DE102022200726A1 - Method for determining a reflection property of an optical element to be examined, device for determining a reflection property of an optical element to be examined, computer program product and lithography system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft (2) eines zu untersuchenden optischen Elements (3) in einem optischen System (5) mit einem oder mehreren optischen Elementen (3, 6), wonach die Reflexionseigenschaft (2) anhand einer von einer Strahlungsquelle (7) ausgesandten durch das optische System (5) geführten und geformten Strahlung ermittelt wird. Ferner ist vorgesehen, dass eine Thermallast (9) für das zu untersuchende optische Element (3) ermittelt wird und anhand der ermittelten Thermallast (9) auf die Reflexionseigenschaft (2) des zu untersuchenden optischen Elements (3) geschlossen wird.The invention relates to a method for determining a reflection property (2) of an optical element (3) to be examined in an optical system (5) with one or more optical elements (3, 6), after which the reflection property (2) is determined using a radiation source (7) emitted by the optical system (5) guided and shaped radiation is determined. It is also provided that a thermal load (9) is determined for the optical element (3) to be examined and the reflection property (2) of the optical element (3) to be examined is inferred from the thermal load (9) determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements in einem optischen System mit einem oder mehreren optischen Elementen, wonach die Reflexionseigenschaft anhand einer von einer Strahlungsquelle ausgesandten durch das optische System geführten und geformten Strahlung ermittelt wird.The invention relates to a method for determining a reflection property of an optical element to be examined in an optical system with one or more optical elements, according to which the reflection property is determined using radiation emitted by a radiation source that is guided and shaped through the optical system.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements, welches eine Thermallastmesseinrichtung aufweist, in einem optischen System mit einem oder mehreren optischen Elementen mittels einer von einer Strahlungsquelle ausgesandten und durch das optische System geführten und geformten Strahlung.The invention also relates to a device for determining a reflection property of an optical element to be examined, which has a thermal load measuring device, in an optical system with one or more optical elements by means of radiation emitted by a radiation source and guided and shaped through the optical system.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln.The invention also relates to a computer program product with program code means.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie mit einem Beleuchtungssystem sowie einer Beleuchtungsoptik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist.Furthermore, the invention relates to a lithography system, in particular a projection exposure system for microlithography with an illumination system and illumination optics, which has at least one optical element.
In bekannter Weise beeinflussen optische Elemente die Eigenschaften mit ihnen wechselwirkenden Lichtwellen. Zur Vermeidung unerwünschter Strukturen der resultierenden Wellenfronten ist eine fehlerfrei ausgebildete Oberfläche der optischen Elemente notwendig. Als optische Elemente sind beispielsweise planare Spiegel, Hohlspiegel, Webspiegel, Facettenspiegel, insbesondere Feldfacettenspiegel, konvexe Linsen, konkave Linsen, konvexkonkave Linsen, plankonvexe Linsen und plankonkave Linsen zu nennen. Als Materialien für optische Elemente, insbesondere Spiegel, sind unter anderem Glas und Silizium bekannt.In a known manner, optical elements influence the properties of the light waves interacting with them. In order to avoid undesired structures of the resulting wave fronts, the surface of the optical elements must have a flawless design. Examples of optical elements that can be mentioned are planar mirrors, concave mirrors, web mirrors, facet mirrors, in particular field facet mirrors, convex lenses, concave lenses, convex-concave lenses, plano-convex lenses and plano-concave lenses. Glass and silicon, among others, are known as materials for optical elements, in particular mirrors.
Lithografiesysteme, insbesondere Projektionsbelichtungsanlagen, weisen eine Vielzahl optischer Elemente auf. Insbesondere bei der Verwendung der optischen Elemente in einer mikrolithografischen DUV (Deep Ultraviolet)- Projektionsbelichtungsanlage und ganz besonders bei der Verwendung in einer mikrolithografischen EUV (Extreme Ultraviolet)-Projektionsbelichtungsanlage ist die Beschaffenheit der optischen Elemente von besonderer Bedeutung.Lithography systems, in particular projection exposure systems, have a large number of optical elements. The nature of the optical elements is of particular importance when using the optical elements in a microlithographic DUV (Deep Ultraviolet) projection exposure system and very particularly when using them in a microlithographic EUV (Extreme Ultraviolet) projection exposure system.
Die optischen Elemente sind hierbei einer Vielzahl von schädlichen Einflüssen ausgesetzt, welche ihre Beschaffenheit verändern und damit ihre Funktionsfähigkeit beeinträchtigen, da das durch die optischen Elemente, beispielsweise einen EUV-Spiegel, modulierte Licht zum einen eine sehr kleine Wellenlänge hat und damit die resultierenden Wellenfronten schon durch geringste Beeinträchtigung der Beschaffenheit des optischen Elements gestört werden. Zum anderen sind die abgebildeten Strukturen auf der Projektionsfläche sehr klein und damit ebenfalls anfällig für geringste Veränderungen in der Beschaffenheit des optischen Elements. Insbesondere eine Reflektivität der optischen Elemente für das Licht ist sehr empfindlich gegenüber Kontaminationen und/oder Änderungen von auf den optischen Elementen aufgebrachten Beschichtungen.The optical elements are exposed to a variety of harmful influences that change their nature and thus impair their functionality, since the light modulated by the optical elements, for example an EUV mirror, has a very small wavelength and the resulting wave fronts do be disturbed by the slightest impairment of the nature of the optical element. On the other hand, the structures shown on the projection surface are very small and therefore also susceptible to the slightest changes in the nature of the optical element. In particular, a reflectivity of the optical elements for the light is very sensitive to contamination and/or changes in coatings applied to the optical elements.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass zur Erzeugung von EUV-Licht Zinntropfen derart ionisiert werden, dass ein Plasma entsteht, welches EUV-Strahlung in alle Richtungen emittiert.It is known from practice that, in order to generate EUV light, tin drops are ionized in such a way that a plasma is created which emits EUV radiation in all directions.
Die EUV-Strahlung wird beispielsweise durch Kollektorspiegel aufgefangen, welche hierdurch neben dem durch das Plasma emittierten EUV-Licht zusätzlich der schädigenden Einwirkung von Zinn-Ionen und Zinntropfen ausgesetzt sind. Beispielsweise können Zinntropfen, welche sich auf einem Kollektorspiegel absetzen, dessen optische Eigenschaften verändern. Insbesondere kann durch eine Degradation der Reflexionseigenschaften, welche durch eine durch Zinntropfen eingetragene Zinnschicht bedingt ist, eine Erblindung des Spiegels eintreten. Insbesondere kann diese Erblindung des Spiegels auch lediglich bereichsweise eintreten.The EUV radiation is caught, for example, by collector mirrors which, in addition to the EUV light emitted by the plasma, are also exposed to the damaging effects of tin ions and tin drops. For example, drops of tin deposited on a collector mirror can change its optical properties. In particular, a blinding of the mirror can occur due to a degradation of the reflection properties, which is caused by a tin layer applied by tin drops. In particular, this blinding of the mirror can only occur in certain areas.
Eine Verschlechterung der Reflexionseigenschaften, beispielsweise des Kollektorspiegels, insbesondere aber auch von nach dem Kollektorspiegel angeordneten Komponenten, insbesondere eines Feldfacettenspiegels, kann dadurch bedingt sein, dass durch die eingetragene Zinnschicht Licht nicht mehr gerichtet, sondern diffus reflektiert wird. Ferner kann die Zinnschicht auch zu einer Verschlechterung der Reflexionseigenschaft dadurch führen, dass ein Absorptionsgrad erhöht wird. Hierdurch wird sowohl die Reflektivität verschlechtert als auch Wärmeenergie in die optischen Elemente, welche einen erhöhten Absorptionsgrad aufweisen, eingetragen. Dies kann beispielsweise zu temporären oder dauerhaften Verziehungen und/oder Beschädigungen des optischen Elements und damit zu einer Verschlechterung der Abbildungsqualität in einer Projektionsoptik führen.A deterioration in the reflection properties, for example of the collector mirror, but in particular also of components arranged after the collector mirror, in particular a field facet mirror, can be caused by the fact that light is no longer directed by the applied tin layer but is reflected diffusely. Furthermore, the tin layer can also lead to a deterioration in the reflection property in that an absorptivity is increased. As a result, both the reflectivity is worsened and thermal energy is introduced into the optical elements, which have an increased degree of absorption. This can lead, for example, to temporary or permanent distortions and/or damage to the optical element and thus to a deterioration in the imaging quality in projection optics.
Zur Sicherstellung von fehlerfreien Reflexionseigenschaften wird beispielsweise gemäß dem aus der Praxis bekannten Stand der Technik der Kollektorspiegel einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage regelmäßig ausgetauscht und durch einen fehlerfrei ausgebildeten Kollektorspiegel ersetzt.In order to ensure error-free reflection properties, for example, according to the prior art known from practice, the collector mirror of an EUV projection exposure system is regularly exchanged and replaced by a collector mirror of error-free design.
In der
Es ist demnach aus dem Stand der Technik bekannt, anhand einer auf eine überwachte Komponente der Projektionsbelichtungsanlage eingetragenen Wärmeenergie bzw. Wärmeleistung, insbesondere einer Thermallast, auf die Eigenschaften der vor der überwachten Komponente der Projektionsbelichtungsanlage gelegenen Quelle bzw. deren optischen Eigenschaften zu schließen.It is therefore known from the prior art to draw conclusions about the properties of the source located in front of the monitored component of the projection exposure system or its optical properties on the basis of thermal energy or heat output, in particular a thermal load, applied to a monitored component of the projection exposure system.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft einer ersten Komponente, gemäß der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zuverlässige Feststellung der Reflexionseigenschaft des untersuchten optischen Elements ermöglicht.The present invention is based on the object of creating a method for determining a reflection property of an optical element to be examined which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enabling a reliable determination of the reflection property of the optical element under examination.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements in einem optischen System mit einem oder mehreren optischen Elementen dadurch gelöst, dass die Reflexionseigenschaft anhand einer von einer Strahlungsquelle ausgesandten und durch das optische System geführten und geformten Strahlung ermittelt wird, wobei erfindungsgemäß eine Thermallast für das zu untersuchende optische Element ermittelt wird und anhand der ermittelten Thermallast auf die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements geschlossen wird.This object is achieved by a method for determining a reflection property of an optical element to be examined in an optical system with one or more optical elements in that the reflection property is determined using radiation emitted by a radiation source and guided and shaped by the optical system, wherein according to the invention, a thermal load is determined for the optical element to be examined and conclusions are drawn about the reflection property of the optical element to be examined on the basis of the thermal load determined.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zuverlässige Feststellung der Reflexionseigenschaft des untersuchten optischen Elements ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a device for determining a reflection property of an optical element to be examined, which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enables a reliable determination of the reflection property of the optical element under examination.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements, welches eine Thermallastmesseinrichtung aufweist, in einem optischen System mit einem oder mehreren optischen Elementen mittels einer von einer Strahlungsquelle ausgesandten und durch das optische Element geführten und geformten Strahlung, dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgesehen und eingerichtet ist, um anhand einer von der Thermallastmesseinrichtung ermittelten Thermallast auf die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements zu schließen.This object is achieved by a device for determining a reflection property of an optical element to be examined, which has a thermal load measuring device, in an optical system with one or more optical elements by means of radiation emitted by a radiation source and guided and shaped through the optical element, characterized in that that according to the invention a device is provided and set up to infer the reflection property of the optical element to be examined on the basis of a thermal load determined by the thermal load measuring device.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Computerprogrammprodukt zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zuverlässige und während des Betriebs erfassbare Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a computer program product which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enabling a reliable determination of a reflection property of an optical element to be examined which can be detected during operation.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt, mit Programmcodemitteln, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen gelöst, wenn das Programm auf einer Einrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt wird.According to the invention, this object is achieved by a computer program product with program code means for carrying out a method according to the invention when the program is executed on a device of a device according to the invention.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zuverlässige und während des Betriebs erfassbare Bestimmung seiner Funktionsfähigkeit ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a lithography system which avoids the disadvantages of the prior art, and in particular enables its functionality to be determined reliably and during operation.
Diese Aufgabe wird durch ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, mit einem Beleuchtungssystem, das eine Strahlungsquelle, eine Beleuchtungsoptik und eine Projektionsoptik aufweist, wobei die Beleuchtungsoptik und/oder die Projektionsoptik wenigstens ein optisches Element aufweisen, dadurch gelöst, dass eine Reflexionseigenschaft eines der optischen Elemente des Lithografiesystems mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt wird und/oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt ist.This object is achieved by a lithography system, in particular a projection exposure system for microlithography, with an illumination system that has a radiation source, illumination optics and projection optics, the illumination optics and/or the projection optics having at least one optical element, in that a reflection property of a of the optical elements of the lithography system is determined by means of the method according to the invention and/or is determined by means of the device according to the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements in einem optischen System mit einem oder mehreren optischen Elementen wird die Reflexionseigenschaft anhand einer von einer Strahlungsquelle ausgesandten, durch das optische System geführten und geformten Strahlung ermittelt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Thermallast für das zu untersuchende optische Element ermittelt wird und anhand der ermittelten Thermallast auf die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements geschlossen wird.In the method according to the invention for determining a reflection property of an optical element to be examined in an optical system with one or more optical elements, the reflection property is determined using of a radiation emitted by a radiation source, guided and shaped by the optical system. According to the invention, a thermal load is determined for the optical element to be examined and the reflection property of the optical element to be examined is inferred from the thermal load determined.
Unter der Thermallast ist im Rahmen der Erfindung eine in einen Körper und/oder einen oder mehrere Teilbereiche des Körpers, insbesondere in das optische Element und/oder Teilbereiche des optischen Elements, eingetragene Wärmeenergie und/oder Wärmeleistung zu verstehen. Ein derartiger Eintrag von Wärmeenergie und/oder Wärmeleistung kann dabei zu einer Temperaturerhöhung des Körpers und/oder der Teilbereiche des Körpers führen. Soll beispielsweise eine Temperatur des Körpers und/oder der Teilbereiche des Körpers konstant gehalten werden, so ist es von Vorteil, wenn Wärmeenergie und/oder Wärmeleistung in Höhe der Thermallast von dem Körper und/oder den Teilbereichen des Körpers abgeleitet wird. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn eine Kühlleistung eines den Körper und/oder die Teilbereiche des Körpers kühlenden Kühlsystems der Thermallast entspricht.In the context of the invention, the thermal load is to be understood as thermal energy and/or thermal output introduced into a body and/or one or more partial regions of the body, in particular into the optical element and/or partial regions of the optical element. Such an input of heat energy and/or heat output can lead to an increase in temperature of the body and/or parts of the body. If, for example, the temperature of the body and/or parts of the body is to be kept constant, it is advantageous if thermal energy and/or thermal output is dissipated from the body and/or parts of the body in the amount of the thermal load. In particular, it is advantageous if a cooling capacity of a cooling system that cools the body and/or the partial areas of the body corresponds to the thermal load.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass durch eine Auswertung von Informationen über die Thermallast, insbesondere durch eine Auswertung von Informationen über eine Temperatur, welcher das zu untersuchende optische Element ausgesetzt ist, auf dessen optische Eigenschaften, insbesondere auf dessen Reflexionseigenschaft, geschlossen werden kann. Das bedeutet, dass durch die Erfassung einer mit den optischen Eigenschaften des zu untersuchenden optischen Elements nicht unmittelbar übereinstimmenden Information eine Schlussfolgerung auf die optischen Eigenschaften des zu untersuchenden optischen Elements ermöglicht wird.The method according to the invention offers the advantage that by evaluating information about the thermal load, in particular by evaluating information about a temperature to which the optical element to be examined is exposed, its optical properties, in particular its reflection property, can be inferred. This means that by detecting information that does not directly match the optical properties of the optical element to be examined, it is possible to draw a conclusion about the optical properties of the optical element to be examined.
