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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wellenfrontanalyse.
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Stand der Technik
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Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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Sowohl im Projektionsobjektiv als auch in der Beleuchtungseinrichtung besteht ein Bedarf, die im Betrieb durch das jeweilige optische System propagierenden Wellenfronten zu analysieren, um z.B. Aufschluss über die tatsächlich erzielte optische Wirkung der einzelnen optischen Komponenten des betreffenden optischen Systems sowie deren Justage zueinander zu erhalten. Hierzu ist u.a. das Prinzip der Shearing-Interferometrie bekannt, bei welchem durch Einsatz eines Beugungsgitters identische Kopien der zu vermessenden Wellenfront entsprechend den unterschiedlichen Beugungsordnungen erzeugt und zur Überlagerung gebracht werden. Dieses Beugungsgitter wird in der Regel im Fokus oder nahe des Fokus positioniert. Durch Positionierung des Beugungsgitters außerhalb der jeweiligen Fokusposition entstehen periodische Überlagerungsmuster, sogenannte Vielstreifeninterferenzmuster. Bei reiner Defokussierung, d.h. das Beugungsgitter befindet sich außerhalb des Fokus und die Wellenfront ist zumindest näherungsweise eine ideale Kugelwelle, entsteht ein Interferenzmuster mit regelmäßigem, gegebenenfalls gekrümmtem Streifenmuster. Bei lokalen Abweichungen von der idealen kugelförmigen Wellenfront (lokale Gradienten) verändern sich die (lokalen) Frequenzen und Phasenlagen der Streifen.
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Hierbei kann in der Praxis das Problem auftreten, dass das betreffende Interferenzmuster etwa aufgrund einer zu hohen Streifendichte bzw. einer zu hohen Ortsfrequenz nicht mehr von verfügbaren, kamerabasierten Detektoren aufgelöst werden kann. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die jeweilige Wellenfrontanalyse an unterschiedlichen Positionen bzw. Feldpunkten innerhalb des betreffenden optischen Systems durchgeführt werden soll, an denen eine ausgeprägt asphärische Soll-Wellenfront vorliegt bzw. wo besonders krummlinige Interferenzstreifen mit einem breiten Spektrum an Ortsfrequenzen und gegebenenfalls hohen Streifendichten auftreten können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wellenfrontanalyse bereitzustellen, welche eine präzise Wellenfrontanalyse an beliebigen Positionen bzw. Feldpunkten innerhalb des optischen Systems und insbesondere auch bei stark asphärischer Wellenfront ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. das Verfahren gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 16 gelöst.
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Eine Vorrichtung zur Wellenfrontanalyse, welche zur Analyse der Wellenfront wenigstens einer ein optisches System durchlaufenden Lichtwelle ausgelegt ist, weist auf:
- - wenigstens eine Beleuchtungsmaske,
- - wenigstens ein erstes Gitter, welches wenigstens eine erste Gitterstruktur aufweist und aus einer zu analysierenden, von der Beleuchtungsmaske ausgehenden und das optische System durchlaufenden Wellenfront ein Interferogramm in einer vorgegebenen Ebene erzeugt,
- - wenigstens ein in dieser vorgegebenen Ebene angeordnetes zweites Gitter, welches wenigstens eine zweite Gitterstruktur aufweist und durch Überlagerung der zweiten Gitterstruktur mit dem von dem ersten Gitter erzeugten Interferogramm ein Überlagerungsmuster erzeugt, und
- - wenigstens einen Detektor zur Erfassung dieses Überlagerungsmusters.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, dem eingangs beschriebenen Problem einer hohen Streifendichte bzw. hohen Ortsfrequenz eines anhand von Shearing-Interferometrie erzeugbaren Interferenzmusters und den daraus resultierenden Schwierigkeiten einer kamerabasierten Auflösung eines solchen Interferenzmusters dadurch Rechnung zu tragen, dass nicht etwa das betreffende Interferenzmuster selbst an Ort und Stelle mit einem kamerabasierten Detektor erfasst und analysiert wird, sondern eine diesem Interferenzmuster entsprechende bzw. diese gewissermaßen repräsentierende Gitterstruktur in der betreffenden Ebene platziert wird. Dies hat zur Folge, dass analog zu dem bekannten Moire-Effekt eine Überlagerung zwischen der erfindungsgemäß zusätzlich eingesetzten Gitterstruktur sowie dem besagten Interferenzmuster erfolgt, wobei das hierbei entstehende Überlagerungsmuster entsprechend dem Moire-Effekt eine im Vergleich zu den jeweils überlagerten Strukturen (d.h. im Vergleich zur eingesetzte zweiten Gitterstruktur sowie auch relativ zum Interferenzmuster) vergleichsweise „gröbere“, niederfrequente (d.h. eine relativ geringere Ortsfrequenz aufweisende) Struktur besitzt und somit ohne Weiteres mit einem verfügbaren kamerabasierten Detektor aufgelöst werden kann.
