DE102015220588A1 - Measuring method and measuring arrangement for an imaging optical system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems (10) einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen des abbildenden optischen Systems (10) mit mehreren, jeweils mindestens zwei optische Elemente (E1, E2, E3, E4, E5, E6) umfassenden, optischen Modulen (M1, M2, M3); sowie eine separate Vermessung jeweiliger Wellenfrontfehler der einzelnen optischen Module (M1, M2, M3).The invention relates to a method for measuring a wavefront error of an imaging optical system (10) of a projection exposure apparatus for microlithography. The method comprises providing the imaging optical system (10) with a plurality of optical modules (M1, M2, M3) comprising at least two optical elements (E1, E2, E3, E4, E5, E6); and a separate measurement of respective wavefront errors of the individual optical modules (M1, M2, M3).
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Das abbildende optische System umfasst mehrere optische Elemente zum Abbilden eines Musters aus einer Objektebene in eine Bildebene. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Messanordnung zur Vermessung einer optischen Einheit einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, sowie eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen. The invention relates to a method for measuring a wavefront error of an imaging optical system of a projection exposure apparatus for microlithography. The imaging optical system includes a plurality of optical elements for imaging a pattern from an object plane into an image plane. Furthermore, the invention relates to a measuring arrangement for measuring an optical unit of a projection exposure apparatus for microlithography, as well as a measuring device and a method for interferometric shape measurement of optical surfaces.
Eine Projektionsbelichtungsanlage dient in der Mikrolithographie zur Belichtung eines fotosensitiven Materials auf einem Wafer mit einer Abbildung von Strukturen einer Maske oder eines Retikels. Hierfür enthält die Projektionsbelichtungsanlage üblicherweise ein Beleuchtungssystem und ein Projektionsobjektiv. Das Beleuchtungssystem erzeugt eine gewünschte Strahlungsverteilung zur Beleuchtung der Strukturen der Maske, während das Projektionsobjektiv die beleuchteten Strukturen mit sehr hoher Auflösung auf das fotosensitive Material des Wafers abbildet. A projection exposure apparatus is used in microlithography for exposing a photosensitive material on a wafer with an image of structures of a mask or a reticle. For this purpose, the projection exposure apparatus usually includes a lighting system and a projection lens. The illumination system generates a desired radiation distribution for illuminating the structures of the mask, while the projection lens images the illuminated structures with very high resolution onto the photosensitive material of the wafer.
Um die Anforderungen an die Abbildungseigenschaften zu erfüllen, ist eine Herstellung und Positionierung der in der Projektionsbelichtungsanlage verwendeten optischen Elemente mit extrem hoher Präzision erforderlich. Dazu können derzeit bei einer Herstellung oder einer Nachjustage von Projektionsbelichtungsanlagen sowohl eine Vermessung eines kompletten abbildenden optischen Systems als auch von einzelnen optischen Elementen durchgeführt werden. In order to meet the imaging requirements, fabrication and positioning of the optical elements used in the projection exposure apparatus with extremely high precision is required. For this purpose, both a measurement of a complete imaging optical system as well as of individual optical elements can be carried out at a production or a readjustment of projection exposure systems currently.
Zur Vermessung eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage werden insbesondere phasenschiebende Interferometrietechniken, wie etwa die Scher- bzw. Shearinginterferometrie oder die Punktbeugungsinterferometrie verwendet. In der
Für eine präzise Formvermessung einer Oberfläche eines optischen Elements werden als interferometrische Messvorrichtung oft diffraktive optische Anordnungen als so genannte Nulloptiken verwendet. Dabei wird die Wellenfront einer Prüfwelle durch ein diffraktives Element, beispielsweise ein computergeneriertes Hologramm (CGH) an eine Sollform der Oberfläche angepasst. Abweichungen von der Sollform lassen sich durch Überlagerung der an dem optischen Element reflektierten Prüfwelle mit einer Referenzwelle bestimmen. Eine solche Messvorrichtung wird beispielsweise in der
Die ständig steigenden Anforderungen an abbildende optische Systeme in der Mikrolithographie führen zu einer immer größeren Komplexität dieser Systeme. So wird beispielsweise in Projektionsobjektiven für die Mikrolithographie mit extrem ultravioletter Strahlung (EUV) eine zunehmende Anzahl von Spiegel eingesetzt. Wie bereits vorstehend erwähnt, lässt sich mit den oben beschriebenen Messvorrichtungen und Verfahren ein abbildendes optisches System jedoch nur als Ganzes oder jedes optisches Element einzeln vermessen. Bei einer Vermessung eines komplexen abbildenden optischen Systems als Ganzes ist es schwierig die gemessenen Abbildungsfehler einzelnen optischen Elementen zuzuordnen. Zur Einzelvermessung des optischen Elements kann eine Zerlegung des kompletten abbildenden optischen Systems notwendig sein, was wegen der zunehmenden Komplexität mit einem immer größeren Zeitaufwand verbunden ist. The constantly increasing demands on imaging optical systems in microlithography lead to ever greater complexity of these systems. For example, in projection objectives for ultraviolet radiation (EUV) microlithography, an increasing number of mirrors are used. However, as already mentioned above, with the measuring devices and methods described above, an imaging optical system can be measured individually only as a whole or as each optical element. When measuring a complex imaging optical system as a whole, it is difficult to associate the measured aberrations with individual optical elements. For individual measurement of the optical element, a decomposition of the complete imaging optical system may be necessary, which is associated with an ever greater amount of time due to the increasing complexity.
Zugrunde liegende Aufgabe Underlying task
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden und insbesondere die Ursache eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems mit hoher Genauigkeit und gleichzeitig geringem Zeitaufwand bestimmt werden kann. It is an object of the invention to provide an apparatus and a method, which solves the above problems and in particular the cause of a wavefront error of the imaging optical system can be determined with high accuracy and at the same time little time.
Erfindungsgemäße Lösung Inventive solution
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch das nachfolgend beschriebene Verfahren zum Vermessen eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Das optische System enthält mehrere optische Elemente zum Abbilden eines Musters aus einer Objektebene in eine Bildebene. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen des abbildenden optischen Systems mit mehreren, jeweils mindestens zwei der optischen Elemente umfassenden, optischen Modulen. Weiterhin umfasst das Verfahren eine separate Vermessung jeweiliger Wellenfrontfehler der einzelnen optischen Module. According to a first aspect of the invention, the object is achieved by the method described below for measuring a wavefront error of an imaging optical system of a microlithography projection exposure apparatus. The optical system includes a plurality of optical elements for imaging a pattern from an object plane into an image plane. The method includes providing the imaging optical system with a plurality of optical modules each comprising at least two of the optical elements. Furthermore, the method comprises a separate measurement of respective wavefront errors of the individual optical modules.
