DE102013220473A1

DE102013220473A1 - Facettenelement mit justagemarkierungen

Info

Publication number: DE102013220473A1
Application number: DE201310220473
Authority: DE
Inventors: Christian Wald; Daniel Runde; Sonja Schneider; Ricarda Schneider; Hendrik Wagner; Boris Bittner; Walter Pauls; Holger Schmidt; Norbert Wabra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2015-05-07
Also published as: WO2015052323A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Facettenelement zur Nutzung als optische Komponente, die in einem Normalbetrieb an der Erzeugung einer optischen Abbildung unter Verwendung von Nutzlicht mit einer Nutzwellenlänge beteiligt ist, mit einem Elementkörper, der durch mehrere Seitenflächen begrenzt ist, wobei wenigstens eine der Seitenflächen als optisch wirksame Seitenfläche ausgebildet ist, die optisch wirksame Seitenfläche durch eine Randkontur begrenzt ist und die optisch wirksame Seitenfläche eine optische Fläche umfasst, die innerhalb der Randkontur angeordnet ist. Die optisch wirksame Seitenfläche weist innerhalb der Randkontur wenigstens eine Markierungseinrichtung auf, die wenigstens eine Markierung umfasst, insbesondere eine erste Markierung und eine zweite Markierung umfasst, die von der ersten Markierung beabstandet angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung dazu ausgebildet sind, in einem Messbetrieb, der insbesondere von dem Normalbetrieb verschieden ist, von einer optischen Messeinrichtung unter Verwendung von Messlicht einer Messwellenlänge, die insbesondere von der Nutzwellenlänge verschieden ist, erfasst zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Facettenelement für ein optisches Modul und ein Verfahren zum Bestimmen einer Abweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung eines solchen Facettenelements von einem Soll-Zustand. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang beliebigen optischen Einrichtungen bzw. optischen Abbildungsverfahren anwenden. Insbesondere lässt sie sich im Zusammenhang mit Mikrolithographiesystemen zur Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise oder mit Messsystemen für derartige Mikrolithographiesysteme einsetzen.
Insbesondere im Bereich der Mikrolithographie ist es neben der Verwendung mit möglichst hoher Präzision ausgeführter Komponenten unter anderem erforderlich, die Position und Geometrie optischer Module der Abbildungseinrichtung, also beispielsweise der Module mit optischen Elementen wie Linsen, Spiegeln oder Gittern aber auch der verwendeten Masken und Substrate, im Betrieb möglichst präzise gemäß vorgegebenen Sollwerten einzustellen bzw. solche Komponenten in einer vorgegebenen Position bzw. Geometrie zu stabilisieren, um eine entsprechend hohe Abbildungsqualität zu erzielen.
Im Bereich der Mikrolithographie liegen die Genauigkeitsanforderungen im mikroskopischen Bereich in der Größenordnung weniger Nanometer oder darunter. Sie sind dabei nicht zuletzt eine Folge des ständigen Bedarfs, die Auflösung der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten optischen Systeme zu erhöhen, um die Miniaturisierung der herzustellenden mikroelektronischen Schaltkreise voranzutreiben.
Mit der erhöhten Auflösung und der damit in der Regel einhergehenden Verringerung der Wellenlänge des verwendeten Lichts steigen naturgemäß die Anforderungen an die Genauigkeit der Positionierung und Orientierung der verwendeten Komponenten. Dies wirkt sich insbesondere für die in der Mikrolithographie verwendeten geringen Arbeitswellenlängen im UV-Bereich (beispielsweise im Bereich von 193 nm), insbesondere aber im so genannten extremen UV-Bereich (EUV) mit Arbeitswellenlängen zwischen 5 nm und 20 nm (typischerweise im Bereich von 12 nm bis 15 nm sowie im Bereich von 5 nm bis 8 nm), natürlich auf den Aufwand aus, der für die Einhaltung der hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Positionierung und/oder Orientierung der beteiligten Komponenten zu betreiben ist.
Insbesondere im Zusammenhang mit den vorstehend erwähnten EUV-Systemen gewinnt eine verfeinerte Beeinflussung der Intensitätsverteilung des für die Abbildung verwendeten Lichts immer größere Bedeutung. Hierzu werden in der Regel so genannte Facettenspiegel verwendet, bei denen eine Vielzahl kleinster Facettenelemente mit genau definierter Orientierung ihrer optisch wirksamen Fläche bezüglich einer vorgebbaren Referenz in möglichst engem Raster angeordnet werden. Diese Facettenspiegel dienen meist dazu, eine möglichst homogene Intensitätsverteilung im Beleuchtungsstrahlengang, insbesondere über dem zu beleuchtenden Objektfeld, zu generieren, weswegen sie typischerweise als so genannte Homogenisierer bezeichnet werden. Es versteht sich jedoch, dass je nach Anwendung auch eine gezielt inhomogene Intensitätsverteilung erzielt werden kann.
Aus der DE 102 05 425 A1 (Holderer et al.), deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird, ist es im Zusammenhang mit der definierten Positionierung und Orientierung der Facettenelemente eines Facettenspiegels eines EUV-Systems bekannt, diese Facettenelemente einzeln zu justieren und danach durch entsprechende Fixierkräfte im justierten Zustand zu halten.
Ähnliche Mikrospiegelanordnungen mit mehreren Hunderttausend Mikrospiegeln sind beispielsweise auch aus der US 6,906,845 B2 (Cho et al.) bekannt, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Bei Facettenspiegeln für EUV-Systeme ist es typischerweise wünschenswert, eine Winkelgenauigkeit bei der Ausrichtung der optisch wirksamen Fläche des einzelnen Facettenelements von weniger als ±100 µrad, vorzugsweise weniger als ±50 µrad zu erzielen. Berücksichtigt man sämtliche wesentlichen Fehlerquellen, so muss die erforderliche Justagegenauigkeit bei einem Bruchteil, typischerweise bei 5% bis 30%, der Winkelgenauigkeit für die Ausrichtung der optisch wirksamen Fläche liegen.
Gerade bei solchen EUV-Systemen besteht eine besondere Herausforderung also darin, die Abweichung der einzelnen Facettenelementen von ihrem Soll-Zustand präzise zu erfassen sowie nachfolgend eine entsprechend präzise Justage, also in der Regel eine Einstellung der Lage und/oder Orientierung, einer großen Anzahl von Facettenelementen bei den sehr geringen Abmessungen dieser Facettenelemente zu realisieren. So liegt bei einem Facettenspiegel für ein solches EUV-System die Anzahl der Facettenelemente typischerweise in der Größenordnung von mehreren Hundert bis Hunderttausend Facettenelementen, während der Durchmesser der optisch wirksamen Fläche des einzelnen Facettenelements typischerweise in der Größenordnung von wenigen Millimetern bis hinunter zu einigen Hundert Mikrometern liegt.
Für diese Justage von Facettenelementen in Beleuchtungssystemen typischer Abbildungseinrichtungen werden üblicherweise die so genannten Einzelfeldlagen aller Kanäle vermessen. Hierbei bezeichnet der Begriff „Einzelfeldlage“ in der Regel die Position und/oder Orientierung und/oder Geometrie (meist werden allerdings nur Maßstabsfehler betrachtet) des Bildes eines einzelnen Facettenelements in der Objektebene der Abbildungseinrichtung. Der Begriff „Kanal“ bezeichnet den Lichtweg bzw. das größte Lichtbündel, welches über ein bestimmtes Facettenelement und gegebenenfalls eine oder mehrere zugeordnete Pupillenfacette(n) geleitet wird.
Typischerweise erfolgt eine unmittelbare Abbildung eines einzelnen Facettenelements auf die Objektebene durch Ausblenden aller übrigen Facettenelemente mittels einer so genannten Kanalauswahlblende. Mittels einer geeigneten Bildverarbeitung wird dann die Ist-Randkontur des Bildes des ausgewählten Facettenelements bestimmt und mit einer Soll-Randkontur verglichen. Hieraus werden dann die Positionsfehler und/oder Orientierungsfehler und Maßstabsfehler und Verzerrungen bestimmt und bei der Ermittlung der erforderlichen Justageoperationen für das ausgewählte Facettenelement berücksichtigt.
Problematisch ist hierbei, dass es sein kann, dass eine für den vorgesehenen Einsatzzweck ausreichend präzise Geometrie und/oder ausreichend geringe Rauhigkeit und/oder eine ausreichend hohe Güte einer Beschichtung (beispielsweise einer reflektiven Beschichtung) der optisch wirksamen Seitenfläche (in der Regel also der Spiegelfläche) des Facettenelements beispielsweise fertigungsbedingt nicht bis zum geometrischen Rand des Facettenelements vorliegt, sodass wiederum die Randkontur des Bilds des Facettenelements in der Objektebene nicht ausreichend präzise definiert ist. Unter diesen Umständen ist es besonders bei geringer Größe des Facettenelements (d.h. die Randeffekte sind im Vergleich zur Gesamtgröße signifikant) problematisch, die „Einzelfeldlage“ mit für die Justage ausreichender Genauigkeit zu bestimmen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Facettenelement für ein optisches Modul und ein Verfahren zum Bestimmen einer Abweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung eines solchen Facettenelements von einem Soll-Zustand zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen und insbesondere auf einfache Weise eine zuverlässig präzise Bestimmung einer Abweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung des Facettenelements von deren Soll-Zustand und gegebenenfalls deren Korrektur gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass man auf einfache Weise eine zuverlässig präzise Bestimmung einer solchen Abweichung vom vorgegebenen Soll-Zustand der Abbildung des Facettenelements erzielen kann, wenn die optisch wirksame Seitenfläche innerhalb ihrer Randkontur mit wenigstens einer ausreichend präzise definierten Markierung (vorzugsweise wenigstens zwei ausreichend präzise definierten Markierungen) versehen wird, welche in einem Messbetrieb in einer optischen Abbildung des Facettenelements, die bei einer Messwellenlänge erzeugt wird, auf einfache Weise präzise lokalisiert und analysiert werden kann. Die Abbildung der jeweiligen Markierung kann dann hinsichtlich ihrer Position und/oder Orientierung und/oder Geometrie in der Abbildung ausgewertet werden, um hieraus in einfacher Weise Rückschlüsse auf die aktuelle Position und/oder Orientierung des Facettenelements und/oder die Abbildungsqualität bzw. die relevanten Abbildungsfehler des optischen Systems zu ziehen. Hiermit ist es dann möglich, diejenigen Justageoperationen am jeweiligen Facettenelement (z. B. eine Veränderung von dessen Position und/oder Orientierung in bis zu sechs Freiheitsgraden) und/oder an einer Gruppe von Facettenelementen und/oder gegebenenfalls weiteren optischen Komponenten des Systems zu bestimmen, die erforderlich sind, um einen gewünschten Soll-Zustand des Systems herzustellen.
