DE102019210092A1

DE102019210092A1 - Beleuchtungssystem für eine EUV-Anlage und Verfahren zu seiner Wiederherstellung

Info

Publication number: DE102019210092A1
Application number: DE102019210092.9A
Authority: DE
Inventors: Florian Baumer; André Orthen
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-01-14
Also published as: WO2021004785A1; TW202109205A

Abstract

Ein Beleuchtungssystem für eine EUV-Anlage ist dazu ausgebildet, im Betrieb der EUV-Anlage EUV-Strahlung einer EUV-Strahlungsquelle an einer Quellenposition in einer Eintrittsebene zu empfangen und aus mindestens einem Anteil der empfangenen EUV-Strahlung Beleuchtungsstrahlung zu formen, die in ein Beleuchtungsfeld in einer Austrittsebene des Beleuchtungssystems gerichtet ist und im Beleuchtungsfeld einer Beleuchtungsspezifikation genügt. Das Beleuchtungssystem weist mehrere Spiegelmodule auf, die an zugeordneten Einbaupositionen eingebaut sind und einen Beleuchtungsstrahlengang definieren, der von der Quellenposition bis zum Beleuchtungsfeld führt. Die Spiegelmodule weisen einen ersten Facettenspiegel (FAC1) und einen zweiten Facettenspiegel auf, wobei der erste Facettenspiegel (FAC1) zur Reflexion von EUV-Strahlung ausgebildete erste Facetten (F1) aufweist, die in oder nahe einer Feldebene des Beleuchtungssystems angeordnet sind, welche zur Ebene des Beleuchtungsfeldes (BF) optisch konjugiert ist, und der zweite Facettenspiegel zur Reflexion von EUV-Strahlung ausgebildete zweite Facetten aufweist, welche in oder nahe einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems angeordnet sind. Wenigstens eine der ersten Facetten (F1) weist wenigstens eine Justagemarkierung (JM) auf, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems durch die EUV-Strahlung nicht in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist und bei Einstrahlung von Messlicht (ML), welches aus einem anderen Wellenlängenbereich stammt als die EUV-Strahlung, in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für eine EUV-Anlage, ein Verfahren zum Wiederherstellen eines in einer EUV-Anlage eingebauten Beleuchtungssystems sowie ein Detektormodul.
Bei der EUV-Anlage kann es sich z.B. um eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie oder um eine mit EUV-Strahlung arbeitende Maskeninspektionsanlage zur Inspektion von Masken (Retikeln) für die EUV-Mikrolithographie handeln.
Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen und anderen feinstrukturierten Bauteilen, wie zum Beispiel Masken für die Photolithographie, werden heutzutage überwiegend lithographische Projektionsbelichtungsverfahren eingesetzt. Dabei werden Masken (Retikel) oder andere Mustererzeugungseinrichtungen verwendet, die das Muster einer abzubildenden Struktur tragen oder bilden, zum Beispiel ein Linienmuster einer Schicht (Layer) eines Halbleiterbauelementes. Das Muster wird in einer Projektionsbelichtungsanlage zwischen einem Beleuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv im Bereich der Objektebene des Projektionsobjektivs positioniert und mit einer vom Beleuchtungssystem geformten Beleuchtungsstrahlung beleuchtet. Die durch das Muster veränderte Strahlung läuft als Projektionsstrahlung durch das Projektionsobjektiv, welches das Muster auf das zu belichtende Substrat in verkleinertem Maßstab abbildet. Die Oberfläche des Substrats ist in der zur Objektebene optisch konjugierten Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnet. Das Substrat ist in der Regel mit einer strahlungsempfindlichen Schicht (Resist, Photolack) beschichtet.
Eines der Ziele bei der Entwicklung von Projektionsbelichtungsanlagen besteht darin, Strukturen mit zunehmend kleineren Abmessungen auf dem Substrat lithographisch zu erzeugen, beispielsweise um bei Halbleiterbauelementen höhere Integrationsdichten zu erzielen. Ein Ansatz besteht darin, mit kürzeren Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung zu arbeiten. Beispielsweise wurden optische Systeme entwickelt, die elektromagnetische Strahlung aus dem extremen Ultraviolettbereich (EUV) verwenden, insbesondere mit Arbeitswellenlängen im Bereich zwischen 5 Nanometer (nm) und 30 nm, insbesondere bei 13,5 nm.
Das Beleuchtungssystem ist zum Empfang von EUV-Strahlung einer EUV-Strahlungsquelle und zur Formung von Beleuchtungsstrahlung aus mindestens einem Anteil der empfangenen EUV-Strahlung ausgebildet. Die Beleuchtungsstrahlung ist im Belichtungsbetrieb in ein Beleuchtungsfeld in einer Austrittsebene des Beleuchtungssystems gerichtet, wobei die Austrittsebene des Beleuchtungssystems und die Objektebene des Projektionsobjektivs vorteilhafterweise zusammenfallen. Die Beleuchtungsstrahlung ist durch bestimmte Beleuchtungsparameter gekennzeichnet und trifft innerhalb des Beleuchtungsfeldes definierter Position, Form und Größe unter definierten Winkeln auf das Muster auf. Die EUV-Strahlungsquelle, die beispielsweise eine Plasmaquelle sein kann, ist in einem von dem Beleuchtungssystem gesonderten Quellmodul angeordnet, welches an einer Quellenposition in einer Eintrittsebene des Beleuchtungssystems eine sekundäre Strahlungsquelle erzeugt.
In einem Gehäuse eines Beleuchtungssystems der hier betrachteten Art sind mehrere Spiegelmodule angeordnet, die sich im fertig montierten Zustand jeweils an für die Spiegelmodule vorgesehenen Einbaupositionen befinden. Die Spiegelmodule bzw. reflektierende Spiegelflächen der Spiegelmodule definieren einen Beleuchtungsstrahlengang, der von der Quellenposition bis zum Beleuchtungsfeld führt.
Zu den Spiegelmodulen gehören ein erstes Spiegelmodul mit einem ersten Facettenspiegel an einer ersten Einbauposition des Beleuchtungssystems und ein zweites Spiegelmodul mit einem zweiten Facettenspiegel an einer zweiten Einbauposition des Beleuchtungssystems. Ein solches Spiegelmodul hat einen als Träger fungierenden Grundkörper, an dem Facettenelemente mit EUV-Strahlung reflektierenden Facetten gemäß eine bestimmten örtlichen Verteilung einzeln oder in Gruppen montiert sind. Weitere Spiegelmodule (eines oder mehrere) können im Beleuchtungsstrahlengang vorgesehen sein.
Die reflektierenden Facetten des ersten Facettenspiegels sind in oder nahe einer zur Austrittsebene bzw. zum Beleuchtungsfeld konjugierten Feldebene des Beleuchtungssystems angeordnet, weshalb der erste Facettenspiegel häufig auch als „Feldfacettenspiegel“ bezeichnet wird. Entsprechend wird der zweite Facettenspiegel häufig auch als „Pupillenfacettenspiegel“ bezeichnet, weil sich seine EUV-Strahlung reflektierenden Facetten in oder nahe einer zur Austrittsebene Fourier-transformierten Ebene befinden.
Die beiden Facettenspiegel tragen im Beleuchtungssystem der EUV-Anlage dazu bei, die EUV-Strahlung zu homogenisieren bzw. zu mischen.
Eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem ist z.B. aus dem Patent US 7 473 907 B2 bekannt.
Im Verlauf der erstmaligen Herstellung (Neuherstellung) eines Beleuchtungssystems beim Hersteller und auch später bei einer eventuellen Reparatur bzw. Wiederherstellung eines in eine EUV-Anlage eingebauten Beleuchtungssystems beim Endkunden wird angestrebt, die Spiegelpositionen nach Einbau im Rahmen einer Justage systematisch zu optimieren, so dass die geforderte optische Performance in vertretbarer Zeit erreicht werden kann.
Die WO 2019/081555 A1 (entsprechend DE 10 2017 219 179 B3 ) beschreibt ein Verfahren zum Wiederherstellen eines in einer EUV-Anlage eingebauten Beleuchtungssystems. Das Verfahren kann z.B. beim Spiegeltausch an einem Beleuchtungssystem am Ort seiner Nutzung genutzt werden. Das Verfahren umfasst, ähnlich wie beim Stand der Technik aus WO 2017/153165 A1 , eine Austauschoperation eines Spiegelmoduls, bei der eines der Spiegelmodule aus seiner Einbauposition ausgebaut und aus dem Beleuchtungssystem entnommen wird, ein nominell baugleiches Spiegelmodul anstelle des entnommenen Spiegelmoduls in die Einbauposition eingebaut wird und das eingebaute Spiegelmodul unter Veränderung des Lage des eingebauten Spiegelmoduls in der Einbauposition in Starrkörperfreiheitsgraden justiert wird..
Dabei wird vor der Austauschoperation eine Referenzmessung durchgeführt, um einen Referenzzustand zu erfassen, der den Justierungszustand vor Beginn der Austauschoperation repräsentiert. Nach Abschluss der Austauschoperation wird eine Vergleichsmessung durchgeführt. Der dabei gemessene Justagezustand bzw. Justierungszustand wird mit dem Referenzzustand verglichen, um den Justierungszustand vor der Austauschoperation wieder herzustellen. Das Verfahren basiert somit auf einer Relativmessung bzw. auf einem Vergleich zwischen dem Ergebnis einer Referenzmessung und dem Ergebnis einer auf gleiche Weise durchgeführten Vergleichsmessung zu einem späteren Zeitpunkt. Veränderungen am Beleuchtungssystem in der Zwischenzeit zwischen Referenzmessung und Vergleichsmessung sollen dabei erfasst werden.
Bei der Relativmesstechnik für den Spiegeltausch wird davon ausgegangen, dass zunächst (vor dem Austausch eines Spiegelmoduls) ein hinreichend gut justiertes Beleuchtungssystem vorliegt. Bei der Referenzmessung, die nach Anbringung von Komponenten eines Messsystems (Messlichtquellenmodul und Detektormodul) durchgeführt wird, genügen dann wenige Systemmessgrößen zur ausreichenden Charakterisierung des Justagezustands. Eine aussagekräftige Systemmessgröße ist die „Position des Beleuchtungsfelds“ (die auch als „Feldlage“) bezeichnet wird. Andere Systemmessgrößen sind z.B. die „Ortsverteilung von Messlicht in der Pupillenebene“ (entsprechend „Telezentrie“) und die „Position der Messlicht-Spots auf den Facetten des zweiten Spiegelmoduls“ (entsprechend „Spot-Zentrierung“).
Nach der Offenbarung der WO 2019/081555 A1 werden bei der Referenzmessung und der Vergleichsmessung zur Bestimmung der „Feldlage“ die Positionen eines ersten Endabschnitts und eines dem ersten Endabschnitt gegenüber liegenden zweiten Endabschnitt des Beleuchtungsfeldes gemessen, wobei die Position des Beleuchtungsfeldes in einem zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt liegenden Zwischenabschnitt nicht gemessen wird. Außerdem wird eine Ortsverteilung von Messlicht in einer zur Austrittsebene Fourier-transformierten Pupillenebene für einen in dem Zwischenabschnitt liegenden Feldpunkt gemessen. Für die simultane Messung dieser Messgrößen kann ein Detektormodul verwendet werden, das keine beweglichen Teile und/oder keine steuerbaren Verfahrachsen zur Bewegung optischer Komponenten aufweist.
AUFGABE UND LÖSUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Beleuchtungssystem für eine EUV-Anlage bereitzustellen, das besonders wartungsfreundlich ist und insbesondere eine einfache Justage nach einem Spiegelaustausch ermöglicht. Es ist eine weitere Aufgabe, ein schnell und zuverlässig durchführbares Verfahren zum Wiederherstellen eines in einer EUV-Anlage eingebauten Beleuchtungssystems bereitzustellen. Weiterhin soll ein an dem Beleuchtungssystem und bei dem Verfahren verwendbares Detektormodul mit einfachem Aufbau geschaffen werden.
Zur Lösung dieser Aufgaben stellt die Erfindung ein Beleuchtungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Verfahren zum Wiederherstellen eines in einer EUV-Anlage eingebauten Beleuchtungssystems mit den Merkmalen von Anspruch 11 sowie ein Detektormodul mit den Merkmalen von Anspruch 14 bereit. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Spiegelmodul mit den Merkmalen von Anspruch 15. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Beleuchtungssystem der eingangs erwähnten Art bereitgestellt, bei dem wenigstens eine der Facetten des ersten Facettenspiegels wenigstens eine Justagemarkierung aufweist, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems durch die dabei verwendete EUV-Strahlung nicht in das Beleuchtungsfeld abgebildet werden kann, bei Einstrahlung von Messlicht, welches aus einem anderen Wellenlängenbereich stammt als die EUV-Strahlung, jedoch in das Beleuchtungsfeld abgebildet werden kann. Da die Justagemarkierung im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems mithilfe der EUV-Strahlung nicht in das Beleuchtungsfeld abgebildet wird, stört die Justagemarkierung den bestimmungsgemäßen Betrieb der EUV-Anlage nicht. Die Beleuchtungsintensitätsverteilung im Beleuchtungsfeld wird also durch die Justagemarkierung nicht oder nur in einem geringen, nicht störenden Ausmaß lokal verändert. Wird jedoch Messlicht in das Beleuchtungssystem eingestrahlt, das aus einem anderen Wellenlängenbereich als die EUV-Strahlung stammt, wird dieselbe Justagemarkierung in das Beleuchtungsfeld abgebildet. Dadurch ist es möglich, durch Vermessen der Positionen der Abbildung der Justagemarkierung in der Austrittsebene des Beleuchtungssystems Rückschlüsse auf die Position des Beleuchtungsfelds in der Austrittsebene, also auf die „Feldlage“, zu ziehen. Somit kann der Parameter „Feldlage“ mithilfe einer relativ einfach aufgebauten Messtechnik bestimmt werden, die einerseits nicht auf die Verwendung von EUV-Strahlung angewiesen ist und die andererseits lediglich in der Lage sein muss, die Position der Abbildung der Justagemarkierung in der Austrittsebene mit ausreichender Messgenauigkeit zu bestimmen.
Im Vergleich zum Stand der Technik der WO 2019/081555 A1 ergibt sich unter anderem als Vorteil, dass für die Durchführung der Messung die Feldränder im Bereich der einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Beleuchtungsfelds für die Messung nicht benötigt werden. Diese Feldränder können somit für eine anderweitige Nutzung frei bleiben, beispielsweise zur Anbringung von Blenden, die die Feldränder beschneiden, beispielsweise um einen scharfen Intensitätsabfall im Bereich der Feldränder zu erhalten.
Eine Justagemarkierung sollte eine möglichst genaue optische Positionsbestimmung anhand einer Abbildung der Justagemarkierung in der Austrittsebene zulassen. Eine Justagemarkierung kann z.B. eine quasi-punktförmig runde Gestalt oder eine kreuzförmige Gestalt aufweisen. Prinzipiell sind viele unterschiedliche Geometrien für die Justagemarkierung möglich. Besonders vorteilhaft sind Geometrien, die eine möglichst genaue Positionsbestimmung zulassen, wie z.B. Kreise, Kreisringe, Kreuze, Schachbrettmuster oder dergleichen. Verwendbar sind auch spezielle Marker aus der Photogrammetrie, die eine besonders scharfe Autokorrelationsfunktion haben. Entscheidend für die Geometrie ist eine möglichst genau bestimmbare Lage der Abbildung der Justagemarkierung in der Austrittsebene des Beleuchtungssystems. z.B. mithilfe eines Detektors (z.B. CCD/CMOS-Chip, positionssensitive Diode (PSD), 4-Quadranten-Diode) in der Austrittsebene.
Vorzugsweise wird Messlicht aus einem Wellenlängenbereich verwendet, der im sichtbaren Spektralbereich (VIS) oder im angrenzenden UV-Spektralbereich oder IR-Spektralbereich liegt. Hierfür sind kostengünstige Messlichtquellen und Detektoren verfügbar. Daher ist die Justagemarkierung vorzugsweise für Messlicht ausgelegt, dessen Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich (VIS) oder im angrenzenden UV-Spektralbereich oder IR-Spektralbereich liegt. Somit ist mit derartigem Messlicht die Erzeugung einer detektierbaren Abbildung in der Austrittsebene möglich.
Die besonderen Eigenschaften der Justagemarkierung hinsichtlich der unterschiedlichen Abbildbarkeit bei Verwendung von EUV-Strahlung einerseits und bei Verwendung von Messlicht andererseits können auf unterschiedliche Weisen herbeigeführt werden.
Eine besonders elegante Realisierungsmöglichkeit ergibt sich bei Beleuchtungssystemen, die derart aufgebaut sind, dass der erste Facettenspiegel eine oder mehrere teilbeleuchtete erste Facetten aufweist. Eine teilbeleuchtete erste Facette ist eine erste Facette, die einen innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden ersten Flächenabschnitt und einen außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden zweiten Flächenabschnitt aufweisen. In diesem Fall kann wenigstens eine Justagemarkierung innerhalb des zweiten Flächenabschnitts angeordnet sein, also in einem Bereich der ersten Facette, der im bestimmungsgemäßen Betrieb durch die EUV-Strahlung nicht erreicht wird, also nicht im EUV-Nutzbereich der ersten Facette liegt. Soll eine derartige Justagemarkierung für die Messung genutzt werden, so ist das Messlicht so einzustrahlen, dass dieses wenigstens zum Teil außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs der EUV-Strahlung propagiert und den mit der Justagemarkierung versehenen Bereich des zweiten Flächenabschnitts der ersten Facette sowie das Belichtungsfeld erreicht.
EUV-Beleuchtungssysteme mit teilbeleuchteten ersten Facetten sind zum Beispiel in der US 2008/278704 A1 entsprechend DE 10 2006 036 064 A1 der Anmelderin offenbart. Der Offenbarungsgehalt dieser Dokumente hinsichtlich des Aufbaus des Beleuchtungssystems wird insoweit durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Wenigstens eine teilbeleuchtete erste Facette, welche eine Justagemarkierung trägt, kann im äußeren Randbereich des ausgeleuchteten Bereichs am ersten Facettenspiegel liegen, so dass die erste Facette, die die Justagemarkierung trägt, teilweise nach außen aus dem Bereich der Ausleuchtung hinausragt.
Bei manchen Ausführungsformen weist der Beleuchtungsstrahlengang in der Feldebene eine Ringform mit einem beleuchtungsfreien Mittelbereich auf. In diesen Fällen ist es möglich, dass wenigstens eine teilbeleuchtete erste Facette existiert, die einen innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden ersten Flächenabschnitt und einen im Mittelbereich liegenden zweiten Flächenabschnitt aufweist, wobei wenigstens eine Justagemarkierung in dem zweiten Flächenabschnitt angeordnet ist. Häufig bietet sich hierdurch die Möglichkeit, eine Justagemarkierung im Mittelbereich zwischen seitlichen Rändern der ersten Facette anzubringen, so dass die Endbereiche frei bleiben und ein Bild der Justagemarkierung im Bereich der Feldmitte erzeugt werden kann. Dies kann für eine zuverlässige Messung günstig sein.
Es ist möglich, sowohl eine oder mehrere Justagemarkierungen außerhalb der äußeren Begrenzung des ausgeleuchteten Bereichs und eine oder mehrere Justagemarkierungen im beleuchtungsfreien Mittelbereich anzubringen.
Wird wenigstens eine Justagemarkierung außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs auf einem zweiten Flächenabschnitt einer ersten Facette angeordnet, so bestehen hinsichtlich der Ausgestaltung der Justagemarkierung besonders viele Möglichkeiten, da nicht darauf geachtet werden muss, dass die Justagemarkierung für EUV-Strahlung nicht sichtbar bzw. nicht abbildbar ist.
Die Justagemarkierung kann beispielsweise eine Markierungsstruktur aufweisen, die für das Messlicht absorbierend wirkt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Justagemarkierung eine Markierungsstruktur aufweisen, die für das Messlicht beugend, also diffraktiv, wirkt. Die Strukturdimensionen einer diffraktiven Markierungsstruktur sollten so ausgelegt sein, dass das gebeugte Messlicht nicht in das Beleuchtungsfeld fällt und dadurch die „Sichtbarkeit“ der Abbildung der Justagemarkierung für den Messvorgang nicht beeinträchtigt.
Es ist auch möglich, dass eine Justagemarkierung eine Markierungsstruktur mit einer reflektierenden Oberfläche aufweist, die im Vergleich zur umgebenden Spiegeloberfläche der ersten Facette schräg gestellt ist derart, dass Messlicht, welches auf die reflektierende Oberfläche trifft, aus dem Strahlengang des Messlichts herausreflektiert wird, so dass die Abbildung der Justagemarkierung in der Austrittsebene wenigstens zum Teil dunkel erscheint.
Alternativ oder zusätzlich ist es unter bestimmten Voraussetzungen auch möglich, mindestens eine Justagemarkierung in demjenigen Bereich einer ersten Facette anzubringen, der im Betrieb von der EUV-Strahlung erreicht wird, also innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegt. In diesem Fall ist die Justagemarkierung derart auszubilden, dass sie für die EUV-Strahlung nicht „sichtbar“ ist in dem Sinne, dass trotz Bestrahlung mit EUV-Strahlung mittels der EUV-Strahlung keine (detektierbare bzw. für den Betrieb des Beleuchtungssystems mit EUV-Strahlung störende) Abbildung der Justagemarkierung im Beleuchtungsfeld erzeugt wird. Eine solche im Bereich der EUV-Nutzfläche der Facette angebrachte Justagemarkierung kann eine Markierungsstruktur aufweisen, die für EUV-Strahlung im Wesentlichen genauso reflektierend wirkt wie der Bereich in unmittelbarer Nähe, aber außerhalb der Justagemarkierung, für das Messlicht jedoch absorbierend und/oder beugend (also diffraktiv) wirkt. Die Markierungsstruktur kann beispielsweise als Gitterstruktur ausgebildet sein, deren typische Strukturgrößen im Vergleich zur Wellenlänge der EUV-Strahlung derart makroskopisch sind, dass keine Beugung der EUV-Strahlung stattfindet, wobei die Strukturgrößen andererseits so bemessen sind, dass für das Messlicht eine beugende Wirkung vorliegt. Wird beispielsweise Messlicht aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich (VIS) verwendet, kann die Markierungsstruktur beispielsweise als Furchengitter oder Stufengitter mit Gitterstrukturbreiten im Bereich von 1 µm bis 100 µm ausgestaltet sein. Wenn die Justagemarkierung eine Markierungsstruktur aufweisen soll, die für das Messlicht absorbierend wirkt, kann dies beispielsweise im Wege einer Beschichtung mit einem Beschichtungsmaterial erfolgen, welches für EUV-Strahlung im Wesentlichen transparent ist, das Messlicht jedoch so deutlich absorbiert, dass eine Abbildung der Justagemarkierung im Beleuchtungsfeld entsteht, wenn Messlicht auf den Bereich der Justagemarkierung eingestrahlt wird.
Prinzipiell ist es ausreichend, wenn am ersten Facettenspiegel nur eine einzige Justagemarkierung vorgesehen ist. Dann wirkt die Lage der einzigen mit Justagemarkierung versehenen ersten Facette repräsentativ für die Lage des gesamten Spiegelmoduls. Es ist dann auf besonders geringe Positionstoleranzen der ersten Facetten zu achten.
In Varianten, bei denen die Lage eines einzelnen Kanals im Beleuchtungssystem eine relativ große (statistische) Positionstoleranz aufweisen kann, können Messungen der Position von mehreren Facetten vorteilhaft sein. Bei manchen Ausführungsformen sind daher am ersten Facettenspiegel zwei oder mehr untereinander identische oder unterschiedliche Justagemarkierungen an unterschiedlichen Stellen angebracht, insbesondere an unterschiedlichen ersten Facetten. Dadurch kann ggf. die Messgenauigkeit erhöht werden.
Es kann vorteilhaft sein und ist bei manchen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Justagemarkierung mit Abstand von den seitlichen Rändern der ersten Facette angeordnet ist, also außerhalb eines ersten Endabschnitts und eines gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts der ersten Facette, so dass die Abbildung dieser Justagemarkierung nicht in der Nähe der seitlichen Feldränder des Beleuchtungsfelds liegt.
Die Messtechnik ist u.a. geeignet für EUV-Anlagen, die für einen Scannerbetrieb ausgelegt sind und dementsprechend ein schlitzförmiges Beleuchtungsfeld mit einer relativ geringen Höhe in Scanrichtung (y-Richtung) und einer im Vergleich zur Höhe relativ große Breite in der dazu senkrechten bzw. orthogonalen Cross-Scan-Richtung (x-Richtung) aufweisen. Das Beleuchtungsfeld kann rechteckförmig oder bogenförmig gekrümmt sein. Der Begriff „Endabschnitt“ bezieht sich hierbei auf die beiden Endabschnitte des Beleuchtungsfeldes in der Cross-Scan-Richtung. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Messung nicht durch Elemente beeinträchtigt werden kann, die beispielsweise als Blende wirken, um den Verlauf des äußeren Feldrands des Beleuchtungsfelds genau zu definieren. Dadurch ist eine Feldlagemessung möglich, die ohne Vermessung der Randbereiche des Beleuchtungsfelds funktioniert, so dass diese für andere Zwecke genutzt werden können. Die Breite der Endabschnitte, die frei von einer Justagemarkierung bleiben sollten, kann z.B. bei mindestens 10% oder mindestens 20% der Gesamtbreite in Cross-Scan-Richtung liegen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Wiederherstellen eines in einer EUV-Anlage eingebauten Beleuchtungssystems, welches an seinem ersten Facettenspiegel wenigstens eine erste Facette mit wenigstens einer Justagemarkierung aufweist, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems durch die EUV-Strahlung nicht in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist und bei Einstrahlung von Messlicht, welches aus einem anderen Wellenlängenbereich stammt als die EUV-Strahlung, in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist.
Das Verfahren umfasst, ähnlich wie beim Stand der Technik der WO 2019/081555 A1 , eine Austauschoperation eines Spiegelmoduls, bei der eines der Spiegelmodule aus seiner Einbauposition ausgebaut und aus dem Beleuchtungssystem entnommen wird, ein nominell baugleiches Spiegelmodul anstelle des entnommenen Spiegelmoduls in die Einbauposition eingebaut wird und das eingebaute Spiegelmodul unter Veränderung des Lage des eingebauten Spiegelmoduls in der Einbauposition in Starrkörperfreiheitsgraden justiert wird. Dabei wird vor der Austauschoperation eine Referenzmessung durchgeführt, um einen Referenzzustand zu erfassen, der den Justierungszustand vor Beginn der Austauschoperation repräsentiert. Nach Abschluss der Austauschoperation wird eine Vergleichsmessung durchgeführt. Der dabei gemessene Justagezustand bzw. Justierungszustand wird mit dem Referenzzustand verglichen, um den Justierungszustand vor der Austauschoperation wieder herzustellen.
Bei der Justage nach Einbau des eingewechselten Spiegelmoduls können ggf. die Justagefreiheitsgrade anderer, nicht ausgetauschter Spiegelmodule des Beleuchtungssystems ebenfalls verwendet werden, um die Performance zu optimieren und wieder möglichst nahe an den Referenzzustand zu bringen. Es kann also eine Systemjustage mit Nachjustierung mehrerer optischer Elemente durchgeführt werden.
Bei der Referenzmessung und der Vergleichsmessung wird jeweils die Position eines Bilds wenigstens einer Justagemarkierung in dem Beleuchtungsfeld gemessen. Daraus kann die Position des Beleuchtungsfelds in der Austrittsebene bestimmt werden, so dass mithilfe der Justagemarkierung eine relativ einfache Messung der „Feldlage“ möglich ist. Stimmt die Position der Abbildung der Justagemarkierung aus der Vergleichsmessung nicht mit der Position der Abbildung bei der Referenzmessung im Rahmen der Messgenauigkeit überein, so kann die Justieroperation soweit fortgeführt werden, bis ausreichend Übereinstimmung vorliegt.
Wie beim Stand der Technik der WO 2019/081555 A1 kann zusätzlich zur Bestimmung der Feldlage auch eine Ortsverteilung von Messlicht in einer zur Austrittsebene Fourier-transformierten Pupillenebene für einen mit Abstand von dem Bild der Justagemarkierung liegenden Feldpunkt und/oder eine Position eines Messlicht-Spots auf einer Facette des zweiten Facettenspiegels gemessen werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Detektormodul für ein Messsystem zur Messung von Systemmessgrößen in einem Beleuchtungsfeld in einer Austrittsebene eines Beleuchtungssystems einer EUV-Anlage. Das Detektormodul umfasst eine Feldsensor-Anordnung zum Erfassen der Position eines Bilds einer Justagemarkierung, wobei ein Erfassungsbereich der Feldsensor-Anordnung so angeordnet ist, dass er außerhalb eines ersten Endabschnitts und eines dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts des Beleuchtungsfelds liegt. Außerdem ist eine Pupillensensor-Anordnung zum Erfassen einer Ortsverteilung von Messlicht in einer zur Austrittsebene Fourier-transformierten Pupillenebene für einen Feldpunkt vorgesehen. Dieser Feldpunkt liegt nicht im Erfassungsbereich der Feldsensor-Anordnung, sondern außerhalb desselben. Damit ist eine simultane Messung von Feldlage und Pupillenausleuchtung (entsprechend der Ortsverteilung von Messlicht in einer zu der Austrittsebene Fourier-transformierten Pupillenebene des Beleuchtungssystems) möglich. Der Feldpunkt kann mittig zwischen den Endabschnitten liegen, dies ist jedoch nicht zwingend, so dass auch eine außermittige Anordnung möglich ist. Wird der Erfassungsbereich der Feldsensor-Anordnung so gewählt, dass die Endabschnitte nicht im Erfassungsbereich liegen, können diese für andere Zwecke genutzt werden, ohne dass die Messung durch die andere Nutzung beeinträchtigt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Spiegelmodul mit einem ersten Facettenspiegel der in dieser Anmeldung beschriebenen Art zur Verwendung in einem Beleuchtungssystem einer EUV-Anlage. Dadurch, dass wenigstens eine der ersten Facetten des ersten Facettenspiegels wenigstens eine Justagemarkierung aufweist, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems durch die EUV-Strahlung nicht in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist und bei Einstrahlung von Messlicht, welches aus einem anderen Wellenlängenbereich stammt als die EUV-Strahlung, in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist, kann der Einbau eines solchen Spiegelmoduls an der dafür vorgesehenen Einbauposition die Justage des Beleuchtungssystems erheblich vereinfachen.
Figurenliste
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt schematisch optische Komponenten einer EUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Detektormodul gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt einige Strahlverläufe in einer Spiegelanordnung mit zwei Facettenspiegeln;
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf den ersten Facettenspiegel, wobei einige der ersten Facetten nur teilweise im Beleuchtungsstrahlengang liegen;
4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Messlichtquellenmoduls;
5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Detektormoduls;
6 zeigt schematisch die Gestalt eines borgenförmig gekrümmten Beleuchtungsfeldes, bei dem eine Abbildung einer Justagemarkierung im Erfassungsbereich eines Feldsensors liegt;
7A bis 7C zeigen nach unterschiedlichen Prinzipien funktionierende Justagemarkierungen; und
8A, 8B zeigen schematisch eine Justagemarkierung in einem von EUV-Strahlung nicht erreichbaren Abschnitt einer partiell ausgeleuchteten Feldfacette (8A) und eine entsprechendes Abbildung der Justagemarkierung in der Austrittsebene des Beleuchtungssystems, wobei die Position der Abbildung mit einem 4-Quadranten-Sensor erfasst wird (8B).

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 zeigt beispielhaft optische Komponenten einer EUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage WSC. Die EUV-Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage dient im Betrieb zur Belichtung eines im Bereich einer Bildebene IS eines Projektionsobjektivs PO angeordneten strahlungsempfindlichen Substrats W mit mindestens einem Bild eines im Bereich einer Objektebene OS des Projektionsobjektivs angeordneten Musters einer reflektiven Maske, die hier alternativ auch als Retikel bezeichnet wird. Das Substrat ist im Beispielsfall ein Wafer aus Halbleitermaterial, der mit einer lichtempfindlichen Resist-Schicht beschichtet ist.
Zum leichteren Verständnis der Beschreibung ist ein kartesisches Systemkoordinatensystem SKS angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. Die Projektionsbelichtungsanlage WSC ist vom Scannertyp. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Achse verläuft nach rechts. Die z-Achse verläuft in der Zeichenebene nach unten. Die Objektebene OS und die Bildebene IS verlaufen beide parallel zur x-y-Ebene. Die Maske und das Substrat werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage während einer Scan-Operation in der y-Richtung (Scanrichtung) synchron bzw. gleichzeitig bewegt und dadurch gescannt.
Die Anlage wird mit der Strahlung einer primären Strahlungsquelle RS betrieben. Ein Beleuchtungssystem ILL dient zum Empfang der Strahlung der primären Strahlungsquelle und zur Formung von auf das Muster gerichteter Beleuchtungsstrahlung. Das Projektionsobjektiv PO dient zur Abbildung des Musters auf das lichtempfindliche Substrat.
Die primäre Strahlungsquelle RS kann unter anderem eine Laser-Plasma-Quelle oder eine Gasentladungsquelle oder eine Synchrotron-basierte Strahlungsquelle oder ein Freie-Elektronen-Laser (FEL) sein. Solche Strahlungsquellen erzeugen eine Strahlung RAD im EUV-Bereich, insbesondere mit Wellenlängen zwischen 5 nm und 15 nm, vorzugsweise 13.5 nm. Das Beleuchtungssystem und das Projektionsobjektiv sind mit für EUV-Strahlung reflektiven Komponenten aufgebaut, damit sie in diesem Wellenlängenbereich arbeiten können.
Die primäre Strahlungsquelle RS befindet sich in einem von dem Beleuchtungssystem ILL gesondertes Quellmodul SM, das unter anderem noch einen Kollektor COL zum Sammeln der primären EUV-Strahlung aufweist. Das Quellmodul SM erzeugt im Belichtungsbetrieb an einer Quellenposition SP in einer Eintrittsebene ES des Beleuchtungssystems ILL eine sekundäre Strahlungsquelle SLS. Die sekundäre Strahlungsquelle SLS ist die optische Schnittstelle zwischen der EUV-Strahlungsquelle bzw. dem Quellmodul SM und dem Beleuchtungssystem ILL.
Das Beleuchtungssystem umfasst eine Mischeinheit MIX und einen unter streifendem Einfall (grazing incidence) betriebenen ebenen Umlenkspiegel GM, der auch als G-Spiegel GM bezeichnet wird. Das Beleuchtungssystem formt die Strahlung und leuchtet damit ein Beleuchtungsfeld BF aus, das in der Austrittsebene des Beleuchtungssystems liegt, welche in der Objektebene OS des Projektionsobjektivs PO oder in dessen Nähe liegt. Form und Größe des Beleuchtungsfeldes bestimmen dabei Form und Größe des effektiv genutzten Objektfeldes in der Objektebene OS. Im Bereich der Objektebene OS ist bei Betrieb der Anlage das reflektive Retikel angeordnet.
Die Mischeinheit MIX besteht im Wesentlichen aus zwei Facettenspiegeln FAC1, FAC2. Der erste Facettenspiegel FAC1 ist in einer Ebene des Beleuchtungssystems angeordnet, die zur Objektebene OS optisch konjugiert ist. Er wird daher auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel FAC2 ist in einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems angeordnet, die zu einer Pupillenebene des Projektionsobjektivs optisch konjugiert ist. Er wird daher auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet.
Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels FAC2 und der im Strahlengang nachgeschalteten optischen Baugruppe, die den mit streifenden Einfall (grazing incidence) betriebenen Umlenkspiegel GM umfasst, werden die einzelnen spiegelnden Facetten (Einzelspiegel) des ersten Facettenspiegels FAC1 in das Beleuchtungsfeld abgebildet.
Die räumliche (örtliche) Beleuchtungsintensitätsverteilung am Feldfacettenspiegel FAC1 bestimmt die örtliche Beleuchtungsintensitätsverteilung im Beleuchtungsfeld. Die räumliche (örtliche) Beleuchtungsintensitätsverteilung am Pupillenfacettenspiegel FAC2 bestimmt die Beleuchtungswinkelintensitätsverteilung im Beleuchtungsfeld OF.
Die Form des Beleuchtungsfeldes wird im Wesentlichen durch die Form der Facetten des Feldfacettenspiegels FAC1 bestimmt, deren Bilder in die Austrittsebene des Beleuchtungssystems fallen. Das Beleuchtungsfeld kann ein Rechteckfeld oder auch ein gekrümmtes Feld (Ringfeld) sein.
Der strahlungsführende Bereich optisch zwischen der Quellposition SP und der Austrittsebene (Ebene des Bildfeldes) ist der Beleuchtungsstrahlengang, in welchem die EUV-Strahlung im Betrieb nacheinander auf den ersten Facettenspiegel FAC1, den zweiten Facettenspiegel FAC2 und den Umlenkspiegel GM trifft.
Zur weiteren Erläuterung ist in 2 schematisch eine Spiegelanordnung SA dargestellt, die einen ersten Facettenspiegel FAC1 und einen zweiten Facettenspiegel FAC2 aufweist.
Der erste Facettenspiegel FAC1 weist eine Vielzahl von ersten Facetten F1 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel langgestreckt bogenförmig ausgebildet sind. Diese Form der ersten Facetten ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen. Es sind nur wenige der Facetten gezeigt. Die Anzahl an ersten Facetten ist in der Praxis meist wesentlich höher und kann über 100 oder sogar über 300 betragen.
Der zweite Facettenspiegel FAC2 weist eine Vielzahl von zweiten Facetten F2 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form von kleinen Stempeln ausgebildet sind, was wiederum nur als Beispiel zu verstehen ist.
Die ersten Facetten F1 sind auf einem ersten Grundkörper B1 des ersten Facettenspiegels FAC1 angeordnet. Der erste Grundkörper bildet gemeinsam mit den davon getragenen ersten Facetten und eventuellen weiteren Komponenten, z.B. Befestigungsmitteln, Aktoren, etc. ein erstes Spiegelmodul SM1.
Das erste Spiegelmodul SM1 kann als Ganzes an der dafür vorgesehenen Einbauposition an einer zugehörigen ersten Trägerstruktur TS1 des Beleuchtungssystems montiert bzw. als Ganzes auch wieder ausgebaut und entnommen werden. Die Lage des ersten Spiegelmoduls SM1 im Raum bzw. relativ zu einem Bezugs-Koordinatensystem (z.B. dem SKS des Gehäuses des Beleuchtungssystems) kann mittels des ersten Modulkoordinatensystems MKS1 definiert werden.
Die zweiten Facetten F2 sind in analoger Weise auf einem zweiten Grundkörper B2 des zweiten Facettenspiegels angeordnet, wodurch ein komplett einbaubares und austauschbares zweites Spiegelmodul SM2 gebildet wird. Die Lage des zweiten Spiegelmoduls SM2 im Raum bzw. relativ zu einem Bezugs-Koordinatensystem kann mittels des zweiten Modulkoordinatensystems MKS2 definiert werden.
Die relative Lage bzw. Position eines Spiegelmoduls bezüglich der zugeordneten Trägerstrukturen (Rahmenstruktur des Beleuchtungssystems) bzw. des damit verknüpften Systemkoordinatensystems kann in sechs Freiheitsgraden mit hoher Genauigkeit stufenlos oder inkrementell eingestellt werden. Hierzu sind geeignete Justiermittel vorgesehen, die auch als Kippmanipulatoren bezeichnet werden können. Mögliche Ausgestaltungen für Justiermittel sind in der WO 2019/081555 A1 beschrieben, auf die insoweit Bezug genommen wird.
In 2 sind beispielhaft einige Strahlen ST eingezeichnet, die den EUV-Beleuchtungsstrahlengang veranschaulichen, wenn die Spiegelanordnung in einem optischen System eingebaut und im Betrieb ist. Die Strahlen ST gehen hier von einer ersten Feldebene FE1 (Zwischenfokus) aus, werden dann von den Facetten F1 des ersten Facettenspiegels FAC1 auf die Facetten F2 des zweiten Facettenspiegels FAC2 reflektiert. Von den Facetten F2 des zweiten Facettenspiegels FAC2 werden die Strahlen in eine zweite Feldebene FE2 gerichtet, die der Austrittsebene des Beleuchtungssystems entspricht. In der zweiten Feldebene FE2 entstehen dabei Bilder IM der Facetten des ersten Facettenspiegels FAC1, wobei genauer gesagt in der Feldebene FE2 die Bilder aller ersten Facetten F1 einander überlagert entstehen. Die überlagerten Bilder IM bilden gemeinsam das ausgeleuchtete Beleuchtungsfeld BF.
Zwischen den Facetten F1 des ersten Facettenspiegels FAC1 und den Facetten F2 des zweiten Facettenspiegels FAC2 besteht eine eindeutige Zuordnung. Das bedeutet, dass jeder Facette F1 des ersten Facettenspiegels FAC1 eine bestimmte Facette F2 des zweiten Facettenspiegels FAC2 zugeordnet ist. In 2 ist dies für eine Facette F1-A und eine Facette F1-B des ersten Facettenspiegels FAC1 und eine Facette F2-A und eine Facette F2-B des zweiten Facettenspiegels FAC2 gezeigt. Diejenigen Strahlen ST, die von der Facette F1-A reflektiert werden, treffen mit anderen Worten genau auf die Facette F2-A, und diejenigen Nutzlichtstrahlen, die von der Facette F1-B reflektiert werden, treffen auf die Facette F2-B, usw. In diesem Fall besteht eine 1:1-Zuordnung zwischen den Facetten F1 des ersten Facettenspiegels FAC1 und den Facetten F2 des zweiten Facettenspiegels FAC2.
Abweichend von einer 1:1-Zuordnung zwischen den Facetten F1 und F2 ist es jedoch auch möglich, dass jeder Facette F1 mehr als eine Facette der Facetten F2 zugeordnet ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Facetten F1 verkippbar sind, das heißt verschiedene Kippstellungen einnehmen können, so dass in einer ersten Kippsteilung jeder Facette F1 eine bestimmte Facette der zweiten Facetten F2 zugeordnet ist, und in einer anderen Kippsteilung entsprechend eine andere Facette der zweiten Facetten F2. Allgemein ist eine 1:n-Zuordnung (n ist eine natürliche Zahl) zwischen den ersten Facetten F1 und den zweiten Facetten F2 möglich, je nachdem, wie viele Stellungen die ersten Facetten F1 einnehmen können.
Der Beleuchtungsstrahlengang setzt sich aus vielen einzelnen Beleuchtungskanälen zusammen, wobei ein Beleuchtungskanal jeweils von der Quellenposition bzw. vom Zwischenfokus FE1 über eine erste Facette F1 und eine der ersten Facette aktuell zugeordnete zweite Facette F2 ins Beleuchtungsfeld führt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Spiegelanordnung ist der erste Facettenspiegel FAC1 zu der Feldebene FE2 konjugiert und wird daher auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Demgegenüber ist der zweite Facettenspiegel FAC2 zu einer Pupillenebene konjugiert und wird daher auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet.
Die Feldebene FE2 ist im Fall, dass die Spiegelanordnung in einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage verwendet wird, diejenige Ebene, in der das Retikel, dessen Muster auf einem Wafer abgebildet werden soll, angeordnet ist. Im Fall der Verwendung der Spiegelanordnung SA in einer Maskeninspektionsanlage ist die Feldebene FE2 die Ebene, in der die zu inspizierende Maske angeordnet ist.
In Ausführungsbeispiel von 1 umfasst das Beleuchtungssystem zusätzlich zu einer als Mischeinheit MIX fungierenden Spiegelanordnung mit zwei Facettenspiegeln FAC1 und FAC2 noch den unter streifendem Einfall betriebenen feldformenden Spiegel FFM, der zwischen dem zweiten Facettenspiegel FAC2 und der Austrittsebene bzw. der Objektebene des Projektionsobjektivs sitzt. Dieser zusätzliche Spiegel kann aus Bauraumgründen günstig sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen weist das Beleuchtungssystem außer den beiden Facettenspiegeln FAC1 und FAC2 keine weiteren Spiegel oder aber einen oder mehrere weitere abbildende oder nicht abbildende Spiegel im Beleuchtungsstrahlengang auf.
Eine Besonderheit des hier betrachteten Beleuchtungssystems wird anhand von 3 näher erläutert. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf den ersten Facettenspiegel FAC1 von der Seite der reflektierenden ersten Facetten F1, wobei nur einige der ersten Facetten gezeigt sind. Weiterhin ist der EUV-Nutzbereich der EUV-Strahlung im Bereich des ersten Facettenspiegels gezeigt, also ein Schnitt durch den Beleuchtungsstrahlengang im Bereich der ersten Facetten. Der ausgeleuchtete Bereich ist in der Feldebene im Wesentlichen ringförmig, nach außen durch einen äußeren Rand RA und nach innen durch einen inneren Rand RI begrenzt. Der innere Rand umschließt einen beleuchtungsfreien Mittelbereich MB, also einen im Wesentlichen kreisförmigen Mittelbereich, in den während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Beleuchtungssystems keine EUV-Strahlung hineinfällt. Diese Mittenobskuration ergibt sich durch den Aufbau des Quellmoduls, in dem sich die primäre Strahlungsquelle und der Kollektor zum Sammeln der primären EUV-Strahlung befinden. Die meisten der ersten Facetten liegen vollständig im Inneren des Beleuchtungsstrahlengangs, so dass die reflektiven Flächen vollständig ausgeleuchtet sind und vollständig zur Intensität im Beleuchtungsfeld beitragen. Um einen möglichst hohen Anteil der primären EUV-Strahlung für die Beleuchtung nutzen zu können, gibt es darüber hinaus zahlreiche erste Facetten F1-T, die nur zum Teil im EUV-Strahlungsgang liegen und dementsprechend als „teilbeleuchtete erste Facetten“ F1-T bzw. als partiell beleuchtete erste Facetten bezeichnet werden.
Eine teilbeleuchtete bzw. partiell ausgeleuchtete erste Facette zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden ersten Flächenabschnitt A1 und einen außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden zweiten Flächenabschnitt A2 aufweist. Der zweite Flächenabschnitt A2 wird also im Betrieb durch die EUV-Strahlung nicht erreicht. Er hat dennoch dieselben strukturellen und optischen Eigenschaften wie der beleuchtete erste Flächenabschnitt. Beispiele für EUV-Beleuchtungssysteme mit partiell ausgeleuchteten Feldfacetten sind z.B. in der US 2008/278704 A1 entsprechend DE 10 2006 036 064 A1 offenbart. Der Offenbarungsgehalt dieser Dokumente wird insoweit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Schon jetzt sei auf eine Besonderheit bei einigen der teilbeleuchteten ersten Facetten F1-T hingewiesen. Bei der oben links sichtbaren teilbeleuchteten ersten Facette F1-T befindet sich auf der für EUV-Strahlung reflektiven Spiegelfläche außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs, also im unbeleuchteten Bereich bzw. im zweiten Flächenabschnitt A2, eine Justagemarkierung JM, die im Beispielsfall durch ein Kreuz symbolisiert ist. Im Bereich der Mittenobskuration befinden sich weitere teilausgeleuchtete erste Facetten F1-T. Eine dieser teilbeleuchteten Feldfacetten hat mittig zwischen ihren äußeren Rändern eine Justagemarkierung JM im unbeleuchteten Bereich, also innerhalb des zweiten Flächenabschnitts A2. Da die Justagemarkierungen in diesem Fall außerhalb des mit EUV-Strahlung beleuchteten Bereichs liegen, ist deren Existenz innerhalb des Beleuchtungsfelds, welches sich optisch konjugiert zur Feldebene der ersten Facetten befindet, im EUV-Betrieb nicht sichtbar. Anders ausgedrückt wird die Beleuchtungsintensitätsverteilung im Beleuchtungsfeld durch die Existenz der Justagemarkierungen nicht beeinträchtigt, da diese zwar auf reflektierenden Flächen von ersten Facetten liegen, jedoch außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs der EUV-Strahlung.
Bei dem Beleuchtungssystem ILL aus 1 sind alle drei Spiegelmodule, d.h. der erste Feldfacettenspiegel FAC1, der zweite Feldfacettenspiegel FAC2 und der Umlenkspiegel GM, jeweils als Ganzes austauschbar. Sie können also ohne komplette Demontage des Beleuchtungssystems von ihren jeweiligen Einbaupositionen nach Lösen entsprechender Befestigungsmittel entnommen und durch andere, beispielsweise nominell baugleiche Komponenten ersetzt werden. Dies ist unter anderem deshalb vorgesehen, weil es sein kann, dass die Spiegeleigenschaften nach längerer Bestrahlung mit hochenergetischer EUV-Strahlung so weit degradieren, dass die angestrebte Gesamt-Performance des Beleuchtungssystems nicht mehr gewährleistet werden kann. Ein Austausch eines Spiegelmoduls kann auch aus anderen Gründen sinnvoll sein, beispielsweise wenn bei einem Facettenspiegel mit per Aktuatoren verstellbaren Facetten eine Facettenverstellung ausfällt.
Der Austausch eines Spiegelmoduls sollte in kurzer Zeit durchführbar sein und nach dem Spiegeltausch sollte das Beleuchtungssystem wieder seine gewünschte Funktion erfüllen. Insbesondere sollte die Position des Beleuchtungsfelds in der Austrittsebene ausreichend nahe an ihrer Soll-Position liegen und die Strahlung sollte bei einem gegebenen Beleuchtungs-Setting wieder mit der gleichen Winkelverteilung auf das Beleuchtungsfeld treffen wie vor dem Spiegeltausch .
Da trotz enger Fertigungstoleranzen nicht sichergestellt werden kann, dass die optische Performance des Beleuchtungssystems nach Austausch eines Spiegelmoduls systematisch wieder der gewünschten Performance vor dem Spiegeltausch entspricht, sind bei dem Beleuchtungssystem des Ausführungsbeispiels Hilfsmittel vorgesehen, die es erlauben, die Spiegelpositionen nach Einbau systematisch zu optimieren, so dass die geforderte optische Performance in vertretbarer Zeit erreicht werden kann. Durch die Einrichtungen wird eine zielgerichtete Justierung des Beleuchtungssystems am Ort seiner Nutzung, also beispielsweise beim Hersteller von Halbleiterchips, möglich.
Unter anderem aus diesem Grunde ist das Beleuchtungssystem des Ausführungsbeispiels mit Komponenten eines Messsystems MES ausgestattet, welches es erlaubt, auf optischem Wege Informationen zur Bestimmung der Lagen der Spiegelmodule in den zu den Spiegelmodulen gehörenden jeweiligen Einbaupositionen zu erhalten, so dass die Justierung auf Basis der durch das Messsystem erhaltenen Messwerte systematisch erfolgen kann. Das Messsystem MES des Ausführungsbeispiels weist folgende Komponenten auf.
Ein Messlichtquellenmodul MSM enthält eine Messlichtquelle MLS zur Abgabe von Messlicht aus dem sichtbaren Spektralbereich. Als Messlichtquelle kann beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED) oder eine Laserdiode verwendet werden. Das Messlichtquellenmodul MSM ist mithilfe erster Schnittstellenstrukturen IF1 am Gehäuse H des Beleuchtungssystems außerhalb des evakuierbaren Innenraums angeordnet, kann zum Zwecke der Messung anmontiert und bei Bedarf demontiert und gegebenenfalls an anderer Stelle für Messzwecke genutzt werden. Die Position des Messlichtquellenmoduls in Bezug auf das Gehäuse kann bei manchen Ausführungsformen mithilfe von Positionierantrieben mehrachsig sowohl parallel zur mittleren Einstrahlrichtung als auch senkrecht dazu verändert werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines beim Messsystem aus 1 verwendbaren Messlichtquellenmoduls wird im Zusammenhang mit 4 näher erläutert. Eine primäre Messlichtquelle MLS, zum Beispiel in Form einer LED, ist in einer Eintrittsebene E1 angeordnet. Innerhalb des Gehäuses sind Linsen L1, L2 eines 2f-Abbildungssystems angeordnet, mit welchen in einer zur Eintrittsebene E1 optisch konjugierten Austrittsebene E2 ein Bild der primären Messlichtquelle MLS, also eine sekundäre Messlichtquelle SMLS, erzeugt wird. Zwischen Eintrittsebene und Austrittsebene liegt eine Pupillenebene PE, welche eine zur Eintrittsebene und Austrittsebene Fourier-transformierte Ebene ist. Im Bereich der Pupillenebene PE befindet sich eine (optionale) Blende CS mit einer Blendenöffnung MO, durch die ein ausgewählter Anteil des Messlichts hindurchtreten kann. Die Position der Blendenöffnung MO ist innerhalb der Pupillenebene in zwei Dimensionen frei wählbar. Mithilfe der verschiebbaren Blende CS kann somit ein bestimmter Anteil des Messlichts zur Abstrahlung ausgewählt werden. Der Ort der Durchgangsöffnung in der Pupillenebene bestimmt dabei den Einfallswinkel des durchgelassenen Messlichts am Ort der sekundären Messlichtquelle SMLS und damit auch den Abstrahlwinkel des Messlichts vom Messlichtquellenmodul. Auf diese Weise können unterschiedliche einzelne Kanäle oder Kanalgruppen des Beleuchtungssystems für eine Messung ausgewählt werden.
Eine nicht bildlich dargestellte Ausführungsform eines Messlichtquellenmoduls ist einfacher aufgebaut, hat z.B. keine zweidimensional verstellbare Blende und erlaubt somit keine kanalaufgelöste Messung. Eine solche einfache Ausführungsform kann insbesondere bei den hier beschriebenen Relativmessungen ausreichen. Bei dieser ist es nicht nötig, die Lage einzelner Kanäle zu messen. Man kann die Lage der Überlagerung aller Kanäle auf einmal messen. Dann kann ein sehr einfacher Aufbau verwendet werden, z.B. eine LED in der Position der sekundären Messlichtquelle SMLS.
Eine Besonderheit des Messlichtquellenmoduls MSM besteht darin, dass dieses einen größeren Strahlkegel (größerer Kegelwinkel) erzeugt als die EUV-Quelle, so dass Messlicht ML auch außerhalb des EUV-Beleuchtungsstrahlengangs propagieren kann und auf die von EUV-Strahlung nicht ausgeleuchteten zweiten Flächenabschnitte partiell ausgeleuchteter erster Facetten trifft (vgl. gestrichelte Linien ML in 1 und 3).
Eine umschaltbare Einkoppeleinrichtung IN ist dazu vorgesehen, Messlicht, welches vom Messlichtquellenmodul MSM abgestrahlt wird, in den Beleuchtungsstrahlengang an einer Einkoppelposition vor dem ersten Facettenspiegel FAC1 einzukoppeln. Die Einkoppeleinrichtung umfasst einen als Einkoppelspiegel MIN dienenden Planspiegel, der mithilfe eines elektrischen Antriebs zwischen einer gestrichelt dargestellten Neutralposition außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs und der mit durchgezogener Linie dargestellten Einkoppelposition verschwenkt werden kann. Im Beispielsfall erzeugt das Messlichtquellenmodul am Ort der Quellposition SP (Zwischenfokus der EUV-Strahlung) ein Bild der Messlichtquelle MLS. Der Einkoppelspiegel MIN kann so verschwenkt werden, dass der Messlichtstrahl am Ort der Quellposition SP in den Beleuchtungsstrahlengang eingekoppelt wird, als würde sich die Messlichtquelle MLS am Ort der Quellposition SP befinden. Mit dieser Anordnung kann somit der im EUV-Betrieb vorliegende Quellstrahl mithilfe von Messlicht imitiert bzw. nachgebildet werden.
Hinter dem letzten Spiegelmodul des Beleuchtungsstrahlengangs, im Beispiel von 1 also hinter der Umlenkspiegel GM, befindet sich im Bereich zwischen dem Umlenkspiegel GM und der Austrittsebene des Beleuchtungssystems (Objektebene OS des Projektionsobjektivs) eine umschaltbare Auskoppeleinrichtung OUT zum Auskoppeln von Messlicht aus dem Beleuchtungsstrahlengang, wobei das Messlicht ausgekoppelt wird, nachdem das Messlicht an jedem der Spiegelmodule des Beleuchtungsstrahlengangs reflektiert wurde. Die umschaltbare Auskoppeleinrichtung umfasst einen als Auskoppelspiegel MOUT verwendeten Planspiegel, der mithilfe eines elektrischen Antriebs zwischen der gestrichelt dargestellten Neutralposition außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs und der mit durchgezogener Linie dargestellten Auskoppelstellung verschwenkt werden kann. In der Auskoppelstellung reflektiert der Auskoppelspiegel das vom Umlenkspiegel GM kommende Messlicht in Richtung einer Detektormodulposition, in welcher ein Detektormodul DET angeordnet ist.
Das Messlichtquellenmodul MSM ist so ausgelegt, dass ein Anteil des Messlichts ML außerhalb des EUV-Beleuchtungsstrahlenganges propagieren kann in der Weise, dass Messlicht auf die außerhalb des EUV-Beleuchtungsstrahlengangs liegenden zweiten Abschnitte A2 der teilbeleuchteten ersten Facetten F1-T fällt und von diesen in Richtung des Beleuchtungsfeldes BF reflektiert wird. In 1 ist ein Strahl des Messlichts ML gestrichelt dargestellt. 3 ist durch die gestrichelte Linie ML die äußere Begrenzung des Messlicht-Strahlengangs gezeigt.
Dieser schließt auch die zweiten Flächenabschnitte A2 der partiell ausgeleuchteten ersten Facetten F1-T am äußeren Rand des EV-Beleuchtungsstrahlengangs und im Mittelbereich MB ein.
Das Detektormodul DET ist als kompaktes, transportables Detektormodul ausgebildet, das bei Bedarf zum Zwecke der Messung an der vorgesehenen Detektorposition befestigt und bei Nichtgebrauch ohne größeren Aufwand wieder abmontiert werden kann.
Das abnehmbare bzw. ein- und auswechselbare Detektormodul DET wird mithilfe zweiter Schnittstellenstrukturen IF2 an der Außenseite des Gehäuses H des Beleuchtungssystems in seiner Detektorposition stationär (d.h. unbeweglich bzw. in fester Position) befestigt. Bei Bedarf kann die Detektorposition mithilfe von Justierschrauben o.dgl. exakt eingestellt werden (siehe gekreuzte Doppelpfeile). Es gibt jedoch keinen elektrisch oder auf andere Weise steuerbaren Positionierantriebe, um das Detektormodul in seiner Position gegenüber dem Gehäuse H zu verstellen. Verfahrachsen zur Verlagerung des Detektormoduls gegenüber dem Gehäuse H des Beleuchtungssystems und/oder Verfahrachsen zur Verlagerung von optischen Komponenten innerhalb des Detektormoduls sind nicht vorgesehen. Ein Ausführungsbeispiel wird im Zusammenhang mit 5 näher erläutert.
Alle steuerbaren Komponenten des Messsystems MES sind im betriebsfertig montierten Zustand des Messsystems signalübertragend mit der Steuereinheit SE des Messsystems verbunden. In der Steuereinheit befindet sich auch eine Auswerteeinheit zur Auswertung der mithilfe des Messlichts erzielten Messwerte, die den Justagezustand der Spiegelmodule innerhalb des Beleuchtungssystems repräsentieren.
Zur Erläuterung eines möglichen Messprinzips zeigt die schematische 6 zeigt die Gestalt eines bogenförmig gekrümmten Beleuchtungsfeldes BF („Ringfeld“), dessen Höhe in Scan-Richtung (y-Richtung) mehrfach größer ist als die Breite des Beleuchtungsfeldes BF in der zur Scan-Richtung senkrechten Cross-Scan-Richtung (x-Richtung). Das bogenförmig gekrümmte Beleuchtungsfeld kann gedanklich eingeteilt werden in einen ersten Endabschnitt END1, der in 6 links erkennbar ist, einen dem ersten Endabschnitt in x-Richtung gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt END2, und einen zwischen den Endabschnitten END1, END2 liegenden Zwischenabschnitt ZW, in welchem die Mittelebene MT liegt, die im Beispielsfalle eine Spiegelsymmetrieebene des Beleuchtungsfelds ist. Das Beleuchtungsfeld ist durch einen Rand RD begrenzt, an welchem über eine kurze Strecke ein starker Intensitätsabfall zwischen relativ hoher Beleuchtungsintensität im Inneren des Beleuchtungsfeldes und sehr geringer Intensität außerhalb des Beleuchtungsfeldes existiert.
Im Betrieb des Beleuchtungssystems ist die Beleuchtungsintensität innerhalb des Zwischenbereichs relativ konstant, während die Intensität des Beleuchtungslichts innerhalb der Endabschnitte END1, END2 zu den äußeren seitlichen Rändern RD1, RD2 hin (d.h. in x-Richtung) seitlich etwas abfällt, so dass anschließend an die äußeren Ränder RD1, RD2 innerhalb des Beleuchtungsfelds jeweils ein Intensitätsgradient in x-Richtung vorliegt. Diese Intensitätsgradienten resultieren aus der oben beschriebenen Überlagerung der Bilder zahlreicher Feldfacetten des Feldfacettenspiegels und stellen eine gewünschte Eigenschaft der Intensitätsverteilung innerhalb des Beleuchtungsfeldes dar.
Bei den hier beschriebenen Messungen wird ein ein- und auswechselbares Detektormodul DET eines Messsystems MES verwendet, wobei das Detektormodul prinzipiell beispielsweise wie in 5 dargestellt aufgebaut sein kann. Das Detektormodul DET umfasst eine Feldsensor-Anordnung FSA, mit der es möglich ist, die Ortsverteilung der Intensität der Beleuchtungsfelds in einem rechteckigen Erfassungsbereich EB (vgl. 6) zu erfassen. Dieser liegt innerhalb des Zwischenbereichs ZW und schließt weder den ersten Endabschnitt END1 noch den zweiten Endabschnitt END2 ein. Dadurch wirken sich eventuelle Abschattungseffekte in den Endbereichen nicht auf die Messung aus. Die Lage des Erfassungsbereichs EB ist so gewählt, dass die Abbildung JM' einer Justagemarkierung innerhalb des Erfassungsbereichs liegt. Die Position der Abbildung der Justagemarkierung innerhalb der Austrittsebene kann durch Auswertung der Intensitätsverteilung im Erfassungsbereich EB exakt bestimmt werden. Daraus sind Rückschlüsse auf die „Feldlage“, also auf die Position des Beleuchtungsfeldes innerhalb der Austrittsebene möglich.
Außerdem ist eine Pupillensensors-Anordnung PSA integriert, mit der die Ortsverteilung von Messlicht in einer zur Austrittsebene des Beleuchtungssystems Fourier-transformierten Pupillenebene für mindestens einen außerhalb des Erfassungsbereichs EB liegenden Feldpunkt erfasst werden kann.
Die Feldsensor-Anordnung FSA weist einen Feldsensor FS mit rechteckförmigem Erfassungsbereich EB auf. Der Feldsensor umfasst einen für Messlicht empfindlichen optoelektronischen Wandler WD1 und zugehörige Elektronik. Der Wandler kann beispielsweise einen CCD- oder CMOS-Sensoren aufweisen, um die Intensitätsverteilung im zugehörigen Erfassungsbereich mit hinreichend großer Ortsauflösung aufnehmen zu können. Die lichtempfindliche Eintrittsfläche des Feldsensors FS liegt in der Eintrittsebene EE des Detektormoduls DET.
