DE102014223411A1 - Arrangement and method for measuring the intensity of electromagnetic radiation in an optical system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einem optischen System, insbesondere einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage. Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einem optischen System, wobei das optische System für eine Arbeitswellenlänge kleiner als 100nm ausgelegt ist, weist ein Detektormaterial auf, wobei die Messung der Intensität auf Basis einer Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit diesem Detektormaterial erfolgt, und wobei das Detektormaterial ein Gruppe-III-Nitrid aufweist.The invention relates to an arrangement and a method for measuring the intensity of electromagnetic radiation in an optical system, in particular an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus or a mask inspection system. An inventive arrangement for measuring the intensity of electromagnetic radiation in an optical system, wherein the optical system is designed for a working wavelength less than 100nm, comprises a detector material, wherein the measurement of the intensity is based on an interaction of the electromagnetic radiation with this detector material, and wherein the detector material comprises a group III nitride.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einem optischen System, insbesondere einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage.The invention relates to an arrangement and a method for measuring the intensity of electromagnetic radiation in an optical system, in particular an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus or a mask inspection system.
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to apply the mask structure to the photosensitive coating of the Transfer substrate.
Maskeninspektionsanlagen werden zur Inspektion von Retikeln für mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen verwendet.Mask inspection equipment is used to inspect reticles for microlithographic projection exposure equipment.
In für den EUV-Bereich ausgelegten optischen Systemen wie z.B. EUV-Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Dabei ist insbesondere in der Beleuchtungseinrichtung auch der Einsatz facettierter Spiegelanordnungen mit einer Vielzahl von Spiegelelementen (z.B. in Form eines Feldfacettenspiegels oder eines Pupillenfacettenspiegels) bekannt. In EUV-designed optical systems, e.g. EUV projection lenses, i. at wavelengths of e.g. about 13 nm or about 7 nm, mirrors are used as optical components for the imaging process, due to the lack of availability of suitable translucent refractive materials. The use of faceted mirror arrangements with a multiplicity of mirror elements (for example in the form of a field facet mirror or a pupil facet mirror) is also known in particular in the illumination device.
Grundsätzlich besteht bei solchen Spiegeln oder Spiegelanordnungen in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage der Bedarf nach einer Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion, insbesondere hinsichtlich einer etwaigen Abnahme der Reflektivität. Hierzu ist der Einsatz von Sensoranordnungen zur Messung der Beleuchtungsstärke bzw. Intensität in dem betreffenden optischen System bekannt, wobei z.B. aus dem Verhältnis der Intensitätsmesswerte, welche bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung vor bzw. nach einem Spiegel oder einem Spiegelelement erhalten werden, auf die Funktionsfähigkeit bzw. Reflektivität des betreffenden optischen Elements geschlossen wird. Basically, there is a need in such a mirror or mirror arrangements in a microlithographic projection exposure apparatus to monitor the proper functioning, in particular with regard to a possible decrease in the reflectivity. For this purpose, the use of sensor arrangements for measuring the illuminance or intensity in the relevant optical system is known, wherein e.g. From the ratio of the intensity measured values, which are obtained with respect to the light propagation direction before or after a mirror or a mirror element, the functionality or reflectivity of the relevant optical element is concluded.
Solche Sensoranordnungen basieren typischerweise auf einer Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit einem Detektormaterial, wobei diese Wechselwirkung z.B. bei einer diodenbasierten Ausgestaltung der Sensoranordnung in der Erzeugung eines intensitätsabhängigen Photostroms, im Falle der ebenfalls möglichen Realisierung der Sensoranordnung in Form sogenannter Quantenkonverter auch in der intensitätsabhängigen Erzeugung von elektromagnetischer Sekundärstrahlung, bestehen kann.Such sensor arrays are typically based on an interaction of the electromagnetic radiation with a detector material, this interaction being e.g. in a diode-based embodiment of the sensor arrangement in the generation of an intensity-dependent photocurrent, in the case of also possible realization of the sensor array in the form of so-called quantum converter in the intensity-dependent generation of electromagnetic secondary radiation may exist.
Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist jedoch, dass die eingesetzten Sensor- bzw. Detektormaterialien sich ihrerseits über die Lebensdauer als instabil erweisen können, was in einer entsprechenden Änderung der Photosensitivität der Sensoranordnung über die Lebensdauer zum Ausdruck kommt. Ursache hierfür sind insbesondere die in einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage infolge der kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung hervorgerufenen Strahlenschäden, welche z.B. durch das Aufbrechen chemischer Bindungen oder die Erzeugung von Kristalldefekten (die ihrerseits gegebenenfalls eine unerwünschte Absorptionswirkung aufweisen können) bewirkt werden. A problem that arises in practice, however, is that the sensor or detector materials used can in turn prove to be unstable over the lifetime, which is reflected in a corresponding change in the photosensitivity of the sensor arrangement over the lifetime. This is due, in particular, to radiation damage caused by short-wave electromagnetic radiation in a projection exposure apparatus designed for operation in the EUV, which radiation is e.g. by the breaking of chemical bonds or the generation of crystal defects (which in turn may possibly have an undesirable absorption effect).
Das vorstehend beschriebene Problem besteht grundsätzlich bei allen Festkörper-basierten Detektorsystemen und ist bei den sogenannten Standard-Materialien wie z.B. Silizium (Si) deutlich ausgeprägt, z.B. bei diodenbasierter, auf dem Vorhandensein einer Raumladungszone (z.B. in einer Schottky-Diode) basierender Ausgestaltung der Sensoranordnung oder auch bei Realisierung der Sensoranordnung in Form sogenannter Quantenkonverter. Bei letzteren wird der Effekt ausgenutzt, dass die zu detektierende elektromagnetische Strahlung Elektronen aus dem Valenzband (bzw. einer inneren Elektronenschale) herausschlägt mit der Folge, dass ein hierdurch bewirkter Elektronenübergang vom Leitungsband in das Valenzband (bzw. zwischen zwei Elektronenschalen) zur Emission von Sekundärstrahlung führt. Während bei der zuerst genannten, diodenbasierten bzw. auf der Erzeugung eines elektrischen Photostroms beruhenden Ausgestaltung der Sensoranordnung die durch die kurzwellige EUV-Strahlung erzeugten Defekte als Störstellen wirken, die den elektrischen Stromfluss beeinträchtigen, kann in der „Quantenkonverter-Ausführung“ die entsprechende Sekundärstrahlung durch die besagten Defekte wieder eingefangen bzw. absorbiert werden mit der Folge, dass eine anschließende Detektion dieser Sekundärstrahlung nicht mehr möglich ist. The above-described problem basically exists in all solid-state based detector systems and is common to the so-called standard materials such as e.g. Silicon (Si) is pronounced, e.g. in the case of diode-based configuration of the sensor arrangement based on the presence of a space charge zone (for example in a Schottky diode) or else in the case of realization of the sensor arrangement in the form of so-called quantum converters. In the latter case, the effect is exploited that the electromagnetic radiation to be detected ejects electrons from the valence band (or an inner electron shell), with the result that an electron transfer from the conduction band into the valence band (or between two electron shells) causes secondary radiation leads. While in the first-mentioned, diode-based or based on the generation of an electric photocurrent configuration of the sensor arrangement, the defects generated by the short-wave EUV radiation act as impurities that affect the electrical current flow, in the "quantum converter design" the corresponding secondary radiation the said defects are recaptured or absorbed with the result that a subsequent detection of this secondary radiation is no longer possible.
Im Ergebnis führen die vorstehend beschriebenen Probleme in der Praxis dazu, dass aus den durch die jeweilige Messanordnung gelieferten Ergebnissen nicht zweifelsfrei auf einen Funktionsausfall der zu überwachenden optischen Komponente (z.B. eines Spiegelelements eines Feld- oder Pupillenfacettenspiegels) geschlossen werden kann, da z.B. eine bei der Messung festgestellte Änderung auch auf einer strahlungsbedingten Schädigung des Detektormaterials in der Mess- bzw. Detektoranordnung selbst beruhen kann. As a result, the problems described above lead in practice to the fact that the results provided by the respective measuring arrangement can not conclusively state a functional failure of the optical component to be monitored (eg a mirror element of a field or pupil facet mirror), since, for example, one in the Measurement detected change can also be based on a radiation-induced damage to the detector material in the measurement or detector arrangement itself.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einem optischen System bereitzustellen, wobei unerwünschte strahlungsinduzierte Veränderungen der Messeigenschaften über die Lebensdauer hinweg vermieden bzw. im Vergleich zu Standard-Materialien wie z.B. Silizium (Si) wesentlich reduziert werden. It is an object of the present invention to provide an arrangement and method for measuring the intensity of electromagnetic radiation in an optical system while avoiding unwanted radiation-induced changes in measurement characteristics over the lifetime or compared to standard materials such as e.g. Silicon (Si) can be significantly reduced.