Dies hat insbesondere den Vorteil, dass keine Vorrichtungen zur direkten Detektion der Strahlung, insbesondere von Licht, in das optische System verbracht werden müssen. Hierdurch wird eine unvorteilhafte Störung des Strahlungsverlaufs in dem optischen System vermieden.This has the particular advantage that no devices for the direct detection of the radiation, in particular light, have to be brought into the optical system. This avoids an unfavorable disturbance of the course of radiation in the optical system.
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das zu untersuchende optische Element nicht das erste optische Element im Strahlungsverlauf des optischen Systems ist.This is particularly advantageous when the optical element to be examined is not the first optical element in the radiation path of the optical system.
Die Bestimmung der Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements kann vorteilhafterweise ohne Eingriff in eine Position des zu untersuchenden optischen Elements an dessen Einbauort, das heißt in situ, erfolgen.The determination of the reflection property of the optical element to be examined can advantageously be carried out without intervention in a position of the optical element to be examined at its installation site, ie in situ.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass auf die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements geschlossen wird, indem die Thermallast mit einem zu erwartenden Thermalvergleichswert verglichen wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the reflection property of the optical element to be examined is inferred by comparing the thermal load with a thermal reference value to be expected.
Besonders vorteilhaft ist eine Ermittlung der Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements, wenn die ermittelte Thermallast in einem Verhältnis zu einer zu erwartenden Thermallast, dem Thermalvergleichswert, betrachtet wird.It is particularly advantageous to determine the reflection property of the optical element to be examined if the thermal load determined is considered in relation to a thermal load to be expected, the thermal comparison value.
Weicht beispielsweise die Thermallast von dem Thermalvergleichswert dahingehend ab, dass die Thermallast höher ist als der Thermalvergleichswert, so kann dies ein Hinweis darauf sein, dass an der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements eine über eine Erwartung und beispielsweise von einer Norm abweichende hinausgehende Absorption der auf die Oberfläche des optischen Elements treffenden Strahlung stattfindet.If, for example, the thermal load deviates from the thermal comparison value in such a way that the thermal load is higher than the thermal comparison value, this can be an indication that the surface of the optical element to be examined has an absorption that deviates beyond expectations and, for example, from a norm radiation striking the surface of the optical element takes place.
Eine erhöhte Absorption, beispielsweise bedingt durch eine Kontamination des zu untersuchenden optischen Elements, insbesondere durch Zinn einer EUV-Quelle, kann einen deutlichen Hinweis auf eine Verringerung der Reflektivität und damit auf eine Verschlechterung der Reflexionseigenschaften darstellen.Increased absorption, for example caused by contamination of the optical element to be examined, in particular by tin from an EUV source, can be a clear indication of a reduction in reflectivity and thus a deterioration in the reflection properties.
Die Reflexionseigenschaft kann demnach insbesondere eine Reflektivität des zu untersuchenden optischen Elements sein. Neben bzw. anstatt der Reflexionseigenschaft können auch andere optische Eigenschaften des zu untersuchenden optischen Elements, beispielsweise eine Transparenz im Falle einer Linse, bestimmt werden.Accordingly, the reflection property can in particular be a reflectivity of the optical element to be examined. In addition to or instead of the reflection property, other optical properties of the optical element to be examined, for example transparency in the case of a lens, can also be determined.
Es kann von Vorteil sein, wenn der zu erwartende Thermalvergleichswert dadurch bestimmt wird, dass eine Oberflächenintensität der Strahlung auf dem zu untersuchenden optischen Element durch eine Quellenintensität der Strahlungsquelle und durch eine Simulation unter Berücksichtigung von optischen Eigenschaften eines von dem zu untersuchenden optischen Element stromaufwärts gelegenen Teils des optischen Systems bestimmt wird.It can be advantageous if the thermal comparison value to be expected is determined by a surface intensity of the radiation on the optical element to be examined by a source intensity of the radiation source and by a simulation taking into account optical properties of a part located upstream of the optical element to be examined of the optical system is determined.
Eine Bestimmung des Thermalvergleichswerts durch eine Simulation der Oberflächenintensität kann vorteilhafterweise die optischen Eigenschaften derjenigen Teile des optischen Systems berücksichtigen, welche von dem zu untersuchenden optischen Element stromaufwärts liegen.Determining the thermal comparison value by simulating the surface intensity can advantageously take into account the optical properties of those parts of the optical system which are upstream of the optical element to be examined.
Stromaufwärts bedeutet in diesem Zusammenhang entgegen der Ausbreitungsrichtung des Lichts durch das optische System. Stromabwärts bedeutet in diesem Zusammenhang entlang der Ausbreitungsrichtung des Lichts durch das optische System.Upstream in this context means against the propagation direction of the light through the optical system. downstream in this context means along the direction of propagation of the light through the optical system.
Eine Simulation ist insbesondere daher von Vorteil, da hierzu kein physischer Eingriff in das optische System zur Messung der Oberflächenintensität notwendig ist.A simulation is particularly advantageous because no physical intervention in the optical system for measuring the surface intensity is necessary.
Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Quellenintensität gemessen wird, da hierdurch eine zuverlässige Kenntnis über einen Ist-Zustand der Strahlungsquelle gewonnen werden kann.In this case, it is advantageous if the source intensity is measured, since reliable knowledge about an actual state of the radiation source can thereby be obtained.
Besonders zuverlässig wird die Simulation, wenn die optischen Eigenschaften des von dem zu untersuchenden optischen Element stromaufwärts gelegenen Teils des optischen Systems bekannt sind. Hierdurch kann beispielsweise durch Wellenmodellierung oder Raytracing, welche etablierte Verfahren aus dem Stand der Technik darstellen, zuverlässig und präzise die Oberflächenintensität bestimmt werden.The simulation becomes particularly reliable if the optical properties of the part of the optical system located upstream of the optical element to be examined are known. As a result, the surface intensity can be determined reliably and precisely, for example by wave modeling or ray tracing, which represent established methods from the prior art.
Eine Bestimmung einer Intensität in einem intermediären Fokus, beziehungsweise Zwischenfokus, insbesondere einer intermediären Fokusebene, beziehungsweise Zwischenfokusebene, kann hierbei einer Bestimmung der Oberflächenintensität entsprechen, sofern die Strahlung von dem Zwischenfokus zu der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements durch keine weiteren optischen Elemente beeinflusst wird. Hierdurch ist die Intensität in dem Zwischenfokus mit der Oberflächenintensität unmittelbar verknüpft.A determination of an intensity in an intermediate focus or intermediate focus, in particular an intermediate focal plane or intermediate focal plane, can correspond to a determination of the surface intensity, provided that the radiation from the intermediate focus to the surface of the optical element to be examined is not influenced by any other optical elements. As a result, the intensity in the intermediate focus is directly linked to the surface intensity.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn anhand der ermittelten Thermallast und des Thermalvergleichswerts auf die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements geschlossen wird, indem eine Austrittsintensität der durch das optische System geführten und geformten Strahlung mit der Thermallast verglichen wird.It is particularly advantageous if the reflection property of the optical element to be examined is inferred from the determined thermal load and the thermal comparison value by comparing an exit intensity of the radiation guided and shaped by the optical system with the thermal load.
Ist der Thermalvergleichswert, beispielsweise durch eine Simulation, bekannt und liegt ferner ein ermittelter Wert für die Thermallast vor, so kann vorteilhafterweise, insbesondere in Unkenntnis der tatsächlich vorliegenden Oberflächenintensität auf der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements auf dessen Reflexionseigenschaft geschlossen werden, wenn auch eine Austrittsintensität der durch das optische System geführten und geformten Strahlung erfasst wird.If the thermal comparison value is known, e.g. through a simulation, and if there is also a determined value for the thermal load, it is advantageous, particularly when the surface intensity actually present on the surface of the optical element to be examined is not known, to draw conclusions about its reflection property, albeit an exit intensity of the radiation guided and shaped by the optical system is detected.
Wird diese Austrittsintensität mit der Thermallast verglichen, so ergibt sich aus dem Vergleich, ob Abweichungen der Thermallast von dem Thermalvergleichswert auf eine Änderung der Reflexionseigenschaft oder auf eine Änderung der Oberflächenintensität zurückzuführen sind. Insbesondere kann eine Veränderung der Oberflächenintensität bedingt sein durch Änderungen in den Reflexionseigenschaften eines von dem zu untersuchenden optischen Element stromaufwärts gelegenen Teils des optischen Systems.If this exit intensity is compared with the thermal load, the comparison reveals whether deviations in the thermal load from the thermal comparison value are due to a change in the reflection property or to a change in the surface intensity. In particular, a change in the surface intensity can be caused by changes in the reflection properties of a part of the optical system located upstream of the optical element to be examined.
Beispielsweise kann an einer bestimmten Stelle des optischen Elements eine im Vergleich zum Thermalvergleichswert erhöhte Thermallast festgestellt werden, während an einer gewissen Position am Ende des optischen Systems, welche mit der Stelle auf dem optischen Element korrespondiert, d. h. auf demselben Lichtpfad liegt, eine verringerte Austrittsintensität bestimmt wird. Dies kann, insbesondere im Fall, dass lediglich ein einzelner Spiegel mit der Strahlung interagiert, darauf hindeuten, dass die erhöhte Thermallast mit einem erhöhten Absorptionsgrad und damit mit einer verringerten Reflexionseigenschaft an dieser Stelle des optischen Elements verbunden ist.For example, a thermal load that is higher than the thermal reference value can be determined at a specific point on the optical element, while at a certain position at the end of the optical system, which corresponds to the point on the optical element, i. H. lies on the same light path, a reduced exit intensity is determined. This can indicate, particularly in the case that only a single mirror interacts with the radiation, that the increased thermal load is associated with an increased degree of absorption and thus with a reduced reflection property at this point of the optical element.
Eine gattungsgemäße Schlussfolgerung auf die Reflexionseigenschaft des stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems, allerdings ohne Berücksichtigung der Austrittintensität, ist aus der
Durch eine vorteilhafte simultane Erfassung der Thermallast und der Austrittsintensität kann sichergestellt werden, dass keine zeitabhängigen Effekte, wie beispielsweise eine Erwärmung des optischen Systems, eine Vergleichbarkeit der Austrittintensität und der Thermallast beeinträchtigen.An advantageous simultaneous detection of the thermal load and the exit intensity can ensure that no time-dependent effects, such as heating of the optical system, impair the comparability of the exit intensity and the thermal load.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass ein Austrittsintensitätsvergleichswert bestimmt wird und die Austrittsintensität mit dem Austrittsintensitätsvergleichswert verglichen wird. Hierdurch kann ein Intensitätsverlust, welchen die Strahlung beispielsweise durch degradierte optische Elemente in dem optischen System erfährt, sofort erkannt und insbesondere quantifiziert werden. Wird beispielsweise eine Austrittsintensität gemessen, welche lediglich die Hälfte des Austrittsintensitätsvergleichswerts ist, so ist es naheliegend, dass in dem optischen System deutlich mehr Strahlung absorbiert wurde als erwartet.A particularly advantageous embodiment of the method according to the invention can consist in determining an exit intensity comparison value and comparing the exit intensity with the exit intensity comparison value. As a result, a loss of intensity, which the radiation experiences, for example due to degraded optical elements in the optical system, can be recognized immediately and, in particular, quantified. If, for example, an exit intensity is measured which is only half of the exit intensity comparison value, then it is obvious that significantly more radiation than expected was absorbed in the optical system.
Insbesondere kann eine Non-Uniformität der Austrittsintensität und/oder der Thermallast und/oder des Austrittsintensitätsvergleichswerts und/oder des Thermalvergleichswert und/oder von Verhältnissen der vorgenannten Größen bestimmt werden. Hierdurch kann beispielsweise eine Normierung auf eine Referenz ermöglicht werden.In particular, a non-uniformity of the escape intensity and/or the thermal load and/or the escape intensity comparison value and/or the thermal comparison value and/or ratios of the aforementioned variables can be determined. In this way, for example, normalization to a reference can be made possible.
Eine Amplitude der vorgenannten Größen und/oder der aus diesen abgeleiteten Verhältnisse kann beispielsweise zwischen mehreren optischen Systemen verglichen werden. Ein derartiger Vergleich zwischen optischen Systemen erlaubt auch die Detektion uniformer Degradationen. Einen Hinweis auf eine uniforme Degradation kann ein relativ zu anderen Systemen höherer Temperaturanstieg eines optischen Elements nach Normierung auf die einfallende Leistung darstellen.An amplitude of the aforementioned variables and/or the ratios derived from them can be compared, for example, between several optical systems. Such a comparison between optical systems also allows the detection of uniform degradations. An indication of a uniform degradation can be a higher temperature rise of an optical element compared to other systems after normalization to the incident power.
Der Austrittsintensitätsvergleichswert kann hierbei beispielsweise durch eine Simulation ermittelt werden, welche die Quellenintensität und die optischen Eigenschaften aller optischer Elemente des optischen Systems berücksichtigt.The exit intensity comparison value can be determined here, for example, by a simulation that takes into account the source intensity and the optical properties of all optical elements of the optical system.
Ferner wird als optisches System die Gesamtheit aller die Strahlung beeinflussenden Elemente verstanden, welche auf dem Strahlungspfad zwischen der Strahlungsquelle und der Stelle der Messung der Austrittintensität angeordnet sind. So kann beispielsweise durch eine geeignete Position der Messung der Austrittsintensität auch lediglich ein Teil einer Projektionsbelichtungsanlage als optisches System betrachtet werden.Furthermore, the optical system is understood to mean the entirety of all elements influencing the radiation, which are arranged on the radiation path between the radiation source and the point at which the exit intensity is measured. For example, only a part of a projection exposure system can be considered as an optical system by a suitable position of the measurement of the exit intensity.
Von besonderem Vorteil ist jedoch eine Messung der Austrittsintensität bei einer Projektionsbelichtungsanlage auf einer Position, an welcher ein Wafer angeordnet sein kann, beziehungsweise typischerweise angeordnet ist. Diese Position ist häufig für eine Messung der Austrittsintensität besonders vorteilhaft einfach zugänglich.Of particular advantage, however, is a measurement of the exit intensity in a projection exposure system at a position at which a wafer can be arranged, or is typically arranged. This position is often particularly advantageously easily accessible for measuring the exit intensity.
Von Vorteil kann es sein, wenn anhand der ermittelten Reflexionseigenschaft und/oder der Thermallast des zu untersuchenden optischen Elements und/oder der Austrittsintensität auf eine Reflexionseigenschaft auf eine Reflexionseigenschaft des stromabwärts liegenden Teiles des optischen Systems geschlossen wird.It can be advantageous if a reflection property of the downstream part of the optical system is inferred from the determined reflection property and/or the thermal load of the optical element to be examined and/or the exit intensity.
Von Vorteil kann es auch sein, wenn anhand der ermittelten Reflexionseigenschaft und/oder der Thermallast des zu untersuchenden optischen Elements und/oder der Austrittsintensität auf eine Reflexionseigenschaft des stromaufwärts liegenden Teiles des optischen Systems geschlossen wird.It can also be advantageous if a reflection property of the upstream part of the optical system is inferred based on the determined reflection property and/or the thermal load of the optical element to be examined and/or the exit intensity.
Ist die Reflexionseigenschaft und/oder die Thermallast des zu untersuchenden optischen Elements bekannt, so kann durch deren Vergleich mit der Austrittsintensität vorteilhafterweise die Reflexionseigenschaft des stromaufwärts liegenden Teils und/oder des stromabwärts liegenden Teils des optischen Systems rekonstruiert werden.If the reflection property and/or the thermal load of the optical element to be examined is known, the reflection property of the upstream part and/or the downstream part of the optical system can advantageously be reconstructed by comparing them with the exit intensity.
Beispielsweise lassen Abweichungen zwischen der Austrittsintensität und der Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements auf abweichende Reflexionseigenschaften des stromabwärts liegenden Teils schließen, sofern sichergestellt und/oder bekannt ist, welche Oberflächenintensität die Strahlung auf dem optischen Element ausbildet.For example, deviations between the exit intensity and the reflection property of the optical element to be examined indicate deviating reflection properties of the part lying downstream, provided that it is certain and/or known which surface intensity the radiation forms on the optical element.
Eine Schlussfolgerung auf eine Eigenschaft ist hierbei nicht ausschließlich als strenge und/oder vollständige Ermittlung der Eigenschaft zu verstehen, sondern vielmehr auch als ein Hinzufügen weiterer Informationen, welche zur Ermittlung der Eigenschaft dienen können.In this context, a conclusion about a property is not to be understood exclusively as a strict and/or complete determination of the property, but rather also as the addition of further information which can be used to determine the property.
Es kann von Vorteil sein, wenn der von dem zu untersuchenden optischen Element stromaufwärts gelegene Teil des optischen Systems, insbesondere ein Kollektorspiegel, derart ausgebildet wird, dass dessen optische Ist-Eigenschaften dessen optischen Soll-Eigenschaften entsprechen.It can be advantageous if that part of the optical system which is located upstream of the optical element to be examined, in particular a collector mirror, is designed in such a way that its actual optical properties correspond to its target optical properties.
Sind die Soll-Eigenschaften des stromaufwärts gelegenen Teils bekannt und ist sichergestellt, dass die optischen Ist-Eigenschaften des stromaufwärts gelegenen Teils den optischen Soll-Eigenschaften entspricht, so kann unter Einbeziehung dieser Eigenschaften eine Simulation Aufschluss über die Oberflächenintensität geben. Insbesondere kann durch die Simulation die tatsächlich zum Zeitpunkt der Messung herrschende Oberflächenintensität bestimmt werden, welche konsistent mit dem Thermalvergleichswert ist.If the target properties of the part located upstream are known and it is ensured that the actual optical properties of the part located upstream correspond to the target optical properties, a simulation including these properties can provide information about the surface intensity. In particular, the simulation can be used to determine the actual surface intensity at the time of measurement, which is consistent with the thermal reference value.
Sichergestellt werden kann die Kenntnis der Oberflächenintensität beispielsweise dadurch, dass der stromaufwärts liegende Teil des optischen Systems, zum Beispiel ein Kollektorspiegel, neu ist, und dessen optische Ist-Eigenschaften den optischen Soll-Eigenschaften entspricht.Knowledge of the surface intensity can be ensured, for example, by the fact that the upstream part of the optical system, for example a collector mirror, is new and its actual optical properties correspond to the target optical properties.
Hiernach kann die Oberflächenintensität mittels einer Simulation bestimmt werden.After this, the surface intensity can be determined by means of a simulation.
Ebenso kann bei Kenntnis und/oder gerechtfertigter Annahme einer uneingeschränkten, von den Soll-Eigenschaften nicht abweichenden Reflexionseigenschaft des stromabwärts gelegenen Teils des optischen Systems bei einer Abweichung der Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements von der Austrittsintensität darauf geschlossen werden, dass beispielsweise eine Normabweichung in den Reflexionseigenschaften des stromaufwärts gelegenen Teils vorliegen kann.Likewise, if there is knowledge and/or a justified assumption that the reflection property of the part of the optical system located downstream is unrestricted and does not deviate from the target properties, if the reflection property of the optical element to be examined deviates from the exit intensity, it can be concluded that, for example, a deviation from the standard in the Reflective properties of the upstream part may be present.
Da nunmehr Informationen über die Ausbildung beispielsweise einer Wellenfront der Strahlung unmittelbar vor dem Auftreffen auf das zu untersuchende optische Element zur Verfügung stehen, können weitere Veränderungen der Wellenfront auf die Reflexionseigenschaften des zu untersuchenden optischen Elements und/oder die Reflexionseigenschaften der weiteren optischen Elemente, welche den stromabwärts liegenden Teil des optischen Systems ausbilden, zurückgeführt werden.Since information is now available about the formation, for example, of a wavefront of the radiation immediately before it hits the optical element to be examined, further changes in the wavefront can affect the reflection properties of the optical element to be examined and/or the reflection properties of the other optical elements which form the downstream part of the optical system.
Insbesondere wenn der stromaufwärts liegende Teil durch einen Kollektorspiegel ausgebildet wird, tritt eine Übereinstimmung der optischen Ist-Eigenschaften mit den optischen Soll-Eigenschaften des Kollektorspiegels beispielsweise immer dann ein, wenn der Kollektorspiegel aufgrund von Degradation ausgewechselt und durch einen neuen, korrekt spezifizierten Kollektorspiegel ersetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt tritt die genannte Kenntnis über die optischen Eigenschaften des stromaufwärts gelegenen Teils ein und die beschriebenen Rückschlüsse über den stromabwärts gelegenen Teil des optischen Systems können gezogen werden.In particular, if the upstream part is formed by a collector mirror, the actual optical properties will always match the target optical properties of the collector mirror, for example, whenever the collector mirror is replaced due to degradation and replaced by a new, correctly specified collector mirror . At this point in time, the aforesaid knowledge of the optical properties of the upstream part occurs and the described conclusions about the downstream part of the optical system can be drawn.
Hierbei ist zu beachten, dass eine Verringerung der Austrittintensität und/oder im Vergleich zum Thermalvergleichswert verringerte Thermallast auch durch eine Absorption der Strahlung, insbesondere von EUV-Strahlung, an in dem optischen System oder im Bereich der Strahlungsquelle befindlichen Gasen bedingt sein kann. Ist die Austrittsintensität beispielsweise verringert und sind die Thermallast sowie die Quellenintensität unauffällig, so kann eine Absorption im stromabwärtsgelegenen Teil des optischen Systems an den dortigen optischen Elementen und/oder an dort vorhanden Gasen stattfinden.It should be noted here that a reduction in the emission intensity and/or reduced thermal load compared to the thermal comparison value can also be caused by absorption of the radiation, in particular EUV radiation, by gases located in the optical system or in the area of the radiation source. If the exit intensity is reduced, for example, and the thermal load and the source intensity are normal, absorption can take place in the downstream part of the optical system on the optical elements there and/or on the gases present there.
Im Falle eines stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems, dessen Ist-Eigenschaften den Soll-Eigenschaften entsprechen, kann eine Inkonsistenz zwischen der Oberflächenintensität und der Austrittsintensität unter der Annahme, dass die optischen Ist-Eigenschaften des stromabwärts gelegenen Teils des optischen Systems den optischen Soll-Eigenschaften entsprechen, darauf hinweisen, dass die Strahlungsquelle keine ordnungsgemäße Strahlung ausbildet. Dies kann sich beispielsweise in einem unerwünschten Spektralbereich oder Gastransmissionen äußern. In the case of an upstream part of the optical system, the actual properties of which correspond to the target properties, an inconsistency between the surface intensity and the exit intensity can be identified, assuming that the actual optical properties of the downstream part of the optical system meet the target optical properties. Properties correspond to indicate that the radiation source does not form proper radiation. This can manifest itself, for example, in an undesired spectral range or gas transmissions.
Von Vorteil ist es, wenn die Oberflächenintensität und/oder der Thermalvergleichswert und/oder die Thermallast und/oder die Austrittsintensität und/oder die Quellenintensität und/oder die Reflexionseigenschaft als flächige Kartierungen ortsaufgelöst bestimmt werden.It is advantageous if the surface intensity and/or the thermal comparison value and/or the thermal load and/or the exit intensity and/or the source intensity and/or the reflection property are determined in a spatially resolved manner as flat maps.
Besonders vorteilhaft an einer flächigen, zweidimensionalen Bestimmung der Oberflächenintensität und/oder des Thermalvergleichswerts und/oder der Austrittsintensität und/oder der Quellenintensität und/oder der Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements besteht darin, dass die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements auch nur auf Teilflächen der Oberfläche des optischen Elements bestimmt werden kann.A particularly advantageous feature of a planar, two-dimensional determination of the surface intensity and/or the thermal reference value and/or the exit intensity and/or the source intensity and/or the reflection property of the optical element to be examined is that the reflection property of the optical element to be examined is also only on partial areas of the surface of the optical element can be determined.
Ferner ist hierbei vorteilhaft, dass die sich aus der flächigen Kartierung ergebenden und auftretenden Muster der Ausprägung der Eigenschaften verglichen werden können.Furthermore, it is advantageous here that the patterns of the expression of the properties that result and occur from the areal mapping can be compared.
Beispielsweise kann ein unähnliches Muster der Thermallast und der Austrittsintensität auch ohne Vergleich mit dem Thermalvergleichswert und/oder dem Austrittsintensitätsvergleichswert darauf hindeuten, dass der stromabwärts gelegene Teil eine Abbildungstreue des Systems verringert. Dies kann durch eine inhomogene Verschlechterung der Reflexionseigenschaften bedingt sein.For example, a dissimilar pattern in thermal load and leak intensity may indicate that the downstream portion is reducing an imaging fidelity of the system, even without comparison to the thermal benchmark and/or the leak intensity benchmark. This can be caused by an inhomogeneous deterioration in the reflection properties.
So lässt sich beispielsweise auch ein Vergleichswert, insbesondere der Thermalvergleichswert und/oder der Austrittsintensitätsvergleichswert, dadurch bestimmen, dass ein Mittelwert der gemessenen Größe bestimmt wird und die Ausprägung der gemessenen Größe in einem Pixel der Kartierung und mit dem Mittelwert vergleichen wird.For example, a comparison value, in particular the thermal comparison value and/or the exit intensity comparison value, can be determined by determining a mean value of the measured variable and comparing the expression of the measured variable in a pixel of the mapping and with the mean value.
Von Vorteil ist es, wenn die Kartierung der Austrittsintensität mit der Kartierung der Thermallast verglichen wird, indem eine Kartierung einer Kreuzkorrelation und/oder ein Korrelationskoeffizient der Kartierung der Austrittsintensität mit der Kartierung der Thermallast ermittelt wird.It is advantageous if the mapping of the escaping intensity is compared with the mapping of the thermal load, in that a mapping of a cross-correlation and/or a correlation coefficient of the mapping of the escaping intensity with the mapping of the thermal load is determined.
Ein Vergleich durch eine Kreuzkorrelation oder einen Korrelationskoeffizient hat den Vorteil, dass hierdurch ein Maß für eine Übereinstimmung zwischen der Austrittsintensität und der Thermallast ermittelt werden kann. Insbesondere kann dieses Maß der Übereinstimmung entweder ortsaufgelöst, beispielsweise durch die Kreuzkorrelation, und/oder als einzelner Zahlenwert, beispielsweise durch den Korrelationskoeffizienten, bestimmt werden. Hierdurch lässt sich auf rechentechnisch einfache und effiziente Weise ein reproduzierbarer und gut interpretierbarer Wert der Übereinstimmung und des Vergleichs ermitteln.A comparison using a cross-correlation or a correlation coefficient has the advantage that a measure of a match between the discharge intensity and the thermal load can be determined. In particular, this degree of agreement can be determined either in a spatially resolved manner, for example by cross-correlation, and/or as a single numerical value, for example by the correlation coefficient. In this way, a reproducible and easily interpretable value of the agreement and the comparison can be determined in a computationally simple and efficient manner.
Von Vorteil ist es, wenn das zu untersuchende optische Element ein Facettenspiegel, insbesondere ein Feldfacettenspiegel, oder ein Spiegel einer Projektionsoptik oder ein Kollektorspiegel ist.It is advantageous if the optical element to be examined is a facet mirror, in particular a field facet mirror, or a mirror of projection optics or a collector mirror.
Von besonderem Interesse für das Verfahren und von besonderem Vorteil, insbesondere bei einem Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage, ist die Kenntnis der Reflexionseigenschaften des Feldfacettenspiegels. Auch ein Spiegel einer Projektionsoptik oder ein Kollektorspiegel sind von Bedeutung für den Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage und die Kenntnis über deren Reflexionseigenschaften kann Aufschluss über die Funktionsfähigkeit der Projektionsbelichtungsanlage geben. Es ist also vorteilhaft, wenn diese optischen Elemente das zu untersuchende optische Element in dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellen.Of particular interest for the method and of particular advantage, particularly when operating a projection exposure system, is knowledge of the reflection properties of the field facet mirror. A mirror of a projection lens system or a collector mirror are also important for the operation of a projection exposure system, and knowledge of their reflection properties can provide information about the functionality of the projection exposure system. So it is advantageous if these optical Elements represent the optical element to be examined in the method according to the invention.
