DE102018124356A1 - Metrologiesystem und Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle - Google Patents

Metrologiesystem und Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle Download PDF

Info

Publication number
DE102018124356A1
DE102018124356A1 DE102018124356.1A DE102018124356A DE102018124356A1 DE 102018124356 A1 DE102018124356 A1 DE 102018124356A1 DE 102018124356 A DE102018124356 A DE 102018124356A DE 102018124356 A1 DE102018124356 A1 DE 102018124356A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
excitation laser
telescope
metrology system
analysis system
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102018124356.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Manger
Florian Baumer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to DE102018124356.1A priority Critical patent/DE102018124356A1/de
Publication of DE102018124356A1 publication Critical patent/DE102018124356A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125—Weld quality monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0411—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using focussing or collimating elements, i.e. lenses or mirrors; Aberration correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0414—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or plane beam-splitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
    • G01L1/183—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material by measuring variations of frequency of vibrating piezo-resistive material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G02B13/143—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation for use with ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008—Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation
    • H05G2/0082—Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation the energy-carrying beam being a laser beam
    • H05G2/0084—Control of the laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—Production of X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/008—Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation
    • H05G2/0082—Production of X-ray radiation generated from plasma involving an energy-carrying beam in the process of plasma generation the energy-carrying beam being a laser beam
    • H05G2/0086—Optical arrangements for conveying the laser beam to the plasma generation location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J2009/002—Wavefront phase distribution
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Metrologiesystem und ein Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle, wobei der Anregungs-Laserstrahl in der EUV-Plasmaquelle von einem Anregungs-Laser über eine Strahlsteuereinheit und eine Fokussieroptik auf ein in einer Plasmazündungsposition befindliches Targetmaterial geführt wird. Ein erfindungsgemäßes Metrologiesystem weist einen Strahlteiler (12) zur Auskopplung wenigstens eines Messstrahls aus dem Anregungs-Laserstrahl, wenigstens ein Strahlanalysesystem (16, 18) und eine zwischen Strahlteiler (12) und Strahlanalysesystem (16, 18) befindliche Teleskop-Anordnung (15, 17) zur verkleinernden Abbildung des Messstrahls in das Strahlanalysesystem (16, 18) auf, wobei wenigstens ein Manipulator zur Manipulation der Strahldivergenz des von der Teleskop-Anordnung (15, 17) in das Strahlanalysesystem (16, 18) abgebildeten Messstrahls vorgesehen ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Metrologiesystem und ein Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle.
  • Stand der Technik
  • Laserplasmaquellen werden z.B. zur Anwendung in der Lithographie eingesetzt. So erfolgt etwa im Betrieb einer für den EUV-Bereich (z.B. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm) ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage die Erzeugung des benötigten EUV-Lichtes mittels einer auf einer Plasma-Anregung basierenden EUV-Lichtquelle, zu der 10 einen beispielhaften herkömmlichen Aufbau zeigt.
  • Diese EUV-Lichtquelle weist einen (nicht gezeigten) Hochenergielaser z.B. zur Erzeugung von Infrarotstrahlung 1 (z.B. CO2-Laser mit einer Wellenlänge von λ≈ 10.6µm) auf, welche über eine Fokussieroptik fokussiert wird, durch eine in einem als Ellipsoid ausgebildeten Kollektorspiegel 2 vorhandene Öffnung 3 hindurchtritt und als Anregungsstrahl auf ein mittels einer Targetquelle 4 erzeugtes und einer Plasmazündungsposition 5 zugeführtes Targetmaterial 6 (z.B. Zinntröpfchen) gelenkt wird. Die Infrarotstrahlung 1 heizt das in der Plasmazündungsposition 5 befindliche Targetmaterial 6 derart auf, dass dieses in einen Plasmazustand übergeht und EUV-Strahlung abgibt. Diese EUV-Strahlung wird über den Kollektorspiegel 2 auf einen Zwischenfokus IF (= „Intermediate Focus“) fokussiert und tritt durch diesen in eine nachfolgende Beleuchtungseinrichtung, deren Umrandung 7 lediglich angedeutet ist und die für den Lichteintritt eine freie Öffnung 8 aufweist, ein.
