DE102013218991A1

DE102013218991A1 - Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems

Info

Publication number: DE102013218991A1
Application number: DE102013218991.5A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Ehrmann; Markus Göppert; Helmut Haidner
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-26
Also published as: WO2015039751A1; JP2016538576A; JP6546912B2; US10006807B2; US20160202118A1

Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems (12) umfasst ein Beleuchtungssystem (20), welches dazu konfiguriert ist, von einer Strahlungsquelle (16) erzeugte elektromagnetische Strahlung (18) auf eine Objektebene (22) des Abbildungssystems zu richten, einen Nutzdetektor (42) zur Bestimmung der optischen Eigenschaft, welcher zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung nach Durchlaufen eines Nutzstrahlenganges (45) konfiguriert ist, wobei sich der Nutzstrahlengang, von der Strahlungsquelle ausgehend über das Abbildungssystem bis zum Nutzdetektor erstreckt, eine Auskopplungseinrichtung (46), welche im Nutzstrahlengang angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Sensorstrahlung (48) aus dem Nutzstrahlengang auszukoppeln, sodass die ausgekoppelte Sensorstrahlung in einem sich vom Nutzstrahlengang unterscheidenden Sensorstrahlengang (49) verläuft, sowie einen Intensitätssensor (50), welcher im Sensorstrahlengang dazu angeordnet ist, eine an zumindest einem Punkt in der Objektebene (22) des optischen Abbildungssystems vorliegende winkelaufgelöste Intensitätsverteilung aufzuzeichnen, welche die Intensität der elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit des Einstrahlwinkels bezüglich der Objektebene wiedergibt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems sowie eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer derartigen Vorrichtung.
Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Wellenfrontvermessung von hochauflösenden Projektionsobjektiven in der Mikrolithographie zur Halbleiterwaferstrukturierung, um Aberrationen des Projektionsobjektivs mit hoher Präzision bestimmen zu können. Hierfür können, wie dem Fachmann bekannt ist, z.B. eine auf lateraler Scherinterferometrie basierende Technik sowie auch andere interferometrische Techniken, wie Punktbeugungsinterferometrie (PDI – „Point Diffraction Interferometer), Linienbeugungsinterferometrie (LDI – „Line Diffraction Interferometer“) eingesetzt werden. Weiterhin ist die Verwendung eines Shack-Hartmann-Sensors oder eines auf Moirè-Techniken basierenden Sensors möglich.
In einer Ausführungsform der Scherinterferometrie wird in der Objektebene des zu prüfenden optischen Systems eine sogenannte Kohärenzmaske platziert. Auf dieser ist ein Objektmuster angeordnet. In der Bildebene des Abbildungssystems befindet sich ein als Beugungsgitter ausgebildetes Referenzmuster. Durch die Überlagerung der durch Beugung an dem Beugungsgitter erzeugten Wellen entsteht ein Überlagerungsmuster in Form eines Interferogramms, das mit Hilfe eines geeigneten Detektors erfasst wird. Mögliche Ausführungsformen einer Kohärenzmaske sowie eines Beugungsgitters eines Scherinterferometers sind beispielsweise in DE 10 2005 041 373 A1 aufgeführt.
Allerdings sind die Reproduzierbarkeit und die absolute Genauigkeit der mittels der herkömmlichen scherinterferometrischen Verfahren durchgeführten Wellenfrontmessungen oft unzureichend, insbesondere bei auf EUV-Strahlung ausgelegten optischen Systemen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Bestimmung eines pupillenaufgelösten Transmissionsverhaltens von hochauflösenden Projektionsobjektiven in der Mikrolithograhpie, auch „Apodisation“ bezeichnet. Dabei wird mittels eines unterhalb der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordneten ortsauflösenden Detektors eine Intensitätsverteilung aufgezeichnet. Auch hier ist die Genauigkeit der mittels herkömmlichen Verfahren durchgeführten Messungen oft unzureichend.
Zugrunde liegende Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere eine optische Eigenschaft eines optischen Systems, wie etwa ein Wellenfrontaberrationsverhalten oder ein pupillenaufgelöstes Transmissionsverhalten, mit einer verbesserten Genauigkeit bestimmt werden kann.
Erfindungsgemäße Lösung
Die erfindungsgemäße Aufgabe kann erfindungsgemäß mittels einer Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems, insbesondere eines Objektiv einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, gelöst werden welche wie folgt konfiguriert ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Beleuchtungssystem, welches dazu konfiguriert ist, von einer Strahlungsquelle erzeugte elektromagnetische Strahlung auf eine Objektebene des Abbildungssystems zu richten, insbesondere auf die Objektebene zu fokussieren, sowie einen Nutzdetektor zur Bestimmung der optischen Eigenschaft. Der Nutzdetektor ist zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung nach Durchlaufen eines Nutzstrahlenganges konfiguriert. Der Nutzstrahlengang erstreckt sich dabei, von der Strahlungsquelle ausgehend über das Abbildungssystem bis zum Nutzdetektor. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Auskopplungseinrichtung, welche im Nutzstrahlengang angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Sensorstrahlung aus dem Nutzstrahlengang auszukoppeln, sodass die ausgekoppelte Sensorstrahlung in einem sich vom Nutzstrahlengang unterscheidenden Sensorstrahlengang verläuft. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin einen Intensitätssensor, welcher im Sensorstrahlengang dazu angeordnet ist, eine an zumindest einem Punkt in der Objektebene des optischen Abbildungssystems vorliegende winkelaufgelöste Intensitätsverteilung aufzuzeichnen, welche die Intensität der elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit des Einstrahlwinkels bezüglich der Objektebene wiedergibt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Auskopplungseinrichtung lässt sich die Sensorstrahlung aus dem Nutzstrahlengang auskoppeln, wodurch sich die einstrahlwinkelaufgelöste Intensitätsverteilung mit einer hohen Auflösung über den gesamten Winkelbereich, d.h. die gesamte Pupille, bestimmt werden. Dies kann für unterschiedliche Punkte in der Objektebene erfolgen, wobei hierbei beliebige vom Nutzstrahlengang erfasste Feldpunkte hinsichtlich der einstrahlwinkelaufgelösten Intensitätsverteilung vermessen werden können. Mit anderen Worten gibt es weder Einschränkungen hinsichtlich des vermessbaren Winkelbereichs noch hinsichtlich des vermessbaren Feldbereichs.
Bei Verwendung der Vorrichtung zur Bestimmung des Wellenfrontaberrationsverhaltens des optischen Abbildungssystems mittels interferometrischen Verfahren, wie etwa der Scherinterferometrie, können dabei aufgezeichnete Interferogramm auf Grundlage der vom erfindungsgemäßen Intensitätssensor ermittelten winkelaufgelösten Intensitätsverteilungen rechnerisch mit hoher Genauigkeit korrigiert werden. Diese Korrektur ermöglicht es, das Wellenfrontaberrationsverhalten des optischen Abbildungssystems mit einer verbesserten Genauigkeit und Reproduzierbarkeit zu bestimmen.