Vorteilhaft ist es, wenn die Thermallast aus einer Geometrieänderung mindestens eines Teiles des zu untersuchenden optischen Elements, vorzugsweise aus einer Änderung eines Abstands eines Positionssensors von einem Sensortarget, bestimmt wird.It is advantageous if the thermal load is determined from a change in geometry of at least one part of the optical element to be examined, preferably from a change in the distance between a position sensor and a sensor target.
Die Thermallast kann insbesondere anhand einer Geometrieänderung mindestens eines Teils des optischen Elements ermittelt werden. Hierzu können auch in vorteilhafter Weise ohnehin vorhandene Positionssensoren zur Anwendung kommen, wobei beispielsweise der Abstand oder eine Abstandsänderung eines Positionssensors von einem Sensortarget ermittelt werden kann.The thermal load can be determined in particular based on a change in geometry of at least one part of the optical element. Position sensors that are present in any case can also be used in an advantageous manner for this purpose, it being possible, for example, to determine the distance or a change in the distance of a position sensor from a sensor target.
Ein Facettenspiegel, insbesondere der Feldfacettenspiegel, weist eine Vielzahl üblicherweise mechanisch manipulierbarer einzelner reflektierender optischer Elemente, sogenannter Spiegelfacetten, auf, die auf einem typischerweise gekühlten Trägerkörper definiert gelagert und über sogenannte Stößel aktuierbar sind.A facet mirror, in particular the field facet mirror, has a large number of individual reflecting optical elements, so-called mirror facets, which can usually be manipulated mechanically, which are mounted in a defined manner on a typically cooled support body and can be actuated by means of so-called plungers.
Bei Stößeln handelt es sich üblicherweise um stabförmige Fortsätze auf der der reflektiven Fläche der Spiegelfacette abgewandten Seite. Üblicherweise ist für jede Facette auch eine Sensorik vorhanden, welche zur Ermittlung aktueller geometrischer Parameter der jeweils betrachteten Spiegelfacette dient. Insbesondere können Positionssensoren vorhanden sein, mittels welcher eine Verschiebung bzw. Deformation von Komponenten der Spiegelfacette oder der zugehörigen Kinematik ermittelt werden können. Dabei kann beispielsweise ein Abstand zwischen einem Positionssensor und einem an der reflektierenden Fläche der Spiegelfacette abgewandten Ende eines Stößels angeordneten Sensortarget, beispielsweise in z-Richtung, vermessen werden; dieser Abstand wird üblicherweise als z-Gap bezeichnet. Unter der z-Richtung ist dabei diejenige Raumrichtung zu verstehen, die im Wesentlichen senkrecht zur reflektierenden Oberfläche eines Feldfacettenspiegels bzw. senkrecht zur lateralen Ausdehnung seines Trägerkörpers verläuft.Plungers are usually rod-shaped extensions on the side facing away from the reflective surface of the mirror facet. A sensor system is usually also present for each facet, which is used to determine current geometric parameters of the mirror facet being considered in each case. In particular, position sensors can be present, by means of which a displacement or deformation of components of the mirror facet or the associated kinematics can be determined. In this case, for example, a distance between a position sensor and a sensor target arranged on the reflective surface of the mirror facet facing away from a sensor target can be measured, for example in the z-direction; this distance is commonly referred to as the z-gap. The z-direction is to be understood as meaning that spatial direction which runs essentially perpendicularly to the reflecting surface of a field facet mirror or perpendicularly to the lateral extension of its carrier body.
Das Sensortarget ist ein Referenzelement, anhand dessen der Positionssensor einen Parameter, beispielsweise die z-Gap, bestimmen kann; es kann sich dabei beispielsweise um ein reflektierendes Element für optische Messungen handeln.The sensor target is a reference element, based on which the position sensor can determine a parameter, for example the z-gap; it can be a reflective element for optical measurements, for example.
Falls also gegenüber einem Referenzzustand, in welchem alle Spiegelfacetten eine definierte Referenzthermallast sehen, auftretende Abweichungen im Hinblick auf die z-Gap detektiert werden, kann daraus eine Änderung der Verteilung der Thermallast für den betreffenden Bereich detektiert werden. Hieraus kann beispielsweise auf lokale Verschmutzungen auf dem Feldfacettenspiegel und auch auf deren Position geschlossen werden.If deviations that occur with regard to the z-gap are detected compared to a reference state in which all mirror facets see a defined reference thermal load, a change in the distribution of the thermal load for the region in question can be detected from this. From this, for example, local contamination on the field facet mirror and also its position can be inferred.
Da schon allein zur Bestimmung und Regelung der Ausrichtung der Spiegelfacetten im Betrieb der Anlage die z-Gap bestimmt werden muss, erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, ohne einen Eingriff in den Betrieb der Anlage, das heiß in situ, allein durch Auswertung ohnehin zur Verfügung stehender Parameter auftretende Änderungen in der Reflexionseigenschaft des Feldfacettenspiegels, bedingt beispielsweise durch lokale Verschmutzungen, zu ermitteln. Damit entfällt ein Erfordernis, zur Messung die Produktion zu unterbrechen. Weiterhin bedarf es zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keinerlei konstruktiver Modifikationen der zu überwachenden Projektionsbelichtungsanlage; es genügt, ohnehin bereits zur Verfügung stehende Parameter auszuwerten.Since the z-gap has to be determined simply to determine and regulate the alignment of the mirror facets during operation of the system, the method according to the invention allows, without intervention in the operation of the system, i.e. in situ, simply by evaluating those that are available anyway To determine parameters occurring changes in the reflection property of the field facet mirror, caused for example by local contamination. This eliminates the need to interrupt production for measurement. Furthermore, no structural modifications of the projection exposure system to be monitored are required to carry out the method according to the invention; it is sufficient to evaluate parameters that are already available.
Analog kann in-situ auch der Zustand eines Kollektorspiegels einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage räumlich aufgelöst überwacht werden. Temperaturen auf dem Feldfacettenspiegel, welcher ein erstes optisches Element nach dem Kollektorspiegel darstellt, die relativ zu einer Quellleistung an einer entsprechenden Plasmaposition niedrig ausgebildet sind, deuten auf einen Lichtverlust auf dem Kollektorspiegel hin.Analogously, the condition of a collector mirror of an EUV projection exposure system can also be monitored spatially resolved in situ. Temperatures on the field facet mirror, which represents a first optical element after the collector mirror, which are low relative to a source power at a corresponding plasma position, indicate a loss of light on the collector mirror.
Besonders vorteilhaft in einer Situation, in welcher der Feldfacettenspiegel das zu untersuchende optische Element darstellt, ist die Tatsache, dass aus einer thermischen Ausdehnung der Stößel des Feldfacettenspiegels direkt und ohne eine Anbringung weiterer Messtechnik eine sehr präzise und sehr gut reproduzierbare Messung der Thermallast erfolgen kann.Particularly advantageous in a situation in which the field facet mirror represents the optical element to be examined is the fact that a very precise and very well reproducible measurement of the thermal load can be carried out directly from a thermal expansion of the plunger of the field facet mirror and without the attachment of further measurement technology.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Reflexionseigenschaft durch ein Verhältnis einer ermittelten Temperaturänderung des zu untersuchenden optischen Elements zu einer zu erwartenden und/oder gemessenen Strahlungsintensität der Strahlung, insbesondere einer EUV-Strahlung, bestimmt wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the reflection property is determined by a ratio of a determined temperature change of the optical element to be examined to an expected and/or measured radiation intensity of the radiation, in particular EUV radiation.
Hierdurch kann die Reflexionseigenschaft vorteilhaft präzise bestimmt werden, insbesondere da die Temperaturänderung durch die Thermallast bedingt sein kann.As a result, the reflection property can advantageously be determined precisely, in particular since the temperature change can be caused by the thermal load.
Es kann vorgesehen sein, dass die flächige Kartierung bzw. die zweidimensionalen Messdaten der ermittelten Austrittsintensität auf Grundlage der flächigen Kartierungen der einen oder mehreren ermittelten Thermallasten in der Art einer Faktorisierung in Hinblick auf die zu der gemessenen Austrittintensität führenden Lichtverluste analysiert wird. Einem derartigen Vorgehen liegt die Idee zugrunde, dass die flächige Kartierung der am Ende des optischen Systems bestimmten Austrittintensität durch eine Multiplikation einer Reihe hintereinandergeschalteter Lichtverlustcharakteristiken bzw. Reflexionseigenschaften der mit der Strahlung interagierenden optischen Elemente bedingt ist. Da als Austrittsintensität lediglich das Produkt der Reflexionseigenschaften sichtbar wird, kann für eine Faktorisierung vorteilhafterweise zusätzlich, vorzugsweise orthogonale, Information über die einzelnen Reflexionseigenschaften gewonnen werden. Eine derartige zusätzliche Information kann die flächige Kartierung der Thermallast darstellen.It can be provided that the areal mapping or the two-dimensional measurement data of the ascertained discharge intensity on the basis of the areal mapping of the one or more ascertained thermal loads in the manner of a factorization tion is analyzed with regard to the light losses leading to the measured exit intensity. Such a procedure is based on the idea that the two-dimensional mapping of the exit intensity determined at the end of the optical system is caused by a multiplication of a series of light loss characteristics or reflection properties of the optical elements interacting with the radiation connected in series. Since only the product of the reflection properties is visible as the exit intensity, additional, preferably orthogonal, information about the individual reflection properties can advantageously be obtained for factoring. Such additional information can represent the areal mapping of the thermal load.
Durch die Ermittlung der flächigen Kartierungen der Thermallasten der einzelnen optischen Elemente können durch ein sequentielles Verfahren bzw. einen iterativen Prozess können nacheinander die Beiträge der Reflexionseigenschaften der einzelnen optischen Elemente zur Entstehung der gemessen Austrittsintensität bestimmt werden.By determining the areal mapping of the thermal loads of the individual optical elements, the contributions of the reflection properties of the individual optical elements to the emergence of the measured exit intensity can be determined one after the other using a sequential method or an iterative process.
Es kann vorgesehen sein, dass Messdaten der Thermallast bzw. Thermalmessungen mit Messungen der Austrittsintensität der Strahlung, insbesondere der EUV-Strahlung, normiert werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass zunächst eine Rekonstruktion der Austrittsintensität auf Basis von Strahlungspupillen in einem ersten Schritt ermittelt wird.It can be provided that measurement data of the thermal load or thermal measurements are normalized with measurements of the exit intensity of the radiation, in particular the EUV radiation. Provision can be made here for a reconstruction of the exit intensity to be determined on the basis of radiation pupils in a first step.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Ungleichmäßigkeit bzw. die Non-Uniformität zweidimensionaler Messdatensätze der Thermallast sowie der Austrittsintensität ausgewertet wird. Hierdurch können beispielsweise Verläufe eines Lichtverlustes bestimmt werden.It can also be provided that an irregularity or the non-uniformity of two-dimensional measurement datasets of the thermal load and the discharge intensity is evaluated. As a result, courses of a loss of light can be determined, for example.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein Absolutwert bzw. eine Uniformität der Messwerte der Thermallast sowie der Austrittsintensität genutzt wird. Hierdurch kann auch ein uniformer Lichtverlust bestimmt werden. Ein uniformer Lichtverlust bzw. eine uniform verminderte Reflexionseigenschaft bzw. uniformer Offset kann beispielsweise durch eine homogene Degradation eines Spiegels bedingt sein. Hierdurch kann in allen Regionen des Spiegels dieselbe Strahlungsintensität durch Absorption verloren gehen. Ein Mustervergleich der flächigen Kartierungen der Austrittsintensität und der Thermallasten kann daher vorteilhafterweise um einen Vergleich der Absolutwerte ergänz werden.It can also be provided that an absolute value or a uniformity of the measured values of the thermal load and the discharge intensity is used. A uniform loss of light can also be determined in this way. A uniform loss of light or a uniformly reduced reflection property or uniform offset can be caused, for example, by a homogeneous degradation of a mirror. As a result, the same radiation intensity can be lost through absorption in all regions of the mirror. A sample comparison of the areal maps of the discharge intensity and the thermal loads can therefore advantageously be supplemented by a comparison of the absolute values.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass lediglich Messwerte bezüglich der Thermallast genutzt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass Änderungen der Messwerte über eine Zeit und/oder über einen, insbesondere relativen, Vergleich zu einem Design bewertet werden.In an advantageous embodiment of the method, it can be provided that only measured values relating to the thermal load are used. Provision can be made here for changes in the measured values to be evaluated over time and/or by means of an, in particular relative, comparison to a design.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Messwerte der Thermallast, vorzugsweise auf die Werte der Austrittsintensität, normiert werden. Ein derartiges Verfahren kann über einen Zeitverlauf genutzt werden, wodurch sich eine Möglichkeit zu einer Trendanalyse ergibt.In a further advantageous embodiment of the method, it can be provided that the measured values of the thermal load are normalized, preferably to the values of the exit intensity. Such a method can be used over time, providing an opportunity for trend analysis.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die auf einer Waferebene gemessene zweidimensionalen Verteilungen der Austrittsintensität bzw. der Lichtintensitäten und/oder einer Pupille an einem Ende einer optischen Säule (optical column) bzw. des optischen Systems gemessen werden. Die derart gemessenen zweidimensionalen Verteilungen der Austrittsintensität können hierbei genutzt werden, um die zweidimensionalen Datensätze der Messungen der Thermalwerte bzw. Thermallast zu normieren.It can be provided here that the two-dimensional distributions of the exit intensity or the light intensities and/or a pupil measured on a wafer plane are measured at one end of an optical column or of the optical system. The two-dimensional distributions of the discharge intensity measured in this way can be used to standardize the two-dimensional data sets of the measurements of the thermal values or thermal load.
Hierzu ist es von Vorteil, wenn angenommen wird, dass jeglicher Lichtverlust an solchen Orten stattfindet, an welchen sich Detektoren bzw. Sensoren für die Thermallast befinden. Insbesondere kann angenommen werden, dass der Lichtverlust an einem oder mehreren Spiegeln stattfindet.For this purpose it is advantageous if it is assumed that any light loss takes place at locations where there are detectors or sensors for the thermal load. In particular, it can be assumed that the light loss takes place at one or more mirrors.
