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Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit zwei Spiegeln gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Vermessen eines Polarisationsgrades einer elektromagnetischen Strahlung gemäß Patentanspruch 7, ein Verfahren zum Kalibrieren einer Belichtungsanlage gemäß Patentanspruch 11 und ein Verfahren zum Kalibrieren einer Reflexionsmessvorrichtung gemäß Patentanspruch 12.
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Im Stand der Technik sind aus
US 6,999,172 B2 und aus
DE 10 2010 001 336 B3 optische Anordnungen zum Charakterisieren von Polarisationseigenschaften eines optischen Systems bekannt. Aus
US 8,854,606 B2 ist ein Winkelreflektor mit zwei Spiegeln für Polarisator-Anwendungen im EUV-Bereich bekannt. Aus
US 2003/0223080 A1 ist ein Retroreflektor mit einer polarisationserhaltenden Beschichtung bekannt. Aus
DE 10 2013 200 394 A1 ist eine Polarisationsmessvorrichtung mit zwei Spiegeln bekannt, die für den EUV-Bereich geeignet ist.
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In
US 6,999,172 B2 wird ein Dreispiegelsystem verwendet, um eine gewünschte Polarisation einer elektromagnetischen Strahlung zu erreichen. Zudem werden als Spiegel Schichtanordnungen verwendet, die einen Schichtdickengradienten aufweisen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, verbesserte Anordnungen und verbesserte Verfahren zum Vermessen eines Polarisationsgrades einer elektromagnetischen Strahlung bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, verbesserte Verfahren zum Vermessen einer Strahlachse einer elektromagnetischen Strahlung bereitzustellen.
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Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es wird eine Anordnung mit zwei Spiegeln zum Vermessen eines Polarisationsgrades einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere einer EUV Strahlung vorgeschlagen, wobei der erste Spiegel drehbar um eine Drehachse angeordnet ist, wobei der zweite Spiegel in einem festen Winkel geneigt zur ersten Drehachse angeordnet ist, wobei der erste Spiegel zwei Blendelemente aufweist, wobei die Blendelemente als gerade Wände ausgebildet sind, wobei die Blendelemente über eine Oberfläche des ersten Spiegels hinausragen, wobei der erste Spiegel mehrere Schichten aufweist, wobei die Schichten in einer Richtung senkrecht zu den Blendelementen abnehmende Schichtdicken aufweisen.
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Weiterhin wird eine Anordnung mit einem Polarisator für EUV-Wellenlängen vorgeschlagen, wobei ein erster Spiegel und ein zweiter Spiegel vorgesehen sind, wobei der erste und der zweite Spiegel in der Weise angeordnet sind, dass eine auf einer ersten Achse auf einen Auftreffpunkt des ersten Spiegels auftreffende elektromagnetische Strahlung zum zweiten Spiegel gelenkt wird, wobei vom zweiten Spiegel die elektromagnetische Strahlung parallel zur ersten Achse in einer zweiten Achse zurückgestrahlt wird.
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Zudem wird eine Anordnung vorgeschlagen, wobei der erste Spiegel in einem Brewsterwinkel zu der ersten Achse angeordnet ist, wobei der erste Spiegel mehrere Schichten aufweist, wobei wenigstens eine Schicht in einer Richtung eine abnehmende Schichtdicke aufweist. Es können auch mehrere oder alle Schichten des ersten Spiegels einen Schichtdickengradienten aufweisen.
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In einer Ausführung sind der erste und der zweite Spiegel in der Weise angeordnet, dass eine auf einer ersten Achse auf einen Auftreffpunkt des ersten Spiegels auftreffende elektromagnetische Strahlung zum zweiten Spiegel gelenkt wird, wobei vom zweiten Spiegel die elektromagnetische Strahlung parallel zur ersten Achse in einer zweiten Achse zurückgestrahlt wird.
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In einer weiteren Ausführung ist ein Detektor vorgesehen, der die vom zweiten Spiegel reflektierte Strahlung empfängt, und wobei der Detektor auf einer vorgegebenen Bahn in einer Ebene relativ zu den zwei Spiegeln verfahrbar ist.
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In einer weiteren Ausführung weist der zweite Spiegel mehrere Schichten auf, wobei wenigstens eine der Schichten in einer zweiten Richtung eine abnehmende Schichtdicke aufweist. Es können auch mehrere Schichten des zweiten Spiegels oder alle Schichten des zweiten Spiegels einen Schichtdickengradienten aufweisen.
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In einer weiteren Ausführung ist der erste Spiegel in einem Brewster Winkel zu einer ersten Achse angeordnet, wobei in der ersten Achse die elektromagnetische Strahlung auf den ersten Spiegel gerichtet ist.