Diese Aufgabe wird durch die Anordnung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. das Verfahren gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst. This object is achieved by the arrangement according to the features of the
Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einem optischen System, wobei das optische System für eine Arbeitswellenlänge kleiner als 100nm ausgelegt ist, weist ein Detektormaterial auf, wobei die Messung der Intensität auf Basis einer Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit diesem Detektormaterial erfolgt, und wobei das Detektormaterial ein Gruppe-III-Nitrid aufweist.An inventive arrangement for measuring the intensity of electromagnetic radiation in an optical system, wherein the optical system is designed for a working wavelength less than 100nm, comprises a detector material, wherein the measurement of the intensity is based on an interaction of the electromagnetic radiation with this detector material, and wherein the detector material comprises a group III nitride.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, in einer Anordnung bzw. einem Verfahren zur Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage das „Detektormaterial“, welches je nach Messprinzip zur Erzeugung eines Photostroms oder zur Erzeugung von Sekundärstrahlung eingesetzt wird, aus einem Gruppe-III-Nitrid (d.h. einem Nitrid, welches eines oder mehrere Elemente der dritten Hauptgruppe im Periodensystem aufweist), wie z.B. Galliumnitrid (GaN), Aluminiumnitrid (AlN) oder Bornitrid (BN), zu bilden. The invention is based in particular on the concept, in an arrangement or a method for measuring the intensity of electromagnetic radiation in a designed for operation in EUV microlithographic projection exposure apparatus or a mask inspection system, the "detector material", which depending on the measurement principle for generating a photocurrent or for generating of secondary radiation is used, from a group III nitride (ie, a nitride having one or more elements of the third main group in the periodic table), such as Gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN) or boron nitride (BN).
Dabei geht die Erfindung u.a. von der Überlegung aus, dass ein Material wie z.B. Galliumnitrid (GaN) aufgrund der vergleichsweise hohen Bindungsenergie bzw. der (beispielsweise im Vergleich zu amorphem Silizium) hohen energetischen Barriere gegenüber der Verschiebung eines Atoms aus seiner Gitterposition („Atomic Displacement Energy“) relativ unempfindlich gegenüber elektromagnetischer Bestrahlung ist und somit eine entsprechend hohe Strahlungsresistenz aufweist, was wiederum beim erfindungsgemäßen Einsatz als Detektormaterial in Verbindung mit elektromagnetischer EUV-Strahlung vorteilhaft ausgenutzt werden kann. The invention is u.a. from the consideration that a material such as e.g. Gallium nitride (GaN) due to the relatively high binding energy or the (for example compared to amorphous silicon) high energy barrier to the displacement of an atom from its grid position ("Atomic Displacement Energy") is relatively insensitive to electromagnetic radiation and thus a correspondingly high radiation resistance which, in turn, can advantageously be utilized in the inventive use as a detector material in conjunction with electromagnetic EUV radiation.
Konkret beträgt die Bindungsenergie für Silizium etwa 3.6eV, für amorphes Silizium (a-Si) etwa 4eV bis 4.8eV, für Galliumnitrid (GaN) etwa 8.9eV und für Aluminiumnitrid (AlN) etwa 11.5eV. Mit solchen Gruppe-III-Nitriden durchgeführte Bestrahlungsexperimente mit Ionen, Elektronen etc. haben bereits eine im Vergleich zu herkömmlichen Detektormaterialien höhere Stabilität ergeben. Specifically, the bonding energy for silicon is about 3.6eV, for amorphous silicon (a-Si) about 4eV to 4.8eV, for gallium nitride (GaN) about 8.9eV and for aluminum nitride (AlN) about 11.5eV. Irradiation experiments with ions, electrons, etc., carried out with such group III nitrides have already resulted in higher stability compared to conventional detector materials.
Bei dem Gruppe-III-Nitrid kann es sich insbesondere um eine binäre oder eine ternäre Verbindung handeln. Gemäß einer Ausführungsform ist das Gruppe-III-Nitrid aus der Gruppe ausgewählt, die Galliumnitrid (GaN), Aluminiumnitrid (AlN), Bornitrid (BN) und Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) enthält.The group III nitride may in particular be a binary or a ternary compound. In one embodiment, the group III nitride is selected from the group consisting of gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), and aluminum gallium nitride (AlGaN).