Neben dem Wandler WD1 ist eine für das Messlicht undurchlässige Blende BL mit einer in der Eintrittsebene EE liegenden Blendenöffnung BO angeordnet. Die Blende BL gehört zur Pupillensensor-Anordnung PSA. Die Blendenöffnung ist als dezentriert zur Mittelebene liegende Schlitzöffnung ausgebildet, die sich komplett in y-Richtung über die Ränder des Beleuchtungsfeldes hinaus erstreckt. Auch eine Lochblende mit kreisförmiger oder quadratischer Blendenöffnung ist möglich. Zu der Pupillensensor-Anordnung PSA gehört ein flächig ausgedehnter Sensor (Pupillensensor PS), der gegenüber der Eintrittsebene EE zurückgesetzt ist. Zwischen der Blendenöffnung BO und der lichtempfindlichen Eintrittsfläche am Wandler WD2 des Pupillensensors PS ist eine Fourier-Optik FO angeordnet, so dass sich die lichtempfindliche Eintrittsfläche des Pupillensensors PS in einer zur Eintrittsebene EE Fourier-transformierten Ebene befindet. Das vom Beleuchtungssystem kommende Messlicht wird durch die Blendenöffnung BO in der Eintrittsebene EE und durch Fourier-Optik FO hindurch auf die Eintrittsfläche des Pupillensensors PS geführt. Mit Hilfe der Fourier-Optik wird eine Pupillenabbildung geschaffen, mit der die Ortsverteilung der Beleuchtungsintensität in der Pupillenebene des Beleuchtungssystems für einen Feldpunkt im Bereich der Blendenöffnung BO auf die lichtempfindliche Eintrittsfläche des Pupillensensors PS abgebildet wird.
Im Rahmen der hier beschriebenen Ausführungsformen können Justageverfahren durchgeführt werden, die es erlauben, die Spiegelposition (Lage eines Spiegelmoduls in seiner Einbauposition) nach dem Einbau zu optimieren, so dass die geforderte optische Performance des gesamten Beleuchtungssystems zuverlässig erreicht werden kann. Bei vielen Verfahrensvarianten werden mithilfe des Messsystems drei Systemmessgrößen bzw. Performance-Messgrößen erfasst, nämlich:

(i) Die Position des Beleuchtungsfelds auf Retikelniveau bzw. in der Austrittsebene des Beleuchtungssystems (entsprechend Objektebene OS des Projektionsobjektivs). Diese Systemmessgröße wird mithilfe der mindestens einen Justagemarkierung bestimmt.
(ii) Die Ortsverteilung von Messlicht in einer zu der Austrittsebene Fourier-transformierten Pupillenebene des Beleuchtungssystems, welche die Telezentrie auf Retikelniveau bzw. in der Austrittsebene bestimmt. Dazu wird die Pupillensensoranordnung genutzt.
(iii) Eine Leuchtspotablage auf Pupillenfacetten, d.h. die Position eines Messlicht-Spots auf einer Facette des zweiten Facettenspiegels FAC2.

Der Nutzen derartiger Messungen ist in der WO 2017/153165 A1 der Anmelderin im Zusammenhang mit der Nutzung eines verfahrbaren Detektormoduls mit einem einzigen Feldsensor und einem einzigen Pupillensensor sowie in der WO 2019/081555 A1 im Zusammenhang mit der Nutzung eines stationär angebrachten Detektormoduls beschrieben. Analoge Mess- und Auswerteverfahren können im Rahmen der vorliegenden Erfindung genutzt werden. Bezüglich der Mess- und Auswerteverfahren wird der Offenbarungsgehalt der WO 2017/153165 A1 und der WO 2019/081555 A1 durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Unabhängig von der hier im Vordergrund stehenden Problemstellung, eine Systemmesstechnik für den Spiegelaustausch zu entwickeln, die ohne Ausnutzung der seitlichen Feldränder auskommt, kann es grundsätzlich vorteilhaft sein, einige oder alle von der EUV-Strahlung unbeleuchteten Bereiche von Feldfacetten mit Justagemarkierungen zu versehen, die zum Beispiel für sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung absorbierend und/oder beugend und/oder reflektierend ausgelegt sind. Bei einer Systemjustage kann die Feldlage der mit Justagemarkierungen versehenen Kanäle mit höherer Genauigkeit bestimmt werden, was für die Systemjustage und für spezielle Systemtests vorteilhaft sein kann.
Anhand der 7A, 7B etc. werden nun schematisch ausgewählte Ausgestaltungsmöglichkeiten für Justagemarkierungen erläutert.
Die 7A zeigt ein Beispiel für eine mögliche Ausgestaltung einer Justagemarkierung JM, die in Form eines binären Phasengitters gestaltet ist, welches für Messlicht ML aus dem sichtbaren Spektralbereich (VIS) beugend (diffraktiv) wirkt. Gezeigt ist ein Schnitt senkrecht durch eine Viellagenstruktur (multilayer structure) einer für EUV-Strahlung reflektierenden ersten Facette F1 senkrecht zu der reflektierenden Spiegelfläche. Die Viellagenstruktur hat eine Vielzahl von zueinander parallel verlaufenden, aufeinanderfolgenden Schichten aus hochbrechendem und relativ dazu niedrigbrechendem Material zur Bildung der EUV-reflektierenden Viellagenschicht (multilayer). Zur Bildung der Justagemarkierung JM ist die Spiegelfläche makroskopisch strukturiert und weist jeweils vordere Bereiche V und hintere Bereich H auf, die parallel zueinander ausgerichtet sind und in Richtung ihrer Flächennormalen um einen vergebenen Versatz d gegeneinander versetzt sind. Die vorderen Bereich V und die hinteren Bereich H weisen in Richtung senkrecht zu ihrer Flächennormalen im Beispielsfall identische Breite auf. Die Breite der vorderen Bereich V wird auch als Stegbreite bezeichnet, die Breite der hinteren Bereiche H auch als Furchenbreite. Im Bereich der Justagemarkierung ist eine Vielzahl derartiger Bereiche vorgesehen, in der Weise, dass durch die Bereiche eine Gitterstruktur mit einer Gitterperiode p ausgebildet wird, die auch als Gitterkonstante oder pitch bezeichnet wird. Die Gitterperiode p ist im Beispielsfall derart gewählt, dass das Messlicht auch dem sichtbaren Spektralbereich bei Auftreffen auf die Justagemarkierung aus dem in das Bildfeld führenden Strahlengang des Messlichts weggebeugt wird, so dass die Abbildung der Justagemarkierung in der Austrittsebene dunkel erscheint. Die Gitterperiode p kann beispielsweise im Bereich von 1 Mikrometer bis 100 Mikrometer liegen.
Eine derartige Justagemarkierung kann sowohl außerhalb des durch EUV-Strahlung erreichbaren Beleuchtungsstrahlengangs in einem zweiten Flächenabschnitt einer ersten Facette F1 angebracht sein, als auch innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs, da im letzten Fall die Gitterperiode der Gitterstruktur im Vergleich zur Wellenlänge der EUV-Strahlung so groß ist, dass die EUV-Strahlung durch die Justagemarkierung praktisch unbeeinflusst reflektiert wird. Anstelle der Gitterstruktur mit stufenartig steilen Übergängen zwischen vorderen und hinteren Bereichen können im Bereich der Übergänge auch schräge Flanken vorgesehen sein, was zum Beispiel aus Gründen der Herstellbarkeit vorteilhaft sein kann. Maßgeblich sind hier vor allem die im Vergleich zur EUV-Strahlungswellenlänge großen Gitterperioden p der Gitterstruktur.
Die 7B zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine erste Facette F1 im Bereich einer Justagemarkierung JM, die für das Messlicht ML absorbierend wirkt. Dazu ist auf die Viellagenstruktur der ersten Facette F1 eine Beschichtung CT mit der äußeren Gestalt der gebildeten Justagemarkierung aufgebracht. Das Beschichtungsmaterial und die Schichtdicke sind so gewählt, dass die Beschichtung für sichtbares Licht absorbierend wirkt, so dass vom auftreffenden Messlicht ML allenfalls ein sehr kleiner Bruchteil reflektiert und der übrige Anteil in der Justagemarkierung absorbiert wird. Daher erscheint die Abbildung der Justagemarkierung in Austrittsebene dunkel. Eine solche Justagemarkierung kann beispielsweise außerhalb des durch EUV-Strahlung beleuchteten Bereichs in einem zweiten Flächenabschnitt der ersten Facette F1 angebracht sein. Gegebenenfalls ist es auch möglich, eine solche Justagemarkierung in einem ersten Flächenabschnitt der ersten Facette anzubringen. Dann ist darauf zu achten, dass das Beschichtungsmaterial zwar für Messlicht absorbierend wirkt, für EUV-Strahlung jedoch möglichst transparent ist, so dass bei Beleuchten mit EUV-Strahlung kein Bild der Justagemarkierung in der Austrittsebene erscheint.
7C zeigt schematisch ein Beispiel für eine Montagemarkierung JM, die eine Markierungsstruktur hat, welche für Messlicht LM reflektierend wirkt in der Weise, dass ein Großteil des auf die Justagemarkierung auftreffendem Messlichts ML aus dem Beleuchtungsstrahlengang für das Messlicht rausreflektiert wird. Eine derartige Justagemarkierung kann beispielsweise so erzeugt werden, dass zunächst an der vorgesehenen Stelle für die Justagemarkierung zum Beispiel mit einem kugelförmigen oder kegelförmigen Fräser eine kleine Delle oder eine kugelförmige Ausnehmung in die Oberfläche des Facettensubstrats gefräst wird. Auf die Facette wird dann eine übliche, für EUV-Strahlung reflektierende Viellagenbeschichtung aufgebracht, die auch für sichtbares Licht (Messlicht) reflektierend wirkt. Wie in 7C gezeigt, wird Messlicht ML, welches auf die schräg zur Haupteinstrahlrichtung gerichteten Seitenwände der Delle fällt, aus dem Strahlengang für Messlicht herausreflektiert, so dass das Bild der Justagemarkierung im Beleuchtungsfeld bzw. in der Austrittsebene dunkel erscheint.
Je nach Ausführung der Justagemarkierungen kann zur Feldlagebestimmung dieser Kanäle anstelle einer zweidimensional auflösenden Sensoranordnung auch eine lichtempfindliche Diode oder eine andere lichtempfindliche Sensoreinheit genutzt werden. Im Beispiel von 8A ist in einem von EUV-Strahlung nicht erreichbaren zweiten Abschnitt A2 einer partiell ausgeleuchteten Feldfacette F1-T eine Justagemarkierung JM angebracht, die als heller Punkt in einem quadratischen, dunkel erscheinenden Bereich ausgelegt ist. 8B zeigt schematisch eine entsprechendes Abbildung JM' der Justagemarkierung in der Austrittsebene des Beleuchtungssystems. Die Feldsensor-Anordnung umfasst hier eine 4-Quadranten-Diode 4Q mit vier unabhängig voneinander auswertbaren lichtempfindlichen quadratischen Sensorfeldern Q1, Q2, Q2, Q4. Hierdurch kann im Vergleich zur Messung mit einer Kamera eine schnellere Messung mit höherer zeitlicher Auflösung durchgeführt werden.