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In einer weiteren Ausführung liegt der Schichtdickengradient wenigstens einer Schicht des ersten Spiegels und/oder des zweiten Spiegels im Bereich zwischen 0,5 Promille der Schichtdicke pro mm und 5 Promille der Schichtdicke pro mm.
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In einer weiteren Ausführung ist der erste Spiegel im Brewsterwinkel zur Strahlachse der elektromagnetischen Strahlung angeordnet, und wobei der zweite Spiegel in einem Winkel ungleich zum Brewsterwinkel, insbesondere in einem Winkel größer als der Brewsterwinkel zur auftreffenden Strahlachse angeordnet ist.
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Es wird ein Verfahren zum Vermessen einer Strahlachse einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Anordnung mit zwei Spiegeln vorgeschlagen, wobei der erste Spiegel drehbar um eine Drehachse angeordnet ist, wobei der zweite Spiegel in einem vorgegebenen Winkel zur ersten Drehachse geneigt angeordnet ist, wobei der erste Spiegel zwei Blendelemente aufweist, wobei die Blendelemente über eine Oberfläche des ersten Spiegels hinausragen, wobei der erste Spiegel mehrere Schichten aufweist, wobei wenigstens eine Schicht des ersten Spiegels in einer Richtung senkrecht zu den Blendelementen eine abnehmende Schichtdicke aufweist, wobei der erste Spiegel an eine erste Position gebracht wird, wobei in der ersten Position die elektromagnetische Strahlung auf den ersten Spiegel auftrifft und vom ersten Spiegel zum zweiten Spiegel gelenkt wird, wobei vom zweiten Spiegel die elektromagnetische Strahlung zu einem Detektor gelenkt wird, wobei für verschiedene erste Positionen des ersten Spiegels und für verschiedene Wellenlängen die Intensitäten der vom Detektor empfangenen elektromagnetischen Strahlung gemessen werden. Anhand der gemessenen Intensitäten für die verschiedenen ersten Positionen des ersten Spiegels und anhand von Vergleichswerten für die Intensitäten wird eine der ersten Positionen des ersten Spiegels relativ zur elektromagnetischen Strahlung ausgewählt und der erste Spiegel auf die ausgewählte erste Position bewegt, um die elektromagnetische Strahlung auf eine Mitte des ersten Spiegels zu justieren.
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In einer Ausführung stellen die Vergleichswerte wenigstens eine Messkurve der Intensität über die Wellenlänge dar.
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In einer weiteren Ausführung weist der zweite Spiegel mehrere Schichtdicken auf, wobei wenigstens eine Schicht des zweiten Spiegels in einer zweiten Richtung eine abnehmende Schichtdicke aufweist, wobei der zweite Spiegel an eine zweite Position gebracht wird, wobei die elektromagnetische Strahlung auf den ersten Spiegel auftrifft, vom ersten Spiegel zum zweiten Spiegel gelenkt wird, vom zweiten Spiegel zu einem Detektor gelenkt wird, wobei für verschiedene Wellenlängen eine Intensität der vom Detektor empfangenen Strahlung gemessen wird, wobei für mehrere zweite Positionen des zweiten Spiegels für verschiedene Wellenlängen Intensitäten der vom Detektor empfangenen Strahlung gemessen werden, wobei die gemessenen Intensitäten mit Vergleichswerten verglichen werden, wobei anhand der Vergleiche eine Justierung der Position des zweiten Spiegels relativ zum ersten Spiegel vorgenommen wird, um die vom ersten Spiegel reflektierte elektromagnetische Strahlung auf eine Mitte des zweiten Spiegels zu justieren.
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Es wird ein Verfahren zum Vermessen eines Polarisationsgrades einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere einer EUV Strahlung, mit zwei Spiegeln vorgeschlagen, wobei der erste Spiegel drehbar um eine Drehachse angeordnet ist, wobei der zweite Spiegel in einem vorgegebenen Winkel geneigt zur ersten Drehachse angeordnet ist, wobei der erste Spiegel zwei Blendelemente aufweist, wobei die Blendelemente eine Oberfläche des ersten Spiegels an zwei Seiten begrenzen, wobei der erste Spiegel mehrere Schichten aufweist, wobei die Schichten in einer Richtung senkrecht zu den Blendelementen abnehmende Schichtdicken aufweisen, wobei der erste und der zweite Spiegel in der Weise angeordnet sind, dass eine auf einer ersten Achse auf einen Drehpunkt der Drehachse des ersten Spiegel auftreffende elektromagnetische Strahlung zum zweiten Spiegel gelenkt wird, wobei vom zweiten Spiegel die elektromagnetische Strahlung parallel zur ersten Achse in einer zweiten Achse zurückgestrahlt wird, und wobei abhängig von einer Drehposition des ersten Spiegels verschiedene Polarisationsrichtungen der elektromagnetischen Strahlung gemessen werden. In einer Ausführung weist der zweite Spiegel mehrere Schichten auf, wobei die Schichten in einer zweiten Richtung abnehmende Schichtdicken aufweisen.
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In einer weiteren Ausführung ist der erste Spiegel in einem Brewster-Winkel zu einer Strahlachse angeordnet, wobei in der Strahlachse die elektromagnetische Strahlung auf den ersten Spiegel gerichtet ist.
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In einer Ausführung liegt der Schichtdickengradient des ersten Spiegels und/oder des zweiten Spiegels im Bereich zwischen 0,5 Promille der Schichtdicke pro mm und 5 Promille der Schichtdicke pro mm.
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Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass nur zwei Spiegel zum Vermessen des Polarisationsgrades der elektromagnetischen Strahlung erforderlich sind. Dadurch wird ein einfacher Aufbau der Anordnung erreicht.
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Es wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer Belichtungsanlage, insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage mit EUV-Strahlung, oder eines Messaufbaus zur Reflexionsmessung von Prüflingen bei EIN-Wellenlängen oder auch andere Wellenlängen wie in 2 gezeigt, mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17 vorgeschlagen, wobei eine Polarisation der elektromagnetischen Strahlung in einer vorgegebenen Polarisationsrichtung auf 1% des Polarisationsgrades, insbesondere auf 0,5% des Polarisationsgrades oder genauer bestimmt wird. Versuche haben gezeigt, dass mithilfe der beschriebenen Verfahren eine Genauigkeit der Bestimmung der Polarisation der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von 1% des Polarisationsgrades oder genauer, insbesondere bis zu 0,2% des Polarisationsgrades erreicht werden kann.
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Weiterhin wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer Reflexionsmessvorrichtung vorgeschlagen, wobei eine Polarisation der elektromagnetischen Strahlung in einer vorgegebenen Polarisationsrichtung auf 1% des Polarisationsgrades, insbesondere auf 0,5% des Polarisationsgrades oder genauer bestimmt wird.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung:
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1 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage,
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2 einen schematischen Ausschnitt der Projektionsbelichtungsanlage für eine Kalibrierungsmessung mit einem Polarisationsaufbau,
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3 die Anordnung der 2 mit einer veränderten Position des Detektors und einer veränderten Drehposition des Polarisationsaufbaus,
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4 eine schematische Darstellung eines Messdiagramms für zwei verschieden reflektierte elektromagnetische Strahlungen abhängig von einem Drehwinkel,
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5 eine schematische Darstellung des ersten und des zweiten Spiegels des Polarisationsaufbaus,
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6 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch den ersten Spiegel,
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7 eine schematische darstellung von drei Messkurven für eine Justierung des ersten Spiegels, und
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8 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum vermessen einer Probe.
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1 zeigt eine Anordnung, die zur Charakterisierung von Polarisationseigenschaften von optischen Systemen verwendet wird. Das optische System kann beispielsweise eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage darstellen, die elektromagnetische Strahlung im EUV Bereich, das heißt mit elektromagnetischen Strahlen mit Wellenlängen unterhalb von 15 nm, insbesondere mit einer Wellenlänge von 13,5 μm verwendet. Die Projektionsbelichtungsanlage weist eine Beleuchtungseinrichtung 110 und einen Polarisationszustandsgenerator 130 auf, welcher in Lichtausbreitungsrichtung aufeinanderfolgend einen drehbaren Polarisator 131 sowie einen drehbaren Retarder 132 aufweist. Der Polarisator 131 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass er einen zumindest in guter Näherung linearen Polarisationszustand erzeugt, wobei die Polarisationsvorzugsrichtung durch Drehung des Polarisators 131 variierbar ist. Durch die Erzeugung von möglichst vollständig linear polarisiertem Licht durch den Polarisator 131 wird auch der Lichtbeitrag zu der im weiteren Verlauf im Polarisationszustandsdetektor 140 stattfindenden Ermittlung des Polarisationszustandes maximiert.
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Der Retarder 132 weist vorzugsweise eine effektive Verzögerung von einem Viertel der Arbeitswellenlänge λ des Systems (also zum Beispiel 13,5/4 nm) auf, in welchem Falle der Polarisationszustandsgenerator 130 die Einstellung beliebiger (auch zirkularer) Polarisationszustände ermöglicht. Der Polarisationszustandsgenerator 130 ermöglicht somit im Ergebnis die Einstellung unterschiedlicher elektrischer Polarisationszustände in der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs 120.