Bei Verwendung der Vorrichtung zur Bestimmung des pupillenaufgelösten Transmissionsverhaltens des optischen Abbildungssystems ermöglichen es die vom erfindungsgemäßen Intensitätssensor ermittelten winkelaufgelösten Intensitätsverteilungen, aus den vom Nutzdetektor vorgenommenen Messungen den Einfluss des Beleuchtungssystems mit hoher Genauigkeit herauszurechnen. Während bei herkömmlichen Apodisationsmessungen in der Regel die winkelaufgelöste Intensitätsverteilung in der Objektebene als bekannt vorausgesetzt wird, ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung die tatsächliche Intensitätsverteilung bei der Apodisationsmessug zur berücksichtigen. Dies kann insbesondere erfolgen, indem die vom Intensitätssensor gemessene Intensitätsverteilung von der vom Nutzsensor gemessenen Intensitätsverteilung abgezogen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Intensitätssensor derart im Sensorstrahlengang angeordnet, dass die in der Objektebene des optischen Abbildungssystems vorliegende einstrahlwinkelabhängige Intensitätsverteilung direkt von diesem aufgezeichnet werden kann, dies ist z.B. der Fall, wenn der Intensitätssensor im Bereich einer Pupillenebne des Beleuchtungssystems oder einer dazu konjugierten Ebene angeordnet ist. Ist der Intensitätssensor nicht in einer zur direkten Aufzeichnung der einstrahlwinkelabhängigen Intensitätsverteilung geeigneten Ebene angeordnet, dann kann der Intensiätssensor mit einer Recheneinheit zum Zurückrechnen von gemessenen Instensitätswerten auf die einstrahlwinkelabhängige Intensitätsverteilung in der Objektebene mittels Strahlrückverfolgung, auch als „Ray-Tracing“ bekannt, ausgestattet sein.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, die optische Eigenschaft aus einem vom Nutzdetektor beim Erfassen der elektromagnetischen Strahlung aufgezeichneten Signal unter Berücksichtigung der von dem Intensitätssensor aufgezeichneten einstrahlwinkelabhängigen Intensitätsverteilung zu ermitteln. Dabei kann das vom Nutzdetektor aufgezeichnete Signal insbesondere zeitaufgelöst korrigiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auskopplungseinrichtung in einem dem Abbildungssystem vorgelagerten Bereich des Nutzstrahlengangs angeordnet. Mit anderen Worten ist die Auskopplungseinrichtung an einem Ort des Nutzstrahlengangs angeordnet, welcher stromaufwärtsseitig zum optischen Abbildungssystem in Bezug auf die im Nutzstrahlengang geführte Strahlung liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die Auskopplungseinrichtung im Beleuchtungssystem angeordnet. Dabei kann die Auskopplungseinrichtung z.B. als Streuscheibe, spektraler Filter oder Strahlteiler konfiguriert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung weist die Auskopplungseinrichtung ein zumindest teilweise reflektierendes Element auf. Das zumindest teilweise reflektierende Element dient zum Auskoppeln der Sensorstrahlung aus dem Nutzstrahlengang durch Reflexion und kann z.B. durch eine teilweise reflektierende Schicht auf einer Maskenmembran, wie etwa einem teildurchlässigen EUV-MoSi-Schichtsystem, gebildet sein. Insbesondere kann das zumindest teilweise reflektierende Element ein Gitter aufweisen, welches durch Reflexion in nullter Beugungsordnung die Nutzstrahlung im Nutzstrahlengang passieren lässt und durch Reflexion in einer von der nullten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung die Sensorstrahlung auskoppelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin eine in der Objektebene angeordnete Testmaske auf und die Auskopplungseinrichtung ist Teil der Testmaske.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist das Beleuchtungssystem dazu konfiguriert, die elektromagnetische Strahlung schräg auf die Objektebene einzustrahlen. Darunter ist eine Einstrahlrichtung zu verstehen, die von der Senkrechten auf der Objektebene, insbesondere um mehr als 3° oder um mehr als 10°, abweicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Auskopplungseinrichtung ein strahlungswandelndes Element, welches zum Erzeugen der Sensorstrahlung durch Wellenlängenveränderung aus einem Teil der im Nutzstrahlengang geführten elektromagnetischen Strahlung konfiguriert ist. Ein derartiges strahlungswandelndes Element kann als fluoreszierendes Element oder als Szintillator ausgeführt sein. Ein fluoreszierendes Element kann beispielsweise durch eine fluoreszierende Schicht gebildet sein, die auf einer für das Fluoreszenzlicht undurchlässigen Maskenmembran angeordnet ist. Das fluoreszierende Element kann beispielsweise aus P43, d.h. Terbium-dotiertem Gadoliniumoxysulfid (Gd₂O₂S:Tb) oder Cer-dotierten Trägermaterialien wie YAG, YAP oder Quarz gebildet werden. Weiterhin kann z.B. bei einer in Reflexion betriebenen Testmaske eine Szintillatorschicht als Zwischenschicht zwischen einer EUV-Strahlung reflektierenden Deckschicht und einem Maskenträger angeordnet werden. Damit kann erreicht werden, dass die strahlungsgewandelte Sensorstrahlung, welche den für EUV-Strahlung undurchlässigen Maskenträger durchläuft, mittels des Intensitätssensors, welcher hinter der Testmaske angeordnet ist, aufgezeichnet werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die Auskopplungseinrichtung dazu konfiguriert, aus der elektromagnetischen Strahlung des Nutzstrahlengangs eine Strahlung mit einer Wellenlänge, die sich von einer Betriebswellenlänge des optischen Abbildungssystems unterscheidet, als Sensorstrahlung auszukoppeln. Mit anderen Worten weist die ausgekoppelte Sensorstrahlung eine andere Wellenlänge auf als die Betriebswellenlänge des optischen Abbildungssystems, insbesondere ist die Wellenlänge der Sensorstrahlung mindestens doppelt so groß wie die Betriebswellenlänge des optischen Abbildungssystems. Beispielsweise liegt die Betriebswellenlänge des optischen Abbildungssystems im EUV-Wellenlängenbereich und die Sensorstrahlung in einem Wellenlängenbereich, der sich vom UV-Bereich über den sichtbaren Bereich bis hin zum Infrarotbereich erstreckt. Beispielsweise wird die Sensorstrahlung an einer für die Wellenlänge der Sensorstrahlung undurchlässigen Maskenmembran zumindest zum Teil reflektiert, während die Strahlung mit der Betriebswellenlänge die Maskenmembran durchläuft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die Auskopplungseinrichtung dazu konfiguriert, die Sensorstrahlung durch Beugung in +/–4. oder betragsmäßig höherer Beugungsordnung aus dem Nutzstrahlengang auszukoppeln. Dazu kann z.B. an der Testmaske in +4., in –4. und/oder in betragsmäßig höherer Beugungsordnung, d.h. in +5., in –5., in +6., in –6. und/oder in +7., in –7. etc., gebildetes Licht als Sensorstrahlung verwendet werden. Diese Beugungsordnungen haben eine größere numerische Apertur als das optische Abbildungssystem und gelangen damit nicht auf den Nutzdetektor, da sie in der Regel von dem optischen Abbildungssystem abgeblockt werden. Der Intensitätssensor zum Erfassen dieses Beugungslichts kann entweder im Bereich zwischen der Testmaske und dem optischen Abbildungssystem oder an einer Fassung eines optischen Elements im Abbildungssystem angeordnet werden. Alternativ kann die Auskopplungseinrichtung auch eine eigens im Nutzstrahlengang angeordnete Streuscheibe umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Auskopplungseinrichtung ein Beugungsgitter. Ein derartiges Beugungsgitter kann dazu konfiguriert sein, die Nutzstrahlung in nullter Beugungsordnung im Nutzstrahlengang passieren zu lassen und die Sensorstrahlung in einer von der nullten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung auszukoppeln. Ein derartiges Beugungsgitter kann beispielsweise auf einem spektralen Filter im Beleuchtungssystem oder auf einer Testmaske angeordnet sein. So kann ein Beugungsgitter auf einem in Transmission betriebenen spektralen Filter mit kleinen Öffnungen realisiert werden. Das Beugungsgitter kann als teiltransparentes Membrangitter konfiguriert sein, welches aus Mutilagen gebildet ist und bei dem der Reflexionsgrad durch die Anzahl der Lagen einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Auskopplungseinrichtung ein Analysegitter, welches dazu konfiguriert ist, aus einem Strahlungsanteil der elektromagnetischen Strahlung mit einer ersten Wellenlänge ein Interferogramm auf dem Nutzdetektor zu erzeugen sowie einen Strahlungsanteil der elektromagnetischen Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge in einer von der nullten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung auf den Intensitätssensor zu lenken. Unter der von der nullten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung ist die +/–1., +/–2. oder eine betragsmäßig höhere Beugungsordnung zu verstehen. Das aus der Strahlung mit der ersten Wellenlänge gebildete Interferogramm ist räumlich von der Strahlung mit der zweiten Wellenlänge in der von der nullten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung getrennt. Insbesondere ist die Auskopplungseinrichtung im dem Abbildungssystem nachgelagerten Bereich des Nutzstrahlengangs angeordnet. Die von der Strahlungsquelle erzeugte elektromagnetische Strahlung umfasst die Strahlungsanteile mit der ersten und der zweiten Wellenlänge, wobei die erste Wellenlänge der Betriebswellenlänge des optischen Abbildungssystems entspricht und z.B. eine