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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von EUV-Messstrahlung zur Vermessung optischer Komponenten, wie sie insbesondere in sogenannten EUV-Reflektometern beispielsweise zur Vermessung von Multilayerspiegeln für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen Verwendung finden. Daneben betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
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Zur Vermessung der Reflektivität der oben genannten optischen Komponenten ist es zunächst erforderlich, breitbandige Messstrahlung, insbesondere im EUV-Wellenlängenbereich zur Verfügung zu stellen. Üblicherweise wird zur Bereitstellung dieser Messstrahlung eine Plasmaquelle verwendet, bei welcher mittels einer Laserquelle, beispielsweise eines frequenzverdoppelten Neodym-YAG-Lasers punktuell die Mantelfläche eines beispielweise goldbeschichteten, langsam rotierenden Zylinders abgerastert wird. Dabei entsteht in dem durch den Laser beleuchteten Bereich eine Plasmawolke, welche die gewünschte Messstrahlung emittiert. Der Plasmaquellpunkt hat typischerweise einen Durchmesser von 50 µm. Die Intensität der emittierten EUV-Strahlung ist dabei prinzipbedingt zeitlichen Schwankungen unterworfen. Insbesondere für die Messung der Reflektivität von Multilayer-Spiegeln ist es daher erforderlich, mittels einer Referenzmessung für einen Ausgleich der Intensitätsschwankungen der emittierten Strahlung Sorge zu tragen. Hierzu wird üblicherweise mittels eines Strahlteilers ein Teil der emittierten Intensität als Referenzstrahl abgespalten, wobei nachfolgend auf die Intensität des Referenzstrahls normiert wird und sich damit die Schwankungen der Emissionsintensität der Plasmaquelle selbst aus den gemessenen Intensitäten herauskürzen. Allerdings sind die zur Gewinnung des Referenzstrahls verwendeten Strahlteiler üblicherweise in einem erheblichen Ausmaß sensitiv im Hinblick sowohl auf den Einfallswinkel als auch auf den Einfallsort der einfallenden Strahlung, so dass Schwankungen von Winkel und Ort die vorher angesprochene Normierung empfindlich stören. Derartige Schwankungen können beispielsweise dadurch auftreten, dass das Target lokal etwas von der Zylinderform abweicht, so dass sich der Ort der Plasmaentstehung und damit auch der Einfallswinkel, beziehungsweise der Einfallsort, der Strahlung auf den Strahlteiler während der Rotation des Targets ändert.
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Diese Problematik wird insbesondere noch dadurch verschärft, dass sich im Lichtweg zwischen dem Target und dem Strahlteiler weitere optische Elemente beispielsweise zur Strahlformung befinden, durch welche Positionsabweichungen des Plasmaquellpunktes verstärkt in Abweichungen der Strahlung hinsichtlich Einfallsrichtung und -winkel übersetzt werden. Außerdem ist in einem EUV-Reflektometer eine hohe Positionsstabilität des Messpunktes vorteilhaft, die wegen der optischen Elemente zur Strahlführung und Strahlformung an eine hohe räumliche Stabilität vom Quellpunkt gekoppelt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erzeugung von EUV-Messstrahlung anzugeben, mittels welcher eine gegenüber dem Stand der Technik stabilere Referenzmessung erfolgt und eine stabilere Strahllage der EUV-Messstrahlung erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und das Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von EUV-Messstrahlung zur Vermessung optischer Komponenten weist ein drehbar gelagertes zylindrisches Target und eine Laserquelle auf, welche im Betrieb der Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmas einen räumlich stationären insbesondere gepulsten Laserstrahl auf die Mantelfläche des Targets richtet. Dabei ist mindestens ein mechanischer Aktuator vorhanden, mittels welchem die Position des Plasmaquellpunktes, der gebildet wird, wenn der Laserstrahl auf das Target trifft und aus gasförmigem hochionisiertem Targetmaterial besteht, in einem gegenüber dem Laserstrahl ortsfesten Koordinatensystem gesteuert werden kann.
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Durch die Möglichkeit, mittels der beschriebenen Aktuatorik den Ort der Entstehung des Plasmas und damit die Quelle der zur Messung verwendeten Strahlung räumlich zu stabilisieren, wird erreicht, dass die Einfallsrichtung der verwendeten Strahlung auf den Strahlteiler weitgehend stabil gehalten werden kann. Auf diese Weise werden die vorne angesprochenen systematischen Fehler durch die zeitlich instabile Intensitätsverteilung zwischen dem Mess- und dem Referenzstrahl deutlich verringert.
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Dadurch, dass ein Sensor zur Vermessung der Oberflächenform des Targets vorhanden sein kann, können Eingangsparameter für die Steuerung der Auftreffposition des Lasers und somit für die Steuerung der Position des Plasmaquellpunktes gewonnen werden.
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Der Sensor kann insbesondere in einem dem Plasmaquellpunkt abgewandten Bereich des Targets angeordnet sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Sensor gegenüber einer Bedampfung durch das ablatierte Targetmaterial und gegenüber Streulicht der Laserplasmaquelle geschützt ist.
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Dabei muss der Sensor nicht zwingend denjenigen Bereich der Zylindermantelfläche betrachten, der bei einer Weiterdrehung des Targets um den Winkelversatz zwischen Sensor und Plasmaquellpunkt in den verbrauchten Targetbereich eintreten würde. Aufgrund der vergleichsweise homogenen Topographie der Zylindermantelfläche kann der Sensor durchaus Bereiche betrachten, welche axial um einige Millimeter von dem Plasmaquellpunkt beabstandet im nicht verbrauchten Bereich der Zylindermantelfläche liegen; auch auf diese Weise lassen sich Abweichungen vom Rundlauf des Targets noch mit einer befriedigenden Genauigkeit simultan feststellen oder im Vorhinein erfassen, um die Daten anschließend im weiteren Verlauf der Targetnutzung zur Positionskorrektur zu verwenden.
