DE102017221005A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist folgende Schritte auf: Aufnehmen, unter Beleuchtung der Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) über eine Beleuchtungseinrichtung, einer Mehrzahl von Beugungsbildern, welche sich hinsichtlich des zum jeweiligen Beugungsbild beitragenden Bereichs der Messstruktur voneinander unterscheiden, und Ermitteln von Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der diffraktiven Messstruktur auf Basis dieser Mehrzahl von Beugungsbildern, wobei die Schritte des Aufnehmens einer Mehrzahl von Beugungsbildern und des Ermittelns von Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der diffraktiven Messstruktur in einer Mehrzahl von Aufnahmesequenzen in einer Mehrzahl von Aufnahmesequenzen wiederholt durchgeführt werden, wobei sich diese Aufnahmesequenzen hinsichtlich der bei der Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) jeweils eingestellten Beleuchtungswinkel, unter welchen die diffraktive Messstruktur beleuchtet wird, voneinander unterscheiden.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • In der Praxis besteht ein Bedarf, eine Verzeichnung sowie Wellenfrontfehler des Projektionsobjektivs möglichst exakt zu bestimmen. Hierzu bekannte Messanordnungen sind lediglich beispielhaft und schematisch in 8a-8c dargestellt.
  • 8a zeigt schematisch einen Messaufbau zur Bestimmung von Wellenfrontfehlern eines Projektionsobjektivs 810 über Scherinterferometrie, wobei eine in der Objektebene des zu vermessenden Projektionsobjektivs 810 angeordnete Messmaske 811 in Form eines zweidimensionalen Schergitters und ein in der Bildebene des Projektionsobjektivs 810 angeordnetes Beugungsgitter 812 derart aufeinander abgestimmt werden, dass bei Abbildung der Messmaske 811 auf das Beugungsgitter 812 ein Überlagerungsmuster in Form eines Interferogramms entsteht, welches mit einem ortsauflösenden (z.B. kamerabasierten) Detektor 813 erfasst und ausgewertet wird.
  • 8b zeigt schematisch einen Aufbau zur Realisierung einer ebenfalls zur Bestimmung von Wellenfrontfehlern einsetzbaren Luftbildmesstechnik, wobei eine in der Objektebene eines zu vermessenen Projektionsobjektivs 820 befindliche, Teststrukturen aufweisende Objektmaske 821 über das Projektionsobjektiv 820 auf eine (ggf. defokussierte) Bildebene abgebildet und mit einem Detektor 822 aufgezeichnet wird.
  • 8c zeigt einen Aufbau zur Bestimmung der Verzeichnung über Moire-Messtechnik, bei welchem ein in der Objektebene eines zu vermessenden Projektionsobjektivs 830 angeordnetes erstes Gitter 831 auf ein in der Bildebene des Projektionsobjektivs 830 angeordnetes zweites Gitter 832 (auch als „Moiré-Maske“ bezeichnet) projiziert und die jeweils durch diese Anordnung transmittierte Lichtintensität mit einem Detektor 833 gemessen wird.
  • Den vorstehend beschriebenen Messverfahren ist gemeinsam, dass jeweils wenigstens eine diffraktive Messstruktur in Form der eingesetzten Masken bzw. Gitter verwendet wird.
  • Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist, dass die tatsächliche beugende Wirkung solcher diffraktiven Messstrukturen aufgrund unterschiedlicher Ursachen von der jeweils vorgegebenen bzw. gewünschten Wirkung abweichen kann. Zu diesen Ursachen können z.B. Fertigungsfehler infolge von im Maskenfertigungsprozess aufgetretenen Prozessabweichungen gehören, aber auch die dreidimensionale Topographie der Maske, welche z.B. je nach Beleuchtungsrichtung unterschiedliche Abschattungseffekte an in der jeweiligen Maskenstruktur vorhandenen Stufen oder Kanten zur Folge haben kann.
