DE102016226084A1

DE102016226084A1 - Vorrichtung zur überwachung mindestens einer kippstellung mindestens eines spiegels

Info

Publication number: DE102016226084A1
Application number: DE102016226084.7A
Authority: DE
Inventors: Florian Baumer; Alexander Hübel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2017-03-02
Also published as: DE102017221023A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung mindestens einer Kippstellung mindestens eines Spiegels (30) mit mindestens einem Satz diskreter Lichtquellen (20) und mindestens einer Erfassungseinrichtung (5), die das von dem Spiegel reflektierte Licht der Lichtquellen des Satzes diskreter Lichtquellen erfasst, wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor (51) und ein Objektiv (50) aufweist, und wobei die Vorrichtung weiterhin einen Transmissionsfilter (4) mit örtlich variierender Transmission aufweist, der so zwischen Spiegel (30) und Erfassungseinrichtung (5) oder in der Erfassungseinrichtung angeordnet ist, dass das von dem Spiegel reflektierte Licht der Lichtquellen durch den Transmissionsfilter hindurch tritt, wobei der Satz diskreter Lichtquellen (20) so ausgebildet ist, dass die diskreten Lichtquellen der Reihe nach an- und ausschaltbar sind, und wobei die Erfassungseinrichtung so ausgebildet und angeordnet ist, dass bei der zu überwachenden Kippstellung des Spiegels der Spiegel oder der Satz diskreter Lichtquellen auf den Sensor der Erfassungseinrichtung abgebildet werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung mindestens einer Kippstellung mindestens eines kippbaren Spiegels.
STAND DER TECHNIK
Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlagen dienen zur Herstellung von mikrostrukturierten Bauelementen mittels eines photolithographischen Verfahrens. Dabei wird eine strukturtragende Maske, das sogenannte Retikel, mit Hilfe einer Lichtquelleneinheit und einer BeLichtungsoptik beLichtet und mit Hilfe einer Projektionsoptik auf eine photosensitive Schicht abgebildet. Hierfür stellt die Lichtquelleneinheit eine Strahlung zur Verfügung, die in der BeLichtungsoptik zur BeLichtung des Retikels aufbereitet wird. Die Be-Lichtungsoptik dient dazu, am Ort der strukturtragenden Maske eine gleichmäßige Aus-Lichtung mit einer vorbestimmten winkelabhängigen Intensitätsverteilung zur Verfügung zu stellen. Hierzu sind innerhalb der BeLichtungsoptik verschiedene geeignete optische Elemente vorgesehen.
Die so ausgeLichtete strukturtragende Maske wird mit Hilfe der Projektionsoptik auf eine photosensitive Schicht abgebildet. Dabei wird die minimale Strukturbreite, die mit Hilfe einer solchen Projektionsoptik abgebildet werden kann, unter anderem durch die Wellenlänge der verwendeten Strahlung bestimmt. Je kleiner die Wellenlänge der Strahlung ist, desto kleinere Strukturen können mit Hilfe der Projektionsoptik abgebildet werden. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 5 nm bis 15 nm zu verwenden. Strahlung in diesem Wellenlängenbereich wird als extrem ultraviolettes Licht (EUV-Licht) bezeichnet.
Bei BeLichtungssystemen, die in entsprechenden Projektionsbelichtungsanlagen beispielsweise im Wellenlängenbereich des extrem ultravioletten (EUV) Spektrums, also bei Wellenlängen im Bereich von beispielsweise 13 nm arbeiten, werden Facettenspiegelanordnungen in einer Feldebene eingesetzt, die aus einer Vielzahl von verkippbaren Spiegeln, den Feldfacettenspiegeln oder Spiegelfacetten, bestehen. Die Spiegelfacetten, die um mindestens eine Achse, meist aber um zwei quer zueinander angeordnete Achsen verkippbar sind, bestimmen die Intensitätsverteilung in einer Pupillenebene, die wiederum optisch konjugiert zur Eintrittspupillenebene der Projektionsoptik ist, sodass die Intensitätsverteilung der Strahlung in der Pupillenebene des BeLichtungssystems die winkelabhängige Intensitätsverteilung der Strahlung im Bereich des Objektfeldes bestimmt.