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Mit anderen Worten beinhaltet die vorliegende Erfindung das Konzept, anstelle der unmittelbaren Vermessung eines über Shearing-Interferometrie mit einem bestimmten Beugungsgitter erzeugten Interferenzmusters zunächst zu berechnen, welches Interferenzmuster in Kenntnis der konkreten Eigenschaften des optischen Systems sowie der interferometrischen Messanordnung (insbesondere Wellenlänge sowie Gitterkonstante des ersten Gitters) theoretisch für die betreffende Wellenfront zu erwarten ist, dann jedoch anstelle einer direkten Messung dieses Interferenzmusters zunächst ein hierzu korrespondierendes zweites Gitter zu fertigen und in der betreffenden Ebene anstelle eines Detektors zu platzieren.
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Erfindungsgemäß wird dann das sich durch Überlagerung des speziell gefertigten zweiten Gitters mit dem Interferenzmuster sich ergebende Überlagerungsmuster vermessen, wobei ein hierzu eingesetzter Detektor aufgrund der signifikant geringeren Ortsfrequenz des durch besagte Überlagerung zustande gekommenen Überlagerungsmusters entsprechend geringeren Anforderungen zu genügen hat und somit eine messtechnische Auflösung des Überlagerungsmusters realisierbar wird.
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In gewisser Weise kann hierbei das erfindungsgemäß zusätzlich eingesetzte zweite Gitter auch als „Demodulator“ angesehen werden, mit welchem das erfindungsgemäß zunächst vorausberechnete, dem Soll- bzw. Erwartungswert entsprechende Interferenzmuster demoduliert wird, um im Ergebnis durch Vermessung des durch Überlagerung des zweiten Gitters mit dem tatsächlich in der betreffenden Ebene erzeugten Interferenzbild zustande gekommenen, vergleichsweise niederfrequenten Überlagerungsmusters die Abweichung vom besagten Soll- bzw. Erwartungswert und damit etwaige Wellenfronaberrationen zu bestimmen.
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Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist der Begriff „Gitter“ vorzugsweise so zu verstehen, dass hiervon wenigstens in einer Richtung periodisch angeordnete Strukturen umfasst sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Gitterstruktur von der ersten Gitterstruktur verschieden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die wenigstens eine zweite Gitterstruktur basierend auf einem Soll-Interferenzmuster ausgestaltet, welches das erste Gitter für eine Soll-Wellenfront der Lichtwelle nach Durchlaufen des optischen Systems erzeugen würde.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Detektor einen strahlungssensitiven Sensor auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Detektor eine Abbildungsoptik zur Abbildung des Überlagerungsmusters auf den strahlungssensitiven Sensor auf.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Gitter auf dem strahlungssensitiven Sensor angeordnet. Hierdurch kann auf eine Abbildungsoptik zur Abbildung des in der Auffangebene erzeugten Überlagerungsmusters auf einen weiter entfernten strahlungssensitiven Sensor verzichtet und somit ein kompakterer Messaufbau erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Gitter auf einer Faceplate („Schirmplatte“) zur faseroptischen Übertragung des Überlagerungsmusters auf den strahlungssensitiven Sensor angeordnet. Durch eine derartige faseroptische Übertragung wird es beispielsweise ermöglicht, den strahlungssensitiven Sensor sowie gegebenenfalls weitere zur Auswertung verwendete elektronische Komponenten außerhalb eines Vakuumbereichs, in welchem sich die das zweite Gitter tragende Frontseite der Faceplate befinden kann, anzuordnen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der strahlungssensitive Sensor auf einer Lichtaustrittsfläche der Faceplate angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Gitter auf einem kohärenzzerstörenden Substrat angeordnet. Hierdurch können unerwünschte weitere Interferenzerscheinungen, welche ansonsten grundsätzlich noch bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung nach dem zweiten Gitter auftreten könnten, vermieden werden. Hierzu kann das betreffende Substrat z.B. als frequenzwandelnde Schicht ausgebildet sein oder z.B. durch eine aufgeraute Oberfläche oder lichtstreuende innere Struktur als lichtstreuendes Element ausgebildet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Wechsler