DE102015209219A1

DE102015209219A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung einer Oberfläche einer Maske

Info

Publication number: DE102015209219A1
Application number: DE102015209219.4A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Hofmann; Michael Budach; Klaus Edinger; Pawel Szych; Gabriel Baralia
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-11-24
Also published as: US20160341763A1; JP2016218066A; US9910065B2; TWI721984B; JP6947493B2; KR102434166B1; KR20160137389A; TW201704754A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Untersuchung einer Oberfläche eines Testobjekts, wie beispielsweise einer Lithographiemaske. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche einer Maske eine Sonde auf, die mit der Oberfläche der Maske wechselwirkt, sowie eine Messvorrichtung zum Ermitteln eines Referenzabstandes der Maske von einem Bezugspunkt, wobei die Messvorrichtung den Referenzabstand der Maske in einem Messbereich der Maske misst, welcher nicht auf der Oberfläche der Maske angeordnet ist.

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Untersuchung einer Oberfläche eines Testobjekts, wie beispielsweise einer Lithographiemaske.
2. Stand der Technik
Moderne mikroskopische Verfahren wie beispielsweise die Rasterkraftmikroskopie oder Rastertunnelmikroskopie erlauben die Untersuchung von Oberflächen von Testobjekten mit einer Genauigkeit im Nanometerbereich.
Ein Problem bei Oberflächenuntersuchungen bei solchen Skalen besteht jedoch darin, dass die dafür eingesetzten Vorrichtungen externen Störungen ausgesetzt sein können, welche die zur Untersuchung eingesetzten Mikroskopiesonden derart stark beeinflussen und stören können, dass die erwünschte Messgenauigkeit nicht mehr erreicht werden kann.
Um diesem Problem Abhilfe zu schaffen, wird beispielsweise in der US 2006/0033024 A1 und der Veröffentlichung A. W. Sparks und S. R. Manalis, „Atomic force microscopy with inherent disturbance suppression for nanostructure imaging", Nanotechnology 17 (2006), S. 1574–1579, 21.02.2006, doi:10.1088/0957-4484/17/6/007 ein Rastersondenmikroskop mit der Fähigkeit zur inhärenten Unterdrückung von Störungen beschrieben. Eine Vorrichtung zum Messen einer Eigenschaft einer Oberfläche eines Testobjekts mithilfe der Rastersondenmikroskopie umfasst eine lokalisierte Sonde, welche die Eigenschaft der Oberfläche erfasst, und einen delokalisierten Sensor, welcher mechanisch an die lokalisierte Sonde gekoppelt und neben dieser angeordnet ist. Dieser Aufbau erlaubt, dass die Anfälligkeit des Rastersondenmikroskops gegenüber Störungen herabgesetzt werden kann.
Die Veröffentlichung G. Schitter und A. Stemmer, „Eliminating mechanical perturbations in scanning probe microscopy", Nanotechnology 13 (2002), S. 663 ff., 20.09.2002, doi:10.1088/0957-4484/13/5/324 offenbart ein Verfahren zum Entfernen mechanischer Vibrationen in Rastersondenmikroskopen durch Erfassen der Vibrationen mit einem Abstandssensor und nachträglichem Entfernen der Vibrationen aus dem gemessenen Topologie-Signal.
Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtung ist jedoch, dass der delokalisierte (Abstands-)Sensor stets neben der Sonde angeordnet ist, welche zur eigentlichen Vermessung der Topographie der Testoberfläche verwendet wird. Daher vermessen der Sensor und die Sonde unterschiedliche Bereiche oder Punkte der Testoberfläche, was zu Ungenauigkeiten beim Herausrechnen oder Unterdrücken der mechanischen Störungen führen kann. Baulich bedingt kann der Sensor jedoch nicht beliebig nahe an die Sonde herangerückt werden.
Außerdem kann es vorkommen, dass beispielsweise der Messbereich des Sensors über den Rand der Testoberfläche hinaus verfahren wird, während die Sonde noch die Testoberfläche vermisst, oder umgekehrt. Dies bedeutet, dass mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtung nicht die gesamte Testoberfläche eines Testobjekts vermessen werden kann und dass stets ein Randstreifen der Oberfläche verbleibt, der nicht gleichzeitig mit dem Sensor und der Sonde erfasst werden kann. In diesem Randstreifenbereich kann also keine direkte Kompensation der mechanischen Störungen erfolgen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zur Untersuchung von Oberflächeneigenschaften eines Testobjekts wie beispielsweise einer Lithographiemaske zur Verfügung zu stellen, welche eine höhere Messgenauigkeit erlauben und zudem die Kompensation externer mechanischer Störungen über möglichst große Bereiche der Testoberfläche hinweg ermöglichen.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird zumindest teilweise gelöst durch eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche einer Maske gemäß Anspruch 1. In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sonde auf, die mit der Oberfläche der Maske wechselwirkt, sowie eine Messvorrichtung zum Ermitteln eines Referenzabstandes der Maske von einem Bezugspunkt, wobei die Messvorrichtung den Referenzabstand der Maske in einem Messbereich der Maske misst, welcher nicht auf der Oberfläche der Maske angeordnet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel liegt der Messbereich also nicht auf derjenigen Oberfläche der Maske, die von der Sonde untersucht wird. Der Messbereich liegt vielmehr auf einer anderen Oberfläche der Maske, beispielsweise auf einer der untersuchten Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche der Maske.
Die Wechselwirkung der Sonde mit der Oberfläche kann dabei zum Beispiel durch eine Kraft charakterisiert sein oder durch einen Tunnelstrom. Beispielsweise kann die Wechselwirkung der Sonde mit der Oberfläche auf van-der-Waals Kräften zwischen der Sonde und der Oberfläche beruhen oder solche Kräfte umfassen. Weitere Wechselwirkungsmöglichkeiten sind dem Fachmann bekannt.
Durch die Kombination des Messsignals der Sonde und des gemessenen Referenzabstandes der Maske von dem Bezugspunkt können dabei die bei der Untersuchung der Oberfläche eigentlich interessierenden Merkmale der Oberfläche von Effekten getrennt werden, die durch externe Störungen, welche auf die Vorrichtung einwirken, bedingt werden. Eine beispielshafte Verfahrensweise, dies zu bewerkstelligen, ist in der oben bereits genannten Publikation „Atomic force microscopy with inherent disturbance suppression for nanostructure imaging“ von A. W. Sparks und S. R. Manalis beschrieben.
Da die Messvorrichtung den Referenzabstand der Maske in einem Messbereich der Maske misst, welcher nicht auf derjenigen Oberfläche der Maske angeordnet ist, welche die zu untersuchenden Strukturen und Eigenschaften trägt und die von der Sonde vermessen wird, kann die Messvorrichtung so positioniert werden, dass die Kompensation externer Störungen optimiert wird, ohne dass die Anordnung der Messvorrichtung die gewünschte Anordnung der Sonde behindert oder umgekehrt.
Der Messbereich kann beispielsweise auf einer der Oberfläche abgewandten Seite der Maske angeordnet sein.
Beispielsweise kann die Sonde zur Untersuchung einer oben liegenden Oberfläche der Maske verwendet werden, während der Messbereich der Messvorrichtung auf einer unten liegenden Oberfläche der Maske angeordnet ist, oder umgekehrt. Für den Fall, dass die Sonde und die Messvorrichtung auf gegenüberliegenden Oberflächen der Maske messen, ergibt sich eine besonders große bauliche Freiheit bezüglich der Anordnung der Sonde und der Messvorrichtung.
Liegt die Maske während der Untersuchung beispielsweise auf einem ggf. verfahrbaren Auflegetisch auf (s. unten), kann der Auflegetisch eine Messung „von unten“ z.B. dadurch erlauben, dass er aus einem transparenten Material besteht (ggf. mit bekanntem Brechungsindex) und so eine optische Abstandsmessung durch ihn hindurch erlaubt. Oder der Auflegetisch ist als eine Art Rahmen ausgebildet, der in den zu untersuchenden Bereichen der Maske Aussparungen aufweist, durch die hindurch der Abstand gemessen werden kann. Weitere Möglichkeiten erschießen sich dem Fachmann aus seinem Fachwissen.
Der Messbereich und ein Messpunkt der Sonde können sich insbesondere auf verschiedenen Seiten der Maske im Wesentlichen gegenüberliegen.
„Im Wesentlichen“ kann hierbei bedeuten, soweit dies bautechnisch genau justiert werden kann und unter Berücksichtigung der Ausdehnung des Messbereichs. Unter der Annahme, dass die externen Störungen nicht zu Schwankungen in der Dicke der zu untersuchenden Maske führen, was sich in der Praxis als ausgezeichnete Näherung herausstellt, kann die Anordnung des Messbereich der Messvorrichtung direkt gegenüber des Messepunktes der Sonde eine besonders gute Kompensation externer Störungen ermöglichen, da Propagationseffekte der Störungen innerhalb der Vorrichtung oder der Maske größtenteils vernachlässigt werden können. Außerdem kann es eine solche Anordnung erlauben, dass (annähernd) die gesamte Oberfläche der Maske untersucht werden kann, da der Fall nicht auftritt, dass beispielsweise die Messvorrichtung bereits über den Rand der Oberfläche der Maske hinaus gefahren ist, während die Sonde noch über der Maske misst.