Aus diesem Grund muss die Einstellung der Spiegelfacetten, also deren Orientierung bzw. Ausrichtung, exakt gewählt werden. Folglich ist es auch wichtig, dass die Einstellung bzw. Ausrichtung der Spiegel, also deren Verkippungswinkel um eine oder mehrere Drehachsen, genau bestimmt werden kann. Deshalb sind auch im Stand der Technik bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung und Überwachung der Kippwinkel von Spiegelanordnungen beschrieben. Beispiele hierfür sind in der DE 10 2009 009 372 A1 , WO 2010/094658 A1 , WO 2009/015845 A1 , US 2012/0293784A1 , WO 2008/095695 A2 und DE 10 2013 217 655 A1 gegeben.
Allerdings besteht trotz der vorgeschlagenen Lösungen weiterhin der Bedarf an einem einfachen, effektiv und zuverlässig arbeitendem Überwachungssystem, welches die Kippstellung der kippbaren Spiegelfacetten bzw. von Spiegeln allgemein schnell und hochpräzise erfassen kann, um in Regelkreisen zur Kippwinkelregelung der Feldfacetten bzw. Spiegel verwendet zu werden. Darüber hinaus muss darauf geachtet werden, dass sich das entsprechende Messverfahren bzw. das korrespondierende Messsystem hinsichtlich der Vakuumtauglichkeit, der Materialverträglichkeit usw. in eine Projektionsbelichtungsanlage und insbesondere in ein BeLichtungssystem davon integrieren lässt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überwachungseinrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung der Position und/oder Orientierung bzw. Kippstellung von insbesondere kippbaren Spiegeln und ein entsprechendes Verfahren hierzu bereitzustellen sowie eine Projektionsbelichtungsanlage und insbesondere ein BeLichtungssystem vorzugsweise einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welches eine geeignete Vorrichtung zur Überwachung der Kippstellung von Spiegeln aufweist. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Betriebsverfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung angegeben werden. Die entsprechenden Vorrichtungen und Verfahren sollen eine hochpräzise und schnelle Überwachung der Ausrichtung von Spiegeln ermöglichen und einfach in eine Projektionsbelichtungsanlage integrierbar sein.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zur Überwachung der Kippstellung mindestens eines Spiegels mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie einer Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung schlägt zur Überwachung mindestens einer Kippstellung mindestens eines Spiegels, insbesondere eines um mindestens eine Drehachse kippbaren Spiegels, eine Vorrichtung vor, die mindestens einen Satz diskreter Lichtquellen und mindestens eine Erfassungseinrichtung aufweist. Das Licht der Lichtquellenanordnung aus einem Satz diskreter Lichtquellen wird von dem zu überwachendem Spiegel in die Erfassungseinrichtung reflektiert, wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor und ein Objektiv aufweist, um das von dem mindestens einem Spiegel reflektierte Licht zu erfassen. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Transmissionsfilter mit örtlich variierender Transmission auf, der zwischen dem Spiegel und der Erfassungseinrichtung oder in der Erfassungseinrichtung angeordnet ist. Unter einem Transmissionsfilter mit örtlich variierender Transmission wird hierbei ein Filter verstanden, der eine über der Filterfläche unterschiedliche Transmission des reflektierten Lichts ermöglicht. Damit ist es möglich, Intensitäten der reflektierten Lichtstrahlen entsprechend dem Durchtrittspunkt der Lichtstrahlen durch den Transmissionsfilter mit der Erfassungseinrichtung zu erfassen, wobei unterschiedliche Durchtrittspunkte der Lichtstrahlen durch den Transmissionsfilter auf Grund des Ursprungs von unterschiedlichen Lichtquellen zu einer auf Grund der örtlich variierenden Transmission des Transmissionsfilters unterschiedlichen Intensität der von der Erfassungseinrichtung erfassten Lichtstrahlen führen, sodass bei bekannter Ausgangsintensität der von den Lichtquellen der Lichtquellenanordnung erzeugten Lichtstrahlen und einer gegebenen Reflektivität des Spiegels der Durchtrittspunkt der reflektierten Lichtstrahlen durch den Transmissionsfilter aufgrund der durchgelassenen Intensität bestimmbar ist. Mit den Durchtrittspunkten durch den Transmissionsfilter lässt sich die Kippstellung des oder der Spiegel bestimmen.