Die jeweilige Markierung kann dabei in vorteilhaft einfacher Weise auf dem Facettenelement mit entsprechend hoher Präzision hinsichtlich ihrer Position und/oder Orientierung und/oder Geometrie ausgeführt werden (mithin ist also die tatsächliche Position und/oder Orientierung und/oder Geometrie der jeweiligen Markierung auf dem Facettenelement mit ausreichender Genauigkeit bekannt bzw. durch entsprechende Verfahren nach der Herstellung der Markierung erfasst bzw. vermessen worden), sodass sich ihre Identifikation und Erfassung in der Abbildung des Facettenelements ebenso wie die nachfolgende Auswertung erheblich vereinfacht. Zudem kann die jeweilige Markierung in einfacher Weise so ausgeführt werden, insbesondere hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften derart auf die Messwellenlänge abgestimmt werden, dass ihre Abbildung in der Abbildung des Facettenelements einen hohen Kontrast zu den umliegenden Abbildungsbereichen aufweist, wodurch ihre Identifikation und Analyse noch weiter vereinfacht wird.
Dabei hat es sich gezeigt, dass die jeweilige Markierung auf einfache Weise so gestaltet und angeordnet werden kann, dass sie die Abbildungsqualität des optischen Systems, sofern überhaupt, nur in einem Maße beeinträchtigt, welches durch den gewonnenen Vorteil der vereinfachten und präziseren Bestimmung und Korrektur von Abweichungen vom vorgegebenen Soll-Zustand zumindest teilweise kompensiert wird.
Hierbei versteht es sich, dass der Messbetrieb gegebenenfalls gleichzeitig mit dem Normalbetrieb ablaufen kann bzw. in diesen integriert sein kann. Ebenso kann aber auch ein separater Messbetrieb vorgesehen sein, welcher mithin also von dem Normalbetrieb verschieden ist. Weiterhin versteht es sich, dass als Messlicht Licht einer Messwellenlänge verwendet werden kann, welche der Nutzwellenlänge entspricht. Insbesondere kann gegebenenfalls auch das Nutzlicht selbst als Messlicht verwendet werden. Ebenso kann aber auch (insbesondere bei einem separaten Messbetrieb) vorgesehen sein, dass die Messwellenlänge von der Nutzwellenlänge verschieden ist.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Facettenelement zur Nutzung als optische Komponente, die in einem Normalbetrieb an der Erzeugung einer optischen Abbildung unter Verwendung von Nutzlicht mit einer Nutzwellenlänge beteiligt ist, mit einem Elementkörper, der durch mehrere Seitenflächen begrenzt ist. Wenigstens eine der Seitenflächen ist als optisch wirksame Seitenfläche ausgebildet, wobei die optisch wirksame Seitenfläche durch eine Randkontur begrenzt ist und die optisch wirksame Seitenfläche eine optische Fläche umfasst, die innerhalb der Randkontur angeordnet ist. Die optisch wirksame Seitenfläche weist innerhalb der Randkontur wenigstens eine Markierungseinrichtung auf, die wenigstens eine Markierung umfasst, insbesondere eine erste Markierung und eine zweite Markierung umfasst, die von der ersten Markierung beabstandet angeordnet ist. Die wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung sind dazu ausgebildet, in einem Messbetrieb, der insbesondere von dem Normalbetrieb verschieden ist, von einer optischen Messeinrichtung unter Verwendung von Messlicht einer Messwellenlänge, die insbesondere von der Nutzwellenlänge verschieden ist, erfasst zu werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Modul, insbesondere einen Facettenspiegel, mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Facettenelement.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Abbildungseinrichtung mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten optischen Elementgruppe, einer Objekteinrichtung zur Aufnahme eines Objekts, einer Projektionseinrichtung mit einer zweiten optischen Elementgruppe und einer Bildeinrichtung, wobei die Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Objekts ausgebildet ist und die Projektionseinrichtung zur Projektion einer Abbildung des Objekts auf die Bildeinrichtung ausgebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung umfasst ein erfindungsgemäßes optisches Modul.
Bei der Objekteinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Maskeneinrichtung handeln, wobei es sich dann bei dem Objekt um eine Maske mit einem Projektionsmuster (bzw. einen Teil einer solchen Maske) handelt, wie sie zum Beispiel für die Mikrolithographie zum Einsatz kommt. Bei der Bildeinrichtung kann es sich beispielsweise um ein (zum Beispiel in einem Mikrolithographieprozess) zu belichtendes Substrat, also einen Wafer oder dergleichen handeln. Ebenso kann es sich im Zusammenhang mit der Inspektion von Objekten (beispielsweise einer zu inspizierenden Maske) bei der Bildeinrichtung aber auch um eine Sensoreinrichtung (beispielsweise einen Bildsensor einer Maskeninspektionsanlage) handeln, wobei die Projektionseinrichtung dann eine Abbildung des Objekts auf eine Sensoreinheit der Sensoreinrichtung projiziert.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Zustandsabweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung wenigstens eines erfindungsgemäßen Facettenelements, insbesondere eines Facettenelements eines Facettenspiegels, auf einer Bildeinrichtung von einem Soll-Zustand der optischen Abbildung. Bei diesem Verfahren wird, insbesondere unter Verwendung einer Kanalauswahleinrichtung, in einem Bestimmungsschritt das Facettenelement mit dem Messlicht beleuchtet, eine Messabbildung der wenigstens einen Markierung der Markierungseinrichtung des Facettenelements auf einer Sensoreinrichtung erfasst, aus der Messabbildung der Ist-Zustand der Abbildung des Facettenelements bestimmt und aus dem Ist-Zustand und dem Soll-Zustand die Zustandsabweichung der optischen Abbildung des Facettenelements bestimmt. Das Facettenelement kann dabei insbesondere Teil eines erfindungsgemäßen optischen Moduls sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Korrektur einer Zustandsabweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung wenigstens eines erfindungsgemäßen Facettenelements, insbesondere eines Facettenelements eines Facettenspiegels, von einem Soll-Zustand der Abbildung, bei dem in einem Bestimmungsschritt mit einem erfindungsgemäßen Verfahren die Zustandsabweichung bestimmt wird und in einem Korrekturschritt die Zustandsabweichung zumindest teilweise reduziert wird. Hierbei kann in dem Korrekturschritt zur Korrektur der Zustandsabweichung insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung des Facettenelements, insbesondere mehrerer Facettenelemente, verändert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung schließlich ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Facettenelements, insbesondere eines Facettenelements eines Facettenspiegels, bei dem die wenigstens eine Markierung an der optisch wirksamen Seitenfläche des Elementkörpers ausgebildet wird. Dabei kann insbesondere wenigstens ein Teil der wenigstens einen Markierung zumindest teilweise durch ein Material abtragendes Verfahren hergestellt werden und/oder wenigstens ein Teil der wenigstens einen Markierung zumindest teilweise durch ein Material aufbringendes Verfahren hergestellt werden.
Insbesondere kann zunächst die optische Fläche, insbesondere in einem Endzustand, hergestellt werden bevor anschließend die wenigstens eine Markierung hergestellt wird.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Hierbei gehören jegliche Kombinationen der offenbarten Merkmale ungeachtet ihrer Erwähnung in den Ansprüchen zum Gegenstand der Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung, welche eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Moduls mit einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Facettenelements umfasst, bei dem eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung und Korrektur einer Zustandsabweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung wenigstens eines der Facettenelemente von einem Soll-Zustand zur Anwendung durchgeführt wird.
2 ist eine schematische Draufsicht auf das erfindungsgemäße optische Modul aus 1.
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht auf einen Teil einer bevorzugten Variante des optischen Moduls aus 2.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Details IV aus 3.
5 ist eine schematische Draufsicht auf das Detail IV aus 3.
6 ist ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung und Korrektur einer Zustandsabweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung wenigstens eines der Facettenelemente aus 2 von einem Soll-Zustand
7 ist eine schematische Draufsicht auf Teile einer weiteren bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung.
8 ist eine schematische Draufsicht auf Teile einer weiteren bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung 101 beschrieben. Zur Vereinfachung des Verständnisses der nachfolgenden Erläuterungen wurde in die beigefügten Zeichnungen ein orthogonales xyz-Koordinatensystem eingeführt, in welchem die z-Richtung mit der Richtung der Gravitationskraft zusammenfällt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Ausrichtung dieses xyz-Koordinatensystems bzw. der Komponenten der optischen Abbildungseinrichtung im Raum gewählt sein kann.
Die 1 ist eine schematische, nicht maßstäbliche Darstellung der optischen Abbildungseinrichtung in Form einer Mikrolithographieeinrichtung 101, welche in einem Normalbetrieb zur Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendet wird. Die Abbildungseinrichtung 101 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 102 und eine optische Projektionseinrichtung 103, die dazu ausgebildet ist, in einem Abbildungsprozess eine Abbildung eines auf einer Maske 104.1 Objekteinrichtung in Form einer Maskeneinrichtung 104 gebildeten Projektionsmusters auf ein Substrat 105.1 einer Bildeinrichtung in Form einer Substrateinrichtung 105 zu projizieren. Hierzu beleuchtet die Beleuchtungseinrichtung 102 (bei entsprechender Anordnung direkt oder über eine nicht näher dargestellte Lichtleiteinrichtung) die Maske 104.1 mit einem (nicht näher dargestellten) Beleuchtungslichtbündel. Die Projektionseinrichtung 103 erhält dann das von der Maske 104.1 kommende Projektionslichtbündel (welches in 1 durch die Linie 101.1 angedeutet ist) und projiziert das Abbild des Projektionsmusters der Maske 104.1 auf das Substrat 105.1, beispielsweise einen so genannten Wafer oder dergleichen.
Die Beleuchtungseinrichtung 102 umfasst ein (in 1 nur stark schematisiert dargestelltes) System optischer Elemente 106, welches unter anderem ein erfindungsgemäßes optisches Modul 106.1 umfasst. Wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird, ist das optische Modul 106.1 als Facettenspiegel ausgebildet. Die optische Projektionseinrichtung 103 umfasst ein weiteres System optischer Elemente 107, welches eine Mehrzahl optischer Module 107.1 umfasst. Die optischen Module der optischen Systeme 106 und 107 sind dabei entlang einer gefalteten optischen Achse 101.1 der Abbildungseinrichtung 101 angeordnet.
Im gezeigten Beispiel arbeitet die Abbildungseinrichtung 101 im Normalbetrieb mit Nutzlicht NL im EUV-Bereich bei einer Nutzwellenlänge NWL von 5 nm bis 100 nm, vorzugsweise 5 nm bis 20 nm, genauer gesagt bei einer Nutzwellenlänge von etwa NWL = 13,5 nm. Im gezeigten Beispiel sind die optischen Elemente in der Beleuchtungseinrichtung 102 und der Projektionseinrichtung 103 ausschließlich als reflektive optische Elemente ausgebildet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung, insbesondere solchen Varianten, welche mit anderen Nutzwellenlängen NWL arbeiten, auch einzeln oder in beliebiger Kombination beliebige Arten von optischen Elementen (z. B. refraktive, reflektive oder diffraktive optische Elemente) zum Einsatz kommen können. Weiterhin kann auch die Projektionseinrichtung 103 ein weiteres erfindungsgemäßes optisches Modul, beispielsweise in Form eines weiteren Facettenspiegels, umfassen.
Wie insbesondere den 2 bis 5 zu entnehmen ist, umfasst der Facettenspiegel 106.1 eine Stützstruktur 108, welche eine Vielzahl von optischen Elementen in Form von identisch gestalteten Facettenelementen 109 abstützt (von denen in 3 nur vier dargestellt sind). In 2 sind 900 Facettenelemente 109 dargestellt. In der Realität kann der Facettenspiegel 106.1 jedoch auch deutlich weniger oder deutlich mehr Facettenelemente 109 umfassen. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine beliebige Anzahl von (beliebigen) optischen Elementen auf einer entsprechenden Stützstruktur abgestützt sein kann.
Es sei angemerkt, dass bei Facetteneinrichtungen bevorzugt so viele Facettenelemente wie möglich bzw. nötig vorgesehen sind, um eine möglichst weit gehende Homogenisierung des Lichts zu erzielen. Insbesondere bei Facetteneinrichtungen für den Einsatz in der Lithographie im EUV-Bereich sind bevorzugt 100 bis 100.000, vorzugsweise 100 bis 10.000, weiter vorzugsweise 1.000 bis 10.000, Facettenelemente vorgesehen. Insbesondere beim Einsatz für Inspektionszwecke, z. B. in der Maskeninspektion können aber auch weniger Facettenelemente zum Einsatz kommen. Für solche Einrichtungen sind bevorzugt 50 bis 10.000, vorzugsweise 100 bis 7.500, weiter vorzugsweise 500 bis 5.000, Facettenelemente vorgesehen
Im gezeigten Beispiel sind die Facettenelemente 109 in einer regelmäßigen rechtwinkligen Matrix so angeordnet, dass zwischen ihnen ein schmaler Spalt von weniger als 0.2 mm bis 0,02 mm verbleibt, um einen möglichst geringen Verlust an Strahlungsleitung zu erzielen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Anordnung der durch die Stützstruktur abgestützten optischen Elemente in Abhängigkeit von den optischen Anforderungen der Abbildungseinrichtung realisiert sein kann. Insbesondere können die Facettenelemente auch auf Block gesetzt sein, der Spalt mithin also im Wesentlichen 0 mm betragen.
Wie den 2 bis 5 zu entnehmen ist, weist das Facettenelement 109 eine optisch wirksame Seitenfläche 109.1 auf. Die optisch wirksame Seitenfläche 109.1 ist auf einer der Stützstruktur 108 abgewandten bzw. dem Beleuchtungslichtbündel zugewandten Vorderseite eines Facettenkörpers 109.2 des Facettenelements 109 ausgebildet und durch eine Randkontur 109.3 begrenzt.
Der Flächeninhalt der optisch wirksamen Seitenfläche 109.1 des Facettenelements 109 beträgt vorzugsweise 0,1 mm² bis 200 mm², vorzugsweise 0,5 mm² bis 100 mm², weiter vorzugsweise 1,0 mm² bis 50 mm². Im vorliegenden Beispiel liegt der Flächeninhalt der optisch wirksamen Seitenfläche 109.1 bei 1,0 mm². Im vorliegenden Beispiel weist die optisch wirksame Seitenfläche 109.1 eine quadratische Außenkontur mit einer Kantenlänge von 2 mm auf. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten eine beliebige andere zumindest abschnittsweise polygonale und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmte Außenkontur vorgesehen sein kann. Insbesondere können beispielsweise auch beliebige andere rechteckige Randkonturen gewählt sein.
Die optisch wirksame Seitenfläche 109.1 weist eine optische Fläche in Form einer reflektierenden Oberfläche 109.4 auf, die im vorliegenden Beispiel durch eine innerhalb der Randkontur 109.3 angeordnete reflektierende Beschichtung des Facettenkörpers 109.2 ausgebildet ist.
Die optische Fläche 109.4 weist einen im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 (und damit im Normalbetrieb des Facettenelements 109) optisch genutzten Betriebsnutzbereich 109.5 auf. Der Betriebsnutzbereich 109.5 zeichnet sich durch einen vollständig endbearbeiteten Zustand der reflektierenden Beschichtung des Facettenkörpers 109.2 aus. Mithin ist also die reflektierende Beschichtung in diesem Betriebsnutzbereich 109.5 derart bearbeitet, dass sie für den Normalbetrieb optimierte, möglichst geringe spezifische optische Verluste (d. h. optische Verluste pro Flächeneinheit) aufweist.
Der Betriebsnutzbereich 109.5 ist im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei seine Kanten umlaufend im Wesentlichen mit demselben Abstand parallel zur jeweils angrenzenden Kante der Randkontur 109.3 verlaufen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung, insbesondere in Abhängigkeit von der erforderlichen Geometrie des tatsächlich im Normalbetrieb vom Nutzlicht beaufschlagten Feldes, eine beliebige andere (zumindest abschnittsweise polygonale und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmte) Außenkontur des Betriebsnutzbereichs 109.5 gewählt sein kann.
Es versteht sich, dass der Betriebsnutzbereich 109.5 vorzugsweise möglichst groß ausgeführt ist, mithin also bevorzugt einen möglichst großen Anteil der optisch wirksamen Seitenfläche 109.1 einnimmt. Je nach der Anwendung der Abbildungseinrichtung 101 kann dabei im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 aber gegebenenfalls auch nur ein Bruchteil des Betriebsnutzbereichs 109.5 tatsächlich genutzt werden.
In einem den Betriebsnutzbereich 109.5 rahmenförmig umgebenden Messnutzbereich 109.6 weist die durch die Beschichtung gebildete optische Fläche 109.4 im vorliegenden Beispiel fertigungsbedingt (beispielsweise bedingt durch den Auslauf von Polierwerkzeugen oder dergleichen) eine etwas geringere Oberflächengüte auf, sodass der Messnutzbereich 109.6 bei der Nutzwellenlänge NWL höhere spezifische optische Verluste aufweist als der Betriebsnutzbereich 109.5.
In einem den Messnutzbereich 109.6 wiederum rahmenförmig umgebenden Randbereich 109.7 weist die durch die Beschichtung gebildete optische Fläche 109.4 im vorliegenden Beispiel fertigungsbedingt (beispielsweise bedingt durch den Handhabungswerkzeuge oder dergleichen) eine derart geringe Oberflächengüte oder eine derart stark beeinträchtigte Oberflächengeometrie auf, dass der Randbereich 109.7 bei der Nutzwellenlänge NWL wegen seiner hohen spezifischen optische Verluste im Normalbetrieb nicht mehr (wirtschaftlich) nutzbar ist bzw. nicht genutzt werden darf, um negative Einflüsse auf die Abbildungsqualität, beispielsweise durch Streulicht oder dergleichen, zu vermeiden bzw. den Aufwand für deren Kompensation gering zu halten.
Der Messnutzbereich 109.6 und der umgebende Randbereich 109.7 bilden einen so genannten optischen Überlauf der optisch wirksamen Seitenfläche 109.1, von dem das Nutzlicht nur mit verringerter Qualität bzw. hohem Anteil an Streulicht reflektiert wird.
Um negative Einflüsse dieses Überlaufs auf die Abbildungsqualität, beispielsweise durch Streulicht oder dergleichen, zu vermeiden bzw. den Aufwand für deren Kompensation gering zu halten, ist im vorliegenden Beispiel in der Beleuchtungseinrichtung 102 eine Blendeneinrichtung 102.2 vorgesehen. Diese Blendeneinrichtung 102.2 lässt im vorliegenden Beispiel im Normalbetrieb (siehe Kontur 106.2 in 1) das von dem Betriebsnutzbereich 109.5 reflektierte Licht durch bzw. lässt nur Nutzlicht auf den Betriebsnutzbereich 109.5 auftreffen, während der Messnutzbereich 109.6 und der Randbereich 109.7 durch die Blendeneinrichtung 102.2 ausgeblendet werden.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung das Ausblenden dieses Überlaufs zusätzlich oder alternativ auch an einer oder mehreren anderen Stellen im optischen Pfad erfolgen kann. So kann der Überlauf (einzeln oder in beliebiger Kombination) beispielsweise mit einer Blendeneinrichtung in oder nahe der Ebene der Maskeneinrichtung, in oder nahe einer Feldebene im Projektionsobjektiv, in oder nahe der Ebene der Substrateinrichtung ausgeblendet werden.
Im vorliegenden Beispiel ist der Messnutzbereich 109.6 von der Randkontur 109.3 beabstandet. Es versteht sich jedoch, dass der Messnutzbereich 109.6 bei anderen Varianten der Erfindung auch zumindest abschnittsweise bis an die Randkontur 109.3 heran reichen kann. Ebenso kann bei anderen Varianten der Erfindung natürlich auch der Betriebsnutzbereich 109.5 zumindest abschnittsweise bis an die Randkontur 109.3 heran reichen.
Im vorliegenden Beispiel liegt der im Nutzbetrieb nicht genutzte Überlauf bei etwa 10% der Oberfläche der optisch wirksamen Seitenfläche 109.1. Die Breitenabmessungen des rahmenförmigen Messnutzbereichs 109.6 liegen im vorliegenden Beispiel mit einer Wesentlichen quadratischen Seitenfläche 109.1 bzw. Randkontur 109.3 bei a = b = 70 µm, während die Breitenabmessungen des rahmenförmigen Randbereichs 109.7 bei c = d = 30 µm liegen. Die Breitenabmessungen des rahmenförmigen Überlaufs aus Messnutzbereich 109.6 und Randbereich 109.7 betragen im vorliegenden Beispiel also a + c = b + d = 100 µm.
Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung mit abweichender Randkontur 109.3 natürlich auch andere Abmessungen vorliegen können. So beträgt der optisch nicht genutzte Überlauf vorzugsweise 0% bis 30%, vorzugsweise 0% bis 15%, typischerweise 5% bis 15%, der Oberfläche der optisch wirksamen Seitenfläche 109.1.
Um bei dem Facettenspiegel 106.1 die eingangs beschriebenen Einzelfeldlagen (also die Position und/oder Orientierung und/oder Geometrie des Bildes des einzelnen Facettenelements 109) in einer vorgegebenen Ebene (im vorliegenden Beispiel der Maskenebene, also der Ebene des Projektionsmusters der Maske 104.1) in einer so genannten Feldlagemessung einfach und mit hoher Präzision bestimmen zu können, weist die optisch wirksame Seitenfläche 109.1 innerhalb der Randkontur 109.3 eine Markierungseinrichtung 110 auf.