zum Auswechseln der das Interferogramm erzeugenden ersten Gitterstruktur und/oder einen Wechsler zum Auswechseln der mit diesem Interferogramm überlagerten zweiten Gitterstruktur auf. Das Wechseln der jeweils im Bereich des ersten Gitters bzw. des zweiten Gitters zur Wirkung kommenden Gitterstruktur ermöglicht es, für unterschiedliche Wellenfronten (z.B. unterschiedliche Positionen bzw. Feldpunkte im jeweiligen optischen System) jeweils geeignete Paare aus Gitterstrukturen auf dem ersten Gitter und dem zweiten Gitter zu wählen, also unterschiedliche Zuordnungen bzw. Permutationen von Orten auf dem ersten Gitter und Orten auf dem zweiten Gitter je nach den jeweils zu analysierenden Wellenfronten bzw. Wellenfrontaberrationen zu wählen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das zweite Gitter eine Mehrzahl von Segmenten auf, welche sich hinsichtlich der in dem jeweiligen Segment befindlichen zweiten Gitterstruktur voneinander unterscheiden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das optische System eine optische Systemachse auf, wobei das erste Gitter und/oder das zweite Gitter entlang dieser optischen Systemachse verfahrbar ist bzw. sind.
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In Ausführungsformen der Erfindung können auch unterschiedliche Bereiche der zu analysierenden Wellenfront mit unterschiedlicher Positionierung des ersten Gitters entlang der Lichtausbreitungsrichtung (z-Richtung) bzw. voneinander verschiedenen Fokuseinstellungen vermessen werden, wobei die betreffenden Teilwellenfronten dann zusammengesetzt werden können. Hierbei kann die über die Positionierung des ersten Gitters entlang der Lichtausbreitungsrichtung (z-Richtung) einstellbare Defokussierung und damit die Streifendichte in dem durch das erste Gitter erzeugten Interferenzmuster in geeigneter Weise über die zu analysierende Wellenfront varriert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Mehrzahl von Messkanälen auf, wobei jedem dieser Messkanäle jeweils eine Lichtquelle, eine Beleuchtungsmaske, eine erste Gitterstruktur und eine zweite Gitterstruktur zugeordnet sind. Hierdurch kann neben einer höheren Messgeschwindigkeit auch eine größere Präzision erzielt werden. Des Weiteren können durch Nutzung unterschiedlicher Wellenlängen auch weitere Informationen über das optische System bzw. die darin vorhandenen optischen Komponenten (z.B. über auftretende Dispersion oder Schichteigenschaften) gewonnen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System ein optisches System für die Mikrolithographie, insbesondere ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Dabei kann es sich bei dem optischen System insbesondere um ein Teilsystem der Beleuchtungseinrichtung oder des Projektionsobjektivs handeln.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Wellenfrontanalyse, wobei eine Wellenfront wenigstens einer ein optisches System durchlaufenden Lichtwelle analysiert wird,
- - wobei mit wenigstens einem ersten Gitter, welches wenigstens eine erste Gitterstruktur aufweist, aus der zu analysierenden Wellenfront ein Interferogramm in einer vorgegebenen Ebene erzeugt wird,
- - wobei mit wenigstens einem in dieser vorgegebenen Ebene angeordneten zweiten Gitter, welches wenigstens eine zweite Gitterstruktur aufweist, durch Überlagerung der zweiten Gitterstruktur mit dem von dem ersten Gitter erzeugten Interferogramm ein Überlagerungsmuster erzeugt wird, und
- - wobei dieses Überlagerungsmuster mit wenigstens einem Detektor erfasst wird.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die wenigstens eine zweite Gitterstruktur basierend auf einem Soll-Interferenzmuster ausgestaltet, welches das erste Gitter für eine Soll-Wellenfront der Lichtwelle nach Durchlaufen des optischen Systems erzeugen würde.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das optische System eine optische Systemachse auf, wobei das Verfahren zur Analyse unterschiedlicher Teilbereiche einer Wellenfront wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst:
- - variable Positionierung des ersten Gitters entlang der optischen Systemachse;
- - Variation der jeweils wirksamen Gitterstruktur des ersten Gitters;
- - variable Positionierung des zweiten Gitters einschließlich des Detektors entlang der optischen Systemachse; und
- - Variation der jeweils wirksamen Gitterstruktur des zweiten Gitters.