Mit anderen Worten sind in dem abbildenden optischen System mehrere Module vorgesehen. Jedes der Module umfasst mindestens zwei vorzugsweise nacheinander im Strahlengang des optischen Systems angeordnete optische Elemente. Insbesondere lässt sich jedes Modul als Ganzes aus dem optischen System entnehmen und wieder in dieses einfügen. Gemäß einer Ausführungsform werden Justagemittel zum Justieren eines oder mehrerer Module in dem optischen System bereitgestellt. In other words, several modules are provided in the imaging optical system. Each of the modules comprises at least two optical elements, preferably one after the other, arranged in the beam path of the optical system. In particular, each module as a whole can be removed from the optical system and reinserted into it. According to one embodiment Adjustment means provided for adjusting one or more modules in the optical system.
Durch die erfindungsgemäße separate Vermessung der einzelnen optischen Module lässt sich die Ursache für einen Wellenfrontfehler des abbildenden optischen Systems auf eines der optischen Module eingrenzen. Als nächster Schritt kann dann z.B. eine Vermessung der einzelnen optischen Elemente dieses optischen Moduls erfolgen. Eine Einzelvermessung sämtlicher optischer Elemente des abbildenden optischen Systems ist jedoch nicht erforderlich. Damit wird der für die Ursachenbestimmung eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems benötigte Zeitaufwand ohne Genauigkeitsverlust gering gehalten. Weiterhin kann durch die separate Vermessung der einzelnen optischen Module auch auf Justagefehler der optischen Elemente des als fehlerursächlich eingegrenzten optischen Moduls geschlossen werden, die mittels Einzelvermessung nicht und mittels Wellenfrontvermessung des abbildenden optischen Systems als Ganzes ggf. nur sehr schwer bestimmbar sind. The inventive separate measurement of the individual optical modules, the cause of a wavefront error of the imaging optical system can be limited to one of the optical modules. As the next step, then, e.g. a measurement of the individual optical elements of this optical module done. A single measurement of all optical elements of the imaging optical system is not required. Thus, the time required for determining the cause of a wavefront error of the imaging optical system is kept low without loss of accuracy. Furthermore, the separate measurement of the individual optical modules also makes it possible to conclude on adjustment errors of the optical elements of the optical module bounded by the error, which are not very easily determinable by means of individual measurement and possibly by means of wavefront measurement of the imaging optical system as a whole.
Gemäß einer Ausführungsform ist das abbildende optische System ein Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Das abbildende optische System kann auch eine andere abbildende optische Baugruppe aus dem Belichtungsstrahlengang der Projektionsbelichtungsanlage, wie eine abbildende optische Baugruppe eines Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage, sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das abbildende optische System mindestens ein Teil entweder eines Projektionsobjektivs oder eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage, d.h. entweder ein Teil des Projektionsobjektivs bzw. des Beleuchtungssystems oder das ganze Projektionsobjektiv bzw. das ganze Beleuchtungssystem sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eines der optischen Module keine abbildende Optik, sondern z.B. eine Optik mit defokussierender bzw. strahlaufweitender Wirkung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die optischen Module des abbildenden optischen Systems im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage in einem gemeinsamen Gehäuse enthalten. According to one embodiment, the imaging optical system is a projection objective of a microlithography projection exposure apparatus. The imaging optical system may also be another imaging optical assembly from the exposure beam path of the projection exposure apparatus, such as an imaging optical assembly of an illumination system of the projection exposure apparatus. According to another embodiment, the imaging optical system may comprise at least a portion of either a projection lens or a lighting system of a projection exposure apparatus, i. either a part of the projection lens or the illumination system or the whole projection lens or the whole lighting system. According to another embodiment, at least one of the optical modules is not an imaging optic, but e.g. an optic with defocusing or jet-widening effect. According to a further embodiment, the optical modules of the imaging optical system are contained in a common housing during operation of the projection exposure apparatus.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin ein Zusammenfügen der Messergebnisse für die einzelnen optischen Module zu einem Ergebnis für den Wellenfrontfehler des gesamten abbildenden optischen Systems. Eine Vermessung des Wellenfrontfehlers des gesamten abbildenden optischen Systems erfolgt damit durch eine separate Vermessung der einzelnen Module und ein anschließendes Zusammenfügen der Messergebnisse zu einem Gesamtergebnis. Für eine Vermessung des ganzen abbildenden optischen Systems nach einer Nachbearbeitung oder Anpassung an bestimmte Anforderungen muss nur das jeweils bearbeitete Modul erneut vermessen werden. Durch den modularen Aufbau des abbildenden optischen Systems wird eine Nachbearbeitung oder Anpassung wesentlich schneller und unkomplizierter durchführbar. According to one embodiment, the method according to the invention further comprises combining the measurement results for the individual optical modules into a result for the wavefront error of the entire imaging optical system. A measurement of the wavefront error of the entire imaging optical system is thus carried out by a separate measurement of the individual modules and then joining the measurement results to form an overall result. For a measurement of the entire imaging optical system after a post-processing or adaptation to specific requirements, only the respectively processed module has to be measured again. Due to the modular structure of the imaging optical system, reworking or adaptation becomes much faster and less complicated.
Gemäß einer Ausführungsform ist das abbildende optische System ein Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. According to one embodiment, the imaging optical system is a projection objective of a projection exposure apparatus for microlithography, in particular an EUV projection exposure apparatus.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung umfasst die Vermessung eines der optischen Module ein derartiges Anordnen des zu vermessenden optischen Moduls und mindestens eines Anpassungsmoduls im Strahlengang einer Messstrahlung einer Wellenfrontmessvorrichtung, dass die Kombination aus dem zu vermessenden optischen Modul und dem mindestens einen Anpassungsmodul eine abbildende optische Anordnung bildet. Weiterhin umfasst die Vermessung eine Bestimmung des Wellenfrontfehlers der abbildenden optischen Anordnung mittels der Wellenfrontmessvorrichtung. Der Wellenfrontfehler des zu vermessenden optischen Moduls kann dann durch ein Herausrechnen eines vorbekannten Wellenfrontfehlers des Anpassungsmoduls aus dem bestimmten Wellenfrontfehler der abbildenden optischen Anordnung bestimmt werden. According to a further embodiment of the method according to the invention, the measurement of one of the optical modules comprises arranging the optical module to be measured and at least one matching module in the beam path of a measuring radiation of a wavefront measuring device such that the combination of the optical module to be measured and the at least one matching module forms imaging optical arrangement. Furthermore, the measurement comprises a determination of the wavefront error of the imaging optical arrangement by means of the wavefront measurement device. The wavefront error of the optical module to be measured can then be determined by taking a known wavefront error of the adaptation module out of the specific wavefront error of the imaging optical arrangement.