Die Markierungseinrichtung 110 umfasst im vorliegenden Beispiel acht Markierungen, nämlich eine erste Markierung 110.1, eine zweite Markierung 110.2, eine dritte Markierung 110.3, eine vierte Markierung 110.4 sowie vier weitere, fünfte Markierungen 110.5, welche alle außerhalb des Betriebsnutzbereichs 109.5 und von der Randkontur 109.3 beabstandet in dem Messnutzbereich 109.6 angeordnet sind. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung (unabhängig von der Gestaltung und/oder Anordnung der Markierung und/oder der Gestaltung des Facettenelements 109) auch eine beliebige andere Anzahl von Markierungen vorgesehen sein kann. So kann gegebenenfalls eine einzige Markierung (beispielsweise die Markierung 110.1, ausreichen.
Die Markierungen 110.1 bis 110.5 der Markierungseinrichtung 110 sind dazu ausgebildet, in einem Messbetrieb von einer optischen Messeinrichtung 111 unter Verwendung von Messlicht ML einer Messwellenlänge MWL über eine Messeinrichtung 111 erfasst zu werden. Hierzu weist die Messeinrichtung 111 eine optische Messsensoreinrichtung 111.1 auf, welche in einem Messschritt anstelle der Maske 104.1 in der Maskeneinrichtung 104 aufgenommen wird. Die Sensorebene der Messsensoreinrichtung 111.1 fällt dabei im Wesentlichen mit der Maskenebene zusammen, um die Einzelfeldlagen in der Maskenebene mit hoher Präzision bestimmen zu können.
Diese Anordnung der Messsensoreinrichtung 111.1 in der Maskeneinrichtung 104 hat den Vorteil, dass die Messung nicht durch Abbildungsfehler (oder dergleichen) der Projektionseinrichtung 103 verfälscht wird. Zudem ist das Bild auf der Sensorebene der Messsensoreinrichtung 111.1 größer, da die Projektionseinrichtung 103 üblicherweise ein verkleinertes Abbild der Maskenebene erzeugt.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung die Messsensoreinrichtung 111.1 in der Substrateinrichtung 105 (also der Bildeinrichtung der Abbildungseinrichtung) anstelle des Substrats 105.1 aufgenommen sein kann. Die Sensorebene der Messsensoreinrichtung 111.1 fällt dabei im Wesentlichen mit der zu belichtenden Ebene des Substrats 105.1 zusammen, um die Einzelfeldlagen in der Maskenebene mit hoher Präzision bestimmen zu können.
Handelt es sich bei der Abbildungseinrichtung weiterhin beispielsweise um eine Inspektionsanlage, bei welcher die Projektionseinrichtung üblicherweise ein vergrößertes Abbild der Objektebene in der Bildebene erzeugt, kann es ebenfalls bevorzugt sein, die Vergrößerung der Projektionseinrichtung zu nutzen und die Messsensoreinrichtung in der Bildeinrichtung der Abbildungseinrichtung anzuordnen.
Es versteht sich weiterhin, dass bei weiteren Varianten der Erfindung vorgesehen sein kann, dass die Messsensoreinrichtung selbst eine weitere Messabbildungsoptik aufweist, um die primär genutzte Ebene der Abbildungseinrichtung (also in der Regel die Objektebene oder die Bildebene der Abbildungseinrichtung) vergrößert oder verkleinert auf die Sensorebene der Messsensoreinrichtung zu lenken.
Die Messsensoreinrichtung 111.1 ist mit einer Verarbeitungseinrichtung 111.2 der Messeinrichtung 111 verbunden. Die Verarbeitungseinrichtung 111.2 verarbeitet die von der Messsensoreinrichtung 111.1 gelieferten Messsignale und ermittelt hieraus entsprechende Informationen über die jeweilige Einzelfeldlage der Facettenelemente 109.
Je nach Anzahl der Facettenelemente 109, insbesondere bei größeren Anzahlen von Facettenelementen (vorzugsweise bei mehr als fünf Facettenelementen, insbesondere bei mehr als zehn Facettenelementen), wird auch hier im Messstrahlengang eine Kanalauswahleinrichtung in Form einer (nicht dargestellten) Kanalauswahlblende verwendet, um eine Überlagerung der Bilder sämtlicher Einzelfelder und damit auch sämtlicher Markierungen 110.1 bis 110.5 aller Facettenelemente 109 auf der Sensorebene der Messsensoreinrichtung 111.1 zu vermeiden. Eine solche Überlagerung der Bilder sämtlicher Einzelfelder würde (bei einer solchen Vielzahl von Facettenelementen) andernfalls zu einer starken Verminderung des Kontrasts der Abbildung der Markierungen 110.1 bis 110.5 auf der Sensorebene führen und es zumindest stark erschweren, die erfassten Markierungen 110.1 bis 110.5 einzelnen Facettenelementen zuzuordnen.
Die Kanalauswahlblende kann so gestaltet sein, dass sie jeweils nur einen einzelnen Kanal (also die Abbildung eines einzelnen Facettenelements 109 auf die Sensorebene der Messsensoreinrichtung 111.1) freigibt. Ebenso kann sie aber auch mehrere (bevorzugt wenige) Kanäle freigeben. Gegebenenfalls kann eine solche Kanalauswahlblende aber auch vollständig fehlen.
Weiterhin versteht es sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung mit aktiv verstellbaren Facettenelementen 109 (zusätzlich oder alternativ zur Kanalauswahlblende) auch die Stelleinrichtung der Facettenelemente 109 als Kanalauswahleinrichtung dienen kann, über welche dann die Kanalauswahl durch aktives Zu- bzw. Abschalten von Kanälen erfolgt. Hierbei werden dann die Facettenelemente 109, welche den abzuschaltenden Kanälen zugeordnet sind, aktiv so verstellt, dass ihre Markierungen 110.1 bis 110.5 (im jeweiligen Teilschritt des Messbetriebs) nicht auf die Sensorebene der Messsensoreinrichtung 111.1 abgebildet werden.
Um die Messabbildung der Markierungen 110.1 bis 110.5 der Markierungseinrichtung 110 in der Feldlagemessung auf der Messsensoreinrichtung 111.1 einfach und mit hoher Präzision identifizieren und analysieren zu können, weisen die Markierungen 110.1 bis 110.5 jeweils eine Oberflächengeometrie auf, welche von einem angrenzenden Teil der Seitenfläche 109.1 (die im Folgenden auch als Facettenhintergrund bezeichnet wird) abweicht. Hierzu sind die Markierungen 110.1 bis 110.5 im vorliegenden Beispiel als nach Art eines Fadenkreuzes gestaltete Vertiefungen in der Seitenfläche 109.1 gestaltet, die über ein Material abtragendes Verfahren in die Seitenfläche 109.1 eingebracht wurden.
Zur Herstellung der Markierungen 110.1 bis 110.5 kommen einzeln oder in beliebiger Kombination beliebige geeignete Material abtragende Verfahren bzw. Markierungsverfahren in Betracht. Hierzu zählen das Fräsen bzw. das Mikrogravieren, wobei diese besonders günstig sind, wenn die Facetten 109 für sich bereits durch Fräsen oder dergleichen hergestellt werden. Ebenso kann ein lithografisches Ätzverfahren Anwendung finden, wobei dies wiederum besonders günstig ist, wenn die Facetten 109 für sich bereits lithografisch hergestellt werden. In diesem Fall können die Markierungen 110.1 bis 110.5 gegebenenfalls bereits in der Maske bzw. Vorlage für die Facette 109 vorgesehen werden. Ebenso kann die jeweilige Markierung 110.1 bis 110.5 durch Lasergravur, Laserablation und/oder Laserbohren hergestellt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann zur Herstellung der Markierungen 110.1 bis 110.5 eine Erhöhung der Oberfläche in deren Bereich vorgesehen sein, beispielsweise durch entsprechende Beschichtungsverfahren und/oder lithografisches Aufdampfen einer erhabenen Markierung etc.
Die Markierungen 110.1 bis 110.5 weisen somit im vorliegenden Beispiel abschnittsweise sowohl eine vom jeweils angrenzenden Teil der Seitenfläche 109.1 abweichende Oberflächenausrichtung, eine abschnittsweise abweichende Oberflächenposition sowie eine abweichende Oberflächenrauhigkeit auf. Hierdurch ergeben sich nicht zuletzt abschnittsweise von dem angrenzenden Teil der Seitenfläche 109.1 abweichende optische Eigenschaften, insbesondere eine abweichende Reflektivität, welche wodurch sich die Messabbildung der Markierungen 110.1 bis 110.5 auf der Messsensoreinrichtung 111.1 einfach und zuverlässig identifizieren und mit geringem Aufwand analysieren lassen.
Diese klar vom Umfeld abweichenden optischen Eigenschaften (insbesondere die gegenüber der hohen Reflektivität der umliegenden Bereiche reduzierte Reflektivität) der Markierungen 110.1 bis 110.5, und der sich daraus ergebende erhöhte Kontrast in der Messabbildung auf der Messsensoreinrichtung 111.1 ergeben sich bereits bei der Nutzwellenlänge NWL, sodass im vorliegenden Beispiel in einem so genannten aktinischen Verfahren die Erfassung der Einzelfeldlagen der Facettenelemente 109 über die Markierungen 110.1 bis 110.5 bei einer Messwellenlänge MWL erfolgen kann, welche der Nutzwellenlänge NWL entspricht (d. h. MWL = NWL). Hierbei kann der Teil der Beleuchtungseinrichtung 102, der das Beleuchtungslichtbündel generiert, unmittelbar auch als Quelle für das Messlicht dienen.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung mit einer so genannten nicht-aktinischen Feldlagemessung eine die Erfassung der Einzelfeldlagen der Facettenelemente 109 über die Markierungen 110.1 bis 110.5 bei einer Messwellenlänge MWL erfolgen kann, welche nicht der Nutzwellenlänge NWL entspricht (d. h. MWL ≠ NWL), gegebenenfalls sogar stark von dieser abweicht. Hierbei kann ein anderer Teil der Beleuchtungseinrichtung 102 als Quelle für das Messlicht genutzt werden oder es wird gegebenenfalls der Teil der Beleuchtungseinrichtung 102, der das Beleuchtungslichtbündel generiert, für den Messbetrieb modifiziert, um als Quelle für das Messlicht zu dienen.