Die Erfassungseinrichtung wird hierzu so ausgebildet und angeordnet, das bei einer zu überwachenden Kippstellung des Spiegels der Spiegel oder der Satz diskreter Lichtquellen (Lichtquellenanordnung) auf den Sensor der Erfassungseinrichtung abgebildet wird, sodass die reflektierten Lichtstrahlen der verschiedenen Lichtquellen der Lichtquellenanordnung als separate Lichtintensitäten entsprechend der Transmission durch den Transmissionsfilter erfasst werden können. Darüber hinaus ist die Vorrichtung so aufgebaut, dass die diskreten Lichtquellen der Lichtquellenanordnung der Reihe nach ein- und ausschaltbar sind.
Entsprechend werden bei einem Verfahren zur Überwachung mindestens einer Kippstellung mindestens eines Spiegels, insbesondere eines um eine Drehachse kippbaren Spiegels, die Lichtquellen eines Satzes von mehreren diskreten Lichtquellen der Reihe nach an- und ausgeschaltet, sodass der Reihe nach in einer Erfassungseinrichtung mit einem Sensor das von den Lichtquellen ausgestrahlte Licht, welches an dem zu überwachenden Spiegel reflektiert wird, erfasst werden kann, um die Intensität des auf den Sensor auftreffenden Lichts zu bestimmen. Da zwischen dem oder den zu überwachenden Spiegeln und der Erfassungseinrichtung bzw. in der Erfassungseinrichtung ein Transmissionsfilter mit örtlich variierender Transmission angeordnet ist, weisen die vom Spiegel reflektierten Strahlen bei gleicher Ausgangsintensität der Lichtquellen je nach Durchtrittspunkt durch den Transmissionsfilter eine unterschiedliche Intensität auf. Auf Basis der ortsaufgelösten Intensitäten des reflektierten Lichts kann die Kippstellung des Spiegels ermittelt werden.
Durch eine mögliche Beschränkung des zu überwachenden Kippwinkelbereichs auf eine vorbestimmte Kippstellung des oder der Spiegel kann eine besonders gute Messgenauigkeit hinsichtlich der Position und/oder Ausrichtung des Spiegels bzw. der Kippstellung des oder der Spiegel erzielt werden.
Die an- und ausschaltbaren Lichtquellen des Satzes diskreter Lichtquellen, die für unterschiedliche Reflexionswinkel am zu überwachendem Spiegel und damit zu unterschiedlichen Durchtrittspunkten durch den Transmissionsfilter mit örtlich variierender Transmission führen, können in einem beliebigen zwei-dimensionalen Muster angeordnet sein, wobei bei einer Überwachung der Kippstellung eines oder mehrerer Spiegel um eine Drehachse die diskreten Lichtquellen linear entlang einer Richtung angeordnet sein können. Vorzugsweise können die diskreten Lichtquellen jedoch in einem zwei-dimensionalen Muster entlang mindestens einer ersten Richtung und mindestens einer zweiten Richtung, die zur ersten Richtung senkrecht ist, angeordnet sein, sodass die Kippstellung des oder der zu überwachenden Spiegel um zwei unabhängige Drehachsen überwacht werden kann. Insbesondere können die Lichtquellen kreuzförmig angeordnet sein.
Der Transmissionsfilter, der eine örtlich variierende Transmission, also eine über der Transmissionsfläche variierenden Transmission, aufweist, kann so ausgebildet sein, dass die variierende Transmission mindestens in einer Richtung variiert, wenn beispielsweise lediglich die Kippstellung um eine Drehachse überwacht werden soll. Vorzugsweise kann jedoch der Transmissionsfilter eine variierende Transmission entlang zweier unabhängiger Raumrichtungen aufweisen, wobei die entsprechenden Transmissionsverläufe überlagert sein können. Der Transmissionsfilter kann insbesondere einen ersten Verlauf einer variierenden Transmission in einer ersten Richtung (x-Richtung) aufweisen und einen zweiten Verlauf einer variierenden Transmission einer zweiten Richtung (y-Richtung), die insbesondere senkrecht zur ersten Richtung verlaufen kann. Beispielsweise kann die Transmission gemäß dem ersten und/oder zweiten Transmissionsverlauf vom Rand des Transmissionsfilters zur Mitte des Transmissionsfilters zu- oder abnehmen und die Transmissionsverläufe können insbesondere einen sinus- oder dreiecksförmigen Verlauf aufweisen.