  • Von wesentlicher Bedeutung für die in einer EUV-Plasmaquelle erzielbare Dosisstabilität bzw. zeitliche Stabilität der EUV-Abstrahlcharakteristik und die realisierbare EUV-Lichtausbeute ist dabei, dass die mit zunehmendem Lichtbedarf sehr schnell (z.B. mit einer Injektionsrate im Bereich von 100kHz bzw. in einem zeitlichen Abstand von z.B. 10µs) in die Laserplasmaquelle „einfliegenden“ Zinntröpfchen individuell hochgenau (z.B. mit einer Genauigkeit unterhalb von 1µm) und reproduzierbar von dem das Tröpfchen zerstäubenden Laserstrahl getroffen werden. Dies erfordert im o.g. Aufbau wiederum eine hochgenaue Einstellung der Tröpfchenposition sowie eine hochgenaue Nachführung der z.B. vom CO2-Laser erzeugten Infrarotstrahlung.
  • 11 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Anordnung zur Strahlkontrolle in einer EUV-Plasmaquelle. Die Analyse des Anregungs-Laserstrahls bzw. eines daraus ausgekoppelten Messstrahls sowohl in „Vorwärtsrichtung“ (d.h. vor dem Auftreffen auf das jeweilige Target-Tröpfchen) als auch in „Rückwärtsrichtung“ (d.h. nach Reflexion an dem jeweiligen Target-Tröpfchen) erlaubt hierbei eine Aussage über die relative Einstellung von Anregungs-Laserstrahl und Target-Tröpfchen zueinander.
  • Gemäß 11 wird der von einem CO2-Laser 110 erzeugte Anregungs-Laserstrahl über eine Strahlsteuereinheit 111, einen Strahlteiler 112 und eine Fokussieroptik 113 dem Targetmaterial 114 in Form eines in der Plasmaposition befindlichen Target-Tröpfchens zugeführt. Am Targetmaterial 114 wird ein Teil des Anregungs-Laserstrahls zurückreflektiert und gelangt über die Fokussieroptik 113 kollimiert zurück zum Strahlteiler 112. Vom Strahlteiler 112 wird jeweils ein Messstrahl sowohl „in Vorwärtsrichtung“ (d.h. vor dem Auftreffen des Anregungs-Laserstrahls auf das Targetmaterial 114) als auch „in Rückwärtsrichtung“ (d.h. nach Reflexion an dem Targetmaterial 114) ausgekoppelt. Die ausgekoppelten Messstrahlen gelangen jeweils über eine Teleskop-Anordnung 115 bzw. 117 in ein Strahlanalysesystem 116 bzw. 118, welches entsprechend den gemessenen Strahleigenschaften zur aktiven Strahlführung ein entsprechendes Steuersignal an die Strahlsteuereinheit 111 sendet. Das Strahlanalysesystem 118 sendet ein weiteres Steuersignal zur Fokuskontrolle an die Fokussieroptik 113.
  • Ein in der Praxis auftretendes Problem ist, dass der zu messende Lichtstrahl mit starken Variationen beaufschlagt ist, wobei sich insbesondere die Divergenz des Lichtstrahls bei einem Defokus des Licht- bzw. Laserstrahls in Bezug auf das Target-Tröpfchen sowie die Richtung des Lichtstrahls (entsprechend einem „Pointing“ des Strahls) ändern und wobei zudem auch ein laterales Verschieben des Strahls auftritt.
  • Zum Stand der Technik wird beispielhaft auf DE 10 2012 212 354 A1 verwiesen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Metrologiesystem und ein Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle bereitzustellen, welche eine möglichst exakte Lichtstrahlanalyse (z.B. Strahlpositionsbestimmung) bei möglichst geringer Sensitivität auf die vorstehend genannten parasitären Strahlvariationen ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Metrologiesystem zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle, wobei der Anregungs-Laserstrahl in der EUV-Plasmaquelle von einem Anregungs-Laser über eine Strahlsteuereinheit und eine Fokussieroptik auf ein in einer Plasmazündungsposition befindliches Targetmaterial geführt wird, weist auf:
    • - einen Strahlteiler zur Auskopplung wenigstens eines Messstrahls aus dem Anregungs-Laserstrahl,
    • - ein Strahlanalysesystem; und
    • - eine zwischen Strahlteiler und Strahlanalysesystem befindliche Teleskop-Anordnung zur verkleinernden Abbildung des Messstrahls in das Strahlanalysesystem;
    • - wobei wenigstens ein Manipulator zur Manipulation der Strahldivergenz des von der Teleskop-Anordnung in das Strahlanalysesystem abgebildeten Messstrahls vorgesehen ist.
  • Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, innerhalb eines Metrologiesystems zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle eine unerwünschte Strahldivergenz bzw. Wellenfrontkrümmung zu manipulieren bzw. wenigstens teilweise zu eliminieren und hierdurch dem Umstand Rechnung zu tragen, dass infolge der typischerweise stark verkleinernden Abbildung des aus dem Anregungs-Laserstrahl abgezweigten Messstrahls in das Strahlanalysesystem solche Strahldivergenzen auf Seiten des jeweils innerhalb des Strahlanalysesystems eingesetzten Detektors erheblich (z.B. um einen Faktor von 50 bis 400 bei einer Strahlverkleinerung bzw. einem Abbildungsmaßstab von 1:7 bis 1:20) verstärkt werden.
  • In dem erfindungsgemäßen Metrologiesystem können derartige (insbesondere durch die Fokussierung des Anregungs-Laserstrahls relativ zum Targetmaterial hervorgerufene) Strahldivergenzen und damit einhergehende Messfehler von vorneherein vermieden werden.
  • Im Ergebnis wird erfindungsgemäß effektiv eine Refokussierung im Wege einer Reduzierung bzw. Eliminierung einer Strahldivergenz bzw. einer damit einhergehenden Wellenfrontkrümmung erreicht, wodurch letztlich trotz der typischerweise erforderlichen stark verkleinernden Abbildung des aus dem Anregungs-Laserstrahl abgezweigten Messstrahls in das Strahlanalysesystem bzw. auf den jeweiligen Detektor Messungenauigkeiten und hieraus resultierende Fehler bei der Strahlführung des Anregungs-Laserstrahls vermieden werden.
  • Die erfindungsgemäße Manipulation der Strahldivergenz kann wie im Weiteren noch näher beschrieben in unterschiedlicher Weise erfolgen.
  • So kann in Ausführungsformen der Erfindung die Manipulation der Strahldivergenz dadurch erzielt werden, dass ein optisches Element mit variabel einstellbarer Brechkraft in einer durch die Teleskop-Anordnung im optischen Strahlgang bereitgestellten Nahfeldebene angeordnet wird.
  • Als „Nahfeld“ wird hier und im Folgenden die Amplituden-/Intensitätsverteilung in einer Schnittebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung im Regime des kollimierten (aufgeweiteten = nahezu divergenzfreien) Strahls bezeichnet. Das Fernfeld hingegen entspricht der Amplituden-/Intensitätsverteilung in einer taillen- bzw. fokusnahen Ebene senkrecht zur Strahlausbreitung im Regime des fokussierten bzw. konvergenten Strahls. Die Erzeugung eines fokussierten Strahls aus dem kollimierten Strahl und umgekehrt erfolgt üblicherweise über Fourier-Optiken. Die Begriffe „Nahfeldebene“ und „Fernfeldebene“ bezeichnen somit zueinander Fourier-konjugierte Ebenen und werden analog zu den Begriffen „Pupillenebene“ bzw. „Feldebene“ eines abbildenden optischen Systems verwendet.
  • Über ein aktiv verstellbares optisches Element, bei dem es sich lediglich beispielhaft um eine in ihrer Brechkraft durchstimmbare Linse, eine geeignete Linsenkombination aus wenigstens einer konkaven Linse und wenigstens einer konvexen Linse oder auch um einen deformierbaren Spiegel handeln kann, kann wie im Weiteren beschrieben die besagte unerwünschte Strahldivergenz eliminiert werden, ohne im Übrigen die (Fernfeld-) Abbildungseigenschaften in unerwünschter Weise zu verändern.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Metrologiesystem eine Ansteuereinheit zur Einstellung der Brechkraft dieses optischen Elements in Abhängigkeit von einer mit dem Strahlanalysesystem gemessenen Strahldivergenz auf.