Für diesen Fall kann der Kontrast der Markierungen 110.1 bis 110.5, sowohl durch eine höhere, als auch durch eine geringere Reflektivität für die Messwellenlänge MWL erreicht werden. Mithin ist es in diesem Fall möglich, die Markierungen so zu gestalten, dass sie für die Messwellenlänge MWL in der Messabbildung auf der Messsensoreinrichtung 111.1 einen hohen Kontrast zum Hintergrund aufweisen, während sie für die Nutzwellenlänge NWL in der Messabbildung auf der Messsensoreinrichtung 111.1 keinen oder nur einen geringen Kontrast zum Hintergrund aufweisen. Dies erhöht die Freiheit bei der Wahl von Anzahl und Anordnung der Markierungen erheblich.
Auch hier können zur Herstellung der Markierungen 110.1 bis 110.5 (zusätzlich oder alternativ zu den oben genannten Markierungsverfahren) beliebige geeignete Verfahren eingesetzt werden. Hierzu zählen unter anderem die so genannte Ionenstrahlpolitur (so genanntes Ion Beam Figuring – IBF), die Markierung durch (gegebenenfalls lithografisches) Aufbringen einer für die Messwellenlänge MWL im Vergleich zum umliegenden Bereich besonders wenig oder besonders gut reflektierendem Materiallage, wie z. B. Chrom (Cr), oder einer dielektrischen Beschichtung.
Insbesondere besteht die Möglichkeit, für eine vorgegebene Messwellenlänge MWL ein Material zu wählen, welches bei der Messwellenlänge MWL einen hinreichend hohen Kontrast in der Messabbildung auf der Messsensoreinrichtung 111.1 erzeugt, während es für die Nutzwellenlänge NWL keinen oder keinen signifikanten bzw. nur einen geringen Kontrast zum umliegenden Facettenhintergrund liefert. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die Beeinträchtigung der Abbildungsqualität der Abbildungseinrichtung 101 im Nutzbetrieb selbst bei Markierungen, welche im Betriebsnutzbereich 109.5 angeordnet sind, minimiert gehalten werden.
Bevorzugt liegt daher eine erste Abweichung der optischen Eigenschaften, insbesondere der Reflektivität, der Markierungen 110.1 bis 110.5 bei der Messwellenlänge MWL zum umliegenden Facettenhintergrund oberhalb einer zweiten Abweichung dieser optischen Eigenschaften bei der Nutzwellenlänge NWL. Bevorzugt beträgt die erste Abweichung wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 80%, weiter vorzugsweise wenigstens 150%, während die die zweite Abweichung bevorzugt höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 30%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 10%, beträgt.
Es liegt somit vorzugsweise eine möglichst deutliche Abweichung der optischen Eigenschaften der Markierungen 110.1 bis 110.5 gegenüber dem umliegenden Facettenhintergrund bei der Messwellenlänge MWL vor. Demgegenüber liegt vorzugsweise eine möglichst geringe Abweichung der optischen Eigenschaften der Markierungen 110.1 bis 110.5 gegenüber dem umliegenden Facettenhintergrund bei der Nutzwellenlänge NWL vor.
Im vorliegenden Beispiel kann die Messwellenlänge MWL der Beleuchtungseinrichtung 102 im nahen UV-Bereich (NUV, in diesem Zusammenhang auch als VIS bezeichnet), insbesondere bei 100 nm bis 1500 nm, vorzugsweise bei 200 nm bis 380 nm, liegen. Dies hat den Vorteil, dass eine gut auswertbare Messabbildung der Markierungen 110.1 bis 110.5 auf die Messsensoreinrichtung 111.1 nicht auf die Reflexwirkung der dielektrischen Beschichtungen der angewiesen ist.
In diesem Fall ist es im Übrigen auch möglich, Markierungen (zusätzlich oder sogar ausschließlich) in dem bei der Nutzwellenlänge NWL optisch nicht nutzbaren Randbereich 109.7 anzuordnen, wie dies in 4 durch eine Markierung in Form einer mittels Laserbohren hergestellten im Wesentlichen zylindrischen Ausnehmung 112 angedeutet ist.
Die maximale Abmessung bzw. maximale Durchmesser der Markierungen 110.1 bis 110.5 kann dabei hierbei etwa im Bereich von 5 µm bis 20 µm, insbesondere bei etwa 10 µm, liegen. Vergleichbares gilt für die (optional oder alternativ vorgesehenen) Markierungen 112. Demgemäß steht sowohl in dem Messnutzbereich 109.6 als auch in dem Randbereich 109.7 ausreichend Platz für die Anordnung der Markierungen zur Verfügung.
Unabhängig von der Art der Markierung kann zur Erhöhung der Prozessstabilität und der Genauigkeit der späteren Justage vorgesehen sein, dass die jeweilige Position der Markierungen auf den jeweiligen Facettenelement 109 vermessen und das Ergebnis gegebenenfalls in der Verarbeitungseinrichtung 111.2 zur späteren Nutzung bei der Ermittlung der Korrekturoperationen gespeichert wird. Hierbei können Messsysteme wie so genannte Weißlichtinterferometer (WLI) für erhabene oder vertiefte Markierungen, eine mikroskopische Messung, eine kalibrierte Abbildung der Facetten samt Markierungen auf eine Kamera oder dergleichen Anwendung finden.
Die Anzahl der Markierungen 110.1 bis 110.5 richtet sich nach den bei der Analyse der Messabbildung zu bestimmenden Parametern der Facettenelemente 109, welche für die im Nutzbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 durchzuführende Nutzabbildung relevant sind, mithin also einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Abbildungsqualität der Nutzabbildung haben.
Grundsätzlich kann eine einzige Markierung auf einzelnen, mehreren oder allen Facettenelementen 109 ausreichen. Dies gilt insbesondere dann, wenn mehrere Facettenelemente 109 einander als eine Facettenelementgruppe ausreichend genau definiert zugeordnet sind, beispielsweise auf ausreichend genau definierte Weise mechanisch (insbesondere monolithisch) miteinander verbunden sind.
Es können weiterhin grundsätzlich beliebig viele Parameter erfasst und ausgewertet werden, um anschließend entsprechende Korrekturen an den Facettenelementen 109 oder weiteren optischen Elementen der Abbildungseinrichtung 101 vorzunehmen. Typischerweise beschränken sich die an den Facettenelementen 109 vorgenommenen Korrekturen auf Korrekturen der Position und/oder Orientierung der Facettenelemente 109 in bis zu sechs Freiheitsgraden.
Zum Finden der Mitte bzw. des Flächenschwerpunkts ACG des Betriebsnutzbereichs 109.5 sowie der Rotation des Betriebsnutzbereichs 109.5 um die Achse senkrecht zur optischen Fläche (im vorliegenden Beispiel die z-Achse) reichen grundsätzlich zwei Markierungen aus. Soll die Maßstabstreue der Messabbildung in zwei Freiheitsgraden in einer Haupterstreckungsebene (im vorliegenden Beispiel die xy-Ebene) des Betriebsnutzbereichs 109.5 ermittelt werden, werden drei Markierungen benötigt. Um die räumliche Ausdehnung der Messabbildung des Betriebsnutzbereichs 109.5, beispielsweise für einen rechteckigen oder sichelförmigen Betriebsnutzbereich 109.5, zu ermitteln, werden wenigstens vier Markierungen benötigt.
Es versteht sich hierbei, dass sich die Stabilität und Qualität der Feldlagebestimmung mit der Anzahl der Markierungen erhöht. Hierbei ist grundsätzlich zu beachten, dass die Größe und/oder die Anzahl der Markierungen, die im Nutzbetrieb auf die Maske 104.1 bzw. das Substrat 105.1 abgebildet werden, bevorzugt derart gewählt werden, dass aus den Markierungen eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Abbildungsqualität der Abbildungseinrichtung 101 resultiert. Im vorliegenden Beispiel ist eine Beeinträchtigung der Abbildungsqualität durch die Markierungen 110.1 bis 110.5 dadurch gewährleistet, dass sie in dem Messnutzbereich 109.6 angeordnet sind, welcher im Nutzbetrieb ohnehin durch die Blendeneinrichtung 102.2 ausgeblendet wird.
Die Markierungen 110.1 bis 110.5 der Markierungseinrichtung 110 sind im vorliegenden Beispiel im Bereich des Außenumfangs des Betriebsnutzbereichs 109.5 entlang der Umfangsrichtung dieses Außenumfangs im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere geeignete Verteilung der Markierungen der Markierungseinrichtung 110 gewählt sein kann.
Die Markierungen 110.1 bis 110.4 sind als Eckmarkierungen jeweils angrenzend an einen Eckbereich des Außenumfangs des Betriebsnutzbereichs 109.5 angeordnet, während die fünften Markierungen 110.5 (als Zwischenmarkierungen bzw. Längsseitenmarkierungen) jeweils mittig zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Eckmarkierungen 110.1 bis 110.4 positioniert sind.
Die erste Markierung 110.1 und die zweite Markierung 110.2 definieren dabei eine Markierungsverbindungslinie 110.6, auf der sie einen Markierungsabstand MD aufweisen. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Markierungsabstand MD etwa 102% einer durch die Diagonale des Betriebsnutzbereichs 109.5 definierten maximalen Abmessung des Betriebsnutzbereichs 109.5. Bevorzugt beträgt der Markierungsabstand MD wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 40%, weiter vorzugsweise 50% bis 130%, der maximalen Abmessung des Betriebsnutzbereichs 109.5, um einen ausreichend großen Abstand zwischen den beiden Markierungen 110.1 und 110.2 zu gewährleisten, welcher seinerseits eine zuverlässige Auswertung der Messabbildung ermöglicht.
Durch die Anordnung der ersten Markierung 110.1 und der zweiten Markierung 110.2 als Eckmarkierungen ergibt sich im vorliegenden Beispiel weiterhin eine Konfiguration, bei welcher der Flächenschwerpunkt ACG des Betriebsnutzbereichs 109.5 im Wesentlichen mittig auf der Markierungsverbindungslinie 110.6 liegt. Dies ist im Hinblick auf eine zuverlässige und präzise Bestimmung der Lage des Flächenschwerpunkts ACG in der Messabbildung von Vorteil. Vorzugsweise ist der Flächenschwerpunkt in einem Abstand von der Markierungsverbindungslinie angeordnet, der weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%, weiter vorzugsweise weniger als 5%, des Markierungsabstandes MD beträgt
Vorzugsweise ist der Flächenschwerpunkt ACG auch bei anderen Varianten der Erfindung entlang der Markierungsverbindungslinie 110.6 zwischen der ersten Markierung 110.1 und der zweiten Markierung 110.2 angeordnet, wobei der Abstand des Flächenschwerpunkts ACG von der ersten Markierung 110.1 entlang der Markierungsverbindungslinie 30% bis 70%, vorzugsweise 40% bis 60%, weiter vorzugsweise 45% bis 55%, des Markierungsabstandes MD beträgt. Dies ist wiederum im Hinblick auf eine zuverlässige und präzise Bestimmung der Lage des Flächenschwerpunkts ACG in der Messabbildung von Vorteil.