Es kann vorgesehen sein, dass die Datensätze der Austrittsintensität dazu genutzt werden, eine Rekonstruktion durchzuführen. Hierbei wird eine Gruppe von Spiegeln, an welcher gemäß der Annahme jeglicher noch nicht bekannter Lichtverlust stattfindet, systematisch dadurch verkleinert, dass ein Einfluss einzelner Spiegel der Gruppe ausgeschlossen werden kann. Hierzu ist es von Vorteil, wenn ein Teil der Spiegel der Gruppe Thermallastsensoren aufweist. Für die besagten Spiegel, welche Thermallastmesseinrichtungen bzw. Thermallastsensoren aufweisen, bzw. für die zweidimensionalen Messdaten dieser Thermallastmesseinrichtungen bzw. Thermallastsensoren können die rekonstruierten Strahlungsintensitäten an den jeweiligen Spiegeln zum Zwecke der Normierung der Thermallastdaten verwendet werden.Provision can be made for the data sets of the exit intensity to be used to carry out a reconstruction. In this case, a group of mirrors at which, according to the assumption, any as yet unknown loss of light takes place, is systematically reduced in that an influence of individual mirrors in the group can be ruled out. To this end, it is advantageous if some of the mirrors in the group have thermal load sensors. The reconstructed radiation intensities at the respective mirrors can be used for the purpose of normalizing the thermal load data for said mirrors, which have thermal load measuring devices or thermal load sensors, or for the two-dimensional measurement data of these thermal load measuring devices or thermal load sensors.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Eintrittsintensität am Anfang der optischen Säule bzw. des optischen Systems bestimmt wird. Eine derartige Eintrittsintensität kann beispielsweise angeben, welche Gesamtthermallast aus der Strahlungsquelle auf das optische System gelangt. Passt dies beispielsweise zu den gemessenen Thermalwerten, so kann ein Einfluss derjenigen Spiegel, bei denen eine Übereinstimmung der Thermallastwerte, damit der auftreffenden Strahlung festgestellt wird, aus der Gruppe der Spiegel mit unbekannten Reflexionseigenschaften gestrichen werden.Alternatively or additionally, it can be provided that an entry intensity is determined at the beginning of the optical column or the optical system. Such an entry intensity can indicate, for example, which total thermal load from the radiation source reaches the optical system. If this matches the measured thermal values, for example, then an influence of those mirrors in which the thermal load values correspond to the impinging radiation can be determined will be deleted from the group of mirrors with unknown reflection properties.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Referenzdatensatz des optischen Systems berücksichtigt wird. Hierdurch kann beispielsweise eine Kontrolle der ermittelten Reflexionseigenschaften bewirkt werden.In an advantageous embodiment of the method, it can be provided that at least one reference data record of the optical system is taken into account. In this way, for example, the determined reflection properties can be checked.
Es kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Referenzdatensatz um einen Datensatz des Designs des optischen Systems handelt. Ein derartiger Datensatz kann insbesondere durch Simulation ermittelt werden. Hierbei können insbesondere Methoden, wie die Finite-Elemente-Methode oder analytische Methoden, zur Anwendung kommen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass derartige Simulationsdatensätze zeitaufgelöst, insbesondere unter einer variablen Thermallast ermittelt werden. Hierbei kann durch Simulation den einzelnen optischen Elementen ihr jeweiliger Beitrag zu der Austrittintensität zugeteilt werden und mit der tatsächlich ermittelten Thermallast verglichen werden.It can be provided that the reference data record is a data record of the design of the optical system. Such a data set can be determined in particular by simulation. In particular, methods such as the finite element method or analytical methods can be used here. In particular, it can be provided that such simulation data records are determined in a time-resolved manner, in particular under a variable thermal load. Here, the individual optical elements can be assigned their respective contribution to the exit intensity by simulation and compared with the actually determined thermal load.
Insbesondere kann die Normierung der Thermallast auf zugewiesene Strahlungsintensitätsverteilungen iterativ erfolgen. In jedem Iterationsschritt kann die zugewiesene Strahlungsintensitätsverteilung genauer bestimmt werden und damit eine erneute, genauere Normierung durchgeführt werden. Anschließend kann auf Strahlungsintensitätsverteilungen an einem oder mehreren weiteren optischen Elementen geschlossen werden. Einer aus diesen optischen Elementen gebildete Variationsgruppe kann durch Ermittlung der Thermallasten wiederum ein Anteil an der Entstehung der Austrittsintensität zugeordnet werden.In particular, the normalization of the thermal load to assigned radiation intensity distributions can take place iteratively. In each iteration step, the assigned radiation intensity distribution can be determined more precisely and a renewed, more precise normalization can thus be carried out. Radiation intensity distributions on one or more further optical elements can then be inferred. A variation group formed from these optical elements can in turn be assigned a share in the emergence of the exit intensity by determining the thermal loads.
Es kann vorgesehen sein, dass der Referenzdatensatz innerhalb eines optischen Systems erfasst wird. Hierbei kann insbesondere eine Referenzierung über Normbereiche von optischen Eigenschaften vorgesehen sein, welche eine geringe Neigung zur Degradation aufweisen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass eine erfasste Thermallast bzw. die erfassten Austrittsintensitäten mit zu erwartenden Normwerten an von wenig Degradation betroffenen Stellen verglichen werden.Provision can be made for the reference data record to be recorded within an optical system. Here, in particular, a referencing can be provided via standard ranges of optical properties which have a low tendency to degradation. In other words, this means that a recorded thermal load or the recorded escape intensities are compared with expected standard values at locations affected by little degradation.
Es kann vorgesehen sein, dass der Referenzdatensatz aus einem Pool von Referenzsystemen, welche keinen oder lediglich einen geringen Lichtverlust aufweisen, ermittelt wird. Referenzsysteme können beispielsweise neue bzw. zuvor wenig benutzte optische Systeme mit einer geringen zu erwartenden Degradation der optischen Elemente bzw. der Reflexionseigenschaften darstellen. Hierbei kann vorteilhafterweise eine Verwendung von Designwerten umgangen werden.Provision can be made for the reference data set to be determined from a pool of reference systems which have little or no light loss. Reference systems can, for example, represent new or previously little used optical systems with a low expected degradation of the optical elements or the reflection properties. In this case, the use of design values can advantageously be avoided.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Sensitivität des Verfahrens maximiert wird. Hierdurch können die Reflexionseigenschaften besonders zuverlässig bestimmt werden.In an advantageous embodiment of the method, it can be provided that a sensitivity of the method is maximized. As a result, the reflection properties can be determined particularly reliably.
Es kann eine gezielte Ermittlung der Thermallast vorgesehen sein. Eine derartig gezielte Ermittlung hat den Vorteil einer hohen Sensitivität. Hierzu kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere thermale Zeitkonstanten des optischen Systems zunächst ohne Thermallast und anschließend für einen gleichen Zeitraum mit einer konstanten, möglichst hohen Thermallast ermittelt werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass wenigstens einmal die Austrittsintensität, insbesondere auf der Waferebene, bestimmt wird. Auftretende Änderungen in einer zeitlichen Antwortfunktion können hierbei verwendet werden. Zusätzlich hierzu kann eine Amplitude pro Leistungseinheit einer Antwortfunktion an der Thermallast verwendet werden.A targeted determination of the thermal load can be provided. Such a targeted determination has the advantage of high sensitivity. For this purpose it can be provided that one or more thermal time constants of the optical system are initially determined without a thermal load and then for the same period of time with a constant thermal load that is as high as possible. Provision can be made here for the exit intensity to be determined at least once, in particular at the wafer level. Changes occurring in a time response function can be used here. In addition to this, an amplitude per unit power of a response function on the thermal load can be used.
Es kann vorgesehen sein, dass die Thermallast während eines Betriebs des optischen Systems bzw. in-line gemessen wird.Provision can be made for the thermal load to be measured during operation of the optical system or in-line.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass durch Filterung, beispielsweise mittels Filteralgorithmen oder andere Post-Processing-Methoden wenigstens näherungsweise eine Auswertung der Thermallastdaten ermittelt, welche ähnlich zu den Daten einer gezielten Thermallastermittlung, wie vorbeschrieben, nachgebildet wird. Hierbei kann beispielsweise ein Fokus auf der Trendanalyse, vorzugsweise bei ähnlichen Auslastungen, liegen. Hierdurch werden Rückschlüsse auf die Reflexionseigenschaften ermöglicht, ohne ad hoc ein tieferes Systemverständnis zu erfordern. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bei einem Betrieb eine zeitlich variable Thermallast eine einfache Auswertung erschwert.For this purpose, it can be provided that an evaluation of the thermal load data is at least approximately determined by filtering, for example by means of filter algorithms or other post-processing methods, which is simulated similarly to the data of a targeted thermal load determination, as described above. Here, for example, a focus can be on trend analysis, preferably with similar workloads. This allows conclusions to be drawn about the reflection properties without requiring a deeper ad hoc understanding of the system. This is particularly advantageous when a thermal load that varies over time makes simple evaluation difficult during operation.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Reflexionseigenschaft durch Einführen einer zusätzlichen Variabilität der mit dem optischen Element interagierenden Strahlung ermittelt wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass durch ein Schalten unterschiedlicher Einstellungen und/oder eine Verwendung eines Retikels mit gezielt ausgewählten Strukturen vorgesehen sein. Derartige gezielt ausgewählte Strukturen des Retikels können dichtgelegene Linien in einer x- und/oder einer zu der x-Richtung orthogonalen y-Richtung aufweisen. Hierdurch kann gezielt eine Ausleuchtung eines Teils der Spiegeloberfläche der Spiegel verändert und damit möglicherweise auch die darauf eingetragene Thermallast geändert werden.In an advantageous embodiment it can be provided that the reflection property is determined by introducing an additional variability of the radiation interacting with the optical element. Provision can be made here for switching different settings and/or using a reticle with specifically selected structures. Such specifically selected structures of the reticle can have closely spaced lines in an x-direction and/or a y-direction orthogonal to the x-direction. As a result, an illumination of a part of the mirror surface of the mirror can be changed in a targeted manner and the thermal load applied to it can thus possibly also be changed.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements.The invention also relates to a device for determining a reflection property of an optical element to be examined.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eingerichtet zur Bestimmung einer Reflexionseigenschaft eines zu untersuchenden optischen Elements, welches eine Thermallastmesseinrichtung aufweist, in einem optischen System mit einem oder mehreren optischen Elementen mittels einer von einer Strahlungsquelle ausgesandten und durch das optische System geführten und geformten Strahlung. Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung vorgesehen und eingerichtet, um anhand einer von der Thermallasteinrichtung ermittelten Thermallast auf die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements zu schließen.The device according to the invention is set up to determine a reflection property of an optical element to be examined, which has a thermal load measuring device, in an optical system with one or more optical elements by means of radiation emitted by a radiation source and guided and shaped through the optical system. According to the invention, a device is provided and set up to infer the reflection property of the optical element to be examined on the basis of a thermal load determined by the thermal load device.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass durch die vorgesehene Thermallastmesseinrichtung die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements ermittelt werden kann, ohne in den Verlauf der Strahlung einzugreifen. Hierdurch können die optischen Eigenschaften des optischen Systems vorteilhafterweise erhalten werden.The device according to the invention has the advantage that the thermal load measuring device provided can be used to determine the reflection property of the optical element to be examined without intervening in the course of the radiation. In this way, the optical properties of the optical system can advantageously be retained.
Die Thermallastmesseinrichtung kann hierbei insbesondere als Temperatursensor ausgebildet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Thermallastmesseinrichtung wenigstens teilweise direkt an dem zu untersuchenden optischen Element angeordnet und/oder ausgebildet ist.In this case, the thermal load measuring device can be designed in particular as a temperature sensor. Furthermore, it can be provided that the thermal load measuring device is at least partially arranged and/or formed directly on the optical element to be examined.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Thermallastmesseinrichtung wenigstens teilweise als Temperatursensor zur Erfassung einer Temperaturänderung in einem das optische Element kühlenden Kühlmedium ausgebildet ist und/oder in dem Kühlmedium angeordnet ist.Furthermore, it can be provided that the thermal load measuring device is designed at least partially as a temperature sensor for detecting a temperature change in a cooling medium cooling the optical element and/or is arranged in the cooling medium.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Thermallastmesseinrichtung wenigstens teilweise zur Erfassung temperaturinduzierter Veränderungen von Eigenschaften des optischen Elements eingerichtet ist. Aus temperaturinduzierten Veränderungen von Eigenschaften des optischen Elements kann dann auf die tatsächliche Temperatur und damit die Thermallast des optischen Elements geschlossen werden. Bei den temperaturinduzierten Veränderungen von Eigenschaften des optischen Elements kann es sich beispielsweise um Änderungen einer Farbe und/oder Verbiegungen und/oder Änderungen eines, vorzugsweise elektrischen, Widerstandes handeln.Furthermore, it can be provided that the thermal load measuring device is set up at least partially for detecting temperature-induced changes in properties of the optical element. The actual temperature and thus the thermal load on the optical element can then be inferred from temperature-induced changes in properties of the optical element. The temperature-induced changes in properties of the optical element can be, for example, changes in color and/or bending and/or changes in a resistance, preferably an electrical resistance.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Thermallastmesseinrichtung derart angeordnet ist, dass es zu keiner Wechselwirkung mit der bei bestimmungsgemäßer Verwendung durch das optische System modulierten Strahlung kommt. Insbesondere kann die Thermallastmesseinrichtung außerhalb eines Strahlpfads der Strahlung angeordnet sein.It is of particular advantage if the thermal load measuring device is arranged in such a way that there is no interaction with the radiation modulated by the optical system when used as intended. In particular, the thermal load measuring device can be arranged outside of a beam path of the radiation.
Durch eine Erfassung der Thermallast mittels der Thermallastmesseinrichtung an dem zu untersuchenden optischen Element kann außerdem eine komplexe, indirekte Bestimmung der Reflexionseigenschaft, beispielsweise durch stromaufwärts und/oder stromabwärts gemessene Thermallasten anderer optischer Elemente vermieden werden.By detecting the thermal load by means of the thermal load measuring device on the optical element to be examined, a complex, indirect determination of the reflection property, for example by thermal loads of other optical elements measured upstream and/or downstream, can also be avoided.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung die Thermallast mit einem zu erwartenden Thermalvergleichswert vergleicht.In an advantageous development of the device according to the invention, it can be provided that the device compares the thermal load with a thermal reference value to be expected.
Ein Vergleich der Thermallast mit einem zu erwartenden Thermalvergleichswert kann durch die Einrichtung in vorteilhafter Weise bewerkstelligt werden, indem beispielsweise in der Einrichtung typische empirische Thermalvergleichswerte hinterlegt sind, deren nummerischer Wert durch die Einrichtung mit dem durch die Thermallastmesseinrichtung ermittelten Wert verglichen werden.The device can advantageously compare the thermal load with an expected thermal reference value, for example by storing typical empirical thermal reference values in the device, the numerical value of which is compared by the device with the value determined by the thermal load measuring device.
Ermittelt die Thermallastmesseinrichtung beispielsweise einen Wert der Thermallast, welcher von der Einrichtung als größer als der zu erwartende Thermalvergleichswert eingestuft wird, kann dies darauf hindeuten, dass die Reflexionseigenschaft des optischen Elements verringert ist. Eine Verringerung der Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements kann beispielsweise dadurch eintreten, dass ein Absorptionsgrad auf der Oberfläche des optischen Elements erhöht ist. Durch eine erhöhte Absorption der Strahlung an der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements wird in dieses Wärmeenergie eingetragen. Hierdurch erhöht sich die Thermallast im Vergleich zu einem zu erwartenden Thermalvergleichswert. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Thermalvergleichswert für einen angestrebten, insbesondere innerhalb von gegebenen Spezifikationen liegenden, Reflexionsgrad bestimmt wurde.If the thermal load measuring device determines, for example, a thermal load value which the device classifies as greater than the expected thermal comparison value, this can indicate that the reflection property of the optical element is reduced. A reduction in the reflection property of the optical element to be examined can occur, for example, in that the degree of absorption on the surface of the optical element is increased. Due to increased absorption of the radiation on the surface of the optical element to be examined, thermal energy is introduced into it. This increases the thermal load compared to an expected thermal reference value. This applies in particular if the thermal comparison value was determined for a desired degree of reflection, in particular one that is within given specifications.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine vorgesehen ist, um eine Austrittsintensität der Strahlung nach einem Austritt aus dem optischen System zu bestimmen.In an advantageous further development of the device according to the invention, it can be provided that one is provided in order to determine an exit intensity of the radiation after it has exited the optical system.
Zur Gewinnung zusätzlicher Informationen über die Reflexionseigenschaft kann es vorteilhaft sein, die Austrittsintensität der Strahlung am Ende des optischen Systems zu bestimmen. Durch die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements wird die Intensität der durch das optische System weitergeleiteten Strahlung beeinflusst. Eine Bestimmung der Strahlungsintensität am Austritt, das heißt der Austrittsintensität, erlaubt demnach, insbesondere in der Zusammenschau mit der Thermallast, eine noch detailliertere Bestimmung der Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements.To obtain additional information about the reflection property, it can be advantageous to determine the exit intensity of the radiation at the end of the optical system. The intensity of the radiation transmitted through the optical system is influenced by the reflection property of the optical element to be examined. A determination of the radiation intensity at the exit, i.e. the exit intensity, therefore allows an even more detailed determination of the reflection property of the optical element to be examined, especially in combination with the thermal load.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Quellenstrahlungsmesseinrichtung vorgesehen ist, um eine Quellenintensität der Strahlung der Strahlungsquelle vor einem Eintritt in das optische System zu bestimmen.In an advantageous development of the device according to the invention, it can be provided that a source radiation measuring device is provided in order to determine a source intensity of the radiation from the radiation source before it enters the optical system.
Um eine noch detailliertere Bestimmung der Reflexionseigenschaft zu ermöglichen, ist es von Vorteil, die Quellenintensität der Strahlung der Strahlungsquelle zu bestimmen. Hierzu kann vorteilhafterweise eine Quellenstrahlungsmesseinrichtung vor dem optischen System vorgesehen sein. Insbesondere ein Vergleich der Thermallast mit einer aufgrund der Messung der Quellenintensität zu erwartenden Thermallast gibt hierbei Aufschluss über die Reflexionseigenschaft des optischen Elements. Die Messung der Quellenintensität wird durch die Quellenstrahlungsmesseinrichtung ermöglicht und somit auch mittelbar die zuverlässige Bestimmung des Thermalvergleichswerts.In order to enable an even more detailed determination of the reflection property, it is advantageous to determine the source intensity of the radiation from the radiation source. For this purpose, a source radiation measuring device can advantageously be provided in front of the optical system. In particular, a comparison of the thermal load with a thermal load to be expected based on the measurement of the source intensity provides information about the reflection property of the optical element. The measurement of the source intensity is made possible by the source radiation measuring device and thus also indirectly the reliable determination of the thermal comparison value.
Insbesondere EUV-Quellen geben Strahlung in alle Raumrichtungen ab. Hierdurch kann die Quellenstrahlungsmesseinrichtung vorteilhafterweise derart angeordnet sein, dass ein Eintritt von Strahlung in das optische System durch die Quellenstrahlungsmesseinrichtung nicht beeinträchtigt wird, da diese einen anderen Raumwinkel der Strahlung auffängt als das optische System.EUV sources in particular emit radiation in all spatial directions. As a result, the source radiation measuring device can advantageously be arranged in such a way that the entry of radiation into the optical system is not impaired by the source radiation measuring device, since it captures a different solid angle of the radiation than the optical system.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung eingerichtet ist, um aus der Quellenintensität und aus optischen Soll-Eigenschaften und/oder optischen Ist-Eigenschaften eines von dem zu untersuchenden optischen Element stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems eine Oberflächenintensität der Strahlung auf einer Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements mittels einer Simulation zu bestimmen.In an advantageous development of the device according to the invention, it can be provided that the device is set up to calculate a surface intensity of the To determine radiation on a surface of the optical element to be examined by means of a simulation.
Eine Bestimmung des Thermalvergleichswerts aus der ermittelten Quellenintensität und aus den optischen Eigenschaften des vom zu untersuchenden optischen Element stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems, das heißt desjenigen Teils des optischen Systems, welcher zwischen der Strahlungsquelle und dem zu untersuchenden optischen Element liegt, kann vorteilhafterweise durch eine Simulation der Oberflächenintensität auf dem optischen Element erfolgen.A determination of the thermal reference value from the determined source intensity and from the optical properties of the part of the optical system upstream of the optical element to be examined, i.e. that part of the optical system which lies between the radiation source and the optical element to be examined, can advantageously be carried out by a Simulate the surface intensity on the optical element.
Werden also die Quellenintensität und die optischen Eigenschaften des zwischen der Quelle und dem zu untersuchenden optischen Elements liegenden Teil des optischen Systems berücksichtigt und insbesondere einer Simulation zugrunde gelegt, so kann die Simulation eine zu erwartende Oberflächenintensität und damit eine zu erwartende Thermallast und damit einen zu erwartenden Thermalvergleichswert ermitteln.If the source intensity and the optical properties of the part of the optical system located between the source and the optical element to be examined are taken into account and, in particular, are used as the basis for a simulation, the simulation can calculate an expected surface intensity and thus an expected thermal load and thus an expected Determine thermal comparison value.
Es können hierbei beispielsweise die optischen Soll-Eigenschaften, insbesondere diejenigen Eigenschaften, welche für gemäß ihrer Spezifikationen ausgebildete optische Elemente zu erwarten wären, berücksichtigt werden. In diesem Fall ergibt die Simulation eine zu erwartende Oberflächenintensität im Fall eines beispielsweise fabrikneuen und/oder fehlerfrei ausgebildeten im Vergleich zu seinen Spezifikationen unveränderten und stromaufwärts liegenden Teil des optischen Systems.In this case, for example, the desired optical properties, in particular those properties which would be expected for optical elements designed according to their specifications, can be taken into account. In this case, the simulation results in a surface intensity to be expected in the case of a part of the optical system that is, for example, brand new and/or has a defect-free design and is unchanged compared to its specifications and is located upstream.
Dieser Fall tritt insbesondere dann ein, wenn beispielsweise der stromaufwärts liegende Teil des optischen Systems, insbesondere ein Kollektorspiegel, neu und insbesondere mit bekannten Spezifikationen in das optische System eingebracht wurde. Mit einsetzendem Betrieb beginnt hierbei eine Degradation des stromaufwärts liegenden Teils, insbesondere des Kollektorspiegels, und damit eine Abweichung der optischen Ist-Eigenschaften von den optischen Soll-Eigenschaften.This occurs in particular when, for example, the upstream part of the optical system, in particular a collector mirror, has been introduced into the optical system in a new way and in particular with known specifications. With the onset of operation, degradation of the upstream part, in particular of the collector mirror, begins, and thus a deviation of the actual optical properties from the target optical properties.
Es kann auch vorgesehen sein, der Simulation die optischen Ist-Eigenschaften zugrunde zu legen. Beispielsweise kann durch Messung einer Thermallast auf den optischen Elementen des stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems Kenntnis über die Reflexionseigenschaften und/oder andere optische Eigenschaften der optischen Elemente im stromaufwärts liegenden Teil des optischen Systems gewonnen werden. Sind diese Informationen bekannt, so kann eine Oberflächenintensität auf dem zu untersuchenden optischen Element durch Simulation bestimmt werden und hierdurch ein der Degradation bzw. dem Ist-Zustand des stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems angepasster Thermalvergleichswert bestimmt werden.Provision can also be made for the simulation to be based on the actual optical properties. For example, by measuring a thermal load on the optical elements of the upstream part of the optical system, knowledge of the reflection properties and/or other optical properties of the optical elements in the upstream part of the optical system can be gained. If this information is known, a surface intensity on the optical element to be examined can be determined by simulation and a thermal comparison value adapted to the degradation or the actual state of the upstream part of the optical system can thereby be determined.
Durch diese Maßnahmen kann die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Systems vorteilhaft genau bestimmt werden, da ein vorteilhaft präziser Thermalvergleichswert ermittelt werden kann.With these measures, the reflection property of the optical system to be examined can advantageously be precisely determined, since an advantageously precise thermal comparison value can be determined.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung eingerichtet ist, um aus der Oberflächenintensität den zu erwartenden Thermalvergleichswert zu bestimmen und/oder um die Thermallast mit der Austrittsintensität zu vergleichen und/oder um die Thermallast mit der Austrittsintensität und der Oberflächenintensität zu vergleichen.In an advantageous development of the device according to the invention, it can be provided that the device is set up to determine the expected thermal comparison value from the surface intensity and/or to calculate the thermal to compare malload to exit intensity and/or to compare thermal load to exit intensity and surface intensity.
Vorteilhafterweise ist die Einrichtung eingerichtet, um die verschiedenen Informationen, insbesondere die Oberflächenintensität, den zu erwartenden Thermalvergleichswert, die Thermallast, die Austrittsintensität und die Oberflächenintensität miteinander zu vergleichen.The device is advantageously set up to compare the various items of information, in particular the surface intensity, the thermal comparison value to be expected, the thermal load, the exit intensity and the surface intensity.
Ein Vergleich der vorgenannten Größen kann in verschiedenen Konstellationen Aufschluss über die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements und/oder über die optischen Eigenschaften des stromaufwärts und/oder stromabwärts liegenden Teils des optischen Systems geben.A comparison of the aforementioned variables can provide information about the reflection property of the optical element to be examined and/or about the optical properties of the upstream and/or downstream part of the optical system in different constellations.
In einer ersten Funktion kann die Einrichtung eingerichtet sein, um aus der Oberflächenintensität den Thermalvergleichswert zu bestimmen, indem aus der Intensität und den den Spezifikationen entsprechenden Reflexions- und Absorptionseigenschaften des optischen Elements eine in das optische Element eingetragene Wärmeenergie und/oder Wärmeleistung und damit eine zu erwartende, im Falle der Spezifikationen vorliegenden Thermallast und damit den Thermalvergleichswert zu bestimmen.In a first function, the device can be set up to determine the thermal comparison value from the surface intensity by using the intensity and the reflection and absorption properties of the optical element that correspond to the specifications to calculate thermal energy and/or thermal output introduced into the optical element and thus a to determine the expected thermal load that is present in the case of the specifications and thus the thermal comparison value.
In einer zweiten Funktion ist die Einrichtung eingerichtet, um die tatsächlich gemessene und vorliegende Thermallast mit der Austrittsintensität zu vergleichen. Ergibt sich hierbei beispielsweise eine im Vergleich zur Thermallast unerwartet niedrige Austrittsintensität, so kann dies auf eine Degradation und/oder eine Verringerung der Reflexionseigenschaften des stromabwärts liegenden Teils des optischen Systems hindeuten.In a second function, the device is set up to compare the actually measured and existing thermal load with the exit intensity. If, for example, the emergence intensity is unexpectedly low compared to the thermal load, this can indicate degradation and/or a reduction in the reflection properties of the part of the optical system located downstream.
In einer dritten Funktion kann die Einrichtung eingerichtet sein, um die Thermallast mit der Austrittsintensität und der Oberflächenintensität zu vergleichen. Hierdurch wird eine Bilanzierung eines Strahlungsinputs und eines Strahlungsoutputs des zu untersuchenden optischen Elements und des vom zu untersuchenden optischen Element stromabwärts gelegenen Teils des optischen Systems ermöglicht.In a third function, the device can be set up to compare the thermal load with the exit intensity and the surface intensity. This makes it possible to balance a radiation input and a radiation output of the optical element to be examined and that part of the optical system located downstream from the optical element to be examined.
Insbesondere kann durch eine Erfassung der Thermallast die Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements bestimmt werden, wodurch sich durch die Bilanzierung des Strahlungsinputs und des Strahlungsoutputs eine Performanz des stromabwärts gelegenen Teils des zu untersuchenden optischen Systems präzise ermitteln lässt. Beispielsweise kann eine hohe Oberflächenintensität und eine gleichzeitig sehr geringe Thermallast bei einem Vorliegen einer geringen Austrittsintensität darauf hinweisen, dass die Strahlung in dem stromabwärts gelegenen Teil des optischen Systems, beispielsweise durch Absorptionsprozesse, verloren geht.In particular, the reflection property of the optical element to be examined can be determined by detecting the thermal load, whereby a performance of the downstream part of the optical system to be examined can be precisely determined by balancing the radiation input and the radiation output. For example, a high surface intensity and at the same time a very low thermal load in the presence of a low exit intensity can indicate that the radiation is lost in the part of the optical system located downstream, for example due to absorption processes.
Durch eine geeignete Kombination der vorgenannten Informationen, namentlich der Oberflächenintensität, der Thermallast, des Thermalvergleichswerts, der Austrittsintensität und der Oberflächenintensität, können verschiedene Abschnitte des optischen Systems untersucht werden.Various sections of the optical system can be examined by a suitable combination of the above information, namely the surface intensity, the thermal load, the thermal comparison value, the exit intensity and the surface intensity.
In einer vierten Funktion kann die Einrichtung eingerichtet sein, um aus der Oberflächenintensität und der Austrittsintensität und der Thermallast die optischen Eigenschaften des stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems zu bestimmen.In a fourth function, the device can be set up to determine the optical properties of the upstream part of the optical system from the surface intensity and the exit intensity and the thermal load.
Beispielsweise kann eine verringerte Austrittsintensität bei einer dem Thermalvergleichswert entsprechenden Thermallast auf eine verringerte Reflexionseigenschaft sowohl des stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems als auch des zu untersuchenden optischen Elements hinweisen, sofern angenommen werden kann, dass der stromabwärts liegende Teil des optischen Systems den Spezifikationen entspricht und nicht degradiert ist. In diesem Fall wird eine zu geringe Lichtweiterleitung durch den stromaufwärts liegenden Teil, welcher durch eine Verringerung der Reflexionseigenschaften des stromaufwärts liegenden Teils bedingt sein kann, durch eine erhöhte Absorption und damit einer verringerten Reflexionseigenschaft des zu untersuchenden optischen Elements derart kompensiert, dass der Eintrag an Wärmeenergie in das zu untersuchende optische Element dem Thermalvergleichswert entspricht. Eine Einbeziehung der Informationen über die Austrittsintensität ermöglicht den Rückschluss auf eine Degradation sowohl des zu untersuchenden optischen Elements als auch des stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems, insbesondere des Kollektorspiegels.For example, a reduced output intensity at a thermal load corresponding to the thermal reference value may indicate a reduced reflectance property of both the upstream part of the optical system and the optical element under test, provided that the downstream part of the optical system can be assumed to meet specifications and not is demoted. In this case, insufficient light transmission through the upstream part, which can be caused by a reduction in the reflection properties of the upstream part, is compensated for by increased absorption and thus a reduced reflection property of the optical element to be examined in such a way that the input of thermal energy into the optical element to be examined corresponds to the thermal reference value. Including the information about the exit intensity allows conclusions to be drawn about a degradation both of the optical element to be examined and of the upstream part of the optical system, in particular the collector mirror.
Entsprechen die Ist-Eigenschaften des stromaufwärts liegenden Teils, den Soll-Eigenschaften, so ist durch die vorgenannte Betrachtung ein Rückschluss auf eine Performanz der Strahlungsquelle möglich.If the actual properties of the part located upstream correspond to the target properties, then a conclusion as to a performance of the radiation source is possible from the aforementioned consideration.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung und/oder die Thermallastmesseinrichtung und/oder die Quellenstrahlungsmesseinrichtung und/oder die Austrittsstrahlungsmesseinrichtung eingerichtet sind, um die Oberflächenintensität und/oder den Thermalvergleichswert und/oder die Austrittsintensität und/oder die Quellenintensität und/oder die Reflexionseigenschaft als flächige Kartierungen zu bestimmen.In an advantageous development of the device according to the invention, it can be provided that the device and/or the thermal load measuring device and/or the source radiation measuring device and/or the exiting radiation measuring device are set up to measure the surface intensity and/or the thermal comparison value and/or the exiting intensity and/or the source intensity and/or determine the reflectance property as areal mappings.
Eine flächige Erfassung der vorgenannten Eigenschaften ermöglicht die Untersuchung von Teilbereichen der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements und/oder weiterer Elemente des optischen Systems und/oder die Untersuchung einer Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle.Areal detection of the aforementioned properties enables the examination of partial areas of the surface of the optical element to be examined and/or other elements of the optical system and/or the examination of an emission characteristic of the radiation source.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Thermallastmesseinrichtung als Wärmebildkamera ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Wärmebildkamera eingerichtet, von dem untersuchenden optischen Element ausgehende, vorzugsweise durch die Thermallast bedingte, Infrarotstrahlung aufzunehmen. Hierdurch kann auf einfache Weise die flächige Kartierung der Thermallast erfasst werden.Furthermore, it can be provided that the thermal load measuring device is designed as a thermal imaging camera. The thermal imaging camera is preferably set up to record infrared radiation, preferably caused by the thermal load, emanating from the optical element being examined. In this way, the areal mapping of the thermal load can be recorded in a simple manner.
Zur flächigen Kartierung kann es von Vorteil sein, wenn die Thermallastmesseinrichtung sich ortsauflösend beispielsweise unter einer optisch relevanten Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements erstreckt. Die Einrichtung kann eingerichtet sein, um die Oberflächenintensität bzw. den Thermalvergleichswert durch eine Simulation ebenfalls flächig und insbesondere ortsaufgelöst zu bestimmen.For areal mapping, it can be advantageous if the thermal load measuring device extends in a position-resolving manner, for example under an optically relevant surface of the optical element to be examined. The device can be set up to determine the surface intensity or the thermal comparison value by means of a simulation, also over an area and in particular with spatial resolution.
Ferner kann eine ortsaufgelöste Bestimmung der Austrittsstrahlung durch die Austrittsstrahlungsmesseinrichtung vorteilhafterweise flächig erfolgen, insbesondere durch flächig ausgebildete Strahlungssensoren, beispielsweise CCD-Sensoren.Furthermore, a spatially resolved determination of the exit radiation by the exit radiation measuring device can advantageously be carried out areally, in particular by means of areally configured radiation sensors, for example CCD sensors.
Eine flächige Bestimmung einer Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle durch die Quellenstrahlungsmesseinrichtung ermöglicht ferner eine Einbeziehung einer flächig ermittelten Quellenintensität in die die Reflexionseigenschaft des nachfolgenden stromaufwärts liegenden Teils des optischen Systems ebenfalls einbeziehende Simulation. Insbesondere kann vorteilhafterweise berücksichtigt werden, dass der stromaufwärts liegende Teil des optischen Systems zu einer Veränderung der in das optische System eingestrahlten Intensitätsverteilung und damit zu einer charakteristischen Oberflächenintensität führt.A planar determination of an emission characteristic of the radiation source by the source radiation measuring device also enables a planar determined source intensity to be included in the simulation, which also includes the reflection property of the subsequent upstream part of the optical system. In particular, it can advantageously be taken into account that the upstream part of the optical system leads to a change in the intensity distribution radiated into the optical system and thus to a characteristic surface intensity.
Zur Verarbeitung und Analyse der erfassten flächigen Kartierungen ist es von besonderem Vorteil, wenn die Einrichtung zur Durchführung matrizenalgebraischer Rechenoperationen eingerichtet ist.In order to process and analyze the acquired planar mappings, it is particularly advantageous if the device is set up to carry out matrix algebraic arithmetic operations.
Um eine Funktionsfähigkeit des optischen Systems vorteilhaft, zuverlässig und präzise zu bestimmen, kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren parallel und/oder nacheinander an mehreren, insbesondere auch allen, optischen Elemente des optischen Systems, die im Strahlungsweg liegen, durchgeführt wird. An je mehr optischen Elementen des optischen Systems das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, desto genauer und mit desto weniger Annahmen können Reflexionseigenschaften der untersuchten optischen Elemente und/oder der anderen optischen Elemente des optischen Systems bestimmt werden.In order to advantageously, reliably and precisely determine the functionality of the optical system, it can be provided that the method according to the invention is carried out in parallel and/or in succession on several, in particular also all, optical elements of the optical system that lie in the radiation path. The more optical elements of the optical system the method according to the invention is carried out on, the more precisely and with fewer assumptions the reflection properties of the examined optical elements and/or the other optical elements of the optical system can be determined.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung an mehreren, insbesondere einer Mehrheit oder an allen, optischen Elementen des optischen Systems, die im Strahlungsweg liegen, realisiert wird. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Einrichtung zur Integration der aus beispielsweise allen optischen Elementen erfassten Informationen, insbesondere bezüglich der Thermallast, eingerichtet ist.Provision can also be made for the device according to the invention to be implemented on a plurality, in particular a majority or on all, of the optical elements of the optical system that lie in the radiation path. It is advantageous here if the device is set up to integrate the information recorded from, for example, all optical elements, in particular with regard to the thermal load.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen durchzuführen, wenn das Programm auf einer Einrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen ausgeführt wird.The invention also relates to a computer program product with program code means to carry out a method according to the invention according to the above and following statements, when the program is executed on a device of an inventive device according to the above and following statements.
Die Einrichtung kann als Mikroprozessor ausgebildet sein. Anstelle eines Mikroprozessors kann auch eine beliebige weitere Einrichtung zur Implementierung der Einrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine oder mehrere Anordnungen diskreter elektrischer Bauteile auf einer Leiterplatte, eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine sonstige programmierbare Schaltung, beispielsweise auch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine programmierbare logische Anordnung (PLA) und/oder ein handelsüblicher Computer.The device can be designed as a microprocessor. Instead of a microprocessor, any other device can also be provided for implementing the device, for example one or more arrangements of discrete electrical components on a printed circuit board, a programmable logic controller (PLC), an application specific integrated circuit (ASIC) or another programmable circuit, for example also a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic array (PLA), and/or a commercial computer.
Insbesondere vorteilhaft ist eine Ausführung des Computerprogrammprodukts auf einer Einrichtung, welche zu einem Betrieb und einer Kontrolle der Funktionalität in einer Projektionsbelichtungsanlage vorgesehen und in dieser gemäß dem Stand der Technik bereits implementiert ist.Execution of the computer program product on a device which is provided for operation and for checking the functionality in a projection exposure system and is already implemented in this according to the prior art is particularly advantageous.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem, insbesondere einer Projektionsbelichtungsanlage.The invention also relates to a lithography system, in particular a projection exposure system.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie, umfasst ein Beleuchtungssystem, das eine Strahlungsquelle, eine Beleuchtungsoptik und eine Projektionsoptik aufweist, wobei die Beleuchtungsoptik und/oder die Projektionsoptik wenigstens ein optisches Element aufweisen.The lithography system according to the invention, in particular a projection exposure system for microlithography, comprises an illumination system which has a radiation source, illumination optics and projection optics, the illumination optics and/or the projection optics having at least one optical element.
Die Reflexionseigenschaft wenigstens eines der optischen Elemente des Lithografiesystems wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt.The reflective property of at least one of the optical elements of the lithography system determined with the method according to the invention and/or using a device according to the invention.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt und das erfindungsgemäße Lithografiesystem beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.Features that have been described in connection with one of the objects of the invention, namely given by the method according to the invention, the device according to the invention, the computer program product according to the invention and the lithography system according to the invention, can also be advantageously implemented for the other objects of the invention. Likewise, advantages that were mentioned in connection with one of the objects of the invention can also be understood in relation to the other objects of the invention.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.In addition, it should be noted that terms such as "comprising", "having" or "with" do not exclude any other features or steps. Furthermore, terms such as "a" or "that" which indicate a singular number of steps or features do not exclude a plurality of features or steps - and vice versa.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.In a puristic embodiment of the invention, however, it can also be provided that the features introduced in the invention with the terms “comprising”, “having” or “with” are listed exhaustively. Accordingly, one or more listings of features may be considered complete within the scope of the invention, e.g. considered for each claim. The invention can consist exclusively of the features mentioned in
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.It should be mentioned that designations such as “first” or “second” etc. are primarily used for reasons of distinguishing the respective device or method features and are not necessarily intended to indicate that features are mutually dependent or related to one another.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred exemplary embodiments in which individual features of the present invention are shown in combination with one another. Features of an exemplary embodiment can also be implemented separately from the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly easily be combined with features of other exemplary embodiments by a person skilled in the art to form further meaningful combinations and sub-combinations.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Es zeigen:
-
1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt; -
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage; -
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
4 eine blockdiagrammmäßige Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
5 eine blockdiagrammmäßige Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
6 eine blockdiagrammmäßige Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
7 eine schematische Darstellung flächiger Kartierungen; -
8 eine exemplarische Messung einer Thermallast weiterer optischer Elemente; und -
9 eine schematische Darstellung eines exemplarischen Feldfacettenspiegels, bei dem die Erfindung realisiert werden kann.
-
1 an EUV projection exposure system in the meridional section; -
2 a DUV projection exposure system; -
3 a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention; -
4 a block diagram representation of an embodiment of the method according to the invention; -
5 a block diagram representation of a further embodiment of the method according to the invention; -
6 a block diagram representation of a further embodiment of the method according to the invention; -
7 a schematic representation of two-dimensional mapping; -
8th an exemplary measurement of a thermal load of further optical elements; and -
9 a schematic representation of an exemplary field facet mirror in which the invention can be implemented.
Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf
Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.In addition to a
In
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.The EUV
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the
Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 115, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle („Laser Produced Plasma“, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle („Gas Discharged Produced Plasma“, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.The
Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.After the
Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel119. Bei dem Umlenkspiegel 118 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der
Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.The
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The
Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die
Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The
Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.The
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.It can be advantageous not to arrange the
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.The individual
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the
Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.In a further embodiment of the
Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the
Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. Just like the mirrors of the
Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.The
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 109 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The
Die Projektionsoptik 109 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The
Die Projektionsoptik 109 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der
Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.In each case one of the
Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The
Bei der in der
Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.The
In
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.As an alternative or in addition to the
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.The basic functional principle of the DUV
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.The
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.An image of the
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.Optionally, an air gap between the
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Lithografiesystemen und auch nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Dier Erfindung eignet sich gleichwohl in besonderem Maße für Lithografiesysteme, insbesondere Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen. Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.The use of the invention is not limited to use in lithography systems and also not to use in
In dem in
Ferner ist in dem in
Die Einrichtung 8 ist in dem in
Ferner ist in dem in
Ferner sind in dem in
Die Einrichtung 8 vergleicht ferner die Thermallast 9 mit einem zu erwartenden Thermalvergleichswert.The
In dem in
In dem in
Ferner wird in dem in
Ferner wird in dem in
Die besagte Integration der vorgenannten Informationen ist in dem in
In dem in
In einem in
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine flächige Kartierung der Oberflächenintensität 13 und eine flächige Kartierung 26 der Thermallast 9 sowie eine flächige Kartierung 26 der Austrittsintensität 11 dargestellt. Die Werte der vorgenannten Größen sind an einem ersten Ort 27 und an einem zweiten Ort 28 bildlich dargestellt. Ein hoher Wert ist hierbei durch eine schwarze Färbung und ein niedriger Wert durch eine weiße Färbung eines Innenbereichs der den ersten Ort 27 und den zweiten Ort 28 verbildlichenden Pixel dargestellt.In the illustrated embodiment, a two-dimensional mapping of the
Eine Zuordnung, insbesondere ein Mapping der Positionen auf den jeweiligen flächigen Kartierungen 26 zueinander, bzw. eine Transformationsvorschrift von Positionskoordinaten der Kartierungen 26 zueinander, insbesondere der Positionen des ersten Orts 27, des zweiten Orts 28 und eines dritten Orts 29 auf den flächigen Kartierungen 26, kann hierbei durch elementare geometrische Überlegungen und/oder durch optische Messungen, beispielsweise einer Strahlrasterung, erfolgen.An assignment, in particular a mapping of the positions on the respective
Aus den dargestellten flächigen Kartierungen 26 der Oberflächenintensität 13, der Thermallast 9 und der Austrittsintensität 11 kann hierbei auf eine flächige Kartierung 26 der Reflexionseigenschaft 2 des zu untersuchenden optischen Elements 3 geschlossen werden.From the illustrated
Aus einem Vergleich der Oberflächenintensität 13, der Thermallast 9 und der Austrittsintensität 11 kann gefolgert werden, dass die Reflexionseigenschaft 2 an dem ersten Ort 27 degradiert ist, da bei hoher Oberflächenintensität 13 und hoher Thermallast 9 lediglich eine geringe Austrittsintensität 11 festgestellt wird.From a comparison of the
Es kann festgestellt werden, dass die Reflexionseigenschaft 2 an dem zweiten Ort 28 ungestört und undegradiert ausgebildet ist, da bei einer hohen Oberflächenintensität eine geringe Thermallast und eine hohe Austrittsintensität festgestellt werden kann. It can be determined that the
An dem dritten Ort 29 steht eine große Oberflächenintensität 13 einer verringerten Thermallast 9 sowie einer verringerten Austrittsintensität 11 gegenüber. Dies kann beispielsweise als Hinweis auf einen Intensitätsverlust, welcher durch eine Degradation des stromabwärts liegenden Teils des optischen Systems 5 bedingt ist, gedeutet werden.At the
Die in
In dem in
Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise zur Verwendung bei optischen Elementen, bei denen es sich um Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200 handelt, insbesondere um einen der in
Eine Temperaturänderung dT ergibt sich im vorliegenden Beispiel dadurch, dass eine Thermallast, welche über oder unter dem Thermalvergleichswert liegt, auf die Spiegel M1 bis M6 eingetragen wird. Versteht man die Thermallast als Wärmeleistung, welche durch an den Spiegeln M1 bis M6 absorbiertes Licht aufgebracht wird, so ergibt sich eine Gleichgewichtstemperatur der Spiegel M1 bis M6 dadurch, dass ein Wärmeabfluss mit der eingetragenen Wärmeleistung in ein Gleichgewicht kommt, wobei der Wärmeabfluss wiederum von der Temperatur der Spiegel M1 bis M6 abhängt.In the present example, a temperature change dT results from the fact that a thermal load, which is above or below the thermal comparison value, is entered on the mirrors M1 to M6. If one understands the thermal load as heat output, which is applied by light absorbed at the mirrors M1 to M6, then an equilibrium temperature of the mirrors M1 to M6 results from the fact that a heat dissipation comes into equilibrium with the heat output introduced, with the heat dissipation in turn being influenced by the Temperature of the mirrors M1 to M6 depends.