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In Lichtausbreitungsrichtung nach dem Polarisationszustandsgenerator 130 befindet sich eine Lochmaske 150, die in der Eingangsfeldebene des Projektionsobjektivs 120 näherungsweise eine Punktlichtquelle ausbildet. Das von der Lochmaske 150 ausgehende Licht durchläuft sodann das Projektionsobjektiv 120, wobei die Winkel der von der durch die Lochmaske 150 gebildeten Punktlichtquelle ausgehenden Teilstrahlen Ortskoordinaten in der Pupillenebene des Projektionsobjektivs 120 entsprechen, die sich wiederum in Winkel in der Austrittspupille des Projektionsobjektivs 120 abbilden. Die Polarisationsverteilung über diese Austrittspupille, das heißt der Austrittspolarisationszustand des aus dem Projektionsobjektiv 120 austretenden Lichtes wird mit der beschriebenen Anordnung gemäß 2 ermittelt. Die Anordnung kann auch bei anderen Belichtungsanlagen eingesetzt werden.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Anordnung für den Polarisationszustandsdetektor 140. Die Bildebene ist in einer x-y Ebene angeordnet. Die elektromagnetische Strahlung 200, die z. B. vom Projektionsobjektiv 120 ausgestrahlt wird, trifft auf einen ersten Spiegel 210. Die Oberfläche des ersten Spiegels 210 ist in einem ersten Winkel 220 zu einer Strahlachse 230 der elektromagnetischen Strahlung 200 ausgerichtet. Der erste Spiegel 210 ist um eine Drehachse 240 drehbar gelagert. Die Drehachse 240 ist parallel zur Strahlachse 230 ausgerichtet. In der dargestellten Anordnung befindet sich der erste Spiegel 210 in einem Drehwinkel ρ von 0 Grad in Bezug auf die Drehachse 240. Der erste Winkel 220 entspricht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einem Brewsterwinkel für die Schichtanordnungen des ersten Spiegels 210. Der Brewsterwinkel gibt den Winkel an, bei dem von unpolarisiertem Licht, das im Brewsterwinkel auf eine Grenzfläche von zwei dielektrischen Medien fällt, nur senkrecht zur Einfallsebene polarisierte Anteile des unpolarisierten Lichtes reflektiert werden. Das von der Grenzfläche reflektierte Licht ist linear polarisiert. Bei der Reflexion an der Grenzfläche zweier Medien, von denen mindestens eines kein ideales Dielektrikum ist, ist das reflektierte Licht nur teilweise linear polarisiert. Im Gegensatz zum idealen Fall wird hier also immer auch ein Teil des parallel zur Einfallsebene polarisierten Anteils reflektiert, dieser weist aber in analoger Weise beim sogenannten Pseudo-Brewster-Winkel ein Minimum auf. Der Brewsterwinkel ist für die gewählte Ausführungsform 42,7 Grad. Abhängig vom Aufbau des ersten Spiegels 210 kann der Brewsterwinkel auch andere Werte aufweisen. Zudem kann der erste Winkel 220 auch Werte aufweisen, die sich vom Brewsterwinkel unterscheiden.
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Weiterhin ist ein zweiter Spiegel 250 vorgesehen, dessen Oberfläche im rechten Winkel zu der Ebene des ersten Spiegels 210 angeordnet ist. Der zweite Spiegel 250 ist in einem zweiten Winkel 260 zu der vom ersten Spiegel 210 reflektierten elektromagnetischen Strahlung 200 angeordnet. Der zweite Winkel 260 liegt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei 47,3 Grad. Der zweite Spiegel 250 reflektiert die elektromagnetische Strahlung 200 auf einer zweiten Strahlachse 270 zurück, wobei die zweite Strahlachse 270 parallel zur ersten Strahlachse 230 angeordnet ist. Weiterhin ist ein Detektor 280 vorgesehen, der die vom zweiten Spiegel 250 auf der zweiten Strahlachse 270 reflektierte elektromagnetische Strahlung erfasst. Der Detektor 280 erfasst eine Intensität der elektromagnetischen Strahlung 200. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der zweite Winkel 260 auch andere Werte aufweisen. Zudem kann die zweite Strahlachse auch nicht parallel zur ersten Strahlachse 230 ausgerichtet sein. Der erste und der zweite Spiegel 210, 250 stellen einen Polarisationsaufbau dar.