  • Des Weiteren werden z.B. bei der interferometrischen Vermessung der Oberfläche einzelner optischer Elemente (insbesondere zur hochgenauen Prüfung der in der Beleuchtungseinrichtung oder im Projektionsobjektiv verwendeten Spiegel oder Linsen) computergenerierte Hologramme (CGHs) eingesetzt. Bei solchen CGH's handelt es sich um Phasengitter bzw. Phasenmasken. Die Kalibrierung der jeweiligen Messstrukturen stellt nicht nur bei Transmissionsmasken, sondern auch bei solchen Phasenmasken aufgrund der je nach Beleuchtungsrichtung unterschiedlichen Phasenverzögerungswirkung eine anspruchsvolle Herausforderung dar.
  • 7a-7b dienen zur Veranschaulichung der vorstehenden genannten Maskentypen. 7a zeigt lediglich schematisch eine Transmissionsmaske 710, welche aus Materialien bzw. Bereichen 710a, 710b mit unterschiedlich großer Absorption aufgebaut ist und somit eine ortsabhängige Abschwächung des hindurchtretenden Lichts bewirkt. 7b zeigt ebenfalls lediglich schematisch eine Phasenmaske 720, welche (bei im Idealfall örtlich konstanter Transmission) für hindurchtretendes Licht aufgrund einer Oberflächenstrukturierung 721 eine ortsabhängig variierende Phasenverzögerung bewirkt.
  • Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf Hoppe, W.: „Beugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld. I. Prinzip einer Phasenmessung von Elektronenbeungungsinterferenzen“. Acta Crystallographica Section A. 25 (4): 495, 1969, verwiesen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur bereitzustellen, welche bei Verwendung der jeweiligen Messstruktur, insbesondere in Messanordnungen zur Vermessung von Verzeichnungs- und/oder Wellenfrontfehlern oder bei der hochgenauen Prüfung optischer Elemente, die Erzielung höherer Messgenauigkeiten unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst.
  • Ein Verfahren zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur weist folgende Schritte auf:
    • - Aufnehmen, unter Beleuchtung der Messstruktur über eine Beleuchtungseinrichtung, einer Mehrzahl von Beugungsbildern, welche sich hinsichtlich des zum jeweiligen Beugungsbild beitragenden Bereichs der Messstruktur voneinander unterscheiden; und
    • - Ermitteln von Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der diffraktiven Messstruktur auf Basis dieser Mehrzahl von Beugungsbildern;
    wobei die Schritte des Aufnehmens einer Mehrzahl von Beugungsbildern und des Ermittelns von Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der diffraktiven Messstruktur in einer Mehrzahl von Aufnahmesequenzen wiederholt durchgeführt werden, wobei sich diese Aufnahmesequenzen hinsichtlich der bei der Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur jeweils eingestellten Beleuchtungswinkel, unter welchen die diffraktive Messstruktur beleuchtet wird, voneinander unterscheiden.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass grundsätzlich basierend auf der Aufnahme einer Mehrzahl von unterschiedlichen Beugungsbildern der jeweils zu untersuchenden diffraktiven Messstruktur eine Rekonstruktion der Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der Messstruktur (d.h. eine Rekonstruktion von Amplitude und Phase der elektromagnetischen Strahlung nach deren Wechselwirkung mit der betreffenden diffraktiven Struktur bzw. Maske) unter Anwendung von für sich bekannten Rekonstruktionsalgorithmen erfolgen kann. Von dieser Überlegung ausgehend liegt der Erfindung nun insbesondere das Konzept zugrunde, dieses Prinzip der Aufnahme unterschiedlicher Beugungsbilder mit einer Variation der bei Beleuchtung der jeweiligen diffraktiven Messstruktur eingestellten Beleuchtungsrichtung bzw. des verwendeten Beleuchtungssettings zu kombinieren und so die Transmissionseigenschaften (bzw. die Reflexionseigenschaften, z.B. bei Verwendung von für den EUV-Bereich ausgelegten Masken) der diffraktiven Messstruktur für unterschiedliche Einfallswinkel zu bestimmen.
  • Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß im Wege einer Tomographie die zu kalibrierende diffraktive Messstruktur aus unterschiedlichen Richtungen untersucht mit der Folge, dass über die hierbei realisierte, beleuchtungswinkelabhängige Charakterisierung der Transmissionseigenschaften bzw. Reflexionseigenschaften letztlich eine Kalibrierung erzielt wird, welche die eingangs beschriebenen Effekte der dreidimensionalen Topographie der jeweiligen Messstruktur berücksichtigt.
  • Insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Messverfahren (Bestimmung von Wellenfrontfehlern oder Verzeichnung eines Projektionsobjektivs sowie hochgenaue Oberflächenprüfung optischer Elemente) kann somit aufgrund der typischerweise in diesen Anwendungen jeweils erfolgenden Beleuchtung der jeweiligen Messstruktur aus unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen im Ergebnis eine signifikante Erhöhung der jeweils erzielten Messgenauigkeit erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Variation der bei der Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur jeweils eingestellten Beleuchtungswinkel eine Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings über die Beleuchtungseinrichtung.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung eine Spiegelanordnung mit einer Mehrzahl unabhängig voneinander einstellbarer Spiegelelemente auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Variation des Beleuchtungssettings unter Auswahl unterschiedlicher, zur Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur beitragender Spiegelelemente der Spiegelanordnung.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Variation der bei der Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur jeweils eingestellten Beleuchtungswinkel ein Verkippen der Messstruktur.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt im Schritt des Aufnehmens einer Mehrzahl von Beugungsbildern eine Variation des zum jeweiligen Beugungsbild beitragenden Bereichs der diffraktiven Messstruktur unter Verwendung wenigstens einer im optischen Strahlengang verschiebbaren Blende oder unter Austausch einer im optischen Strahlengang befindlichen Blende gegen wenigstens eine Blende mit abweichender Geometrie.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt im Schritt des Aufnehmens einer Mehrzahl von Beugungsbildern eine Variation des zum jeweiligen Beugungsbild beitragenden Bereichs der diffraktiven Messstruktur derart, dass jeweils benachbarte, zu unterschiedlichen Beugungsbildern beitragende Bereiche der Messstruktur einander überlappen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die diffraktive Messstruktur eine Phasenmaske, insbesondere ein computergeneriertes Hologramm (CGH).
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die diffraktive Messstruktur eine Transmissionsmaske zur ortsabhängigen Abschwächung auftreffender elektromagnetischer Strahlung.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die diffraktive Messstruktur eine Messstruktur zur Verwendung in einer Anordnung zur Wellenfront- oder Verzeichnungsmessung eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, oder eine Messstruktur zur Verwendung in einer Anordnung zur interferometrischen Prüfung der Oberfläche (insbesondere der Passe bzw. Form) eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Aufnehmen einer Mehrzahl von Beugungsbildern, während die diffraktive Messstruktur in dieser Anordnung eingebaut ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Ermitteln von Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der diffraktiven Messstruktur unter Anwendung eines Rekonstruktionsalgorithmus, bei welchem durch Auswertung der Mehrzahl von Beugungsbildern Amplitude und Phase eines in Lichtausbreitungsrichtung nach der diffraktiven Messstruktur vorliegenden elektromagnetischen Feldes rekonstruiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird auf Basis der Rekonstruktion eine Transferfunktion der diffraktiven Messstruktur ermittelt. Über eine solche Transferfunktion j(x, k) kann die Wechselwirkung einer Photomaske mit einer Lichtwelle beschrieben werden. Dabei ist x die Koordinate im Ortsraum und k der Wellenvektor der einfallenden Lichtwelle (also der Einfallswinkel). Für eine Wahl von x und k hat j(x, k) die Form einer komplexwertigen 2x2 Jones-Matrix, welche die Amplitude des einfallenden elektromagnetischen Felds Ein mit der Amplitude des Ausgangsfeldes Eout verknüpft und für eine bestimmte Wellenlänge λ definiert ist: ( E o u t , x ( x , k ) E o u t , y ( x , k ) ) = ( J 11 ( x , k ) J 12 ( x , k ) J 21 ( x , k ) J 22 ( x , k ) ) ( E i n , x ( x , k ) E i n , y ( x , k ) )
    Figure DE102017221005A1_0001
  • Die Erfindung betrifft weiter auch eine Vorrichtung zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen. Zu Vorteilen sowie vorteilhaften Ausgestaltungen wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, welche eine Vorrichtung mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen aufweist.