Ferner kann der Transmissionsfilter so ausgebildet sein, dass der Transmissionsfilter für das zu filternde Licht bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften des zu filternden Lichts eine örtlich variierende Transmission aufweist. So kann eine Eigenschaft des Lichts die Wellenlänge des Lichts sein, sodass entsprechend für eine bestimmte Wellenlänge des Lichts eine örtlich variierende Transmission im Transmissionsfilter eingestellt ist. Eine weitere mögliche Eigenschaft, gemäß der das Licht durch den Transmissionsfilter gefiltert wird, kann die Polarisation des Lichts sein, sodass beispielsweise in einer Richtung linear polarisiertes Licht entsprechend gefiltert wird.
Die örtlich variierende Transmission gemäß einer oder mehrerer Eigenschaften des Lichts kann entlang zweier senkrecht zueinander angeordneter Richtungen in dem Transmissionsfilter realisiert werden, sodass beispielsweise in einer ersten Richtung (x-Richtung) rotes Licht unterschiedlich stark gefiltert wird, während in einer senkrecht zur ersten Richtung angeordneten zweiten Richtung (y-Richtung) blaues Licht mit unterschiedlicher Transmission gefiltert wird. Damit lässt sich die Überwachung der Kippstellungen um verschiedene Drehachsen separieren.
Eine einfache Lösung eines Transmissionsfilters stellt jedoch ein Grauverlaufsfilter dar, der unabhängig von der Wellenlänge des Lichts bei weißem Licht die durchgelassene Intensität je nach Transmissionsgrad variiert.
Sofern mehrere Spiegel beispielsweise in einer Mehrfachspiegelanordnung (MMA Multi Mirror Array) überwacht werden sollen, die beispielsweise in einer oder mehreren Reihen und/oder Spalten nebeneinander angeordnet sind, kann die Erfassungseinrichtung das reflektierte Licht von mehreren oder allen Spiegeln gleichzeitig erfassen. Darüber hinaus können auch mehrere Erfassungseinrichtungen vorgesehen werden.
Mehrere Erfassungseinrichtungen und/oder mehrere Sätze von diskreten Lichtquellen können auch dazu verwendet werden, bei der Überwachung eines Spiegels bzw. einer Spiegelanordnung mit mehreren Spiegeln nicht nur eine bestimmte Kippstellung des oder der Spiegel zu überwachen, sondern mehrere unterschiedliche Kippstellungen.
Die Erfassungseinrichtung kann einen Flächensensor, wie einen CCD-Sensor (CCD charge coupled device (ladungsgekoppeltes Bauteil)) oder ein CMOS-Sensor (CMOS complementary metal oxide semiconductor (sich ergänzender Metall-Oxid-Halbleiter)) aufweisen, mit dem eine ortsaufgelöste Bestimmung der auftreffenden Lichtintensität möglich ist.
Die Vorrichtung kann weiterhin eine Auswerteeinheit umfassen, die die von dem Sensor erfassten, ortsaufgelösten Intensitäten auswertet und automatisiert eine Kippstellung des überwachten Spiegels ermittelt, wobei zusätzlich die ermittelte Kippstellung mit einer Soll-Kippstellung, die in der Auswerteeinheit oder einem entsprechenden Speicher gespeichert sein kann, vergleicht, um Abweichungen festzustellen. Die Auswerteeinheit kann hierbei insbesondere durch eine programmtechnisch eingerichtete Datenverarbeitungsanlage realisiert sein.
Die mögliche Abweichung einer Kippstellung des überwachten Spiegels von einer Soll-Kippstellung kann in einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Kippstellung des mindestens einen überwachten Spiegels Verwendung finden.
Die Erfassungseinrichtung kann das reflektierte Licht synchron mit den Schaltzeiten der Lichtquellen erfassen, wobei die Lichtquellen bzw. der Sensor zur Erfassung der auftreffenden Lichtintensität mit einer Frequenz von bis zu 10000 Hz Schaltungen bzw. Erfassungen pro Sekunde betrieben werden können.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer detaillierten Darstellung eines Transmissionsfilters und
3 eine Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, bei welcher eine Vorrichtung gemäß den 1 und 2 eingesetzt werden kann.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Überwachung der Kippstellung von Spiegeln 30. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 sind vier Spiegel 30 in zwei Reihen und zwei Spalten angeordnet, deren Kippstellung durch die Vorrichtung 1 überwacht werden soll. Hierzu weist die Vorrichtung 1 einen Satz diskreter Lichtquellen (Lichtquellenanordnung) 2 mit mehreren diskreten Lichtquellen 20 auf, die beispielsweise durch LEDs gebildet sein können.
