ersten Zeitpunkt resultierend in einer ersten räumlichen Diagnoseverteilung und zu einem zweiten Zeitpunkt resultierend in einer zweiten räumlichen Diagnoseverteilung
• – Bestimmung der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung.
• Dieses Überwachungsverfahren hat den Vorteil, dass zeitliche Änderungen von Eigenschaften des optischen Systems kontrolliert werden können. So kann zum Beispiel die Ablagerung von Kontamination auf einer Fläche des optischen Systems überwacht werden.
• Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zum Überwachen eines optischen Systems und einer Lichtquelleneinheit mit folgenden Schritten:
• – Vermessen des optischen Systems gemäß einem vorstehend beschriebenen Verfahren zu einem resultierend in einer ersten räumlichen Diagnoseverteilung
• – Auswertung der räumlichen Diagnoseverteilung
• – Nachregeln einer Eigenschaft der Lichtquelleneinheit, insbesondere Abschalten der Lichtquelleneinheit, aufgrund der Ergebnisse der Auswertung der räumlichen Diagnoseverteilung
• Erfindungsgemäß kann zum Beispiel die aus der räumlichen Diagnoseverteilung auf die Strahlungsbelastung am Ort der Referenzfläche geschlossen werden. Ergibt sich aus dem Ergebnis der Auswertung, dass die Strahlungsbelastung über einem festgelegten Grenzwert liegt, so kann die Intensität der Lichtquelleneinheit reduziert werden, um eine dauerhafte Beschädigung von optischen Elementen des optischen Systems zu verhindern.
• Weiterhin ist ein Verfahren zum Überwachen eines optischen Systems und einer Lichtquelleneinheit Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Hierbei stellt die Lichtquelleneinheit Strahlung zum Betrieb des optischen Systems bereit. Das Verfahren enthält die folgenden Schritte:
• – Vermessen des optischen Systems gemäß dem vorbeschriebenen Verfahrens zu einem ersten Zeitpunkt resultierend in einer ersten räumlichen Diagnoseverteilung einer Referenzfläche und zu einem zweiten Zeitpunkt resultierend in einer zweiten räumlichen Diagnoseverteilung der Referenzfläche, wobei die Vermessung des optischen Systems mit Hilfe der Strahlung der Lichtquelleneinheit durchgeführt wird
• – Bestimmung der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung
• – Bestimmung von zeitlichen Veränderungen einer räumlichen oder spektralen Abstrahlcharakteristik der Lichtquelleneinheit aus der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung.
• Hierdurch kann die Lichtquelleneinheit ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Detektoren überwacht werden. Weiterhin ist es nicht nötig, die Lichtquelleneinheit vom optischen System zu trennen, da die Kontrolle der Lichtquelleneinheit durch das optische System hindurch, allein mit Hilfe von Messwerten am Ort der Messbereiche durchgeführt wird.
• Bei einer speziellen Ausgestaltung der beiden beschriebenen Überwachungsverfahren erfolgt die Bestimmung der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung durch das Bilden eines Verhältnisses zwischen der ersten und der zweiten Diagnoseverteilung.
• Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Korrektur eines optischen Systems:
• – Vermessen des optischen Systems gemäß einem der vorbeschriebenen Verfahren resultierend in einer ersten räumlichen Diagnoseverteilung einer Referenzfläche
• – Durchführen eines Korrekturschrittes beruhend auf der räumlichen Diagnoseverteilung der Referenzfläche.
• Bei dem Korrekturschritt kann es sich zum Beispiel um das Nacharbeiten einer Linsenfläche handeln, um Wellenfrontabberationen zu korrigieren. Weiterhin kann es sich bei einem solchen Korrekturschritt um die Reinigung von optischen Elementen handeln. Insbesondere bei der Reinigung von Spiegel zur Reflektion von EUV-Strahlung kommt atomarer Wasserstoff zum Einsatz. Derartige Reinigungsverfahren zur Beseitigung von Kontamination auf Spiegeln für den EUV-Wellenlängenbereich sind zum Beispiel aus der DE102008000551A1 bekannt. Bei dem Korrekturschritt kann es sich demnach um die Inbetriebnahme eines derartigen Wasserstoffreinigungskopfes handeln. Alternativ oder ergänzend kann es sich bei dem Korrekturschritt um das Verschieben, Verkippen oder Deformieren von optischen Elementen mittels ansteuerbarer Manipulatoren handeln.
• Näher erläutert wird die Erfindung anhand der Zeichnungen.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik.
• 2a zeigt eine Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik und einer Projektionsoptik zur Verwendung mit EUV-Strahlung.
• 2b zeigt eine Aufsicht auf das erste optische Element der Beleuchtungsoptik nach 2a.
• 2c zeigt eine Aufsicht auf das zweite optische Element der Beleuchtungsoptik nach 2a.
• 3 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer alternativen Beleuchtungsoptik und einer alternativen Projektionsoptik zur Verwendung mit EUV-Strahlung.
• 4a zeigt schematisch den Strahlverlauf von Testbündeln durch ein Projektionsobjektiv.
• 4b zeigt das Verhältnis zweier Diagnoseverteilungen für eine erste Referenzfläche des Projektionsobjektivs nach 4a.
• 4c zeigt das Verhältnis zweier Diagnoseverteilungen für eine zweite Referenzfläche des Projektionsobjektivs nach 4a.
• 4d zeigt die Aufteilung einer Referenzfläche in verschiedene Bereiche. 5a zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage.
• 5b zeigt eine Pupillenfehlerverteilung für Wellenfrontabberationen.
• 6 zeigt ein rein refraktives Projektionsobjektiv.
• 7a zeigt eine weitere Ansicht der Projektionsbelichtungsanlage nach 2a, wobei einzelne Testbündel hervorgehoben wurden.
• Die 7b–7n zeigen die Auftreffbereiche von vier Testbündeln auf verschiedenen Referenzflächen.
• Die 8a bis 8i zeigen die Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf verschiedenen Referenzflächen.
• In den 9a bis 9i ist die zeitliche Veränderung der Diagnoseverteilung durch eine Beschädigung eines der Spiegel dargestellt.
• Die 10a und 10b zeigen die Beschädigung von zwei Flächen innerhalb des Projektionsobjektives
• Die 10c und 10d zeigen das Ergebnis eines Rekonstrutionsverfahren für die Beschädigungen von zwei Flächen innerhalb des Projektionsobjektives.
• Die Bezugszeichen sind so gewählt, dass Objekte, die in 1 dargestellt sind mit einstelligen oder zweistelligen Zahlen versehen wurden. Die in den weiteren Figuren dargestellten Objekte haben Bezugszeichen, die drei- oder mehrstellig sind, wobei die letzten beiden Ziffern das Objekt angeben und die vorangestellte Ziffer die Nummer der Figur, auf der das Objekt dargestellt ist. Damit stimmen die Bezugsziffern von gleichen Objekten, die in mehreren Figuren dargestellt sind in den letzten beiden Ziffern überein. Gegebenenfalls findet sich die Beschreibung dieser Objekte im Text zu einer vorhergehenden Figur.
• Bezugszeichenliste