Die dritte Markierung 110.3 weist als Eckmarkierung im vorliegenden Beispiel einen Abstand zu der Markierungsverbindungslinie 110.6 auf, der etwa 51% der maximalen Abmessung des Betriebsnutzbereichs 109.5 entspricht. Dies ist im Hinblick auf eine zuverlässige und präzise Bestimmung der Maßstabstreue der Messabbildung in den beiden Freiheitsgraden in der Haupterstreckungsebene in der Messabbildung von Vorteil.
Bei anderen Varianten der Erfindung beträgt der Abstand der dritten Markierung 110.3 zu der Markierungsverbindungslinie 110.6 vorzugsweise wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 40%, weiter vorzugsweise 50% bis 70%, der maximalen Abmessung des Betriebsnutzbereichs. Zusätzlich oder alternativ beträgt der Abstand der dritten Markierung 110.3 zu der Markierungsverbindungslinie 110.6 vorzugsweise wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 40%, weiter vorzugsweise 50% bis 100%, des Markierungsabstands MD. Beides ist wiederum im Hinblick auf eine zuverlässige und präzise Bestimmung der Maßstabstreue der Messabbildung in den beiden Freiheitsgraden in der Haupterstreckungsebene in der Messabbildung von Vorteil.
Wie bereits oben erwähnt wurde, erhöhen die weiteren Markierungen 110.4 und 110.5 die Stabilität und Qualität der Feldlagebestimmung. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine geringere Anzahl an Markierungen vorgesehen sein kann. So kann es beispielsweise ausreichen, lediglich die erste Markierung 110.1 und die zweite Markierung 110.2 vorzusehen, sofern die hieraus zu ermittelnden Parameter ausreichen, um die für den tatsächlichen Anwendungsfall der Abbildungseinrichtung 101 erforderlichen Korrekturen an den Facettenelementen 109 vorzunehmen. Vergleichbares gilt für eine Konstellation, bei welcher nur drei Markierungen, beispielsweise die Markierungen 110.1 bis 110.3, vorgesehen sind. Ebenso können bei bestimmten Varianten nur die Eckmarkierungen 101.1 bis 101.4 vorgesehen sein. Alternativ können auch nur die Längsmarkierungen 110.5 vorgesehen sein.
Hinsichtlich der Gestalt der Markierungen 101.1 bis 101.5 ist anzumerken, dass diese grundsätzlich eine beliebige Geometrie aufweisen können, welche sich bei den vorliegenden Kontrastverhältnissen in der Messabbildung ausreichend einfach, präzise und zuverlässig identifizieren und auswerten lässt. Hinsichtlich der Geometrie und Ausrichtung der Markierungen 101.1 bis 101.5 kann insbesondere der Betrieb der Abbildungseinrichtung 101 berücksichtigt werden. So kann beispielsweise bei einem Betrieb als so genannter Scanner die Scan-Richtung im Normalbetrieb bzw. Nutzbetrieb berücksichtigt werden, um eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Abbildungsqualität im Nutzbetrieb durch die Markierungen 101.1 bis 101.5 zu erzielen. Gegebenenfalls ist es günstig, die Markierungen in Scan-Richtung möglichst schmal zu gestalten.
Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ergeben sich besonders vorteilhafte, weil einfach in der Messabbildung zu identifizierende und weiter zu verarbeitende Konfigurationen, wenn die betreffende Markierungen zumindest abschnittsweise einen kreisförmigen Abschnitt umfasst und/oder einen linienförmigen Abschnitt umfasst.
Wie der 6 zu entnehmen ist, beginnt das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur einer Zustandsabweichung eines Ist-Zustands der Messabbildung der Facettenelemente 109 von einem vorgegebenen Soll-Zustand, welches bei der Abbildungseinrichtung 101 zum Einsatz kommt, in einem Schritt 115.1.
In einem Schritt 115.2 werden die Facettenelemente 109 auf der Trägerstruktur 108.3 montiert und der Facettenspiegel 106.1 in die Abbildungseinrichtung 101 eingebracht. Sofern die Blendeneinrichtung 102.2 bereits in der Beleuchtungseinrichtung 102 montiert bzw. platziert war (siehe Kontur 106.2 in 1), wird sie wieder aus dieser entfernt, um sicherzustellen, dass bei der Messabbildung auch der mit den Markierungen 110.1 bis 110.5 versehene Messnutzbereich 109.6 auf die Sensoreinrichtung 111.1 abgebildet wird. Weiterhin wird die Sensoreinrichtung 111.1 in der Maskeneinrichtung 104.1 in der oben beschriebenen Weise positioniert.
Ist dies geschehen, wird in einem Justageschritt 115.3 dann in einem Bestimmungsschritt zunächst die Messabbildung der Facettenelemente 109 über die Sensoreinrichtung 111.1 erfasst, wobei entsprechende Messsignale an die Verarbeitungseinrichtung 111.2 der Messeinrichtung 111 übermittelt werden. Die Verarbeitungseinrichtung 111.2 identifiziert dann in der Messabbildung die Abbildung der Markierungen 110.1 bis 110.5 und ermittelt hieraus den Ist-Zustand der Messabbildung der Facettenelemente 109 sowie dessen Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Zustand. Mithin wird also eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer Zustandsabweichung ausgeführt.
In Abhängigkeit von dieser Abweichung errechnet die Verarbeitungseinrichtung 111.2 entsprechende Korrekturoperationen, welche an den Facettenelementen 109 und/oder weiteren optischen Komponenten der Abbildungseinrichtung 101, insbesondere der Beleuchtungseinrichtung 102 vorzunehmen sind, um die Abweichung von dem Soll-Zustand zu reduzieren. Hierbei kann die Verarbeitungseinrichtung 111.2 unmittelbar eventuelle aktive Komponenten der Abbildungseinrichtung 101 zur Korrektur ansteuern. Ebenso können aber auch zumindest teilweise Korrekturanweisungen bzw. Justageanweisungen (beispielsweise ein so genanntes Justagerezept) für manuelle Operationen ausgegeben werden, welche an den einzelnen Facettenelementen 109 vorzunehmen sind.
Anschließend werden in dem Justageschritt 115.3 die ermittelten Korrekturoperationen in einem Korrekturschritt ausgeführt, insbesondere das jeweilige Facettenelements 109 und/oder (wie oben erwähnt) eventuell vorhandene Facettenelementgruppen von Facettenelementen 109 in bis zu sechs Freiheitsgraden justiert, um den Justageschritt 115.3 für die Facettenelemente 109 abzuschließen.
Anschließend wird in einem Schritt 115.4 überprüft, ob der Justageschritt 115.3 wiederholt werden soll. Ist dies der Fall wird zurück zum Schritt 115.3 gesprungen. Andernfalls endet der Verfahrensablauf in einem Schritt 115.5.
Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1, 2, 6 und 7 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Moduls 206.1 beschrieben, welches das optische Modul 106.1 in der Abbildungseinrichtung 101 ersetzen kann. Das optische Modul 206.1 entspricht in seiner grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise dem optischen Modul 106.1, so dass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Hierbei sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen. Soweit nachfolgend keine abweichenden Angaben gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale und Vorteile dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen.
Der Unterschied zu dem optischen Modul 106.1 besteht darin, dass die Markierungen 210.1 bis 210.4 jeweils innerhalb des Betriebsnutzbereichs 209.5 der optischen Seitenfläche 209.1 des jeweiligen Facettenelements 209 angeordnet sind. Diese Markierungen 210.1 bis 210.4 innerhalb des im Nutzbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 optisch genutzten Bereichs 209.5 können je nach ihrer Gestaltung die optische Leistung des Facettenspiegels 206.1 (also des Homogenisierers) beeinträchtigen.
Aus diesem Grund wird im vorliegenden Beispiel hinsichtlich der Anzahl und Positionierung der Markierungen 210.1 bis 210.4 ein Kompromiss zwischen der optischen Leistung und der Funktion der Markierungen gewählt. Wie in der 7 schematisch dargestellt ist, ergibt sich vorliegenden Beispiel in einem Zielfeld 213 der Abbildung der Facettenelemente 209 in der Maskenebene bzw. der Sensorebene der Sensoreinrichtung 111.1 eine Überlagerung der Abbildungen der einzelnen Facettenelemente 209 (mithin also eine Überlagerung der Einzelfelder der einzelnen Kanäle).
Im vorliegenden Beispiel ist eine auf die übrigen Facettenelemente 209 abgestimmte Anordnung der Markierungen 210.1 bis 210.4 der einzelnen Facettenelemente 209 vorgesehen, welche vermeidet, dass die Abbildungen der Markierungen 210.1 bis 210.4 verschiedener Facettenelemente 209 einander überdecken bzw. überschneiden oder dass sich in dem Zielfeld 213 ein regelmäßiges Muster der Abbildungen der Markierungen 210.1 bis 210.4 ergibt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass sich hinsichtlich der Abbildungsqualität im Nutzbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 beispielsweise besonders deutliche Störungen oder Störungen mit ausgeprägter Ortsfrequenz ergeben. Hierbei wird im vorliegenden Beispiel weiterhin darauf geachtet, dass die durch die Konfiguration der Abbildungseinrichtung 101 vorgegebene Pupillenausleuchtung möglichst wenig beeinträchtigt wird.
Um eine Regelmäßigkeit der durch die Abbildungen der Markierungen 210.1 bis 210.4 bedingten Störungen zu vermeiden, sind die jeweiligen Markierungen 210.1 bis 210.4 der in 7 dargestellten fünf Facettenelemente 209 im vorliegenden Beispiel auf so genannte pseudo-randomisierten Positionen angeordnet. Hierbei handelt es sich um zwar wohldefinierte bzw. vorgegebene Positionen, die jedoch in der überlagerten Messabbildung in dem Zielfeld 213 in der Gesamtheit wie zufällig verteilte Positionen erscheinen.
Hierzu können bei der Herstellung der Facettenelemente 209 die Positionen der Markierungen in dem Zielfeld 213 zunächst mit einem entsprechenden Zufallsalgorithmus oder Pseudo-Zufallsalgorithmus angeordnet werden. Anschließend werden dann die sich hieraus ergebenden Positionen der Markierungen 210.1 bis 210.4 auf den einzelnen Facettenelemente 209 so auf die Facettenelemente 209 verteilt, dass sich für jedes Facettenelement 209 eine Einzelfeldlage mit den gewünschten, oben dargestellten Parametern (hinsichtlich Position und/oder Orientierung und/oder relativen Abmessungen) ergibt.