EUV-Wellenlänge sein kann, und die zweite Wellenlänge z.B. im UV-Bereich, im sichtbaren Bereich oder im Infrarotbereich liegen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung sind der Nutzdetektor und der Intensitätssensor in einem einteiligen Detektor integriert. Der Nutzdetektor weist unterschiedliche Erfassungsbereiche auf, einen zur Erfassung der elektromagnetischen Strahlung nach Durchlaufen des Nutzstrahlenganges und einen zur Erfassung der Sensorstrahlung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die Vorrichtung dazu konfiguriert, die vom Beleuchtungssystem abgegebene Strahlung periodisch zu unterbrechen, sodass die Strahlung in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf die Objektebene auftrifft. Die Strahlungspakete weisen eine zeitliche Mindestlänge von 50 Millisekunden und insbesondere eine Maximallänge von 5 Sekunden auf. Das periodische Unterbrechen kann durch Hinein- und Herausbewegen eines Verschlusselements in den Strahlengang bzw. aus dem Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung erfolgen. Alternativ kann das periodische Unterbrechen durch Triggern einer die elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahlungsquelle erfolgen. Mittels jedes der Strahlungspakete wird ein Interferogramm auf dem Detektor erzeugt, die jeweilige Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete wird mittels des Intensitätssensors winkelaufgelöst gemessen, der jeweiligen gemessenen winkelaufgelösten Strahlungsenergieverteilung wird das durch das entsprechende Strahlungspaket erzeugte Interferogramm zugeordnet, die Interferogramme werden unter Verwendung der den einzelnen Interferogrammen zugeordneten Strahlungsenergieverteilungen manipuliert und aus den manipulierten Interferogrammen wird die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System ermittelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die Vorrichtung auf eine Betriebswellenlänge im EUV-Wellenlängenbereich ausgelegt. Mit anderen Worten ist die im Nutzstrahlengang geführte Nutzstrahlung EUV-Strahlung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die mittels der Vorrichtung bestimmbare optische Eigenschaft ein Wellenfrontaberrationsverhalten des optischen Abbildungssystems. Die Vorrichtung umfasst dazu eine Wellenfrontmesseinrichtung, insbesondere ein Scherinterferometer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die von der Vorrichtung zu bestimmende optische Eigenschaft ein pupillenaufgelöstes Transmissionsverhalten des optischen Abbildungssystems. Wie bereits vorstehend erwähnt, wird ein pupillenaufgelöstes Transmissionsverhalten in der Fachwelt auch als „Apodisation“ bezeichnet. Dabei ist jedoch zu beachten, dass hier unter dem Begriff „Apodisation“ nicht das in vielen Fachbüchern hierzu aufgeführte Verfahren der optischen Filterung gemeint ist, bei dem die äußereren Ringe eines Beugungsscheibchens unterdrückt werden, um den Kontrast des Bildes auf Kosten des Auflösungsvermögens zu verbessern. Vielmehr wird in dieser Anmeldung unter dem Begriff „Apodisation“, ein pupillenaufgelöstes Transmissionsverhalten des optischen Abbildungssystems, insbesondere das Verhältnis zwischen dem Transmissionsverhalten eines die Pupille zentral durchlaufenden Strahls (Mittelstrahl) und dem Transmissionsverhalten eines die Pupille am Rand durchlaufenden Strahls (Randstrahl) verstanden.
Gemäß einer Ausführungsform werden Relativbewegungen der Strahlungsquelle zur Membran einer Testmaske mithilfe eines Detektionssystems gemessen und bei der Auswertung der Apodisationsmessung berücksichtigt
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Intensitätssensor ein fokussierendes Element sowie einen dem fokussierenden Element nachgeordneten zweidimensional auflösenden Intensitätsdetektor, auch Kamera bezeichnet. Alternativ kann der Intensitätssensor auch ohne fokussierendes Element ausgeführt sein.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist eine Blende in einer Fokusebene zwischen dem fokussierenden Element und dem Intensitätsdetektor angeordnet. Die Blende bildet eine durch die Membran einer Testmaske erfolgende Filterung der Winkelverteilung der Strahlungsquelle nach. Alternativ kann die Filterung durch die Membran auch rechnerisch erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist der Intensitätssensor weiterhin dazu konfiguriert, die Intensitätsverteilung in der Objektebene des optischen Abbildungssystems ortsaufgelöst aufzuzeichnen. Mit anderen Worten wird neben der einstrahlwinkelabhängigen Intensitätsverteilung an mindestens einem Ort der Objektebene die Spotform der Strahlungsquelle aufgezeichnet. Dazu kann der Intensitätssensor zwei separate Messmodule aufweisen, eines zur Bestimmung der einstrahlwinkelabhängigen Intensitätsverteilung und eines zur Bestimmung der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung. Alternativ kann der Intensitätssensor auch dazu konfiguriert sein, die beiden Messfunktionen in einem Messgerät zu vereinen, wobei das Messgerät zwischen den Messfunktionen umschaltbar ist, wie z.B. durch Verändern eines Abstandes zwischen einem fokussierenden Element und einer Kamera.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie bereitgestellt, welche eine darin integrierte Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft in einer der vorstehend ausgeführten Ausführungsformen aufweist.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems bereitgestellt, welches ein Richten, insbesondere ein Fokussieren, elektromagnetischer Strahlung auf eine Objektebene des Abbildungssystems sowie ein Bestimmen der optischen Eigenschaft mit einem Nutzdetektor aus der elektromagnetischen Strahlung nach Durchlaufen eines Nutzstrahlenganges umfasst. Dabei erstreckt sich der Nutzstrahlengang, von einer Strahlungsquelle der Strahlung ausgehend über das Abbildungssystem bis zum Nutzdetektor. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin eine Sensorstrahlung aus dem Nutzstrahlengang ausgekoppelt, sodass die ausgekoppelte Sensorstrahlung in einem sich vom Nutzstrahlengang unterscheidenden Sensorstrahlengang verläuft, sowie eine an zumindest einem Punkt in der Objektebene des optischen Abbildungssystems vorliegende winkelaufgelöste Intensitätsverteilung, welche die Intensität der elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit des Einstrahlwinkels bezüglich der Objektebene wiedergibt, mittels eines im Sensorstrahlengang angeordneten Intensitätssensors aufgezeichnet. Beim Bestimmen der optischen Eigenschaft kann nun eine Korrektur an einer vom Nutzdetektor vorgenommenen Messung vorgenommen werden, wobei die Korrektur auf Grundlage der vom Intensitätssensor aufgezeichneten winkelaufgelösten Intensitätsverteilung erfolgt.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:
1 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems mit einer Testmaske sowie einem Intensitätssensor,
2 eine Schnittansicht der Testmaske in einer ersten Ausführungsform,
3 eine Schnittansicht der Testmaske in einer zweiten Ausführungsform,
4 eine Schnittansicht der Testmaske in einer dritten Ausführungsform,
5a eine Schnittansicht des Intensitätssensors in einer ersten Ausführungsform,
5b eine Schnittansicht des Intensitätssensors in einer zweiten Ausführungsform,
5c eine Schnittansicht des Intensitätssensors in einer dritten Ausführungsform,
6a eine Schnittansicht des weiteren Intensitätssensors in einer ersten Ausführungsform,
6b eine Schnittansicht des weiteren Intensitätssensor in einer zweiten Ausführungsform,
7 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
8 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
9 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
10 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
11 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Projektionsoptik sowie einer darin integrierten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft der Projektionsoptik,
12 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Strahlungsquelle der Projektionsbelichtungsanlage gemäß 11 mit einem darin integrierten Intensitätssensor, sowie
13 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Strahlungsquelle der Projektionsbelichtungsanlage gemäß 11 mit einem darin integrierten Intensitätssensor.
Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die y-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die x-Richtung nach rechts und die z-Richtung nach oben.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems 12 in Gestalt einer Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zu vermessende optische System auf EUV-Strahlung, d.h. extrem ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, z.B. 13,5 nm oder 6,8 nm, ausgelegt. Das optische Abbildungssystem 12 umfasst dazu lediglich reflektive optische Elemente in Gestalt von Spiegeln. 1 veranschaulicht neben der optischen Achse 13 des optischen Abbildungssystems 12 eine Aperturblende 34, welche eine Pupille 36 des optischen Abbildungssystems 12 definiert. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zu bestimmende optische Eigenschaft kann insbesondere ein Wellenfrontaberrationsverhalten des optischen Abbildungssystems 12 oder ein pupillenaufgelöstes Transmissionsverhalten des optischen Abbildungssystems sein.
Wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erwähnt, wird das pupillenaufgelöste Transmissionsverhalten in der Fachwelt auch als „Apodisation“ bezeichnet. Dabei ist jedoch zu beachten, dass hier unter dem Begriff „Apodisation“ nicht das in vielen Fachbüchern hierzu aufgeführte Verfahren der optischen Filterung gemeint ist, bei dem die äußereren Ringe eines Beugungsscheibchens unterdrückt werden, um den Kontrast des Bildes auf Kosten des Auflösungsvermögens zu verbessern. Vielmehr wird in dieser Anmeldung unter dem Begriff „Apodisation“, wie vorstehend erwähnt, ein pupillenaufgelöstes Transmissionsverhalten des optischen Abbildungssystems, insbesondere das Verhältnis zwischen dem Transmissionsverhalten eines die Pupille 36 zentral durchlaufenden Strahls (Mittelstrahl) und dem Transmissionsverhalten eines die Pupille 36 am Rand durchlaufenden Strahls (Randstrahl) verstanden.
Die in 1 gezeigte und nachstehend näher beschriebene Ausgestaltung der Vorrichtung 10 ist speziell dazu konfiguriert, aus einer in einem Nutzstrahlengang 45 geführten Strahlung das Wellenfrontaberrationsverhalten des optischen Abbildungssystems 12 zu bestimmen. Zur Bestimmung des pupillenaufgelösten Transmissionsverhaltens bedarf es nur kleiner Veränderungen an der in 1 gezeigten Vorrichtung, welche im Anschluß an die Beschreibung zur Messung des Wellenfrontaberrationsverhaltes erläutert werden.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Bestrahlungsanordnung welche eine Strahlungsquelle 16 sowie ein Beleuchtungssystem 20 aufweist. Die Strahlungsquelle 16 umfasst gemäß der dargestellten Ausführungsform eine Plasmaquelle, welche zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung 18 in Gestalt von EUV-Strahlung ausgelegt ist. Die elektromagnetische Strahlung 18 wird von der Strahlungsquelle 16 in gepulster Form mit einer Wiederholungsrate von etwa einem Puls pro Millisekunde erzeugt. Die jeweilige Pulsdauer beträgt dabei einige Nanosekunden.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Strahlunterbrechungseinrichtung 60 in Gestalt eines optischen Verschlusses bzw. eines sogenannten „Shutters“. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Strahlunterbrechungseinrichtung 60 zwischen der Strahlungsquelle 16 und dem Beleuchtungssystem 20, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als Spiegel aufgeführt ist, angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Beleuchtungssystem 20 auch komplexere optische Anordnungen umfassen. Alternativ kann die Strahlunterbrechungseinrichtung 60 aber auch an anderen Stellen des Strahlengangs der elektromagnetischen Strahlung 18 angeordnet sein. Die Strahlunterbrechungseinrichtung 60 umfasst ein Verschlusselement 62 sowie eine Verschiebeeinrichtung 64, mittels der das Verschlusselement 62 entlang einer Verschiebungsrichtung 63 hin- und her bewegt werden kann. Dabei wird das Verschlusselement 62 in den Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 18 hinein bewegt bzw. daraus heraus bewegt. Als Ergebnis kann damit die elektromagnetische Strahlung 18 nach Durchlaufen des Nutzstrahlengangs 45 unterbrochen werden, so dass die elektromagnetische Strahlung 18 in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf einen Nutzdetektor 42 der Vorrichtung 10 auftrifft. Der Nutzstrahlengang 45 erstreckt sich von der Strahlungsquelle 16 durch das Beleuchtungssystem 20 und das optische Abbildungssystem 12 bis hin zum Nutzdetektor 42.
Im Betrieb der Vorrichtung 10 wird die Strahlunterbrechungseinrichtung 60 derart betätigt, dass die resultierenden Strahlungspakete eine maximale zeitliche Länge von vier Sekunden, insbesondere eine zeitliche Länge von 100 bis 500 Millisekunden, aufweisen. Die elektromagnetische Strahlung 18 wird mittels des Beleuchtungssytems 18 auf eine in einer Objektebene 22 des optischen Abbildungssystems 12 angeordnete Testmaske 24 in Gestalt einer Kohärenzmaske eines Scherinterferometers gerichtet. Im in 1 dargestellten Fall wird die elektromagnetische Strahlung auf die Testmaske 24 fokussiert. Die Einstrahlrichtung der elektromagnetischen Strahlung 18 ist dabei schräg in Bezug auf die Testmaske 24, d.h. die Einstrahlrichtung weicht von der Normalen bezüglich der Testmaske 24 ab. Gemäß unterschiedlichen Ausführungsvarianten beträgt die Abweichung mindestens 3° oder mindestens 10°. Das Scherinterferometer umfasst die Testmaske 24, ein Analysegitter 38 sowie den Nutzdetektor 42.
Die Testmaske 24 weist einen Teststrukturbereich 26 auf, in dem Teststrukturen, beispielsweise in Gestalt von zweidimensionalen Schachbrettmustern, angeordnet sind. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Testmaske 24 als Transmissionsmaske gestaltet. Alternativ kann die Testmaske 24 auch als reflektive Maske gestaltet sein, wobei in diesem Fall die Konfiguration der Vorrichtung 10, insbesondere die Konfiguration der Bestrahlungsanordnung 14 entsprechend angepasst werden muss.
Die Testmaske 24 weist im Teststrukturbereich eine Auskopplungseinrichtung 46 zum Abzweigen einer Sensorstrahlung 48 aus der auf die Testmaske 24 auftreffenden elektromagnetischen Strahlung 18 auf. Die Auskopplung mittels der Auskopplungseinrichtung 46 erfolgt in der dargestellten Ausführungsform derart, dass die Sensorstrahlung 48 in Bezug auf die Einstrahlrichtung der auftreffenden Strahlung 18 im Reflexionswinkel wieder von der Testmaske 24 abgestrahlt wird. Die 2 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsvarianten der Testmaske 24, in welcher die genannte Auskopplungsfunktion verwirklicht ist.
Gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsvariante umfasst die Testmaske 24 ein Maskensubstrat 28, welches im Bereich des Teststrukturbereichs 26 zu einer Membran 32 ausgedünnt ist. In die Membran 32 sind die vorstehend genannten Teststrukturen eingebracht. Die Membran 32 ist so konfiguriert, dass sie für einen ersten spektralen Bereich der eingehenden elektromagnetischen Strahlung 18, z.B. EUV-Strahlung, durchlässig ist, während sie eine teilreflektive Wirkung auf einen zweiten spektralen Bereich der eingehenden elektromagnetischen Strahlung 18. Die Strahlung im zweiten spektralen Bereich kann z.B. Licht mit einer Wellenlänge größer als 100 nm, insbesondere sichtbares Licht, sein. Die Membran 32 gemäß 2 bildet in diesem Fall die Auskopplungseinrichtung 46, indem sie aus der Strahlung 18 die Strahlung des zweiten spektralen Bereichs als Sensorstrahlung 48 reflektiert. Der Teil der Strahlung 18 des ersten spektralen Bereichs passiert die Membran 32 weitgehend und läuft als Nutzstrahlung 47 weiter im Nutzstrahlengang 45. Bei Verwendung der Testmaske gemäß 2 ist bei der Konfigurierung des Beleuchtungssystems 20 darauf zu achten, dass diese eine ausreichend hohe Durchlässigkeit für den Anteil der Strahlung des zweiten spektralen Bereichs aufweist.
Die in 3 gezeigte Ausführungsvariante der Testmaske 24 unterscheidet sich von der Testmaske 24 gemäß 2 lediglich darin, dass diese an Ihrer der eingehenden Strahlung 18 zugewandten Oberseite mit einer teilreflektiven Schichtanordnung 30 versehen ist, welche Strahlung des vorstehend erwähnten ersten spektralen Bereichs, insbesondere EUV-Strahlung, teilweise reflektiert. Die teilreflektive Schichtanordnung 30 bildet in diesem Fall die Auskopplungseinrichtung 46 und kann beispielsweise ein MoSi-Schichtsystem umfassen. In diesem Fall liegt die Wellenlänge der reflektierten Sensorstrahlung 48 im Wesentlichen im gleichen Bereich wie die Wellenlänge der durchlaufenden Nutzstrahlung 47.