  • 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.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1-6 schematische Darstellungen zur Erläuterung unterschiedlicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 7a-7b schematische Darstellungen unterschiedlicher Maskentypen; und
    • 8a-8c schematische Darstellungen unterschiedlicher Messanordnungen zur Erläuterung möglicher Anwendungsbeispiele einer gemäß der Erfindung untersuchten Messstruktur.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Weiteren werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer Vorrichtung zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen in 1-6 beschrieben. Diesen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass das für sich bekannte Prinzip, nämlich aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Beugungsbildern einer diffraktiven Struktur unter Anwendung eines Rekonstruktionsalgorithmus die Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften dieser Messstruktur zu bestimmen, für voneinander verschiedene Einfallswinkel der auf die Messstruktur auftreffenden Beleuchtungsstrahlung realisiert wird und somit im Ergebnis die Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der zu kalibrierenden diffraktiven Messstruktur winkelaufgelöst für unterschiedliche Einfallswinkel erhalten werden. Hinsichtlich geeigneter Rekonstruktionsalgorithmus wird in diesem Zusammenhang beispielhaft auf Hoppe, W.: „Beugung im inhomogenen Primärstrahlwellenfeld. I. Prinzip einer Phasenmessung von Elektronenbeungungsinterferenzen“. Acta Crystallographica Section A. 25 (4): 495, 1969, verwiesen.
  • 1 zeigt zunächst zur Veranschaulichung dieses Prinzips eine diffraktive Messstruktur 110 sowie einen flächig messenden, z.B. kamerabasierten Detektor 130 (beispielsweise in Form einer CCD-Kamera), über welchen ein durch die diffraktive Struktur 110 bei deren Beleuchtung mit Beleuchtungslicht 101 erzeugtes Beugungsbild aufgenommen werden kann. Mit „120“ ist eine bezogen auf den Lichtweg vor der diffraktiven Struktur 110 im optischen Strahlengang verschiebbar angeordnete Blende bezeichnet. Durch Verschiebung der Blende 120 in einer wie durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet quer zur Lichtausbreitungsrichtung bzw. parallel zur diffraktiven Messstruktur 110 befindlichen Ebene kann der zum jeweiligen Beugungsbild beitragende Bereich der diffraktiven Messstruktur variiert werden mit der Folge, dass für unterschiedliche Verschiebestellungen der Feldebene 120 jeweils unterschiedliche Beugungsbilder aufgenommen und einem für sich bekannten geeigneten Rekonstruktionsalgorithmus zur Ermittlung einer Transferfunktion der diffraktiven Messstruktur 110 zugrundegelegt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird nun insofern zusätzlich eine Untersuchung der diffraktiven Messstruktur 110 aus unterschiedlichen Richtungen im Sinne einer Tomographie dadurch realisiert, dass die vorstehend beschriebene Messsequenz für unterschiedliche Einfallswinkel der auf die diffraktive Messstruktur 110 auftreffenden Beleuchtungsstrahlung 101 wiederholt durchgeführt wird. Im Ergebnis wird auf diese Weise eine Kalibrierung der diffraktiven Messstruktur 110 unter Berücksichtigung der (z.B. durch die 3-dimensionale Topographie der Messstruktur bewirkten) Winkelabhängigkeit der Transmissionseigenschaften bzw. der Reflexionseigenschaften der Messstruktur 110 erzielt.
  • In Ausführungsformen der Erfindung können die vorstehend beschriebenen Aufnahmesequenzen zur Aufnahme einer Mehrzahl von Beugungsbildern ferner auch für unterschiedliche Polarisationsrichtungen der Beleuchtungsstrahlung 101 wiederholt werden, wodurch zusätzlich eine i.A. gegebene Abhängigkeit der Transferfunktion der diffraktiven Struktur 110 von der Polarisationsrichtung der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung berücksichtigt werden kann.