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Der Detektor 280 ist in Bezug auf die Strahlachse 230 in einem Rotationswinkel w von 2θ = arctan (x/r) in der x-y Ebene angeordnet. Dabei ist r der Detektorradius und x der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Strahlachse 230, 270.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der erste und der zweite Spiegel 210, 250 aus mehreren Schichten aus Molybdän und Silizium aufgebaut, wobei ein Schichtpaar aus einer Molybdänschicht und einer Siliziumschicht eine Dicke von 9,565 nm aufweist. Die Gesamtdicke ergibt sich aus der Anzahl der Schichtpaare, die z. B. im Bereich von 50 Schichtpaaren liegen. Beim zweiten Spiegel weisen die Schichtpaare aus Molybdän und Silizium eine Dicke von 10,453 nm auf. Auch beim zweiten Spiegel sind z. B. 50 Schichtpaare von Molybdän und Silizium vorgesehen. Für den Aufbau der Spiegel können auch andere Materialien und andere Schichtpaardicken und andere Anzahlen von Schichtpaaren verwendet werden.
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Aufgrund der polarisierenden Filterwirkung des ersten Spiegels 210 durch die Anordnung im Brewsterwinkel wird ein Reflexionsverhältnis von senkrecht zu parallel polarisiertem und reflektiertem Licht im Bereich von 1000 zu 1 bis 2000 zu 1 erreicht. Dadurch kann der zweite Spiegel 250 unter einem nicht optimal polarisierendem zweiten Winkel, insbesondere unter einem größeren Winkel angeordnet werden, ohne die Polarisationsfilterung der Anordnung wesentlich zu verschlechtern. Der zweite Winkel 260 kann so gewählt sein, dass ein Verhältnis der Reflexion zwischen senkrechter und paralleler Polarisation im Bereich von 5 zu 1 liegt. Auch damit wird eine ausreichende Selektivität des Messaufbaus für eine Polarisationsebene erreicht. Der erste und der zweite Spiegel 210, 250 sind für die verwendeten Einfallwinkel der elektromagnetischen Strahlung vorzugsweise optimiert.
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Durch die verwendeten ersten und zweiten Winkel für den ersten und den zweiten Spiegel sind die einfallende elektromagnetische Strahlung und die reflektierte elektromagnetische Strahlung auf parallel angeordneten Strahlachsen 230, 270 ausgerichtet. Dadurch wird die Justage der Spiegel 210, 250 und des Detektors 280 vereinfacht. Insbesondere wird die Höhe für den Detektor 280 für die Messung bei einem Drehwinkel von 90 Grad nur noch durch den Abstand x zwischen den beiden Spiegeln 210, 250 vorgegeben (3).
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Der Polarisationsgrad einer elektromagnetischen Strahlung kann durch eine Differenzbildung der Reflexion im Brewsterwinkel bei horizontaler und vertikaler Streuebene bestimmt werden. Die horizontale Streuebene wird durch einen Drehwinkel von ρ = 0° in Bezug auf die Drehachse 240 gemäß 2 festgelegt. Die vertikale Streuebene wird durch einen Drehwinkel von ρ = 90° in Bezug auf die Drehachse 240 gemäß 3 festgelegt. Aufgrund des großen Brewsterwinkels erfordert die Messung eine Detektorrotation in beide Streuebenen. Zudem kann bei nicht perfekter Justage bei Drehung der Streuebene der Auftreffpunkt auf der Probe wandern. Dadurch kann es zu Reflexionsunterschieden kommen, wenn zum Beispiel die Probe kleine lokale Unterschiede in der Reflexion aufweist. Aufgrund der Differenzbildung geht ein solcher durch die Justage bedingter Reflexionsunterschied zwischen beiden Orientierungen direkt in den Polarisationsgrad als Fehler ein.
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Zur Vermessung des Polarisationsgrades der elektromagnetischen Strahlung wird die Anordnung mit den zwei Spiegeln für die Bestimmung des Polarisationsgrades der elektromagnetischen Strahlung vorgeschlagen. Die in 2 dargestellte Anordnung erlaubt eine Messgeometrie mit nur einer Detektorrotationsachse und einem linearen Antrieb senkrecht dazu. Somit wird nur eine Rotationsachse benötigt, während die Höhe x über eine einfache Translation realisiert werden kann. Weiterhin kann der erste Spiegel einen Schichtdickengradienten aufweisen, um eine Überwachung der Position über die Wellenlängenabhängigkeit der Reflexion durchführen zu können. Damit kann erreicht werden, dass in beiden Positionen des ersten Spiegels der 2 und der 3, d. h. in der horizontalen und in der senkrechten Anordnung, im Wesentlichen die elektromagnetische Strahlung auf den gleichen Auftreffpunkt auf den ersten Spiegel auftrifft. Dadurch können Störbeiträge durch eine laterale Verschiebung des Auftreffpunktes der elektromagnetischen Strahlung auf den ersten Spiegel bei der Messung der Polarisation vermieden werden. Dies ist insbesondere bei inhomogenen Proben von Vorteil. Die Anordnung der 2 ist zur Vermessung der Polarisation an der Position einer Probe vorgesehen, die im normalen Betrieb von der Beleuchtungseinrichtung der 1 bestrahlt wird. Zudem kann auch der zweite Spiegel einen Schichtdickengradienten aufweisen.
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Abhängig von der gewählten Ausführung können der erste und/oder der zweite Spiegel konstante Schichtdicken aufweisen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführung auf die Blendelemente an den Spiegeln verzichtet werden Mit der hier vorgeschlagenen Anordnung sind die Ergebnisse weniger abhängig von der Art der Probe und in ihren absoluten Eigenschaften bezüglich Reflexion und Mittenwellenlänge der Reflexionskurve. Für eine möglichst genaue Messung ist eine präzise Montage der Anordnung relativ zur Beleuchtungseinrichtung erforderlich, das heißt sowohl die Schnittpunkte als auch der Fokuspunkt der elektromagnetischen Strahlung sollten exakt bekannt sein und der erste Spiegel hinreichend genau auf diesen Schnittpunkt ausgerichtet sein.
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3 zeigt die Anordnung der 2 von der Seite nach einer Drehung des ersten Spiegels 210 und des zweiten Spiegels 250 um 90 Grad um die Drehachse 240. Der ersten und der zweite Spiegel 210, 250 können fest miteinander verbunden sein und drehbar um die Drehachse 240 gelagert sein. Zudem wurde der Detektor 280 in Bezug auf die Strahlachse 230 auf den Rotationswinkel 0° in Bezug auf eine Rotationsachse gefahren, die senkrecht zur Bildebene der 2 angeordnet ist. Anschließend wird der Detektor 280 um die Höhe x senkrecht nach oben gefahren. Auch in dieser Anordnung wird mithilfe des Detektors 280 die von dem ersten Spiegel zum zweiten Spiegel reflektierte und vom zweiten Spiegel zum Detektor reflektierte Intensität der elektromagnetischen Strahlung gemessen.
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Somit wird die Intensität einmal in der Stellung des ersten Spiegels bei einem Drehwinkel ρ = 0°, das heißt also in der Primärstreuebene des ersten Spiegels, gemessen, indem der Detektor 280 auf seiner Rotationsachse θ gedreht wird. In dieser Konfiguration wird nur elektromagnetische Strahlung mit senkrechter Polarisation bezüglich der Primärstreuebene des ersten Spiegels reflektiert, wie in 2 dargestellt ist. Als nächstes wird der Aufbau des ersten und des zweiten Spiegels um 90 Grad um die Drehachse 240 gedreht. Der Detektor wird auf 0 Grad gestellt und um die Strecke x mit den Linearantrieb in der Höhe verfahren, wie in 3 dargestellt ist. In dieser Geometrie wird nur elektromagnetische Strahlung mit paralleler Polarisation bezüglich der Primärstreuebene des ersten Spiegels reflektiert. Durch Differenzbildung der gemessenen Intensitäten der elektromagnetischen Strahlung kann der Polarisationsgrad direkt bestimmt werden.
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Der Polarisationsgrad DSP für eine S-Polarisation des Lichtes, d. h. eine senkrechte Polarisation kann z. B. aus der Differenz der Werte bei 90 Grad und 0 Grad nach folgender Formel berechnet werden: DSP = ((I(ρ = 90°) – I(ρ = 0°)):((Iρ = 90°) + I(ρ = 0°))), wobei mit I die vom Detektor gemessene Intensität der elektromagnetischen Strahlung und mit ρ der Drehwinkel des ersten Spiegels in Bezug auf die Drehachse bezeichnet sind. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch andere Formeln oder Berechnungen für den Polarisationsgrad verwendet werden.
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Ein Problem bei der Messung der Polarisation über eine Drehung eines Spiegels besteht in der Justage des zu drehenden ersten Spiegels 210 in Bezug auf die Drehachse 240 und die Ausrichtung der elektromagnetischen Strahlung mit der ersten Strahlachse 230 zu der Drehachse 240. Ist die Justage der elektromagnetischen Strahlung in Bezug auf die Drehachse 240 des ersten Spiegels nicht perfekt, d. h. liegen die Strahlachse 230 und die Drehachse 240 nicht in einer Linie, so bewegt sich ein Auftreffpunkt der elektromagnetischen Strahlung auf dem ersten Spiegel 210 bei einer Rotation des ersten Spiegels 210 um die Drehachse 240. Wenn sich der Auftreffpunkt auf dem ersten Spiegel ändert, dann ändert sich auch der Auftreffpunkt auf dem zweiten Spiegel.