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit dem Detektormaterial die Erzeugung eines Photostroms. Dieser Photostrom kann insbesondere in einer Raumladungszone erzeugt werden, welche eine Dicke im Bereich von 20 nm bis 40 nm besitzt.According to one embodiment, the interaction of the electromagnetic radiation with the detector material comprises the generation of a photocurrent. This photocurrent can be generated in particular in a space charge zone which has a thickness in the range of 20 nm to 40 nm.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Anordnung ferner auf dieser Raumladungszone eine Deckschicht aus elektrisch leitfähigem Material auf. Diese Deckschicht kann insbesondere eine Dicke im Bereich von 2nm bis 10nm aufweisen, damit ein absorptionsbedingter Verlust von EUV-Strahlung vor deren Eintritt in die jeweilige, durch die Raumladungszone gebildete „Detektionszone“ möglichst gering gehalten wird. Des Weiteren kann die Deckschicht zur Minimierung der Absorption porös ausgestaltet sein.According to one embodiment, the arrangement further comprises a cover layer of electrically conductive material on this space charge zone. This cover layer may in particular have a thickness in the range from 2 nm to 10 nm, so that an absorption-related loss of EUV radiation prior to its entry into the respective "detection zone" formed by the space charge zone is kept as low as possible. Furthermore, the cover layer may be made porous to minimize absorption.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit dem Detektormaterial die Erzeugung von elektromagnetischer Sekundärstrahlung.According to a further embodiment, the interaction of the electromagnetic radiation with the detector material comprises the generation of electromagnetic secondary radiation.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Projektionsbelichtungsanlage für eine Arbeitswellenlänge kleiner als 30nm, insbesondere kleiner als 15nm, ausgelegt.According to one embodiment, the projection exposure apparatus is designed for a working wavelength smaller than 30 nm, in particular smaller than 15 nm.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Messung der Intensität elektromagnetischer Strahlung in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Projektionsbelichtungsanlage für eine Arbeitswellenlänge kleiner als 100nm ausgelegt ist,
- – wobei die Messung der Intensität auf Basis einer Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit einem Detektormaterial erfolgt; und
- – wobei das Detektormaterial ein Gruppe-III-Nitrid aufweist.
- - Wherein the measurement of the intensity is based on an interaction of the electromagnetic radiation with a detector material; and
- - wherein the detector material comprises a group III nitride.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit dem Detektormaterial die Erzeugung eines Photostroms.According to an embodiment of the method, the interaction of the electromagnetic radiation with the detector material comprises the generation of a photocurrent.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit dem Detektormaterial die Erzeugung von elektromagnetischer Sekundärstrahlung.According to a further embodiment of the method, the interaction of the electromagnetic radiation with the detector material comprises the generation of electromagnetic secondary radiation.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner die Schritte auf:
- – Ermitteln der Intensitätswerte dieser Sekundärstrahlung für wenigstens zwei voneinander verschiedene Wellenlängen; und
- – Abschätzen einer strahlungsbedingten Alterung bzw. Degradation des Detektormaterials auf Basis eines Vergleichs dieser Intensitätswerte.
- Determining the intensity values of this secondary radiation for at least two mutually different wavelengths; and
- Estimation of a radiation-induced aging or degradation of the detector material on the basis of a comparison of these intensity values.
Gemäß diesem Aspekt werden somit die Intensitäten der Sekundärstrahlung bei zwei voneinander verschiedenen Wellenlängen miteinander verglichen, wobei es sich vorzugsweise bei der einen dieser Wellenlängen um die „Hauptemissionslinie“ (z.B. Bandkantenlumineszenz) handelt und die andere dieser Wellenlängen so gewählt wird, dass bei dieser Wellenlänge Defekte zur Lumineszenz beitragen (z.B. bei 0.1 eV unterhalb der Bandkantenlumineszenz).Thus, according to this aspect, the intensities of the secondary radiation are compared at two mutually different wavelengths, preferably one of these wavelengths being the "main emission line" (eg, band edge luminescence) and the other of these wavelengths chosen to be defective at that wavelength contribute to the luminescence (eg at 0.1 eV below the band edge luminescence).