Die in 4 gezeigte Ausführungsvariante der Testmaske 24 unterscheidet sich von der Testmaske 24 gemäß 3 lediglich darin, dass diese anstatt der teilreflektiven Schichtanordnung 30 eine strahlungswandelnde Schicht 31 in Gestalt einer Fluoreszenzschicht umfasst. Die strahlungswandelnde Schicht 31 ist dazu konfiguriert die Wellenlänge eines Teils der eingehenden Strahlung 18 des ersten spektralen Bereichs, für den die Membran 32 im Wesentlichen durchlässig ist, in eine Wellenlänge umzuwandeln bei der die Strahlung an der Membran 32 reflektiert wird. Diese Wellenlänge, auch Fluoreszenzwellenlänge bezeichnet, kann beispielsweise im vorgenannten zweiten spektralen Bereich liegen. Die Sensorstrahlung 48 wird in diesem Fall also von an der Membran 32 reflektierter Fluoreszenzstrahlung gebildet. Die Fluoreszenzschicht kann beispielsweise aus P43, d.h. Terbium-dotiertem Gadoliniumoxysulfid (Gd₂O₂S:Tb) oder Cer-dotiertem Trägermaterialien wie YAG, YAP oder Quarz gebildet sein.
Wie weiterhin in 1 gezeigt, ist in einem Sensorstrahlengang 49 der Sensorstrahlung 48 ein Intensitätssensor 50 in Gestalt einer Kamera angeordnet. Der Intensitätssensor 50 ist im Sensorstrahlengang 49 dazu angeordnet, eine an zumindest einem Punkt in der Objektebene 22 des optischen Abbildungssystems 12, insbesondere eine an zumindest einem Punkt im Teststrukturbereich 26 der Testmaske 24, vorliegende winkelaufgelöste Intensitätsverteilung aufzuzeichnen. Die winkelaufgelöste Intensitätsverteilung gibt die Intensität der eingehenden Strahlung 18 in Abhängigkeit des Einstrahlwinkels bezüglich der Objektebene 22 wieder.
Die winkelaufgelöste Intensitätsverteilung der eingehenden Strahlung 18 in der Objektebene 22 entspricht einer Intensitätsverteilung der Strahlung 18 in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems 20. Damit besteht eine Möglichkeit zur oben genannten Anordnung des Intensitätssensors 50 zum Zweck der Aufzeichnung der winkelaufgelösten Intensitätsverteilung darin, den Intensitätssensor 50 in einer zur Pupillenebene des Beleuchtungssystems 20 konjugierten Ebene anzuordnen. Dies ermöglicht eine direkte Aufzeichnung der winkelaufgelösten Intensitätsverteilung. Eine weitere Möglichkeit der Anordnung des Intensitätssensor 50 zur Aufzeichnung der winkelaufgelösten Intensitätsverteilung besteht darin, diesen in einer Ebene anzuordnen, in der die dort gemessenen Intensitätswerte mittels Strahlrückverfolgung, auch als „Ray-Tracing“ bekannt, auf die einstrahlwinkelabhängige Intensitätsverteilung zurückgerechnet werden können.
5 zeigt unter (a) bis (c) unterschiedliche Ausführungsvarianten des Intensitätssensors 50. Die Ausführungsvariante gemäß 5a entspricht der beispielhaft in 1 gezeigten Gestaltung des Intensitätssensors 50. In dieser Ausführungsform umfasst der Intensitätssensor 50 ein optisches Element 52 in Gestalt einer Fokussierlinse sowie einen zweidimensional auflösenden Detektor 54. In der in 5b gezeigten Ausführungsvariante ist zusätzlich eine Blende 56 zwischen dem optischen Element 52 und dem Detektor 54 angeordnet. Die Blende 56 dient dazu, eine Filterung der Winkelverteilung der Sensorstrahlung 49 zu bewirken, die einer beim Durchtritt der Strahlung 18 durch die Membran 32 der Testmaske 24 erfolgenden Filterung der Winkelverteilung der Strahlung 18 entspricht. Mit anderen Worten ermöglicht es die Blende 56, die Winkelverteilung der Strahlung 18 kurz nach Durchtritt durch die Testmaske 24 zu ermitteln. Im Fall, in dem keine solche Blende verwendet wird, wie etwa in der Ausführungsvariante gemäß 5a kann der Einfluss der Filterung durch die Membran 32 auf die Winkelverteilung auch rechnerisch berücksichtigt werden.
In der Ausführungsform, in der die Vorrichtung 10 zur Messung des pupillenaufgelösten Transmissionsverhaltens des optischen Abbildungssystems 12 konzipiert ist, können Relativbewegungen der Bestrahlungsanordung 14 in Bezug auf die Testmaske 24 mit Hilfe eines Detektionssystems gemessen werden und deren Einfluss auf das pupillenaufgelöste Transmissionsverhalten dementsprechend korrigiert werden.
Der Intensiätssensor 50 in den Ausführungsvarianten gemäß 5a und 5b ist zur Detektion von Sensorstrahlung 48 in Form von Strahlung mit einer Wellenlänge größer als 100 nm, insbesondere sichtbarem Licht, konzipiert, wie sie etwa bei Verwendung der Testmaske 24 gemäß 2 und 3 erzeugt wird. In dem Fall, in dem die Sensorstrahlung 48 eine Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere eine EUV-Wellenlänge, aufweist, kann der Intensitätssensor 50 in der Ausführungsvariante gemäß 5c ausgeführt werden. In dieser Variante trifft die Sensorstrahlung 48 direkt auf einen zweidimensional auflösenden Detektor 54.
Der Intensitätssensor 50 ist in der Vorrichtung 10 auf einer in sechs Freiheitsgraden beweglichen Verschiebeeinrichtung gelagert, derart dass alle Feldpunkte im Teststrukturbereich 26 der Testmaske 24 angefahren werden können. Auf diese Weise können durch entsprechende Positionierung des Intensitätssensors 50 die den jeweiligen Feldpunkten zugeordneten Winkelverteilungen der Sensorstrahlung 49 aufgezeichnet werden.
Zusätzlich zum Intensitätssensor 50 kann weiterhin ein weiterer Intensitätssensor 51 in der Vorrichtung 10 zum Einsatz kommen. Der Intensitätssensor 51 dient der Vermessung der Spotverteilung bzw. ortsaufgelösten Intensitätsverteilung der eingehenden Strahlung 18 in der Objektebene 22. Die 6a und 6b zeigen zwei Ausführungsvarianten eines derartigen Intensitätssensors 51, welche je nach Wellenlänge der Sensorstrahlung 48 einmal mit einem fokussierenden optischen Element 52 in Gestalt einer Linse und einmal mit einem Fokussierspiegel 58 zur Fokussierung der Sensorstrahlung auf einen zweidimensional auflösenden Detektor 54 konfiguriert sind.
Mittels des Intensitätssensors 50 kann die Strahlungsenergie der von der Bestrahlungseinrichtung 14 gemäß 1 auf die Testmaske 24 eingestrahlten Strahlungspakete winkelaufgelöst und damit in Bezug auf die Pupille 15 des optischen Systems 12 aufgelöst bestimmt werden. Das vorstehend erwähnte Analysegitter 38 ist in der Bildebene 40 des optischen Abbildungssystems 12 angeordnet und an einer Verschiebeeinrichtung 41 befestigt, mit der das Analysegitter 32 in der x-y-Ebene gemäß dem Koordinatensystem von 1, und damit quer zur optischen Achse 13, verschiebbar ist.
Durch Überlagerung von durch Beugung an dem Analysegitter 38 erzeugten Wellen, speziell durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer Testwelle, wird eine veränderte Nutzstrahlung 39 erzeugt, welche ein Überlagerungsmuster in Form eines Interferogrammes 44 auf einer Detektorfläche 43 des Nutzdetektors 32 bildet.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Steuereinrichtung 68, mit der die Verschiebeeinrichtung 64 der Strahlunterbrechungseinrichtung 60, die Verschiebeeinrichtung 41 des Analysegitters 38 sowie der Nutzdetektor 42, wie nachfolgend beschrieben, zueinander synchronisiert betrieben werden. Auf ein Steuersignal der Steuereinrichtung 68 unterbricht die Strahlunterbrechungseinrichtung 60 die elektromagnetische Strahlung 18 in periodischer Abfolge, so dass die elektromagnetische Strahlung 18 in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen das optische System 12 durchläuft.