Die Lichtquellen 20 können je nachdem, ob die Kippstellung der Spiegel lediglich bezüglich einer Verkippung um eine Kippachse oder um zwei unabhängige Kippachsen überwacht werden soll, unterschiedlich angeordnet werden. Bei der Überwachung nur einer einzigen Kippachse ist es möglich, die Lichtquellen 20 in der Lichtquellenanordnung 2 in einer linearen Anordnung vorzusehen, während bei einer Überwachung der Kippstellung um zwei unabhängige Kippachsen eine flächige Anordnung der Lichtquellen 20 in einem Muster vorteilhaft ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 sind fünf Lichtquellen 20 in einer Kreuzform angeordnet.
Das Licht bzw. die Lichtstrahlen 21 der Lichtquellen 20 werden von den Spiegeln 30 in der zu überwachenden Kippstellung der Spiegel 30 in eine Erfassungseinrichtung 5 reflektiert, die ein Objektiv 50 und einen Sensor 51 aufweist, mit dem das an den Spiegeln 30 reflektierte Licht 22 erfasst werden kann.
Die Spiegelanordnung 3 mit den vier Spiegeln 30 in zwei Reihen und zwei Spalten stellt lediglich ein Beispiel dar und die Vorrichtung 1 zur Überwachung der Kippstellung der Spiegel 30 der Spiegelanordnung 3 kann eine beliebige Anzahl von Spiegeln in einer beliebigen Anordnung der Spiegel 30 in der Spiegelanordnung 3 umfassen.
Die Erfassungseinrichtung 5 mit dem Sensor 51 ist so bezüglich der Spiegelanordnung 3 und der Lichtquellenanordnung 2 angeordnet, sodass entweder die Spiegel 30 der Spiegelanordnung 3 scharf auf den Sensor 51 und die dort vorgesehene Erfassungsfläche abgebildet werden oder die Lichtquellen 20 der Lichtquellenanordnung 2.
Zwischen der Spiegelanordnung 3 und der Erfassungseinrichtung 5 ist ein Transmissionsfilter 4 vorgesehen, der eine über der Transmissionsfläche unterschiedliche Transmission des reflektierten Lichts 22 bewirkt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Grauverlaufsfilter bei dem weißes Licht von den Lichtquellen 20 entsprechend dem örtlich eingestellten Transmissionsverhalten des Transmissionsfilters 4 unterschiedliche Intensitäten des reflektierten Lichts passieren lässt.
Das reflektierte Licht 22 der verschiedenen Lichtquellen 20 durchdringt den Transmissionsfilter 4 an unterschiedlichen Stellen, da die Lichtstrahlen 21 der Lichtquellen 20 unter unterschiedlichen Auftreffwinkel auf den Spiegeln 30 auftreffen. Durch die unterschiedliche Transmission durch den Transmissionsfilter 4 in Abhängigkeit von der örtlichen Veränderung der Transmission über dem Transmissionsfilter kann mit der vom Sensor 51 ermittelten Lichtintensität des von den verschiedenen Lichtquellen 20 reflektierten Lichts 22 die Kippstellung des entsprechenden Spiegels 30 ermittelt werden.
Da das reflektierte Licht 22 mehrerer Spiegel 30 gleichzeitig in der Erfassungseinrichtung 5 erfasst werden kann, wenn mehrere oder sämtliche Spiegel 30 der Spiegelanordnung 3 durch das Objektiv 50 auf die Sensorfläche des Sensors 51 abgebildet werden, können mehrere Spiegel 30 parallel mit einer Erfassungseinrichtung überwacht werden.
Um zu verhindern, dass das reflektierte Licht 22 von verschiedenen Lichtquellen 20 sich bei der Erfassung der Intensität des reflektierten Lichts 22 im Sensor 51 gegenseitig beeinflussen, werden die Lichtquellen 20 der Lichtquellenanordnung 2 nacheinander an- und ausgeschaltet, sodass der Reihe nach die Lichtstrahlen 21 der verschiedenen Lichtquellen 20 an den jeweiligen Spiegeln 30 reflektieren und die Intensitäten der reflektierten Lichtstrahlen 22 nach dem Passieren des Transmissionsfilters 4 mit dem Sensor 51 erfasst werden, wobei das Erfassen der Lichtintensität mit dem Sensor 51 synchron zum Schalten der Lichtquellen 20 erfolgt.
Die 2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie 1 eine schematische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei jedoch der Transmissionsfilter in größerem Detail dargestellt ist. Außerdem ist lediglich ein Spiegel 30 gezeigt, dessen Kippstellung überwacht werden soll. Dieser Spiegel 30 der Ausführungsform der 2 ist zudem nicht flach ausgebildet, sondern gekrümmt als Parabolspiegel. In diesem Fall wird die Erfassungseinrichtung 5 (nicht in 2 gezeigt) so eingestellt, dass nicht der Spiegel 30 scharf auf die Sensorfläche des Sensors (nicht in 2 dargestellt) abgebildet wird, sondern die Lichtquellenanordnung 2, sodass also die Sensorfläche des Sensors 51 und die Fläche, in der das flächige Muster der Lichtquellen 20 ausgebildet ist, in konjungierten Ebenen der Vorrichtung 1 angeordnet sind.
Wie sich aus der 2 ergibt, ist der Transmissionsfilter 4 bei der gezeigten Ausführungsform so ausgebildet, dass sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung die Transmission vom Zentrum des Transmissionsfilters 4 zum Rand des Transmissionsfilters 4 mit einem sinusförmigen Verlauf abnimmt, wie die Diagramme an den Seiten des Transmissionsfilters 4 zeigen. Entsprechend liegt beim Transmissionsfilter 4 der 2 im Zentrum die maximale Transmission fordert, während an den Ecken die minimale Transmission des reflektierten Lichts durch den Transmissionsfilter 4 erfolgt.
Wie sich aus der 2 weiterhin ergibt, werden die kreuzförmig angeordneten Lichtquellen 20 der Lichtquellenanordnung 2 in den Sensor der Erfassungseinrichtung abgebildet und die am Spiegel 30 reflektierten Lichtstrahlen 22, 22´ durchdringen den Transmissionsfilter 4 an den Durchstoßpunkten 40, die entsprechend ebenfalls eine kreuzförmige Anordnung aufweisen. Durch die unterschiedliche Lage der Durchstoßpunkte 40 der reflektierten Lichtstrahlen 22, 22´ werden die reflektierten Lichtstrahlen 22, 22´ durch den Transmissionsfilter 4 unterschiedlich gefiltert, sodass der Sensor unterschiedliche Intensitätswerte der transmittierten und reflektierten Lichtstrahlen 22, 22´ erfasst.
Die räumlich variierende Transmission kann hierbei beschrieben werden mit T(x, y) = A + B·cos(x) + C·sin(y)
Miit der Lage der Durchstoßpunkte 40 der am Spiegel 30 reflektierten Strahlen 22, 22´ an den Punkten (x0, y0), (x0 + Δx, y0), (x0 – Δx, y0), (x0, y0 + Δy) und (x0, y0 – Δy) auf dem Transmissionsfilter ergeben sich die fünf folgenden Intensitätswerte i1 = a + b·cos(x0) + c·sin(y0) i2 = a + b·cos(x0 + Δx) + c·sin(y0) i3 = a + b·cos(x0 – Δx) + c·sin(y0) i4 = a + b·cos(x0) + c·sin(y0 + Δy) i5 = a + b·cos(x0) + c·sin(y0 – Δy)
Bei bekannter örtlich variierender Transmission des Transmissionsfilters 4 und der bekannten Anordnung der Lichtquellen 20 in der Lichtquellenanordnung 2 kann der Durchstoßpunkt 40 (x0, y0) eindeutig bestimmt werden. Daraus kann auf die Kippstellung des Spiegels 30 geschlossen beziehungsweise diese bestimmt werden.