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Dabei können hierbei erfasste Teilwellenfronten bei der Analyse der gesamten Wellenfront kombiniert, also für die unterschiedlichen Teilbereiche der Wellenfront gewonnene Informationen zur Analyse der gesamten Wellenfront zusammengefasst werden.
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Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn zur Analyse einer bestimmten Wellenfront bzw. zur Erfassung der in der Ortsfrequenz im jeweils erzeugten Interferenzmuster vorhandenen Dynamik der Einsatz einer einzigen Gitterstruktur des ersten Gitters bzw. des zweiten Gitters nicht ausreicht. In diesem Falle kann eine variable Positionierung des ersten Gitters entlang der Lichtausbreitungsrichtung bzw. optischen Systemachse (zur Änderung der Defokussierung), eine Variation der jeweils wirksamen Gitterstruktur des ersten Gitters (zur Änderung des Interferenzmusters, z.B. der Streifendichte), eine variable Positionierung des zweiten Gitters einschließlich des Detektors entlang der Lichtausbreitungsrichtung bzw. optischen Systemachse und/oder eine Variation der jeweils wirksamen Gitterstruktur des zweiten Gitters vorgenommen werden. Dabei können beispielsweise segmentierte Ausgestaltungen des ersten bzw. zweiten Gitters genutzt werden, um gegebenenfalls jeweils nur eine bestimmte Zone bzw. Teilwellenfront zu erfassen und zu analysieren, woraufhin die gewonnenen Informationen bzw. die betreffenden Teilwellenfronten dann zusammengesetzt werden können.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines möglichen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wellenfronterfassung; und
- 2-4 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
- 5-7 schematische Darstellungen zur Erläuterung beispielhafter Ausführungsformen eines in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren Gitters.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt zunächst in schematischer Darstellung den möglichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wellenfronterfassung.
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In 1 ist eine hinsichtlich ihrer Wellenfrontwirkung zu prüfende Abbildungsoptik mit „110“ bezeichnet, bei der es sich insbesondere auch um ein beliebiges Teilsystem einer Beleuchtungseinrichtung oder eines Projektionsobjektivs einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage handeln kann. Zur Überprüfung der Wellenfrontwirkung dieser Abbildungsoptik 110 bzw. zur Analyse der Wellenfront einer diese Abbildungsoptik 110 durchlaufenden Lichtwelle weist die Anordnung gemäß 1 eine Beleuchtungsmaske 105 in Form einer Lochmaske auf, durch welche Licht einer (nicht dargestellten) Lichtquelle in die Abbildungsoptik 110 eintritt und auf ein in Lichtausbreitungsrichtung (z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem) nach der Abbildungsoptik 110 angeordnetes erstes Gitter 120 auftrifft.