  • Die Erfindung ist hinsichtlich der konkreten Realisierung der vorstehend beschriebenen Variation des Einfallswinkels der auf die zu kalibrierende diffraktive Messstruktur auftreffenden Beleuchtungsstrahlung nicht weiter eingeschränkt. In Ausführungsformen kann die besagte Einfallswinkelvariation unter Verwendung einer Spiegeleinrichtung mit einer Mehrzahl von (gegebenenfalls unabhängig voneinander verstellbaren) Spiegelelementen realisiert werden, wobei z.B. für unterschiedliche Aufnahmesequenzen jeweils andere der Spiegelelemente dieser Spiegelanordnung zur Beleuchtung der Messstruktur beitragen können. Gegebenenfalls kann eine derartige Spiegelanordnung auch bereits in der eigentlichen Messanordnung, in welcher die zu kalibrierende diffraktive Messstruktur zum Einsatz kommen soll (und bei der es sich z.B. um eine Anordnung zur Verzeichnungsmessung oder zur Bestimmung von Wellenfrontfehlern handeln kann), vorhanden sein und für die Einfallswinkelvariation genutzt werden.
  • Die zu kalibrierende diffraktive Messstruktur kann sich weiter insbesondere bereits im Einbauzustand der besagten Messanordnung befinden, wie lediglich schematisch in 2 dargestellt ist. Hierbei sind zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet. Die diffraktive Messstruktur 210 befindet sich gemäß 2 wie vorstehend beschrieben bereits im Einbauzustand, wobei sie bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung nach dem letztlich zu vermessenden Prüfling 240 (z.B. Projektionsobjektiv) angeordnet ist. Diese Ausgestaltung hat u.a. den Vorteil, dass ein separater Messaufbau für die Kalibrierung entbehrlich ist, wobei bei der Ermittlung der Transferfunktion der diffraktiven Messstruktur 210 zudem bereits Effekte aufgrund der Einbaulage (z.B. infolge mechanischer Spannungen) von der erfindungsgemäßen Kalibrierung erfasst werden.
  • Zudem kann die erfindungsgemäße Kalibrierung jederzeit nach Verwendung der Messanordnung (z.B. unter Anwendung eines der in 8a-8c dargestellten Messkonzepte) wiederholt werden, ohne dass ein Ausbau der diffraktiven Messstruktur aus der Messanordnung erforderlich ist.
  • Die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zur Variation des zu den einzelnen Beugungsbildern jeweils beitragenden Bereichs der Messstruktur eingesetzte Blende kann in einer Feldebene oder feldnahen Ebene angeordnet sein. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, so dass auch Anordnungen in einer feldfernen Ebene (außerhalb einer Pupillenebene) möglich sind. Hiermit wird ausgenutzt, dass die Projektion der betreffenden Blende auf die zu kalibrierende diffraktive Messstruktur nicht notwendigerweise im Intensitätsverlauf scharf begrenzt sein muss, sondern auch einen kontinuierlichen Intensitätsverlauf aufweisen kann. Die Verwendung einer feldfernen Maske ist lediglich schematisch in 3 dargestellt, wobei zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „200“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
  • Die erfindungsgemäße Variation der Einfalls- bzw. Beleuchtungswinkel, unter welchen die Beleuchtungsstrahlung auf die zu kalibrierende diffraktive Messstruktur auftrifft, kann in Ausführungsformen auch durch Verkippen der diffraktiven Messstruktur erreicht werden, wie in 4 schematisch dargestellt ist. Dabei sind wiederum zu 1 analoge bzw. funktionsgleiche Komponenten mit um „300“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Durchführung von Aufnahmesequenzen (entsprechend der Aufnahme einer Mehrzahl von Beugungsbildern, die sich hinsichtlich des jeweils beitragenden Bereichs der zu kalibrierenden Messstruktur voneinander unterscheiden) für unterschiedliche Einfalls- bzw. Beleuchtungswinkel kann auch derart erfolgen, dass bei ein- und derselben Messsequenz das Beleuchtungslicht bereits unter mehr als einem Beleuchtungs- bzw. Einfallswinkel auf die diffraktive Struktur auftrifft. Hierbei können insbesondere (z.B. unter Verwendung einer bereits zuvor erwähnten Spiegelanordnung mit unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen) die jeweiligen Aufnahmesequenzen mit voneinander verschiedenen Beleuchtungssettings (z.B. Dipolsetting) durchgeführt werden. Zur Veranschaulichung derartiger Ausführungsformen mit Beleuchtung unter jeweils mehr als einem Beleuchtungs- bzw. Einfallswinkel dient 5, wobei wiederum zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „400“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
  • Insbesondere bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Kalibrierung auf eine diffraktive Messstruktur bzw. Maske mit vergleichsweise großen Abmessungen kann, wie in 6 schematisch angedeutet, auch eine sequentielle Vermessung der jeweiligen Struktur erfolgen. Hierbei sind wiederum zu 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „500“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet. Wie in 6 angedeutet erfolgt hierbei die Durchführung der Aufnahmesequenzen unter Aufnahme der jeweiligen Beugungsbilder nur auf einem Teilbereich 611 der diffraktiven Messstruktur 610, wobei eine entsprechende Iteration über eine Mehrzahl solcher Teilbereiche der diffraktiven Struktur 610 durchgeführt wird.