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4 zeigt ein Diagramm für gemessene Intensitäten I von zwei reflektierten elektromagnetischen Strahlungen, die mit einer Anordnung gemäß 2 über den Drehwinkel ρ für verschiedene Drehwinkel ρ gemessen wurden. Die elektromagnetischen Strahlen unterscheiden sich im Polarisationsgrad für eine senkrechte Polarisation. Eine erste Kennlinie 290 zeigt den Verlauf der Intensität I der reflektierten elektromagnetischen Strahlung für eine s-Polarisation mit einem Polarisationsgrad von 0,52, d. h. von 52%. Eine zweite Kennlinie 300 zeigt den Verlauf der Intensität I der reflektierten elektromagnetischen Strahlung für verschiedene Drehwinkel ρ für eine s-Polarisation mit einem Polarisationsgrad von 0,75, d. h. von 75%.
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5 zeigt in einer schematischen Darstellung einen senkrechten Blick auf eine Oberfläche 310 des ersten Spiegels 210. Neben dem ersten Spiegel 210 ist schematisch der zweite Spiegel 250 mit einem senkrechten Blick auf die Oberfläche 320 des zweiten Spiegels 250 dargestellt. Der erste Spiegel 210 weist an gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Blendelement 330, 340 auf. Die Blendelemente 330, 340 sind als gerade Balken ausgebildet, die beispielsweise parallel zueinander angeordnet sind. Zudem weist der erste Spiegel 210 entlang einer ersten Richtungsachse 350 einen Schichtdickengradienten auf, das heißt, dass die einzelnen Schichtdicken der einzelnen Schichten des ersten Spiegels 210 in der ersten Richtung 350, die durch einen Pfeil schematisch dargestellt ist, abnehmen. Die erste Richtung 350 ist senkrecht zu den Blendelementen 330, 340 ausgerichtet. Der Schichtdickengradient kann im Bereich von 0,5‰ bis zu 5‰ pro mm liegen, das heißt jede der Schichten nimmt in der ersten Richtung 350 pro mm in der Dicke um 0,5‰ und bis zu 5‰ ab.
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6 zeigt in einer schematischen Seitendarstellung das erste und das zweite Blendelement 330, 340 und die einzelnen Schichten 360, 370 des ersten Spiegels 210. Die ersten und die zweiten Schichten 360, 370 sind z. B. aus Molybdän oder Silizium hergestellt. Die Schichtdicken und die Anzahl der Schichten sind in der Weise gewählt, dass in dem Wellenlängenbereich der verwendeten elektromagnetischen Strahlung 200 eine Reflexion in den gewünschten Winkeln erreicht wird. Die Spiegel bestehen aus vergleichsweise hoch- und niedrigbrechenden Schichten, beispielsweise einer Abfolge aus Molybdän und Silizium. Die Anzahl der Schichten, die Materialien der Schichten und die Schichtdicken der Spiegel sind auf die verwendeten Winkel für eine maximale Reflexion ausgewählt. Die Blendelemente 330, 340 sind beispielsweise parallel zueinander und senkrecht zur ersten Richtung 350 angeordnet. Die Blendelemente können eine Höhe von einigen mm haben.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch der zweite Spiegel 250 mehrere Schichten 460, 470 aufweisen, wobei die Schichten 460, 470 des zweiten Spiegels 250 in einer zweiten Richtung 380, die in Form eines Pfeiles dargestellt ist, eine zunehmende Dicke, d. h. einen Schichtdickengradienten aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform können sich die Schichtdicken der Schichten des zweiten Spiegels 250 in der zweiten Richtung 380 ändern.
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Die Verwendung des Schichtdickengradienten und der Blendelemente 330, 340 des ersten Spiegels 210 ermöglicht es, eine Mittenposition eines Auftreffpunktes 390 der elektromagnetischen Strahlung zu erfassen, beziehungsweise den ersten Spiegel 210 so in Bezug auf den Auftreffpunkt 390 der elektromagnetischen Strahlung auszurichten, dass der Auftreffpunkt 390 in der Mitte und damit im Drehpunkt des erstens Spiegels 210 um die Drehachse 240 angeordnet ist. Dazu wird der erste Spiegel 210 in der Anordnung der 2 senkrecht zu den Blendelementen 330, 340, das heißt in der ersten Richtung 350 verschoben. Dabei wird für verschiedene Wellenlängen zum Beispiel zwischen 13 nm und 14 nm die vom Detektor empfangene Intensität I über die Wellenlänge l erfasst, wie in 7 dargestellt ist.