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Dieses erste Gitter 120 weist wenigstens eine erste Gitterstruktur auf und ist auf einem mit „120a“ bezeichneten, für Licht der Arbeitswellenlänge hinreichend transparenten Substrat aufgebracht. Das an dem ersten Gitter 120 in unterschiedliche Beugungsordnungen (z.B. 0-te, +1. und -1. Beugungsordnung) gebeugte Licht erzeugt in einer bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung nach dem ersten Gitter angeordneten (Auffang-)Ebene ein Interferenzmuster, dessen Auswertung im Falle einer Auflösung durch einen kamerabasierten Sensor grundsätzlich eine Wellenfrontanalyse und damit einen Rückschluss auf die optische Wirkung bzw. Wellenfrontwirkung der Abbildungsoptik 110 und z.B. eine Justage der in der Abbildungsoptik 110 befindlichen optischen Komponenten zueinander ermöglichen würde.
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Je nach Beschaffenheit der Abbildungsoptik 110 kann jedoch die Wellenfrontwirkung der Abbildungsoptik 110 derart beschaffen sein, dass die am Austritt der Abbildungsoptik 110 vorhandene Wellenfront stark asphärisch ist. Des Weiteren kann das vorstehend genannte, in der besagten Auffangebene durch das erste Gitter 120 erzeugte Interferenzmuster - z.B. infolge einer ausgeprägten asphärischen Wellenfront - so hochfrequent sein bzw. eine derart hohe Ortsfrequenz aufweisen, dass eine kamerabasierte Auflösung dieses Interferenzmusters nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich ist.
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Zur Überwindung dieses Problems erfolgt nun erfindungsgemäß der Einsatz eines zweiten Gitters 130, welches in der betreffenden Auffangebene platziert und gemäß 1 ebenfalls auf einem Substrat 130a ausgebildet ist. Dieses zweite Gitter 130 ist erfindungsgemäß gerade so ausgestaltet, dass die Abfolge an lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Bereichen demjenigen Interferenzmuster entspricht, welches in der Auffangebene durch das erste Gitter 120 für eine Soll-Wellenfront nach Durchlaufen der Abbildungsoptik 110 erzeugt würde.
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Die Gitterstruktur dieses zweiten Gitters 130 überlagert sich mit dem tatsächlich in der Auffangebene von dem ersten Gitter 120 erzeugten Interferogramm zu einem vergleichsweise niederfrequenten Überlagerungsmuster analog dem Moire-Effekt, wobei nun dieses vergleichsweise niederfrequente Überlagerungsmuster anders als das besagte, von dem ersten Abbildungsgitter 120 erzeugten Interferogramm einer kamerabasierten Auflösung zugänglich ist.
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Gemäß 1 erfolgt die entsprechende, kamerabasierte Vermessung mit einem in Lichtausbreitungsrichtung nach dem zweiten Gitter 130 angeordneten Detektor 140, welcher seinerseits eine Abbildungsoptik 141 und einen strahlungssensitiven Sensor 142 aufweist.
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Die Vermessung des wie vorstehend beschrieben durch Überlagerung des zweiten Gitters 130 mit dem durch das erste Gitter 120 erzeugten Interferenzmuster zustande gekommenen Überlagerungsmusters ermöglicht wiederum eine Analyse in Bezug auf die Wellenfrontwirkung der Abbildungsoptik 110 bzw. die Abweichung der tatsächlich an dessen Lichtaustritt vorhandenen Wellenfront von der Soll-Wellenfront und damit der vorhandenen Wellenfrontaberrationen.
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Die zur genauen Auslegung des zweiten Gitters 130 durchgeführte Berechnung des dem Soll- oder Erwartungswert entsprechenden Interferenzmusters kann unter Durchführung einer üblichen optischen Vorwärtssimulation in der Abbildungsoptik 110 erfolgen. Das zweite Gitter 130 kann als Amplituden- bzw. Transmissionsgitter mit einer Abfolge von lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Bereichen realisiert sein. In weiteren Ausführungsformen kann das zweite Gitter 130 auch eine elektronisch ansteuerbare Transmissionsfunktion (z.B. als „LCD-Gitter“) aufweisen.
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2a zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform, wobei zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Die Ausführungsform gemäß 2a unterscheidet sich von derjenigen aus 1 dadurch, dass das zweite Gitter 230 auf dem strahlungssensitiven Sensor 242 angeordnet ist, so dass auf eine Abbildungsoptik zur Abbildung des wie vorstehend beschrieben in der Auffangebene erzeugten Überlagerungsmusters auf einen weiter entfernten strahlungssensitiven Sensor verzichtet wird. Hierdurch wird im Ergebnis ein kompakterer Messaufbau erreicht.