Die maximale zeitliche Länge der Strahlungspakete beträgt vier Sekunden. In einer Ausführungsform beträgt die zeitliche Länge 100 bis 1000 Millisekunden. Zwischen den einzelnen Strahlungspaketen wird das Analysegitter 38 mittels der Verschiebeeinrichtung 41 um einen Bruchteil der Periode des Analysegitters 38, beispielsweise um ein Sechzehntel der Gitterperiode, verschoben. In diesem Fall werden sechzehn sogenannte Phasenschritte ausgeführt, zwischen denen das Analysegitter 38 jeweils um einen Bruchteil der Gitterperiode versetzt wird. Die Phasenschritte sind jeweils mit den aufeinanderfolgenden Strahlungspaketen in der Form synchronisiert, dass jeweils dann ein Phasenschritt erfolgt, wenn die elektromagnetische Strahlung 18 unterbrochen ist, d.h. das Verschlusselement 62 zu ist. Der Nutzdetektor 42 wird von der Steuereinrichtung 68 derart gesteuert, dass das während eines einzelnen Phasenschrittes erzeugte Interferogramm 44 über die gesamte Belichtungszeit eines Strahlungspakets vom Nutzdetektor 42 aufzeichnet bzw. integriert wird.
In einer Ausführungsform des die Elemente 24, 38, 41 sowie 42 umfassenden Scherinterferometers weist der Teststrukturbereich 26 der Testmaske 24 ein zweidimensionales Messmuster auf, und das Analysegitter 38 ist ebenfalls zweidimensional strukturiert. In diesem Fall wird das Analysegitter 38 sowohl in x- als auch in y-Richtung in jeweils n Schritten phasengeschoben. Aus den durch das Phasenschieben in x- und y-Richtung erzeugten Interferogrammen 44 werden mittels einer Auswerteeinrichtung 66 die Ableitungen der Wellenfront in x- und y-Richtung berechnet. Durch Integration der beiden Ableitungen wird daraufhin die Wellenfront der Nutzstrahlung 47 nach Durchlaufen des optischen Abbildungssystems 12 berechnet.
Aus der so bestimmten Wellenfront lässt sich das Aberrationsverhalten des optischen Abbildungssystems 12 ermitteln. Vor der Auswertung der Interferogramme 44 zur Berechnung der Wellenfront werden die Interferogramme 44 zunächst mittels der für die einzelnen Strahlungspakete vom Intensitätssensor 50 gemessenen pupillenaufgelösten Strahlungsenergien manipuliert. Wie bereits erwähnt, misst der Intensitätssensor 50 für jeden der einzelnen Phasenschritte die jeweilige Strahlungsenergie des zugehörigen Strahlungspakets winkel- bzw. pupillenaufgelöst. Die jeweilige gemessene pupillenaufgelöste Strahlungsenergie wird dem jeweiligen durch das entsprechende Strahlungspaket erzeugten Interferogramm zugeordnet.
In einer ersten Ausführungsform der Manipulation der Interferogramme 44 wird die jeweilige Intensität der einzelnen vom Detektor 42 erfassten Interferogramme 44 rechnerisch an die dem jeweiligen Interferogramm 39 zugeordnete pupillenaufgelöste Strahlungsenergie angepasst. Dies geschieht beispielsweise, indem die einzelnen Interferogramme vor deren Weiterverarbeitung durch die jeweils zugeordnete Strahlungsenergieverteilung dividiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Manipulation der Interferogramme wird ein mittels des Nutzdetektors 42 aufgezeichnetes Interferogramm 44 verworfen, falls ein oder mehrere Werte der mittels des Intensitätssensors 50 bestimmten zugehörigen pupillenaufgelösten Strahlungsenergieverteilung eine festgelegte Maximalverteilung überschreitet oder eine festgelegte Minimalwertverteilung unterschreitet. Daraufhin wird die Messung des verworfenen Interferogramms 44 wiederholt. In einer weiteren Ausführungsform wird bei der Auswertung der aufgezeichneten Interferogramme 44 aufgrund eines mathematischen Kriteriums entschieden, ob das jeweilige Interferogramm 44 zur Bestimmung der optischen Eigenschaft des optischen Abbildungssystems 12 verwendet wird oder stattdessen verworfen wird. Dies kann sich auch auf eine gesamte Einzelmessung beziehen. Insbesondere kann auch eine aus Interferogrammen berechnete Ableitung der Wellenfront oder die aus den Ableitungen berechnete Wellenfront gestrichen werden.
Das vorstehend beschriebene Verschieben des Analysegitters 38 um Bruchteile der Gitterperiode in n verschiedenen Phasenschritten wird auch als sogenanntes „langsames Phasenschieben“ bezeichnet. Zusätzlich dazu wird in der Ausführungsform des Scherinterferometers, in der sowohl der Teststrukturbereich 26 der Testmaske 24 als auch das Analysegitter 38 zweidimensional gestaltet sind, zusätzlich ein sogenanntes „schnelles Phasenschieben“ durchgeführt.
Soll die Vorrichtung 10 zur Vermessung des pupillenaufgelösten Transmissionsverhaltens des optischen Abbildungssystems 12 verwendet werden, so wird als Testmaske 24 eine Maske mit einer zweidimensionalen Anordnung von punktförmigen Teststrukturen, z.B. in Gestalt von Pinholes einer Lochmaske, verwendet. Der Nutzdetektor 42 wird derart weit unterhalb der Bildebene 40 angeordnet, dass die in der Bildebene 40 vorliegende Winkelverteilung der Nutzstrahlung 47 auf der Detektorfläche 43 sichtbar wird. Dazu kann der Nutzdetektor 42 beispielsweise in einer zur Pupillenebene des optischen Abbildungssystems 12 konjugierten Ebene angeordnet sein. Das Analysegitter 28 kann dabei in der Bildebene 40 belassen werden oder aus dieser entfernt werden.
Die Auswerteeinrichtung 66 vergleicht nun die vom Intensitätssensor 50 aufgezeichnete winkelaufgelöste Intensitätsverteilung mit der vom Nutzdetektor 42 aufgezeichneten Intensitätsverteilung und bestimmt aus gegebenenfalls auftretenden Abweichungen das pupillenaufgelöste Transmissionsverhalten des optischen Abbildungssystems 12. Auf Grundlage der vom Intensitätssensor 50 gemessenen Intensitätsverteilung lässt sich somit der Anteil des optischen Abbildungssystems 12 an der vom Nutzdetektor 42 gemessenen Apodisation des optischen Gesamtsystems messen. Das optische Gesamtsystem umfasst in diesem Zusammenhang die Bestrahlungsanordnung 14 sowie das optische Abbildungssystem 12.
7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 10, bei welcher der Intensitätssensor in das Beleuchtungssystem 20 integriert ist. Das Beleuchtungssystem 20 umfasst in dieser Ausführungsform ein Beleuchtungsmodul 70, welches in seiner Konfiguration dem Fachmann z.B. aus 8 von US 2006/0109544 A1 grundsätzlich bekannt ist. Die von der Strahlungsquelle 16 erzeugte elektromagnetische Strahlung 18 durchläuft das Beleuchtungsmodul 70. Je nach Ausführungsform durchläuft sie zuvor ein dem Beleuchtungsmodul 70 vorgeschaltetes weiteres Beleuchtungsmodul 71. Das Beleuchtungsmodul 70 umfasst ein Substrat 72 mit einer wellenfrontbildenden Streustruktur 74 sowie ein Fokussierelement 76 in Gestalt einer in Reflexion betriebenen Mehrschichtanordnung mit einer diffraktiven Fokussierstruktur. Das Fokussierelement 76 fokussiert die von der Steustruktur 74 kommende Strahlung 18 auf einen Teststrukturbereich 26, welcher ebenfalls auf dem Substrat 72 angeordnet ist. Das Substrat 72 dient als gemeinsamer Träger für die Streustruktur 74 und den Teststrukturbereich 26 und bildet damit gleichzeitig die Testmaske 24 gemäß 1.
Unterhalb des Teststrukturbereichs 26 des Substrats 72 ist analog zur Ausführungsform gemäß 1 das optische Abbildungssystem 12, das Analysegitter 38 sowie der Nutzdetektor 42 angeordnet. Im Teststrukturbereich 26 des Substrats 72 ist analog zu den vorstehend, insbesondere mit Bezug auf die 2 bis 4, beschriebenen Varianten eine Auskopplungseinrichtung 46 zur Auskopplung der Sensorstrahlung 48 integriert. Die im Reflexionswinkel vom Teststrukturbereich 26 abgestrahlte Sensorstrahlung 48 wird an dem Fokussierelement 76 des Beleuchtungsmoduls 70 reflektiert und auf den unterhalb angeordneten Intensitätssensor 50 gelenkt.