1

Mikrolithographie-Projektionsbelichtunganlage

3

Lichtquelleneinheit

4

Strahlung

5

Beleuchtungsoptik

7

Projektionsobjektiv

9

Objektebene

11

Bildebene/Messebene

12

Bildfeld

13

strukturtragende Maske

15

Substrat

17

erstes optisches Element

19

erste Facettenelemente

20

Intensitätsverteilung

21

zweites optisches Element

23

zweite Facettenelemente

25

erster Teleskopspiegel

27

zweiter Teleskopspiegel

29

Umlenkspiegel

31

Objektfeld

33

Erster Spiegel des Projektionsobjektives

35

Zweiter Spiegel des Projektionsobjektives

37

Dritter Spiegel des Projektionsobjektives

39

Vierter Spiegel des Projektionsobjektives

41

Fünfter Spiegel des Projektionsobjektives

43

Sechster Spiegel des Projektionsobjektives

45

optische Achse

47

Quellplasma

48

Kollektorspiegel

49

Tröpfchengenerator

50

Laser

51

Öffnung in Kollektorspiegel

52

Zwischenfokus

53

Eintrittspupillenebene

54

Hauptstrahl

55

Linse

56

Linse

57

Linse

58

optische Einzelelemente

59

Aperturblende

61

Erster Messbereich

62

Zweiter Messbereich

63

Dritter Messbereich

64a, b, c, d

Erste Mehrzahl von Testbündeln

65a, b, c, d

Zweite Mehrzahl von Testbündeln

66

Erste Oberfläche der Linse 56

66a, b, c

Bereiche auf Linsenoberfläche 66

67a, d

Auftreffbereiche zweier Testbündel

68a, d

Auftreffbereiche zweier Testbündel

69

Messeinrichtung

70

Messeinrichtung

71

Erste Oberfläche der Linse 57

71a–d

Bereich auf Linsenoberfläche

72a, d

Auftreffbereiche zweier Testbündel

73a, d

Auftreffbereiche zweier Testbündel

74

Testbündel 1

75

Testbündel 2

76

Beleuchtungseinrichtung

77

Testwellen

78

Maske

79

punktförmige Öffnungen

80

Zweite Oberfläche der Linse 56

81

Volumenkörper der Linse 56

82

Referenzfläche des Volumenkörper der Linse 56

83

Shearing-Gitter

84

Lumineszenz-Konverterschicht

85

CCD-Detektor

86

Computersystem

87

Verschiebevorrichtungen

88

Einzelstrahlen

89a, b, c, d

Auftreffbereiche

• 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 1. Die Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst unter anderem die Lichtquelleneinheit 3 und die Beleuchtungsoptik 5 zur Ausleuchtung eines Objektfeldes in der Objektebene 9. in der eine strukturtragende Maske 13 angeordnet ist. Weiterer Bestandteil der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 1 ist ein Projektionsobjektiv 7 zur Abbildung der strukturtragenden Maske 13 auf ein Substrat 15, den sogenannten Wafer. Dieses Substrat 15 enthält eine photosensitive Schicht, die bei der Belichtung chemisch verändert wird. Man spricht hierbei von einem lithografischen Schritt. Die strukturtragende Maske 13 ist dabei in der Objektebene 9 und das Substrat 15 in der Bildebene 11 des Projektionsobjektivs 7 angeordnet. Die Beleuchtungsoptik 5 und das Projektionsobjektiv 7 umfassen dabei eine Vielzahl von optischen Elementen. Diese optischen Elemente können dabei sowohl reflaktiv als auch reflektiv ausgebildet sein. Auch Kombinationen von refraktiven und reflektiven optischen Elementen innerhalb der Beleuchtungsoptik 5 oder des Projektionsobjektivs 7 sind möglich. Gleichfalls kann die strukturtragende Maske 13 sowohl reflektiv als auch transmissiv ausgebildet sein. Vollständig aus reflektiven Komponenten bestehen derartige Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen insbesondere dann, wenn Sie mit einer Strahlung mit einer Wellenlänge < 193 nm, insbesondere mit einer Wellenlänge im Bereich von 5 bis 15 nm, betrieben werden.
• Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen 1 werden häufig als sogenannte Scanner betrieben. Das bedeutet, dass die strukturtragende Maske 13 durch ein schlitzförmiges Beleuchtungsfeld entlang einer Scanrichtung bewegt wird, während das Substrat 15 in der Bildebene 11 des Projektionsobjektivs 7 entsprechend bewegt wird. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten von strukturtragender Maske 13 und Substrat 15 entspricht dabei der Vergrößerung des Projektionsobjektivs 7 die üblicherweise kleiner als 1, insbesondere gleich ¼ ist.
• 2a zeigt eine Ausgestaltung einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 201 mit einer Beleuchtungsoptik 205 und einem Projektionsobjektiv 207. Die Beleuchtungsoptik 205 umfasst dabei ein erstes optisches Element 217 mit einer Mehrzahl von reflektiven ersten Facettenelementen 219 und ein zweites optisches Element 221 mit einer Mehrzahl von zweiten reflektiven Facettenelementen 223. Im Lichtweg nach dem zweiten optischen Element 221 sind ein erster Teleskopspiegel 225 und ein zweiter Teleskopspiegel 227 angeordnet, die beide unter senkrechtem Einfall betrieben werden, das heißt, die Strahlung trifft unter einem Einfallswinkel zwischen 0° und 45° auf beide Spiegel. Unter dem Einfallswinkel wird dabei der Winkel zwischen einfallender Strahlung und der Normalen zur reflektiven optischen Fläche verstanden. Nachfolgend im Strahlengang ist ein Umlenkspiegel 229 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf das Objektfeld 231 in der Objektebene 209 lenkt. Der Umlenkspiegel 229 wird unter streifenden Einfall betrieben, das heißt, die Strahlung trifft unter einem Einfallswinkel zwischen 45° und 90° auf den Spiegel. Am Ort des Objektfeldes 231 ist eine reflektive strukturtragende Maske angeordnet, die mithilfe des Projektionsobjektivs 207 in die Bildebene 211 abgebildet wird. Das Projektionsobjektiv 207 umfasst sechs Spiegel 233, 235, 237, 239, 241 und 243. Alle sechs Spiegel des Projektionsobjektivs 207 weisen jeweils eine reflektive optische Fläche auf, die entlang einer um die optische Achse 245 rotationssymmetrischen Fläche verläuft.
• 2b zeigt eine Aufsicht auf das erste optische Element 217, das eine Mehrzahl von ersten reflektiven Facettenelementen 219 umfasst. Jedes der ersten reflektiven Facettenelemente 219 weist eine reflektive Fläche auf zur Reflektion der auftreffenden Strahlung.
• 2c zeigt eine entsprechende Aufsicht auf das zweite optische Element 221 mit einer Mehrzahl von zweiten reflektiven Facettenelementen 223.
• Die Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage nach 2a umfasst ferner eine Lichtquelleneinheit 203, die Strahlung auf das erste optische Element 217 lenkt. Die Lichtquelleneinheit 203 umfasst dabei ein Quellplasma 247, das Strahlung im Wellenlängenbereich 5–15 nm emittiert Ein Kollektorspiegel 248 wird verwendet um die Strahlung des Quellplasmas zu sammeln. Die Lichtquelleneinheit 203 kann in verschiedenen Ausführungsformen ausgebildet sein. Dargestellt ist eine Laserplasmaquelle (LPP). Bei diesem Quelltyp wird ein eng begrenztes Quellplasma 247 erzeugt, indem ein kleines Materialtröpfchen mit einem Tröpfchengenerator 249 hergestellt wird und an einen vorbestimmten Ort verbracht wird. Dort wird das Materialtröpfchen mit einem hochenergetischen Laser 250 bestrahlt, sodass das Material in einen Plasmazustand übergeht und Strahlung im Wellenlängenbereich 5 bis 15 nm emittiert. Der Laser 250 kann dabei so angeordnet sein, dass die Laserstrahlung durch eine Öffnung 251 in dem Kollektorspiegel 248 fällt, bevor sie auf das Materialtröpfchen trifft. Als Laser 250 kommt zum Beispiel ein Infrarotlaser mit einer Wellenlänge von 10 um zum Einsatz.
• Alternativ kann die Lichtquelleneinheit 203 auch als eine Entladungsquelle ausgebildet sein, bei der das Quellplasma 247 mithilfe einer Entladung erzeugt wird.
• Die mit der Lichtquelleneinheit 203 erzeugte Strahlung beleuchtet nun das erste reflektive optische Element 217 und erzeugt dort eine Intensitätsverteilung 220, die in 2b dargestellt ist. Die Intensitätsverteilung 220 ist näherungsweise rotationssymmetrisch und nimmt von einem Zentrum nach außen hin ab. Der Kollektorspiegel 248 und die ersten reflektiven Facettenelemente 219 haben eine derartige optische Wirkung, dass sich Bilder des Quellplasmas 247 an den Orten der zweiten reflektiven Facettenelemente 223 des zweiten optischen Elements 221 ergeben. Hierzu werden einerseits die Brennweite des Kollektorspiegels 248 und der ersten Facettenelemente 219 entsprechend der räumlichen Abstände gewählt. Dies geschieht zum Beispiel, indem die reflektiven optischen Flächen der ersten reflektiven Facettenelemente 219 mit geeigneten Krümmungen versehen werden. Andererseits weisen die ersten reflektiven Facettenelemente 219 eine reflektive optische Fläche auf mit einem Normalenvektor, dessen Richtung die Orientierung der reflektiven optischen Fläche im Raum festlegt, wobei die Normalenvektoren der reflektiven Flächen der ersten Facettenelemente 219 derart orientiert sind, dass die von einem ersten Facettenelement 219 reflektierte Strahlung auf ein zugeordnetes zweites reflektives Facettenelement 223 trifft. Das optische Element 221 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 205 angeordnet, die mithilfe der Spiegel 225, 227 und 229 auf die Austrittspupillenebene abgebildet wird. Dabei entspricht die Austrittspupillenebene der Beleuchtungsoptik 205 gerade der Eintrittspupillenebene 253 des Projektionsobjektivs 207. Somit liegt das zweite optische Element 221 in einer Ebene, die optisch konjugiert zur Eintrittspupillenebene 253 des Projektionsobjektivs ist. Aus diesem Grund steht die Intensitätsverteilung der Strahlung auf dem zweiten optischen Element 221 in einem einfachen Zusammenhang zur winkelabhängigen Intensitätsverteilung der Strahlung im Bereich des Objektfeldes 231. Dabei ist die Eintrittspupillenebene 253 des Projektionsobjektivs 207 definiert als die Ebene senkrecht zur optischen Achse 245, in der der Hauptstrahl 254 zum Mittelpunkt des Objektfeldes 231 die optische Achse 245 schneidet.
• Die Aufgabe der zweiten Facettenelemente 223 und der nachfolgenden Optik, die die Spiegel 225, 227 und 229 umfasst, ist es die ersten Facettenelemente 219 überlagernd auf das Objektfeld 231 abzubilden. Dabei versteht man unter überlagernder Abbildung, dass die Bilder der ersten reflektiven Facettenelemente 219 in der Objektebene liegen und dort zumindest teilweise überlappen. Hierzu weisen die zweiten refraktiven Facettenelemente 223 eine reflektive optische Fläche auf mit einem Normalenvektor, dessen Richtung die Orientierung der reflektiven optischen Flächen im Raum festlegt. Für jedes zweite Facettenelement 223 ist die Richtung des Normalenvektors so gewählt, dass das ihm zugeordnete Facettenelement 219 auf das Objektfeld 231 in der Objektebene 209 abgebildet wird. Da die ersten Facettenelemente 219 auf das Objektfeld 231 abgebildet werden, entspricht die Form des ausgeleuchteten Objektfeldes 231 der äußeren Form der ersten Facettenelemente 219. Die äußere Form der ersten Facettenelemente 219 wird daher üblicherweise derart bogenförmig gewählt, dass die langen Berandungslinien des ausgeleuchteten Objektfeldes 231 im Wesentlichen bogenförmig um die optische Achse 245 des Projektionsobjektivs 207 verlaufen.
• 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage. Die Projektionsbelichtungsanlage 301 umfasst dabei die Beleuchtungsoptik 305 und das Projektionsobjektiv 307. Im Gegensatz zu dem in 2a dargestellten Projektionsobjektivs 207 weist das Projektionsobjektiv 307 nach 3 eine negative Schnittweite der Eintrittspupille auf. Das heißt, dass die Eintrittspupillenebene 353 des Projektionsobjektivs 307 im Lichtweg vor dem Objektfeld 331 angeordnet ist. Verlängert man den Hauptstrahl 354 weiter, ohne die Reflektion an der strukturtragenden Maske am Ort des Objektfeldes 331 zu berücksichtigen, so schneidet der Hauptstrahl die optische Achse 345 in der Ebene 353a. Berücksichtigt man die Reflektion an der strukturtragenden Maske am Ort des Objektfeldes 331 und am Umlenkspiegel 329, so fällt die Ebene 353a mit der Eintrittspupillenebene 353 zusammen. Bei solchen Projektionsobjektiven mit einer negativen Schnittweite der Eintrittspupille haben die Hauptstrahlen zu unterschiedlichen Objektfeldpunkten am Ort des Objektfeldes 331 einen divergenten Strahlverlauf in Lichtrichtung. Derartige Projektionsobjektive sind bekannt aus der US2009/0079952A1 .
• Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform nach 2a besteht darin, dass hier das Quellplasma 347 mithilfe des Kollektorspiegels 348 zunächst auf einen Zwischenfokus 352 abgebildet wird. Dieser Zwischenfokus 352 wird dann mithilfe der ersten reflektiven Facettenelemente 319 des ersten optischen Elements 317 auf die zweiten reflektiven Facettenelemente 323 des zweiten optischen Elements 321 abgebildet.
• 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Projektionsobjektivs 407 aufgebaut aus optischen Einzelelementen in Form der Linsen 455, 456 und 457. Die refraktive Darstellung ist rein exemplarisch. Im Sinne der Erfindung kann es sich bei den optischen Einzelelementen auch um reflektive oder diffraktive optische Elemente handeln. Das Projektionsobjektiv 407 bildet im Betrieb eine strukturtragende Maske 431 am Ort der Objektebene 409 auf die Bildebene 411 ab. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Bildebene 411 der Messebene. Für die Zwecke der Vermessung wird die strukturtragende Maske typischerweise durch ein optisches Element ohne optische Wirkung wie zum Beispiel eine Planplatte im transmissiven Fall bzw. im Falle einer reflektiven Ausgestaltung durch einen Planspiegel ersetzt. Alternativ kann für die Zwecke der Messung auch eine Lochmaske beziehungsweise einen reflektives Retikel mit punktförmigen reflektiven Strukturen verwendet werden. Aus diesem Grund muss die Beugung der Strahlung an der strukturtragenden Maske bei der im Folgenden beschriebenen Berechnung der Auftreffbereiche nicht berücksichtigt werden. Die Verwendung einer Lochmaske beziehungsweise eines reflektiven Retikel mit punktförmigen reflektiven Strukturen ermöglicht zusätzlich die Vermessung des Projektionsobjektives mit kohärenten Kugelwellen, die ihren Mittelpunkt an den Punktstrukturen des Retikel haben. Die Apertur des Projektionsobjektives 407 wird durch die Aperturblende 459 begrenzt. An einem ersten Messbereich 461 in der Messebene und Bildebene 411 trifft eine erste Mehrzahl von vier Testbündeln 464a, 464b, 464c, 464d einer Strahlung auf. Hiervon sind die Testbündel 464a und 464d zur besseren Darstellung schraffiert worden. Die vier Testbündel 464a bis 464d durchlaufen das optische System auf paarweise unterschiedlichen Wegen, das heißt, es gibt keine zwei Testbündel, die das optische System auf dem gleichen Weg durchlaufen. Weiterhin treffen die vier Testbündel 464a bis 464d unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Bildebene auf den ersten Messbereich auf. Auf einen zweiten Messbereich 462 trifft eine zweite Mehrzahl von vier Testbündeln 465a, 465b, 465c und 465d auf. Von diesen sind die Testbündel 465a und 465d durch Schraffuren gekennzeichnet. Diese zweite Mehrzahl von Testbündeln 465a bis 465d durchläuft das optische System ebenfalls auf paarweise unterschiedlichen Wegen und trifft auf den zweiten Messbereich unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene auf. Auf einen dritten Messbereich 463 treffen ebenfalls vier Testbündel auf. Dass die Mehrzahl von Testbündeln für alle drei Messbereiche jeweils genau vier Testbündel umfasst, ist nur der besseren Darstellung geschuldet. Im Sinne der Erfindung kann jede Mehrzahl von Testbündeln verwendet werden.