Je größer der Transmissionsfilter 4 ist und somit ein größerer Winkelbereich der Kippstellung des Spiegels 30 erfasst werden kann, desto geringer ist die Messgenauigkeit, da in diesem Fall der Transmissionsfilter zwischen den Extremwerten 100% Transmission und 0% Transmission einen flacheren Transmissionsgradienten aufweisen muss. Ein kleinerer Gradient der Transmission des Transmissionsfilters 4 führt jedoch zu einer reduzierten Messgenauigkeit. Entsprechend ist es vorteilhaft, die Vorrichtung der Erfindung nicht zur Bestimmung irgendeines Kippwinkels einzusetzen, sondern vorzugsweise für die Überwachung eines bestimmten, vorgegebenen Kippwinkels sodass der Winkelüberwachungsbereich sehr klein und damit die Messgenauigkeit sehr hoch eingestellt werden kann. Beispielsweise kann der Kippwinkelüberwachungsbereich 1% des gesamten Kippwinkelbereichs sein, sodass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sehr gut zur Überwachung einer möglichen zeitlichen Veränderung einer festen vorgegebenen Kippstellung eines oder mehrerer Spiegel eignet.
Sollen mit der in den 1 und 2 dargestellten Vorrichtung mehrere Kippstellungen von einem oder mehreren Spiegeln 30 überwacht werden, so können entweder weitere Lichtquellenanordnungen 2 (nicht dargestellt) oder weitere Erfassungseinrichtungen 5 (ebenfalls nicht dargestellt) vorgesehen werden.
Die 3 zeigt eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 mit einer EUV-Lichtquelle 102, einem Beleuchtungsmodul 103 und einem Projektionsobjektiv 104. Mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage 100 kann eine Retikel 105 mit vom Beleuchtungsmodul 103 aufbereiteten Licht der EUV-Lichtquelle 102 beleuchtet werden, wobei eine auf dem Retikel 105 befindliche Struktur durch das Projektionsobjektiv 104 auf dem Wafer 106 verkleinert abgebildet werden kann, sodass eine entsprechende Struktur mikrolithographisch auf dem Wafer 106 erzeugt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung der Kippstellung von Spiegel kann in einer entsprechenden EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 zur Überwachung der Spiegelposition und Orientierung von verschiedenen Spiegeln eingesetzt werden, insbesondere auch von Mehrfachspiegelfeldern (MMA Multi Mirror Arrays), die insbesondere im Beleuchtungssystem 103 eingesetzt werden können. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine automatisierte Überwachung der Positionierung und Orientierung von Spiegeln in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen beziehungsweise Projektionsbelichtungsanlagen allgemein realisiert werden. Dies ermöglicht über den Zeitablauf mögliche Veränderungen in der Position und/oder Orientierung des oder der Spiegel festzustellen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschreiben worden ist, ist für den Fachmann klar, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt insbesondere sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Lichtquellenanordnung
20: Lichtquelle
21: Lichtstrahl
22, 22´: reflektierter Lichtstrahl
3: Spiegelanordnung
30: Spiegel
4: Transmissionsfilter
40: Durchstoßpunkt
5: Erfassungseinrichtung
50: Objektiv
51: Sensor
100: EUV-Projektionsbelichtungsanlage
102: EUV-Lichtquelle
103: Beleuchtungssystem
104: Projektionsobjektiv
105: Retikel
106: Wafer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009009372 A1 [0005]
WO 2010/094658 A1 [0005]
WO 2009/015845 A1 [0005]
US 2012/0293784 A1 [0005]
WO 2008/095695 A2 [0005]
DE 102013217655 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Überwachung mindestens einer Kippstellung mindestens eines Spiegels (30) mit mindestens einem Satz diskreter Lichtquellen (20) und mindestens einer Erfassungseinrichtung (5), die das von dem Spiegel reflektierte Licht der Lichtquellen des Satzes diskreter Lichtquellen erfasst, wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor (51) und ein Objektiv (50) aufweist, und wobei die Vorrichtung weiterhin einen Transmissionsfilter (4) mit örtlich variierender Transmission aufweist, der so zwischen Spiegel (30) und Erfassungseinrichtung (5) oder in der Erfassungseinrichtung angeordnet ist, dass das von dem Spiegel reflektierte Licht der Lichtquellen durch den Transmissionsfilter hindurch tritt, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz diskreter Lichtquellen (20) so ausgebildet ist, dass die diskreten Lichtquellen der Reihe nach an- und ausschaltbar sind, und wobei die Erfassungseinrichtung so ausgebildet und angeordnet ist, dass bei der