Der Referenzabstand der Maske von dem Bezugspunkt kann ein über den Messbereich gemittelter Abstand sein. Der Messbereich der Messvorrichtung kann beispielsweise eine Ausdehnung haben, die deutlich größer ist als die Strukturen der Oberfläche, welche mit der Sonde untersucht werden. Hier und im Folgenden wird eine Richtung von der Oberfläche der Maske zur Sonde hin als z-Richtung bezeichnet. Die xy-Ebene, auf welcher die z-Richtung senkrecht steht, kann dabei im Messpunkt der Sonde eine Tangentialebene an die Maske bilden. Für eine ebene Maske kann die xy-Ebene auch im Wesentlichen mit der zu untersuchenden Oberfläche der Maske zusammenfallen, zumindest auf „makroskopischen Skalen“, d.h. auf Skalen, die deutlich größer sind als die Strukturen der Oberflächen, welche mit der Sonde untersucht werden (beispielsweise auf Skalen in µm-Bereich oder mm-Bereich).
Dadurch, dass der Referenzabstand ein gemittelter Abstand ist, ist die Messung des Referenzabstandes besonders sensitiv gegenüber Störungen in z-Richtung, welche das Messergebnis der Oberflächenuntersuchungen in besonders großem Maße negativ beeinflussen können.
Die Messvorrichtung kann nach dem Prinzip der optischen Interferenz und / oder nach dem Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung arbeiten. Solch eine Anordnung kann bautechnisch und kostentechnisch vorteilhaft sein. Zudem können solche Messvorrichtungen gut justiert und kalibriert werden und sie erlauben Messungen im gewünschten Genauigkeitsbereich. Die Messvorrichtung kann auch nach einem anderen, dem Fachmann bekannten Messprinzip arbeiten.
Der Bezugspunkt kann ein Punkt der Messvorrichtung sein. Der Referenzabstand kann also beispielsweise ein Abstand zwischen der Messvorrichtung und der Maske sein. Wird z.B. ein optisches Interferometer als Messvorrichtung verwendet, so kann der Bezugspunkt beispielsweise ein Punkt auf der Austrittslinse des Interferometers sein oder ein Punkt auf dem Sensor des Interferometers oder ein anderer beliebiger Punkt des Interferometers.
Die Messvorrichtung kann mit der Sonde mechanisch so gekoppelt sein, dass eine Bewegung der Sonde relativ zur Maske zu einer Bewegung der Messvorrichtung relativ zur Maske führt.
Eine solche mechanische Kopplung der Sonde mit der Messvorrichtung kann die Genauigkeit der Kompensation von externen Störungen weiter verbessern. Die Kopplung kann dabei starr oder weitestgehend starr sein, so dass die Bewegungen der Sonde und der Messvorrichtung stark korreliert sind. Durch eine sehr starre Kopplung kann beispielsweise erreicht werden, dass die Sonde und die Messvorrichtung auf äußere Störungen durch im Wesentlichen gleiche Bewegungen reagieren. Je nach Grad der Kopplung können dabei aber auch mehr oder weniger starke Zeitverzögerungen zwischen der Bewegung der Sonde und der Bewegung der Messvorrichtung auftreten und / oder die Amplituden der Bewegungen können sich unterscheiden. Dies kann erwünscht sein, beispielsweise um hieraus weitere Informationen über die Natur der Störungen zu erhalten, oder es kann unerwünscht sein, um die Auswertung möglichst einfach zu halten. Je nach Anforderung wird der Fachmann die Kopplung daher passend ausgestalten.
Die Messvorrichtung und die Sonde können beispielsweise als bautechnische Einheit ausgestaltet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs erwähnte, der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe zumindest teilweise durch eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche einer Maske gelöst, die in einer Ausführungsform eine Sonde aufweist, die mit der Oberfläche der Maske wechselwirkt, sowie eine erste Messvorrichtung zum Ermitteln eines ersten Referenzabstandes der Maske von einem ersten Bezugspunkt und eine zweite Messvorrichtung zum Ermitteln eines zweiten Referenzabstandes der Maske von einem zweiten Bezugspunkt.
Durch die Verwendung einer ersten Messvorrichtung und einer zweiten Messvorrichtung kann erreicht werden, dass ein größerer Bereich der Oberfläche der Maske mit der Vorrichtung vermessen werden kann und dass keine oder ein geringeres Maß an Extrapolation in die Randbereiche der Oberfläche vonnöten ist. Beispielsweise können die erste Messvorrichtung und die zweite Messvorrichtung auf unterschiedlichen Seiten der Sonde angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung eine dritte, eine vierte, und ggf. weitere Messvorrichtungen aufweist.
Der erste Bezugspunkt und der zweite Bezugspunkt können auch zusammenfallen. So können beispielsweise die erste Messvorrichtung und die zweite Messvorrichtung von einem gemeinsamen Bezugspunkt aus jeweils einen Referenzabstand zur Maske vermessen, wobei die beiden Messvorrichtungen auf verschiedenen Messbereiche auf der Maske gerichtet sein können.
Es ist möglich, dass ein erster Messbereich der ersten Messvorrichtung und ein zweiter Messbereich der zweiten Messvorrichtung nicht vollständig überlappen.
Dadurch, dass die Messbereiche nicht vollständig überlappen und die beiden Messvorrichtung somit verschiedene Bereiche der Oberfläche der Maske abdecken können, kann wie oben bereits erwähnt erreicht werden, dass in jeder (oder zumindest fast in jeder) Messposition der Sonde zumindest einer der beiden Messbereiche noch die Oberfläche der Maske erfasst. Somit kann ein möglichst großer Bereich der Oberfläche der Maske direkt störungskompensiert untersucht werden und eine Extrapolation, beispielsweise in die Randbereiche der Maske, kann vermieden oder reduziert werden.
Der erste Referenzabstand der Maske von dem ersten Bezugspunkt kann ein über einen ersten Messbereich der ersten Messvorrichtung gemittelter Abstand sein und / oder der zweite Referenzabstand der Maske von dem zweiten Bezugspunkt kann ein über einen zweiten Messbereich der zweiten Messvorrichtung gemittelter Abstand sein. Bezüglich möglicher Ausdehnungen und Formen der Messbereiche wird auf die dementsprechenden Ausführungen weiter oben bei der Diskussion der Messvorrichtung mit einem Messbereich, welcher nicht auf der von der Sonde untersuchten Oberfläche der Maske angeordnet ist, verwiesen, welche auch auf die hier beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar sind.
Die erste Messvorrichtung und / oder die zweite Messvorrichtung können nach dem Prinzip der optischen Interferenz und / oder nach dem Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung arbeiten. Die erste Messvorrichtung und / oder die zweite Messvorrichtung können auch nach einem anderen, dem Fachmann bekannten Messprinzip arbeiten.
Der erste Bezugspunkt kann ein Punkt der ersten Messvorrichtung sein und / oder der zweite Bezugspunkt kann ein Punkt der zweiten Messvorrichtung sein.
Die Sonde kann mit der ersten Messvorrichtung mechanisch so gekoppelt sein, dass eine Bewegung der Sonde relativ zur Maske zu einer Bewegung der ersten Messvorrichtung relativ zur Maske führt und / oder die Sonde kann mit der zweiten Messvorrichtung mechanisch so gekoppelt sein, dass eine Bewegung der Sonde relativ zur Maske zu einer Bewegung der zweiten Messvorrichtung relativ zur Maske führt.
Die erste und die zweite Messvorrichtung können zudem auch mechanisch miteinander gekoppelt sein.
Die erste Messvorrichtung und die Sonde können beispielsweise als bautechnische Einheit ausgebildet sein. Die zweite Messvorrichtung und die Sonde können ebenfalls als bautechnische Einheit ausgebildet sein. Schließlich können auch alle drei Komponenten als bautechnische Einheit ausgebildet sein.
Auf die Vorteile dieser Ausgestaltungsmöglichkeiten wurde bereits oben bei der Diskussion der Messvorrichtung mit einem Messbereich, welcher nicht auf der von der Sonde untersuchten Oberfläche der Maske angeordnet ist, eingegangen, und die dort angestellten Überlegungen können auf die hier diskutierte erste und zweite Messvorrichtung übertragen werden.
Es ist sogar möglich, dass die erste Messvorrichtung und / oder die zweite Messvorrichtung wie die oben beschriebene Messvorrichtung ausgebildet sind, welche einen Referenzabstand der Maske in einem Messbereich der Maske misst, welcher nicht auf der von der Sonde untersuchten Oberfläche der Maske angeordnet ist. Daher können alle im Bezug zu einer solchen Messvorrichtung weiter oben beschriebenen Merkmale auch bei der ersten und / oder zweiten Messvorrichtung Anwendung finden und umgekehrt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs erwähnte, der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe zumindest teilweise durch eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche einer Maske gelöst, die in einer Ausführungsform eine Sonde aufweist, die mit der Oberfläche der Maske wechselwirkt, sowie eine Messvorrichtung zum Ermitteln eines Referenzabstandes der Maske von einem Bezugspunkt und eine Korrelationseinheit, die ausgebildet ist, ein Messsignal der Sonde und ein Messsignal der Messvorrichtung miteinander zu korrelieren.
Es wurde bereits oben erläutert, dass das Einwirken von Störungen auf eine Vorrichtung zur Oberflächenuntersuchung einer Maske im Allgemeinen einen physikalisch komplexen Vorgang darstellt. So werden externe Störungen im Allgemeinen nicht nur in z-Richtung wirken, sondern auch Komponenten in xy-Richtung aufweisen. Zudem werden solche Störungen nur eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit haben, d.h. sie werden durch die Vorrichtung hindurch propagieren und verschiedene Bereiche der Vorrichtung zu verschiedenen Zeiten und mit unterschiedlicher Stärke beeinflussen. Ferner kann der Grad der Kopplung zwischen der Sonde, der Messvorrichtung und ggf. der Maske einen Einfluss darauf haben, wie die Sonde und die Messvorrichtung auf die externen Störungen reagieren und sich relativ zur Maske bewegen. Dies muss gegebenenfalls bei der Auswertung berücksichtigt werden.
Um diesen verschiedenen Einflussfaktoren Rechnung zu tragen, kann eine Korrelationseinheit verwendet werden, die es ermöglicht, beispielsweise die endliche Propagationsgeschwindigkeit, den Einfluss der Kopplung zwischen Sonde und Messvorrichtung oder eine Dämpfung der Störungen bei Durchlaufen der Vorrichtung mit zu berücksichtigen. Eine solche Korrelationseinheit kann es erlauben, deutlich komplexere Störungen zu detektieren und zu modellieren, beispielsweise zeitlich und räumlich aufgelöste Störungen mit Komponenten in alle drei Raumrichtungen, und so eine verbesserte Kompensation der externen Störungen zu erlauben.
Auch kann die verbesserte Modellierung des Einflusses der äußeren Störungen eine verbesserte Extrapolation der Störungskompensation in die Randbereiche der Maske bei Verwendung nur einer einzigen, neben der Sonde angeordneten Messvorrichtung erlauben. Hierdurch kann die Messgenauigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht werden.
Die Korrelationseinheit kann einen Phasenanalysator aufweisen, der ausgestaltet ist, eine Phasendifferenz zwischen dem Messsignal der Sonde und dem Messsignal der Messvorrichtung zu ermitteln.
Durch die Ermittlung einer Phasendifferenz zwischen dem Signal der Sonde und dem Signal der Messvorrichtung kann beispielsweise der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Störungen Rechnung getragen werden. Dies wiederum kann es erlauben, Sonde und Messvorrichtung beabstandet voneinander in der Vorrichtung anzuordnen und dennoch eine gute Kompensation externer Störungen – auch in Randbereichen der Maske – zu erreichen. Dies kann den bautechnischen Aufbau einer solchen Vorrichtung erleichtern.
Die Messvorrichtung der Vorrichtung mit Korrelationseinheit kann als eine wie oben beschriebene Messvorrichtung, welche einen Referenzabstand der Maske in einem Messbereich der Maske misst, welcher nicht auf der von der Sonde vermessenen Oberfläche der Maske angeordnet ist, ausgebildet sein. Alle im Bezug zu einer solchen Messvorrichtung beschriebenen Merkmale können daher auch auf die Messvorrichtung der Vorrichtung mit Korrelationseinheit übertragen werden und umgekehrt.
Die Messvorrichtung der Vorrichtung mit Korrelationseinheit kann zudem als erste Messvorrichtung und / oder zweite Messvorrichtung einer Vorrichtung wie oben beschreiben ausgebildet sein. Hierbei können dann auch mehrere Korrelationseinheiten zum Einsatz kommen. Alle im Bezug zu einer solchen ersten und / oder zweiten Messvorrichtung beschriebenen Merkmale können daher ebenfalls auf die Messvorrichtung der hier beschriebenen Vorrichtung mit Korrelationseinheit übertragen werden und umgekehrt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs erwähnte, der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe zumindest teilweise durch eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche einer Maske gelöst, die in einer Ausführungsform eine Sonde aufweist, die mit der Oberfläche der Maske wechselwirkt, sowie eine Messvorrichtung zum Ermitteln eines Referenzabstandes der Maske von einem Bezugspunkt. Die Messvorrichtung misst den Referenzabstand der Maske dabei in einem Messbereich der Maske, wobei ein Messpunkt der Sonde innerhalb des Messbereichs liegt.
Der zur Ermittlung des Referenzabstandes herangezogene Messbereich auf der Oberfläche der Maske umfasst in dieser Ausführungsform also den Messpunkt der Sonde, sodass eine Störungskompensation zumindest für die „nähere Umgebung“ des Messpunkts der Sonde in dieser Ausführungsform stets ermöglicht wird. Insbesondere kann so vermieden werden, dass der Messbereich der Messvorrichtung bereits vollständig über den Rand der Maske hinausgefahren wurde, während der Messpunkt der Sonde noch über der Maskenoberfläche liegt.
Es ist insbesondere möglich, dass die Messvorrichtung einen Strahlengang aufweist und die Sonde in dem Strahlengang der Messvorrichtung angeordnet ist.
Beispielsweise kann es sich bei der Sonde um einen Kantilever eines Rasterkraftmikroskops handeln. Sind nun der Strahlengang und die Ausdehnung des Messbereichs der Messvorrichtung so gewählt, dass das von dem Kantilever reflektierte Licht bzw. der „Schattenwurf“ des Kantilevers in den Messbereich der Messvorrichtung gegenüber dem von der Maskenoberfläche in dem nicht abgeschatteten Messbereich reflektierten Licht vernachlässigbar ist, so kann trotz Anordnung des Kantilevers innerhalb des Strahlengangs eine genügend hohe Messgenauigkeit hinsichtlich des Referenzabstandes erreicht werden. Die Nennung eines Kantilevers eines Rasterkraftmikroskops ist hierbei lediglich als ein Beispiel aufzufassen und der Fachmann wird erkennen, dass das soeben geschilderte Prinzip auch auf andere Arten von Sonden zur Oberflächenuntersuchung übertragbar ist.
Der Strahlengang der Messvorrichtung kann beispielsweise ein Reflexionselement aufweisen, welches ein kollimiertes Lichtbündel auf den Messbereich abbildet.
Die Abbildung eines kollimierten Lichtbündels auf den Messbereich kann die Messgenauigkeit der Messung des Referenzabstandes erhöhen bzw. die Messung erleichtern.
Sie kann auch ein Mitteln der Messung des Referenzabstandes über den Messbereich hinweg begünstigen. Dir Verwendung eines Reflexionselements kann beispielsweise dazu dienen, Bauraum zu sparen oder anderweitig den Aufbau der Vorrichtung zu erleichtern.
Das Reflexionselement kann beispielsweise als Planspiegel ausgebildet sein. Das Reflexionselement kann auch als Hohlspiegel, insbesondere als Parabolspiegel, ausgebildet sein. Anders geformte Spiegel sind ebenfalls denkbar.
Der Anschauung halber noch einmal auf das Beispiel eines Kantilevers eines Rasterkraftmikroskops zurückgreifend, kann die Verwendung eines Planspiegels, der deutlich größer sein kann als der Kantilever, beispielsweise dazu führen, dass das vom Kantilever reflektierte bzw. abgeblockte Licht gegenüber dem auf die Maskenoberfläche gelangenden und von ihr reflektierten Licht nicht ins Gewicht fällt. Ähnlich kann es sich auch bei Verwendung eines Hohl- oder Parabolspiegels betragen: Ein solcher Spiegel kann das kollimierte Lichtbündel in einem sich verjüngendem Lichtkegel auf den Messbereich auf der Maskenoberfläche abbilden oder sogar fokussieren. Der Durchmesser des Lichtkegels im Bereich des Kantilevers kann dabei ähnlich groß wie beim Planspiegel sein, wodurch die Menge des vom Kantilevers reflektierten oder abgeblockten Lichtes vernachlässigbar sein kann. Dennoch kann eine Fokussierung auf einen Messbereich mit einem kleinen Durchmesser erreicht werden, falls erwünscht, und eine genügen große Lichtmenge auf diesen Messbereich geleitet werden. Je größer beispielsweise der Öffnungswinkel des Lichtkegels ist, desto weniger kann die Abschattung durch den Kantilever ins Gewicht fallen.
Die Messvorrichtung der hier beschriebenen Vorrichtung kann zudem als erste Messvorrichtung und / oder zweite Messvorrichtung einer Vorrichtung wie oben beschreiben ausgebildet sein. Alle im Bezug zu einer solchen ersten und / oder zweiten Messvorrichtung beschriebenen Merkmale können daher ebenfalls auf die Messvorrichtung der hier beschriebenen Vorrichtung übertragen werden und umgekehrt.
Ferner kann die Messvorrichtung der hier beschriebenen Vorrichtung auch als Messvorrichtung einer Vorrichtung mit Korrelationseinheit ausgebildet sein. Alle im Bezug zu einer solchen Messvorrichtung beschriebenen Merkmale können daher ebenfalls auf die Messvorrichtung der hier beschriebenen Vorrichtung übertragen werden und umgekehrt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiter eine Störquelle aufweisen, die ausgestaltet ist, die Vorrichtung steuerbaren Störungen auszusetzten.
Durch das Einbringen steuerbarer Störungen, im Gegensatz zu zufälligen Störungen wie sie während des normalen Betriebs der Vorrichtung auftreten können, kann die Antwort der Vorrichtung auf die steuerbaren Störungen genau untersucht werden und somit eine sehr genaue Kalibrierung der Vorrichtung erreicht werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiter einen Auflegetisch zum Auflegen der Maske aufweisen sowie einen Aktuator, der ausgebildet ist, den Auflegetisch in zumindest eine Richtung zu verschieben.
Als Aktuator kann eine komplexe bautechnische Anordnung verstanden werden, die es erlaubt, den Auflegetisch wie gewollt zu verschieben. Der Aktuator kann dazu eine Mehrzahl von individuellen Komponenten aufweisen. Beispielsweise kann der Aktuator mehrere Piezo-Regler aufweisen, die den Auflegetisch in einer oder mehreren Raumrichtungen verschieben können. Der Aktuator kann beispielsweise ausgestaltet sein, den Auflegetisch derart relativ zur Sonde zu verschieben, dass eine Stärke der Wechselwirkung zwischen der Sonde und der Oberfläche im Wesentlichen konstant gehalten wird. Der Aktuator kann auch ausgestaltet sein, den Auflegetisch so zu verschieben, dass die zu untersuchende Oberfläche von der Sonde gescannt wird.
Beispielsweise kann der Aktuator den Auflegetisch während des Scannens über die Oberfläche derart in z-Richtung verschieben, dass eine Kraft, z.B. eine van-der-Waals Kraft, zwischen der Spitze der Sonde und der untersuchten Oberfläche der Maske konstant bleibt, sodass die Vorrichtung als Rasterkraftmikroskop (atomic force microscope, AFM) betrieben wird. Oder der Aktuator verschiebt den Auflegetisch während des Scannens über die Oberfläche derart in z-Richtung, das ein Tunnelstrom zwischen der Spitze der Sonde und der untersuchten Oberfläche der Maske konstant bleibt, sodass die Vorrichtung als Rastertunnelmikroskop (scanning tunneling microscope, STM) betrieben wird. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass es sich hierbei lediglich um zwei Beispiele handelt. Weitere im Stand der Technik bekannte Möglichkeiten zur Untersuchung einer Maskenoberfläche können ebenfalls Anwendung finden und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier genannten Beispiele beschränkt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch einen Positionsgeber zur Bestimmung einer Position des Auflegetisches innerhalb einer durch den Auflegetisch definierten Ebene aufweisen. Grundsätzlich kann ein solcher Positionsgeber auch eine Position des Auflegetisches innerhalb einer anderen vordefinierten Ebene liefern.
Beispielsweise können als Positionsgeber ein oder mehrere optische Interferometer und / oder kapazitive Abstandsmesser verwendet werden, um die Position des Auflegetisches innerhalb der oben diskutierten xy-Ebene (oder einer anderen vordefinierten Ebene) zu ermitteln. Dies kann dazu beitragen, auch Komponenten der externen Störungen, welche senkrecht zur z-Richtung wirken, besser zu erfassen und aus der Messung oder den Messergebnissen zu eliminieren. Somit kann ein solcher Positionsgeber die erreichbare Messgenauigkeit der Vorrichtung weiter erhöhen.
Alternativ oder zusätzlich zu einem verschiebbaren Auflegetisch kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verschiebeeinheit aufweisen, die ausgebildet ist, die Sonde in zumindest eine Richtung zu verschieben. Die Verschiebeeinheit kann beispielsweise ausgestaltet sein, die Sonde derart zu verschieben, dass eine Stärke der Wechselwirkung zwischen der Sonde und der Oberfläche der Maske im Wesentlichen konstant gehalten wird, analog zu den entsprechenden Ausführungen hierzu bei der Beschreibung des verschiebbaren Auflegetisches weiter oben. Die Verschiebeeinheit kann auch dazu dienen, die Sonde in der Maskenebene zu verschieben um somit die zu untersuchende Oberfläche zu scannen.
Generell gelten für die Verschiebeeinheit dieselben Aussagen wie für den Aktuator zum Verschieben des Auflegetisches. So kann die Verschiebeeinheit beispielsweise einen oder mehrere Piezo-Regler aufweisen, welche die Sonde in einer oder mehreren Raumrichtungen verschieben können.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch einen Sondenpositionsgeber zur Bestimmung einer Position der Sonde innerhalb einer vordefinierten Ebene aufweisen.
Beispielsweise kann der Sondenpositionsgeber eine Position der Sonde innerhalb einer durch den Auflegetisch definierten Ebene oder einer durch die Oberfläche der Maske definierten Ebene liefern. Auch hierbei können beispielsweise ein oder mehrere optische Interferometer und / oder kapazitive Abstandsmesser verwendet werden.
Das Verschieben des Auflegetisches und das Verschieben der Sonde stellen also zwei mögliche Betriebsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, die jeweils alleine oder aber auch in Kombination miteinander eingesetzt werden können.
Für den Fall, dass die Sonde aktiv verschoben wird, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner so ausgestaltet sein, dass die Messvorrichtung bzw. die erste und / oder zweite Messvorrichtung den Verschiebungen der Sonde folgt, sie also zusammen mit der Sonde verschoben wird. Hierzu kann beispielsweise eine starre mechanische Kopplung zwischen der Sonde und der jeweiligen Messvorrichtung (s. oben) vorliegen. Die Sonde und die jeweilige Messvorrichtung können beispielsweise als bautechnische Einheit ausgebildet sein.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann zudem ausgebildet sein, um durch ein Verfahren des Auflegetisches und / oder ein Verfahren der Sonde entlang einer vorbestimmten Abfolge von Bewegungen kalibriert zu werden.
Durch das Verfahren des Auflegetisches und / oder der Sonde entlang einer vorbestimmten Abfolge von Bewegungen kann insbesondere eine Maßstabsbestimmung aller in der Vorrichtung vorhandenen Sensoren, Sonden und Messvorrichtung erfolgen und die Maßstäbe dieser Bauteile können zueinander nominiert werden. Unterbleibt eine solche Normierung könnten beispielsweise Artefakte in den Messergebnissen auftauchen, die wie eine externe Störung erscheinen, jedoch auf unterschiedlichen Messmaßstäben der Bauteile beruhen.
Zur Kalibrierung ist es ferner auch möglich, die Scangröße der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Null zu stellen, d.h. die Spitze der Sonde bleibt an einer bestimmten Stelle stehen, wobei alle anderen Betriebsparameter so gewählt werden, wie bei der späteren Bildaufnahme. Hieraus kann man Daten erhalten, welche lediglich (oder zumindest in überwiegendem Maße) die Störungen abbilden. Nachfolgend können ein oder mehrere Anpassungsparameter so optimiert werden, dass die mit diesen Parameteranpassungen korrigierten Daten frei von Störungen sind. Ein solches Vorgehen könnte z.B. vor jeder Bildaufnahme durchgeführt werden, um die Messgenauigkeit weiter zu verbessern.
Das Verfahren des Auflegetisches und / oder der Sonde entlang einer vordefinierten Bewegungsabfolge und die Bestimmung solcher Anpassungsparameter können alternativ oder in Kombination miteinander Anwendung finden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Kompensationseinheit zur Kompensation externer Störungen durch Beaufschlagen eines Signals zur Steuerung der Vorrichtung mit einem Kompensationssignal aufweisen. Das beaufschlagte Signal kann der Steuerung des Aktuators und / oder der Steuerung der Verschiebeeinheit dienen.
Die Kompensationseinheit kann also eine Art „noise cancelling“ erlauben, so dass der Einfluss der externen Störungen nicht oder allenfalls zum Teil nachträglich aus den erhaltenen Messsignalen herausgerechnet werden muss, sondern die externen Störungen bereits direkt während der Messung durch Gegenmaßnahmen unterdrückt werden.
Die Untersuchung der Oberfläche kann eine Untersuchung einer Topographie der Oberfläche umfassen.
Hierzu können beispielsweise die bereits genannten Prinzipien der Rasterkraftmikroskopie oder Rastertunnelmikroskopie oder andere zu diesem Zwecke geeignete Prinzipien und Verfahren aus dem Stand der Technik zum Einsatz kommen.
An dieser Stelle sei ferner erwähnt, dass die verschiedenen funktionalen Komponenten, Vorrichtungen und Einheiten, die im Rahmen der Erfindung diskutiert werden, nicht notwendigerweise auch separate bautechnische Komponenten darstellen müssen. Vielmehr können mehrere oder sogar alle funktionalen Komponenten, Vorrichtungen und Einheiten auch in einer einheitlichen bautechnischen Komponente zusammengefasst sein. Ferner ist es auch möglich, dass einzelne, mehrere oder alle funktionale Komponenten durch Software realisiert werden, welche bei Ausführung entsprechende bautechnische Komponenten veranlassen, die jeweilige Funktionalität bereitzustellen.
Einen weiteren Aspekt der Erfindung bildet ein Verfahren zur Untersuchung einer Oberfläche einer Maske, wobei eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommt.
4. Kurze Beschreibung der Figuren
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben:
1: Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche eines Testobjekts mit einer Messvorrichtung, welche nicht auf derselbe Oberfläche wie die Sonde misst;
2a–b: Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche eines Testobjekts mit einer Sonde und zwei Messvorrichtungen;
3a–c: Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche eines Testobjekts mit einer Korrelationseinheit; und
4a–b: Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung einer Oberfläche eines Testobjekts mit einer Messvorrichtung, in deren Messbereich der Messpunkt der Sonde liegt.
5. Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung beschrieben. Es wird jedoch betont, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr können die im Bezug zu diesen konkreten Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungsmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung auch weiter verändert und anderweitig miteinander kombiniert werden und einzelne optionale Merkmale können auch weggelassen werden, sofern sie jeweils entbehrlich erscheinen. Um Redundanzen zu vermeiden, wird deshalb insbesondere auf die Erläuterungen in den vorhergehenden Abschnitten verwiesen, welche auch für die nun folgende detaillierte Beschreibung Gültigkeit bewahren.
Zudem wird erwähnt, dass im Folgenden der Einfachheit halber zwar stets die Untersuchung von Oberflächen von Lithographiemasken beschrieben wird, die Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt ist. Vielmehr können im Rahmen der Erfindung auch die Oberflächen anderer Arten von Testobjekten untersucht werden.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zur Untersuchung einer Oberfläche 120 einer Maske 110. In dem hier gezeigten Fall handelt es sich bei der Maske 110 um eine planare oder ebene Maske 110. Zusätzlich zur Oberfläche 120, deren Eigenschaften untersucht werden sollen, weist die Maske 110 daher auf der gegenüberliegenden Seite 125 eine zweite Oberfläche auf.
Zur Untersuchung der Oberfläche 120 weist die Vorrichtung 100 eine Sonde 130 auf. Die Sonde 130 wechselwirkt mit der Oberfläche 120 der Maske 110 in einem Messpunkt 135. Die Wechselwirkung der Sonde 130 mit der Oberfläche 120 der Maske 110, welche durch den Doppelpfeil 170 angedeutet ist, kann beispielsweise durch eine Kraft charakterisiert sein oder durch einen Tunnelstrom zwischen der Spitze der Sonde 130 und dem Messpunkt 135 der Oberfläche 120 der Maske 110. Beispielsweise kann die Wechselwirkung der Sonde 130 mit der Oberfläche 120 der Maske 110 auf van-der-Waals Kräften zwischen der Sonde 130 und der Oberfläche 120 beruhen oder solche Kräfte umfassen. Andere Möglichkeiten erschließen sich dem Fachmann. Zur Untersuchung der Oberfläche 120 der Maske 110 kann die Maske 110 relativ zur Sonde 130 beispielsweise derart verfahren oder verschoben werden, dass eine Stärke der Wechselwirkung 170 zwischen der Sonde 130 und der Oberfläche 120 im Wesentlichen (d.h. innerhalb der Messfehler) konstant gehalten wird.
Hierzu kann die Maske 110 beispielsweise auf einem Auflegetisch (hier nicht gezeigt) aufgelegt werden, und der Auflegetisch kann mit einem Aktuator (hier ebenfalls nicht gezeigt) verbunden sein, der ausgebildet ist, den Auflegetisch in einer oder mehreren Raumrichtungen zu verschieben. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Sonde 130 aktiv verschoben werden. Hierzu kann die Vorrichtung 100 eine Verschiebeeinheit (nicht gezeigt) aufweisen, die ausgebildet ist, die Sonde 130 in einer oder in mehreren Raumrichtungen zu verschieben.
Grundlegende Verfahren zur Untersuchung einer Maskenoberfläche 120 unter Verwendung der Wechselwirkung 170 zwischen der Spitze einer Sonde 130 und der Maskenoberfläche 120 sind dem Fachmann bekannt. Auf diesen Punkt wird hier deshalb nicht näher eingegangen.
Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Messvorrichtung 140 auf, die dem Ermitteln eines Referenzabstandes 145 der Maske 110 von einem Bezugspunkt 147 dient. Die Messvorrichtung 140 misst den Referenzabstand 145 der Maske 110 in einem Messbereich 148 der Maske 110, der nicht auf derjenigen Oberfläche 120 der Maske 110, die von der Sonde 130 untersucht wird, angeordnet ist. Vielmehr ist der Messbereich 148 in dem hier gezeigten Fall auf der Seite 125 der Maske 110 angeordnet, die der zu untersuchenden Oberfläche 120 abgewandt ist. Der Messpunkt 135, mit welchem die Spitze der Sonde 130 in Wechselwirkung 170 tritt, und der Messbereich 148 der Messvorrichtung 140 liegen sich hierbei auf verschiedenen Seiten der Maske 110 im Wesentlichen gegenüber. „Im Wesentlichen“ kann hierbei bedeuten, soweit sich dies bautechnisch genau justieren lässt und unter Beachtung der Ausdehnung des Messbereichs 148 (beispielsweise kann ein Mittelpunkt des Messbereichs 148 dem Messpunkt 135 gegenüberliegen oder irgendein Punkt des Messbereichs 148 kann dem Messpunkt 135 gegenüberliegen).
Die Messvorrichtung 140 kann beispielsweise nach dem Prinzip der optischen Interferenz und / oder nach dem Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung arbeiten. Andere dem Fachmann bekannten Messprinzipien können ebenfalls Anwendung in der Messvorrichtung 140 finden. Beispielsweise kann es sich bei der Messvorrichtung 140 um ein Laserinterferometer handeln.
Die Messvorrichtung 140 kann so ausgestaltet sein, dass der Referenzabstand 145 der Maske 110 von dem Bezugspunkt 147 über den Messbereich 148 gemittelt wird. Der Messbereich 148 kann beispielsweise eine runde, ovale oder eine andere Form haben. Der Bezugspunkt 147, von dem aus der Referenzabstand 145 der Maske 110 gemessen wird, kann dabei beispielsweise ein beliebiger Punkt der Messvorrichtung 140 sein. Handelt es sich bei der Messvorrichtung 140 beispielsweise um ein Laserinterferometer, so kann der Bezugspunkt 147 beispielsweise ein Punkt auf der Austrittslinse des Interferometers sein oder ein Punkt auf dem Sensor des Interferometers, usw.
Die Messvorrichtung 140 kann mit der Sonde 130 mechanisch so gekoppelt sein, dass eine Bewegung der Sonde 130 relativ zur Maske 110 zu einer Bewegung der Messvorrichtung 140 relativ zur Maske 110 führt. In der Darstellung der 1 ist eine solche mechanische Kopplung 160 angedeutet. Beispielsweise für den Fall, dass die Sonde 130 durch eine Verschiebeeinheit aktiv verschoben werden kann, kann diese Kopplung so ausgebildet sein, dass Sonde 130 und Messvorrichtung 140 durch die Verschiebeeinheit zusammen wie eine Einheit verschoben werden. Beispielsweise können die Sonde 130 und die Messvorrichtung 140 als bautechnische Einheit ausgebildet sein.
Durch eine Analyse des Messsignals der Sonde 130 und des gemessenen Referenzabstandes 145 können mit der Vorrichtung 100 die Einflüsse externer Störungen auf die Vorrichtung 100 von Strukturinformationen bezüglich der Oberfläche 120 der Maske 110 unterschieden werden und die störenden Einflüsse der externen Störungen können somit zumindest teilweise kompensiert oder aus den Messergebnissen herausgerechnet werden.
Die 2a zeigt eine Ausführungsform einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zur Untersuchung einer Oberfläche 120 einer Maske 110. Die Vorrichtung 200 weist eine Sonde 130 auf, die mit der Oberfläche 120 der Maske 110 wechselwirkt. Bezüglich der Maske 110, deren Oberflächen / Seiten 120, 125, der Sonde 130 und deren Wechselwirkung 170 mit einem Messpunkt 135 auf der Oberfläche 120 der Maske 110 wird auf die dementsprechenden Ausführungen bei der Diskussion von 1 hingewiesen, welche auf die hier gezeigte Ausführungsform 200 übertragen werden können.
Explizit gezeigt ist in 2a ein Auflegetisch 180, auf dem die Maske 110 auffliegt. Der Auflegetisch 180 ist mit einem Aktuator 185 verbunden, der es erlaubt, den Auflegetisch 180 in zumindest einer Raumrichtung zu verschieben. Der Aktuator 185 kann beispielsweise einen oder mehrere Piezo-Regler und / oder einen Spindelantrieb aufweisen, usw. Alternativ oder zusätzlich könnte auch hier die Sonde 130 aktiv durch eine Verschiebeeinheit verschoben werden, wie oben bereits besprochen.
In 2a ist rechts oben ein Koordinatensystem 290 eingezeichnet. Wie dem Koordinatensystem 290 zu entnehmen ist, wird eine Richtung von dem Messpunkt 135 auf der Oberfläche 120 der Maske 110 hin zur Sonde 130 als z-Richtung bezeichnet. Diese Richtung steht senkrecht auf einer in xy-Richtung gelegenen Ebene, welche hier mit einer durch den Auflegetisch 180 definierten Ebene zusammenfällt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, dass die z-Richtung schräg auf einer durch den Auflegetisch 180 definierten Ebene liegt, die Tischebene also nicht mit der xy-Ebene zusammenfällt. Diese Aussagen bezüglich der x-, y- und z-Richtung können auch auf alle anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung übertragen werden, und deshalb ist das Koordinatensystem 290 nur einmal in 2a eingezeichnet.
Der Aktuator 185 kann ausgestaltet sein, den Auflegetisch 180 derart zu verschieben, dass eine Stärke der Wechselwirkung 170 zwischen der Sonde 130 und der Oberfläche 120 im Wesentlichen konstant gehalten wird, umso beispielsweise eine Untersuchung der Topographie oder anderer Eigenschaften der Oberfläche 120 zu ermöglichen. Wird alternativ oder zusätzlich die Sonde 130 durch eine Verschiebeeinheit aktiv verschoben, so könnte auch die Verschiebeeinheit die hierfür notwendigen Verschiebungen der Sonde 130 relativ zur Maske 120 herbeiführen, oder Aktuator 185 und Verschiebeeinheit könnten hierzu zusammenwirken.
Die Vorrichtung 200 weist eine erste Messvorrichtung 240 zum Ermitteln eines ersten Referenzabstandes 245 der Maske 110 von einem ersten Bezugspunkt 247 und eine zweite Messvorrichtung 250 zum Ermitteln eines zweiten Referenzabstandes 255 der Maske 110 von einem zweiten Bezugspunkt 257 auf. Obwohl nicht gezeigt, ist es auch möglich, dass die Vorrichtung 200 weitere Messvorrichtungen zum Ermitteln weiterer Referenzabstände aufweist.
In der in 2a gezeigten Ausführungsform sind die erste Messvorrichtung 240 und die zweite Messvorrichtung 250 auf verschiedenen Seiten neben der Sonde 130 angeordnet. Der Messpunkt 135 liegt dabei zwischen dem ersten Messbereich 248 der ersten Messvorrichtung 240 und dem zweite Messbereich 258 der zweiten Messvorrichtung 250. Der erste Messbereich 248 und der zweite Messbereich 258 weisen in der hier gezeigten Ausführungsform keinerlei Überlapp auf. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass der erste Messbereich 248 und der zweite Messbereich 258 teilweise überlappen. Dadurch, dass der erste Messbereich 248 und der zweite Messbereich 258 jedoch nicht vollständig überlappen, kann durch die Verwendung zweier Messvorrichtungen 240 und 250 ein größerer Bereich der Oberfläche 120 der Maske 110 abgedeckt werden, als dies mit nur einer Messvorrichtung möglich wäre.
Der erste Referenzabstand 245 der Maske 110 von dem ersten Bezugspunkt 247 kann dabei ein über den ersten Messbereich 248 gemittelter Abstand sein. Ebenso kann der zweite Referenzabstand 255 der Maske 110 von dem zweiten Bezugspunkt 257 ein über den zweiten Messbereich 258 gemittelter Abstand sein. Um solch eine gemittelte Messung zu erlauben, können die erste Messvorrichtung 240 und / oder die zweite Messvorrichtung 250 beispielsweise nach dem Prinzip der optischen Interferenzen und / oder dem Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung arbeiten; es kann sich beispielsweise um Laserinterferometer handeln. Andere dem Fachmann bekannte Messprinzipien können ebenfalls Anwendung finden. Bezüglich möglicher Formen und Ausdehnungen der Messbereiche 248 und 258 wird auf die dementsprechenden Ausführungen zum Messbereich 148 weiter oben verwiesen.
Der erste Bezugspunkt 247 kann wie hier gezeigt ein Punkt der ersten Messvorrichtung 240 sein. Der zweite Bezugspunkt 257 kann analog ein Punkt der zweiten Messvorrichtung 250 sein.
In 2a sind ferner eine erste mechanische Kopplung 260 der ersten Messvorrichtung 240 mit der Sonde 130 und eine zweite mechanische Kopplung 265 der zweiten Messvorrichtung 250 mit der Sonde 130 gezeigt. Während eine direkte mechanische Kopplung der ersten Messvorrichtung 240 mit der zweiten Messvorrichtung 250 nicht gezeigt ist, versteht der Fachmann, dass eine solche Kopplung ebenfalls vorliegen kann.
Die erste mechanische Kopplung 260 kann dazu führen, dass eine Bewegung der Sonde 130 relativ zur Maske 110 zu einer Bewegung der ersten Messvorrichtung 240 relativ zur Maske 110 führt. Die zweite mechanische Kopplung 265 kann dazu führen, dass eine Bewegung der Sonde 130 relativ zur Maske 110 zu einer Bewegung der zweiten Messvorrichtung 250 relativ zur Maske 110 führt. Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die Ausgestaltung der ersten mechanischen Kopplung 260 bzw. der zweiten mechanischen Kopplung 265 Auswirkungen haben auf die Korrelation der Messsignale der Sonde 130 und der ersten bzw. zweiten Messvorrichtung 240, 250. Die Verwendung solcher Korrelationen zur Störungsunterdrückung kann die mit der Vorrichtung 200 erreichbare Messgenauigkeit steigern. Auf die Möglichkeit einer mechanischen Kopplung dergestalt, dass die jeweilige Messvorrichtung 240, 250 bei aktivem Verschieben der Sonde 130 zusammen mit dieser verschoben wird, wurde bereits eingegangen. Beispielsweise können die erste Messvorrichtung 240 und / oder die zweite Messvorrichtung 250 zusammen mit der Sonde 130 als bautechnische Einheit ausgestaltet sein.
Wie in 2b gezeigt ist es auch möglich, dass eine der beiden Messvorrichtung 240, 250 – oder auch beide – als eine Messvorrichtung 140 ausgestaltet ist, deren Messbereich 148 auf einer der Oberfläche 120 gegenüberliegenden Seite 125 der Maske 110 angeordnet ist. Bezüglich möglicher Ausgestaltungsoptionen einer solchen Messvorrichtung 140 wird auf die Diskussion von 1 weiter oben verwiesen und die dort getätigten Aussagen können auf die in 2b gezeigte Ausführungsform übertragen werden. In 2b wurde die erste Messvorrichtung 240 aus 2a durch eine solche „von unten messende“ Messvorrichtung 140 ersetzt. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel.
Die 3a zeigt eine Ausführungsform einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 300 zur Untersuchung einer Oberfläche 120 einer Maske 110. Die Vorrichtung 300 weist eine Sonde 130 auf, die mit der Oberfläche 120 der Maske 110 wechselwirkt. Bezüglich der Maske 110, deren Oberflächen / Seiten 120, 125, der Sonde 130 und deren Wechselwirkung 170 mit einem Messpunkt 135 auf der Oberfläche 120 der Maske 110 wird abermals auf die dementsprechenden Ausführungen bei der Diskussion von 1 hingewiesen, welche direkt auf die hier gezeigte Ausführungsform 300 übertragen werden können.
Die Vorrichtung 300 weist ferner eine Messvorrichtung 340 zum Ermitteln eines Referenzabstandes 345 der Maske 110 von einem Bezugspunkt 347 auf. Dabei misst die Messvorrichtung 340 den Referenzabstand in einem Messbereich 348.
Bezüglich möglicher Ausgestaltungsformen der Messvorrichtung 340 und weiterer Einzelheiten hinsichtlich des Referenzabstandes 345, des Messbereichs 348 und der Lage des Bezugspunktes 347 wird auf die dementsprechenden Ausführungen zu den in den 1 und 2a–b gezeigten Vorrichtungen 100 und 200 verwiesen, welche auf die hier gezeigte Vorrichtung 300 sinngemäß übertragen werden können.
So kann die Messvorrichtung 340, wie in 3a explizit gezeigt, beispielsweise eine mechanische Kopplung 360 zur Sonde 130 aufweisen, die dazu führt, dass eine Bewegung der Sonde 130 relativ zur Maske zu einer Bewegung der Messvorrichtung 340 relativ zur Maske führt. Eine solche mechanische Kopplung 360 kann beispielsweise Einfluss darauf haben, wie stark die Bewegungen der Sonde 130 und die Bewegungen der Messvorrichtung 340 als Antwort auf externe Störungen miteinander korreliert sind. Sie kann auch dazu dienen, dass bei aktivem Verschieben der Sonde 130 die Messvorrichtung 360 zusammen mit dieser verschoben wird. Beispielsweise können die Messvorrichtung 360 und die Sonde 130 als bautechnische Einheit ausgestaltet sein.
Die Vorrichtung 300 weist eine Korrelationseinheit 390 auf, die ausgebildet ist, ein Messsignal der Sonde 130 und ein Messesignal der Messvorrichtung 340 mit einander zu korrelieren. Die Korrelationseinheit 390 kann beispielsweise einen Phasenanalysator aufweisen, der ausgestaltet ist, eine Phasendifferenz zwischen dem Signal der Sonde 130 und dem Signal der Messvorrichtung 340 zu ermitteln. Eine solche Phasendifferenz kann beispielsweise Aufschluss geben über die Art und Weise, wie sich externe Störungen durch die Vorrichtung 300 hindurch fortpflanzen. Die Korrelationseinheit 390 kann beispielsweise auch die Amplituden des Messsignals der Sonde 130 und des Messsignals der Messvorrichtung 340 vergleichen. Weitere Möglichkeiten zur Korrelation der beiden Messsignale erschließen sich dem Fachmann.
Die Messvorrichtung 340 kann dabei auch als eine Messvorrichtung 140 ausgebildet sein, welche einen Referenzabstand 145 der Maske 110 von einem Bezugspunkt 147 in einem Messbereich 148 der Maske 110 misst, welcher nicht auf der Oberfläche 120 der Maske 110 angeordnet ist, die von der Sonde 130 untersucht wird. Eine solche Ausführungsform der Vorrichtung 300 ist in 3b explizit dargestellt. Dabei können alle hinsichtlich der Messvorrichtung 140 bei der Diskussion der Ausführungsform 100 von 1 getätigten Aussagen auch auf den hier gezeigten Fall übertragen werden.
Ferner ist es auch möglich, dass die Vorrichtung 300 anstatt einer Messvorrichtung 340 mehrere Messvorrichtungen aufweist, von denen einige oder alle über eine Korrelationseinheit 390 mit der Sonde 130 gekoppelt sind. Dabei kann jede der betreffenden Messvorrichtung über eine eigene Korrelationseinheit an die Sonde 130 gekoppelt sein. Oder mehrere oder alle der betreffenden Messvorrichtung sind über eine gemeinsame Korrelationseinheit 390 an die Sonde 130 gekoppelt. In 3c ist exemplarisch eine Ausführungsform der Vorrichtung 300 gezeigt, welche die beiden Messvorrichtung 240 und 250, wie sie im Zusammenhang mit 2a beschrieben wurden, mit einer gemeinsamen Korrelationseinheit 390 kombiniert. Alle im Kontext der Diskussion der 2a–b getätigten Aussagen können daher auch auf den in 3c gezeigten Fall übertragen werden.
Die 4a–b zeigen Ausführungsformen einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 400 zur Untersuchung einer Oberfläche 120 einer Maske 110. Die Vorrichtung 400 weist eine Sonde 130 auf, die mit der Oberfläche 120 der Maske 110 in einem Messpunkt 135 wechselwirkt. Bezüglich der Maske 110, deren Oberflächen 120, der Sonde 130 und deren Wechselwirkung mit dem Messpunkt 135 auf der Oberfläche 120 der Maske 110 wird auf die dementsprechenden Ausführungen bei der Diskussion von 1 hingewiesen, welche direkt auf die hier gezeigte Ausführungsform 400 übertragen werden können.
Die Vorrichtung 400 weist eine Messvorrichtung 440 zum Ermitteln eines Referenzabstandes der Maske 110 von einem Bezugspunkt auf. Der Bezugspunkt ist in den 4a–b nicht explizit eingezeichnet. Er kann beispielsweise auf einem Sensor der Messvorrichtung 440 liegen oder als ein anderer Punkt der Messvorrichtung 440 definiert werden. Bezüglich weiterer Einzelheiten hinsichtlich des Referenzabstandes und der Lage des Bezugspunktes wird auf die dementsprechenden Ausführungen weiter oben verwiesen.
Die Messvorrichtung 440 misst den Referenzabstand der Maske in einem Messbereich 448 (auf der Oberfläche 120) der Maske 110. Hierbei liegt der Messpunkt 135 der Sonde 130 innerhalb des Messbereichs 448. Der zur Ermittlung des Referenzabstandes herangezogene Messbereich 448 umfasst also den Messpunkt 135 der Sonde 130, sodass eine Störungskompensation zumindest für die „nähere Umgebung“ des Messpunkts 135 der Sonde 130 stets möglich ist.
Um ein Messen der Sonde 130 innerhalb des Messbereichs 448 bautechnisch zu erlauben, weist die hier gezeigte Messvorrichtung 440 einen Strahlengang 441 auf, innerhalb dem die Sonde 130 angeordnet ist.
Wie in den 4a–b der Anschaulichkeit halber exemplarisch angedeutet, kann es sich bei der Sonde 130 beispielsweise um einen Kantilever eines Rasterkraftmikroskops handeln. Der Strahlengang 441 und die Ausdehnung des Messbereichs 448 in dem die Messvorrichtung 440 misst können hierbei so gewählt sein, dass das von dem Kantilever reflektierte Licht bzw. der „Schattenwurf“ des Kantilevers in den Messbereich 448 gegenüber dem von der Maskenoberfläche 120 in dem nicht abgeschatteten Teilen des Messbereich 448 reflektierten Licht vernachlässigbar ist.
Der Strahlengang 441 der Messvorrichtung 440 kann insbesondere ein Reflexionselement 442 aufweisen, welches ein (annähernd, d.h. soweit technisch realisierbar) kollimiertes Lichtbündel 443 auf den Messbereich 448 abbildet. Dies kann beispielsweise eine bautechnisch kompakte Realisierung der Vorrichtung 400 erlauben.
In 4a handelt es sich bei dem Reflexionselement 442 um einen Hohl- oder Parabolspiegel. Dieser bildet das kollimierte Lichtbündel 443 in einem sich verjüngenden Lichtkegel auf den Messbereich 448 ab. Im Bereich der Sonde 130, also beispielsweise des Kantilevers eines Rasterkraftmikroskops, kann der Durchmesser des sich verjüngenden Lichtkegels dabei noch ausreichend groß sein, dass die Menge des von der Sonde 130 reflektierten bzw. abgeblockten Lichts für die Messung des Referenzabstandes vernachlässigbar sein kann, obwohl der Messbereich 448 ggf. stark fokussiert sein kann, also eine sehr geringe Ausdehnung (z.B. im Vergleich zum Durchmesser des Lichtbündels 443) haben kann. Je größer beispielsweise der Öffnungswinkel des Lichtkegels ist, desto weniger mag die Abschattung durch die Sonde 130 ins Gewicht fallen.
In der in 4b gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 400 hingegen handelt es sich bei dem Reflexionselement 442 um einen Planspiegel. Dieser leitet das kollimierte Lichtbündel 443 als weiterhin (annähernd) paralleles Lichtbündel auf den Messbereich 448. Dies kann den Einfluss der Abschattung durch die Sonde 130 besonders gut minimieren und die (gemittelte) Abstandsmessung des Referenzabstands weiter begünstigen.
Schließlich sei erwähnt, dass die hier beschriebene Messvorrichtung 440 auch als erste Messvorrichtung 240 und / oder zweite Messvorrichtung 250 der in den 2a–b beschriebenen Vorrichtung 200 ausgebildet sein kann. Die hier beschriebene Messvorrichtung 440 kann auch als Messvorrichtung 340 der in den 3a–c beschriebenen Vorrichtung 300 mit Korrelationseinheit 390 ausgebildet sein. Die im Bezug zu den Messvorrichtungen 240, 250 und 340 beschriebenen Ausgestaltungsmerkmale können also auch auf die Messvorrichtung 440 übertragen werden und umgekehrt.
Aus den vorstehend getätigten Aussagen ist für den Fachmann ersichtlich, dass die hierin beschriebenen Vorrichtungen 100, 200, 300 und 400 im Rahmen der Erfindung auf vielfache Art und Weise miteinander kombiniert werden können – soweit (bau)technisch kompatibel – und dass die hierin explizit aufgezeigten Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen, die dazu dienen, das Verständnis der Erfindung zu fördern.
Zusätzlich zu den in den 1, 2a–b, 3a–c und 4a–b explizit gezeigten Komponenten können die Vorrichtungen 100, 200, 300 und 400 ferner auch noch weitere zusätzliche Komponenten aufweisen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 kann beispielsweise eine Störquelle aufweisen, die ausgestaltet ist, die Vorrichtung 100, 200, 300, 400 steuerbaren Störungen auszusetzten. Dies kann der Untersuchung des Einflusses solche externen Störungen auf die Vorrichtung 100, 200, 300, 400 unter kontrollierbaren Bedingungen dienen und damit zu einer Verbesserung der Störungskompensation beitragen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 kann auch einen Auflegetisch 180 zum Auflegen der Maske 110 aufweisen, wie dies in 2a gezeigt ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 kann zudem einen Aktuator 185 aufweisen, der ausgebildet ist, den Auflegetisch 180 in zumindest einer Richtung, beispielsweise in x-, y- und / oder z-Richtung, zu verschieben. Der Aktuator 185 kann ausgestaltet sein, den Auflegetisch 180 derart zu verschieben, dass eine Stärke der Wechselwirkung 170 zwischen der Sonde 130 und der Oberfläche 120 im Wesentlichen konstant gehalten wird. Bezüglich weiterer Einzelheiten zu dem Auflegetisch 180 und dem Aktuator 185 wird auf die dementsprechenden Ausführungen an anderer Stelle verwiesen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 kann auch einen (oder mehrere) Positionsgeber aufweisen, die der Bestimmung einer Position des Auflegetisches 180 innerhalb einer durch den Auflegetisch definierten Ebene dienen. Wie bereits erwähnt kann der Auflegetisch beispielsweise in der xy-Ebene angeordnet sein, sodass die z-Richtung, welche die Messrichtung der Sonde 130 darstellt, senkrecht auf der durch den Auflegetisch 180 definierten Ebene steht. Ein solcher Positionsgeber kann beispielsweise als Laserinterferometer und / oder kapazitiv messender Abstandssensor ausgestaltet sein, welches neben dem Auflegetisch 180 angeordnet ist und dessen Messbereich auf dem vertikalen Rand des Auflegetisches 180 angeordnet ist. Solch ein Positionsgeber kann zusätzliche Informationen hinsichtlich der Antwort der Vorrichtung 100, 200, 300, 400 auf externe Störungen liefern und damit die Störungskompensation verbessern.
Alternativ oder zusätzlich zu einem verschiebbaren Auflegetisch 180 kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 eine Verschiebeeinheit (nicht gezeigt) aufweisen, die ausgebildet ist, die Sonde 130 in zumindest einer Richtung, beispielsweise in x-, y- oder z-Richtung, zu verschieben. Die Verschiebeeinheit kann ausgestaltet sein, die Sonde 130 derart zu verschieben, dass eine Stärke der Wechselwirkung 170 zwischen der Sonde 130 und der Oberfläche 120 der Maske 110 im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Generell gelten für die Verschiebeeinheit dieselben Aussagen wie für den Aktuator 185 zum Verschieben des Auflegetisches 180. So kann die Verschiebeeinheit beispielsweise einen oder mehrere Piezo-Regler aufweisen, welche die Sonde 130 in einer oder mehreren Raumrichtungen verschieben können.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 kann auch einen Sondenpositionsgeber (nicht gezeigt) zur Bestimmung einer Position der Sonde 130 innerhalb einer vordefinierten Ebene aufweisen. Beispielsweise kann der Sondenpositionsgeber eine Position der Sonde 130 innerhalb einer durch den Auflegetisch 180 definierten Ebene oder einer durch die Oberfläche 120 der Maske 110 definierten Ebene liefern. Diese beiden Ebenen (die durch den Auflegetisch 180 definierte Ebene, die durch die Oberfläche 120 definierte Ebene) können zusammenfallen, etwa für eine planare Maske 110. Oder sie können verschieden sein, etwa für eine nicht-planare Maske 110. Als Sondenpositionsgeber können beispielsweise ein oder mehrere optische Interferometer und / oder kapazitive Abstandsmesser verwendet werden.
Das Verschieben des Auflegetisches 180 und das Verschieben der Sonde 130 stellen also zwei mögliche Betriebsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, 200, 300, 400 dar, die jeweils alleine oder aber auch in Kombination miteinander eingesetzt werden können.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 kann auch ausgebildet sein, kalibriert zu werden, durch ein Verfahren des Auflegetisches 180 und / oder ein Verfahren der Sonde 130 entlang einer vorbestimmten Abfolge von Bewegungen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Datenerfassung bei Bildgröße Null, d.h. bei feststehender Position der Sonde 130 erfolgen, wie dies bereits beschrieben wurde.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, 200, 300, 400 kann eine Kompensationseinheit zur Kompensation externer Störungen durch Beaufschlagen eines Signals zur Steuerung der Vorrichtung 100, 200, 300, 400 mit einem Kompensationssignal aufweisen. Die Störungskompensation kann also zumindest teilweise aktiv durch „noice cancelling“ erfolgen. Das mit dem Kompensationssignal beaufschlagte Signal kann beispielsweise der Steuerung des Aktuators 185 des Auflegetisches 180 und / oder der Steuerung der Verschiebeeinheit dienen.
Schließlich soll als exemplarische Möglichkeit zur Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, 200, 300, 400 das Untersuchen einer Topographie der Oberfläche 120 genannt werden. Dies stellt jedoch nur eine Möglichkeit dar, und die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Zudem umfasst die Erfindung auch Verfahren zur Untersuchung einer Oberfläche 120 einer Maske 110 – oder eines anderen Testobjekts – unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, 200, 300, 400.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2006/0033024 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

A. W. Sparks und S. R. Manalis, „Atomic force microscopy with inherent disturbance suppression for nanostructure imaging“, Nanotechnology 17 (2006), S. 1574–1579, 21.02.2006, doi:10.1088/0957-4484/17/6/007 [0004]
G. Schitter und A. Stemmer, „Eliminating mechanical perturbations in scanning probe microscopy“, Nanotechnology 13 (2002), S. 663 ff., 20.09.2002, doi:10.1088/0957-4484/13/5/324 [0005]

Claims

Vorrichtung (100) zur Untersuchung einer Oberfläche (120) einer Maske (110), aufweisend: a. eine Sonde (130), die mit der Oberfläche (120) der Maske (110) wechselwirkt; und b. eine Messvorrichtung (140) zum Ermitteln eines Referenzabstandes (145) der Maske (110) von einem Bezugspunkt (147), wobei c. die Messvorrichtung (140) den Referenzabstand (145) der Maske (110) in einem Messbereich (148) der Maske (110) misst, welcher nicht auf der Oberfläche (120) der Maske (110) angeordnet ist.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei der Messbereich (148) auf einer der Oberfläche (120) abgewandten Seite (125) der Maske (110) angeordnet ist.
Vorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch 2, wobei der Messbereich (148) und ein Messpunkt (135) der Sonde (130) sich auf verschiedenen Seiten der Maske (110) im Wesentlichen gegenüberliegen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–3, wobei der Referenzabstand (145) der Maske (110) von dem Bezugspunkt (147) ein über den Messbereich (148) gemittelter Abstand ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–4, wobei die Messvorrichtung (140) nach dem Prinzip der optischen Interferenz und / oder nach dem Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung arbeitet.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–5, wobei der Bezugspunkt (147) ein Punkt der Messvorrichtung (140) ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–6, wobei die Messvorrichtung (140) mit der Sonde (130) mechanisch so gekoppelt ist, dass eine Bewegung der Sonde (130) relativ zur Maske (110) zu einer Bewegung der Messvorrichtung (140) relativ zur Maske (110) führt.
Vorrichtung (200) zur Untersuchung einer Oberfläche (120) einer Maske (110), aufweisend: a. eine Sonde (130), die mit der Oberfläche (120) der Maske (110) wechselwirkt; b. eine erste Messvorrichtung (240) zum Ermitteln eines ersten Referenzabstandes (245) der Maske (110) von einem ersten Bezugspunkt (247); und c. eine zweite Messvorrichtung (250) zum Ermitteln eines zweiten Referenzabstandes (255) der Maske (110) von einem zweiten Bezugspunkt (257).
Vorrichtung (200) nach dem vorhergehenden Anspruch 8, wobei ein erster Messbereich (248) der ersten Messvorrichtung (240) und ein zweiter Messbereich (258) der zweiten Messvorrichtung (250) nicht vollständig überlappen.
Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, wobei der erste Referenzabstand (245) der Maske (110) von dem ersten Bezugspunkt (247) ein über einen ersten Messbereich (248) der ersten Messvorrichtung (240) gemittelter Abstand ist und / oder der zweite Referenzabstand (255) der Maske (110) von dem zweiten Bezugspunkt (257) ein über einen zweiten Messbereich (258) der zweiten Messvorrichtung (250) gemittelter Abstand ist.
Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8–10, wobei die erste Messvorrichtung (240) und / oder die zweite Messvorrichtung (250) nach dem Prinzip der optischen Interferenz und / oder nach dem Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung arbeiten.
Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8–11, wobei der erste Bezugspunkt (247) ein Punkt der ersten Messvorrichtung (240) ist und / oder der zweite Bezugspunkt (257) ein Punkt der zweiten Messvorrichtung (250) ist.
Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8–12, wobei die Sonde (130) mit der ersten Messvorrichtung (240) mechanisch so gekoppelt ist, dass eine Bewegung der Sonde (130) relativ zur Maske (110) zu einer Bewegung der ersten Messvorrichtung (240) relativ zur Maske (110) führt und / oder die Sonde (130) mit der zweiten Messvorrichtung (250) mechanisch so gekoppelt ist, dass eine Bewegung der Sonde (130) relativ zur Maske (110) zu einer Bewegung der zweiten Messvorrichtung (250) relativ zur Maske (110) führt.
Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8–13, wobei die erste Messvorrichtung (240) und / oder die zweite Messvorrichtung (250) als Messvorrichtung (140) nach einem der Ansprüche 1–7 ausgebildet ist.
Vorrichtung (300) zur Untersuchung einer Oberfläche (120) einer Maske (110), aufweisend: a. eine Sonde (130), die mit der Oberfläche (120) der Maske (110) wechselwirkt; b. eine Messvorrichtung (340) zum Ermitteln eines Referenzabstandes (345) der Maske (110) von einem Bezugspunkt (347); und c. eine Korrelationseinheit (390), die ausgebildet ist, ein Messsignal der Sonde (130) und ein Messsignal der Messvorrichtung (340) miteinander zu korrelieren.
Vorrichtung (300) nach dem vorhergehenden Anspruch 15, wobei die Korrelationseinheit (390) einen Phasenanalysator aufweist, der ausgestaltet ist, eine Phasendifferenz zwischen dem Messsignal der Sonde (130) und dem Messsignal der Messvorrichtung (340) zu ermitteln.
Vorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 oder 16, wobei die Messvorrichtung (340) als Messvorrichtung (140) nach einem der Ansprüche 1–7 ausgebildet ist.
Vorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 oder 16, wobei die Messvorrichtung (340) als erste Messvorrichtung (240) und / oder als zweite Messvorrichtung (250) nach einem der Ansprüche 8–14 ausgebildet ist.
Vorrichtung (400) zur Untersuchung einer Oberfläche (120) einer Maske (110), aufweisend: a. eine Sonde (130), die mit der Oberfläche (120) der Maske (110) wechselwirkt; und b. eine Messvorrichtung (440) zum Ermitteln eines Referenzabstandes der Maske (110) von einem Bezugspunkt, wobei c. die Messvorrichtung (440) den Referenzabstand der Maske (110) in einem Messbereich (448) der Maske (110) misst, und d. wobei ein Messpunkt (135) der Sonde (130) innerhalb des Messbereichs (448) liegt.
Vorrichtung (400) nach dem vorhergehenden Anspruch 19, wobei die Messvorrichtung (440) einen Strahlengang (441) aufweist und wobei die Sonde (130) in dem Strahlengang (441) der Messvorrichtung (440) angeordnet ist.
Vorrichtung (400) nach dem vorhergehenden Anspruch 20, wobei der Strahlengang (441) der Messvorrichtung (440) ein Reflexionselement (442) aufweist, welches ein kollimiertes Lichtbündel (443) auf den Messbereich (448) abbildet.
Vorrichtung (400) nach dem vorhergehenden Anspruch 21, wobei das Reflexionselement (442) als Planspiegel oder als Hohlspiegel ausgebildet ist.
Vorrichtung (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19–22, wobei die Messvorrichtung (440) als erste Messvorrichtung (240) und / oder als zweite Messvorrichtung (250) nach einem der Ansprüche 8–14 ausgebildet ist.
Vorrichtung (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19–22, wobei die Messvorrichtung (440) als Messvorrichtung (340) nach einem der Ansprüche 15, 16 oder 18 ausgebildet ist.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–24, weiter aufweisend eine Störquelle, die ausgestaltet ist, die Vorrichtung (100; 200; 300; 400) steuerbaren Störungen auszusetzten.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–25, weiter aufweisend einen Auflegetisch (180) zum Auflegen der Maske (110) und einen Aktuator (185), der ausgebildet ist, den Auflegetisch (180) in zumindest eine Richtung (x; y; z) zu verschieben.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach dem vorhergehenden Anspruch 26, wobei der Aktuator (185) ausgestaltet ist, den Auflegetisch (180) derart zu verschieben, dass eine Stärke der Wechselwirkung (170) zwischen der Sonde (130) und der Oberfläche (120) im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 oder 27, weiter aufweisend einen Positionsgeber zur Bestimmung einer Position des Auflegetisches (180) innerhalb einer durch den Auflegetisch definierten Ebene (xy-Ebene).
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–28, weiter aufweisend eine Verschiebeeinheit, die ausgebildet ist, die Sonde (130) in zumindest eine Richtung (x; y; z) zu verschieben.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach dem vorhergehenden Anspruch 29, wobei die Verschiebeeinheit ausgestaltet ist, die Sonde (130) derart zu verschieben, dass eine Stärke der Wechselwirkung (170) zwischen der Sonde (130) und der Oberfläche (120) im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 29 oder 30, weiter aufweisend einen Sondenpositionsgeber zur Bestimmung einer Position der Sonde (130) innerhalb einer vordefinierten Ebene (xy-Ebene).
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26–31, wobei die Vorrichtung (100; 200; 300; 400) ausgebildet ist, kalibriert zu werden, durch ein Verfahren des Auflegetisches (180) und / oder ein Verfahren der Sonde (130) entlang einer vorbestimmten Abfolge von Bewegungen.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–32, weiter aufweisend eine Kompensationseinheit zur Kompensation externer Störungen durch Beaufschlagen eines Signals zur Steuerung der Vorrichtung (100; 200; 300; 400) mit einem Kompensationssignal.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach dem vorhergehenden Anspruch 33 in Kombination mit einem der vorhergehenden Ansprüche 26–31, wobei das Signal der Steuerung des Aktuators (185) und / oder der Steuerung der Verschiebeeinheit dient.
Vorrichtung (100; 200; 300; 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–34, wobei die Untersuchung der Oberfläche (120) eine Untersuchung einer Topographie der Oberfläche (120) umfasst.