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Gemäß 2b kann das (dort mit „250“ bezeichnete) zweite Gitter auch auf einer Faceplate 251 zur faseroptischen Übertragung des besagten Überlagerungsmusters auf den (dort mit „252“ bezeichneten) strahlungssensitiven Sensor, welcher sich auf der Lichtaustrittsfläche der Faceplate 251 befindet, angeordnet sein.
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3 dient zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform, wobei zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „200“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Gemäß 3 ist sowohl dem ersten Gitter 320 als auch dem zweiten Gitter 330 jeweils ein Manipulator 360 bzw. 370 zugeordnet, welcher über eine Positionsmanipulation (z.B. durch Rotation um die z-Achse bzw. Lichtausbreitungsrichtung) oder Verschiebung in zur Lichtausbreitungsrichtung bzw. z-Achse transversaler Richtung einen Wechsel der jeweils aktuell zur Wirkung kommenden Gitterstruktur ermöglicht. Hierzu können auf dem ersten Gitter 320 bzw. dem zweiten Gitter 330 jeweils unterschiedliche Gitterstrukturen vorgesehen sein, wobei wie in 5 oder 6 angedeutet auch Gitter 530 bzw. 630 mit einer Mehrzahl von Segmenten zum Einsatz kommen können, wobei sich diese Segmente hinsichtlich der jeweils vorhandenen Gitterstruktur voneinander unterscheiden. Das erste Gitter 320 und das zweite Gitter 330 können als Gruppe in z-Richtung verschiebbar sein oder einzeln in z-Richtung verschiebbar sein, wie durch die horizontalen Doppelpfeile in 3 angedeutet ist.
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Das vorstehend beschriebene Wechseln der jeweils im Bereich des ersten Gitters bzw. des zweiten Gitters zur Wirkung kommenden Gitterstruktur ermöglicht es, für unterschiedliche Wellenfronten (z.B. unterschiedliche Positionen bzw. Feldpunkte im jeweiligen optischen System) jeweils geeignete Paare aus Gitterstrukturen auf dem ersten Gitter und dem zweiten Gitter zu wählen, also unterschiedliche Zuordnungen bzw. Permutationen von Orten auf dem ersten Gitter und Orten auf dem zweiten Gitter je nach den jeweils zu prüfenden Wellenfrontaberrationen zu wählen. So kann lediglich beispielhaft für den Fall des in 5 schematisch dargestellten zweiten Gitters 530 ein zentraler Bereich 531 ohne Gitterstruktur vorgesehen sein, wenn etwa in diesem Bereich infolge eines hinreichend niederfrequenten, zu analysierenden Interferenzmusters eine kamerabasierte Auflösung auch ohne dass erfindungsgemäße Konzept der Überlagerung dieses Interferenzmusters mit einem zweiten Gitter erfolgen kann. Des Weiteren können andere, in 5 mit „532“, „533“, „534“ bzw. „535“ bezeichnete Segmente entsprechend einem jeweils erzeugten höherfrequenten Interferenzmuster Gitterstrukturen mit unterschiedlicher, höherer Gitterkonstante aufweisen.
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Das erste Gitter und/oder das zweite Gitter können auch so ausgestattet sein, dass bereits durch Verdrehung um die z-Achse unterschiedliche Segmente in den jeweiligen Strahlengang eingebracht werden können.
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In 6a ist eine mögliche Ausgestaltung eines zweiten Gitters 630 schematisch dargestellt, welches Segmente 631, 632 und 633 mit voneinander verschiedenen Ortsfrequenzen in der Gitterstruktur aufweist. Die Segmente 631, 632 und 633 können so ausgebildet sein, dass die Ortsfrequenzen zu den Segmenten einer einzigen Wellenfront angepasst sind. Dabei können die Segmente 631, 632 und 633 auch sequentiell zum Einsatz kommen, wobei die jeweils gewonnenen Informationen sequentiell zusammengesetzt werden können.