Das Gruppe-III-Nitrid für das erfindungsgemäße Detektormaterial kann z.B. durch Kristallwachstumsverfahren (z.B. MBE, MOCVD, HVPE) hergestellt werden. The group III nitride for the detector material of the invention may be e.g. by crystal growth methods (e.g., MBE, MOCVD, HVPE).
Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder Projektionsobjektiv, wobei das optische System wenigstens eine Anordnung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist.The invention further relates to an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, in particular an illumination device or projection objective, wherein the optical system has at least one arrangement with the features described above.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
In weiteren Ausführungsformen können auch geeignete Dotierprofile gewählt werden, um eine möglichst große Raumladungszone (30–40 nm) zu erreichen. Hierbei ist die Raumladungszone vorzugsweise nahezu undotiert, wobei daran anschließend sofort eine hohe Dotierkonzentration für eine Ladungsträgerdichte z.B. von n = 1019cm–3 eingestellt werden kann. Hierdurch kann eine weite Raumladungszone erhalten werden, von deren Grenzen die erzeugten Ladungsträger gut abgeführt werden können.In further embodiments, suitable doping profiles can also be selected in order to achieve the largest possible space charge zone (30-40 nm). In this case, the space charge zone is preferably almost undoped, wherein immediately afterwards a high doping concentration can be set for a charge carrier density of, for example, n = 10 19 cm -3 . In this way, a wide space charge zone can be obtained, from the limits of which the charge carriers generated can be dissipated well.
Im Ausführungsbeispiel von
Grundsätzlich werden in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die jeweiligen Dicken so gewählt, dass ein unerwünschter „Verlust“ von EUV-Strahlung infolge Absorption minimiert wird. Insbesondere ist dafür Sorge zu tragen, dass ein möglichst geringer Verlust an EUV-Strahlung auftritt, bevor die EUV-Strahlung in die jeweilige „Detektionszone“ gelangt, wobei letztere jeweils durch die Raumladungszone gebildet ist. Hierzu wird einerseits die jeweils „inaktive“ Deckschicht (z.B. die Metallschicht
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die besagte, jeweils „inaktive“ Deckschicht zur Minimierung der Absorption auch porös mit dennoch guter elektrischer Leitfähigkeit (z.B. als poröse Metallschicht) ausgestaltet sein.In other embodiments, the said "inactive" capping layer may also be porous with still good electrical conductivity (e.g., as a porous metal layer) to minimize absorption.
Zugleich sind die jeweiligen Ausführungsformen derart ausgelegt, dass eine möglichst große Raumladungszone (z.B. mit einer Breite im Bereich von 20 bis 40 nm) erzeugt wird. Hierzu kann insbesondere auch ein undotierter Bereich zur Vergrößerung der Raumladungszone hinzugefügt werden. Im Ergebnis kann eine Absorption im Bereich der Raumladungszone von mehr als 50% erzielt werden.
Die Wellenlänge der Sekundärstrahlung bzw. des Lumineszenzlichtes ist abhängig von der Wahl des Gruppe III-Nitrids, wobei die Bandlücke beispielsweise für Indiumnitrid (InN) bei 0.7 eV, für Galliumnitrid (GaN) bei 3.4 eV und für Aluminiumnitrid (AlN) bei 6.1 eV liegt. Des Weiteren kann durch Legierung des jeweiligen Materials, z.B. zu Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN), die Bandlücke und damit die Wellenlänge des Lumineszenzlichtes kontinuierlich durchgestimmt werden. Die Messung der Bandkantenlumineszenz kann im Falle von Galliumnitrid (GaN) z.B. mit einer Photodiode durchgeführt werden, welche „blind“ für Energien unterhalb 3.35 eV ist.The wavelength of the secondary radiation or of the luminescent light depends on the choice of the group III nitride, the band gap for example for indium nitride (InN) at 0.7 eV, for gallium nitride (GaN) at 3.4 eV and for aluminum nitride (AlN) at 6.1 eV , Furthermore, by alloying the respective material, e.g. to aluminum gallium nitride (AlGaN), the band gap and thus the wavelength of the luminescent light are continuously tuned. The measurement of band edge luminescence can be carried out in the case of gallium nitride (GaN) e.g. be performed with a photodiode, which is "blind" for energies below 3.35 eV.