Die durch Kombination aus dem zu vermessenden optischen Modul und dem Anpassungsmodul gebildete abbildende optische Anordnung kann in einer Ausführungsform derart konfiguriert sein, dass sie in ihrer optischen Wirkung dem zu vermessenden abbildenden optischen System entspricht. Alternativ kann die optische Anordnung auch andere Abbildungseigenschaften, insbesondere eine andere Brennweite oder einen anderen Abbildungsmaßstab aufweisen. In one embodiment, the imaging optical arrangement formed by the combination of the optical module to be measured and the adaptation module can be configured such that its optical effect corresponds to the imaging optical system to be measured. Alternatively, the optical arrangement can also have other imaging properties, in particular a different focal length or a different magnification.
Das Anpassungsmodul weist mindestens ein optisches Element auf. Das oder die optischen Elemente des Anpassungsmoduls sind derart ausgebildet und angeordnet, dass diese zusammen mit dem zu vermessenden Modul die vorgenannte abbildende optische Anordnung bilden. Durch die abbildende Eigenschaft der optischen Anordnung lassen sich insbesondere Wellenfrontmessvorrichtungen für abbildende optische Systeme zur Vermessung des Moduls verwenden. The adaptation module has at least one optical element. The optical element (s) of the matching module are designed and arranged such that they form, together with the module to be measured, the abovementioned imaging optical arrangement. The imaging property of the optical arrangement makes it particularly possible to use wavefront measuring devices for imaging optical systems for measuring the module.
Gemäß einer Ausführungsform wird als Wellenfrontmessvorrichtung eine Vorrichtung zur phasenschiebenden Interferometrie, insbesondere eine Vorrichtung zur Scherinterferometrie oder zur Punktbeugungsinterferometrie verwendet. Dafür bildet die optische Anordnung aus dem mindestens einen Anpassungsmodul und dem zu vermessendem Modul bei einer Ausführungsform eine in der Objektebene der optischen Anordnung positionierte Öffnung einer Lochblende (Pinhole) oder eine Kohärenzmaske der Wellenfrontmessvorrichtung auf ein in der Bildebene der optischen Anordnung angeordnetes Schergitter ab. According to one embodiment, a device for phase-shifting interferometry, in particular a device for shear interferometry or for point diffraction interferometry, is used as wavefront measuring device. For that forms the optical arrangement of the at least one matching module and the module to be measured in one embodiment, an opening positioned in the object plane of the optical arrangement of a pinhole or a coherence mask of the wavefront measuring device on a arranged in the image plane of the optical arrangement Schitter.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt ein Anordnen eines Anpassungsmoduls im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung vor dem zu vermessenden Modul. Ein solches Anordnen eignet sich besonders zur Vermessung eines im Strahlengang des abbildenden optischen Systems als letztes vor der Bildebene oder einer anderen Feldebene vorgesehenen Moduls. Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Anpassungsmodul im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung nach dem zu vermessenden Modul angeordnet. Dieses Anordnen ist zum Vermessen eines im Strahlengang des abbildenden optischen Systems als erstes nach der Objektebene oder einer anderen Feldebene vorgesehenen Moduls vorteilhaft. According to one embodiment, an adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device in front of the module to be measured. Such an arrangement is particularly suitable for measuring a module provided last in the beam path of the imaging optical system in front of the image plane or another field plane. In a further embodiment, the adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device after the module to be measured. This arrangement is advantageous for measuring a module provided in the beam path of the imaging optical system as the first after the object plane or another field plane.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Anordnen des mindestens einen Anpassungsmoduls ein Anordnen eines eingangsseitigen Messmoduls zum Manipulieren der Messstrahlung vor dem zu vermessenden optischen Modul, und ein Anordnen eines ausgangsseitigen Messmoduls zum Manipulieren der Messstrahlung nach dem zu vermessenden optischen Modul. Beide Messmodule weisen mindestens ein optisches Element auf. Das oder die optischen Elemente der Messmodule sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die beiden Messmodule zusammen mit dem zu vermessenden Modul eine abbildende optische Anordnung bilden. Gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens werden derart konfigurierte Messmodule in der Messstrahlung angeordnet, dass die optische Anordnung in ihrer optischen Wirkung dem zu vermessenden abbildenden optischen System entspricht. Alternativ kann die optische Anordnung auch andere Abbildungseigenschaften, insbesondere eine andere Brennweite oder einen anderen Abbildungsmaßstab aufweisen. Das Anordnen von zwei Messmodulen eignet sich besonders zur Vermessung eines optischen Moduls, welches im Strahlengang des abbildenden optischen Systems zwischen zwei anderen Modulen bzw. nicht unmittelbar vor oder nach einer Feldebene des optischen Systems vorgesehen ist. According to a further embodiment of the method, arranging the at least one adaptation module comprises arranging an input-side measurement module for manipulating the measurement radiation in front of the optical module to be measured, and arranging an output-side measurement module for manipulating the measurement radiation according to the optical module to be measured. Both measuring modules have at least one optical element. The one or more optical elements of the measuring modules are designed and arranged such that the two measuring modules together with the module to be measured form an imaging optical arrangement. According to one embodiment of the inventive method, measuring modules configured in this way are arranged in the measuring radiation such that the optical arrangement corresponds in its optical effect to the imaging optical system to be measured. Alternatively, the optical arrangement can also have other imaging properties, in particular a different focal length or a different magnification. The arrangement of two measuring modules is particularly suitable for measuring an optical module which is provided in the beam path of the imaging optical system between two other modules or not directly before or after a field plane of the optical system.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem mindestens einen Anpassungsmodul mindestens ein diffraktives Strukturmuster zur Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung verwendet. Insbesondere wird das diffraktive Strukturmuster in Transmission betrieben. Als diffraktives Strukturmuster kann beispielweise ein diffraktives Strukturmuster eines computergenerierten Hologramms (CGH) verwendet werden. Ein computergeneriertes Hologramm wird durch Berechnen einer geeigneten Linienstruktur als diffraktive Struktur unter Verwendung eines Computers und geeigneter Verfahren, wie beispielsweise Strahlennachverfolgung, und anschließendes Schreiben der berechneten Linienstruktur auf oder in die Oberfläche eines Substrats erzeugt. Das diffraktive Strukturmuster kann im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung zum Beispiel vor oder nach dem zu vermessenden optischen Modul angeordnet sein. Weiterhin kann auch in jedem der beiden oben beschriebenen Messmodule ein diffraktives Strukturmuster angeordnet sein. In one embodiment of the method according to the invention, at least one diffractive structure pattern is used in the at least one adaptation module for manipulating the wavefront of the measurement radiation. In particular, the diffractive structure pattern is operated in transmission. As a diffractive structure pattern, for example, a diffractive structure pattern of a computer-generated hologram (CGH) can be used. A computer-generated hologram is generated by computing a suitable line structure as a diffractive structure using a computer and appropriate methods such as ray tracing, and then writing the calculated line structure onto or into the surface of a substrate. The diffractive structure pattern can be arranged in the beam path of the wavefront measuring device, for example before or after the optical module to be measured. Furthermore, a diffractive structural pattern can also be arranged in each of the two measuring modules described above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das diffraktive Strukturmuster zur Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung in Reflexion betrieben. Beispielsweise wird als diffraktives Strukturmuster ein diffraktives Strukturmuster eines CGHs verwendet. Insbesondere können auch zwei oder mehr nacheinander angeordnete diffraktive Strukturmuster, wie beispielsweise CGHs mit jeweils einer diffraktiven Struktur in Reflexion betrieben werden. Das oder die CGHs sind im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung beispielsweise vor oder nach dem zu vermessenden optischen Modul angeordnet. Weiterhin werden in einer Ausführungsform in Reflexion betriebene CGHs in beiden Messmodule verwendet. In Reflexion betriebene CGHs ermöglichen insbesondere eine Vermessung des optischen Moduls mit EUV-Strahlung. According to a further embodiment of the method, the diffractive structure pattern for manipulating the wavefront of the measuring radiation is operated in reflection. For example, a diffractive structural pattern of a CGH is used as the diffractive structural pattern. In particular, two or more successively arranged diffractive structure patterns, such as CGHs, each with a diffractive structure can be operated in reflection. The CGH or CGHs are arranged in the beam path of the wavefront measuring device, for example, before or after the optical module to be measured. Furthermore, in one embodiment, CGHs operated in reflection are used in both measurement modules. In particular, CGHs operated in reflection make it possible to measure the optical module with EUV radiation.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden in dem mindestens einen Anpassungsmodul mindestens zwei im Strahlengang der Messstrahlung aufeinanderfolgend angeordnete diffraktive Strukturmuster zur Manipulation der Messstrahlung verwendet. Mit anderen Worten sind die diffraktiven Strukturmuster derart angeordnet, dass die Messstrahlung nacheinander mit den beiden diffraktiven Strukturmustern in Wechselwirkung tritt. Insbesondere sind das erste diffraktive Strukturmuster und das zweite diffraktive Strukturmuster jeweils auf einem eigenen Substrat angeordnet. Eine solche diffraktive Anordnung wird beispielsweise in der Patentanmeldung
Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung werden in dem mindestens einen Anpassungsmodul mindestens zwei im Strahlengang einander überlagernd angeordnete diffraktive Strukturmuster zur Manipulation der Messstrahlung verwendet. Insbesondere sind die zwei diffraktiven Strukturmuster einander überlagernd auf einem einzigen Substrat in derselben Ebene angeordnet. Solche sich überlagernde diffraktive Strukturmuster zur Erzeugung separater Ausgangswellen mit unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung werden beispielsweise in der
Weiterhin wird die Aufgabe durch die nachstehende Messanordnung zur Vermessung einer optischen Einheit einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Die Messvorrichtung enthält eine Wellenfrontmessvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, einen Wellenfrontfehler einer abbildenden Optik mittels einer Messstrahlung zu vermessen. Weiterhin enthält die Messanordnung mindestens ein Anpassungsmodul, welches zur derartigen Manipulation der Wellenfront der Messstrahlung konfiguriert ist, dass die Kombination aus der zu vermessenden optischen Einheit und dem mindestens einen Anpassungsmodul eine abbildende optische Anordnung bildet. Die optische Einheit kann insbesondere eines der vorstehend im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebenen optischen Module und damit ein optisches Modul eines abbildenden optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage, wie etwa ein optisches Moduls eines Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage, sein. Gemäß einer Ausführungsvariante kann es sich bei der Projektionsbelichtungsanlage um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Furthermore, the object is achieved by the following measuring arrangement for measuring an optical unit of a projection exposure apparatus for microlithography. The measuring device includes a wavefront measuring device which is configured to measure a wavefront error of an imaging optic by means of a measuring radiation. Furthermore, the measuring arrangement contains at least one adaptation module which is configured for manipulating the wavefront of the measurement radiation such that the combination of the optical unit to be measured and the at least one adaptation module forms an imaging optical arrangement. The optical unit may in particular be one of the optical modules described above in the context of the method according to the invention and thus an optical module of an imaging optical system of a projection exposure apparatus, such as an optical module of a projection objective of the projection exposure apparatus. According to one embodiment variant, the projection exposure apparatus may be an EUV projection exposure apparatus.
Eine derartige optische Einheit enthält mindestens zwei optische Elemente, welche beispielsweise im Strahlengang des abbildenden optischen Systems nacheinander angeordnet sind. Jede optische Einheit ist derart ausgebildet, dass sie sich als Ganzes aus dem optischen System entfernen bzw. einfügen lässt. Such an optical unit contains at least two optical elements, which are arranged successively, for example, in the beam path of the imaging optical system. Each optical unit is designed so that it can be removed from the optical system as a whole.
Die Wellenfrontmessvorrichtung sowie das Anpassungsmodul der Messanordnung können entsprechend der vorstehend mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Ausführungsvarianten einer Wellenfrontmessvorrichtung bzw. eines Anpassungsmoduls ausgeführt sein. The wavefront measuring device and the adaptation module of the measuring arrangement can be designed in accordance with the embodiment variants of a wavefront measuring device or a matching module described above with reference to the method according to the invention.
Durch das Vorsehen des genannten Anpassungsmoduls ermöglicht die erfindungsgemäße Messanordnung eine separate Vermessung einzelner optischer Module eines abbildenden optischen Systems auch in Fällen, in denen die optischen Module keine abbildende Optiken sind. Dies ermöglicht die Ursachenbestimmung eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems mit hoher Genauigkeit und mit im Vergleich zu einer Einzelvermessung von ggf. in dem optischen Modul enthaltenden optischen Elementen geringerem Zeitaufwand. By providing the said adaptation module, the measuring arrangement according to the invention enables a separate measurement of individual optical modules of an imaging optical system even in cases in which the optical modules are not imaging optics. This makes it possible to determine the cause of a wavefront error of the imaging optical system with high accuracy and with less expenditure of time compared to a single measurement of optionally contained in the optical module optical elements.
Gemäß einer Ausführungsform der Messanordnung nach der Erfindung ist das Anpassungsmodul im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung vor der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Anpassungsmodul im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung nach der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet. According to one embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device in front of the optical unit to be measured. In an alternative embodiment, the adaptation module is arranged in the beam path of the wavefront measuring device after the optical unit to be measured.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Messanordnung nach der Erfindung umfasst das mindestens eine Anpassungsmodul ein eingangsseitiges Messmodul zur Manipulation der Messstrahlung, welches in einem Strahlengang der Messstrahlung vor der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet ist, sowie ein ausgangsseitiges Messmodul zur Manipulation der Messstrahlung, welches im Strahlengang des Messstrahlung nach der zu vermessenden optischen Einheit angeordnet ist. Beide Messmodule enthalten mindestens ein optisches Element. Die optischen Elemente der Messmodule sind beispielsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass sie zusammen mit der zu vermessenden optischen Einheit eine abbildende optische Anordnung bilden. Gemäß einer Ausführungsform der Messanordnung sind die Messmodule derart konfiguriert, dass die optische Anordnung in ihrer optischen Wirkung einem zu vermessenden abbildenden optischen System entspricht, wobei die optische Einheit eines mehrerer optischer Module des zu vermessenden optischen Systems ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die optische Anordnung auch andere Abbildungseigenschaften, insbesondere eine andere Brennweite oder einen anderen Abbildungsmaßstab aufweisen. According to a further embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the at least one adaptation module comprises an input-side measuring module for manipulating the measuring radiation, which is arranged in a beam path of the measuring radiation in front of the optical unit to be measured, and an output-side measuring module for manipulating the measuring radiation, which in the beam path of Measuring radiation is arranged after the optical unit to be measured. Both measuring modules contain at least one optical element. The optical elements of the measuring modules are, for example, designed and arranged such that they form an imaging optical arrangement together with the optical unit to be measured. According to an embodiment of the measuring arrangement, the measuring modules are configured such that the optical arrangement corresponds in its optical effect to an imaging optical system to be measured, the optical unit being one of a plurality of optical modules of the optical system to be measured. In an alternative embodiment, the optical arrangement may also have other imaging properties, in particular a different focal length or a different magnification.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Anpassungsmodul ein oder mehrere in Reflexion oder in Transmission verwendete diffraktive Strukturmuster auf. Beispielsweise enthält das mindestens eine Anpassungsmodul ein oder mehrere CGHs mit diffraktiven Strukturmustern. Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens ein CGH im Strahlengang der Wellenfrontmessvorrichtung vor oder nach dem zu vermessenden Modul oder jeweils in beiden Messmodulen vorgesehen. Insbesondere können auch zwei oder mehr nacheinander angeordnete diffraktive Strukturmuster, wie beispielsweise CGHs mit jeweils einer diffraktiven Struktur in Reflexion betrieben werden. In accordance with a further embodiment, the at least one adaptation module has one or more diffractive structure patterns used in reflection or in transmission. For example, the at least one adaptation module contains one or more CGHs with diffractive structure patterns. According to one embodiment, at least one CGH is in the beam path of the wavefront measuring device before or after the to be measured Module or in each case provided in both measuring modules. In particular, two or more successively arranged diffractive structure patterns, such as CGHs, each with a diffractive structure can be operated in reflection.
Bei einer Ausführungsform der Messanordnung enthält das mindestens eine Anpassungsmodul mindestens zwei in einem Strahlengang der Messstrahlung einander überlagernd oder hintereinander angeordnete diffraktive Strukturmuster. Insbesondere sind die hintereinander angeordneten diffraktiven Strukturmuster jeweils auf einem eigenen Substrat vorgesehen, wie es z.B. in der
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch die nachstehend beschriebene Messvorrichtung zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Die Messvorrichtung enthält ein einstückiges Wellenformelement, welches diffraktive Strukturen zum Erzeugen einer Messstrahlung mit einer an mindestens zwei nebeneinander angeordnete, nicht zusammenhängende optische Oberflächen angepassten Wellenfront aufweist. Dabei ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert, eine relative Positionierung der optischen Oberflächen zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades zu vermessen. Weiterhin umfasst die Messvorrichtung ein Interferometer zur interferometrischen Vermessung der Messstrahlung nach Wechselwirkung mit den optischen Oberflächen. According to a second aspect of the invention, the object is achieved by the measuring device described below for the interferometric shape measurement of optical surfaces of a microlithography projection exposure apparatus. The measuring device contains a one-piece waveform element which has diffractive structures for generating a measuring radiation with a wavefront matched to at least two juxtaposed non-contiguous optical surfaces. In this case, the measuring device is configured to measure a relative positioning of the optical surfaces relative to one another with respect to at least one rigid body degree of freedom. Furthermore, the measuring device comprises an interferometer for interferometric measurement of the measuring radiation after interaction with the optical surfaces.
Durch die Möglichkeit der Vermessung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades kann aus dem interferometrischen Messergebnis unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung eine jeweilige Form der optischen Oberflächen bestimmt werden. Dies ermöglicht die gleichzeitige Formvermessung beider optischer Oberflächen. Damit verringert sich der zur Vermessung einiger oder aller optischer Elemente eines abbildenden optischen Systems der vorstehend mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Art, wie etwa eines Projektionsobjektivs für die Mikrolithographie, benötigte Zeitaufwand. Die Zeit zur Bestimmung der Ursache eines Wellenfrontfehlers des abbildenden optischen Systems verringert sich damit. Due to the possibility of measuring the relative positioning of the optical surfaces relative to one another with respect to at least one rigid body degree of freedom, a respective shape of the optical surfaces can be determined from the interferometric measurement result taking into account the specific relative positioning. This allows the simultaneous shape measurement of both optical surfaces. This reduces the time required to measure some or all of the optical elements of an imaging optical system of the type described above with respect to the first aspect of the invention, such as a microlithography projection objective. The time for determining the cause of a wavefront error of the imaging optical system is thus reduced.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung eine Auswerteeinrichtung zum Bestimmen einer jeweiligen Form der optischen Oberflächen aus dem interferometrischen Messergebnis unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung. According to one embodiment, the measuring device according to the second aspect of the invention comprises an evaluation device for determining a respective shape of the optical surfaces from the interferometric measurement result, taking into account the determined relative positioning.
Ferner wird die Aufgabe gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung durch das nachstehende Verfahren zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie gelöst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Anordnen von mindestens zwei nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen in einem Strahlengang einer Messstrahlung, welche von einem diffraktive Strukturen aufweisenden, einstückigen Wellenformelement mit einer an die optischen Oberflächen angepassten Wellenfront erzeugt wird; Bestimmen einer relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander bezüglich mindestens eines Starrkörperfreiheitsgrades; und ein gleichzeitiges interferometrisches Vermessen der jeweiligen Form der optischen Oberflächen mittels der Messstrahlung unter Berücksichtigung der bestimmten relativen Positionierung. Further, the object according to a second aspect of the invention is achieved by the following method for interferometric shape measurement of optical surfaces of a projection exposure apparatus for microlithography. The method comprises the following steps: arranging at least two non-contiguous optical surfaces in a beam path of a measuring radiation which is generated by a diffractive structure, comprising a one-piece wave form element having a wavefront matched to the optical surfaces; Determining a relative positioning of the optical surfaces to each other with respect to at least one rigid body degree of freedom; and a simultaneous interferometric measurement of the respective shape of the optical surfaces by means of the measuring radiation taking into account the determined relative positioning.
Mit anderen Worten erzeugt bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung und dem Verfahren das Wellenformelement mittels seiner diffraktiven Strukturen eine Messstrahlung, welche auf jede der optischen Oberflächen gerichtet ist. Zusätzlich ist die Wellenfront der eine Oberfläche erreichenden Messstrahlung jeweils an die Form dieser Oberfläche angepasst. Insbesondere können die diffraktiven Strukturen dazu eine, beispielsweise von einem Interferometer bereitgestellte Prüfstrahlung derart transformieren, dass für jede optische Oberfläche jeweils eine Messwelle mit entsprechend angepasster Wellenfront erzeugt wird. Die Anpassung der Wellenfront ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Wellenfront am Ort jeder optischen Oberfläche der jeweiligen Sollform der Oberfläche entspricht. Auf diese Weise wird für jede Oberfläche eine Nulloptik realisiert, bei welcher eine Oberfläche in Sollform die Messstrahlung in sich zurückreflektieren würde. In other words, in the measuring device according to the invention and the method, the waveform element generates, by means of its diffractive structures, a measuring radiation which is directed onto each of the optical surfaces. In addition, the wavefront of the measuring radiation reaching a surface is in each case adapted to the shape of this surface. In particular, the diffractive structures can for this purpose transform a test radiation provided, for example, by an interferometer, such that in each case one measuring wave with a correspondingly adapted wavefront is generated for each optical surface. The adaptation of the wavefront is preferably formed such that the wavefront at the location of each optical surface corresponds to the respective desired shape of the surface. In this way, a zero optics is realized for each surface, in which a surface in desired form would reflect back the measuring radiation.
Als Wellenformelement wird beispielsweise ein CGH mit nebeneinander auf einem Substrat angeordneten diffraktive Strukturen für jede der optischen Oberflächen verwendet. Alternativ kann auch ein komplex kodiertes CGH mit sich einander in einer Ebene überlagernden diffraktiven Strukturen für zwei oder mehr Oberflächen vorgesehen sein. As the waveform element, for example, a CGH having diffractive structures juxtaposed on a substrate is used for each of the optical surfaces. Alternatively, a complex coded CGH may also be provided with diffractive structures overlapping one another in one plane for two or more surfaces.
Von den optischen Oberflächen wird die Messstrahlung zurückreflektiert, durchläuft wiederum das einstückige Wellenformelement und wird anschließend in dem Interferometer durch Überlagerung mit einer Referenzwelle vermessen. Dabei entsteht für jede Oberfläche bei einer Abweichung von der jeweiligen Sollform ein charakteristisches Interferogramm. Als Interferometer kann beispielsweise ein Fizeau-, ein Michelson- oder ein Twyman-Green-Interferometer verwendet werden. Wesentlich ist lediglich eine Erfassung eines Interferogramms bei einer Überlagerung der reflektierten Messstrahlung mit einer Referenzwelle. Die Erfassung eines Interferogramms kann beispielsweise durch eine CCD-Kamera erfolgen. From the optical surfaces, the measuring radiation is reflected back, again passes through the one-piece waveform element and is then measured in the interferometer by superposition with a reference wave. In the process, a characteristic interferogram arises for each surface in the case of a deviation from the respective nominal shape. As an interferometer, for example, a Fizeau, a Michelson or a Twyman Green interferometer can be used. It is only essential to record an interferogram in the case of a superposition of the reflected measuring radiation with a reference wave. The detection of an interferogram can be done for example by a CCD camera.
Zusätzlich erfolgt eine Bestimmung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander. Dabei wird mindestens eine relative Orts- oder Kippkoordinate als relativer Starrkörperfreiheitsgrad bestimmt. Hierfür können beispielsweise interferometrische Verfahren verwendet werden. Eine Auswerteeinrichtung kann schließlich die Form jeder optischen Fläche und deren relative Positionierung zueinander mittels der erfassten Interferogramme und unter Berücksichtigung des mindestens einen vermessenen Starrkörperfreiheitsgrads bestimmen. Dabei können Werte weiterer Starrkörperfreiheitsgrade mit Hilfe der erfassten Werte und Interferogramme ermittelt werden. Alternativ kann auch eine Speicherung der erfassten Interferogramme und Werte von relativen Starrkörperfreiheitsgraden für eine spätere Auswertung oder ein Übermittlung an eine externe Auswerteeinheit vorgesehen sein. In addition, a determination of the relative positioning of the optical surfaces to each other. In this case, at least one relative location or tilting coordinate is determined as a relative rigid body degree of freedom. For example, interferometric methods can be used for this purpose. An evaluation device can finally determine the shape of each optical surface and their relative positioning to each other by means of the detected interferograms and taking into account the at least one measured rigid body degree of freedom. In this case, values of further rigid body degrees of freedom can be determined with the aid of the recorded values and interferograms. Alternatively, it is also possible to provide storage of the detected interferograms and values of relative rigid body degrees of freedom for later evaluation or transmission to an external evaluation unit.
Gemäß einer Ausführungsform sind die optischen Oberflächen Teil eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Beispielsweise sind die optischen Oberflächen reflektierende Oberflächen von Spiegeln eines EUV-Projektionsobjektivs. Die Oberflächen können zum Beispiel eben, sphärisch oder asphärisch mit oder ohne Rotationssymmetrie ausgebildet sein. According to one embodiment, the optical surfaces are part of a projection objective of a projection exposure apparatus for microlithography, in particular an EUV projection exposure apparatus. For example, the optical surfaces are reflective surfaces of mirrors of an EUV projection objective. For example, the surfaces may be planar, spherical or aspherical with or without rotational symmetry.
Eine Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung ist dazu konfiguriert, die relative Positionierung der optischen Oberflächen zueinander in einer Richtung quer zu den optischen Oberflächen zu vermessen. Insbesondere erfolgt die Vermessung der relativen Positionierung in Richtung einer mittleren Ausbreitungsrichtung der Messstrahlung. Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert die relative Positionierung der optischen Oberflächen zueinander zusätzlich in einer oder in beiden Erstreckungsrichtungen der optischen Oberflächen zu vermessen. An embodiment of the measuring device according to the invention is configured to measure the relative positioning of the optical surfaces relative to each other in a direction transverse to the optical surfaces. In particular, the measurement of the relative positioning takes place in the direction of a mean propagation direction of the measuring radiation. According to one embodiment, the measuring device is configured to additionally measure the relative positioning of the optical surfaces in one or both directions of extension of the optical surfaces.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Messvorrichtung nach der Erfindung weist das Wellenformelement diffraktive Hilfsmessstrukturen zur Erzeugung von Hilfswellen auf, welche jeweils auf eine der optischen Oberflächen fokussiert sind. Die Hilfsmessstrukturen transformieren insbesondere einen Teil der Messstrahlung zu Hilfswellen. Dabei können für jede optische Oberfläche eine oder mehrere diffraktive Hilfsmessstrukturen vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform sind die Hilfsmessstrukturen als zusätzliche diffraktive Strukturen auf einem CGH als Wellenformelement ausgebildet. According to a further embodiment of the measuring device according to the invention, the waveform element has diffractive auxiliary measuring structures for generating auxiliary waves, which are each focused on one of the optical surfaces. The auxiliary measuring structures in particular transform part of the measuring radiation to auxiliary shafts. In this case, one or more diffractive auxiliary measuring structures can be provided for each optical surface. According to one embodiment, the auxiliary measurement structures are formed as additional diffractive structures on a CGH as a waveform element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messvorrichtung mehrere Wellenformelemente oder ein Wellenformelement mit mehreren diffraktiven Strukturen zum Vermessen von jeweils einem Teilbereich mindestens einer der optischen Oberflächen auf. Insbesondere ist dabei die Auswerteeinrichtung zum Zusammensetzen von Teilmessungen zu einer Gesamtmessung der optischen Oberflächen ausgebildet. Insbesondere kann die Messvorrichtung zum Verwenden verschiedener, beispielsweise als CGH ausgebildeter Wellenformelemente zum aufeinanderfolgenden Vermessen von unterschiedlichen Teilbereichen einer oder mehrerer optischer Oberflächen ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Verschlusseinrichtung, z.B. mit einem oder mehreren Shuttern, vorgesehen sein, welche eine Messstrahlung nur für auswählbare Teilbereiche passieren lässt. Ein Zusammensetzen der Teilmessung zu einer Gesamtmessung der Oberflächen kann beispielsweise durch ein so genanntes Stitching erfolgen, welches z.B. in der
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen erfolgt eine Vermessung der relativen Positionierung der optischen Oberflächen zueinander mittels Hilfswellen, welche mit Hilfsmessstrukturen des Wellenformelements aus der Messstrahlung erzeugt werden. Die Hilfsmessstrukturen transformieren insbesondere einen Teil der Messstrahlung zu Hilfswellen. Gemäß einer Ausführungsvariante werden für jede optische Oberfläche eine oder mehrere Hilfswellen erzeugt. Die Hilfsmessstrukturen können als zusätzliche diffraktive Strukturmuster bei einem CGH als Wellenfrontelement bereitgestellt werden. In one embodiment of the method according to the invention for the interferometric shape measurement of optical surfaces, a measurement of the relative positioning of the optical surfaces relative to one another takes place by means of auxiliary waves, which are generated with auxiliary measurement structures of the waveform element from the measurement radiation. The auxiliary measuring structures in particular transform part of the measuring radiation to auxiliary shafts. According to an embodiment variant, one or more auxiliary shafts are generated for each optical surface. The auxiliary measurement structures can be provided as additional diffractive structure patterns in a CGH as wavefront element.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Formvermessung werden nacheinander mit verschiedenen Wellenformelementen oder verschiedenen diffraktiven Strukturen eines Wellenformelements jeweils Teilbereiche mindestens einer der optischen Oberflächen vermessen. Anschließend erfolgt ein Zusammensetzen von Teilmessungen zu einer Gesamtvermessung der optischen Oberflächen. Entsprechend zur korrespondierenden Ausführungsform der Messvorrichtung können beispielsweise nacheinander unterschiedliche CGHs für verschiedene Teilbereiche, eine Verschlussvorrichtung zum Blockieren der Messstrahlung für bestimmte Teilbereiche oder beides verwendet werden. Das Zusammensetzen von Teilmessungen erfolgt vorzugsweise durch das oben erwähnte Stitching-Verfahren. According to one embodiment of the method for shape measurement, subsections of at least one of the optical surfaces are successively measured with different waveform elements or different diffractive structures of a waveform element. Subsequently, partial measurements are combined to form an overall measurement of the optical surfaces. Corresponding to the corresponding embodiment of the measuring device, different CGHs for different partial areas, a closure device for blocking the measuring radiation for specific partial areas, or both can be used successively, for example. The assembly of partial measurements is preferably carried out by the above-mentioned stitching method.
Ferner sind gemäß einer Ausführung des Verfahrens zur interferometrischen Formvermessung optischer Oberflächen die nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet. Insbesondere sind die optischen Oberflächen nebeneinander auf einer Seite des Substrats positioniert. Dabei können die optischen Oberflächen beispielsweise zur Reflexion einer Beleuchtungsstrahlung der Projektionsbelichtungsanlage ausgebildet sein und somit einen Doppelspiegel oder Mehrfachspiegel darstellen. Mit der Verwendung eines Substrats für mehrere Oberflächen wird eine besonders kompakte Bauweise realisiert. Further, according to an embodiment of the method for interferometric shape measurement of optical surfaces, the discontinuous optical surfaces are arranged on a common substrate. In particular, the optical surfaces are positioned side by side on one side of the substrate. In this case, the optical surfaces can be formed, for example, for reflection of an illumination radiation of the projection exposure apparatus and thus represent a double mirror or multiple mirror. With the use of a substrate for multiple surfaces, a particularly compact design is realized.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die nicht zusammenhängenden optischen Oberflächen jeweils auf separaten Substraten angeordnet. Somit lassen sich zum Beispiel auch zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Spiegel gleichzeitig vermessen, wie etwa zwei nebeneinander angeordnete Spiegel mit flachem Einstrahlwinkel für ein Projektionsobjektiv der EUV-Mikrolithographie. Dabei wird neben der jeweiligen Form auch die relative Lage zueinander bestimmt. According to an alternative embodiment, the non-contiguous optical surfaces are each arranged on separate substrates. Thus, for example, two or more mirrors arranged next to one another can be measured simultaneously, such as two mirrors arranged side by side with a flat angle of incidence for a projection objective of EUV microlithography. In addition to the respective shape, the relative position to each other is determined.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß dem ersten Aspekt und der Messvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt angegebenen Merkmale können entsprechend auf das jeweilige erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt übertragen werden und umgekehrt. Weiterhin können die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf die erfindungsgemäße Messvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung übertragen werden und umgekehrt. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird. With regard to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or variants, etc. of the inventive measuring arrangement according to the first aspect and the measuring device according to the second aspect specified features can be transferred to the respective inventive method according to the first aspect or the second aspect and vice versa. Furthermore, with regard to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or variants, etc. of the method according to the invention and the inventive measuring arrangement according to the first aspect of the invention can be transferred to the measuring device according to the invention and the method according to the invention according to the second aspect of the invention and vice versa. These and other features of the embodiments according to the invention are explained in the description of the figures and the claims. The individual features can be realized either separately or in combination as embodiments of the invention. Furthermore, they can describe advantageous embodiments which are independently protectable and whose protection is possibly claimed only during or after pending the application.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt: The foregoing and other advantageous features of the invention are illustrated in the following detailed description of exemplary embodiments according to the invention with reference to the accompanying diagrammatic drawings. It shows:
Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele Detailed description of inventive embodiments
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden. Zur Erleichterung der Beschreibung ist in einigen Zeichnungen ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In the embodiments or embodiments or design variants described below, functionally or structurally similar elements are as far as possible provided with the same or similar reference numerals. Therefore, for the understanding of the features of the individual elements of a particular embodiment, reference should be made to the description of other embodiments or the general description of the invention. To facilitate the description, in some drawings a Cartesian xyz coordinate system is given, from which the respective positional relationship of the components shown in the figures results.
Die
Das Projektionsobjektiv
Jedes Modul M1, M2, M3 lässt sich einzeln aus dem Projektionsobjektiv
Die beschriebenen Module M1, M2, M3 stellen nur Beispiele für mögliche Module dar. In anderen Ausführungsbeispielen des Projektionsobjektivs
Bei der Herstellung von optischen Modulen oder der Nachbearbeitung einzelner Module bzw. in einem Modul enthaltener optischer Elemente ist eine sehr präzise Vermessung der optischen Eigenschaften des jeweiligen Moduls notwendig. Insbesondere müssen Abweichungen von einer gewünschten Wellenfrontänderung durch das Modul hochgenau bestimmt werden. Eine solche Vermessung der Wellenfrontfehler des Moduls lässt sich mit den bekannten Vorrichtungen zur Vermessung von Projektionsobjektiven in der Regel nicht ohne weiteres durchführen, da die einzelnen Module im Allgemeinen kein abbildendes optisches System darstellen. In the manufacture of optical modules or the post-processing of individual modules or optical elements contained in a module, a very precise measurement of the optical properties of the respective module is necessary. In particular, deviations from a desired wavefront change by the module must be determined with high accuracy. Such a measurement of the wavefront error of the module can be with the As a rule, it is not easy to carry out known devices for measuring projection objectives since the individual modules generally do not represent an imaging optical system.
In
Weiterhin enthält die Wellenfrontmessvorrichtung
Eine Voraussetzung für eine Vermessung einer Optik mit der Wellenfrontmessvorrichtung
Mit anderen Worten ergänzt das Anpassungsmodul
In
In
Ein Doppel-CGH ermöglicht eine gleichzeitige Änderung des Orts und der Richtung eines Messstrahls. Auf diese Weise lassen sich bei manchen zu vermessenden Modulen M2 eine abbildende Eigenschaft der optischen Anordnung
In weiteren Ausführungen ist ein Doppel-CGH in dem im Strahlengang
In
In anderen Ausführungen kann entsprechend zur Messvorrichtung nach
Mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen für eine Messanordnung und ein Verfahren lässt sich nacheinander eine Vermessung aller optischen Module eines abbildenden optischen Systems, beispielsweise in Gestalt des Projektionsobjektivs
Die folgenden
Die Messvorrichtung
Die Beleuchtungsstrahlung
Das Wellenformelement
Die erste diffraktive Struktur
Das Substrat
Neben einer gleichzeitigen Formvermessung der beiden optischen Oberflächen
Weiterhin ist in dem CGH
Nach einer Rückreflexion der Hilfswellen
In anderen Ausführungen der Messvorrichtung
Zur Vermessung eines zweiten Teilbereichs
Auf diese Weise lassen sich auch Oberflächen vermessen, bei denen sich auf Grund der Form der Oberflächen die reflektierte Messstrahlung
Entsprechend kann auch ein Vermessen von zwei Teilbereichen der zweiten Oberfläche
In
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein. The above description of exemplary embodiments is to be understood by way of example. The disclosure thus made makes it possible for the skilled person, on the one hand, to understand the present invention and the associated advantages, and on the other hand, in the understanding of the person skilled in the art, also encompasses obvious modifications and modifications of the structures and methods described. It is therefore intended that all such alterations and modifications as fall within the scope of the invention as defined by the appended claims, as well as equivalents, be covered by the scope of the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Projektionsobjektiv projection lens
- 1212
- Retikel reticle
- 1414
- Wafer wafer
- 1616
- Strahlengang beam path
- E1–6E1-6
- Spiegel mirror
- M1–M3M1-M3
- Module modules
- 2020
- Wellenfrontmessvorrichtung Wavefront measurement device
- 2222
- abbildende Optik imaging optics
- 2424
- Messstrahlung measuring radiation
- 2626
- Lochblende pinhole
- 2828
- Schergitter shear grid
- 3030
- Detektor detector
- 3232
- Erfassungsebene Input level
- 4040
- Messanordnung measuring arrangement
- 4242
- Anpassungsmodul matching module
- 4444
- Strahlengang beam path
- 4646
- CGH CGH
- 4848
- diffraktives Strukturmuster diffractive structural pattern
- 5050
- abbildende optische Anordnung imaging optical arrangement
- 52, 5452, 54
- CGHs in Refexion CGHs in Refexion
- 5656
- eingangsseitiges Messmodul input-side measuring module
- 5858
- ausgangsseitiges Messmodul output-side measuring module
- 60, 6260, 62
- CGHs in Transmission CGHs in transmission
- 64, 6664, 66
- komplex kodierte CGHs complex coded CGHs
- 6868
- zweite Lochblende second pinhole
- 7070
- überlagerte diffr. Strukturen superimposed diffr. structures
- 7272
- Messstrahlung measuring radiation
- 100100
- Messvorrichtung measurement device
- 102102
- erste optische Oberfläche first optical surface
- 104104
- zweite optische Oberfläche second optical surface
- 106106
- Substrat substratum
- 108108
- Interferometer interferometer
- 110110
- Fizeau-Element Fizeau element
- 112112
- Beleuchtungsstrahlung illumination radiation
- 114114
- Referenzwelle reference wave
- 116116
- Prüfstrahlung probing
- 117117
- Messstrahlung measuring radiation
- 118118
- optische Achse optical axis
- 120120
- Wellenformelement Waveform element
- 122122
- erste diffraktive Struktur first diffractive structure
- 124124
- zweite diffraktive Struktur second diffractive structure
- 126126
- CGH CGH
- 128128
- erste Messwelle first measuring shaft
- 130130
- zweite Messwelle second measuring shaft
- 132132
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- 134134
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- 138138
- zweite Hilfsmessstruktur second auxiliary measuring structure
- 140140
- Punkt von 1. Oberfläche Point of 1st surface
- 142142
- Punkt von 2. Oberfläche Point of 2nd surface
- 144144
- erster Teilbereich first subarea
- 146146
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- 148148
- zweites Wellenformelement second waveform element
- 150150
- diffraktive Struktur diffractive structure
- 152152
- CGH CGH
- 154154
- erstes optisches Element first optical element
- 156156
- zweites optisches Element second optical element
- 158 158
- Auswerteeinrichtungevaluation
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