Beispielsweise führt eine höhere Temperatur der Spiegel zu einem erhöhten Wärmeabfluss, was einer Wärmetransportgleichung geschuldet ist. Eine erhöhte Absorption von Licht und damit eine erhöhte Wärmeleistung, welche auf den Spiegel eingetragen wird, wird demnach zunächst zu einer Temperaturerhöhung führen, bis der Wärmeabfluss wiederum der eingetragenen Wärmeleistung entspricht. Von diesem Zeitpunkt an wird die Temperatur des Spiegels auf dieser neuen, erhöhten Gleichgewichtstemperatur verharren.For example, a higher temperature of the mirrors leads to an increased heat dissipation, which is due to a heat transport equation. An increased absorption of light and thus an increased heat output, which is applied to the mirror, will therefore initially lead to an increase in temperature until the heat dissipation in turn corresponds to the input heat output. From that point on, the temperature of the mirror will remain at this new, elevated, equilibrium temperature.
Der Unterschied zwischen dieser neuen Gleichgewichtstemperatur und der, beispielsweise auf Grundlage einer Spezifikation, zu erwartenden Gleichgewichtstemperatur T0 ist durch die Temperaturdifferenz dT dargestellt.The difference between this new equilibrium temperature and the equilibrium temperature T0 to be expected, for example on the basis of a specification, is represented by the temperature difference dT.
In der in
Diese Beobachtungen können darauf hindeuten, dass der Spiegel M3 degradiert ist, wodurch seine Reflexionseigenschaft verringert ist. Als Konsequenz bildet die Strahlung an der Oberfläche des Spiegels M4 eine verringerte Intensität aus, was zu einer verringerten Thermallast des Spiegels M4 führt. Trotz einer verringerten Thermallast des stromaufwärts gelegenen Spiegels M4 zeigt der Spiegel M5 eine im Vergleich zum Thermalvergleichswert in kleinerem Maße verringerte Thermallast.These observations may indicate that mirror M3 has degraded, reducing its reflectivity. As a consequence, the radiation forms a reduced intensity at the surface of the mirror M4, which leads to a reduced thermal load on the mirror M4. Despite a reduced thermal loading of the upstream mirror M4, the mirror M5 shows a reduced thermal loading to a lesser extent compared to the thermal benchmark.
Dies kann als Indiz dafür gewertet werden, dass der Spiegel M5 ebenfalls degradiert ist, weshalb von der bereits durch die Degradation des Spiegels M3 verringerten Intensität auf dem Spiegel M5 weiterhin ein größerer Anteil absorbiert wird, wodurch sich der Spiegel M5 stärker erwärmt als ausgehend von der Erwärmung des Spiegels M4 zu erwarten wäre. Diese Interpretation wird dadurch gestützt, dass der dem Spiegel M5 nachfolgende Spiegel M6 eine weitere verringerte Thermallast und wieder eine größere Abweichung der Thermallast vom Thermalvergleichswert aufweist. Hierbei ist zu beachten, dass, wie bereits geschildert, ein absoluter Wert einer Temperaturabweichung eines Spiegels, welche durch eine erhöhte Thermallast bedingt ist, von der Größe des Wärmeabflusses von dem Spiegel abhängig ist.This can be interpreted as an indication that the mirror M5 is also degraded, which is why a larger proportion of the intensity already reduced by the degradation of the mirror M3 is still absorbed on the mirror M5, as a result of which the mirror M5 heats up more than starting from the would be expected to heat up the mirror M4. This interpretation is supported by the fact that the mirror M6 following the mirror M5 has a further reduced thermal load and again a larger deviation of the thermal load from the thermal comparison value. It should be noted here that, as already described, an absolute value of a temperature deviation of a mirror, which is caused by an increased thermal load, depends on the size of the heat dissipation from the mirror.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Temperaturabweichung dT mit in den Spiegeln M1, M2, M3, M5 integrierten Temperatursensoren und Spiegelvorheizeinrichtungen (nicht dargestellt) bestimmt wird. Hierbei kann beobachtet werden, dass 1 % Degradation zu 0,1 K Temperaturänderung dT führt. Die Temperaturänderung dT kann entweder bei ausgeschalteter Spiegelvorheizeinrichtung oder durch die Leistungsaufnahme der Spiegelvorheizeinrichtung gemessen werden.In particular, it can be provided that the temperature deviation dT is determined using temperature sensors and mirror preheating devices (not shown) integrated in the mirrors M1, M2, M3, M5. It can be observed here that 1% degradation leads to a 0.1 K temperature change dT. The temperature change dT can be measured either with the mirror preheater switched off or by the power consumption of the mirror preheater.
Um die Temperaturunterschiede der Spiegel M1 bis M6 vergleichen zu können, muss sichergestellt sein, dass der Wärmeabfluss bei allen Spiegeln M1 bis M6 der gleichen Temperaturabhängigkeit folgt. Wenig vorteilhaft wäre beispielsweise, wenn der Spiegel M3 lediglich einen sehr geringen Wärmeabfluss ermöglicht, während der Spiegel M4 einen sehr großen Wärmeabfluss ermöglicht. Hierbei würde eine lediglich sehr geringe Erhöhung der Thermallast im Spiegel M3 zu einer starken Temperaturerhöhung führen, während eine Verringerung der Thermallast des Spiegels M4 zu einer deutlich geringeren Verringerung der Temperatur führen würde.In order to be able to compare the temperature differences of the mirrors M1 to M6, it must be ensured that the heat dissipation follows the same temperature dependence for all mirrors M1 to M6. For example, it would be less advantageous if the mirror M3 only allows a very small amount of heat to be dissipated, while the mirror M4 allows a very large amount of heat to be dissipated. In this case, only a very small increase in the thermal load in mirror M3 would lead to a large increase in temperature, while a reduction in the thermal load on mirror M4 would lead to a significantly smaller reduction in temperature.
Insbesondere ist zu beachten, dass in der in
Alternativ kann das zu untersuchende optische Element 3 auch der Umlenkspiegel 118 sein, welcher durch seine räumliche Nähe zu der Strahlungsquelle 7 einem erhöhten Eintrag von Zinn auf seine Oberfläche ausgesetzt sein kann.Alternatively, the optical element 3 to be examined can also be the
Der Feldfacettenspiegel 50 umfasst eine Mehrzahl beweglicher, insbesondere verschiebbarer Spiegelfacetten 51, 122, die beweglich mittels Kinematiken 52, beispielsweise Festkörpergelenke, auf einem durch Kühlkanäle 58 kühlbaren Trägerkörper 54 angeordnet sind. Durch die Bewegung bzw. Verkippung der Spiegelfacetten 51 kann für den nachfolgenden Lichtweg eine bestimmte, fallbezogene Intensitätsverteilung, ein sogenanntes Setting, eingestellt werden. Die gewünschte Bewegung kann, wie im gezeigten Beispiel dargestellt, dadurch erreicht werden, dass auf einen an einem stabförmigen Fortsatz 55 an der Spiegelfacette 51, der auch als Facettenstößel bezeichnet wird, angeordneten Permanentmagneten 56 mittels elektrischer Aktuatorspulen 57 eine magnetische Kraft ausgeübt wird. Die Aktuatorspulen 57 sind dabei in einem ebenfalls mittels Kühlkanälen 58 kühlbaren Trägerkörper 54 angeordnet. Der Trägerkörper 54 weist für jeden Facettenstößel 55 eine Durchbrechung 62 auf, durch welche ein Facettenstößel 55 greift.The
Durch die gezeigte Anordnung kann eine berührungslose Aktuierung der Spiegelfacetten 51 erreicht werden. Ebenfalls auf dem Trägerkörper 54 bzw. auf den Aktuatorspulen 57 angeordnet sind die Positionssensoren 60, mittels welchen die räumliche Beziehung zwischen deren Sensortargets 61 und den Positionssensoren 60 und insbesondere auch der Abstand zwischen den Positionssensoren 60 und den Sensortargets 61, der sogenannte Sensorgap oder Z-Gap, bestimmt werden kann.Contactless actuation of the
Bei den Sensortargets 61 kann es sich, wie bereits erwähnt, beispielsweise um Spiegel oder Strichplatten im Fall der Verwendung optischer Sensoren handeln. Die Sensortargets 61 sind hierbei an den Permanentmagneten 56 der Facettenstößel 55 angeordnet.As already mentioned, the sensor targets 61 can be, for example, mirrors or reticle plates if optical sensors are used. In this case, the sensor targets 61 are arranged on the
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Sensor eine dreidimensionale Positionsmessung ermöglicht. Der Wert der Z-Gap geht dabei als Parameter in die Positionsbestimmung für die betrachtete Spiegelfacette 51 mit ein. Wie aus der
In dem in
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Reflexionseigenschaftreflection property
- 33
- zu untersuchendes optisches Elementoptical element to be examined
- 44
- Thermallastmesseinrichtungthermal load measuring device
- 55
- optisches Systemoptical system
- 66
- optisches Elementoptical element
- 77
- Strahlungsquelleradiation source
- 88th
- Einrichtungfurnishings
- 99
- Thermallastthermal load
- 1010
- Austrittstrahlungsmesseinrichtungexit radiation measuring device
- 1111
- AustrittsintensitätExit Intensity
- 1212
- Quellenstrahlungsmesseinrichtungsource radiation measuring device
- 1313
- Oberflächenintensitätsurface intensity
- 1414
- Thermallastblockthermal load block
- 1515
- Schlussfolgerungsblockconclusion block
- 1616
- Reflexionseigenschaftsblockreflection property block
- 1717
- ThermalvergleichswertblockThermal Comparator Block
- 1818
- Quellenintensitätsblocksource intensity block
- 1919
- Simulationsblocksimulation block
- 2020
- Stromaufwärtsblockupstream block
- 2121
- AustrittsintensitätsblockExit Intensity Block
- 2222
- zweiter Schlussfolgerungsblocksecond conclusion block
- 2323
- Stromabwärtsblockdownstream block
- 2424
- Austrittsintensitätsvergleichswertblockexit intensity comparison value block
- 2525
- dritter Schlussfolgerungsblockthird conclusion block
- 2626
- flächige Kartierungareal mapping
- 2727
- erster Ortfirst place
- 2828
- zweiter Ortsecond place
- 2929
- dritter Ortthird place
- 5050
- Facettenspiegel / FeldfacettenspiegelFacet mirror / field facet mirror
- 5151
- Spiegelfacettemirror facet
- 5252
- Kinematikkinematics
- 5454
- Trägerkörpercarrier body
- 5555
- Stößelpestle
- 5656
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 5757
- SpuleKitchen sink
- 5858
- Kühlkanalcooling channel
- 6060
- Positionssensorposition sensor
- 6161
- Sensortargetsensor target
- 6262
- Durchbrechung breakthrough
- 100100
- EUV-ProjektionsbelichtungsanlageEUV projection exposure system
- 101101
- Beleuchtungssystemlighting system
- 102102
- Strahlungsquelleradiation source
- 103103
- Beleuchtungsoptiklighting optics
- 104104
- Objektfeldobject field
- 105105
- Objektebeneobject level
- 106106
- Retikelreticle
- 107107
- Retikelhalterreticle holder
- 108108
- Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
- 109109
- Projektionsoptikprojection optics
- 110110
- Bildfeldimage field
- 111111
- Bildebenepicture plane
- 112112
- Waferwafers
- 113113
- Waferhalterwafer holder
- 114114
- WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
- 115115
- EUV- / Nutz- / BeleuchtungsstrahlungEUV / useful / illumination radiation
- 116116
- Kollektorcollector
- 117117
- Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
- 118118
- Umlenkspiegeldeflection mirror
- 119119
- erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegelfirst facet mirror / field facet mirror
- 120120
- erste Facetten / Feldfacettenfirst facets / field facets
- 121121
- zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegelsecond facet mirror / pupil facet mirror
- 122122
- zweite Facetten / Pupillenfacettensecond facets / pupil facets
- 200200
- DUV-ProjektionsbelichtungsanlageDUV projection exposure system
- 201201
- Beleuchtungssystemlighting system
- 202202
- Retikelstagereticle stage
- 203203
- Retikelreticle
- 204204
- Waferwafers
- 205205
- Waferhalterwafer holder
- 206206
- Projektionsoptikprojection optics
- 207207
- Linselens
- 208208
- Fassungversion
- 209209
- Objektivgehäuselens body
- 210210
- Projektionsstrahlprojection beam
- Miwed
- Spiegelmirror
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 102008009600 A1 [0175, 0179]DE 102008009600 A1 [0175, 0179]
- US 2006/0132747 A1 [0177]US 2006/0132747 A1 [0177]
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- US 6573978 [0177]US6573978 [0177]
- US 2018/0074303 A1 [0196]US 2018/0074303 A1 [0196]
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DE102022200726.3A Pending DE102022200726A1 (en) | 2021-04-23 | 2022-01-24 | Method for determining a reflection property of an optical element to be examined, device for determining a reflection property of an optical element to be examined, computer program product and lithography system |
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