• Nach einer ersten Ausführungsform wird das optische System in einzelne optische Abschnitte eingeteilt. In dem in 4a gezeigten Beispiel wird jede der drei Linsen 455, 456 und 457 in drei optische Abschnitte eingeteilt. Beispielhaft ist dies an der mittleren Linse 456 des Projektionsobjektivs gemäß 4a gezeigt. Dieses weist eine erste Linsenfläche 466, eine zweite Linsenoberfläche 480 sowie einen Volumenkörper 481 auf. Die beiden Linsenoberflächen 466 und 480 sowie der Volumenkörper 481 werden jeweils als optischer Abschnitt definiert. Das Gleiche geschieht für die restlichen optischen Einzelelemente 455 und 457. In einer alternativen Ausführungsform kann auch ein ganzes optisches Einzelelement 455, 456 und 457 als optischer Abschnitt definiert werden oder eine Gruppe von optischen Einzelelementen zusammengenommen einen derartigen optischen Abschnitt darstellen.
• Weiterhin wird nach der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens jedem der optischen Abschnitte eine Referenzfläche zugeordnet. Bei den optischen Abschnitten in Gestalt der Linsenoberfläche 466 und 480 dient jeweils die Linsenoberfläche 466 bzw. 480 selbst als Referenzfläche. Dem optischen Abschnitt in Gestalt des Volumenkörpers 481 wird eine sich senkrecht zur optischen Achse 431 erstreckende Schwerfläche des Volumenkörpers 481 als Referenzfläche 482 zugeordnet.
• Zu jedem der Testbündel ist ein zugehöriger Auftreffbereich auf jeder der Referenzflächen des optischen Systems definiert als der Flächenbereich der Referenzfläche, auf den Strahlung des jeweiligen Testbündels auftrifft. So weist die Linse 456 zum Beispiel eine Oberfläche 466 auf, auf der zu jedem Testbündel ein Auftreffbereich definiert werden kann. So trifft das Testbündel 464a auf die Referenzfläche 466 und definiert dadurch den Auftreffbereich 467a. Entsprechend trifft das Testbündel 464d ebenfalls auf die Referenzfläche 466 und definiert hierdurch den Auftreffbereich 467d. Die zum zweiten Messbereich 462 gehörenden Testbündel 465a und 465d definieren analog Auftreffbereiche auf der Referenzfläche 466. So trifft Strahlung des Testbündels 465a innerhalb des Auftreffbereichs 468a auf die Referenzfläche 466 und Strahlung des Testbündels 465d innerhalb des Auftreffbereichs 468d auf die Referenzfläche 466. Die Lage der Auftreffbereiche auf den Referenzflächen kann aus dem Design des optischen Systems mit Hilfe eines Raytracings ermittelt werden.
• Mit 469 ist eine Messeinrichtung gekennzeichnet, mit der zu jedem der vier Testbündel 464a bis 464d ein zugehöriger Messwert einer Messgröße des Testbündels am Ort des ersten Messbereichs 461 erfasst wird. Entsprechend kennzeichnet 470 eine Messeinrichtung, mit der zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln 465a bis 465d ein zugehöriger Messwert der gleichen Messgröße am Ort des zweiten Messbereichs 462 erfasst wird.
• Die Messeinrichtungen 469 und 470 können zum Beispiel jeweils als ein Schlitz in der Bildebene 411 ausgebildet sein, der nur Strahlung des jeweiligen Messbereiches 461 bzw. 462 passieren lässt, in Kombination mit ortsaufgelösten Strahlungsdetektoren (z. B. CCD-Detektoren), die in einem gewissen Abstand zur Bildebene 411 angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung trifft Strahlung unterschiedlicher Testbündel auf unterschiedliche Gebiete des Strahlungsdetektors, so dass für jedes Testbündel eine Strahlungsleistung mit Hilfe des Strahlungsdetektors gemessen werden kann. Alternativ kann auch eine Messoptik, zum Beispiel eine Fourieroptik, verwendet werden, die Winkel im Messbereich in eine Position auf dem Strahlungsdetektor überführt.
• Dadurch, dass zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln 464a bis 464d und zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln 465a bis 465d sowohl ein zugehöriger Messwert, als auch ein zugehöriger Auftreffbereich auf der Referenzfläche 466 bekannt ist, kann nun eine räumliche Diagnoseverteilung mindestens einer Eigenschaft der Referenzfläche 466 berechnet werden. Handelt es sich bei der Messgröße zum Beispiel um die Strahlungsleistung der Strahlung der jeweiligen Testbündel, so kann eine Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf der Referenzfläche 466 berechnet werden. Im Folgenden werden nur noch die schraffierten Testbündel 464a, 464d, 465a und 465d berücksichtigt. Bereits aus Messwerten diese vier Testbündel können wertvolle Informationen über den Zustand des Projektionsobjektivs 407 entnommen werden. Hierzu wird jedem der Auftreffbereiche 467a, 467d, 468a und 468d eine mittlere Strahlungsintensität zugeordnet. Dabei ist die mittlere Strahlungsintensität eines Auftreffbereichs definiert als die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels am Ort des Messbereiches, auf den das Testbündel auftrifft, dividiert durch den Flächeninhalt des Auftreffbereiches multipliziert mit einem zu diesem Testbündel gehörigen Korrekturfaktor. Dabei entspricht der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel zum Beispiel dem Kehrwert einer Abschwächung, die die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels entlang des optischen Weges zwischen der Referenzfläche 466 und der Bildebene erfährt. Da die Testbündel auf diesem Weg die Linsen 456 und 457 passieren, findet eine Abschwächung der Strahlungsintensität der Testbündel statt, da die Linsen 456 und 457 eine gewisse Absorption aufweisen. Eine derartige Abschwächung kann anhand des bekannten optischen Weges und der Materialeigenschaften der Linsen berechnet werden. Als nächsten Schritt wird eine Mehrzahl von Punkten auf der Referenzfläche 466 definiert beziehungsweise eine vorbestimmte Mehrzahl von Punkten aus einer Datenbank abgerufen. Jedem Punkt dieser Mehrzahl von Punkten werden nun einer oder mehrere Auftreffbereiche zugeordnet, beziehungsweise es wird eine Zuordnung von einem oder mehreren Auftreffbereichen zu jedem Punkt mithilfe einer Datenbank ermittelt. Dabei gilt ein Auftreffbereich einem Punkt genau dann als zugeordnet, wenn der Punkt innerhalb des Auftreffbereichs liegt. Einem Punkt, der auf der Referenzfläche 466 innerhalb des Auftreffbereiches 468a liegt, wird demnach der Auftreffbereich 468a zugeordnet. Da die Auftreffbereiche 467a und 468d teilweise überlappen, gibt es weiterhin Punkte auf der Referenzfläche 466 die innerhalb dieses Überlappbereiches liegen. Diese Punkte liegen somit innerhalb des Auftreffbereiches 467a und des Auftreffbereiches 468d. Ihnen werden beide Auftreffbereiche 467a und 468d zugeordnet. Als nächstes wird jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten eine Strahlungsintensität zugeordnet, die sich als die Summe der mittleren Strahlungsintensitäten der Auftreffbereiche ergibt, die dem jeweiligen Punkt zugeordnet sind. Damit erhält man zu jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten auf der Referenzfläche 466 eine Strahlungsintensität am Ort des Punktes. Diese so erhaltene Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität kann mit einer Sollverteilung verglichen werden, um zu überprüfen, ob etwaige Störungen im optischen System vorliegen oder ob die von einer Lichtquelleneinheit bereitgestellte Strahlung von Vorgabewerten abweicht. Zurückkommend zu 2b kann zum Beispiel die Intensitätsverteilung 220 auf dem ersten optischen Element ausschließlich anhand von Messung in den Messbereichen ermittelt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Messbereiche für eine Messung einfach zugänglich sind. Da die in 2a dargestellte Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage in einem Vakuum betrieben wird, um eine Absorption der EUV-Strahlung zu vermeiden, ist die Oberfläche des ersten optischen Elementes 217 nicht ohne weiteres für eine Messung zugänglich. Durch die Messungen in den Messbereichen kann jedoch erfindungsgemäß die Intensitätsverteilung auf dem ersten optischen Element überwacht werden.
• In einer weitergebildeten Ausführungsform der Erfindung wird das optische System umfassend das Projektionsobjektiv 407 überwacht, indem zu einem ersten Zeitpunkt eine Diagnoseverteilung gemäß obigen Verfahren ermittelt wird und zu einem zweiten späteren Zeitpunkt eine zweite Diagnoseverteilung. Aus der zeitlichen Veränderung der Diagnoseverteilung können dann Rückschlüsse auf die Art der Störung im optischen System gezogen werden. Ermittelt man zum Beispiel für das schematisierte Projektionsobjektiv 407 die Diagnoseverteilung I₁ der Strahlungsintensität für die Referenzfläche 466 und die Referenzfläche 471, die einer ersten Oberfläche der Linse 457 entspricht, zu einem ersten Zeitpunkt und wiederholt man die Messung und die Berechnung der Diagnoseverteilung der Intensität auf der Referenzfläche 466 und der Referenzfläche 471 zu einem zweiten späteren Zeitpunkt erneut, so dass man eine jeweilige Verteilung I₂ erhält, so kann man aus der zeitlichen Änderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung auf Veränderungen im optischen System schließen. Angenommen bei der ersten Messung erhält man für die schraffierten Strahlbündel 464a, 464d, 465a und 465d jeweils die gleiche Strahlungsleistung, wohingegen bei der zweiten Messung die Strahlungsleistung der Strahlbündel 464a und 465d auf 50% des ursprünglichen Wertes zurückgegangen ist. Im nächsten Schritt nimmt man an, dass diese Änderung entweder durch eine Schädigung der Referenzfläche 466 oder durch eine Schädigung der Referenzfläche 471 zustande kommt, die dazu führt das die jeweilige Referenzfläche eine geringere Transmission besitzt. Weitere Ursachen für die Änderung seien für den Moment ausgeschlossen. Berechnet man nun das Verhältnis der zweiten zur ersten Diagnoseverteilung auf der Referenzfläche 466, so ergibt sich die in 4b dargestellte Kurve. Im Bereich 466a, der dem Auftreffbereich 468a entspricht, ist das Verhältnis gleich 1, da die erste und die zweite Diagnoseverteilung im Auftreffbereich 468a identisch sind. Gleiches gilt auch für den Bereich 466c, der dem Auftreffbereich 467d entspricht. Im Bereich 466b hingegen, der den beiden überlappenden Auftreffbereichen 467a und 468d entspricht, ist das Verhältnis nur 0.5, da die zweite gemessene Strahlungsleistung der Strahlbündel 464a und 465d nur der Hälfte der Strahlungsleistung bei der ersten Messung entspricht. Entsprechend ergibt sich das Verhältnis der Diagnoseverteilungen auf der Referenzfläche 471, die in 4c dargestellt ist. Dabei entspricht der Bereich 471a dem Auftreffbereich 472a, der Bereich 471b dem Auftreffbereich 473a, der Bereich 471c dem Auftreffbereich 472d und der Bereich 471d dem Auftreffbereich 473d. Aus den beiden Kurven in den 4b und 4c lässt sich nun ermitteln, ob eine Schädigung der Referenzfläche 466 oder der Referenzfläche 471 vorliegt. Angenommen die Schädigung liegt auf Referenzfläche 466, so kann man aus 4b schließen, dass die Transmission der Referenzfläche 466 im Bereich 466b und damit bei den überlappenden Auftreffbereichen 467a und 468d reduziert ist. Nimmt man hingegen an, dass die Schädigung auf Referenzfläche 471 vorliegt, so müsste man aus 4c schließen, dass Referenzfläche 471 sowohl im Bereich 471a als auch im Bereich 471d beschädigt ist, wohingegen die Referenzfläche 471 in den dazwischen liegenden Bereichen 471b und 471c nach wie vor intakt ist. Da es relativ unwahrscheinlich ist, dass sich gleichzeitig an zwei verschiedenen Stellen einer Linse eine Kontamination ansammelt, die zu einer geringeren Transmission führt, ist das Szenario, dass die Beschädigung auf Referenzfläche 466 liegt, wahrscheinlicher. Bereits die einfache Messung der Strahlungsleistung von nur vier Testbündeln am Ort der Bildebene 411 ermöglicht somit, zwischen diesen beiden Szenarien zu unterscheiden. Selbst wenn nur eine Wahrscheinlichkeitsaussage getroffen werden kann, wird hierdurch eine deutliche effizientere Störungsbehebung ermöglicht, da die Ursache für eine Störung im optischen System eingegrenzt werden kann. Im vorliegenden Fall ist es wahrscheinlicher, dass die Performance des Systems durch Reinigen der Linsenfläche 466 wiederhergestellt werden kann als durch Reinigen der Linsenfläche 471. Durch eine derartige Klassifizierung der möglichen Störursachen nach ihrer Wahrscheinlichkeit wird eine schnellere Reparatur ermöglicht.
• In einer weiteren Variante der Erfindung wird das Überlappen der Testbündel an der Referenzfläche und damit das Überlappen der Auftreffbereiche zusätzlich verwendet, um eine weitere Diagnoseverteilung zu ermitteln. Hierzu werden zu einem ersten Zeitpunkt zu jedem Punkt auf der Referenzfläche, dem zwei oder mehr Auftreffbereiche zugeordnet sind, die mittlere Intensitäten der dort auftreffenden Testbündel ermittelt. Dies wird zu einem späteren zweiten Zeitpunkt wiederholt. Im nächsten Schritt wird das Verhältnis der mittleren Strahlungsintensitäten der Auftreffbereiche bestimmt. Zu jedem Punkt in einem Überlappbereich gibt es also mindestens zwei Verhältnisse von Strahlungsintensitäten. Angenommen die Ursache der zeitlichen Veränderung ist eine Kontamination auf der Referenzfläche im Überlappbereich. Dann sollten sich die Verhältnisse der Strahlungsintensitäten nur wenig unterscheiden. Dies liegt daran, dass eine Kontamination im Überlappbereich die gleich abschwächende Wirkung auf alle Testbündel im Überlappbereich besitzt. Weichen die Verhältnisse stark voneinander ab, so ist dies ein Indiz dafür, dass die Beschädigung nicht auf dieser Referenzfläche vorliegt, sondern in einem Bereich des optischen Systems, in dem die Testbündel nicht überlappen. Ermittelt man somit als Diagnoseverteilung die Standartabweichung der Intensitätsverhältnisse in allen Überlappbereichen, so ist eine große Standartabweichung auf der Referenzfläche ein Zeichen dafür, dass diese Referenzfläche nicht betroffen ist. Als Schwellwert für die Größe der Standartabweichung wird sinnvollerweise die Messgenauigkeit der Messeinrichtung verwendet.
• Ihnen werden beide Auftreffbereiche 467a und 468d zugeordnet. Als nächstes wird jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten eine Strahlungsintensität zugeordnet, die sich als die Summe der mittleren Strahlungsintensitäten der Auftreffbereiche ergibt, die dem jeweiligen Punkt zugeordnet sind.
• In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine detailliertere Aussage über die vorliegende Störung gemacht, indem auf jeder Referenzfläche eine Fehlerverteilung rekonstruiert wird. Mit Hilfe dieser Methode kann zum Beispiel die Transmission jeder optischen Fläche räumlich aufgelöst bestimmt werden:
• Schritt 1: Zunächst wird für eine Mehrzahl M von Messbereichen jeweils eine Mehrzahl N von Testbündeln definiert.
• Schritt 2: Zu jedem Testbündel werden die Strahlungsleistungen zu einem Zeitpunkt t₁ am Ort der Bildebene gemessen. Man erhält somit die Messwerte S t1 / mn Hieraus wird ein Vektor S → mit Q = M·N Einträgen gebildet. Jeder Eintrag S t1 / k mit k ∊ 1, ..., M·N gehört zu einem der Testbündel.
• Schritt 3: Jedes der Testbündel passiert auf dem Weg durch das optische System eine Mehrzahl von Referenzflächen 1, ..., F. An jeder dieser Referenzflächen erfährt das Testbündel eine Abschwächung, da die Transmission im Allgemeinen nicht optimal ist. Die Abschwächung des T t1 / fk k-ten Testbündels an der Referenzfläche f mit f ∊ 1, ..., F zum Zeitpunkt t₁ wird mit bezeichnet. Für die Strahlungsleistung des k-ten Testbündels gilt somit:
  