  • In weiteren Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Manipulation der Strahldivergenz auch über eine Verstelleinheit zur Variation der optischen Weglänge zwischen zwei Linsen der Teleskop-Anordnung erfolgen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Teleskop-Anordnung wenigstens ein Teleskop vom Kepler-Typ auf. Dieses Teleskop kann insbesondere einen gefalteten Strahlengang aufweisen. Dabei kann die Verstelleinheit zur Variation des Abstandes zwischen zwei Fourier-Optiken des Teleskops vom Kepler-Typ ausgelegt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Teleskop-Anordnung wenigstens ein Teleskop vom Galilei-Typ auf. Dabei kann die Verstelleinheit zur Variation des Abstandes zwischen einer sammelnden Linse oder Linsengruppe und einer zerstreuenden Linse oder Linsengruppe des Teleskops vom Galilei-Typ ausgelegt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Teleskop-Anordnung ein erstes Teleskop und wenigstens ein diesem im optischen Strahlengang nachgeschaltetes zweites Teleskop auf. In weiteren Ausführungsformen können auch weitere Teleskope nachgeschaltet sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Anregungs-Laserstrahl eine Wellenlänge im Infrarotbereich auf.
  • Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle, insbesondere in einem Metrologiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anregungs-Laserstrahl in der EUV-Plasmaquelle von einem Anregungs-Laser über eine Strahlsteuereinheit und eine Fokussieroptik auf ein in einer Plasmazündungsposition befindliches Targetmaterial geführt wird,
    • - wobei wenigstens ein Messstrahl aus dem Anregungs-Laserstrahl ausgekoppelt und einem Strahlanalysesystem zugeführt wird, und
    • - wobei die Strahldivergenz des von der Teleskop-Anordnung in das Strahlanalysesystem abgebildeten Messstrahls zur wenigstens teilweisen Kompensation des Einflusses einer Defokussierung des Anregungs-Laserstrahls relativ zum Targetmaterial manipuliert wird.
  • 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 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Strahlkontrolle in einer EUV-Plasmaquelle mit einem erfindungsgemäßen Metrologiesystem;
    • 2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Strahlengangs insbesondere in einer Teleskop-Anordnung zur verkleinernden Abbildung eines Messstrahls in ein Strahlanalysesystem innerhalb eines erfindungsgemäßen Metrologiesystems;
    • 3-9 schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen zur Realisierung der erfindungsgemäßen Manipulation der Strahldivergenz des von der Teleskop-Anordnung in das Strahlanalysesystem abgebildeten Messstrahls;
    • 10 eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer EUV-Lichtquelle gemäß dem Stand der Technik; und
    • 11 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Anordnung zur Strahlkontrolle in einer EUV-Plasmaquelle.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung einen prinzipiell möglichen Gesamtaufbau zur Kontrolle der Strahlführung innerhalb einer EUV-Plasmaquelle.
  • Hierbei wird in für sich bekannter Weise der von einem CO2-Laser 10 erzeugte Anregungs-Laserstrahl über eine Strahlsteuereinheit 11, einen Strahlteiler 12 und eine Fokussieroptik 13 dem in einer Plasmazündungsposition befindlichen Targetmaterial 14 zugeführt. Vom Targetmaterial 14 wird ein Teil des Anregungs-Laserstrahls zurückreflektiert und gelangt über die Fokussieroptik 13 kollimiert zurück zum Strahlteiler 12. Vom Strahlteiler 12 wird sowohl in „Vorwärtsrichtung“ (d.h. vor dem Auftreffen des Anregungs-Laserstrahls auf das Targetmaterial 14) als auch in „Rückwärtsrichtung“ (d.h. nach Reflexion am Targetmaterial 14) jeweils ein Messstrahl ausgekoppelt. Der in Vorwärtsrichtung ausgekoppelte Messstrahl wird über eine Teleskop-Anordnung 15 verkleinert in ein erstes Strahlanalysesystem 16 abgebildet, und der in Rückwärtsrichtung ausgekoppelte Messstrahl wird über eine zweite Teleskop-Anordnung 17 in ein zweites Strahlanalysesystem 18 verkleinert abgebildet. Die Strahlanalysesysteme 16 und 18 senden jeweils ein Steuersignal 16a bzw. 18a zur aktiven Strahlführung an die Strahlsteuereinheit 11. Des Weiteren sendet das Strahlanalysesystem 18 ein Steuersignal 18c an die Fokussieroptik 13.
  • Darüber hinaus erfolgt erfindungsgemäß eine Manipulation (insbesondere Abmilderung bzw. vollständige Eliminierung) einer vorhandenen Strahldivergenz in dem von der jeweiligen Teleskop-Anordnung 15 bzw. 17 in das jeweilige Strahlanalysesystem 16 bzw. 18 abgebildeten Messstrahl, wofür im Weiteren unterschiedliche Ausführungsformen unter Bezugnahme auf 3-9 beschrieben werden. Diese Manipulation der Strahldivergenz erfolgt wiederum auf Basis der mit dem jeweiligen Strahlanalysesystem 16 bzw. 18 durchgeführten Messung, gemäß der ein entsprechendes Steuersignal 16b bzw. 18b je nach Ausführungsform an die Teleskop-Anordnung 15 bzw. 17 bzw. ein im Weiteren beschriebenes aktiv verstellbares Element gesendet wird.
  • 2 zeigt zunächst am Beispiel des in Rückwärtsrichtung ausgekoppelten Messstrahls einen typischen schematischen Strahlengang zwischen der links in 2 befindlichen Plasmazündungsposition bzw. dem dort befindlichen Targetmaterial und einem rechts in 2 befindlichen, bildgebenden Sensor. Dabei sind Nahfeldebenen mit NF, NF`,... und Fernfeldebenen mit FF, FF`,... bezeichnet. Mit FFi ist eine Zwischenfernfeldebene bezeichnet. Mit f, f' sind hier und im Folgenden jeweils Brennweiten bezeichnet. Der Strahlengang gemäß 2 führt über eine objektseitige Fourier-Optik 23 in eine gestrichelt umrandete Teleskop-Anordnung 25, welche im dargestellten Beispiel (ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre) ein verkleinerndes Galilei-Teleskop 21 sowie ein 1:1 abbildendes Kepler-Teleskop 22 aufweist. Der über die Teleskop-Anordnung 25 verkleinerte Messstrahl wird über eine bildseitige Fourier-Optik 24 auf den bildgebenden Sensor fokussiert.
  • Zur erfindungsgemäßen Manipulation bzw. Eliminierung einer unerwünschten Strahldivergenz in dem vorstehend anhand von 2 beschriebenen Abbildungsstrahlengang erfolgt nun gemäß einer in 3 schematisch dargestellten Ausführungsform die Platzierung eines optischen Elements 26 mit variabel einstellbarer Brechkraft in der (mit „NF“ bezeichneten) objektseitigen Nahfeldebene der Teleskop-Anordnung 25. Dabei erfolgt über eine (in 3 nicht dargestellte) Ansteuereinheit eine Einstellung der Brechkraft dieses optischen Elements 26 in Abhängigkeit von der jeweils mit dem Strahlanalysesystem (entsprechend den Bezugsziffern „16“ bzw. „18“ gemäß 1) gemessenen Strahldivergenz. Dabei ist die durchstimmbare Brennweite des optischen Elements 26 mit ft bezeichnet.
  • Das besagte optische Element 26 mit variabel einstellbarer Brechkraft kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise ausgestaltet sein, wobei 4-6 lediglich beispielhafte Ausführungsbeispiele zeigen.
  • Gemäß 4 kann beispielsweise durch Kombination einer über eine äußere Kraft in ihrer Form und damit ihrer Brechkraft manipulierbare Sammellinse 41 mit einer in ihrer Brechkraft konstanten Zerstreuungslinse 42 eingesetzt werden, um insgesamt eine bidirektional in ihrer Brechkraft durchstimmbare Komponente zu erhalten.
  • Gemäß 5a-5c kann es sich bei dem optischen Element mit variabel einstellbarer Brechkraft auch um einen deformierbaren Spiegel mit einer über einen geeigneten Aktor 52 verstellbaren verspiegelten Membran 51 handeln, womit wie in 5a-5c angedeutet ebenfalls ein bidirektional in der Brechkraft durchstimmbares Element bereitgestellt wird.
  • Gemäß 6a kann in einer weiteren Ausführungsform auch eine Zerstreuungslinse mit einer relativ hierzu verschiebbaren Linsengruppe aus einer Sammellinse und einer weiteren Zerstreuungslinse kombiniert werden, womit gemäß dem in 6b dargestellten Ersatzschaltbild ebenfalls eine durchstimmbare Linse (mit der Brennweite ft = f0 2/d) bereitgestellt wird. Mit „a“ ist ein beliebiger Streckungsfaktor und mit „d“ ist die Verschiebung aus der Neutralposition (in welcher die gesamte Anordnung keine Brechkraft besitzt) bezeichnet.
  • In weiteren, in 7 bis 9 dargestellten Ausführungsformen erfolgt die erfindungsgemäße Manipulation bzw. Eliminierung der Strahldivergenz durch geeignete Verstimmung der die verkleinernde Abbildung des Messstrahls in das jeweilige Strahlanalysesystem 16 bzw. 18 bewirkenden Teleskop-Anordnung 15 bzw. 17. Dabei wird unter „Verstimmung“ im Einklang mit der üblichen Terminologie verstanden, dass bei dem jeweiligen Teleskop die sonst vorhandene Übereinstimmung der ausgangsseitigen Brennebene einer ersten Linse mit der eingangsseitigen Brennebene einer zweiten Linse nicht mehr gegeben ist.
  • Der Effekt einer solchen Verstimmung der Teleskop-Anordnung ist in 7a-7c wiederum für die beispielhafte Teleskop-Anordnung mit dem Aufbau von 2, d.h. aus einem verkleinerndem Galilei-Teleskop 71 und einem 1:1 abbildenden Kepler-Teleskop 72 dargestellt. Hierbei ist das Kepler-Teleskop 72 verstimmbar ausgestaltet, wozu eine Verstelleinheit zur Abstandsvariation zwischen den beiden das Kepler-Teleskop 72 bildenden Fourier-Optiken vorgesehen ist. Mit CNF' ist die eingangsseitige Wellenfrontkrümmung und mit CNF die ausgangsseitige Wellenfrontkrümmung bezeichnet. „d“ bezeichnet die Verstimmung des Teleskops 72 zur Beseitigung der eingangsseitigen Wellenfrontkrümmung, und „mag“ bezeichnet den Abbildungsmaßstab der gesamten Anordnung.
  • Gemäß 7a liegt ohne Vorhandensein einer Strahldivergenz bzw. Wellenfrontkrümmung sowohl objektseitig als auch bildseitig ein kollimierter Messstrahl vor. Gemäß 7b führt bereits eine objekt- bzw. eingangsseitige Wellenfrontkrümmung von nur geringer Ausprägung zu einer infolge der stark verkleinernden Abbildung bildseitig erheblich verstärkten Wellenfrontkrümmung bzw. Strahldivergenz, welche jedoch durch die in 7c angedeutete Verstimmung des Kepler-Teleskops 72 (im Wege einer Abstandsvariation um die Strecke d) eliminiert werden kann, so dass im Ergebnis bildseitig wieder ein kollimierter Messstrahl vorliegt.
  • 8a-8c zeigen zu 7a-7c analoge Darstellungen, wobei im Unterschied zu 7a-7c die Teleskopanordnung aus einem verkleinerndem Kepler-Teleskop 81 und einem verstimmbaren Kepler-Teleskop 82 gebildet ist.
  • In weiteren Ausführungsformen kann das zur Manipulation bzw. Eliminierung der unerwünschten Strahldivergenz verstimmbare Teleskop innerhalb der erfindungsgemäßen Teleskopanordnung einen gefalteten Strahlengang aufweisen. Hierdurch kann (wie in 9c-9d relativ zu 9a-9b für unterschiedliche Kepler-Teleskope 90 und 95 angedeutet) erreicht werden, dass bis auf eine einzige optische Komponente (gemäß 9c-9d der verschiebbare Spiegel 92 innerhalb der Verzögerungsstrecke 91) an ortsfesten Positionen verbleiben können, also im Unterschied zu 9a-9b keine Nachführung sämtlicher im optischen Strahlengang nachgeschalteter optischer Komponenten erforderlich ist.
