DE102022202839A1 - Measuring arrangement and method for detecting a contamination state of an EUV mirror surface, optical device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist eine Messanordnung (5) zum Erfassen eines Kontaminationszustands einer EUV-Spiegeloberfläche (10) einer optischen Einrichtung, insbesondere Lithographie-Einrichtung (1), die ein erstes optisches Element (6) mit einem die Spiegeloberfläche (10) aufweisenden EUV-Spiegel aufweist, die einem zumindest teilreflektierenden zweiten optischen Element (7) und mit einer Lichtstrahlquelle (3) und mit einem Lichtstrahlsensor (8), wobei die Lichtstrahlquelle (3), der Lichtstrahlsensor (8) und die optischen Elemente (6,7) derart zueinander angeordnet sind, dass sie einen Fabry-Perot-Resonator (9) bilden.The invention relates to a measuring arrangement (5) for detecting a contamination state of an EUV mirror surface (10) of an optical device, in particular a lithography device (1), which has a first optical element (6) with an EUV mirror having the mirror surface (10). having an at least partially reflecting second optical element (7) and having a light beam source (3) and having a light beam sensor (8), the light beam source (3), the light beam sensor (8) and the optical elements (6, 7) being arranged in relation to one another in such a way are arranged to form a Fabry-Perot resonator (9).
Description
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Erfassung eines Kontaminationszustands einer EUV-Spiegeloberfläche einer optischen Einrichtung, insbesondere Lithographie-Einrichtung, die ein erstes optisches Element mit einem die Spiegeloberfläche aufweisenden EUV-Spiegel aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine optische Einrichtung, die eine derartige Messanordnung aufweist.The invention relates to a measuring arrangement for detecting a contamination state of an EUV mirror surface of an optical device, in particular a lithography device, which has a first optical element with an EUV mirror having the mirror surface. The invention also relates to an optical device that has such a measuring arrangement.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen eines Kontaminationszustands einer EUV-Spiegeloberfläche einer optischen Einrichtung, insbesondere Lithographie-Einrichtung, die ein erstes optisches Element mit einem die Spiegeloberfläche aufweisenden EUV-Spiegel aufweist, wobei das Verfahren insbesondere die oben genannte Messanordnung verwendet.Furthermore, the invention relates to a method for detecting a contamination state of an EUV mirror surface of an optical device, in particular a lithography device, which has a first optical element with an EUV mirror having the mirror surface, the method using in particular the above-mentioned measuring arrangement.
EUV-Spiegel werden beispielsweise für EUV-Lithographie-Einrichtungen eingesetzt. EUV-Lithographie-Einrichtungen werden zur Lithographie insbesondere von Halbleiterbauelementen verwendet und nutzen reflektive optische Elemente für den extremen ultravioletten Wellenlängenbereich (EUV), der beispielsweise Wellenlängen zwischen 5 nm und 20 nm aufweist. EUV-Lithographie-Einrichtungen weisen in der Regel mehrere reflektive optische Elemente auf, die eine möglichst hohe Reflektivität aufweisen, um eine hinreichend hohe Gesamtreflektivität sicherzustellen. Die Reflektivität dieser optischen Elemente kann jedoch über die Lebensdauer durch Kontamination der optisch genutzten Oberflächen der optischen Elemente reduziert werden. Da häufig in einer EUV-Lithographie-Einrichtung mehrere reflektive optische Element im Strahlengang hintereinander liegend angeordnet sind, wirken sich auch schon geringe Kontaminationen auf einzelnen reflektiven optischen Oberflächen im größeren Maße auf die Gesamtreflektivität des Systems aus. Die Kontamination kann aufgrund der kurzwelligen Bestrahlung beziehungsweise EUV-Strahlung zusammen mit Restgasen in der Betriebsatmosphäre entstehen. So kann Kontamination beispielsweise auch aufgrund von Feuchtigkeitsrückständen auftreten, bei welchen Wassermoleküle durch die EUV-Strahlung aufgespalten und die resultierenden Sauerstoffradikalen in die optisch aktiven Oberflächen des optischen Elements oxidieren. Weitere Kontaminationsquellen sind beispielsweise