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Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Abstandssensor, insbesondere um einen kapazitiven Sensor handeln. Auch die Verwendung anderer Sensortypen, wie beispielsweise optisch oder taktil wirkender Punktsensoren oder eines flächenhaften Messsystems, welches gegenüber einer Referenzfläche eine Abweichung bestimmt, ist denkbar.
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Bei dem mechanischen Aktuator kann es sich um einen Linearaktuator handeln; prinzipiell ist es wünschenswert, radiale und/oder axiale Translations- oder Verkippungsrichtungen während der Nutzung des Targets verändern zu können. Hierzu können selbstverständlich mehrere auch unterschiedliche Aktuatoren zur Anwendung kommen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von EUV-Messstrahlung zur Vermessung optischer Komponenten zeichnet sich dadurch aus, dass
- – eine Laserquelle einen räumlich stationären, insbesondere gepulsten Laserstrahl auf die Mantelfläche eines zylindrischen, rotierenden Targets richtet, und
- – die Position eines Plasmaquellpunktes, welcher durch das Auftreffen eines fokussierten Laserstrahls auf das Target entsteht, in einem gegenüber dem Laserstrahl ortsfesten Koordinatensystem gesteuert wird.
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Diese Steuerung kann auf Basis vorab erfasster Daten erfolgen. Mit anderen Worten kann zunächst die Oberflächentopographie des Targets vorab, also ggf. auch vor dem Einbau des Targets in die Vorrichtung, mittels geeigneter Messvorrichtung sehr genau vermessen werden. Nachfolgend würde dann der so ermittelte Messdatensatz der Steuereinheit zur Verfügung gestellt, welche dann mittels der entsprechenden Aktuatorik auf Basis der bekannten aktuellen Position des Plasmaquellpunktes eine (Nach-)Steuerung der Position des Plasmaquellpunktes vornimmt, um die relative Position des Plasmaquellpunktes gegenüber den nachfolgenden optischen Komponenten zu stabilisieren. Dabei können die durch die Vermessung gewonnenen Daten derart aufbereitet werden, dass anhand eines rechnerischen Modells eine analytische Korrekturfunktion, beispielsweise mit sinusförmiger Abhängigkeit von der Rundlaufposition des Targets, bestimmt wird, welche dann gegebenenfalls noch eine funktionale Abhängigkeit von der axialen Position des Targets besitzt.
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Ebenso ist es denkbar, dass die Steuerung in Echtzeit, insbesondere auf Basis von durch einen Sensor während des Betriebes der Vorrichtung erfassten Daten zur Oberflächentopographie des Targets erfolgt. Diese Variante hat den Vorteil, dass Änderungen der Oberflächentopographie des Targets, welche beispielsweise auf eine Erwärmung des Targets (oder der Haltevorrichtung) während des Betriebes der Vorrichtung zurückgehen, bei der Steuerung berücksichtigt werden können.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der 1 näher erläutert.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung von EUV-Messstrahlung 2 in einer seitlichen, schematischen Darstellung. Gut erkennbar ist in der 1 das, wie durch den Pfeil angedeutet, rotierende Target 3, bei welchem es sich beispielsweise um einen goldbeschichteten Kreiszylinder handeln kann.. Gut erkennbar in der Figur ist ebenfalls die Laserquelle 4, welche den Laserstrahl 6 auf die Mantelfläche des Targets 3 fokussiert, wodurch der Plasmaquellpunkt 8 entsteht. Ein Bruchteil der Laserstrahlung 11 wird reflektiert. Der Plasmaquellpunkt emittiert isotrop unter anderem die durch den Pfeil angedeutete EUV-Messstrahlung 2. Dabei ist erkennbar, dass die EUV-Messstrahlung 2 nicht etwa in der Normalenrichtung zur Zylinderoberfläche, also radial, aufgenommen wird, sondern in einem davon abweichenden Winkelbereich. Dies rührt daher, dass auf diese Weise ein Verschmutzen eines in der Figur nicht dargestellten Monochromators weitestgehend vermieden werden kann, da sich losgelöste Partikel am ehesten in Normalenrichtung zur Targetoberfläche weg bewegen. Ebenfalls gut erkennbar in der Figur ist der Sensor 10, mittels dessen mit einem gewissen Vorlauf sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung vor dem Plasmaquellpunkt 8 die Oberfläche des Targets 3 vermessen wird. Die von dem Sensor 10 ermittelten Daten werden dann der Steuereinheit 9 zugeführt, welche ihrerseits den Linearaktuator 7 ansteuert, durch welchen eine Anpassung der Position des rotierenden Targets 3 in vertikaler oder horizontaler Richtung und damit gegebenenfalls eine Lagestabilisierung des Plasmaquellpunktes erreicht wird. Im Ergebnis wird durch die in der Figur gezeigte Anordnung erreicht, dass Schwankungen der Ausrichtung der EUV-Messstrahlung 2 im Raum wirksam verringert werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- EUV-Messstrahlung
- 3
- Rotierendes Target
- 4
- Laserquelle
- 5
- Plasma
- 6
- Laserstrahl
- 7
- Linearaktuator
- 8
- Plasmaquellpunkt
- 9
- Steuereinheit
- 10
- Sensor
- 11
- Reflektierter Laserstrahl