In 8 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 veranschaulicht. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dahingehend, dass der Intensitätssensor 50 nicht oberhalb der Testmaske 24 angeordnet ist, sondern zusammen mit dem Nutzdetektor 42 in einen unterhalb der Analysegitters 38 angeordneten einteiligen Detektor 80 integriert ist. Die Nutzstrahlung 47 ist Strahlung eines ersten spektralen Bereichs, insbesondere EUV-Strahlung, und erzeugt, wie bereits in Bezug auf 1 beschrieben, Interferogramme 44 auf dem Nutzdetektor 42 zur entsprechenden Auswertung. Weiterhin ist die Bestrahlungsanordnung 14 derart konfiguriert, dass die von ihr abgegebene Strahlung 18 auch Strahlung eines zweiten spektralen Bereichs mit größerer Wellenlänge, z.B. Licht mit einer Wellenlänge von größer als 100 nm, insbesondere sichtbares Licht, abstrahlt, welche als Sensorstrahlung 48 verwendet wird. Die Sensorstrahlung 48 wird wegen ihrer größeren Wellenlänge stärker am Analysegitter 38 gebeugt als die Nutzstrahlung 47.
Die Bestrahlungsanordnung 14 umfasst weiterhin einen im Strahlengang der Strahlung 18 angeordneten Frequenzfilter 78. Dieser umfasst z.B. einen Zirkonfilter oder ein Mesh-Gitter und ist dazu konfiguriert, die Bandbreite der Sensorstrahlung 48 so zu begrenzen, dass auch Pupillen mit definiertem Rand auf dem Detektor 80 im Bereich, welcher als Intensitätssensor 50 dient, detektiert werden können. Die Pupillen der Sensorstrahlung 48 sind räumlich voneinander getrennt und bilden daher keine Interferogramme aus. Die in der Schnittansicht von 8 links und rechts bezüglich der Nutzstrahlung 47 gezeigten, vom Analysegitter 38 ausgehenden, Strahlungskegel der Sensorstrahlung 48 können beispielsweise durch die +1. und die –1. Beugungsordnung der Sensorstrahlung 48 am Analysegitter 38 gebildet werden. Die nullte Beugungsordnung der Sensorstrahlung 48 trifft im als Nutzdetektor 42 dienenden Bereich des Detektors 80 auf und bildet einen konstanten Untergrund in der Messung des Nutzdetektorsignals. Die zeitaufgelöste Intensitätsverteilung der Pupille der Sensorstrahlung 48 kann genutzt werden, um die Intensitäten der Interferogramme 44 zu kalibrieren. Damit kann eine bessere Reproduzierbarkeit erzielt werden.
9 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dahingehend, dass der Intensitätssensor 50 nicht oberhalb der Testmaske 24 angeordnet ist, sondern unterhalb, d.h. auf Seiten des Abbildungssystems 12. Dabei ist der Intensitätssensor 50 derart angeordnet, dass aus höheren Beugungsordnungen am Teststrukturbereich 26 erzeugtes Licht, von diesem erfasst werden kann. Dieses aus höheren Beugungsordnungen erzeugte Licht dient damit als Sensorstrahlung 48. Unter derartigem Licht höherer Beugungsordnungen ist in +/–4. und/oder betragsmäßig höherer Beugungsordnung erzeugtes Licht zu verstehen. Die genannten höheren Beugungsordnungen weisen eine größere Apertur als das optische Abbildungssystem 12 auf und gelangen damit nicht auf den Nutzdetektor 42, da sie in der Regel von dem optischen Abbildungssystem 12 abgeblockt werden. Der Intensitätssensor 50 kann entweder, wie in 9 gezeigt, im Bereich zwischen der Testmaske 24 und dem optischen Abbildungssystem 12 oder auch an einer Fassung eines optischen Elements des Abbildungssystems 12 angeordnet werden. Eine derartige Anordnung des Intensitätssensors 50 an einer Fassung eines optischen Elements des Abbildungssystems 12 ermöglicht bei Integration der Vorrichtung 10 in eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie eine Kontrolle der Belichtungsenergie während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage.
10 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dahingehend, dass die Testmaske 24 anstatt in Transmission in Reflexion betrieben wird und der Intensitätssensor 50 an der in Bezug auf diejenige Seite, auf die die Strahlung 18 von der Bestrahlungsanordnung 14 eingestrahlt wird, gegenüberliegenden Seite der Testmaske 24 angeordnet ist. Die Testmaske 24 in der Ausführungsform gemäß 10 umfasst ein Trägerelement 86 und eine der Bestrahlungsanordnung 14 und dem optischen Abbildungssystem zugewandte Oberfläche der Testmaske 24 bildende Multilagenanordnung 82. Die Multilagenanordnung 82 kann z.B. als MoSi-Schichtsystem ausgebildet sein und ist dazu konfiguriert die eingestrahlte Strahlung 18 in Gestalt von EUV-Strahlung mit einem hohen Wirkungsgrad zu reflektieren. Zwischen der Multilagenanordnung 82 und dem bzgl. der eingestrahlten Strahlung 18 undurchlässigen Trägerelement 86 ist eine Szintillatorschicht 84 angeordnet, welche dazu konfiguriert wird, einen Teil der die Multilagenanordnung 82 durchdringenden Strahlung 18 in eine Strahlung mit einer Wellenlänge, für die das Trägerelement 86 durchlässig ist, umzuwandeln. Diese wellenlängengewandelte Strahlung durchläuft dann als Sensorstrahlung 48 das Trägerelement 86 und wird vom Intensitätssensor 50 aufgezeichnet.
Die Vorrichtung 10 gemäß 1 bzw. einer anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann derart konfiguriert sein, dass sie unabhängig von einer Projektionsbelichtungsanlage im Labor zur Vermessung eines einzelnen optischen Abbilsungssystems 12, wie etwa einer mikrolithographischen Projektionsoptik, eingesetzt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 in eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie integriert.
11 zeigt eine Ausführungsform einer im EUV-Wellenlängenbereich betriebenen Projektionsbelichtungsanlage 100 für die Mikrolithographie, in der die Vorrichtung 10 in einer gegenüber der in 1 dargestellten Vorrichtung 10 leicht modifizierten Ausführungsform integriert ist. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 kann als Stepper oder als Scanner ausgeführt sein. Die Vorrichtung 10 gemäß 11 unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 gemäß 1 darin, dass die Kohärenzmaske 24 nicht als Transmissionsmaske sondern als Reflexionsmaske ausgebildet ist, und dass die Strahlunterbrechungseinrichtung 60 nicht vor einem Beleuchtungsspiegel des Beleuchtungssystems 20 sondern zwischen einem Beleuchtungsspiegel eines Beleuchtungssystems 120 und der Testmaske 24 angeordnet ist.
Eine Strahlungsquelle 116 und das Beleuchtungssystem 120 sind Teil einer Beleuchtungsanordnung 114 der Projektionsbelichtungsanlage 100 zum Belichten einer Produktmaske während des Belichtungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage 100. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst einen Maskentisch 125, welche auch als „Retikel-Stage“ bezeichnet wird. Die Testmaske 24 wird bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens vom Maskentisch 125 gehalten. 11 zeigt eine beispielhafte Projektionsoptik 12, welche mehrere reflektive optische Elemente 113 umfasst.
Weiterhin umfasst die Projektionsbelichtungsanlage 100 einen Substrattisch 144, der auch als „Wafer Stage“ bezeichnet werden kann und auf dem im Belichtungsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage 100 ein zu belichtender Wafer angeordnet wird. In der gezeigten Ausführungsform ist der Nutzdetektor 42 in einem Randbereich des Substrattisches 144 integriert.
12 veranschaulicht eine dem Fachmann z.B. aus 2 von US 8,102,511 B2 bekannte Strahlungsquelle 116 einer Projektionsbelichtungsanlage 100 der in Fig. 11 beschriebenen Art. Die Strahlungsquelle 116 umfasst eine Strahlerzeugungseinheit 118, z.B. in Gestalt einer Plasmaquelle, einen Strahlungskollektor 121 sowie einen in Reflexion betriebenen spektralen Filter 123 mit einem integrierten Beugungsgitter. Die Strahlung 18 durchläuft nach Erzeugung die Strahlerzeugungseinheit 118 den Strahlungskollektor 121 und wird daraufhin am Beugungsgitter des spektralen Filters 123 reflektiert. Die dabei in nullter Beugungsordnung reflektierte Strahlung tritt daraufhin als Nutzstrahlung 47 in das in 12 nicht mehr gezeigte Beleuchtungssystem ein. Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Intensitätssensor 50 oberhalb des spektralen Filters 123 angeordnet, sodass eine sich von der nullten Beugungsordnung unterscheidende höhere Beugungsordnung der am Beugungsgitter des spektralen Filters 123 reflektierten Strahlung 18 als Sensorstrahlung 48 von diesem aufgezeichnet werden kann.