In Ausführungsformen der Erfindung kann auch die Alterung/Degradierung des jeweils verwendeten Detektormaterials überwacht werden, indem z.B. im Falle von Galliumnitrid (GaN) die Sekundärstrahlung bzw. das Lumineszenzlichtes sowohl bei einer Energie von 3.4 eV als auch bei einer Energie von 3.3 eV gemessen wird, wobei das Verhältnis der entsprechenden Messwerte sensitiv auf Kristalldefekte ist. In embodiments of the invention, the aging / degradation of the particular detector material used can also be monitored by e.g. In the case of gallium nitride (GaN), the secondary radiation or the luminescent light is measured both at an energy of 3.4 eV and at an energy of 3.3 eV, the ratio of the corresponding measured values being sensitive to crystal defects.
Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass die Erzeugung von Kristalldefekten auch zu einer Änderung der elektronischen Zustandsdichte führt, insbesondere in der Nähe der Bandkante, was wiederum zu „Ausläufern“ der Bandkante führt. Ursache hierfür sind z.B. Abweichungen der atomaren Bindungslängen oder auch von Bindungswinkeln. Dieser Effekt führt dazu, dass unterhalb der Bandlücke Egap die Absorption bzw. Emission eine exponentielle Abhängigkeit von der Energie E zeigt (auch „Urbach tail“ genannt), wobei der Exponent („Urbach-Energie E0“) sensitiv für die Defektdichte ist. Der Absorptionskoeffizient bzw. Emissionskoeffizient ist hierbei proportional zu exp((E-Egap)/E0) (vgl. hierzu die Publikation
Im Ausführungsbeispiel von
In
In einer weiteren Konfiguration kann gemäß
In einer weiteren, in
Quantitativ kann die gemäß der Erfindung durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielte vergrößerte Strahlungsresistenz so beschrieben werden, dass die Lebensdauer der Messanordnung im Vergleich zu einem analog aufgebauten Silizium-basierten Sensor wenigstens um den Faktor 3 erhöht wird. Dabei kann zur Definition der „Lebensdauer“ z.B. das Kriterium zugrundegelegt werden, dass zum Ende der Lebensdauer die Quanteneffizienz bzw. der Photostrom nur noch 10% des anfänglichen Wertes beträgt.Quantitatively, the increased radiation resistance achieved according to the invention by the embodiments described above can be described such that the lifetime of the measuring arrangement is increased by at least a factor of 3 compared to an analogously constructed silicon-based sensor. In this case, to define the "lifetime", e.g. the criterion that at the end of the life of the quantum efficiency or the photocurrent is only 10% of the initial value.
Gemäß
Die erfindungsgemäße Anordnung kann grundsätzlich an beliebigen geeigneten Positionen in der Beleuchtungseinrichtung oder dem Projektionsobjektiv eingesetzt werden, wobei jeweils Positionen gewählt werden, die zwar im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage beleuchtet werden können, in denen sich jedoch keine optische Komponente der Projektionsbelichtungsanlage befindet. Geeignet ist z.B. die Platzierung anstelle eines Spiegelelements bzw. Mikrospiegels des Feldfacettenspiegels
In Ausführungsformen kann im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage auch eine Auskopplung von EUV-Strahlung auf ein separates System bzw. –Modul, welches eine erfindungsgemäße Anordnung aufweist, erfolgen. In weiteren Ausführungsformen kann auch eine z.B. rasterförmige Anordnung bzw. ein Array aus einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Anordnungen eingesetzt werden, um die Beleuchtungsstärke bzw. Intensität in einem größeren Bereich zu vermessen. Ferner kann ein Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung grundsätzlich auch im Projektionsobjektiv erfolgen, wobei lediglich beispielhaft eine erfindungsgemäße Anordnung einschwenkbar zur Messung der Beleuchtungsstärke bzw. Intensität auf Wafer-Ebene vorgesehen sein kann.In embodiments, during operation of the projection exposure apparatus, it is also possible to decouple EUV radiation onto a separate system or module having an arrangement according to the invention. In other embodiments, an e.g. grid-like arrangement or an array of a plurality of arrangements according to the invention are used to measure the illuminance or intensity in a larger area. In addition, use of the arrangement according to the invention can in principle also take place in the projection objective, wherein only an example of an arrangement according to the invention can be pivoted in to measure the illuminance or intensity at the wafer level.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.Although the invention has also been described with reference to specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will be apparent to those skilled in the art, eg, by combining and / or replacing features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments of the present invention are included, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |