DE102021214142A1 - Verfahren zum Kalibrieren eines manipulierbaren optischen Moduls - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Kalibrieren eines manipulierbaren optischen Moduls (12) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (110), welches mindestens ein Manipulationselement (16) zum Einstellen eines zumindest eindimensionalen örtlichen Variationsprofils (18) einer optischen Eigenschaft des optischen Moduls umfasst wird bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Anlegen eines zeitlich variierenden Anregungssignals (43) an das mindestens eine Manipulationselement, Bestimmen eines Rohmessdatensatzes (62) mittels durch eine Messeinrichtung (40) erfolgendes Vermessen des jeweiligen, sich an verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden, örtlichen Variationsprofils (18), Abschätzen einer durch die zeitliche Variation des Anregungssignals (43) bedingten, zeitlich variierenden Skalierung (73) in den Variationsprofilen (18) des Rohmessdatensatzes, Bestimmen eines vollwertigen Wirkungsprofils (64) der optischen Eigenschaft durch Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung (73) an die Variationsprofile (18) des Rohmessdatensatzes, sowie Bestimmen von Kalibrierdaten (64, 66) des manipulierbaren optischen Moduls auf Basis des vollwertigen Wirkungsprofils (64).

Description

• Hintergrund der Erfindung
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines manipulierbaren optischen Moduls für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
• Das manipulierbare optische Modul umfasst mehrere Manipulationselemente zum Einstellen eines zumindest eindimensionalen örtlichen Variationsprofils einer optischen Eigenschaft des optischen Moduls. Das Variationsprofil kann auch als Manipulationsprofil bezeichnet werden und kann beispielsweise ein Deformationsprofil einer optischen Oberfläche des optischen Moduls oder auch eine Variation des Brechungsindex des optischen Moduls sein. Die Manipulationselemente können Aktuatoren umfassen, wie z.B. in JP 2013-161992 A beschrieben. Zur Gewährleistung einer möglichst präzisen Abbildung von Maskenstrukturen auf den Wafer wird eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem Projektionsobjektiv mit möglichst geringen Wellenfrontaberrationen benötigt. Projektionsobjektive werden daher mit Manipulatoren zur Lageänderung von optischen Elementen oder mit dem eingangs genannten manipulierbaren optischen Modul ausgestattet, welches es ermöglicht, ggf. in Zusammenspiel mit anderen Manipulatoren, Wellenfrontfehler durch z.B. eine Deformation des optischen Elements zu korrigieren.
• Üblicherweise wird dazu die Aberrationscharakteristik des Projektionsobjektivs regelmäßig vermessen und gegebenenfalls werden Änderungen in der Aberrationscharakteristik zwischen den einzelnen Messungen durch Simulation bestimmt. Eine Manipulatorsteuerung ermittelt aus der Aberrationscharakteristik ein Stellsignal, welches an das manipulierbare optische Modul und ggf. andere Aktuatoren übermittelt wird. Das an das manipulierbare optische Modul übermittelte Stellsignal gibt ein Variationsprofil bzw. Aktuationsprofil, welches von dem optischen Modul einzustellen ist, bzw. eine Korrektur des bereits eingestellten Variationsprofils vor. Leider ergeben sich allerdings oft Abweichungen zwischen dem tatsächlich eingestellten Variationsprofil und dem durch das Stellsignal vorgegebenen Variationsprofil.
• Zugrunde liegende Aufgabe
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere sichergestellt wird, dass ein manipulierbares optisches Modul mit einer hohen Genauigkeit und einem vergleichsweise geringen Zeitaufwand kalibriert werden kann und damit ein mittels eines Stellsignals vorgegebenes Variationsprofil einer optischen Eigenschaft des kalibrierten Moduls mit einer hohen Genauigkeit am optischen Modul eingestellt werden kann.
• Erfindungsgemäße Lösung
• Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß beispielsweise gelöst werden mit einem Verfahren zum Kalibrieren eines manipulierbaren optischen Moduls für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage. Das manipulierbare optische Modul umfasst mindestens ein Manipulationselement zum Einstellen eines zumindest eindimensionalen örtlichen Variationsprofils einer optischen Eigenschaft des optischen Moduls. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Anlegen eines zeitlich variierenden Anregungssignals an das mindestens eine ausgewählte Manipulationselement, Bestimmen eines Rohmessdatensatzes mittels durch eine Messeinrichtung erfolgendes Vermessen des jeweiligen, sich an verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden, örtlichen Variationsprofils, Abschätzen einer durch die zeitliche Variation des Anregungssignals bedingten, zeitlich variierenden Skalierung in den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes, Bestimmen eines vollwertigen Wirkungsprofils der optischen Eigenschaft durch Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes, sowie Bestimmen von Kalibrierdaten des manipulierbaren optischen Moduls auf Basis des vollwertigen Wirkungsprofils.
• Das örtliche Variationsprofil einer optischen Eigenschaft, welches auch Manipulationsprofil bezeichnet werden kann und beispielsweise ein Deformationsprofil einer optischen Oberfläche des optischen Moduls ist, ist insbesondere ein zweidimensionales Variationsprofil. Insbesondere ist das Anregungssignal eine zeitlich variierende Spannung. Das Bestimmen des Rohmessdatensatzes „durch mittels einer Messeinrichtung erfolgendes Vermessen des jeweiligen, sich an verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden, örtlichen Variationsprofils“ bedeutet, dass die Bestimmung des Rohmessdatensatzes zumindest das Vermessen dieser Variationsprofile der optischen Eigenschaft umfasst.
• Mit anderen Worten enthalten die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes eine auf die zeitliche Variierung des Anregungssignals zurückgehende zeitlich variierende Skalierung, welche im vorstehend genannten Verfahren abgeschätzt wird. Das heißt, abhängig vom jeweiligen Wert des Anregungssignals wird das betreffende Variationsprofil skaliert. Damit gäbe es bei einem fiktiven zeitlich konstanten Anregungssignal keine zeitlich variierende Skalierung. Die zeitlich variierende Skalierung kann beispielsweise durch rechnerische Simulation der Variationsprofile in Abhängigkeit von der zeitlichen Variation des Anregungssignals ermittelt werden. Alternativ kann die zeitlich variierende Skalierung durch Ausführen einer Eigenwertzerlegung auf Grundlage des Rohmessdatensatzes ermittelt werden, wie nachstehend näher beschrieben.
• Unter einem „Anfitten“ eines Profils an Messdaten ist zu verstehen, das Profil mit bestimmten variablen Parametern zu versehen und dann mittels Regressionsrechnung die variablen Parameter derart zu wählen, dass das Profil optimal an die Messdaten angepasst ist. Dazu kann beispielsweise die mittlere quadratische Abweichung des Profils oder eine anders geartete, die Abweichung beschreibende, Metrik minimiert werden.
• Unter dem erfindungsgemäßen Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes zum Bestimmen des vollwertigen Wirkungsprofils ist zu verstehen, dass die zeitlich variierende Skalierung zumindest mit einem variablen Parameter versehen wird und beim Fitting-Verfahren der mindestens eine variable Parameter derart gewählt wird, dass die zeitlich variierende Skalierung optimal an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes angepasst ist.
• Das Bestimmen der Kalibrierdaten auf Basis des vollwertigen Wirkungsprofils kann dadurch erfolgen, dass das vollwertige Wirkungsprofil direkt als Kalibrierdaten bestimmt wird. Alternativ oder zusätzlich können weitere Berechnungen auf Grundlage des vollwertigen Wirkungsprofils zur Bestimmung eines weiteren Teils der Kalibrierdaten durchgeführt werden.
• Die mittels des Verfahrens generierten Kalibrierdaten können zur Kalibrierung einer Steuerungseinheit des manipulierbaren optischen Moduls genutzt werden, d.h. eine Kennkurve der Steuerungseinheit kann anhand der Kalibrierdaten derart eingestellt werden, dass ein Stellsignal mit einer hohen Genauigkeit in ein vorgegebenes Variationsprofil der optischen Eigenschaft umgesetzt wird.
• Aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung eines zeitlich variierenden Anregungssignals zur Bestimmung des Rohmessdatensatzes sowie der Abschätzung der durch die zeitliche Variation des Anregungssignals bedingten, zeitlich variierenden Skalierung in den Variationsprofilen wird es möglich, nicht nur statische Fehler, sondern insbesondere auch dynamische bzw. zufällige Fehler bei der Bestimmung der Kalibrierdaten zu unterdrücken, ohne die Messzeit bei der Vermessung der Variationsprofile erheblich zu verlängern. Unter statischen Fehlern sind z.B. auf Justagefehler der Messvorrichtung zurückgehende systematische Fehler und unter zufälligen Fehlern z.B. auf Detektorrauschen oder auf Schlierenbildung in der Messeinrichtung zurückgehende Fehler zu verstehen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Messverfahren, bei denen eine Verringerung des Rauschuntergrunds um den Faktor N durch Mittelung der Messdaten eine Messzeitverlängerung um N² zur Folge hat, kann beim erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund der Verwendung des Anregungssignals und der zeitlich variierenden Skalierung eine Rauschunterdrückung mit erheblich geringerem Zeitaufwand bewerkstelligt werden.
• Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Projektionsbelichtungsanlage mehrere Manipulationselemente und das Kalibrierverfahren umfasst den weiteren Schritt des Auswählens mindestens eines der Manipulationselemente, wobei das Anlegen des zeitlich variierenden Anregungssignals an das ausgewählte Manipulationselement erfolgt.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die zeitlich variierende Skalierung durch rechnerische Simulation der sich an den verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden Wirkung des mindestens einen Manipulationselements abgeschätzt. Die Wirkung des Manipulationselements geht dabei auf die Variation des Anregungssignals zurück. Mit anderen Worten wird die zeitlich variierende Skalierung durch Simulationsrechnung, beispielsweise auf Grundlage von a priori Wissen über das manipulierbare optische Modul sowie die Messeinrichtung, abgeschätzt. Die Simulationsrechnung ermittelt damit insbesondere die Manipulatorreaktion auf das zeitlich variierende Anregungssignal.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Abschätzen der zeitlich variierenden Skalierung in den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes die folgenden Schritte: Ermitteln eines reduzierten Wirkungsprofils durch Ausführen einer Eigenwertzerlegung auf Grundlage des Rohmessdatensatzes und Auswählen einer dabei ermittelten Eigenmode als reduziertes Wirkungsprofil, sowie Abschätzen der durch die zeitliche Variation des Anregungssignals bedingten, zeitlich variierenden Skalierung des reduzierten Wirkungsprofils in den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes. Das vollwertige Wirkungsprofil der optischen Eigenschaft, welches durch Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes bestimmt wird, kann in Abgrenzung zum reduzierten Wirkungsprofil auch als „vollständiges Wirkungsprofil“ bezeichnet werden.
• Das reduzierte Wirkungsprofil stellt in den gemessenen Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes zumindest eine Komponente dar, die von anderen Komponenten überlagert sein kann. Beim Abschätzen der durch die zeitliche Variation des Anregungssignals bedingten zeitlich variierenden Skalierung des reduzierten Wirkungsprofils in den Variationsprofilen wird die dem reduzierten Wirkungsprofil entsprechende Komponente hinsichtlich ihrer zeitlich variierenden Skalierung analysiert. Die zeitlich variierende Skalierung wird in diesem Text auch als zeitlich variierendes Wirkungssignal bezeichnet.
• Gemäß einer Ausführungsform wird ein korrigierter Messdatensatz durch Herausrechnen von bekannten, auf die Messeinrichtung zurückgehenden, Messeinflüssen aus den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes bestimmt. Derartige Messeinflüsse sind in der Regel zeitlich variierende Einflüsse auf das Messergebnis und können z.B. mechanische Justagedriften der Messeinrichtung umfassen. Das Vorhandensein der genannten Messeinflüsse führt in der Regel zu einer verschlechterten Messgenauigkeit. Das Bestimmen des korrigierten Messdatensatzes „durch Herausrechnen von bekannten, auf die Messeinrichtung zurückgehenden, Messeinflüssen aus den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes“ bedeutet, dass das Bestimmen des korrigierten Messdatensatzes mindestens das Herausrechnen dieser bekannten Messeinflüsse umfasst. Das Herausrechnen dieser Messeinflüsse kann beispielsweise durch Anfitten einer oder mehrerer Freiheitsgrade der Messeinrichtung bzw. des Messaufbaus, wie etwa Kipp, Defokus und Koma an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes erfolgen. Gemäß einer Ausführungsvariante erfolgt die auf Grundlage des Rohmessdatensatzes ausgeführte Eigenwertzerlegung am korrigierten Messdatensatz.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Abschätzen der durch die zeitliche Variation des Anregungssignals bedingten, zeitlich variierenden Skalierung des reduzierten Wirkungsprofils in den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes ein Berechnen einer jeweiligen Profil-Anregungsamplitude des reduzierten Wirkungsprofils in mehreren der Variationsprofile des korrigierten Messdatensatzes und Darstellen der berechneten Profil-Anregungsamplituden in Abhängigkeit von den jeweiligen Messzeitpunkten der zugrunde liegenden Variationsprofile des Rohmessdatensatzes als die zeitlich variierende Skalierung. Mit anderen Worten ergibt die Darstellung der berechneten Profil-Anregungsamplituden in Abhängigkeit des jeweiligen Messzeitpunkts der zugrunde liegenden Variationsprofile des Rohmessdatensatzes die zeitlich variierende Skalierung.
• Das Berechnen der jeweiligen Profil-Anregungsamplitude des reduzierten Wirkungsprofils in mehreren der Variationsprofile des korrigierten Messdatensatzes erfolgt insbesondere durch Anfitten des reduzierten Wirkungsprofils an das betreffende Variationsprofil. Das Berechnen der jeweiligen Profil-Anregungsamplitude erfolgt gemäß einer Ausführungsform für alle Variationsprofile des korrigierten Messdatensatzes. Unter den jeweiligen Messzeitpunkten, zu welchen die berechneten Profil-Anregungsamplituden dargestellt werden, versteht man die Messzeitpunkte des zugehörigen Variationsprofils aus dem Rohmessdatensatz.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung zum Bestimmen des vollwertigen Wirkungsprofils ein jeweiliges Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes an mehreren Orten in den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes über den zeitlichen Verlauf der Variationsprofile. Daraus wird eine jeweilige Anregungsamplitude der zeitlich variierenden Skalierung für den jeweiligen Ort in den Variationsprofilen bestimmt. Die Gesamtheit der bestimmten Anregungsamplituden bildet das vollwertige Wirkungsprofil. Mit anderen Worten erfolgt ein Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes für unterschiedliche gemeinsame Orte der Variationsprofile zum Bestimmen einer jeweiligen Anregungsamplitude der zeitlich variierenden Skalierung in den Variationsprofilen, wobei die Gesamtheit der für die unterschiedlichen gemeinsamen Orte bestimmten Anregungsamplituden das vollwertige Wirkungsprofil der optischen Eigenschaft bildet.
• Unter dem Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes ist zu verstehen, dass beim Fitting-Verfahren zumindest die Amplitude der Skalierung als variabel gesetzt wird und nun mittels Regressionsrechnung die Anregungsamplitude derart gewählt wird, dass die zeitlich variierende Skalierung optimal an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes am jeweiligen gemeinsamen Ort angepasst ist. Die an den verschiedenen Orten ermittelten Amplituden bilden zusammen das vollwertige Wirkungsprofil.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird weiterhin durch jeweiliges Anfitten des vollwertigen Wirkungsprofils an geeignete Variationsprofile des Rohmessdatensatzes eine jeweilige Wirkamplitude des betreffenden Variationsprofils ermittelt. Eine Korrelation zwischen den Wirkamplituden und einer zeitlich variierenden Größe des Anregungssignals wird als Kalibrierdaten, vorzugsweise zusätzlich zu dem vollständigen Wirkungsprofil selbst, vom Kalibrierverfahren bereitgestellt. Das heißt, die Kalbrierdaten umfassen die Korrelation zwischen den Wirkamplituden und der zeitlich variierenden Größe des Anregungssignals. Bei der zeitlich variierenden Größe kann es sich um eine elektrische Spannung des Anregungssignals handeln. Die Wirkamplitude bezeichnet vorzugsweise einen Skalierungsfaktor, mit dem das vollwertige Wirkungsprofil zu multiplizieren ist, um im Wesentlichen das betreffende Variationsprofil zu erhalten. Beim Anfitten des vollwertigen Wirkungsprofils an die geeigneten Variationsprofile werden gemäß einer Ausführungsform Messeinflüsse, welche auf die Messeinrichtung zurückgehen, herausgerechnet.
• Gemäß einer Ausführungsvariante der vorgenannten Ausführungsform ist das Anregungssignal derart konfiguriert, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Vermessens der Variationsprofile des Rohdatensatzes Vergleichsmessungen mit einem einheitlichen Anregungssignalwert vorgenommen werden. Vor dem Anfitten des vollwertigen Wirkungsprofils an die geeigneten Variationsprofile wird ein Rauschuntergrund mittels der Vergleichsmessungen aus den Variationsprofilen entfernt. Insbesondere handelt es sich bei den Vergleichsmessungen um sogenannte Nullmessungen, bei denen das Anregungssignal den Wert Null oder eine feste Offsetspannung beträgt. Gemäß einer Ausführungsvariante können zusätzlich noch echte Nullpunkte, d.h. Spannungswerte mit 0 V, ins Wechselsignal aufgenommen werden. Diese Nullpunkte können in regelmäßigen Zeitabständen vorgesehen sein und als Resetpunkte dienen, um z.B. Hystereseeffekte des manipulierbaren optischen Moduls in der Messung berücksichtigen zu können.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das vollwertige Wirkungsprofil mittels eines Profilmodells angefittet, welches ein vorgegebenes Sollprofil und mindestens eine vorgegebene Sensitivität eines möglichen konstruktiven Fehlers des manipulierbaren optischen Moduls umfasst. Durch das Anfitten wird eine Größe eines oder mehrerer zugehöriger konstruktiver Fehler ermittelt. Die ermittelten Größen bezüglich eines oder mehrerer konstruktiver Fehler können als Pozessfeedback zur Vermeidung derselben konstruktiven Fehler bei der Herstellung weiterer optischer Module dienen, d.h. die Herstellungsprozesse können entsprechend angepasst werden, sodass die konstruktiven Fehler bei zu einem späteren Zeitpunkt hergestellten optischen Module nicht mehr oder in verringertem Maße auftreten.Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das zeitlich variierende Anregungssignal mittels Überlagerung eines Grundsignals mit einem Wechselsignal gebildet. Das Grundsignal kann beispielsweise rampenförmig sein. Das Wechselsignal bildet eine Tägerwelle, welche periodisch oder aperiodisch zwischen zwei unterschiedlichen Signalniveaus hin- und herspringt, wobei die Signalniveaus diskrete Werte oder auch Wertebereiche darstellen können, d.h. der obere und der untere Wert des Wechselsignals kann über die Zeit entweder fest bleiben oder innerhalb eines oberen Wertebereichs bzw. eines unteren Wertebereich variieren. Gemäß einer Ausführungsform beträgt eines der Signalniveaus den Wert Null. Vorzugsweise handelt es sich bei der Überlagerung des Grundsignals mit dem Wechselsignal um eine multiplikative Überlagerung. Weiterhin kann das sich aus der multiplikativen Überlagerung ergebende Signal mit einem Offset versehen sein, sodass sich, bei Zuweisung eines Neutralwerts an eines der Signalniveaus, für das Anregungssignal ein durch das Grundsignal definierter Wert ergibt, welcher immer wieder durch den Neutralwert unterbrochen wird.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei der Ermittlung des reduzierten Wirkungsprofils die Eigenwertzerlegung am korrigierten Messdatensatz vorgenommen. Insbesondere wird eine Hauptkomponentenanalyse am korrigierten Messdatensatz vorgenommen.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Variationsprofil ein Deformationsprofil einer optischen Oberfläche des optischen Moduls. Gemäß einer Ausführungsvariante ist das mindestens eine Manipulationselement als Aktuator konfiguriert. Insbesondere sind mehrere Manipulationselemente als Aktuatoren konfiguriert. Dabei kann der Aktuator bzw. die Aktuatoren dazu konfiguriert sein, seine Ausdehnung parallel zur optischen Oberfläche zu verändern. Alternativ kann der Aktuator bzw. die Aktuatoren dazu konfiguriert sein, seine Ausdehnung quer zur optischen Oberfläche zu verändern. Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante ist das mindestens eine Manipulationselement ein Heizelement, welches dazu konfiguriert ist, durch punktuelles Aufheizen eines optischen Elements, die Form der optischen Oberfläche zu verändern.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform beschreibt das Variationsprofil eine Brechzahlvariation in einem optisch durchlässigen Material. Eine solche Brechzahlvariation kann etwa durch das Einstellen eines Temperaturprofils mittels entsprechenden als Heiz- oder Kühlelemente konfigurierten Manipulationselementen bewirkt werden. Alternativ kann das Variationsprofil eine Variation einer Polarisationseigenschaft in einem optischen Element der Projektionsbelichtungsanlage beschreiben.
• Die vorgenannte Aufgabe kann weiterhin beispielsweise gelöst werden mit einer Vorrichtung zur Kalibrierung eines manipulierbaren optischen Moduls für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, welches mindestens ein Manipulationselement zum Einstellen eines zumindest eindimensionalen örtlichen Variationsprofils einer optischen Eigenschaft des optischen Moduls umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Signalgeber zum Anlegen eines zeitlich variierenden Anregungssignals an das mindestens eine Manipulationselement, eine Messeinrichtung zum Bestimmen eines Rohmessdatensatzes durch Vermessen des jeweiligen, sich an verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden, örtlichen Variationsprofils, sowie eine Auswerteeinrichtung. Die Auswerteeinrichtung ist dazu konfiguriert, eine durch die zeitliche Variation des Anregungssignals bedingte zeitlich variierende Skalierung in den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes abzuschätzen, ein vollwertiges Wirkungsprofil der optischen Eigenschaft durch Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes zu bestimmen, sowie Kalibrierdaten des manipulierbaren optischen Moduls auf Basis des vollwertigen Wirkungsprofils zu bestimmen.
• Die zeitlich variierende Skalierung kann auch als zeitlich variierendes Wirkungssignal bezeichnet werden, durch welches die berechneten Profil-Anregungsamplituden in Abhängigkeit von den jeweiligen Messzeitpunkten der zugrunde liegenden Variationsprofile dargestellt werden.
• Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entsprechend auf die erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung übertragen werden und umgekehrt. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.
• Figurenliste
• Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:
• 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung eines manipulierbaren optischen Moduls für eine mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit einer Messeinrichtung zum Vermessen eines mittels eines Anregungssignals erzeugten Rohmessdatensatzes sowie einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Rohmessdatensatzes,
• 2 ein in der Auswerteeinrichtung erfolgendes Bestimmen einer zeitlich variierenden Skalierung aus dem Rohmessdatensatz,
• 3 ein weiterhin in der Auswerteeinrichtung erfolgendes Bestimmen eines vollwertigen Wirkungsprofils aus dem Rohmessdatensatz mit Hilfe der zeitlich variierenden Skalierung,
• 4 ein weiterhin in der Auswerteeinrichtung erfolgendes Ermitteln konstruktiver Fehler des manipulierbaren optischen Moduls aus dem vollwertigen Wirkungsprofil,
• 5 ein weiterhin in der Auswerteeinrichtung erfolgendes Bestimmen einer Korrelation zwischen einer Wirkamplitude von Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes und einer elektrischen Spannung des Anregungssignals,
• 6 ein erster Abschnitt eines Flussdiagramms eines mittels der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung ausführbaren Verfahrens zum Kalibrieren des manipulierbaren optischen Moduls,
• 7 ein zweiter Abschnitt des Flussdiagramms des mittels der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung ausführbaren Verfahrens zum Kalibrieren des manipulierbaren optischen Moduls,
• 8 eine Rückseite eines Spiegelelements des manipulierbaren optischen Moduls mit darauf angeordneten Manipulationselementen,
• 9 eine Ausführungsform des manipulierbaren optischen Moduls in Schnittansicht,
• 10 eine weitere Ausführungsform des manipulierbaren optischen Moduls in Schnittansicht,
• 11 eine weitere Ausführungsform des manipulierbaren optischen Moduls in Schnittansicht, sowie
• 12 eine Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem darin integrierten manipulierbaren optischen Modul.
• Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
• In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
• Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die y-Richtung nach oben und die z-Richtung nach links.
• In 1 wird ein Ausführungsbeispiel einer Kalibriervorrichtung 10 zur Kalibrierung eines manipulierbaren optischen Moduls 12 veranschaulicht. Das manipulierbare optische Modul 12 ist zum Einbau in eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, wie etwa in die in 12 veranschaulichte Projektionsbelichtungsanlage 110 für die EUV-Mikrolithographie, vorgesehen. Das manipulierbare optische Modul 12 umfasst ein optisches Element, hier in Gestalt eines deformierbaren Spiegelelements 14, mehrere Manipulationselemente 16 zum Einstellen eines zumindest eindimensionalen örtlichen Variationsprofils 18 einer optischen Eigenschaft des optischen Moduls 12 sowie eine Steuerungseinheit 20 zur Steuerung der Manipulationselemente 16. In der Ausführungsform gemäß 12 dient das Spiegelelement 14 des manipulierbaren optischen Moduls 12 als Spiegelelement E1 eines Projektionsobjektivs 112 der Projektionsbelichtungsanlage 110. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Variationsprofil 18 um ein Deformationsprofil einer reflektiven optischen Oberfläche 15 des Spiegelelements 14 und damit bei der optischen Eigenschaft um Oberflächenabweichungen der optischen Oberfläche 15. Das Variationsprofil 18 wird im vorliegenden Fall durch eine zweidimensionale Matrix M_ij dargestellt, welche für Punkte P_ij eines zweidimensionalen Rasters auf der optischen Oberfläche 15 jeweilige Deformationswerte, d.h. Abweichungen der optischen Oberfläche 15 am Punkt P_ij von der im unmanipulierten Zustand vorliegenden Sollfrom der optischen Oberfläche 15 angibt. Die Indizes i und j nummerieren die Punkte P_ij in x bzw. y-Richtung.
• Die reflektive optische Oberfläche 15 des Spiegelelements 14 kann in der Ausführungsform als Spiegelelement E1 des Projektionsobjektivs 112 gemäß 12 im unmanipulierten Zustand eine sphärische oder nicht-sphärische Oberfläche zur Reflexion von EUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm sein. Die nicht-sphärische Oberfläche des Spiegels kann beispielsweise als Freiformoberfläche mit einer Abweichung von jeder rotationssymmetrischen Asphäre von mehr als 5 µm und einer Abweichung von jeder Sphäre von mindestens 1 mm ausgebildet sein.
• Die Manipulationselemente 16 des manipulierbaren optischen Moduls 12 können entlang einer Dimension oder in zwei Dimensionen entlang einer Rückseite 17 des Spiegelelements 14 angeordnet sein, sodass ein eindimensionales oder ein zweidimensionales Variationsprofil 18 in Form eines Deformationsprofils der optischen Oberfläche 15 entsteht, wie in 1 anhand von Doppelpfeilen angedeutet. In 8 ist eine Ausführungsform des manipulierbaren optischen Moduls 12 veranschaulicht, bei der ein zweidimensionales Feld mit 5x5 Manipulationselementen 16 in Gestalt von Aktuatoren an der Rückseite 17 des deformierbaren Spiegelelements 14 angeordnet sind.
• In den 9 bis 11 sind unterschiedliche Ausführungsformen der manipulierbaren optischen Module 12 veranschaulicht, in denen die als Aktuatoren konfigurierten Manipulationselemente 16 in unterschiedlichen Ausgestaltungen ausgeführt sind. In den 9 bis 11 ist zur Vereinfachung der Darstellung jeweils die vorstehend erwähnte Steuerungseinheit 20 der optischen Module 12 weggelassen.
• In der in 9 dargestellten Ausführungsform 12a des manipulierbaren optischen Moduls 12 sind die an der Rückseite 17 des Spiegelelements 14 angebrachten Manipulationselemente 16 dazu konfiguriert, ihre Ausdehnung parallel zur optischen Oberfläche 15, d.h. senkrecht zur optischen Achse des Spiegelelements 14 zu verändern. Dazu können die Manipulationselemente 16 als Piezoelemente ausgeführt sein, welche von der Steuerungseinheit 20 mit einer Spannung U angesteuert werden. Die Gesamtheit der Manipulationselemente 16 kann beispielsweise als Piezomatte ausgeführt sein.
• Wird am Manipulationselement 16 eine Spannung U > U₀ angelegt, so verkürzt das Manipulationselement 16 seine Querausdehnung, d.h. seine Ausdehnung in x-Richtung gemäß dem Koordinatensystem von 9, wie anhand eines als mittleres Manipulationselement 16m bezeichneten Manipulationselements in 9a dargestellt. Verkürzt sich nun das Manipulationselement 16m, während die benachbarten Manipulationselemente 16 unmanipuliert bleiben, so wird das Spiegelmaterial im Bereich des Manipulationselements 16m zusammengestaucht, welches damit eine Erhöhung 22a auf der optischen Oberfläche 15 bildet. Wird am Manipulationselement 16 eine Spannung U < U₀ angelegt, so vergrößert das Manipulationselement 16 seine Querausdehnung, wie in 9b anhand des mittleren Manipulationselements 16m dargestellt. Vergrößert nun das Manipulationselement 16m seine Querausdehnung, während die benachbarten Manipulationselemente 16 unmanipuliert bleiben, so wird das Spiegelmaterial im Bereich des Manipulationselements 16m gestreckt, d.h. die optische Oberfläche 15 wird zum Manipulationselement 16m hin gezogen, welche damit eine Vertiefung 22b in der optischen Oberfläche 15 bildet.
• In 10 wird ein zweites Ausführungsbeispiel 12b des manipulierbaren optischen Moduls 12 veranschaulicht, bei dem das Spiegelelement 14 als deformierbarer konkaver Spiegel konfiguriert ist. Die Manipulationselemente 16 sind als Aktuatoren ausgeführt, welche senkrecht (d.h. in z-Richtung) gegen die Rückseite 17 des Spiegelelements 14 einwirken. Ein solches manipulierbares optisches Modul 12b wird z.B. in JP 2013-161992 A beschrieben. Das Spiegelelement 14 weist zur Ausbildung der reflektiven optischen Oberfläche 15 eine reflektierende Beschichtung an seiner Vorderseite auf und wird von einer Spiegelhalterung 24 fixiert.
• Das Ausführungsbeispiel 12b des optischen Moduls 12 enthält weiterhin ein Gehäuse 25 und eine Vielzahl von daran befestigten Manipulationselementen 16 in Gestalt von Aktuatoren. Jedes Manipulationslement 16 verfügt über einen Drucksensor 26, ein Antriebselement 27, eine Feder 28 und ein Kontaktelement 29. Das Antriebselement 27 ist in y-Richtung expandierbar und zusammenziehbar ausgebildet und kann für diesen Zweck beispielsweise ein piezoelektrisches Element oder einen Ultraschallmotor aufweisen. Je nach Ausdehnung des Antriebselements 27 wirkt über die Feder 28 und das Kontaktelement 29 eine entsprechende Kraft im Kontaktbereich auf die Rückseite 17 des Spiegelelements 14. Hierdurch erfolgt eine lokale Deformation der reflektiven optischen Oberfläche 15. Die einwirkende Kraft wird von dem Drucksensor 26 erfasst und kann von der nicht dargestellten Steuerungseinheit zum Einstellen einer vorgegebenen Deformation verarbeitet werden.
• In 11 wird ein drittes Ausführungsbeispiel 12c eines manipulierbaren optischen Moduls 12 mit einem konkaven deformierbaren Spiegelelement 14 in einem schematischen Querschnitt dargestellt. Das manipulierbare optische Modul 12c enthält unter einer die reflektive optische Oberfläche 15 bildenden reflektierende Beschichtung 30 eine piezoelektrische Schicht 36, mit der durch lokales Anlegen einer elektrischen Spannung eine lokale Deformation der reflektiven optischen Oberfläche 15 bewirkt werden kann. Ein solches manipulierbares optisches Modul 12c wird z.B. in DE 10 2011 081 603 A1 beschrieben.
• Der optische Manipulator 12c umfasst im vorliegenden Fall ein konkav ausgeformtes Substrat 31, auf dem eine Vielzahl von elektrischen Leitungen 32 angeordnet ist. Alternativ kann das Substrat 31 auch konvex geformt sein. In Draufsicht enthält jede elektrische Leitung 32 eine erste Kontaktfläche in unmittelbarer Nähe des Umfangs des Substrats 31. Weiterhin enthält jede elektrische Leitung 32 eine zweite Kontaktfläche, die bei einer Durchkontaktierung in einer über den elektrischen Leitungen 32 vorgesehenen Isolationsschicht 33 angeordnet ist. Die Isolationsschicht 33 trägt eine Schicht aus flächig ausgebildeten Steuerelektroden 34, welche jeweils über eine Durchkontaktierung 35 elektrisch mit der entsprechenden elektrischen Leitung 32 verbunden sind. Auf den Steuerelektroden 34 ist die piezoelektrische Schicht 36 angeordnet, welche ihrerseits eine Gegenelektrode 37 trägt. Die Gegenelektrode 37 erstreckt sich über die gesamte piezoelektrische Schicht 36 und trägt eine Schutzschicht 38.
• Auf der Schutzschicht 38 ist schließlich die reflektierende Beschichtung 30 angeordnet. Durch Anlegen einer entsprechenden Spannung zwischen einer ersten Kontaktfläche und der Gegenelektrode 37 wird eine lokale Verformung der piezoelektrischen Schicht 36 im Bereich der zugehörigen Steuerelektrode 34 erzielt. Die lokalen Bereiche der reflektierenden Beschichtung 30 im Bereich jeder der Steuerelektroden 34 stellen somit individuell in ihrer optischen Wirkung einstellbare Zonen des manipulierbaren optischen Moduls 12c dar. Die jeweilige Steuerungselektrode 34 bildet zusammen mit dem daran angrenzenden Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 36 sowie dem zugeordneten Abschnitt der Gegenelektrode 37 ein jeweiliges Manipulationselement 16.
• Die in 1 veranschaulichte Kalibriervorrichtung 10 umfasst eine Messeinrichtung 40, einen Signalgeber 42 sowie eine Auswerteeinrichtung 44. Der Signalgeber 42 dient dem Anlegen eines zeitlich variierenden Anregungssignals 43 an ein oder mehrere Manipulationselemente 16 über die Steuerungseinheit 20 des manipulierbaren optischen Moduls 12. Dabei kann der Signalgeber 42 das Anregungssignal 43 direkt erzeugen und die Steuerungseinheit 20 das Anregungssignal 43 an das oder die betreffenden Manipulationselemente 16 weiterleiten, wie in 1 dargestellt. Alternativ kann der Signalgeber 42 auch ein geeignetes Steuerungssignal generieren, anhand dessen die Steuerungseinheit 20 das entsprechende Anregungssignal 43 an das oder die betreffenden Manipulationselemente 16 anlegt.
• Die Messeinrichtung 40 ist zur interferometrischen Formvermessung der reflektiven optischen Oberfläche 15 des als Testobjekt dienenden Spiegelelements 14 des manipulierbaren optischen Moduls 12 konfiguriert. Mit der Messeinrichtung 40 lässt sich insbesondere eine Abweichung der tatsächlichen Form der Oberfläche 15 von einer Sollform bestimmen. Die Messeinrichtung 40 umfasst eine Strahlungsquelle 46 zum Bereitstellen einer ausreichend kohärenten Messstrahlung 47, insbesondere von Licht, als Eingangswelle. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Strahlungsquelle 46 einen Wellenleiter mit einer Austrittsfläche, an welcher die Eingangswelle ihren Ursprung hat. Der Wellenleiter 48 ist an ein Strahlungserzeugungsmodul 49, z.B. in Gestalt eines Lasers, angeschlossen. Dazu kann beispielsweise ein Helium-Neon-Laser mit einer Wellenlänge von ungefähr 633 nm vorgesehen sein. Die Messsstrahlung 47 kann aber auch eine andere Wellenlänge im sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung aufweisen. Die Strahlungsquelle 46 mit dem Wellenleiter 48 stellt lediglich ein Beispiel einer für die Messeinrichtung 40 verwendbaren Strahlungsquelle 46 dar. In alternativen Ausführungen kann anstelle des Wellenleiters 48 eine optische Anordnung mit Linsenelementen, Spiegelelementen oder dergleichen zur Bereitstellung einer geeigneten Eingangswelle aus der Messstrahlung 47 vorgesehen sein.
• Die Messstrahlung 47 durchläuft zunächst einen Strahlteiler 50, daraufhin einen Kollimator 51 und trifft dann auf ein Fizeau-Element 52 mit einer Fizeau-Fläche 53, an der in Reflexion eine Referenzwelle 54 erzeugt wird. Die Messeinrichtung 40 gemäß 1 ist damit als Fizeau-Interferometer konfiguriert. Die das Fizeau-Element 52 durchlaufende Messstrahlung 47 dient als Prüfwelle 55, wobei ggf. ein diffraktives optisches Element 56 in deren Strahlengang zum Anpassen ihrer Wellenfront an eine Sollform der Oberfläche 15 des Spiegelelements 14 im undeformierten Zustand angeordnet sein kann. Das diffraktive optische Element 56 kann entfallen, wenn die Sollform der Oberfläche 15 nur geringfügig von einer ebenen Form oder einer sphärischen Form abweicht. Im Fall einer stärkeren Abweichung, etwa bei Konfiguration der Sollform als Freiformfläche, kommt das diffraktive optische Element 56 zusätzlich oder alternativ zum Kollimator 51 zum Einsatz.
• Die Prüfwelle 55 wird an der optischen Oberfläche 15 reflektiert, durchläuft als zurücklaufende Prüfwelle 55r ggf. das diffraktive optische Element 56 sowie das Fizeauelement 52 und läuft dann im gleichen Strahlengang wie die Referenzwelle 54 zum Strahlteiler 50. An diesem wird die Kombination aus der zurücklaufenden Prüfwelle 55r und der Referenzwelle 54 aus dem Strahlengang der eingestrahlten Messstrahlung 47 in eine Beobachtungseinheit 57 gelenkt, welche zum Erfassen eines durch Überlagerung der Prüfwelle 55r mit der Referenzwelle 54 erzeugten Interferogramms dient. Die konvergenten Strahlen der Prüfwelle 55r und Referenzwelle 54 durchlaufen eine Blende 58 sowie ein Okular 59 der Beobachtungseinheit 57 und treffen schließlich auf ein zweidimensional auflösendes Detektormodul 60 der Beobachtungseinheit 57. Das Detektormodul 60 kann beispielsweise einen CCD-Sensor umfassen und erfasst das durch die interferierenden Wellen erzeugte Interferogramm.
• Weiterhin umfasst das Detektormodul 60 eine nicht eigens zeichnerisch dargestellte Auswerteeinheit zur Bestimmung der tatsächlichen Form der optischen Oberfläche 15 der optischen Oberfläche aus dem erfassten Interferogramm bzw. mehreren erfassten Interferogrammen. Dazu verfügt die Auswerteeinheit über eine geeignete Datenverarbeitungseinheit und verwendet entsprechende, dem Fachmann bekannte Berechnungsverfahren. Die bestimmte tatsächliche Form der optischen Oberfläche 15 stellt das vorstehend erwähnte örtliche Variationsprofil 18 in Gestalt eines Deformationsprofils dar.
• Nachstehend wird das von der Kalibriervorrichtung 10 ausgeführte Verfahren zum Kalibrieren des manipulierbaren optischen Moduls 12 unter Bezugnahme auf das in den 6 und 7 dargestellte Flussdiagramm beschrieben, welches die Schritte S1 bis S11 umfasst.
• In einem ersten Schritt S1 wird zunächst ein Manipulationselement 16 des manipulierbaren optischen Moduls 12 ausgewählt und das zeitlich variierende Anregungssignal 43 wird an das ausgewählte Manipulationselement 16 angelegt. Alternativ können auch mehrere, ein Cluster bildende, Manipulationselemente 16 ausgewählt werden, an welche dann orthogonale zeitlich variierende Anregungssignale 43 gleichzeitig angelegt werden. Diese bewirken orthogonale zeitliche variierende Skalierungen.
• Wie in 1 veranschaulicht, stellt das zeitlich variierende Anregungssignal 43 eine zeitliche Spannungsvariation dar, d.h. das Anregungssignal 43 weist eine elektrische Spannung U als zeitlich variierende Größe auf. Die Spannungsvariation wird durch eine multiplikative Überlagerung eines kontinuierlich ansteigenden oder abfallenden Grundsignals 43a mit einem Wechselsignal 43b sowie eine additive Überlagerung mit einer Offsetspannung U₀ gebildet. Das Grundsignal 43a wird in der gezeigten Ausführungsform durch eine linear ansteigende Spannungsrampe gebildet. Das Wechselsignal 43b bildet eine Trägerwelle, welche periodisch oder aperiodisch zwischen zwei Signalniveaus hin- und herspringt, wobei die Signalniveaus diskrete Werte oder auch Wertebereiche darstellen können, d.h. der obere und der untere Wert des Wechselsignals kann über die Zeit entweder fest bleiben oder innerhalb eines oberen Wertebereichs bzw. eines unteren Wertebereichs variieren.
• Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Wechselsignals 43b werden die zwei Signalniveaus durch die über die Zeit fest bleibenden Werte 1 und 0 gebildet, zwischen denen das Wechselsignal 43b zickzackförmig hin- und herspringt. Alternativ ist auch eine sinusförmige Ausführung des Wechselsignals 43b denkbar. Das resultierende Anregungssignal 43 ist durch das regelmäßige Hin- und Herspringen zwischen der Offsetspannung U₀ und einem schrittweise größer werdenden Spannungswert gekennzeichnet. Gemäß einer Ausführungsvariante können zusätzlich noch echte Nullpunkte, d.h. Spannungswerte mit 0 V, ins Wechselsignal 43 aufgenommen werden. Diese Nullpunkte können in regelmäßigen Zeitabständen vorgesehen sein und als Resetpunkte dienen, um z.B. Hystereseeffekte des manipulierbaren optischen Moduls 12 in der Messung berücksichtigen zu können.
• In einem Schritt S2 bestimmt die Messeinrichtung 40 in regelmäßigen zeitlichen Abständen, und zwar an jedem der zeitlich aufeinander folgenden Extrema in Gestalt der Zacken des Anregungssignals 43, das jeweilige sich ergebende örtliche Variationsprofil 18 der optischen Oberfläche 15 des manipulierbaren optischen Moduls 12. Die einzelnen Messzeitpunkte, an denen jeweils ein zweidimensionales Variationsprofil 18 bestimmt wird, sind im Diagramm des Anregungssignals 43 nummeriert (#1, #2, #3, ...). Die dabei bestimmten Variationsprofile 18 bilden einen Rohmessdatensatz 62, von dem im unteren Abschnitt von 1 die Variationsprofile 18 für die ersten sechs Messungen (#1 bis #6) dargestellt sind. Wie auch aus dem Diagramm des Anregungssignals 43 hervorgeht, wurden die Variationsprofile 18 der Messungen #1, #3 und #5 jeweils mit der Anregungsspannung U₀ und die Messungen #2, #4 und #6 mit der stetig steigenden Anregungsspannung U₁, U₂ bzw. U₃ erzeugt.
• Aus dem Rohmessdatensatz 62 ermittelt die Auswerteeinrichtung 44 in den nachstehend beschriebenen Schritten S3 bis S10 ein vollwertiges Wirkungsprofil 64 der optischen Eigenschaft des optischen Moduls 12 sowie eine Korrelation 66 zwischen Wirkamplituden W und der Spannung des Anregungssignals 43 und übermittelt diese als Kalibrierdaten an die Steuerungseinheit 20 des manipulierbaren optischen Moduls 12. Anhand der Kalibrierdaten erfolgt im Rahmen des Schrittes S11 die Kalibrierung des manipulierbaren optischen Moduls 12.
• Im Schritt S3 wird, wie um oberen Abschnitt von 2 veranschaulicht, aus dem Rohmessdatensatz 62 ein korrigierter Messdatensatz 62k erzeugt. Dazu werden aus jedem der Variationsprofile 18 des Rohmessdatensatzes 62 Messeinflüsse, welche auf die Messeinrichtung 40 zurückgehen, herausgerechnet. Die dabei erlangten korrigierten Variationsprofile 18k bilden den korrigierten Messdatensatz 62k. Das Herausrechnen der genannten Messeinflüsse kann beispielsweise durch Anfitten 63 einer oder mehrerer Freiheitsgrade der Messeinrichtung 40, wie etwa Kipp, Defokus und Koma an die Variationsprofile 18 des Rohmessdatensatzes 62 erfolgen. Der Schritt S3 ist optional. Für den Fall, dass der Schritt S3 weggelassen wird, werden die in den nachfolgenden Schritten beschriebenen Operationen an dem korrigierten Messdatensatz 62k analog am Rohmessdatensatz 62 durchgeführt bzw. gegebenenfalls weggelassen.
• Im Schritt S4 wird, wie im unteren Abschnitt von 2 veranschaulicht, am korrigierten Messdatensatz 62k eine auf einer Eigenwertzerlegung basierende Hauptkomponentenanalyse 68 zur Ermittlung eines reduzierten Wirkungsprofils 70 durchgeführt. Eine der dabei ermittelten Komponenten, insbesondere die erste Komponente, wird als reduziertes Wirkungsprofil 70 ausgewählt. Bei einer Eigenwertzerlegung wird ein Datensatz in einen Satz an Eigenfunktionen, auch Eigenmoden oder Eigenschwingungen bezeichnet, und diesen zugeordnete Skalierungs- bzw. Gewichtungsfaktoren, die als Eigenwerte bezeichnet werden, zerlegt.
• Das Prinzip der Eigenwertzerlegung ist dem Fachmann auch unter dem Begriff „Eigenwertproblem“ bekannt. Das Prinzip der Hauptkomponentenanalyse, welche auch oft „Hauptachsentransformation“ bezeichnet wird, ist dem Fachmann aus der multivarianten Statistik bekannt. Bei der im vorliegenden Fall ausgeführten Hauptkomponentenanalyse 68 wird die Varianz entlang der mittels des Anregungssignals 43 modulierten zeitlichen Abfolge der korrigierten Variationsprofile 18k bestimmt. Die daraus extrahierten Eigenvarianzen und die zugehörigen Hauptkomponentenvektoren beschreiben, abfallend sortiert, die angeregten Eigenschwingungen des modulierten Systems. Unter der Annahme, dass die Modulation mit dem als Trägerwelle dienenden Anregungssignal 43 die größte Schwingung im System darstellt, kann die erste Hauptkomponente als eine reduzierte Darstellung der modulierten Variation der optischen Eigenschaft angesehen werden. Die erste Hauptkomponente weist die Dimension der Variationsprofile auf, ist im dargestellten Fall also eine zweidimensionale Werteverteilung, und dient als das vorstehend genannte reduzierte Wirkungsprofil 70. Mit anderen Worten dient der Schritt S4 dazu, mittels einer Hauptkomponentenanalyse am korrigierten Messdatensatz Eigenmoden zu ermitteln und eine der ermittelten Eigenmoden als reduziertes Wirkungsprofil auszuwählen.
• Im Schritt S5 wird eine jeweilige Profil-Anregungsamplitude 72 des reduzierten Wirkungsprofils 70 in mehreren der Variationsprofile 18k, insbesondere in allen Variationsprofilen 18k, des korrigierten Messdatensatzes 62k berechnet. Mit anderen Worten stellen die Profil-Anregungsamplituden 72 den jeweiligen Variationsprofilen 18k zugeordnete Skalierungsfaktoren dar, mit denen das entsprechend skalierte reduzierte Wirkungsprofil 70 optimal an das betreffende korrigierte Variationsprofil 18k angepasst wird. Das Berechnen der jeweiligen Profil-Anregungsamplitude 72 erfolgt insbesondere durch ein Anfitten 71 des reduzierten Wirkungsprofils an das betreffende korrigierte Variationsprofil 18k. Wie in 2 dargestellt, wechselt sich für die Profil-Anregungsamplituden 72 ein gleichbleibender Wert A₀ mit einem kontinuierlich ansteigenden weiteren Wert (A₁, A₂, A₃ usw.) ab. Weiterhin wird im Schritt S5 aus den berechneten Profil-Anregungsamplituden 72 eine zeitlich variierende Skalierung 73 bestimmt, indem die berechneten Profil-Anregungsamplituden 72 in Abhängigkeit von den jeweiligen Messzeitpunkten der zugrunde liegenden Variationsprofile 18k dargestellt werden. Unter den jeweiligen Messzeitpunkten werden die Messzeitpunkte der den Profil-Anregungsamplituden 72 zugrunde liegenden Variationsprofile 18 verstanden. Diese zeitlich variierende Skalierung 73 stellt eine durch die zeitliche Variation des Anregungssignals 43 bedingte zeitlich variierende Skalierung des reduzierten Wirkungsprofils in den Variationsprofilen 18k dar.
• Gemäß einer Ausführungsvariante können die Schritte S4 und S5 durch ein Abschätzen der zeitlich variierenden Skalierung 73 durch rechnerische Simulation der sich an den verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignal ergebenden örtlichen Variationsprofile 18 ersetzt werden. Mit anderen Worten wird gemäß dieser Ausführungsvariante die zeitlich variierende Skalierung 73 durch Simulationsrechnung auf Grundlage von a priori Wissen über das manipulierbare optische Modul 12 und die Messeinrichtung 40 abgeschätzt.
• Die folgenden Schritte S6 und S7 dienen der Bestimmung eines vollwertigen Wirkungsprofils 64 durch Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung. Im Schritt S6 wird dazu, wie in 3 veranschaulicht, jeweils die zeitlich variierende Skalierung 73 an die Variationsprofile 18 des Rohmessdatensatzes 62 fürgemeinsame Orte P_ij der Variationsprofile 18 über den zeitlichen Verlauf angefittet und damit eine jeweilige, mit dem Bezugszeichen 74 versehene, Anregungsamplitude D_ij der zeitlich variierenden Skalierung 73 am jeweiligen Ort der Variationsprofile 18 bestimmt. Das Anfitten erfolgt jeweils an die sich für den jeweiligen Ort P_ij aus den verschiedenen Variationsprofilen 18 ergebende Amplitudenvariation 75. Beim Anfitten der Skalierung 73 an die Variationsprofile 18 wird am jeweiligen Punkt P_ij zumindest die Anregungsamplitude D_ij der Skalierung 73 als variabel gesetzt, d.h. das Produkt aus der Skalierung 73 und der variablen Anregungsamplitude D_ij wird dem Fitting-Verfahren zugrunde gelegt. In diesem wird z.B. mittels Regressionsrechnung der Wert für die Anregungsamplitude D_ij derart gewählt, dass die Skalierung 73 optimal an die Variationsprofile 18 am jeweiligen gemeinsamen Ort P_ij, konkret an eine Amplitudenvariation 75 der Variationprofile 18 am jeweiligen Ort P_ij, angepasst ist. Daraus ergibt sich für jeden Punkt P_ij ein Wert der Anregungsamplitude D_ij.
• Die Anpassung der Skalierung 73 ist in 3 beispielhaft für einen Punkt P_ij im Bereich einer variierenden Deformation der optischen Oberfläche 15 sowie einem Punkt P₀₀ am Rand der optischen Oberfläche 15, an dem keine variierende Deformation vorliegt, veranschaulicht. Die sich am Punkt P_ij im Bereich der variierenden Deformation aus den Variationsprofilen 18 ergebende Amplitudenvariation 75 ist dadurch gekennzeichnet, dass sich ein aus den Messungen #1, #3, #5 usw. ergebender gleichbleibender Amplitudenwert mit einem, sich aus den Messungen #2, #4, #6 usw. ergebenden, variierenden Amplitudenwert abwechselt. Im Fitting-Verfahren wird der Wert für D_ij so gewählt, dass die Amplitudenvariation 75 optimal an die zeitlich variierende Skalierung 73 angepasst ist. Am Punkt P₀₀ ergibt sich für die Amplitudenvariation 75 ein gleichbleibender Amplitudenwert für alle Messungen, sodass der zugeordnete Wert für D₀₀ im Wesentlichen Null beträgt.
• Im Schritt S7 wird das vollwertige Wirkungsprofil 64 aus den in Schritt S6 bestimmten Anregungsamplituden D_ij bestimmt, indem die Gesamtheit der Anregungsamplituden D_ij als zweidimensionale Matrix 64m dargestellt wird. Das vollwertige Wirkungsprofil 64 kann bereits einen ersten Teil der an die Steuerungseinheit 20 des manipulierbaren optischen Moduls 12 übermittelten Kalibrierdaten darstellen.
• In einem optionalen Schritt S8 wird, wie in 4 dargestellt, das vollwertige Wirkungsprofil 64 mittels eines Profilmodells 76 angefittet und hinsichtlich mehrerer möglicher konstruktiver Fehler des manipulierbaren optischen Moduls 12 untersucht. Das Profilmodell 76 umfasst ein vorgegebenes Sollprofil 80 und eine jeweilige vorgegebene Sensitivität 77 der möglichen konstruktiven Fehler 78 des manipulierbaren optischen Moduls 12. In der beispielhaften Veranschaulichung gemäß 4 dient ein 2-dimensionales Gaußprofil als Sollprofil 80. Durch das Anfitten des vollwertigen Wirkungsprofils 64 mittels des Profilmodells 76 wird eine durch die konstruktiven Fehler 78 resultierende Veränderung des vollwertigen Wirkungsprofils 64 ermittelt und die resultierenden Größen der konstruktiven Fehler als Prozesskontrollparameter gespeichert. Die Prozesskontrollparameter können als Prozessfeedback zur Vermeidung derselben konstruktiven Fehler bei der Herstellung weiterer manipulierbarer optischer Module dienen. Damit können die Herstellungsprozesse entsprechend angepasst werden, sodass die konstruktiven Fehler bei zu einem späteren Zeitpunkt hergestellten optischen Modulen nicht mehr oder in verringertem Maße auftreten.
• Eine Sensitivität gibt einen Zusammenhang zwischen einem ein Ausmaß eines konstruktiven Fehlers 78 beschreibenden Parameterwert und einer daraus resultierenden Veränderung des vollwertigen Wirkungsprofils 64 an. Diese resultierende Veränderung wird auch konstruktiver Fehleranteil des vollwertigen Wirkungsprofils 64 bezeichnet. In 4 ist der konstruktive Fehleranteil, welcher der sich aus allen modulierten Fehlern 78 ergebenden Veränderung des vollwertigen Wirkungsprofils 64 entspricht, mit dem Bezugszeichen 79 versehen. In 4 sind beispielhaft verschiedene mögliche vorgegebene Sensitivitäten 77 veranschaulicht, welche jeweils die entsprechende Korrelation zwischen einem betreffenden konstruktiven Fehler 78 und der daraus resultierenden Veränderung des vollwertigen Wirkungsprofils 64 angeben.
• So betreffen die mit S_1x und S_1y bezeichneten Sensitivitäten 77 einen konstruktiven Fehler 78-1, welcher eine konstante Verschiebung des Wirkungsprofils 64 in x- bzw. in y-Richtung bewirkt. Dieser konstruktive Fehler 78-1 kann etwa auf eine Fehlpositionierung des bei der Vermessung aktivierten Manipulationselements 16 an der Rückseite 17 des deformierbaren Spiegelelements 14 zurückgehen. Bezugnehmend auf 8 tritt dieser Fehler etwa auf, wenn das Manipulationselement 16m ist nicht genau mittig zwischen den benachbarten Manipulationselementen 16 auf die Rückseite 17 des Spiegelelements 14 aufgeklebt ist, sondern an einer in x- bzw. y-Richtung verschobenen Stelle.
• Die mit S_2x und S_2y bezeichneten Sensitivitäten 77 bezeichnen einen konstruktiven Fehler 78-2, welcher eine Vergrößerung des Wirkungsprofils 64 in x- bzw. in y-Richtung und damit eine Verformung des Querschnitts des gaußförmigen Wirkungsprofils 64 von einer Kreisform in eine elliptische Form bewirkt. Dieser konstruktive Fehler 78-2 kann etwa auf Inhomogenitäten des zum Aufbringen der Manipulationselemente 16 auf die Rückseite 17 des Spiegelelements 14 gemäß 8 verwendeten Klebstoffs, auf Inhomogenitäten im Material des Spiegelelements 14 bzw. des Manipulationselements 16 oder auf verschiedene Klemmzustände zurückgehen.
• Die mit S_3x und S_3y bezeichneten Sensitivitäten 77 bezeichnen einen konstruktiven Fehler 78-3, welcher eine asymmetrische Vergrößerung des Wirkungsprofils 64 in x- bzw. in y-Richtung und damit eine Verformung des Querschnitts des gaußförmigen Wirkungsprofils 64 von einer Kreisform in eine Eiform bewirkt. Dieser konstruktive Fehler 78-3 kann etwa durch das Auftreten einer Lufblase unter dem bei der Vermessung aktivierten Manipulationselements 16 an der Rückseite 17 des deformierbaren Spiegelelements 14 zurückgehen.
• Die Sensitivitäten S_1x, S_1y, S_2x, S_2y, S_3x und S_3y sowie ggf. noch weitere Sensitivitäten können in einer sogenannten Sensitivitätsmatrix zusammengefasst sein. Je nach konstruktiven Fehlermöglichkeiten können jedoch auch weniger Sensitivitäten in der Sensitivitätsmatrix zusammengefasst sein. Im Profilmodell 76 werden die Sensitivitäten S_1x, S_1y, S_2x, S_2y, S_3x und S_3y als Linearkombination mit den Koeffizienten a_1x, a_1y, a_2x, a_2y, a_3x bzw. a_3y als Variablen angesetzt. Diese Linearkombination ist dann der konstruktive Fehleranteil 79 des vollwertigen Wirkungsprofils 64. Das Profilmodell 76 beschreibt nun das vollwertige Wirkungsprofil 64 als Summe aus dem vorgegebenen Sollprofil 80, dem konstruktiven Fehleranteil 79 und einem Restfehler 82.
• Das Ergebnis des Fittingverfahrens umfasst die Werte für die Koeffizienten a_1x, a_1y, a_2x, a_2y, a_3x und a_3y und damit den konstruktiven Fehleranteil 79 als Ganzes, welche die vorstehend erwähnte, durch die konstruktiven Fehler 78 resultierende Veränderung des vollwertigen Wirkungsprofils 64 darstellt.
• Wie in 5 veranschaulicht, wird in Schritt S9 ein Rauschuntergrund aus denjenigen Variationsprofilen 18 des Rohmessdatensatzes 62, welche mit unterschiedlichen Anregungsspannungswerten erzeugt wurden, entfernt. Unter diesen Variationsprofilen 18, welche auch als Nutzprofile 18n bezeichnet werden, sind diejenigen Variationsprofile 18, welche mit den Anregungsspannungen U₁, U₂, U₃ usw. erzeugt wurden, d.h. die Variationsprofile aus den Messungen #2, #4, #6 usw., zu verstehen. Im Gegensatz dazu wurden die Variationsprofile 18 aus den Messungen #1, #3, #5 usw., welche auch als Vergleichsprofile 18v bezeichnet werden, mit der gleichbleibenden Offsetspannung U₀ erzeugt.
• Zur Entfernung des Rauschuntergrunds sowie ggf. von absoluten Fehlern wird jeweils das einem Nutzprofil 18n vorausgehende oder diesem folgende Vergleichsprofil 18v von dem betreffenden Nutzprofil 18n abgezogen. Alternativ können zuvor auch jeweils die dem betreffenden Nutzprofil 18n vorausgehenden und nachfolgenden Vergleichsprofile 18v gemittelt werden. Mit anderen Worten werden aus den Variationsprofilen 18n Vergleichsmessungen mit einem einheitlichen Anregungssignalwert, nämlich der Offsetspannung U₀, herausgerechnet. Damit entstehen sogenannte bereinigte Nutzprofile 18bn. Im Beispiel gemäß 5 wird etwa das Vergleichsprofil 18v der Messung #1 von dem Nutzprofil 18n der Messung #2 abgezogen, um das mit (U₁) bezeichnete bereinigte Nutzprofil 18bn zu erlangen. Analog dazu werden die mit (U₂) und (U₃) bezeichneten bereinigten Nutzprofile 18bn aus der Differenz der Messungen #4 und #3 sowie der Messungen #6 und #5 erlangt.
• Wie weiterhin in 5 veranschaulicht, wird im Schritt S10 an jedes der bereinigten Variationsprofile 18bn das vollwertige Wirkungsprofil 64 angefittet und als Fitting-Ergebnis eine jeweilige Wirkamplitude 65 ermittelt. Die Wirkamplitude 65 bezeichnet einen Skalierungsfaktor, mit dem das vollwertige Wirkungsprofil 64 multipliziert wird, um im Wesentlichen das betreffende Variationsprofil 18bn zu erhalten. Beim Anfitten des vollwertigen Wirkungsprofils 64 an die bereinigten Variationsprofile werden gemäß einer Ausführungsform Justagesensitivitäten der Messeinrichtung 40 berücksichtigt. Mit anderen Worten werden dabei, analog zum Schritt S3, Messeinflüsse, welche auf die Messeinrichtung 40 zurückgehen, herausgerechnet.
• Im zeichnerisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel werden exemplarisch die Werte W₁, W₂ und W3 als Wirkamplituden 65, die den Spannungswerten U₁, U₂ und U₃ zugeordnet sind. So wird etwa beim Anfitten des dem Spannungswert U₁ zugeordneten Variationsprofils 18bn die Wirkungsamplitude W₁ derart ermittelt, dass das Produkt aus dem vollwertigen Wirkungsprofil 64 und der Wirkungsamplitude W₁ im Wesentlichen dem genannten Variationsprofil 18bn entspricht.
• Die ermittelten Wirkamplituden W₁, W₂, W₃ etc. werden gegen die zugehörigen Spannungswerte U₁, U₂, U₃ etc. aufgetragen. Durch Interpolation bzw. Anfitten dieser diskreten Koordinatenpunkte wird eine Korrelation 66 zwischen den Wirkamplituden 65 und der die zeitlich variierende Größe des Anregungssignals 43 darstellen Spannung U ermittelt. Das Anfitten der diskreten Koordinatenpunkte kann mittels eines Aktuationsmodells erfolgen.
• Im Schritt S11 werden das das vollwertige Wirkungsprofil 64, und die Korrelation 66 als Kalibrierdaten an die in 1 veranschaulichte Steuerungseinheit 20 des manipulierbaren optischen Moduls 12 übermittelt und dieses anhand der Kalibrierdaten kalibriert. Darunter ist zu verstehen, dass die von der Steuerungseinheit 20 zum Einstellen eines gewünschten Variationsprofils der optischen Eigenschaft des optischen Moduls 12, wie etwa des Deformationsprofils des reflektiven optischen Oberfläche 15, anhand der übermittelten Kalibrierdaten so angepasst werden, dass das gewünschte Variationsprofil mit einer verbesserten Genauigkeit eingestellt wird.
• 12 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 110 für die Mikrolithographie, in der das manipulierbare optische Modul 12 zum Einsatz kommen kann. Die vorliegende Ausführungsform ist zum Betrieb im EUV-Wellenlängenbereich, d.h. mit elektromagnetischer Strahlung einer Wellenlänge kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,7 nm ausgelegt. Aufgrund dieser Betriebswellenlänge sind alle optischen Elemente als Spiegel ausgeführt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Projektionsbelichtungsanlagen im EUV-Wellenlängenbereich begrenzt. Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen sind beispielsweise auf Betriebswellenlängen im UV-Bereich, wie beispielsweise 365 nm, 248 nm oder 193 nm ausgelegt. In diesem Fall sind zumindest einige der optischen Elemente als herkömmliche Transmissionslinsen konfiguriert.
• Die Projektionsbelichtungsanlage 110 gemäß 12 umfasst eine Belichtungsstrahlungsquelle 114 zur Erzeugung von Belichtungsstrahlung 116. Im vorliegenden Fall ist die Belichtungsstrahlungsquelle 114 als EUV-Quelle ausgeführt und kann beispielsweise eine Plasmastrahlungsquelle umfassen. Die Belichtungsstrahlung 114 durchläuft zunächst ein Beleuchtungssystem 118 und wird von diesem auf eine Maske 120 gelenkt. Das Beleuchtungssystem 118 ist dazu konfiguriert, unterschiedliche Winkelverteilungen der auf die Maske 120 auftreffenden Belichtungsstrahlung 116 zu erzeugen. Abhängig von einer vom Benutzer gewünschten Beleuchtungseinstellung, auch „Beleuchtungssetting“ genannt, konfiguriert das Beleuchtungssystem 118 die Winkelverteilung der auf die Maske 120 auftreffenden Belichtungsstrahlung 116. Beispiele für wählbare Beleuchtungseinstellungen umfassen eine sogenannte Dipol-Beleuchtung, annulare Beleuchtung und Quadrupolbeleuchtung.
• Die Maske 120 weist Maskenstrukturen zur Abbildung auf ein Substrat 122 in Gestalt eines Wafers auf und ist auf einer Maskenverschiebebühne 121 verschiebbar gelagert. Die Maske 120 kann, wie in 1 dargestellt, als Reflexionsmaske ausgeführt sein oder alternativ, insbesondere für die UV-Lithographie, auch als Transmissionsmaske konfiguriert sein. Die Belichtungsstrahlung 116 wird in der Ausführungsform gemäß 12 an der Maske 120 reflektiert und durchläuft daraufhin ein Projektionsobjektiv 112, welches dazu konfiguriert ist, die Maskenstrukturen auf das Substrat 122 abzubilden. Die Belichtungsstrahlung 116 wird innerhalb des Projektionsobjektivs 112 mittels einer Vielzahl von optischen Elementen, vorliegend in Gestalt von Spiegeln, geführt. Das Substrat 122 ist auf einer Substratverschiebebühne 126 verschiebbar gelagert. Die Projektionsbelichtungsanlage 110 kann als sogenannter Scanner oder als sogenannter Stepper ausgeführt sein.
• Das Projektionsobjektiv 112 weist in der Ausführungsform gemäß 12 lediglich vier optische Elemente E1 bis E4 auf. Alle optischen Elemente können beweglich gelagert sein. Dazu kann jedem der optischen Elemente E1 bis E4 ein jeweiliger, nicht zeichnerisch dargestellter, Manipulator zugeordnet sein. Diese Manipulatoren dienen der Ausführung einer jeweiligen Starrkörperbewegung des zugeordneten optischen Elements E1 bis E4.
• Das optische Element E1 ist in der dargestellten Ausführungsform Teil des vorstehend beschriebenen und mittels der Kalibriervorrichtung 10 kalibrierten manipulierbaren optischen Moduls 12.
• Die Projektionsbelichtungsanlage 10 umfasst weiterhin eine Manipulatorsteuerung 124 zur Steuerung des manipulierbaren optischen Moduls 12, der vorstehend erwähnten Manipulatoren zur Ausführung von Starrkörperbewegungen sowie ggf. weiterer Manipulatoren. Der Manipulatorsteuerung 124 wird von einer Wellenfrontmesseinrichtung 126 eine Zustandscharakterisierung 128 des Projektionsobjektivs 112 übermittelt. Die Wellenfrontmesseinrichtung 126 kann in die Substratverschiebebühne 123 integriert sein. Anhand der Zustandscharakterisierung 128 ermittelt die Manipulatorsteuerung 124 ein Stellsignal 130 an die Steuerungseinheit 20 des manipulierbaren optischen Moduls 12 sowie ggf. weitere Stellsignale an weitere Manipulatoren um einen aus der Zustandscharakterisierung 128 ersichtlichen Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs 112 zu korrigieren.
• Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.
• Bezugszeichenliste

10

Kalibriervorrichtung

12

manipulierbares optisches Modul

12a

erste Ausführungsform des manipulierbaren optischen Moduls

12b

zweite Ausführungsform des manipulierbaren optischen Moduls

12c

dritte Ausführungsform des manipulierbaren optischen Moduls

14

deformierbares Spiegelelement

15

reflektive optische Oberfläche

16

Manipulationselement

16m

mittleres Manipulationselement

17

Rückseite des Spiegelelements

18

Variationsprofil

18k

korrigiertes Variationsprofil

18n

Nutzprofil

18bn

bereinigtes Nutzprofil

18v

Vergleichsprofil

20

Steuerungseinheit

22a

Erhöhung

22b

Vertiefung

24

Spiegelhalterung

25

Gehäuse

26

Drucksensor

27

Antriebselement

28

Feder

29

Kontaktelement

30

reflektierende Beschichtung

31

Substrat

32

elektrische Leitungen

33

Isolationsschicht

34

Steuerelektroden

35

Durchkontaktierung

36

piezoelektrische Schicht

37

Gegenelektrode

38

Schutzschicht

40

Messeinrichtung

42

Signalgeber

43

Anregungssignal

43a

Grundsignal

43b

Wechselsignal

44

Auswerteeinrichtung

46

Strahlungsquelle

47

Messstrahlung

48

Wellenleiter

49

Strahlerzeugungsmodul

50

Strahlteiler

51

Kollimator

52

Fizeau-Element

53

Fizeau-Fläche

54

Referenzwelle

55

Prüfwelle

55r

zurücklaufende Prüfwelle

56

diffraktives optisches Element

57

Beobachtungseinheit

58

Blende

59

Okular

60

Detektormodul

62

Rohmessdatensatz

62k

korrigierter Messdatensatz

63

Anfitten von Freiheitsgraden der Messeinrichtung an die Variationsprofile

64

vollwertiges Wirkungsprofil

64m

zweidimensionale Matrix

65

Wirkamplitude

66

Korrelation

68

Hauptkomponentenanalyse

70

reduziertes Wirkungsprofil

71

Anfitten

72

Profil-Anregungsamplitude

73

zeitlich variierende Skalierung

74

Anregungsamplitude

75

Amplitudenvariation

76

Profilmodell

77

Sensitivität

78

konstruktiver Fehler

79

konstruktiver Fehleranteil des vollwertigen Wirkungsprofils

80

Sollprofil

82

Restfehler

110

Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie

112

Projektionsobjektiv

114

Belichtungsstrahlungsquelle

116

Belichtungsstrahlung

118

Beleuchtungssystem

120

Maske

121

Maskenverschiebebühne

122

Substrat

123

Sustratverschiebebühne

124

Manipulatorsteuerung

126

Wellenfrontmesseinrichtung

128

Zustandscharakterisierung

130

Stellsignal

• 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
• JP 2013161992 A [0002, 0040]
• DE 102011081603 A1 [0042]

Claims (17)

1. Verfahren zum Kalibrieren eines manipulierbaren optischen Moduls (12) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (110), welches mindestens ein Manipulationselement (16) zum Einstellen eines zumindest eindimensionalen örtlichen Variationsprofils (18) einer optischen Eigenschaft des optischen Moduls umfasst, mit den Schritten: - Anlegen eines zeitlich variierenden Anregungssignals (43) an das mindestens eine Manipulationselement, - Bestimmen eines Rohmessdatensatzes (62) mittels durch eine Messeinrichtung (40) erfolgendes Vermessen des jeweiligen, sich an verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden, örtlichen Variationsprofils (18), - Abschätzen einer durch die zeitliche Variation des Anregungssignals (43) bedingten, zeitlich variierenden Skalierung (73) in den Variationsprofilen (18) des Rohmessdatensatzes, - Bestimmen eines vollwertigen Wirkungsprofils (64) der optischen Eigenschaft durch Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung (73) an die Variationsprofile des Rohmessdatensatzes (18), sowie - Bestimmen von Kalibrierdaten (64, 66) des manipulierbaren optischen Moduls auf Basis des vollwertigen Wirkungsprofils (64).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zeitlich variierende Skalierung (73) durch rechnerische Simulation der sich an den verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden Wirkung des mindestens einen Manipulationselements abgeschätzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Abschätzen der zeitlich variierenden Skalierung in den Variationsprofilen (18) des Rohmessdatensatzes die folgenden Schritte umfasst: - Ermitteln eines reduzierten Wirkungsprofils (70) durch Ausführen einer Eigenwertzerlegung (68) auf Grundlage des Rohmessdatensatzes und Auswählen einer dabei ermittelten Eigenmode als reduziertes Wirkungsprofil, sowie - Abschätzen der durch die zeitliche Variation des Anregungssignals (43) bedingten, zeitlich variierenden Skalierung (73) des reduzierten Wirkungsprofils in den Variationsprofilen (18) des Rohmessdatensatzes.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein korrigierter Messdatensatz (62k) durch Herausrechnen von bekannten, auf die Messeinrichtung (40) zurückgehenden, Messeinflüssen aus den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes (62) bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die auf Grundlage des Rohmessdatensatzes (62) ausgeführte Eigenwertzerlegung (68) am korrigierten Messdatensatz (62k) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Abschätzen der durch die zeitliche Variation des Anregungssignals (43) bedingten, zeitlich variierenden Skalierung (73) des reduzierten Wirkungsprofils (70) in den Variationsprofilen des Rohmessdatensatzes ein Berechnen einer jeweiligen Profil-Anregungsamplitude (72) des reduzierten Wirkungsprofils in mehreren der Variationsprofile (18k) des korrigierten Messdatensatzes (62k) und Darstellen der berechneten Profil-Anregungsamplituden in Abhängigkeit von den jeweiligen Messzeitpunkten der zugrunde liegenden Variationsprofile des Rohmessdatensatzes als die zeitlich variierende Skalierung umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung (73) zum Bestimmen des vollwertigen Wirkungsprofils (64) ein jeweiliges Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile (18) des Rohmessdatensatzes (62) an mehreren Orten in den Variationsprofilen (18) des Rohmessdatensatzes (62) über den zeitlichen Verlauf der Variationsprofile zum Bestimmen einer jeweiligen Anregungsamplitude (74) der zeitlich variierenden Skalierung in den Variationsprofilen (18) für den jeweiligen Ort in den Variationsprofilen umfasst, wobei die Gesamtheit der bestimmten Anregungsamplituden das vollwertige Wirkungsprofil (64) der optischen Eigenschaft bildet.
8. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem weiterhin durch jeweiliges Anfitten des vollwertigen Wirkungsprofils (64) an geeignete Variationsprofile (18n, 18nb) des Rohmessdatensatzes (62) eine jeweilige Wirkamplitude (65) des betreffenden Variationsprofils ermittelt wird und die Kalbrierdaten eine Korrelation (66) zwischen den Wirkamplituden 65 und einer zeitlich variierenden Größe des Anregungssignals umfassen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Anregungssignal (43) derart konfiguriert ist, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Vermessens der Variationsprofile (18) des Rohdatensatzes Vergleichsmessungen mit einem einheitlichen Anregungssignalwert vorgenommen werden, und bei dem vor dem Anfitten des vollwertigen Wirkungsprofils an die geeigneten Variationsprofile ein Rauschuntergrund (18v) mittels der Vergleichsmessungen aus den Variationsprofilen (18n) entfernt wird.
10. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das vollwertige Wirkungsprofil (54) mittels eines Profilmodells (76) angefittet wird, welches ein vorgegebenes Sollprofil (80) und mindestens eine vorgegebene Sensitivität (77) eines möglichen konstruktiven Fehlers (78) des manipulierbaren optischen Moduls umfasst und durch das Anfitten eine Größe eines zugehörigen konstruktiven Fehlers ermittelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das zeitlich variierende Anregungssignal (43) mittels Überlagerung eines Grundsignals (43a) mit einem Wechselsignal (43b) gebildet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, bei dem bei der Ermittlung des reduzierten Wirkungsprofils (70) die Eigenwertzerlegung am korrigierten Messdatensatz (62k) vorgenommen wird.
13. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Variationsprofil (18) ein Deformationsprofil einer optischen Oberfläche (15) des optischen Moduls (12) ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das mindestens eine Manipulationselement (16) als Aktuator konfiguriert ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Aktuator dazu konfiguriert ist, seine Ausdehnung parallel zur optischen Oberfläche zu verändern.
16. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Variationsprofil (18) eine Brechzahlvariation in einem optisch durchlässigen Material beschreibt.
17. Vorrichtung (10) zur Kalibrierung eines manipulierbaren optischen Moduls (12) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (110), welches mindestens ein Manipulationselement (16) zum Einstellen eines zumindest eindimensionalen örtlichen Variationsprofils (18) einer optischen Eigenschaft des optischen Moduls umfasst, mit: - einem Signalgeber (42) zum Anlegen eines zeitlich variierenden Anregungssignals (43) an das mindestens eine Manipulationselement, - einer Messeinrichtung (40) zum Bestimmen eines Rohmessdatensatzes (62) durch Vermessen des jeweiligen, sich an verschiedenen Zeitpunkten während der Variation des Anregungssignals ergebenden, örtlichen Variationsprofils, sowie - einer Auswerteeinrichtung (44), welche dazu konfiguriert ist, eine durch die zeitliche Variation des Anregungssignals (43) bedingte zeitlich variierende Skalierung (73) in den Variationsprofilen (18) des Rohmessdatensatzes abzuschätzen, ein vollwertiges Wirkungsprofil (64) der optischen Eigenschaft durch Anfitten der zeitlich variierenden Skalierung an die Variationsprofile (18) des Rohmessdatensatzes zu bestimmen, sowie Kalibrierdaten (64, 66) des manipulierbaren optischen Moduls auf Basis des vollwertigen Wirkungsprofils (64) zu bestimmen.

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