  Wobei S_k0 die Eingangsstrahlungsleistung des k-ten Testbündels bezeichnet.
• Schritt 4: Die Messung der Strahlungsleistung wird mm zu einem späteren Zeitpunkt t₂ mit der gleichen Eingangsstrahlungsleistung wiederholt. Damit ergibt sich zu diesem Zeitpunkt ebenfalls
  
  Bildet man nun das Verhältnis der beiden Strahlungsleistungen, so ergibt sich
  
  T ' / kf beschreibt somit die Änderung der Transmission an der Referenzfläche f zwischen der ersten und der zweiten Messung für das k-te Testbündel.
• Schritt 5: Durch Bilden des Logarithmus auf beiden Seiten der Gleichung kann dieses Produkt in eine Summe überführt werden. Hierdurch ergeben sich später lineare Gleichungssysteme, die rechnerisch einfacher zu handhaben sind.
  
• Schritt 6: Als nächstes wird die Transmissionsänderung der Referenzfläche f durch eine zunächst unbekannte Funktion w_f(s_f, t_f) beschrieben. Hierbei bezeichnen (s_f, t_f) die Koordinaten eines Punktes auf der Referenzfläche f. Physikalisch entspricht w_f(s_f, t_f) dem Logarithmus der Transmissionsänderung zwischen dem Zeitpunkt t₂ und dem Zeitpunkt t₁ als Funktion des Ortes (s_f, t_f) auf der Referenzfläche f.
  
  wobei T t1 / r (S_f, t_f) die Transmission der Referenzfläche f am Ort (s_f, t_f) zum Zeitpunkt t₁ beschreibt. Die unbekannte Funktion w_f(s_f, t_f) charakterisiert damit die Störung auf der Referenzfläche f.
• Schritt 7: Zur Bestimmung der Funktion w_f(s_f, t_f) wird diese nach einem Funktionensystem ϕ_p(s_f, t_f) mit p ∊ 1, ..., P entwickelt.
  
• Schritt 8: Zurückkommend auf Formel (4) gilt nun, dass t_kf = ln(T ' / kf ) identisch ist zur Mittelung der Funktion w_f(S_f, t_f) über den Auftreffbereich des k-ten Strahlbündels auf der Referenzfläche f.
  
  wobei A f / k den Auftreffbereich des Strahlbündels k auf der Referenzfläche f bezeichnet. Damit entspricht der Nenner von Gleichung (7) dem Flächeninhalt des Auftreffbereiches A f / k
• Schritt 8:
• Einsetzen von Gleichung (6) in Gleichung (7) ergibt:

  
• Die Koeffizienten

  

  sind unabhängig von den Messwerten und bestimmen sich ausschließlich aus der Geometrie des optischen System durch die Auftreffbereiche und der Wahl des Funktionensystems ϕ_p(s_f, t_f). Eine sehr einfache Möglichkeit für ein Funktionensystem ist die Einteilung der Referenzfläche f in P verschiedene Bereiche. Dies ist in 4d gezeigt. Die Referenzfläche ist in die Bereiche 1, ..., 8 unterteilt, die acht Funktionen definieren durch:

  
• Für den in 5 dargestellte Auftreffbereich A_k ergibt sich damit: ϕ_k1 = 0 ϕ_k2 = 0 ϕ_k3 = 0 ϕ_k4 = 0 ϕ_k5 = 0 ϕ_k6 = 0.8 ϕ_k7 = 0.2 ϕ_k8 = 0 (11)
• Dies bedeutet nichts anderes als das 80% des Auftreffbereichs A_k innerhalb des Gebietes p = 6 liegt und 20% innerhalb des Gebietes p = 7. Ein derartiges Funktionensystem ist besonders gut geeignet, wenn die zu erwartende Störung räumlich stark lokalisiert ist, wie zum Beispiel bei Verschmutzungen.
• Schritt 9: Als nächstes wird Gleichung (8) in Gleichung (4) eingesetzt:

  
• Durch Einführen der Vektoren c → = (c 1 / 1, c 1 / P, c 2 / 1, ...,c 2 / P, ..., c F / 1, ..., c F / P) (13) s → = (s₁, ..., s_Q) (14) und der Matrix

  

  erhält man das Gleichungssystem: s → = ϕ·c → (16)
• Wobei der Vektor s → durch die Messwerte bestimmt wird und die Matrix ϕ nur von der Geometrie des optischen Systems, das heißt von den Auftreffbereichen und dem Funktionensystem abhängt. Die unbekannten Eigenschaften der Referenzflächen sind im Vektor c → enthalten. Die numerische Lösung dieser Gleichung für c → entspricht schließlich der tomographischen Rekonstruktion. Durch Least-Square-Minimierung folgt als Lösung: c →_LSQ = (ϕ^Tϕ)^–1ϕ^T·s → (17)
• Einsetzen dieser Lösung in die Gleichung (6) ergibt die räumlichen Verteilungen der Störungen w_f(s_f, t_f), die zum Beispiel die Kontamination auf den Referenzflächen beschreiben.
• In 5a ist eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage 501 veranschaulicht. Die Darstellungen der 4a und 5a unterscheiden sich dahingehend voneinander, dass darin jeweils unterschiedliche Details der Belichtungsanlage hervorgehoben sind. Die Belichtungsanlage 501 kann als Stepper oder als Scanner ausgeführt sein und wird vorzugsweise mit einer Beleuchtungswellenlänge im UV-Bereich, beispielsweise mit 248 nm, 193 nm oder 157 nm betrieben. Weiterhin kann die Beleuchtungsanlage 501 auch zur Belichtung mit EUV-Strahlung, das heißt mit einer Strahlung einer Wellenlänge im Bereich 5–15 nm, ausgelegt sein. Die Mikrolithographie-Projektionsbelichtunsanlage 501 weist ein optisches System umfassend ein Projektionsobjektiv 507 auf. An dem Projektionsobjektiv 507 ist eine Messeinrichtung 569 zum Vermessen des Projektionsobjektivs 507 vorgesehen.
• Weiterhin dargestellt ist eine Beleuchtungseinrichtung 576 umfassend eine Lichtquelleneinheit und eine Beleuchtungsoptik. Bei der Beleuchtungseinrichtung kann es sich um die gleiche Beleuchtungseinrichtung handeln, die zum Betrieb der Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage verwendet wird, oder auch um eine speziell ausgebildete Beleuchtungseinrichtung, die zum Vermessen des optischen Systems vorgesehen ist. Die Beleuchtungseinrichtung 576 umfasst eine Lichtquelleneinheit zum Erzeugen von elektromagnetischen Testwellen 577 in Gestalt von Kugelwellen. Die Beleuchtungseinrichtung 576 erzeugt kohärente monochromatische elektromagnetische Strahlung 504 in Form von UV-Licht beispielsweise einer Wellenlänge von 248 nm, 193 nm, 157 nm oder einer Wellenlänge im EUV-Bereich von 5–15 nm. Die Beleuchtungseinrichtung 576 umfasst weiterhin eine in einer Objektebene 509 des Projektionsobjektivs 507 angeordnete Maske 578 mit punktförmigen Strukturen. Die Maske 578 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Lochmaske mit einer Vielzahl von punktförmigen Öffnungen 579 ausgeführt. Die elektromagnetische Strahlung 504 trifft auf die Maske 578 und wird von dieser in die kugelförmigen Testwellen 577 umgewandelt. Die einzelnen Testwellen 577 durchlaufen das Projektionsobjektiv 507 in voneinander verschiedenen optischen Wegen.
• Die Messeinrichtung 569 weist eine Erfassungsfläche auf. Die Erfassungsfläche ist in einer der Objektebene 509 zugeordneten Bildebene 511 des Projektionsobjektivs 507 angeordnet. Die einzelnen Testwellen 577 werden auf die jeweiligen Messbereiche 561 in der Bildebene 511 fokussiert. Die Messeinrichtung 569 ist dazu eingerichtet, eine Messgröße der Testwellen 577 am Ort der jeweiligen Messbereiche 561 unter unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Bildebene 511 zu messen. Die Messgröße kann grundsätzlich beispielsweise die Strahlungsleistung, ein Polarisationszustand oder die Amplitude bzw. Phase der eingestrahlten Testwellen 577 sein. In dem in 5a dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Messeinrichtung 569 als Wellenfrontmesseinrichtung ausgebildet. Diese umfasst ein lithografisch auf der Oberseite eines Substrates aufgebrachtes Shearing-Gitter 583, welches für alle Messbereiche die Replikation und das Scheren der in der Gitterebene konvergent einlaufenden kugelförmigen Testwellen 577 bewirkt. Während des Durchtrittes durch das Substrat laufen die ursprüngliche und die replizierten (gescherten) Wellenfronten auseinander und treffen schließlich auf eine Lumineszenz-Konverterschicht 584, wo sie interferieren und als Scherinterferogramme sichtbar werden. Unterhalb der Lumineszenz-Konverterschicht ist ein CCD-Detektor 585 angeordnet, welcher im Betrieb gleichzeitig zu allen Messbereichen 561 die Scherinterferogramme parallel aufzeichnet.
• Für jeden der Messbereiche 561 wird mittels der Messeinrichtung 569 gemäß 5a die jeweilige Phase der in der entsprechenden Testwelle 577 enthaltenen Testbündel gemessen. D. h. die Phase wird für die unterschiedlichen Einstrahlwinkel der an jeweiligen Messbereichen 569 auf die Erfassungsfläche der Messeinrichtung 569 auftreffenden Testwellen 577 gemessen. Aus Abweichungen der Messwerte von vorgegebenen Sollwerten wird für jeden Messbereich 561 eine Pupillenfehlerverteilung für Wellenfrontabberationen, wie sie in 5b exemplarisch dargestellt sind, ermittelt. Aus den einzelnen Pupillenfehlerverteilungen an den verschiedenen Messbereichen 561 ergibt sich eine Gesamtfehlerverteilung der Phase in Abhängigkeit des Messbereiche 561 sowie des Einstrahlwinkels gegenüber der Bildebene 511. Aus der Gesamtfehlerverteilung sowie den vorstehend beschrieben ermittelten Auftreffbereichen werden Einzelfehlerverteilungen für die einzelnen optischen Abschnitte durch algorithmische Rekonstruktion berechnet. Diese Berechnung wird in einem Computersystem 586 durchgeführt und ist nachstehend im Detail beschrieben.
• Die derart ermittelten Einzelfehlerverteilungen geben ortsaufgelöst über die jeweilige Referenzfläche des betreffenden optischen Abschnitts den Beitrag des jeweiligen optischen Abschnitts zur Gesamtfehlerverteilung an. Als Ergebnis kann damit die Herkunft von Phasenfehlern im Projektionsobjektiv 507 genau lokalisiert werden. Die Einzelfehlerverteilung der Phase beispielsweise der Linsenoberfläche 466 nach 4a gibt entsprechende Abweichungen der Oberfläche von ihrer Solloberfläche an. Diese Abweichungen können daraufhin durch einen Korrekturschritt, wie dem zum Beispiel dem Nachbearbeiten der Linsenoberfläche 466 korrigiert werden.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Einzelfehlerverteilungen zunächst für eine erste Randbedingung und daraufhin für eine zweite Randbedingung ermittelt. Aus den ermittelten Einzelfehlerverteilungen werden daraufhin verbesserte Einzelfehlerverteilungen für jeden optischen Abschnitt bestimmt. Das Verändern der Randbedingung von der ersten in die zweite Randbedingung kann unterschiedliche Maßnahmen umfassen, von denen manche in 4a graphisch angedeutet sind. So können etwa optische Einzelelemente 465, 466, 467 auf eine definierte Weise verschoben, verkippt oder gedreht werden. Auch kann ein optisches Einzelelement 465 deformiert werden. Die vorgenannten Verschiebungen optischer Einzelelemente werden vorteilhafterweise quer zur optischen Achse 445 vorgenommen. In 4a sind entsprechende Verschiebungsvorrichtungen 487 mittels Pfeilen angedeutet. Ferner kann das Verändern der Randbedingung ein Verschieben der Strahlungsquelle 576 entlang der optischen Achse 545 umfassen. Die entsprechende Verschiebungsrichtung 587 ist in 5a mit einem weiteren Pfeil angedeutet.
• Weiterhin kann das Verändern der Randbedingung von der ersten Randbedingung in die zweite Randbedingung ein Verändern einer Brechzahl eines zwischen den optischen Einzelelementen 465, 466, 467 angeordneten Spülgases umfassen. Dazu kann etwa der Druck des Spülgases mittels einer Zuführeinrichtung für das Spülgas verändert werden. Darüber hinaus können die Messungen bei unterschiedlichen Brechzahlen eines zwischen dem Projektionsobjektiv 507 und der Bildebene 511 angeordneten Flüssigkeitsfilms erfolgen. Weiterhin kann das Verändern der Randbedingung in einer Veränderung der elektromagnetischen Testwellen 577, wie etwa der Wellenlänge der Testwellen 577 liegen.
• Darüber hinaus können die Messungen bei verschiedenen Positionen eines Sensors der Messeinrichtung 569 in der Bildebene und/oder verschiedenen Kippstellungen relativ zur optischen Achse 545 durchgeführt werden. Ein Verändern der Randbedingung kann auch ein Verändern einer Temperatur mindestens eines optischen Einzelelements 465, 466, 467 oder das Einbringen eines zusätzlichen optischen Elements, insbesondere einer Phasenplatte, eines Absorptionselements und/oder eines Polarisators in den Strahlengang der Testwellen 577 umfassen.
• Im Folgenden wird im Zusammenhang mit 6 nochmals die algorithmische Rekonstruktion einer Fehlerverteilung erläutert; diesmal am Beispiel einer Phasenverteilung. In 6 sind exemplarisch Strahlungsverläufe einer ersten Testwelle 677a sowie einer zweiten Testwelle 677b durch ein optisches System in Gestalt eines typischen refraktiven Projektionsobjektivs 607 für die Mikrolithographie veranschaulicht. Ein derartiges Projektionsobjektiv umfasst eine Vielzahl von optischen Einzelelementen 658 in Form von Linsen. Für jede der Testwellen 677a und 677b sind jeweils drei Einzelstrahlen 688a bzw. 688b eingezeichnet.
• Im Bereich der Aperturblende 659 befinden sich pupillennahe optische Einzelelemente 658a. Wie aus 6 ersichtlich, unterscheiden sich die Strahlengänge der beiden Testwellen 677a und 677b durch die pupillennahen optischen Einzelelemente 658a kaum. Es ist daher erfindungsgemäß vorteilhaft, die pupillennahen optischen Einzelelemente 658a zu einem optischen Abschnitt mit einer Referenzfläche bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammen zu fassen.
• Nachfolgend wird der erfindungsgemäße Rechenalgorithmus im Detail beschrieben, mit dem die Einzelfehlerverteilungen für die einzelnen optischen Abschnitte aus der Gesamtfehlerverteilung sowie den Auftreffbereichen auf den einzelnen Referenzflächen der optischen Abschnitte ermittelt werden. Erfindungsgemäß ist der Rechenalgorithmus in einem Computerprogrammprodukt implementiert. Dies bedeutet, dass das Computerprogrammprodukt in den Arbeitsspeicher eines Computersystems ladbar ist, so dass das Computersystem befähigt wird den Algorithmus auszuführen. Der Rechenalgorithmus verwendet Spline-Funktionen zur tomographischen Rekonstruktion des Projektionsobjektivs 607.
• Die Gesamtfehlerverteilung der Phasen wird als Phasenfehlerkarte w(x, y; ζ, n) bezeichnet. Dabei bezeichnen x und y die Ortskoordinaten der Messbereiche 654a und 654b in der Bildebene 611 sowie ζ und η die Winkelkoordinaten der gemessenen Testbündel gegenüber der Bildebene 611.
• Die Phasenfehlerkarte W(x, y; ζ, η) setzt sich durch lineare Überlagerung entsprechend