  • 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.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Aufnehmen, unter Beleuchtung der Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) über eine Beleuchtungseinrichtung, einer Mehrzahl von Beugungsbildern, welche sich hinsichtlich des zum jeweiligen Beugungsbild beitragenden Bereichs der Messstruktur voneinander unterscheiden; und b) Ermitteln von Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der diffraktiven Messstruktur auf Basis dieser Mehrzahl von Beugungsbildern; wobei die Schritte a) und b) in einer Mehrzahl von Aufnahmesequenzen wiederholt durchgeführt werden, wobei sich diese Aufnahmesequenzen hinsichtlich der bei der Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) jeweils eingestellten Beleuchtungswinkel, unter welchen die diffraktive Messstruktur beleuchtet wird, voneinander unterscheiden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der bei der Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur jeweils eingestellten Beleuchtungswinkel eine Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings über die Beleuchtungseinrichtung umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Spiegelanordnung mit einer Mehrzahl unabhängig voneinander einstellbarer Spiegelelemente aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Variation des Beleuchtungssettings unter Auswahl unterschiedlicher, zur Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur beitragender Spiegelelemente der Spiegelanordnung erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der bei der Beleuchtung der diffraktiven Messstruktur jeweils eingestellten Beleuchtungswinkel ein Verkippen der Messstruktur (410) umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) eine Variation des zum jeweiligen Beugungsbild beitragenden Bereichs der diffraktiven Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) unter Verwendung wenigstens einer im optischen Strahlengang verschiebbaren Blende (120, 220, 320, 420, 520, 620) oder unter Austausch einer im optischen Strahlengang befindlichen Blende gegen wenigstens eine Blende mit abweichender Geometrie erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) eine Variation des zum jeweiligen Beugungsbild beitragenden Bereichs der diffraktiven Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) derart erfolgt, dass jeweils benachbarte, zu unterschiedlichen Beugungsbildern beitragende Bereiche der Messstruktur einander überlappen.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktive Messstruktur eine Phasenmaske (720), insbesondere ein computergeneriertes Hologramm (CGH), ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktive Messstruktur eine Transmissionsmaske (710) zur ortsabhängigen Abschwächung auftreffender elektromagnetischer Strahlung ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktive Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) eine Messstruktur zur Verwendung in einer Anordnung zur Wellenfront- oder Verzeichnungsmessung eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, oder eine Messstruktur zur Verwendung in einer Anordnung zur interferometrischen Prüfung der Oberfläche eines optischen Elements, insbesondere für die Mikrolithographie, ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen einer Mehrzahl von Beugungsbildern erfolgt, während die diffraktive Messstruktur (210) in dieser Anordnung eingebaut ist.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln von Transmissionseigenschaften und/oder Reflexionseigenschaften der diffraktiven Messstruktur (110, 210, 310, 410, 510, 610) unter Anwendung eines Rekonstruktionsalgorithmus erfolgt, bei welchem durch Auswertung der Mehrzahl von Beugungsbildern Amplitude und Phase eines in Lichtausbreitungsrichtung nach der diffraktiven Messstruktur vorliegenden elektromagnetischen Feldes rekonstruiert werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der Rekonstruktion eine Transferfunktion der diffraktiven Messstruktur ermittelt wird.
  14. Vorrichtung zur Kalibrierung einer diffraktiven Messstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass diese dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
  15. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Vorrichtung nach Anspruch 14 aufweist.
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