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

US 7473907 B2 [0010]
WO 2019/081555 A1 [0012, 0015, 0019, 0038, 0041, 0062, 0095]
DE 102017219179 B3 [0012]
WO 2017/153165 A1 [0012, 0095]
US 2008278704 A1 [0024, 0071]
DE 102006036064 A1 [0024, 0071]

Claims

Beleuchtungssystem für eine EUV-Anlage, das dazu ausgebildet ist, im Betrieb der EUV-Anlage EUV-Strahlung (LR) einer EUV-Strahlungsquelle (LS) an einer Quellenposition in einer Eintrittsebene zu empfangen und aus mindestens einem Anteil der empfangenen EUV-Strahlung Beleuchtungsstrahlung zu formen, die in ein Beleuchtungsfeld (BF) in einer Austrittsebene (ES) des Beleuchtungssystems gerichtet ist und im Beleuchtungsfeld einer Beleuchtungsspezifikation genügt, wobei: das Beleuchtungssystem (ILL) mehrere Spiegelmodule aufweist, die an zugeordneten Einbaupositionen eingebaut sind und einen Beleuchtungsstrahlengang definieren, der von der Quellenposition bis zum Beleuchtungsfeld führt; die Spiegelmodule einen ersten Facettenspiegel (FAC1) und einen zweiten Facettenspiegel (FAC2) aufweisen, der erste Facettenspiegel (FAC1) zur Reflexion von EUV-Strahlung ausgebildete erste Facetten (F1) aufweist, die in oder nahe einer Feldebene des Beleuchtungssystems angeordnet sind, welche zur Ebene des Beleuchtungsfeldes (BF) optisch konjugiert ist, und der zweite Facettenspiegel (FAC2) zur Reflexion von EUV-Strahlung ausgebildete zweite Facetten (F2) aufweist, welche in (oder nahe) einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der ersten Facetten (F1) wenigstens eine Justagemarkierung (JM) aufweist, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems durch die EUV-Strahlung nicht in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist und bei Einstrahlung von Messlicht, welches aus einem anderen Wellenlängenbereich stammt als die EUV-Strahlung, in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Justagemarkierung für Messlicht ausgelegt ist, dessen Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich (VIS) oder im angrenzenden UV-Spektralbereich oder IR-Spektralbereich liegt.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Facettenspiegel (FAC1) eine oder mehrere teilbeleuchtete erste Facetten (F1-T) aufweist, die einen innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden ersten Flächenabschnitt (A1) und einen außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden zweiten Flächenabschnitt (A2) aufweisen, wobei wenigstens eine Justagemarkierung im zweiten Flächenabschnitt (A2) angeordnet ist.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine teilbeleuchtete erste Facette (F1-T), welche eine Justagemarkierung (JM) trägt, im äußeren Randbereich des ausgeleuchteten Bereichs am ersten Facettenspiegel (FAC1) liegen, so dass die erste Facette, die die Justagemarkierung (JM) trägt, teilweise nach außen aus dem Bereich des Beleuchtungsstrahlengangs hinausragt und/oder dass der Beleuchtungsstrahlengang in der Feldebene eine Ringform mit einem beleuchtungsfreien Mittelbereich aufweist, wenigstens eine teilbeleuchtete erste Facette (F1-T) existiert, die einen innerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs liegenden ersten Flächenabschnitt (A1) und einen im Mittelbereich liegenden zweiten Flächenabschnitt (A2) aufweist, und wenigstens eine Justagemarkierung (JM) in dem zweiten Flächenabschnitt (A2) angeordnet ist.
Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Justagemarkierung eine Markierungsstruktur aufweist, die für das Messlicht absorbierend wirkt und/oder dass wenigstens eine Justagemarkierung eine Markierungsstruktur aufweist, die für das Messlicht beugend wirkt und/oder wenigstens eine Justagemarkierung eine Markierungsstruktur mit einer reflektierenden Oberfläche aufweist, die im Vergleich zur umgebenden Spiegeloberfläche der ersten Facette (F1) schräg gestellt ist derart, dass Messlicht, welches auf die reflektierende Oberfläche trifft, aus dem Strahlengang des Messlichts herausreflektiert wird.
Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Justagemarkierung (JM) in demjenigen Bereich einer ersten Facette (F1) angeordnet ist, der im Betrieb von der EUV-Strahlung erreicht wird, wobei die Justagemarkierung derart ausgebildet ist, dass mittels der EUV-Strahlung keine Abbildung der Justagemarkierung im Beleuchtungsfeld erzeugbar ist.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Justagemarkierung (JM) eine Markierungsstruktur aufweist, die für EUV-Strahlung im Wesentlichen genauso reflektierend wirkt wie ein Bereich in unmittelbarer Nähe, aber außerhalb der Justagemarkierung, und für das Messlicht absorbierend wirkt, wobei vorzugsweise die Justagemarkierung eine Beschichtung aufweist, welche für EUV-Strahlung im Wesentlichen transparent ist, das Messlicht jedoch derart absorbiert, dass eine Abbildung der Justagemarkierung im Beleuchtungsfeld entsteht, wenn Messlicht auf den Bereich der Justagemarkierung eingestrahlt wird.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Justagemarkierung (JM) eine Markierungsstruktur aufweist, die als Gitterstruktur ausgebildet ist, wobei eine typische Strukturgröße der Gitterstruktur im Vergleich zur Wellenlänge der EUV-Strahlung derart makroskopisch ist, dass keine Beugung der EUV-Strahlung stattfindet, wobei die Strukturgröße so bemessen ist, dass für das Messlicht eine beugende Wirkung vorliegt, wobei vorzugsweise die Markierungsstruktur für die Verwendung von Messlicht aus dem sichtbaren Wellenlängenbereich (VIS) ausgelegt ist und Gitterstrukturbreiten im Bereich von 1 µm bis 100 µm aufweist.
Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Facettenspiegel (FAC1) zwei oder mehr untereinander identische oder unterschiedliche Justagemarkierungen (JM) an unterschiedlichen Stellen angebracht sind, insbesondere an unterschiedlichen ersten Facetten.
Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Justagemarkierung (JM) mit Abstand von den seitlichen Rändern der ersten Facette außerhalb eines ersten Endabschnitts (END1) und eines gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts (END2) der ersten Facette (F1) angeordnet ist, so dass eine Abbildung (JM') dieser Justagemarkierung nicht in der Nähe eines seitlichen Feldrandes des Beleuchtungsfelds (BF) liegt.
Verfahren zum Wiederherstellen eines in einer EUV-Anlage eingebauten Beleuchtungssystems, das gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist, wobei das Verfahren eine Austauschoperation eines der Spiegelmodule umfasst, in welcher das Spiegelmodul aus seiner Einbauposition ausgebaut und aus dem Beleuchtungssystem entnommen wird, ein nominell baugleiches Spiegelmodul anstelle des entnommenen Spiegelmoduls in die Einbauposition eingebaut wird und das eingebaute Spiegelmodul unter Veränderung der Lage des eingebauten Spiegelmoduls in der Einbauposition in Starrkörperfreiheitsgraden justiert wird; wobei vor der Austauschoperation eine Referenzmessung durchgeführt wird, um einen Referenzzustand zu erfassen, der den Justierungszustand vor Beginn der Austauschoperation repräsentiert, und wobei nach Abschluss der Austauschoperation eine Vergleichsmessung durchgeführt und der dabei gemessene Justierungszustand mit dem Referenzzustand verglichen wird, um den Justierungszustand vor der Austauschoperation wieder herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Referenzmessung und der Vergleichsmessung die Position eines Bildes (JM') wenigstens einer Justagemarkierung (JM) in dem Beleuchtungsfeld (BF) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Messlicht verwendet wird, welches aus einem anderen Wellenlängenbereich stammt als die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems verwendete EUV-Strahlung, wobei vorzugsweise ein Wellenlängenbereich des Messlicht im sichtbaren Spektralbereich oder im angrenzenden UV-Spektralbereich oder IR-Spektralbereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Messlicht so eingestrahlt wird, dass dieses wenigstens zum Teil außerhalb des Beleuchtungsstrahlengangs der EUV-Strahlung propagiert.
Detektormodul (DET) für ein Messsystem zur Messung von Systemmessgrößen in einem Beleuchtungsfeld (BF) in einer Austrittsebene eines Beleuchtungssystems einer EUV-Anlage umfassend: eine Feldsensor-Anordnung (FSA) zum Erfassen der Positionen eines Bildes (JM') einer Justagemarkierung (JM), wobei ein Erfassungsbereich (EB) der Feldsensor-Anordnung so angeordnet ist, dass er außerhalb eines ersten Endabschnitts (END1) und eines dem ersten Endabschnitt gegenüber liegenden zweiten Endabschnitt (END2) des Beleuchtungsfeldes (BF) liegt, und eine Pupillensensor-Anordnung (PSA) zum Erfassen einer Ortsverteilung von Messlicht in einer zur Austrittsebene Fourier-transformierten Pupillenebene für einen Feldpunkt, der außerhalb des Erfassungsbereichs der Feldsensor-Anordnung (FSA) liegt.
Spiegelmodul mit einem ersten Facettenspiegel (FAC1) zur Verwendung in einem Beleuchtungssystem einer EUV-Anlage, wobei das Beleuchtungssystem dazu ausgebildet ist, im Betrieb der EUV-Anlage EUV-Strahlung (LR) einer EUV-Strahlungsquelle (LS) an einer Quellenposition in einer Eintrittsebene zu empfangen und aus mindestens einem Anteil der empfangenen EUV-Strahlung Beleuchtungsstrahlung zu formen, die in ein Beleuchtungsfeld (BF) in einer Austrittsebene (ES) des Beleuchtungssystems gerichtet ist und im Beleuchtungsfeld einer Beleuchtungsspezifikation genügt, wobei der erste Facettenspiegel (FAC1) zur Reflexion von EUV-Strahlung ausgebildete erste Facetten (F1) aufweist, die in oder nahe einer Feldebene des Beleuchtungssystems anordenbar sind, welche zur Ebene des Beleuchtungsfeldes (BF) optisch konjugiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der ersten Facetten (F1) wenigstens eine Justagemarkierung (JM) aufweist, die im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Beleuchtungssystems durch die EUV-Strahlung nicht in das Beleuchtungsfeld (BF) abbildbar ist und bei Einstrahlung von Messlicht, welches aus einem anderen Wellenlängenbereich stammt als die EUV-Strahlung, in das Beleuchtungsfeld abbildbar ist.