  

  aus den Beiträgen w_f der einzelnen Referenzflächen bzw. Systemflächen zusammen, die durch den Index f durchnummeriert sind. Dabei ist der Bezug zwischen den Parametern (x, y; ζ, η) eines Einzelstrahls 688a, 688b und seinem Schnittpunkt bzw. Durchstoßpunkte ν →_f = (s_f, t_f) auf den jeweiligen Referenzflächen, die ihrerseits in ihren spezifischen und angepassten Koordinaten beschrieben werden, durch die rechnerische Strahlverfolgung (Raytracing) sehr genau bekannt.
• Als nächsten Schritt werden die Flächenaberrationen als Überlagerung von Beiträgen der Form
• 
• dargestellt. Hierbei stehen die c f / P für die Entwicklungskoeffizienten hinsichtlich eines rasterspezifischen Spline-Funktionensystems, das über die Wahl der Radialfunktion ϕ(ν ~) und ihrer Aufspannung durch einen Satz von den Symmetriegegebenheiten angepassten Stützpunkten { ν →_p , p = 1, 2, 3, ..., P} spezifiziert ist. Hierbei kann das Funktionensystem bezüglich jeder Referenzfläche unterschiedlich gewählt sein. Aus diesem Grund sind die Funktionen und ihre Parameter zusätzlich mit dem Index f versehen. Als weiterer Freiheitsgrad für eine solche Beschreibung ist noch eine radiale Verschiebung β zugelassen. Als Radialfunktionen stehen (neben weiteren) eine Reihe von Möglichkeiten zur Auswahl, die sich hinsichtlich ihrer Stetigkeits- und Approximationseigenschaften unterscheiden: biharmonic (thinplate): ϕ(ν) = ν²ln(ν), β² ≥ 0 triharmonic: ϕ(ν) = ν⁴ln(ν), β² ≥ 0 multiquadratic: ϕ(ν) = ν, β² ≥ 0 invers multiquadratic: ϕ(ν) = ν^–1, β² ≥ 0 (20) aber in der Regel vergleichbar brauchbare Spline-Approximationen liefern.
• Als nächstes wird für eine Mehrzahl M von Messbereichen B₁, ..., B_M jeweils eine Mehrzahl von N Testbündeln definiert. Für den Messbereich B_in mit m ∊ 1, ..., M sind dies die Testbündel T m / t , ..., T m / N
• Schritt 2: Zu jedem Testbündel T m / n mit m ∊ 1, ..., M und n ∊ 1, ..., N werden die Phasenwerte am Ort des zugehörigen Messbereiches gemessen. Man erhält somit die Messwerte W_mn Hieraus wird ein Vektor W mit Q = M·N Einträgen gebildet. Jeder Eintrag W_k mit k ∊ 1, ..., M·N gehört zu einem der Testbündel T_k.
• Die Phasen-Messwerte W_k für ein Testbündel T_k sind durch die Mittelwerte der Phase über den zugehörigen Messbereich und den zugehörigen Raumwinkelbereich des Testbündels definiert.
• 
• Typischerweise sind Messbereich und Raumwinkelbereich des Testbündels T_k durch die Flächenausdehnungen der Detektorelemente im Feld- bzw. Pupillenraum vorgegeben.
• Ebenso entspricht der Beitrag der Referenzfläche f zum Phasenfehler w_kf der Mittelung der Funktion w_f(s_f, t_f) über den Auftreffbereich des k-ten Strahlbündels auf der Referenzfläche f.

  

  wobei A f / k den Auftreffbereich des Strahlbündels k auf der Referenzfläche f bezeichnet. Damit entspricht der Nenner von Gleichung (22) dem Flächeninhalt des Auftreffbereiches A f / k . Einsetzen von Gleichung (19) in Gleichung (22) ergibt:

  
• Die Koeffizienten

  

  sind unabhängig von den Messwerten und bestimmen sich ausschließlich aus der Geometrie des optischen System durch die Auftreffbereiche und die Wahl des Funktionensystems ϕ_p(s_f, t_f).
• Der Gesamtphasenfehler W_k eines Testbündels T_k ergibt sich aus der Summe der Phasenfehler an den f Referenzflächen w_kf

  
• Einsetzen der Gleichung (23) in (25) ergibt:

  
• Nach Ausführung der Integration in den Gleichungen (21) und (24) über die aus dem Sensorlayout und dem Raytracing bekannten Flächenelemente und einer entsprechenden eindeutigen Anordnung der Messwerte W_k und der Koeffizienten c f / p zu Spaltenvektoren ergibt sich wiederum das lineare Gleichungssystem W → = ϕ·c → (27)
• Mit den entsprechenden Vektoren c → = (c 1 / 1, ..., c 1 / P, c 2 / 1, ..., c 2 / P, ..., c F / 1, ..., c F / P) (28) W → = (W₁, ..., W_Q) (29) und der Matrix

  
• Die numerische Lösung von Gleichung (27) entspricht schließlich der tomographischen Rekonstruktion, welche den Rückschluss von den gemessenen Phasenverzögerungen auf die Spline-Beiträge der einzelnen Systemfläche gestattet. Durch Least-Square-Minimierung folgt als Lösung: c →_LSQ = (ϕ^Tϕ)^–1ϕ^T·W → (31)
• Die Invertierung der symmetrischen dim(c) × dim(c)-Normalmatrix N = (ϕ^Tϕ) kann beispielsweise durch ihre Diagonalisierung erfolgen. Dabei ergibt sich die Darstellung

  

  mit den Eigenwerten μ_i, i = 1, ..., dim(c) und den zugehörigen Eigenvektoren μ →_i . Die Invertierung der in ihre Eigenräume separierten Normalmatrix ist elementar und lautet:

  
• In bestimmten Fällen können bei der Invertierung entsprechend der Gleichung (33) die Subräume des dim(c)-dimensionalen Zielraumes, die durch Vektoren mit sehr kleinen oder gar identisch verschwindenden Eigenwerten aufgespannt werden, Probleme bereiten, da ihre Beiträge zur Rekonstruktion sehr groß bzw. gar unendlich werden können. Diese Subräume entsprechen den auf Störungen besonders empfindlichen bzw. nicht trennbaren Anteilen der tomographischen Rekonstruktion. Ihre Behandlung erfordert den Gegebenheiten angepasste adaptive Korrektur- oder Regulierungsstrategien.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus der gemessenen Gesamtfehlerverteilung eine Abweichung von tatsächlichen Manipulatorstellungen optischer Einzelelemente des optischen Systems von Zielstellungen bzw. optimalen Stellungen derselben ermittelt.
• Beim Justageprozess stehen Manipulator-Freiheitsgrade x_α, α = 1, ..., A zur Verfügung, mit denen eine geeignete Kostenfunktion F, wie z. B. F = [G·(W → – S·x →)]^T·[G·(W → – S·x →)] + [M·x →]^T·[M·x →] (34) global minimiert wird. Die Messwerte sind hierbei nach einer definierten und eindeutigen Anordnung zu einem Spaltenvektor W zusammengefasst. Eine Sensitivitätenmatrix S mit den Elementen S_k,α ist aus Design-Variationsrechnungen bekannt und vermittelt im linearen Regime die Übersetzung der Manipulatorstellungen in den Raum der Wellenfrontdeformationen an den Abstützpunkten.
• Eine symmetrische Messwerte-Gewichtungsmatrix G mit den Elementen

  

  und eine Matrix der Manipulatorgewichte M mit den Elementen

  