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Wenn die zu vermessende Wellenfront in Relation zu der Größe des zweiten Gitters 630 von 6a eine äußere Umrandung 640 gemäß 6b besitzt, die in jeweils eines der Segmente 631, 632 bzw. 633 „hineinpasst“, kann mit dem betreffenden Segment erfindungsgemäß gegebenenfalls die komplette Pupille bzw. Wellenfront bzw. das hiermit entstehende Überlagerungsmuster „dekodiert“ werden. Wenn hingegen die zu vermessende Wellenfront in Relation zur Größe des zweiten Gitters 630 von 6a eine äußere Umrandung 650 gemäß 6c besitzt und zudem die Segmente 631, 632 bzw. 633 hinsichtlich der jeweiligen Ortsfrequenzen in der Gitterstruktur gerade passend zu der Soll-Wellenfront ausgestaltet sind, kann mit dem entsprechend segmentierten Gitter 630 auch eine simultane Vermessung sämtlicher Zonen der Wellenfront durchgeführt werden.
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7 zeigt lediglich beispielhaft ein Gitter 730 mit einer krummlinigen Gitterstruktur.
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4 dient zur Erläuterung einer weiteren möglichen Ausführungsform, wobei im Vergleich zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „300“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
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Die Anordnung gemäß
4 unterscheidet sich von derjenigen aus
1 durch einen mehrkanaligen Aufbau, wobei jedem von einer Mehrzahl von Messkanälen jeweils eine Lichtquelle
401,
402 bzw.
403, eine Beleuchtungsmaske
405,
406 bzw.
407, eine erste Gitterstruktur
421,
422 bzw.
423 und eine zweite Gitterstruktur
431,
432 bzw.
433 zugeordnet sind. Infolgedessen kann eine simultane Vermessung auch eines größeren Feldbereichs erfolgen, ohne dass ein serielles Abrastern durch Verschieben einer Beleuchtungsmaske sowie der jeweiligen Gitter erforderlich ist. Neben einer größeren Messgeschwindigkeit wird hierdurch auch eine größere Präzision erzielt. Aufgrund der Kenntnis der Position der Messkanäle zueinander und da die jeweiligen Beleuchtungsmaske sowie ersten Gitter jeweils objekt- und bildseitig auf einem „Träger“ bzw. Substrat aufgebracht sind, stellen diese Kanalpositionen eine Maßverkörperung in x-y- und z- dar. Bei matrixartiger Anordnung der Messkanäle können durch laterale Verschiebungen um z.B. eine Kanalposition in x- und/ oder y-Richtung relative Fehler (Messfehler) der Einzelkanäle zueinander erfasst und kalibriert werden. Dadurch ist eine in-situ-Kalibrierung der Messeinheit möglich. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen und Vorteile der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung mit einer Mehrzahl von Messkanälen wird auf
WO 01/63233 A2 verwiesen.
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Wie in 4 angedeutet können die einzelnen Lichtquellen 401, 402 und 403 auch unterschiedliche Wellenlängen aufweisen (wobei z.B. die Wellenfrontanalyse in einem Messkanal mit EUV-Licht und in einem anderen Messkanal mit Licht einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich erfolgen kann). Auf diese Weise können z.B. Rückschlüsse auf Schichteigenschaften an den in der zu analysierenden Abbildungsoptik vorhandenen optischen Komponenten gezogen oder wellenlängenabhängig sowie ortsaufgelöst Apodisationsminima bestimmt werden.
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In Ausführungsformen kann das Substrat 130a, auf welchem das zweite Gitter 130 angeordnet ist, auch kohärenzzerstörende Eigenschaften besitzen, um unerwünschte weitere Interferenzerscheinungen, welche ansonsten grundsätzlich noch bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung nach dem zweiten Gitter auftreten könnten, zu vermeiden. Hierzu kann das betreffende Substrat 130a z.B. als frequenzwandelnde Schicht ausgebildet sein oder z.B. durch eine aufgeraute Oberfläche oder eine lichtstreuende innere Struktur als lichtstreuendes Element ausgebildet sein.
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Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