  • Zur Beseitigung der eingangsseitigen Wellenfrontkrümmung ist gemäß 9c-9d im Unterschied zu 9a-9b nur eine Verschiebung des verschiebbaren Spiegels 92 um d/2 erforderlich.
  • 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.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012212354 A1 [0008]

Claims (11)

  1. Metrologiesystem zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle, wobei der Anregungs-Laserstrahl in der EUV-Plasmaquelle von einem Anregungs-Laser über eine Strahlsteuereinheit und eine Fokussieroptik auf ein in einer Plasmazündungsposition befindliches Targetmaterial geführt wird, mit • einem Strahlteiler (12) zur Auskopplung wenigstens eines Messstrahls aus dem Anregungs-Laserstrahl; • wenigstens einem Strahlanalysesystem (16, 18); und • einer zwischen Strahlteiler (12) und Strahlanalysesystem (16, 18) befindlichen Teleskop-Anordnung (15, 17) zur verkleinernden Abbildung des Messstrahls in das Strahlanalysesystem (16, 18); • wobei wenigstens ein Manipulator zur Manipulation der Strahldivergenz des von der Teleskop-Anordnung (15, 17) in das Strahlanalysesystem (16, 18) abgebildeten Messstrahls vorgesehen ist.
  2. Metrologiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator eine Verstelleinheit zur Variation der optischen Weglänge zwischen zwei Linsen der Teleskop-Anordnung (15, 17) aufweist.
  3. Metrologiesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskop-Anordnung (15, 17) wenigstens ein Teleskop vom Kepler-Typ aufweist.
  4. Metrologiesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Teleskop einen gefalteten Strahlengang aufweist.
  5. Metrologiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskop-Anordnung (15, 17) wenigstens ein Teleskop vom Galilei-Typ aufweist.
  6. Metrologiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskop-Anordnung ein erstes Teleskop und wenigstens ein diesem im optischen Strahlengang nachgeschaltetes zweites Teleskop aufweist.
  7. Metrologiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator ein optisches Element (26, 41, 51) mit variabel einstellbarer Brechkraft aufweist.
  8. Metrologiesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses optische Element (26, 41, 51) in einer durch die Teleskop-Anordnung im optischen Strahlengang bereitgestellten Nahfeldebene angeordnet ist.
  9. Metrologiesystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Ansteuereinheit zur Einstellung der Brechkraft dieses optischen Elements (26, 41, 51) in Abhängigkeit von einer mit dem Strahlanalysesystem (16, 18) gemessenen Strahldivergenz aufweist.
  10. Metrologiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anregungs-Laserstrahl eine Wellenlänge im Infrarotbereich aufweist.
  11. Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle, insbesondere in einem Metrologiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anregungs-Laserstrahl in der EUV-Plasmaquelle von einem Anregungs-Laser über eine Strahlsteuereinheit und eine Fokussieroptik auf ein in einer Plasmazündungsposition befindliches Targetmaterial geführt wird, • wobei wenigstens ein Messstrahl aus dem Anregungs-Laserstrahl ausgekoppelt und einem Strahlanalysesystem (16, 18) zugeführt wird; und • wobei die Strahldivergenz des von der Teleskop-Anordnung (15, 17) in das Strahlanalysesystem (16, 18) abgebildeten Messstrahls zur wenigstens teilweisen Kompensation des Einflusses einer Defokussierung des Anregungs-Laserstrahls relativ zum Targetmaterial (14) manipuliert wird.