  dienen der Regularisierung. Die Matrixelemente G und M sind dabei derart ausgewählt, dass einerseits sämtliche spezifikationsrelevanten Systemkenngrößen ausgewogen berücksichtigt werden, und andererseits die Manipulatoraussteuerungen innerhalb der vorgegebenen Grenzen bleiben.
• Die Minimierung der Kostenfunktion F führt schließlich zu der regularisierten Least-Squares-Gleichung x →_LSQ = [(G·S)^T·(G·S) + M·M]^–1·(G·S)^T·W → (35) für die optimalen Manipulatorstellungen bzw. die Zielstellungen der Manipulatoren.
• 7a zeigt das optische System nach 2a in einer ähnlichen Darstellung. Während der Strahlverlauf in 2a schematisch angedeutet ist, zeigt 7a den optischen Weg zweier Testbündel 774 und 775 zwischen dem ersten optischen Element 717 und dem Messbereich 761 in der Bildebene 711. Das gestrichelt dargestellte Testbündel 774 umfasst die gesamte Strahlung, die auf eines der ersten Facettenelemente 719 trifft. Von diesem wird das Testbündel 774 auf eines der zweiten Facettenelemente 723 reflektiert, wo ein Bild des Quellplasmas 747 entsteht. Danach trifft das Testbündel 774 nacheinander auf die Spiegel 725, 727 und 729, bevor es das gesamte Objektfeld 731 ausleuchtet. Für die Zwecke der Vermessung ist am Ort des Objektfeldes 731 keine strukturtragende Maske angeordnet sondern stattdessen ein Spiegel, der die auftreffende Strahlung reflektiert. Im Gegensatz zur strukturtragenden Maske findet demnach keine Beugung am Objektfeld statt, sondern die Testbündel werden unverändert in das Projektionsobjektiv 707 reflektiert. Im Projektionsobjektiv trifft das Testbündel 774 nacheinander auf die Spiegel 733, 735, 737, 741, 743 und 745 bevor es auf den Messbereich 761 in der Bildebene 711 trifft. Das Testbündel 775 hat im Grunde einen ähnlichen Verlauf. Allerdings beginnt das Testbündel 775 bei einem anderen ersten Facettenelement 719 und wird demzufolge auf ein anderes zweites Facettenelement 723 reflektiert. Danach trifft das Testbündel 775 nacheinander auf die Spiegel 725, 727 und 729, bevor es ebenfalls das gesamte Objektfeld 731 ausleuchtet. Im Projektionsobjektiv trifft das Testbündel 775 nacheinander auf die Spiegel 733, 735, 737, 741, 743 und 745 bevor es auf den Messbereich 761 in der Bildebene 711 trifft. 7a zeigt, dass die beiden Testbündel 774 und 775 auf unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen. Während die Testbündel 774 und 775 an einigen Spiegeln eindeutig separiert sind (717, 721, 729), bilden sie an anderen Spiegeln überlappende Auftreffbereiche (725, 727). Diese unterschiedlichen optischen Wege ermöglichen die algorithmische Rekonstruktion von Eigenschaften des optischen Systems anhand von Messwerten der Testbündel am Ort des Messbereiches.
• Die 7b bis 7n zeigen die Auftreffbereiche 789a, 789b, 789c, 789d von vier Testbündeln an unterschiedlichen Stellen im optischen System nach 7a. In 7b ist eine Aufsicht auf das erste optische Element 717 und eine vergrößerte Darstellung von zwei ausgewählten ersten Facettenelementen 719a und 719b gezeigt. An den beiden ausgewählten ersten Facettenelementen 719a, 719b beginnen vier Testbündel, die durch die Auftreffbereiche 789a, 789b, 789c, 789d auf den ersten Facettenelementen 719a und 719b definiert werden. Das erste Facettenelement 719a hat eine derartige Orientierung, das es die auftreffende Strahlung auf das zweite Facettenelement 723a lenkt, das in 7c dargestellt ist. Am Ort des zweiten Facettenelement 723a entsteht ein Bild des Quellplasmas 747. Da sowohl das Testbündel, das vom Auftreffbereich 789a ausgeht, als auch das Testbündel, das vom Auftreffbereich 789b ausgeht, zur Bildentstehung beiträgt, überlappen die Auftreffbereiche 789a und 789b am Ort des zweiten Facettenelementes 723a (7c). Entsprechend überlappen die Auftreffbereiche 789c und 789d am Ort des zweiten Facettenelementes 723b. Die 7d, 7e und 7f zeigen jeweils die Auftreffbereiche 789a, 789b, 789c, 789d auf den Spiegeln 725, 727 und 729. In 7g ist eine Aufsicht auf das Objektfeld 731 gezeigt. Da die zweiten Facettenelemente 723 zusammen mit der nachfolgenden Optik umfassend die Spiegel 725, 727 und 729 die ersten Facettenelemente 719 überlagernd auf das Objektfeld abbilden, entspricht die Form des Objektfeldes 731 der Form der ersten Facettenelemente 719. Ebenso fallen die Auftreffbereiche 789a und 789c sowie 789b und 789d zusammen. Die weiteren 7h, 7i, 7j, 7k, 7l und 7m zeigen jeweils die Auftreffbereiche 789a, 789b, 789c, 789d auf den Spiegeln 733, 735, 737, 739, 741 und 743. In 7n ist das Bildfeld 712 in der Bildebene dargestellt. Da das Projektionsobjektiv das Objektfeld 731 auf das Bildfeld 712 abbildet, entspricht die 7n im Wesentlichen der 7g. Die Auftreffbereiche 789a und 789c bilden einen Messbereich 761 und die Auftreffbereiche 789b und 789c einen Messbereich 762.
• In den 8a bis 8i ist die Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf den Flächen der Spiegel 825, 827, 829, 833, 835, 837, 839, 841 und 843 dargestellt. Dabei wurden 13 disjunkte Messbereiche definiert und zu jedem Messbereich 120 Testbündel. Die Anzahl der Testbündel entspricht der Anzahl der ersten Facettenelemente und der Anzahl der zweiten Facettenelemente wie sie in den 2b und 2c dargestellt sind. Die Testbündel sind so gewählt, dass jedes Testbündel von genau einem Facettenelement der ersten Facettenelemente entlang des optischen Weges reflektiert wird. Aus den Messwerten der Strahlungsleistung für diese Testbündel am Ort der jeweiligen Messbereiche erhält man nach dem Verfahren, dass im Zusammenhang mit 4 erläutert ist, die Diagnoseverteilungen der Strahlungsintensität auf den Flächen der Spiegel 825, 827, 829, 833, 835, 837, 839, 841 und 843. Für diesen Fall wurde der Korrekturfaktor für alle Testbündel gleich Eins gesetzt. Da die Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität aus diesem Grund ohnehin keine quantitative Auswertung zulässt, sind die Ergebniswerte in „arbitrary units” ([a. u.]) aufgetragen.
• Die 9a bis 9i zeigen die zeitliche Veränderung der Diagnoseverteilung auf den jeweiligen Spiegeln nachdem sich eine Kontamination auf dem zweiten Spiegel 935 des Projektionsobjektives abgelagert hat. Dargestellt ist das Verhältnis der Diagnoseverteilung für die Strahlungsintensität nach der Ablagerung zur Diagnoseverteilung für die Strahlungsintensität im ungestörten Zustand. Jede der 9a bis 9i entspricht daher den 4b und 4c, die vorstehend im Detail erläutert wurden. Anhand der 9a bis 9i können nun Rückschlüsse auf die Art der Störung getroffen werden. Beispielsweise liegt die Störung sicherlich nicht auf Spiegel 929 vor, da eine derartige periodische Struktur einer Kontamination nicht realistisch ist. Im vorliegenden Fall ist die periodische Struktur ein Artefakt, das sich aufgrund der 13 Messbereiche ergibt. Auch die Spiegel 925, 927 und 939 sind auszuschließen, da mit einer lokal begrenzten Störung gerechnet wird, die nicht großflächig über die Spiegelfläche verteilt ist. Damit konnten bereits vier Spiegel ausgeschlossen werden. Eindeutig lässt sich die Störung auf diesen Weise nicht einem Spiegel zuordnen. Insbesondere ist es schwierig, zwischen den Spiegeln 935 und 943 zu unterscheiden, da beide in der Nähe ein Pupillenebene angeordnet sind und damit konjugiert zueinander. Durch nachfolgenden Korrekturschritte und erneute Messungen lässt sich das optische System sukzessive wieder in einen betriebsbereiten Zustand versetzen. Bei einem solchen Korrekturschritt handelt es sich um die Reinigung der Spiegel mit Hilfe von atomarem Wasserstoff. Derartige Reinigungsverfahren zur Beseitigung von Kontamination auf Spiegeln für den EUV-Wellenlängenbereich sind zum Beispiel aus der DE102008000551A1 bekannt. Durch die erfindungsgemäße Vermessung des optischen Systems kann die Reinigung deutlich beschleunigt werden, da bereits vorab ermittelt werden kann, welche Spiegel vermutlich beschädigt sind.
• In einer weitergebildeten Form der Erfindung kann das im Zusammenhang mit 4a erläuterte Berechnungsverfahren angewendet werden, um eindeutig die Verschmutzung einer oder mehrerer Flächen zu berechnen. In 10a ist eine Beschädigung der Fläche 1029 dargestellt und in 10b eine Beschädigung der Fläche 1043. In beiden Fallen ist die Reflektivität um die Hälfte reduziert. Vermisst man mm das System mit Hilfe von 13 Messbereichen und jeweils 120 Testbündeln und wendet das algorithmische Rekonstruktionsverfahren an, so erhält als Rekonstruktion die 10c und 10d. Es ist deutlich erkennbar, dass mit Hilfe des Algorithmus eindeutig bestimmt werden kann, dass die Beschädigung auf den Fläche 1029 und 1043 liegt. Weiterhin erhält man eine sehr gute Reproduktion der Form der jeweiligen Beschädigung. Aufgrund der endlichen Anzahl von Stützstellen des Funktionensystems ergibt sich eine gerasterte Darstellung der Beschädigung.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102008000551 A1 [0054, 0139]
• US 2009/0079952 A1 [0083]

Claims (32)