13 veranschaulicht eine dem Fachmann z.B. aus 2 von US 2012/0182537 A1 bekannte Strahlungsquelle 116. Diese unterscheidet sich von der in 10 gezeigten Strahlungsquelle 116 gemäß 2 von US 8,102,511 B2 im wesentlichen darin, dass der spektrale Filter 123 in Transmission anstatt in Reflexion betrieben wird. Gemäß der in 11 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Intensitätssensor 50 in einer Stellung angeordnet, die zur Erfassung der beim Durchtritt durch den spektralen Filter 123 in einer höheren Beugungsordnung erzeugten Sensorstrahlung 48 durch den Intensitätssensor 50 geeignet ist.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft
12: optisches Abbildungssystem
13: optische Achse
14: Bestrahlungsanordnung
16: Strahlungsquelle
18: elektromagnetische Strahlung
20: Beleuchtungssystem
22: Objektebene
24: Testmaske
26: Teststrukturbereich
28: Maskensubstrat
30: teilreflektive Schichtanordnung
31: strahlungswandelnde Schicht
32: Membran
34: Aperturblende
36: Pupille
38: Analysegitter
39: veränderte Nutzstrahlung
40: Bildebene
41: Verschiebeeinrichtung
42: Nutzdetektor
43: Detektorfläche
44: Interferogramm
45: Nutzstrahlengang
46: Auskopplungseinrichtung
47: Nutzstrahlung
48: Sensorstrahlung
49: Sensorstrahlengang
50: Intensitätssensor
51: weiterer Intensitätssensor
52: optisches Element
54: zweidimensional auflösender Detektor
56: Blende
58: Fokussierspiegel
60: Strahlunterbrechungseinrichtung
62: Verschlusselement
63: Verschiebungsrichtung
64: Verschiebeeinrichtung
66: Auswerteeinrichtung
68: Steuereinrichtung
70: Beleuchtungsmodul
71: weiteres Beleuchtungsmodul
72: Substrat
74: Streustruktur
76: Fokussierelement
78: Frequenzfilter
80: integrierter Detektor
82: Multilagenanordnung
84: Szintillatorschicht
86: Trägerelement
100: Projektionsbelichtungsanlage
113: reflektives optisches Element
114: Bestrahlungsanordnung
116: Strahlungsquelle
118: Strahlungserzeugungseinheit
120: Beleuchtungssystem
121: Strahlungskollektor
123: spektraler Filter
125: Maskentisch
144: Substrattisch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005041373 A1 [0003]
US 2006/0109544 A1 [0083]
US 8102511 B2 [0093, 0094]
US 2012/0182537 A1 [0094]

Claims

Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems (12) mit: – einem Beleuchtungssystem (20), welches dazu konfiguriert ist, von einer Strahlungsquelle (16) erzeugte elektromagnetische Strahlung (18) auf eine Objektebene (22) des Abbildungssystems zu richten, – einem Nutzdetektor (42) zur Bestimmung der optischen Eigenschaft, welcher zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung nach Durchlaufen eines Nutzstrahlenganges (45) konfiguriert ist, wobei sich der Nutzstrahlengang, von der Strahlungsquelle ausgehend über das Abbildungssystem bis zum Nutzdetektor erstreckt, – einer Auskopplungseinrichtung (46), welche im Nutzstrahlengang angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Sensorstrahlung (48) aus dem Nutzstrahlengang auszukoppeln, sodass die ausgekoppelte Sensorstrahlung in einem sich vom Nutzstrahlengang unterscheidenden Sensorstrahlengang (49) verläuft, sowie – einem Intensitätssensor (50), welcher im Sensorstrahlengang dazu angeordnet ist, eine an zumindest einem Punkt in der Objektebene (22) des optischen Abbildungssystems vorliegende winkelaufgelöste Intensitätsverteilung aufzuzeichnen, welche die Intensität der elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit des Einstrahlwinkels bezüglich der Objektebene wiedergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) in einem dem Abbildungssystem (12) vorgelagerten Bereich des Nutzstrahlengangs (45) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) im Beleuchtungssystem (20) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) ein zumindest teilweise reflektierendes Element (30) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welche weiterhin eine in der Objektebene angeordnete Testmaske (24) aufweist und die Auskopplungseinrichtung (46) Teil der Testmaske ist.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der das Beleuchtungssystem (20) dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Strahlung (18) schräg auf die Objektebene (22) einzustrahlen.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) ein strahlungswandelndes Element umfasst (31), welches zum Erzeugen der Sensorstrahlung (48) durch Wellenlängenveränderung aus einem Teil der im Nutzstrahlengang (45) geführten elektromagnetischen Strahlung (18) konfiguriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) dazu konfiguriert ist, aus der elektromagnetischen Strahlung (18) des Nutzstrahlengangs (45) eine Strahlung mit einer Wellenlänge, die sich von einer Betriebswellenlänge des optischen Abbildungssystems unterscheidet, als Sensorstrahlung (48) auszukoppeln.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) dazu konfiguriert ist, die Sensorstrahlung (48) durch Beugung in +/–4. oder betragsmäßig höherer Beugungsordnung aus dem Nutzstrahlengang (45) auszukoppeln.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) ein Beugungsgitter (123) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Auskopplungseinrichtung (46) ein Analysegitter (38) umfasst, welches dazu konfiguriert ist, aus einem Strahlungsanteil (47) der elektromagnetischen Strahlung (18) mit einer ersten Wellenlänge ein Interferogramm auf dem Nutzdetektor (42) zu erzeugen sowie einen Strahlungsanteil (48) der elektromagnetischen Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge in einer von der nullten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung auf den Intensitätssensor (50) zu lenken.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei welcher der Nutzdetektor (42) und der Intensitätssensor (50) in einem einteiligen Detektor (80) integriert sind.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welche dazu konfiguriert ist, die vom Beleuchtungssytem (20) abgegebene Strahlung (18) periodisch zu unterbrechen, sodass die Strahlung in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf die Objektebene (22) auftrifft.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welche auf eine Betriebswellenlänge im EUV-Wellenlängenbereich ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die mittels der Vorrichtung (10) bestimmbare optische Eigenschaft ein Wellenfrontaberrationsverhalten des optischen Abbildungssystems (12) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die von der Vorrichtung (10) zu bestimmende optische Eigenschaft ein pupillenaufgelöstes Transmissionsverhalten des optischen Abbildungssystems (12) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei welcher der Intensitätssensor (50) weiterhin dazu konfiguriert ist, die Intensitätsverteilung in der Objektebene des optischen Abbildungssystems (12) ortsaufgelöst aufzuzeichnen.
Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, mit einer darin integrierten Vorrichtung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche.
Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Abbildungssystems (12), mit den Schritten: – Richten elektromagnetischer Strahlung (18) auf eine Objektebene (22) des Abbildungssystems, – Bestimmen der optischen Eigenschaft mit einem Nutzdetektor (42) aus der elektromagnetischen Strahlung nach Durchlaufen eines Nutzstrahlenganges (45), wobei sich der Nutzstrahlengang, von einer Strahlungsquelle (16) der Strahlung ausgehend über das Abbildungssystem bis zum Nutzdetektor erstreckt, – Auskoppeln einer Sensorstrahlung aus dem Nutzstrahlengang (45), sodass die ausgekoppelte Sensorstrahlung in einem sich vom Nutzstrahlengang unterscheidenden Sensorstrahlengang (49) verläuft, sowie – Aufzeichnen einer an zumindest einem Punkt in der Objektebene (22) des optischen Abbildungssystems vorliegenden winkelaufgelösten Intensitätsverteilung, welche die Intensität der elektromagnetischen Strahlung in Abhängigkeit des Einstrahlwinkels bezüglich der Objektebene wiedergibt, mittels eines im Sensorstrahlengang (49) angeordneten Intensitätssensors (50).
Verfahren nach Anspruch 19, wobei beim Bestimmen der optischen Eigenschaft eine Korrektur an einer vom Nutzdetektor (42) vorgenommenen Messung auf Grundlage der vom Intensitätssensor (50) aufgezeichneten winkelaufgelösten Intensitätsverteilung vorgenommen wird.