DE102018124356.1A 2018-10-02 2018-10-02 Metrologiesystem und Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle Withdrawn DE102018124356A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018124356.1A DE102018124356A1 (de) 2018-10-02 2018-10-02 Metrologiesystem und Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018124356.1A DE102018124356A1 (de) 2018-10-02 2018-10-02 Metrologiesystem und Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018124356A1 true DE102018124356A1 (de) 2019-09-26

Family

ID=67848167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018124356.1A Withdrawn DE102018124356A1 (de) 2018-10-02 2018-10-02 Metrologiesystem und Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018124356A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210190583A1 (en) * 2018-10-02 2021-06-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Metrology system and method for measuring an excitation laser beam in an euv plasma source

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130119232A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-16 Gigaphoton Inc. System and method for generating extreme ultraviolet light
DE102012212354A1 (de) 2012-07-13 2014-01-16 Asml Netherlands B.V. Messvorrichtung zur Vermessung und Überwachung mindestens eines Laserstrahls sowie Verwendung einer derartigen Messvorrichtung
US20150264792A1 (en) * 2012-12-21 2015-09-17 Gigaphoton Inc. Laser beam controlling device and extreme ultraviolet light generating apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130119232A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-16 Gigaphoton Inc. System and method for generating extreme ultraviolet light
DE102012212354A1 (de) 2012-07-13 2014-01-16 Asml Netherlands B.V. Messvorrichtung zur Vermessung und Überwachung mindestens eines Laserstrahls sowie Verwendung einer derartigen Messvorrichtung
US20150264792A1 (en) * 2012-12-21 2015-09-17 Gigaphoton Inc. Laser beam controlling device and extreme ultraviolet light generating apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210190583A1 (en) * 2018-10-02 2021-06-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Metrology system and method for measuring an excitation laser beam in an euv plasma source
US11920977B2 (en) 2018-10-02 2024-03-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Metrology system and method for measuring an excitation laser beam in an EUV plasma source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3100011B1 (de) Strahlpropagationskamera und verfahren zur lichtstrahlanalyse
EP3140628B1 (de) System und verfahren zur analyse eines von einer strahlführungsoptik geführten lichtstrahls
DE102015211999A1 (de) Laserbearbeitungskopf und Laserbearbeitungsmaschine damit
DE102013204442A1 (de) Optischer Wellenleiter zur Führung von Beleuchtungslicht
WO2002004884A1 (de) Niederkohärenz-interferometrisches gerät zur tiefenabtastung eines objektes
EP3359928B9 (de) Verfahren und vorrichtung zur strahlanalyse
DE102020216337A1 (de) Messvorrichtung zur Messung von Reflexionseigenschaften einer Probe im extremen ultravioletten Spektralbereich
DE102018203315A1 (de) Vorrichtung zur scannenden Abstandsermittlung eines Objekts
EP3861310B1 (de) Metrologiesystem und verfahren zur vermessung eines anregungs-laserstrahls in einer euv-plasmaquelle
DE102022210369A1 (de) Messanordnung zur Positionsbestimmung einer bewegbaren Komponente, optisches System, insbesondere mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage
DE102019210999A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur scannenden Abstandsermittlung eines Objekts
DE102018124356A1 (de) Metrologiesystem und Verfahren zur Vermessung eines Anregungs-Laserstrahls in einer EUV-Plasmaquelle
DE102021206203A1 (de) Heizanordnung und Verfahren zum Heizen eines optischen Elements
DE102013224583A1 (de) Messanordnung zur Verwendung bei der Trajektorienbestimmung fliegender Objekte
DE102019208232A1 (de) Optische Anordnung und Verfahren zur Korrektur von Zentrierfehlern und/oder Winkelfehlern
DE102022210354A1 (de) Messverfahren der EUV-Reflektometrie und EUV-Reflektometer
DE102013221898A1 (de) Vorrichtung zur Positionsbestimmung
DE102020130275A1 (de) Hochauflösendes mikroskop, mikrooptisches system und detektionsanordnung
WO2015067669A1 (de) Multispot-scanning-mikroskop
DE10323664A1 (de) Belichtungsvorrichtung mit Dosissensorik
DE102019210041B4 (de) Optische Vorrichtung für eine mehrkanalige optomechanische Adressiereinheit
DE102023110591A1 (de) EUV-Lichtquelle mit einer Kombinationseinrichtung
EP1365217A1 (de) Optisches Abbildungssystem zum Abbilden zumindest zweier in Strahlrichtung beabstandeter Ebenen eines Lichtstrahls
DE102018124342A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Strahlwinkelmessung eines von einer Strahlführungsoptik geführten Lichtstrahls
DE102023108855A1 (de) Beobachtungseinrichtung für ein EUV-Lichtsystem und entsprechendes EUV-Lichtsystem

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R230 Request for early publication
R120 Application withdrawn or ip right abandoned