zu überwachenden Kippstellung des Spiegels der Spiegel oder der Satz diskreter Lichtquellen auf den Sensor der Erfassungseinrichtung abgebildet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (20) des Satzes diskreter Lichtquellen in einem zwei-dimensionalen Muster angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Satz diskreter Lichtquellen (20) mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr Lichtquellen entlang einer ersten Richtung und mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr Lichtquellen entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind, die zur ersten Richtung senkrecht ist, wobei die Lichtquellen insbesondere kreuzförmig angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transmissionsfilter (4) in mindestens einer Richtung eine variierende Transmission oder in zwei unabhängigen Raumrichtungen eine variierende Transmission aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transmissionsfilter (4) in einer ersten Richtung (X-Richtung) einen ersten Verlauf einer variierenden Transmission aufweist und in einer zweiten Richtung (Y-Richtung) senkrecht zur ersten Richtung einen zweiten Verlauf einer variierenden Transmission aufweist, wobei der erste und/oder zweite Verlauf eine von der Mitte des Transmissionsfilters zum Rand des Transmissionsfilters zu- oder abnehmende Transmission, insbesondere einen sinus- oder dreiecksförmigen Verlauf aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transmissionsfilter (4) so ausgebildet ist, dass der Transmissionsfilter für das Licht bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften des Lichts eine örtlich variierende Transmission aufweist, insbesondere entlang zweier senkrecht zueinander angeordneter Richtungen eine variierende Transmission basierend auf unterschiedlichen Eigenschaften des Lichts aufweist, wobei insbesondere die die Transmission bestimmenden Eigenschaften des Lichts die Wellenlänge des Lichts oder die Polarisation des Lichts sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spiegel (30) nebeneinander, insbesondere in einer oder mehreren Reihen und/oder Spalten nebeneinander angeordnet sind und die Erfassungseinrichtung das reflektierte Licht von mehreren oder allen Spiegeln gleichzeitig erfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sätze von diskreten Lichtquellen (20) und/oder mehrere Erfassungseinrichtungen (5) in der Vorrichtung angeordnet sind, wobei jeder Satz diskreter Lichtquellen und jede Erfassungseinrichtung einem bestimmten Kippstellung des Spiegels zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (51) ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Auswerteeinheit umfasst, die aus den vom Sensor erfassten, ortsaufgelösten Intensitäten eine Kippstellung des überwachten Spiegels ermittelt und insbesondere mit einer gespeicherten Sollstellung vergleicht.
Verfahren zur Überwachung mindestens einer Kippstellung mindestens eines Spiegels (30) um mindestens eine Drehachse, vorzugsweise mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mindestens ein Satz von mehreren diskreten Lichtquellen (20) bereitgestellt wird, wobei die Lichtquellen der Reihe nach an- und ausgeschaltet werden, wobei das Licht der Lichtquellen von dem zu überwachenden Spiegel in eine Erfassungseinrichtung (5) reflektiert wird, die das von dem Spiegel reflektierte Licht (22, 22´) der Lichtquellen nacheinander erfasst, wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor (51) und ein Objektiv (50) aufweist, die so ausgebildet und relativ zu dem Satz diskreter Lichtquellen und dem zu überwachenden Spiegel angeordnet sind, dass bei der zu überwachenden Kippstellung des Spiegels der Spiegel oder der Satz diskreter Lichtquellen auf den Sensor der Erfassungseinrichtung abgebildet werden, und wobei zwischen Spiegel und Erfassungseinrichtung oder in der Erfassungseinrichtung weiterhin ein Transmissionsfilter (4) mit örtlich variierender Transmission angeordnet ist, sodass das von dem Sensor an unterschiedlichen Orten des Sensors erfasste, reflektierte Licht unterschiedliche Intensitäten aufweist, und wobei auf Basis der ortsaufgelösten Intensitäten des reflektierten Lichts die Kippstellung des Spiegels ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektierte Licht synchron mit den Schaltzeiten der Lichtquellen (20) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (20) mit einer Schaltfrequenz von bis zu 10000 Hz geschaltet werden.
Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.