1. Verfahren zum Vermessen eines optischen Systems am Ort einer Messebene, wobei – eine erste Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) einer Strahlung das optische System durchlaufen und dabei auf einen gleichen ersten Messbereich (461) in der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auftreffen, wobei die Testbündel der erste Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auf dem ersten Messbereich (461) auftreffen, – eine zweite Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) einer Strahlung das optische System durchlaufen und dabei auf einen gleichen zweiten Messbereich (462) in der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auftreffen, wobei die Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auf dem zweiten Messbereich (462) auftreffen, wobei der zweite Messbereich sich vom ersten Messbereich (461) unterscheidet, – mittels einer Messeinrichtung (469, 470, 569) zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) mindestens ein zugehöriger Messwert einer ersten Messgröße des Testbündels am Ort des ersten Messbereiches (461) erfasst wird, – mittels einer Messeinrichtung (469, 470, 569) zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) mindestens ein zugehöriger Messwert einer zweiten Messgröße des Testbündels am Ort des zweiten Messbereiches (462) erfasst wird, – zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) ein zugehöriger Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) auf mindestens einer Referenzfläche (466, 471) des optischen Systems berechnet wird oder mit Hilfe einer Datenbank ermittelt wird, wobei der zu einem Testbündel zugehörige Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) definiert ist als der Flächenbereich der mindestens einen Referenzfläche (466, 471), auf den Strahlung des jeweiligen Testbündels auftrifft, – aus den Messwerten und den Auftreffbereichen (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zu jedem Testbündel eine räumliche Diagnoseverteilung mindestens einer Eigenschaft der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System ein Projektionsobjektiv (7, 207, 307, 407, 507, 607, 707) umfasst, das eine Objektebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709) auf eine Bildebene (11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) abbildet, und wobei die Messebene der Bildebene (11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) des Projektionsobjektives (7, 207, 307, 407, 507, 607, 707) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System eine Beleuchtungsoptik (5, 205, 305, 705) zur Ausleuchtung einer Objektebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709) umfasst und wobei die Messebene der Objektebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709) der Beleuchtungsoptik (5, 205, 305, 705) entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messgröße gleich der zweiten Messgröße ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Referenzfläche (466, 471) einer Oberfläche eines optischen Elementes des optischen Systems entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Referenzfläche (466, 471) eine virtuelle Fläche ist, die keiner Oberfläche eines optischen Elementes des optischen Systems entspricht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6 dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte am Ort des ersten Messbereichs (461) auftreffende Strahlung anhand ihrer Einstrahlwinkel in die erste Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) zerlegt wird und die gesamte am Ort des zweiten Messbereichs (462) auftreffende Strahlung anhand ihrer Einstrahlwinkel in die zweite Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) zerlegt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (469, 470, 569) zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d, 465a, 465b, 465c, 465d) die zugehörige Strahlungsleistung der Strahlung des Testbündels misst.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messwerten und den Auftreffbereichen (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d, 465a, 465b, 465c, 465d) eine räumliche Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) berechnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) berechnet wird, indem – jedem Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) eine mittlere Strahlungsintensität zugeordnet wird, wobei die mittlere Strahlungsintensität eines Auftreffbereichs definiert ist als die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels am Ort des Messbereiches, auf den das Testbündel auftrifft, dividiert durch den Flächeninhalt des Auftreffbereiches (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) multipliziert mit einen zu diesem Testbündel gehörigen Korrekturfaktor, – eine Mehrzahl von Punkten auf der Referenzfläche (466, 471) definiert wird oder mit Hilfe einer Datenbank ermittelt wird, – jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten einer oder mehrere Auftreffbereiche (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zugeordnet werden oder eine Zuordnung von einem oder mehreren Auftreffbereichen (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zu jedem Punktes mit Hilfe einer Datenbank ermittelt wird, wobei ein Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) einem Punkt genau dann als zugeordnet gilt, wenn der Punkt innerhalb des Auftreffbereiches (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) liegt, – jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten auf der Referenzfläche (466, 471) eine Strahlungsintensität zugeordnet wird, die sich ergibt als die Summe der mittleren Strahlungsintensitäten der Auftreffbereiche (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d), die dem jeweiligen Punkt zugeordnet sind.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel gleich Eins ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel dem Kehrwert einer Abschwächung entspricht, die die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels entlang des optischen Weges zwischen der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) und der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11,211, 311, 411, 511, 611, 711) erfahrt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturfaktoren zu jedem Testbündel mit Hilfe einer Datenbank ermittelt werden.
14. Verfahren nach einem. der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System eine Beleuchtungsoptik (5, 205, 305, 705) mit einer Mehrzahl von Spiegeln mit optischen Oberflächen umfasst zur Ausleuchtung eines Objektfeldes in der Objektebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709) mit Strahlung einer Wellenlänge im Bereich von 5–15 nm und das Projektionsobjektiv (7, 207, 307, 407, 507, 607, 707) eine Mehrzahl von Spiegeln mit optischen Oberflächen umfasst und zur Abbildung von Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 5–15 nm ausgebildet ist, wobei die Beleuchtungsoptik (5, 205, 305, 705) mindestens einen ersten Spiegel (217, 317, 717) mit einer Mehrzahl von ersten Facettenelementen (219, 319, 719) und einen zweiten Spiegel (221, 321, 721) mit einer Mehrzahl von zweiten Facettenelementen (223, 323, 723) umfasst, und wobei jedes Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) von genau einem ersten Facettenelement (219, 319, 719) und von genau einem zweiten Facettenelement (223, 323, 723) entlang des optischen Weges reflektiert wird.
15. Computerprogrammprodukt zum Betrieb eines Messsystems für ein optisches System, – mit Computerprogrammanweisungen zum Verarbeiten von Informationen über eine erste Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) einer Strahlung, die das optische System durchlaufen und dabei auf einen gleichen ersten Messbereich (461) in einer Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auftreffen, wobei die Testbündel der erste Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auf dem ersten Messbereich (461) auftreffen, – mit Computerprogrammanweisungen zum Verarbeiten von Informationen über eine zweite Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) einer Strahlung, die das optische System durchlaufen und dabei auf einen gleichen zweiten Messbereich (462) in der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auftreffen, wobei die Testbündeln der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) auf paarweise unterschiedlichen optischen Wegen das optische System durchlaufen und unter paarweise unterschiedlichen Einstrahlwinkeln gegenüber der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) auf dem zweiten Messbereich (462) auftreffen, wobei der zweite Messbereich sich vom ersten Messbereich (461) unterscheidet, – mit Computerprogrammanweisungen zur Ermittlung von zugehörigen Auftreffbereichen (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) auf mindestens einer Referenzfläche (466, 471) des optischen Systems, wobei der zugehörige Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) auf mindestens einer Referenzfläche (466, 471) des optischen Systems berechnet wird oder mit Hilfe einer Datenbank ermittelt wird und wobei der zu einem Testbündel zugehörige Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) definiert ist als der Flächenbereich der mindestens einen Referenzfläche (466, 471), auf den Strahlung des jeweiligen Testbündels auftrifft, – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Messwerten einer ersten Messgröße der am Ort des ersten Messbereiches (461) auftreffenden Strahlung – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Messwerten einer zweiten Messgröße der am Ort des zweiten Messbereiches (462) auftreffenden Strahlung – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) – mit Computerprogrammanweisungen zur Generierung einer räumliche Diagnoseverteilung mindestens einer Eigenschaft der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) aus den Messwerten und den Auftreffbereichen (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d, 465a, 465b, 465c, 465d).
16. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass das optische System ein Projektionsobjektiv (7, 207, 307, 407, 507, 607, 707) umfasst, das eine Objektebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709) auf eine Bildebene (11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) abbildet, und wobei die Messebene der Bildebene (11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) des Projektionsobjektives (7, 207, 307, 407, 507, 607, 707) entspricht.
17. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass das optische System eine Beleuchtungsoptik (5, 205, 305, 705) zur Ausleuchtung einer Objektebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709) umfasst und wobei die Messebene der Objektebene der Beleuchtungsoptik (5, 205, 305, 705) entspricht.
18. Computerprogrammprodukt einem der Ansprüche 15–17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messgröße gleich der zweiten Messgröße ist.
19. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 15–18 – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Einstrahlwinkeln und Messwerten für die Messgröße der gesamten am Ort des ersten Messbereiches (461) auftreffenden Strahlung – mit Computerprogrammanweisungen zum Einlesen von Einstrahlwinkeln und Messwerten für die Messgröße der gesamten am Ort des zweiten Messbereiches (462) auftreffenden Strahlung – mit Computerprogrammanweisungen zur Definition der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) anhand der eingelesenen Einstrahlwinkel – mit Computerprogrammanweisungen zur Definition der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) anhand der eingelesenen Einstrahlwinkel – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) – mit Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d)
20. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 19, wobei die Messgröße die Strahlungsleistung der auftreffenden Strahlung ist, wobei die Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d), die Strahlungsleistung innerhalb jedes Testbündels der ersten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d) ermitteln und dem jeweiligen Testbündel als zugehörigen Messwert zuweisen, und wobei die Computerprogrammanweisungen zur Bestimmung und Zuordnung eines zugehörigen Messwertes zu jedem Testbündel der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d), die Strahlungsleistung innerhalb jedes Testbündels der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (465a, 465b, 465c, 465d) ermitteln und dem jeweiligen Testbündel als zugehörigen Messwert zuweisen.
21. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 20 – mit Computerprogrammanweisungen zur Generierung einer räumlichen Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität auf der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) aus den Messwerten und den Auftreffbereichen (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zu jedem Testbündel der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Testbündeln (464a, 464b, 464c, 464d, 465a, 465b, 465c, 465d).
22. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 21 wobei die Computerprogrammanweisungen zur Generierung der räumlichen Diagnoseverteilung der Strahlungsintensität umfassen: – Unteranweisungen, die jedem Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) eine mittlere Strahlungsintensität zuordnen, wobei die mittlere Strahlungsintensität eines Auftreffbereichs definiert ist als die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels am Ort des Messbereiches (461, 462, 561), auf den das Testbündel auftrifft, dividiert durch den Flächeninhalt des Auftreffbereiches (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) multipliziert mit einen zu diesem Testbündel gehörigen Korrekturfaktor – Unteranweisungen zur Definition einer Mehrzahl von Punkten auf der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) oder zur Ermittlung der Mehrzahl von Punkten mit Hilfe einer Datenbank – Unteranweisungen, die jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten einen oder mehrere Auftreffbereiche zuordnen oder eine Zuordnung von einem oder mehreren Auftreffbereichen (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) zu jedem Punktes mit Hilfe einer Datenbank ermitteln, wobei ein Auftreffbereich (467a, 467d, 468a, 468d, 789a, 789b, 789c, 789d) einem Punkt genau dann als zugeordnet gilt, wenn der Punkt innerhalb des Auftreffbereiches liegt, – Unteranweisungen, mit denen jedem Punkt der Mehrzahl von Punkten auf der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) eine Strahlungsintensität zugeordnet wird, die sich ergibt als die Summe der mittleren Strahlungsintensitäten der Auftreffbereiche, die dem jeweiligen Punkt zugeordnet sind.
23. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel gleich Eins ist.
24. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor zu jedem Testbündel dem Kehrwert einer Abschwächung entspricht, die die Strahlungsleistung des zugehörigen Testbündels entlang des optischen Weges zwischen der mindestens einen Referenzfläche (466, 471) und der Messebene (9, 209, 309, 409, 509, 609, 709, 11, 211, 311, 411, 511, 611, 711) erfährt.
25. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 22–24 umfassend Computerprogrammanweisungen zum Ermitteln der jeweiligen Korrekturfaktoren zu jedem Testbündel mit Hilfe einer Datenbank.
26. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 15–26 umfassend – Computerprogrammanweisungen zum Ablegen der räumliche Diagnoseverteilung in einem Speicher – Computerprogrammanweisung zum Laden einer räumlichen Diagnoseverteilung aus einem Speicher – Computerprogrammanweisungen zum Vergleichen einer ersten Diagnoseverteilung mit einer zweiten Diagnoseverteilung
27. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 26, wobei die Computerprogrammanweisungen zum Vergleichen einer ersten Diagnoseverteilung mit einer zweiten Diagnoseverteilung enthalten: – Unteranweisungen, mit denen das Verhältnis zwischen der ersten und der zweiten Diagnoseverteilung gebildet wird.
28. Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Computersystem (586) beinhaltend das Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 15–27.
29. Verfahren zum Überwachen eines optischen Systems, – Vermessen des optischen Systems gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–14 zu einem ersten Zeitpunkt resultierend in einer ersten räumlichen Diagnoseverteilung und zu einem zweiten Zeitpunkt resultierend in einer zweiten räumlichen Diagnoseverteilung – Bestimmung der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung.
30. Verfahren zum Überwachen eines optischen Systems und einer Lichtquelleneinheit (3, 203, 303, 703), die Strahlung zum Betrieb des optischen Systems bereitstellt, umfassend folgende Schritte: – Vermessen des optischen Systems gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–14 zu einem ersten Zeitpunkt resultierend in einer ersten räumlichen Diagnoseverteilung einer Referenzfläche (466, 471) und zu einem zweiten Zeitpunkt resultierend in einer zweiten räumlichen Diagnoseverteilung der Referenzfläche (466, 471), wobei die Vermessung des optischen Systems mit Hilfe der Strahlung der Lichtquelleneinheit (3, 203, 303, 703) durchgeführt wird – Bestimmung der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung – Bestimmung von zeitlichen Veränderungen einer räumlichen oder spektralen Abstrahlcharakteristik der Lichtquelleneinheit (3, 203, 303, 703) aus der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 29–30, wobei die Bestimmung der zeitlichen Veränderung zwischen der ersten und der zweiten räumlichen Diagnoseverteilung den folgenden Schritt umfasst: – Bilden eines Verhältnisses zwischen der ersten und der zweiten Diagnoseverteilung.
32. Verfahren zum Korrektur eines optischen Systems, – Vermessen des optischen Systems gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–14 resultierend in einer ersten räumlichen Diagnoseverteilung einer Referenzfläche (466, 471) – Durchführen eines Korrekturschrittes beruhend auf der räumlichen Diagnoseverteilung der Referenzfläche (466, 471).

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