Mithin erfolgt die Verteilung der Markierungen 210.1 bis 210.4 also derart, dass sich in der späteren überlagerten Messabbildung die jeweilige Einzelfeldlage des einzelnen Facettenelements 209 hinreichend genau bestimmen lässt. Wie oben bereits ausgeführt, ist es hierzu von Vorteil, wenn die Markierungen 210.1 bis 210.4 auf jedem Facettenelement 209 in beiden Richtungen (x- und y-Richtung) möglichst große Abstände haben und/oder die Störungen für die relevanten optischen Größen in der überlagerten Abbildung (also im überlagerten Gesamtfeld) möglichst klein und nicht regelmäßig sind. Hierbei ist es beispielsweise für die Gleichmäßigkeit der Pupillenausleuchtung von Vorteil, wenn die prozentuale Abschwächung aller Kanäle möglichst gleich ist.
In diesem Zusammenhang ist nochmals anzumerken, dass es bei nicht-aktinischer Feldlagemessung (also bei einer Messwellenlänge MWL, die nicht der Nutzwellenlänge NWL entspricht) gegebenenfalls möglich ist, die Markierungen bei der Messwellenlänge MWL einen hohen Unterschiede in den optischen Eigenschaften gegenüber dem Facettenhintergrund aufweisen, während bei der Nutzwellenlänge kein oder nur ein geringer Unterschied gegenüber dem Facettenhintergrund besteht. In diesem Fall ist die optische Leistung des Systems durch die Markierungen 210.1 bis 210.4 dann nicht oder nur wenig gestört, sodass entsprechend mehr Freiheit bei der Wahl der Anzahl und Anordnung der Markierungen besteht.
Es versteht sich, dass mit der Abbildungseinrichtung 101 auch bei Verwendung des optischen Moduls 206.1 (anstelle des optischen Moduls 106.1) die oben im Zusammenhang mit der 6 beschriebenen Varianten der erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden können, sodass insoweit lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Drittes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1, 2, 6 und 8 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Moduls 306.1 beschrieben, welches das optische Modul 106.1 in der Abbildungseinrichtung 101 ersetzen kann. Das optische Modul 306.1 entspricht in seiner grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise dem optischen Modul 106.1, so dass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Hierbei sind gleichartige Komponenten mit um den Wert 200 erhöhten Bezugszeichen versehen. Soweit nachfolgend keine abweichenden Angaben gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale und Vorteile dieser Komponenten ausdrücklich auf die obigen Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen.
Der Unterschied zu dem optischen Modul 106.1 besteht wiederum darin, dass die Markierungen 310.1 bis 310.4 jeweils innerhalb des Betriebsnutzbereichs 309.5 der optischen Seitenfläche 309.1 des jeweiligen Facettenelements 309 angeordnet sind.
Allerdings handelt es sich bei dieser Variante der Abbildungseinrichtung 101 beispielsweise um ein Maskeninspektionssystem, bei dem anstelle des Substrats 105.1 der Bildeinrichtung 105 eine Bildsensoreinrichtung 105.1 vorgesehen, welche ihrerseits separate, voneinander beanstandete Bildsensoren aufweist. Diese Bildsensoren werden, wie in der 8 schematisch dargestellt ist, im vorliegenden Beispiel innerhalb eines Zielfelds 313 der Abbildung des Facettenelements 309 in der Maskenebene bzw. der Sensorebene der Sensoreinrichtung 111.1 auf separate Zielfelder in Form von Bildsensorfeldern 314 abgebildet.
Um eine Beeinträchtigung der optischen Leistung des Facettenspiegels 306.1 (also des Homogenisierers) zu vermeiden, sind die Markierungen 310.1 bis 310.4 des Facettenelemente 309 innerhalb des im Nutzbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 optisch genutzten Bereichs 309.5 derart angeordnet, dass die Abbildung der jeweiligen Markierung 310.1 bis 310.4 in der Messabbildung in einem Zwischenraum zwischen den Bildsensorfeldern 314 liegt.
Hierzu können bei der Herstellung der Facettenelemente 309 wiederum die möglichen Positionen bzw. Positionskorridore der Markierungen 310.1 bis 310.4 in dem Zielfeld 313 zunächst anhand der Bildsensorfelder 314 ermittelt werden. Anschließend werden dann die sich hieraus ergebenden Positionen der Markierungen 310.1 bis 310.4 auf den einzelnen Facettenelementen 309 so gewählt, dass sich für jedes Facettenelement 309 eine Einzelfeldlage mit den gewünschten, oben dargestellten Parametern (hinsichtlich Position und/oder Orientierung und/oder relativen Abmessungen) ergibt.
Mithin erfolgt die Verteilung der Markierungen 310.1 bis 310.4 also derart, dass sich in der späteren Messabbildung die jeweilige Einzelfeldlage des einzelnen Facettenelements 309 hinreichend genau bestimmen lässt. Wie oben bereits ausgeführt, ist es hierzu von Vorteil, wenn die Markierungen 310.1 bis 310.4 auf jedem Facettenelement 309 in beiden Richtungen (x- und y-Richtung) möglichst große Abstände haben.
Es versteht sich, dass mit der Abbildungseinrichtung 101 auch bei Verwendung des optischen Moduls 206.1 (anstelle des optischen Moduls 106.1) die oben im Zusammenhang mit der 6 beschriebenen Varianten der erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt werden können, sodass insoweit lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Maskeninspektion mit der Abbildungseinrichtung 101 sowohl im Wesentlichen bei derselben Wellenlänge erfolgen kann, die im späteren Mikrolithographieprozess verwendet wird. Ebenso können aber auch beliebige hiervon abweichende Wellenlängen für die Inspektion verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen beschrieben, bei denen die Sensoreinrichtung 111.1 im Bereich der Maskenebene angeordnet wird. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass die Sensoreinrichtung 111.1 auch in der Bildebene (also anstelle des Substrats 105.1) angeordnet werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen beschrieben, bei denen die Markierungen entweder innerhalb oder außerhalb des Betriebsnutzbereiches der optischen Fläche angeordnet sind. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine Kombination dieser Varianten für die Anordnung der Markierungen vorgesehen sein kann.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Facettenspiegeln beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen optischen Modulen bzw. optischen Elementen zum Einsatz kommen kann.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend weiterhin ausschließlich anhand von Beispielen aus dem Bereich der Mikrolithographie beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen optischen Anwendungen, insbesondere Abbildungsverfahren bei anderen Wellenlängen, zum Einsatz kommen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10205425 A1 [0006]
US 6906845 B2 [0007]

Claims

Facettenelement zur Nutzung als optische Komponente, die in einem Normalbetrieb an der Erzeugung einer optischen Abbildung unter Verwendung von Nutzlicht mit einer Nutzwellenlänge beteiligt ist, mit – einem Elementkörper, der durch mehrere Seitenflächen begrenzt ist, wobei – wenigstens eine der Seitenflächen als optisch wirksame Seitenfläche ausgebildet ist, – die optisch wirksame Seitenfläche durch eine Randkontur begrenzt ist und – die optisch wirksame Seitenfläche eine optische Fläche umfasst, die innerhalb der Randkontur angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die optisch wirksame Seitenfläche innerhalb der Randkontur wenigstens eine Markierungseinrichtung aufweist, die wenigstens eine Markierung umfasst, insbesondere eine erste Markierung und eine zweite Markierung umfasst, die von der ersten Markierung beabstandet angeordnet ist, wobei – die wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Messbetrieb, der insbesondere von dem Normalbetrieb verschieden ist, von einer optischen Messeinrichtung unter Verwendung von Messlicht einer Messwellenlänge, die insbesondere von der Nutzwellenlänge verschieden ist, erfasst zu werden.
Facettenelement nach Anspruch 1, wobei – die optische Fläche wenigstens einen im Betrieb des Facettenelements optisch genutzten Betriebsnutzbereich aufweist und – wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung außerhalb des Betriebsnutzbereichs angeordnet ist und/oder – wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung innerhalb des Betriebsnutzbereichs angeordnet ist. und/oder – wenigstens ein Teil wenigstens einer Markierung der Markierungseinrichtung von der Randkontur beabstandet ist.
Facettenelement nach Anspruch 2, wobei – die optische Fläche wenigstens einen in dem Messbetrieb optisch nutzbaren Messnutzbereich aufweist, – der Messnutzbereich außerhalb des Betriebsnutzbereichs liegt, wobei der Messnutzbereich insbesondere zumindest abschnittsweise von der Randkontur beabstandet ist, – der Messnutzbereich insbesondere zumindest bei der Nutzwellenlänge eine höheren optischen Verlust pro Flächeneinheit aufweist als der Betriebsnutzbereich und – wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung innerhalb des Messnutzbereichs angeordnet ist.
Facettenelement nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei – der Betriebsnutzbereich einen Flächenschwerpunkt und eine maximale Abmessung aufweist, – die erste Markierung und die zweite Markierung auf einer Markierungsverbindungslinie angeordnet sind und einen Markierungsabstand aufweisen und – der Markierungsabstand wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 40%, weiter vorzugsweise 50% bis 130%, der maximalen Abmessung des Betriebsnutzbereichs beträgt und/oder – der Flächenschwerpunkt in einem Abstand von der Markierungsverbindungslinie angeordnet ist, der weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10%, weiter vorzugsweise weniger als 5%, des Markierungsabstandes beträgt und/oder – der Flächenschwerpunkt entlang der Markierungsverbindungslinie zwischen der ersten Markierung und der zweiten Markierung angeordnet ist, wobei der Abstand des Flächenschwerpunkts von der ersten Markierung entlang der Markierungsverbindungslinie 30% bis 70%, vorzugsweise 40% bis 60%, weiter vorzugsweise 45% bis 55%, des Markierungsabstandes beträgt.
Facettenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei – die Markierungseinrichtung wenigstens eine dritte Markierung umfasst, – die erste Markierung und die zweite Markierung auf einer Markierungsverbindungslinie angeordnet sind und einen Markierungsabstand aufweisen und – der Abstand der dritten Markierung zu der Markierungsverbindungslinie wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 40%, weiter vorzugsweise 50% bis 70%, einer maximalen Abmessung des Betriebsnutzbereichs beträgt und/oder – der Abstand der dritten Markierung zu der Markierungsverbindungslinie wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 40%, weiter vorzugsweise 50% bis 100%, des Markierungsabstands beträgt, und/oder – die Markierungseinrichtung wenigstens eine vierte Markierung umfasst.
Facettenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei – die Markierungen der Markierungseinrichtung im Bereich eines Außenumfangs des Betriebsnutzbereichs verteilt, insbesondere entlang einer Umfangsrichtung des Außenumfangs im Wesentlichen gleichmäßig verteilt, angeordnet sind, und/oder – ein Außenumfang des Betriebsnutzbereichs einen Eckbereich des Betriebsnutzbereichs definiert und wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung an den Eckbereich angrenzend angeordnet ist und/oder – ein Außenumfang des Betriebsnutzbereichs einen ersten Eckbereich und einen in einer Umfangsrichtung davon beabstandeten benachbarten zweiten Eckbereich des Betriebsnutzbereichs definiert und wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung in der Umfangsrichtung zwischen, insbesondere im Wesentlichen mittig zwischen, dem ersten Eckbereich und dem zweiten Eckbereich angeordnet ist.
Facettenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei – wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung einen kreisförmigen Abschnitt umfasst und/oder einen linienförmigen Abschnitt umfasst und/oder einen nach Art eines Fadenkreuzes ausgebildeten Abschnitt umfasst und/oder – wenigstens ein Teil einer Markierung der Markierungseinrichtung zumindest teilweise durch ein Material abtragendes Verfahren hergestellt ist und/oder – wenigstens ein Teil einer Markierung der Markierungseinrichtung zumindest teilweise durch ein Material aufbringendes Verfahren hergestellt ist.
Facettenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei – wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung zumindest abschnittsweise eine von einem angrenzenden Teil der optisch wirksamen Seitenfläche abweichende Oberflächengeometrie, insbesondere eine abweichende Oberflächenrauhigkeit, aufweist und/oder – wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung zumindest abschnittsweise eine von einem angrenzenden Teil der optisch wirksamen Seitenfläche abweichende Oberflächenausrichtung und/oder Oberflächenposition aufweist.
Facettenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei – wenigstens eine Markierung der Markierungseinrichtung zumindest abschnittsweise eine von einem angrenzenden Teil der optisch wirksamen Seitenfläche abweichende optische Eigenschaft, insbesondere eine abweichende Reflektivität, aufweist, und/oder – eine optische Eigenschaft, insbesondere eine Reflektivität, wenigstens eines Teils einer Markierung der Markierungseinrichtung bei der Messwellenlänge eine erste Abweichung von einem angrenzenden Teil der optisch wirksamen Seitenfläche aufweist und bei der Nutzwellenlänge eine zweite Abweichung von dem angrenzenden Teil der optisch wirksamen Seitenfläche aufweist eine optische Eigenschaft, wobei – die erste Abweichung größer ist als die zweite Abweichung und/oder – die erste Abweichung wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 80%, weiter vorzugsweise wenigstens 150%, beträgt und/oder – die zweite Abweichung höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 30%, weiter vorzugsweise höchstens 0% bis 10%, beträgt.
Facettenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei – die Messwellenlänge im nahen UV-Bereich (NUV), insbesondere bei 100 nm bis 1500 nm, vorzugsweise bei 200 nm bis 380 nm, liegt und/oder – die Nutzwellenlänge im extremen UV-Bereich (EUV) liegt, insbesondere bei 5 nm bis 100 nm, vorzugsweise bei 5 nm bis 30 nm, liegt.
Optisches Modul, insbesondere Facettenspiegel, mit wenigstens einem Facettenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei – die optisch wirksame Seitenfläche insbesondere einen Flächeninhalt von 0,1 mm² bis 200 mm², vorzugsweise 0,5 mm² bis 100 mm², weiter vorzugsweise 1,0 mm² bis 250 mm, aufweist, und/oder – insbesondere 50 bis 100.000, vorzugsweise 100 bis 10.000, weiter vorzugsweise 1.000 bis 10.000, Facettenelemente (109) vorgesehen sind.
Optische Abbildungseinrichtung mit – einer Beleuchtungseinrichtung (102) mit einer ersten optischen Elementgruppe (106), – einer Objekteinrichtung (104) zur Aufnahme eines Objekts (104.1), – einer Projektionseinrichtung (103) mit einer zweiten optischen Elementgruppe (107) und – einer Bildeinrichtung (105), wobei – die Beleuchtungseinrichtung (102) zur Beleuchtung des Objekts (104.1) ausgebildet ist und – die Projektionseinrichtung (103) zur Projektion einer Abbildung des Objekts (104.1) auf die Bildeinrichtung (105) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Beleuchtungseinrichtung (102) und/oder die Projektionseinrichtung (103) ein optisches Modul (106.1; 206.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 12, wobei – die Bildeinrichtung wenigstens ein Zielfeld, insbesondere ein Sensorfeld zur Erfassung wenigstens eines Teils der Abbildung des Objekts, aufweist, – bei Betrieb der Beleuchtungseinrichtung eine Abbildung wenigstens einer Markierung der Markierungseinrichtung auf der Bildeinrichtung erzeugt wird und – die wenigstens eine Markierung derart angeordnet ist, dass ihre Abbildung außerhalb des Zielfelds liegt, wobei – die Bildeinrichtung insbesondere wenigstens ein erstes Zielfeld und ein mit einem Zwischenraum benachbartes zweites Zielfeld aufweist und die wenigstens eine Markierung derart angeordnet ist, dass ihre Abbildung in dem Zwischenraum zwischen dem ersten Zielfeld und den zweiten Zielfeld liegt.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 13, wobei – wenigstens eine, insbesondere in einem Messbetrieb aus dem Strahlengang selektiv entfernbare, Blendeneinrichtung vorgesehen ist und – die Blendeneinrichtung zumindest in einem Normalbetrieb mit einer Beleuchtung des Objekts durch die Beleuchtungseinrichtung derart angeordnet und ausgebildet ist, dass sie einen durch die Beleuchtungseinrichtung erzeugten und die wenigstens eine Markierung auf die Bildeinrichtung abbildenden Strahlengang blockiert.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei – die Bildeinrichtung wenigstens ein Zielfeld, insbesondere ein Sensorfeld zur Erfassung wenigstens eines Teils der Abbildung des Objekts, aufweist, – das optische Modul wenigstens ein erstes Facettenelement und ein zweites Facettenelement umfasst, – das erste Facettenelement eine erste Markierungseinrichtung mit einer Mehrzahl erster Markierungen umfasst, – das zweite Facettenelement eine zweite Markierungseinrichtung mit einer Mehrzahl zweiter Markierungen umfasst, – bei Betrieb der Beleuchtungseinrichtung jeweils eine erste Abbildung der jeweiligen ersten Markierung und jeweils eine zweite Abbildung der jeweiligen zweiten Markierung innerhalb des Zielfelds liegt, wobei die ersten Abbildungen und die zweiten Abbildungen im Wesentlichen gleichmäßig verteilt und/oder im Wesentlichen statistisch verteilt und/oder im Wesentlichen zufällig verteilt und/oder im Wesentlichen nicht überlappend angeordnet sind.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei – die Objekteinrichtung eine Maskeneinrichtung (104) zur Aufnahme einer Maske (104.1) mit einem Projektionsmuster, insbesondere für die Mikrolithographie, ist und/oder – die Bildeinrichtung eine Substrateinrichtung (105) ist, wobei die Substrateinrichtung (105) zur Aufnahme eines Substrats (105.1) ausgebildet ist, die Beleuchtungseinrichtung (102) zur Beleuchtung des Projektionsmusters ausgebildet ist und die Projektionseinrichtung (103) zur Projektion des Projektionsmusters auf das Substrat (105.1) ausgebildet ist, oder – die Bildeinrichtung eine Sensoreinrichtung ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (102) zur Beleuchtung des Objekts, insbesondere einer zu inspizierenden Maske, ausgebildet ist und die Projektionseinrichtung (103) zur Projektion einer Abbildung des Objekts auf eine Sensoreinheit der Sensoreinrichtung ausgebildet ist.
Verfahren zum Bestimmen einer Zustandsabweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung wenigstens eines Facettenelements nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere eines Facettenelements eines Facettenspiegels, auf einer Bildeinrichtung von einem Soll-Zustand der Abbildung, bei dem in einem Bestimmungsschritt, insbesondere unter Verwendung einer Kanalauswahleinrichtung – das Facettenelement mit dem Messlicht beleuchtet wird, – eine Messabbildung der wenigstens einen Markierung der Markierungseinrichtung des Facettenelements auf einer Sensoreinrichtung erfasst wird, – aus der Messabbildung der Ist-Zustand der Abbildung des Facettenelements bestimmt wird und – aus dem Ist-Zustand und dem Soll-Zustand die Zustandsabweichung der optischen Abbildung des Facettenelements bestimmt wird, wobei – das Facettenelement insbesondere Teil eines optischen Moduls nach Anspruch 11 ist, – das Facettenelement insbesondere in einer optischen Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16 angeordnet ist, wobei das Facettenelement insbesondere durch die Beleuchtungseinrichtung mit dem Messlicht beleuchtet wird und/oder die Messabbildung insbesondere durch eine Sensoreinrichtung im Bereich der Objekteinrichtung der Abbildungseinrichtung erfasst wird und/oder durch die Bildeinrichtung der Abbildungseinrichtung erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei – das Facettenelement in einer optischen Abbildungseinrichtung nach Anspruch 14 angeordnet ist, wobei – die Blendeneinrichtung in dem Bestimmungsschritt aus dem durch die Beleuchtungseinrichtung erzeugten Strahlengang, insbesondere zwischen den Markierungen und der Sensoreinrichtung, entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei – die Messabbildung bei einer Messwellenlänge im nahen UV-Bereich (NUV), insbesondere bei 100 nm bis 1500 nm, vorzugsweise bei 200 nm bis 380 nm, oder bei einer Messwellenlänge im extremen UV-Bereich (EUV), insbesondere bei 5 nm bis 100 nm, vorzugsweise bei 5 nm bis 30 nm, vorgenommen wird und/oder – als für den Ist-Zustand repräsentative Größe wenigstens eine Erfassungsgröße erfasst wird, welche für die Position und/oder die Orientierung und/oder den Kontrast und/oder wenigstens einen Abbildungsfehler der Messabbildung repräsentativ ist.
Verfahren zur Korrektur einer Zustandsabweichung eines Ist-Zustands einer optischen Abbildung wenigstens eines Facettenelements nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere eines Facettenelements eines Facettenspiegels, von einem Soll-Zustand, bei dem – in einem Bestimmungsschritt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19 die Zustandsabweichung bestimmt wird und – in einem Korrekturschritt die Zustandsabweichung zumindest teilweise reduziert wird, wobei – in dem Korrekturschritt zur Korrektur der Zustandsabweichung insbesondere eine Position und/oder eine Orientierung des Facettenelements, insbesondere mehrerer Facettenelemente, verändert wird.
Verfahren zum Herstellen eines Facettenelements nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere eines Facettenelements eines Facettenspiegels, bei dem – die wenigstens eine Markierung an der optisch wirksamen Seitenfläche des Elementkörpers ausgebildet wird, wobei – insbesondere wenigstens ein Teil der wenigstens einen Markierung zumindest teilweise durch ein Material abtragendes Verfahren hergestellt wird und/oder wenigstens ein Teil der wenigstens einen Markierung zumindest teilweise durch ein Material aufbringendes Verfahren hergestellt wird, – insbesondere zunächst die optische Fläche, insbesondere in einem Endzustand, hergestellt wird und anschließend die wenigstens eine Markierung hergestellt wird.