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Ein Reflexionsmaximum der Intensität I verschiebt sich abhängig von der Position des ersten Spiegels 210 zu größeren oder zu kleineren Wellenlängen. Bei einem bekannten Schichtdickengradienten kann aus der Wellenlängenverschiebung die zu verfahrende Strecke ausgerechnet werden. Zudem können Referenzwerte, insbesondere eine Referenzkurve vorgesehen sein, die eine optimale Position des Auftreffpunktes auf dem ersten Spiegel, d. h. in der Mitte des ersten Spiegels 210 festlegen. Mithilfe der Referenzwerte bzw. der Referenzkurve kann eine optimale Position des erstens Spiegels 210 in Bezug auf die Strahlachse 230 eingestellt werden. Dazu wird der erste Spiegel 210 so lange verschoben und immer wieder die Intensität I über die Wellenlänge gemäß 7 erfasst, bis die gemessene Intensität I der Referenzkurve entspricht.
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7 zeigt drei Messkurven 410, 420, 430. Die erste Messkurve 410 entspricht der Referenzposition, die zweite Messkurve 420 entspricht einer seitlichen Verschiebung von +1 mm in der ersten Richtung 350. Die dritte Messkurve 430 entspricht der Verschiebung des ersten Spiegels um –1 mm gegenüber der Referenzposition in der ersten Richtung 350. Somit kann die Mittenposition des Auftreffpunktes 390 der elektromagnetischen Strahlung in Bezug auf die erste Richtung 350 für den ersten Spiegel 210 ermittelt und eingestellt werden. Anschließend wird der erste Spiegel 210 um 90 Grad gedreht und durch eine Veränderung der Position des ersten Spiegels senkrecht zur ersten Richtung 350 die Intensitäten I der reflektierten Strahlung über die Wellenlänge l wieder erfasst. Dazu wird die bestimmte Mitte zwischen den beiden Blendelementen 330, 340 angefahren und senkrecht dazu gescannt und der Zielwert von zum Beispiel 13,50 nm für die Mittenwellenlänge eingestellt.
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Aufgrund der Blendeelemente 330, 340 und des Schichtdickengradienten kann eine Mittenposition des Auftreffpunktes 390 zwischen den zwei Blendelementen erfasst werden. Da die Lage des Maximums der Intensität bis auf wenige Pikometer genau bestimmt werden kann, ist damit eine einfache aber präzise Überwachung beziehungsweise Korrektur der Lage des Auftreffpunktes 390 auf dem ersten Spiegel bis unter 100 μm möglich. Somit kann der erste Spiegel 210 genau in Bezug auf die erste Strahlachse 230 der elektromagnetischen Strahlung 200 ausgerichtet werden. Damit kann der erste Spiegel 210 so auf die erste Strahlachse 230 ausgerichtet werden, dass die elektromagnetische Strahlung 200 im Drehpunkt 210 auf den ersten Spiegel 210 auftrifft.
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In der gleichen Weise kann abhängig von der gewählten Ausführung auch die Position des zweiten Spiegels 250 in zwei Richtungen verfahren werden und die Intensität über die Wellenlänge erfasst werden. Durch einen Vergleich mit einer Referenzkurve kann auch für den zweiten Spiegel 250 eine Mittenposition eines Aquftreffpunktes 390 der elektromagnetischen Strahlung auf dem zweiten Spiegel 250 ermittelt und eingestellt werden.
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Mithilfe dieses Verfahrens kann eine Korrektur der Position der Anordnung des ersten und/oder des zweiten Spiegels 210, 250 in Bezug auf die Strahlachse 230 der elektromagnetischen Strahlung 200 erreicht werden.
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8 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Anordnung zum Vermessen einer Probe 500. Die Anordnung entspricht im Wesentlichen der Anordnung 2, wobei jedoch anstelle des ersten und des zweiten Spiegels 210, 250 eine zu vermessende Probe 500 angeordnet ist. Die elektromagnetische Strahlung 200 wird auf einen Drehpunkt 590 auf die Probe 500 gelenkt. Der Drehpunkt 590 stellt den Auftreffpunkt der elektromagnetischen Strahlung 200 dar. Zudem ist der Detektor 280 vorgesehen, der eine von der Probe 500 reflektierte elektromagnetische Strahlung 200 erfasst. Die Probe 500 ist drehbar um den Drehpunkt 590 gelagert. Zudem ist der Detektor 280 schwenkbar um eine Rotationsachse angeordnet. In dem dargestellten Beispiel liegt die Rotationsachse im Drehpunkt 590 der Probe 500. Die Bildebene der 8 ist in einer Streuebene der Anordnung zum Vermessen der Probe 500 angeordnet.