Kohlenwasserstoffe oder Materialien, die in Verbindung mit einer laserbasierten EUV-Plasmalichtquelle wirken.EUV mirrors are used, for example, for EUV lithography devices. EUV lithography devices are used for lithography, in particular of semiconductor components, and use reflective optical elements for the extreme ultraviolet wavelength range (EUV), which has wavelengths between 5 nm and 20 nm, for example. EUV lithography devices generally have a number of reflective optical elements which have the highest possible reflectivity in order to ensure a sufficiently high overall reflectivity. However, the reflectivity of these optical elements can be reduced over their service life by contamination of the optically used surfaces of the optical elements. Since several reflective optical elements are often arranged one behind the other in the beam path in an EUV lithography device, even slight contaminations on individual reflective optical surfaces have a greater effect on the overall reflectivity of the system. The contamination can arise due to the short-wave radiation or EUV radiation together with residual gases in the operating atmosphere. For example, contamination can also occur due to moisture residues, where water molecules are split by the EUV radiation and the resulting oxygen radicals oxidize in the optically active surfaces of the optical element. Other sources of contamination are, for example, hydrocarbons or materials that act in conjunction with a laser-based EUV plasma light source.
Um zu vermeiden, dass bei der Lithographie die Produktivität sinkt, ist es wichtig, den Kontaminationszustand derartiger Oberflächen in Lithographie-Einrichtungen überwachen zu können.In order to avoid lithography productivity drops, it is important to be able to monitor the contamination status of such surfaces in lithography facilities.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Messanordnung zum Erfassen eines Kontaminationszustands einer EUV-Spiegeloberfläche in beispielsweise einer Lithographie-Einrichtung zu schaffen.The present invention is therefore based on the object of creating an advantageous measuring arrangement for detecting a contamination state of an EUV mirror surface in, for example, a lithography device.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Messanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass unter Zuhilfenahme an sich bekannter Bauteile der Kontaminationszustand einer EUV-Spiegeloberfläche präzise erfasst werden kann. Insbesondere erlaubt es die erfindungsgemäße Messanordnung, dass der Kontaminationszustand auch im verbauten Zustand des EUV-Spiegels in beispielsweise einer Lithographie-Einrichtung in-situ erfassbar ist.The object on which the invention is based is achieved by a measuring arrangement having the features of claim 1 . This has the advantage that the contamination state of an EUV mirror surface can be precisely detected with the aid of components that are known per se. In particular, the measurement arrangement according to the invention allows the contamination state to be detected in situ even when the EUV mirror is installed in a lithography device, for example.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Messanordnung das erste optische Element mit der EUV-Spiegeloberfläche aufweist, also den Prüfling beziehungsweise das zu prüfende optische Element selbst umfasst. Außerdem weist die Messanordnung ein zumindest teilreflektierendes zweites optisches Element auf, sowie eine Lichtstrahlquelle und einen Lichtstrahlsensor, wobei die Lichtstrahlquelle, der Lichtstrahlsensor und die beiden genannten optischen Elemente derart zueinander angeordnet sind, dass sie einen Fabry-Perot-Resonator bilden.The object on which the invention is based is achieved with the features of claim 1 in that the measuring arrangement has the first optical element with the EUV mirror surface, ie includes the test specimen or the optical element to be tested itself. In addition, the measuring arrangement has an at least partially reflecting second optical element, as well as a light beam source and a light beam sensor, the light beam source, the light beam sensor and the two optical elements mentioned being arranged relative to one another in such a way that they form a Fabry-Perot resonator.
Ein typischer Fabry-Perot-Resonator beziehungsweise -Interferonmeter weist zwei teilreflektierende Spiegel mit hoher Reflektivität auf, die zusammen einen optischen Resonator ausbilden. Das Transmissionsspektrum dieser Anordnung zeigt kleine Transmissionsmaxima für Wellenlängen, die das Resonatorkriterium erfüllen, während andere Wellenlängen gelöscht werden. Dies erfolgt durch konstruktive und destruktive Interferenzen. Als Lichtstrahlquelle wird insbesondere eine Laserstrahlquelle verwendet, mit welcher die Frequenz des Laserstrahls einstellbar ist. Zur Ausbildung des Fabry-Perot-Resonators wird die Laserstrahlfrequenz in Abhängigkeit von der Resonatorlänge beispielsweise mithilfe der Pound-Drever-Hall-Laserfrequenzstabilisierungstechnik eingestellt. Durch Erfassen des Reflexionsbildes mittels des Lichtsensors und Auswerten der Transmissionsmaxima ist die Kontamination beziehungsweise der Kontaminationszustand des zu prüfenden optischen Elements präzise feststellbar. Insbesondere durch einen Vergleich der erfassten Ist-Resonatorfrequenz des Fabry-Perot-Resonators mit einer Referenz-Resonatorfrequenz, also mit einer erwarteten Resonatorfrequenz, die bei kontaminationsfreier Oberfläche vorliegt, wird ein Kontaminationszustand des erstes optischen Elements beziehungsweise des Prüflings bestimmt. Dazu wird insbesondere eine Abweichung der Ist-Resonatorfrequenz von der Referenz-Resonatorfrequenz ermittelt und in Abhängigkeit von der Abweichung der Kontaminationszustand bestimmt.A typical Fabry-Perot resonator or interferonmeter has two partially reflecting mirrors with high reflectivity, which together form an optical resonator. The transmission spectrum of this arrangement shows small transmission maxima for wavelengths that meet the resonator criterion, while other wavelengths are canceled. This is done through constructive and destructive interference. In particular, a laser beam source is used as the light beam source, with which the frequency of the laser beam can be adjusted. To form the Fabry-Perot cavity, the laser beam frequency is tuned as a function of cavity length using, for example, the Pound-Drever-Hall laser frequency stabilization technique. The contamination or the contamination state of the optical element to be tested can be determined precisely by detecting the reflection image using the light sensor and evaluating the transmission maxima. A contamination state of the first optical element or the test object is determined in particular by comparing the detected actual resonator frequency of the Fabry-Perot resonator with a reference resonator frequency, ie with an expected resonator frequency that is present when the surface is free of contamination. For this purpose, in particular, a deviation of the actual resonator frequency from the reference resonator nator frequency is determined and the contamination status is determined as a function of the deviation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das erste optische Element eine der Kontamination ausgesetzte Wirkfläche der EUV-Spiegeloberfläche und eine kontaminationsfreie Referenzfläche auf. Mithilfe der Referenzfläche ist insbesondere die oben genannte Referenz-Resonatorfrequenz ermittelbar. Eine kontaminationsfreie Referenzfläche ist beispielsweise dadurch geschaffen, dass sie an einer Stelle der Messanordnung oder der optischen Einrichtung liegt, an welcher sie nicht unter Kontamination leidet, was zum Beispiel dann der Fall ist, wenn sie nicht EUV-Strahlung und/oder EUV-induziertem Plasma ausgesetzt ist. Bei der Wirkfläche handelt es sich beispielsweise um die gesamte EUV-Spiegeloberfläche oder um nur einen Teil der EUV-Spiegeloberfläche, der im Betrieb der EUV-Strahlung und damit der möglichen Kontamination ausgesetzt ist.According to a preferred embodiment of the invention, the first optical element has an effective surface of the EUV mirror surface exposed to contamination and a contamination-free reference surface. In particular, the above-mentioned reference resonator frequency can be determined with the aid of the reference surface. A contamination-free reference surface is created, for example, by lying at a point on the measuring arrangement or the optical device where it does not suffer from contamination, which is the case, for example, if it does not receive EUV radiation and/or EUV-induced plasma is exposed. The effective area is, for example, the entire EUV mirror surface or only part of the EUV mirror surface that is exposed to the EUV radiation and thus to possible contamination during operation.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Referenzfläche ein kontaminationsfreier Bereich des EUV-Spiegels neben der Wirkfläche ist. Die Referenzfläche ist somit ein Abschnitt des EUV-Spiegels beziehungsweise der EUV-Spieloberfläche, der abseits oder neben der Wirkfläche, also des Bereichs der EUV-Spiegeloberfläche, der im Betrieb der Einrichtung im EUV-Strahlengang liegt, liegt. Dies hat den Vorteil, dass für die Referenzfläche kein weiteres Spiegelelement vorhanden ist. Stattdessen wird der ohnehin vorhandene EUV-Spiegel in einen Wirkbereich (Wirkfläche) und in einen Referenzbereich (Referenzfläche) aufgeteilt, wodurch sich insbesondere Kosten- und Bauraumvorteile ergeben.Furthermore, it is preferably provided that the reference surface is a contamination-free area of the EUV mirror next to the effective surface. The reference surface is thus a section of the EUV mirror or the EUV playing surface that lies away from or next to the effective surface, ie the area of the EUV mirror surface that lies in the EUV beam path during operation of the device. This has the advantage that there is no further mirror element for the reference surface. Instead, the EUV mirror that is already present is divided into an effective area (effective area) and a reference area (reference area), which results in particular in cost and installation space advantages.
Weiterhin ist gemäß einer alternativen Ausführungsform bevorzugt vorgesehen, dass die Referenzfläche auf einem neben dem EUV-Spiegel oder der EUV-Spiegeloberfläche angeordneten Referenzspiegel ausgebildet ist. Damit ist Referenzfläche auf einem separaten Spiegelelement angeordnet und kann, beispielsweise beabstandet oder nahe zu dem EUV-Spiegel angeordnet werden. Auch kann der Referenzspiegel direkt seitlich an dem EUV-Spiegel anliegen. Der Referenzspiegel ist vorzugsweise als separates Bauteil ausgebildet oder als zu dem EUV-Spiegel separater Bereich oder Abschnitt desselben optischen Elements. Im letzten Fall weisen der Referenzspiegel und der EUV-Spiegel beispielsweise ein gemeinsames Trägerelement auf.Furthermore, according to an alternative embodiment, it is preferably provided that the reference surface is formed on a reference mirror arranged next to the EUV mirror or the EUV mirror surface. The reference surface is thus arranged on a separate mirror element and can, for example, be arranged at a distance from or close to the EUV mirror. The reference mirror can also lie directly on the side of the EUV mirror. The reference mirror is preferably designed as a separate component or as a region or section of the same optical element that is separate from the EUV mirror. In the last case, the reference mirror and the EUV mirror have a common carrier element, for example.
Vorzugsweise ist die Lichtstrahlquelle dazu ausgebildet, den Lichtstrahl wahlweise auf die Wirkfläche oder auf die Referenzfläche zu lenken. Dadurch ist die Ist-Resonatorfrequenz und die Referenz-Resonatorfrequenz mit ein und derselben Lichtstrahlquelle ermittelbar. Insbesondere ist als Lichtstrahlquelle ein Metrologie-Fadenkreuz (metrology reticle) eingesetzt, dass in die Einrichtung, insbesondere Lithographie-Einrichtung, einsetzbar oder eingesetzt ist. Mittels des Metrologie-Fadenkreuzes können mehrere Lichtstrahlen erzeugt werden, sodass die Referenz-Resonatorfrequenz und die Ist-Resonatorfrequenz gleichzeitig ermittelt werden können. In diesem Fall ist der Lichtsensor insbesondere beabstandet von der Lichtstrahlquelle angeordnet, beispielsweise am Ende eines Strahlengangs der optischen Einrichtung, wobei beispielsweise die Lichtstrahlquelle an einem Ende und der Lichtstrahlsensor am anderen Ende des Strahlengangs der Einrichtung angeordnet sind.The light beam source is preferably designed to selectively guide the light beam onto the active surface or onto the reference surface. As a result, the actual resonator frequency and the reference resonator frequency can be determined with one and the same light beam source. In particular, a metrology crosshair (metrology reticle) is used as the light beam source, which can be inserted or inserted into the device, in particular a lithography device. Several light beams can be generated using the metrology crosshairs so that the reference resonator frequency and the actual resonator frequency can be determined simultaneously. In this case, the light sensor is arranged in particular at a distance from the light beam source, for example at the end of a beam path of the optical device, the light beam source being arranged at one end and the light beam sensor at the other end of the beam path of the device.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das zweite optische Element ebenfalls als EUV-Spiegel ausgebildet. Damit wird der Fabry-Perot-Interferometer oder -Resonator zwischen den beiden EUV-Spiegeln ausgebildet.According to a preferred development of the invention, the second optical element is also designed as an EUV mirror. This forms the Fabry-Perot interferometer or resonator between the two EUV mirrors.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass gemäß einer alternativen Ausführungsform das zweite optische Element ein einfacher Spiegel oder eine Linse ist. Der die Messanordnung kann somit auch an anderer Stelle in eine Einrichtung, insbesondere Lithographie-Einrichtung, integriert werden, in welcher kein zweiter EUV-Spiegel vorhanden ist.Furthermore, it is preferably provided that, according to an alternative embodiment, the second optical element is a simple mirror or a lens. The measuring arrangement can thus also be integrated elsewhere in a device, in particular a lithography device, in which there is no second EUV mirror.
Weiterhin ist gemäß einer weiteren Ausführungsform bevorzugt vorgesehen, dass die Lichtstrahlquelle und der Lichtstrahlsensor als eine handhabbare Sensoreinheit ausgebildet sind. Damit bilden die Lichtstrahlquelle und der Lichtstrahlsensor eine Sensoreinheit die in der Einrichtung oder in Bezug auf das prüfende optische Element losgelöst von der sonstigen Ausbildung einer Einrichtung angeordnet werden kann. Insbesondere weisen dann Lichtstrahlquelle und Lichtstrahlsensor ein gemeinsames Gehäuse auf. Die Einheit lässt sich dauerhaft auch in eine Lithographie-Einrichtung integrieren oder kann zu einer ex-situ Untersuchung eines Prüflings beziehungsweise des ersten optischen Elements nutzen.Furthermore, according to a further embodiment, it is preferably provided that the light beam source and the light beam sensor are designed as a manageable sensor unit. The light beam source and the light beam sensor thus form a sensor unit which can be arranged in the device or in relation to the testing optical element detached from the other design of a device. In particular, the light beam source and light beam sensor then have a common housing. The unit can also be permanently integrated into a lithography device or can be used for an ex-situ examination of a test piece or the first optical element.
Die erfindungsgemäße Lithographie-Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Messanordnung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.The lithography device according to the invention with the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich dadurch aus, dass dem ersten optischen Element ein teilreflektierendes zweites optisches Element zugeordnet wird, wobei ein Lichtstrahl einer Lichtstrahlquelle durch das zweite optische Element auf das erste optische Element gelenkt wird, und wobei die optischen Elemente, der Lichtstrahl und ein Lichtstrahlsensor derart zueinander angeordnet und ausgerichtet werden, dass sie einen Fabry-Perot-Resonator bilden, und wobei in Abhängigkeit von einer Abweichung einer erfassten Ist-Resonatorfrequenz des Fabry-Perot-Resonators von einer Referenz-Resonatorfrequenz ein Kontaminationszustand des ersten optischen Elements bestimmt wird. Es ergeben sich hierdurch die oben bereits genannten Vorteile.The method according to the invention with the features of
Vorzugsweise wird die Referenz-Resonatorfrequenz vorab ermittelt und gespeichert. Dadurch wird eine später erfasste Ist-Resonatorfrequenz stets mit zuvor gespeicherten Referenz-Resonatorfrequenz verglichen, um den aktuellen Kontaminationszustand zu bestimmen.The reference resonator frequency is preferably determined and stored in advance. As a result, an actual resonator frequency recorded later is always compared with a previously stored reference resonator frequency in order to determine the current contamination status.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die Resonanzfrequenz mittels einer dem EUV Spiegel zugeordneten kontaminationsfreien Referenzfläche beziehungsweise Referenzspiegelfläche ermittelt. Dadurch erfolgt im laufenden Betrieb eine Erfassung der Referenz-Resonatorfrequenz, die dann mit der Ist-Resonatorfrequenz verglichen wird. Dies hat den Vorteil, dass ohne vorherige Versuche die Kontamination des ersten optischen Elements ermittelbar, insbesondere in situ ermittelbar ist.According to an alternative embodiment, the resonant frequency is determined by means of a contamination-free reference surface or reference mirror surface assigned to the EUV mirror. As a result, the reference resonator frequency is detected during operation, which is then compared with the actual resonator frequency. This has the advantage that the contamination of the first optical element can be determined, in particular in situ, without prior tests.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 eine Lithographie-Einrichtung in einer vereinfachten Darstellung, -
2 eine schematische Darstellungserfassung einer vorteilhaften Messanordnung für die Lithographie-Einrichtung, -
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Messanordnung.
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1 a lithography facility in a simplified representation, -
2 a schematic representation of an advantageous measurement arrangement for the lithography device, -
3 another embodiment of the measuring arrangement.
Dazu ist die Lichtstrahlquelle 3 beispielsweise derart ausgebildet und ausgerichtet, dass ein von ihr erzeugter Lichtstrahl das zweite optische Element 7 durchdringt, an dem ersten optischen Element 6 reflektiert und an dem zweiten optischen Element 7 erneut reflektiert wird, sodass ein optischer Resonanzkörper im Sinne eines Fabry-Perot-Interferometers entsteht.For this purpose, the
Das optische Element 6, bei dem es sich beispielsweise um das optische Element M6 der Einrichtung 1 handelt, weist eine Beschichtung auf, die eine EUV-Spiegeloberfläche 10 ausbildet. The
Das zweite optische Element 7 wird, insbesondere in dafür geeigneter Lage und Ausbildung, optional durch eines der weiteren optischen Elemente M1 bis M5 gebildet.The second
Die Oberfläche 10 ist im Normalbetrieb einer Kontamination ausgesetzt, wie zuvor bereits beschrieben. Mittels des Fabry-Perot-Resonators wird eine Resonatorfrequenz fist erfasst, die sich zwischen den optischen Elementen 6 und 7 einstellt. Bei dieser Resonatorfrequenz fist handelt es sich um die Ist-Resonatorfrequenz. Um den Kontaminationsgrad oder -zustand des optischen Elements 6 zu ermitteln, wird diese Ist-Resonatorfrequenz mit einer Referenz-Resonatorfrequenz fref vermessen. Bei der Referenz-Resonatorfrequenz handelt es sich insbesondere um eine, die im kontaminationsfreien Zustand des ersten optischen Elements 6 vorliegt. Dazu wird beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Einrichtung 1, wenn also noch keine EUV-Kontamination stattfinden konnte, die aktuelle Ist-Resonatorfrequenz erfasst und als Referenzfrequenz gespeichert. Zu einem späteren Zeitpunkt, zu welchem eine Kontamination erwartet werden kann, wird die Prüfung erneut durchgeführt und die aktuelle Ist-Resonatorfrequenz fist erfasst. Anschließend wird die Ist-Resonatorfrequenz fist mit der Referenz-Resonatorfrequenz fref verglichen. Weicht die Abweichung Δf der Ist-Resonatorfrequenz fist von der Referenz-Resonatorfrequenz fref um einen vorgebbaren Grenzwert hinaus ab, wird darauf erkannt, dass das erste optische Element kontaminiert oder kritisch kontaminiert ist, sodass ein Weiterbetrieb der Einrichtung 1 nicht empfehlenswert ist, ohne vorher das optische Element 6 auszutauschen oder die EUV-Spiegeloberfläche 10 zu reinigen.The
Zur Veranschaulichung zeigt
Alternativ zu einer zeitlich beabstandeten Referenzmessung an der gleichen Messstelle ist gemäß im weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass eine zeitgleiche oder nahezu zeitgleiche Referenzmessung vorgenommen wird. Dies kann beispielsweise gemäß einer Messanordnung wie sie in
Alternativ ist dem Referenzelement 11 ein weiteres optisches Element 13 zugeordnet, sodass ein vollständiger zweiter Fabry-Perot-Resonator 14 ausgebildet ist, der parallel zu dem Fabry-Perot-Resonator 9 wirkt, jedoch eigenständige optische Elemente aufweist. Durch das Ansteuern der Lichtstrahlquelle 3 kann der Lichtstrahl dem einen oder dem anderen Fabry-Perot-Resonator 9, 14 zugeordnet werden, oder es wird beiden Fabry-Perot-Resonatoren jeweils eine eigene Lichtstrahlquelle 3 zugeordnet, sodass diese unabhängig voneinander betrieben werden können.Alternatively, a further
Die Messanordnung 5 kann an unterschiedlichen Stellen der Einrichtung 1 platziert werden, um unterschiedliche Spiegeloberflächen zu prüfen. Durch eine Strahlenlenkung kann dann mithilfe nur eines Lichtsensors 8 die Kontamination unterschiedlicher optischer Elemente M1 bis M6 im Strahlengang der Lithographie-Einrichtung 1 erfasst werden.The measuring
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie es in
Vorzugsweise weist das optische Element 6 auf seiner EUV-Spiegeloberfläche 10 eine Wirkfläche 17 auf, die im Normalbetrieb von der EUV-Strahlung belastet wird, wie durch einen einfallenden Strahlenkegel 19 und einen ausfallenden Strahlenkegel 20 des EUV-Betriebsstrahlengangs in
Alternativ ist die Referenzfläche 12 auf einem beabstandet angeordneten Referenzspiegel 18, der beabstandet zu der EUV-Spiegelfläche 10 angeordnet ist, ausgebildet. Optional sind mehrere derartige Referenzflächen 12, insbesondere Referenzspiegel 18 vorhanden. Damit liegen die Referenzflächen 12 ebenfalls beabstandet zu der Wirkfläche 17.
Das optische Element 6 ist insbesondere asphärisch ausgebildet, wobei durch die vorteilhafte Messanordnung 5 die Kontamination dennoch sicher feststellbar ist.The
Die Sensoreinheit 15 wird nunmehr dazu angesteuert, die Ist-Resonatorfrequenz fist zwischen dem optischen Element 7 und der Wirkfläche 17 einerseits und die Referenz-Resonatorfrequenz fref zwischen einer der Referenzflächen 12 des optischen Elements 7 andererseits zu erfassen, um dann die Abweichung Δf der Ist-Resonatorfrequenz von der Referenz-Resonatorfrequenz zu erfassen, um die Kontamination der Wirkfläche 17 der EUV-Spiegeloberfläche 10 wie obenstehend beschrieben zu bestimmen.The
Durch die Integration in die Einrichtung 1 ist der Fabry-Perot-Resonator 9 oder -Interferometer auch dazu einsetzbar, die Ausrichtung der optischen Elemente M1 bis M6 zueinander zu erfassen, so dass diese bei Bedarf neu ausgerichtet oder positioniert werden können.Due to the integration into the device 1, the Fabry-
Insbesondere handelt es sich bei der Lichtstrahlquelle um ein Metrologie-Fadenkreuz, das in der Lithographie-Einrichtung 1 eingesetzt wird. Damit ist es möglich, mehrere Lichtstrahlen, insbesondere EUV-Lichtstrahlen zu erzeugen, mittels welcher die Lithographie durchführbar und auch Kontaminierungszustände erfassbar sind. Typischerweise können bis zu 3 mal 13 Feldpunkte mittels des Metrologie-Fadenkreuzes angestrahlt werden. Insbesondere kann dadurch eine homogene Ausleuchtung ein Lichtkegel erzielt werden, durch welchen alle Spiegeloberflächen gleichzeitig angestrahlt werden. Alternativ können mehrere Einzellichtstrahlen eingesetzt werden, um nur ausgewählte Spiegelflächen zu erfassen.In particular, the light beam source is a metrology reticle that is used in the lithography device 1 . It is thus possible to generate a plurality of light beams, in particular EUV light beams, by means of which the lithography can be carried out and contamination states can also be detected. Typically, up to 3
Mittels des Lichtsensors 8 wird die Resonanz, insbesondere die Resonanzfrequenz, über die Verteilung der Lichtpunkte, insbesondere über die winkelmäßige Verteilung detektiert.The resonance, in particular the resonance frequency, is detected by means of the light sensor 8 via the distribution of the points of light, in particular via the angular distribution.
Die erhaltene Wellenfront oder die Wellenfrontverteilung kann mit der gemessenen EUV-Wellenfront verglichen werden, die durch den Mehrschichtaufbau dominiert wird und weniger durch die Flächenkontamination beeinträchtigt ist, um zwischen Spiegeloberflächen-Formveränderungen, -Kontaminationen und Dekarbonisierungserscheinungen zu unterscheiden. Vorzugsweise ist die Lithographie-Einrichtung 1 mit einer Multi-Wellenlängenmöglichkeit ausgestattet, um Formänderungen von Spiegeloberflächen mit höherer Sensitivität zu erfassen und, in Abhängigkeit von dem Kontaminationstyp, Materialkontraste zu erkennen, wie beispielsweise im Fall von einer Silizium-Kontamination durch eine Si-Membran (DGLm), die beispielsweise zur vakuumtechnischen Trennung zwischen Prüfling und optischer Einrichtung beziehungsweise Optikvolumen eingesetzt wird, oder Pellikelstücken. Durch die Integration der vorteilhaften Messanordnung mit dem Fabry-Perot-Resonator ist es somit möglich, zum einen die Spiegelpositionen der optischen Elemente zu bewachen, Formänderungen der Spiegelflächen zu erkennen und eine Kontaminierung einzelner Spiegel, insbesondere der EUV-Spiegel, zu erfassen.The obtained wavefront or wavefront distribution can be compared to the measured EUV wavefront, which is dominated by the multilayer structure and less affected by surface contamination, to distinguish between mirror surface shape changes, contamination and decarbonization phenomena. The lithography device 1 is preferably equipped with a multi-wavelength option in order to detect changes in the shape of mirror surfaces with higher sensitivity and, depending on the type of contamination, to detect material contrasts, such as in the case of silicon contamination through a Si membrane ( DGLm), which is used, for example, for the vacuum-technical separation between test object and optical device or optical volume, or pellicle pieces. The integration of the advantageous measuring arrangement with the Fabry-Perot resonator makes it possible to monitor the mirror positions of the optical elements, to detect changes in the shape of the mirror surfaces and to detect contamination of individual mirrors, in particular the EUV mirror.
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