DE102022205887A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements in einer interferometrischen Messanordnung wird wenigstens ein durch interferometrische Überlagerung einer an dem optischen Element (104, 405, 505, 605, 705) reflektierten Prüfwelle mit einer nicht an dem optischen Element eflektierten Referenzwelle erzeugtes Interferogramm mit einer Interferometerkamera (107, 407, 507, 607, 707) erfasst, wobei die Passe des optischen Elements basierend auf diesem Interferogramm bestimmt wird, und wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Identifizieren wenigstens eines für eine auf einer optischen Komponente der Messanordnung vorhandene lokale Störung charakteristischen Messartefakts; und b) Modifizieren der Bestimmung der Passe des optischen Elements in Abhängigkeit vom Schritt a) .

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements.
  • Stand der Technik
  • Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
  • In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus US 2016/0085061 A1 bekannt, können beispielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.55 aufweisen und bilden ein (z.B. ringsegmentförmiges) Objektfeld in die Bildebene bzw. Waferebene ab. Mit der Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) geht typischerweise eine Vergrößerung der erforderlichen Spiegelflächen der in der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Spiegel einher. Dies hat wiederum zur Folge, dass neben der Fertigung auch die Prüfung der Oberflächenform der Spiegel eine anspruchsvolle Herausforderung darstellt. Hierbei kommen zur hochgenauen Prüfung der Spiegel insbesondere interferometrische Messverfahren zum Einsatz.
  • Dabei ist u.a. die Verwendung Computer-generierter Hologramme (CGH) bekannt, wobei eine am Spiegel (im Weiteren auch als „Prüfling“ bezeichnet) reflektierte Prüfwelle mit einer an einem Referenzspiegel reflektierten Referenzwelle zur Interferenz gebracht wird. Dabei weist das CGH eine entsprechend der Spiegelform ausgelegte, beugende CGH-Struktur zur Formung einer mathematisch der Prüflingsform entsprechenden Wellenfront auf. Weiter ist es z.B. auch bekannt, in einer Fizeau-Anordnung ein Interferogramm zwischen einer an einer Referenzfläche („Fizeau-Platte“) reflektierten Referenzwelle und einer an dem Spiegel reflektierten Prüfwelle zu erzeugen.
  • Zur möglichst genauen Charakterisierung der Oberflächenform des jeweiligen Prüflings ist es erforderlich, die letztlich zu ermittelnden Passefehler des Prüflings zuverlässig von „Interferometerfehlern“ (d.h. Fehlern im interferometrischen Messaufbau) zu unterscheiden. Fehlerbeiträge des interferometrischen Messaufbaus können in der Praxis insbesondere etwa aus Partikeln oder Defekten (z.B. in Form von Kratzern oder Materialinhomogenitäten etc.) auf dem CGH und/oder anderen im Messaufbau eingesetzten Komponenten resultieren.
  • Sofern es sich bei der zu charakterisierenden Oberfläche des Prüflings um eine Freiformfläche (d.h. eine Fläche ohne Rotationssymmetrie) handelt, was bei EUV-Spiegeln i.d.R. der Fall ist, kann die zur Unterscheidung von Passefehlern des Prüflings von „Interferometerfehlern“ erforderliche Kalibrierung nicht allein im Wege einer Dreh-Mittelung erfolgen.
  • Bekannte Ansätze zur Vermeidung oder Reduzierung der resultierenden Fehlerbeiträge beinhalten u.a. den Einsatz einer inkohärenten Beleuchtung z.B. unter Verwendung einer im optischen Strahlengang rotierenden Streuscheibe. Auch einer Steigerung der Inkohärenz sind jedoch in der Praxis Grenzen gesetzt, so dass insbesondere bei einer Vermessung von Freiformflächen die erzielbaren Genauigkeiten nicht mehr den bei Lithographie-Anwendungen geltenden hohen Anforderungen genügen.
  • Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US 6,643,042 B2 , US 2003/030819 A1 sowie DE 10 2019 204 096 A1 verwiesen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements bereitzustellen, welche eine erhöhte Genauigkeit unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Verfahren bzw. die Vorrichtung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements in einer interferometrischen Messanordnung wird wenigstens ein durch interferometrische Überlagerung einer an dem optischen Element reflektierten Prüfwelle mit einer nicht an dem optischen Element reflektierten Referenzwelle erzeugtes Interferogramm mit einer Interferometerkamera erfasst, wobei die Passe des optischen Elements basierend auf diesem Interferogramm bestimmt wird.
  • Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
    • - Identifizieren wenigstens eines für eine auf einer optischen Komponente der Messanordnung vorhandene lokale Störung charakteristischen Messartefakts, und
    • - Modifizieren der Bestimmung der Passe des optischen Elements in Abhängigkeit vom diesem Schritt des Identifizierens.
  • Dabei kann es sich bei der auf der optischen Komponente der Messanordnung vorhandenen lokalen Störung beispielsweise um einen Defekt, einen Partikel, einen Kratzer oder eine Materialinhomogenität handeln.
  • Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, in einem Verfahren zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements in einer interferometrischen Messanordnung zunächst eine auf wenigstens einer Komponente in der Messanordnung vorhandene lokale Störung bzw. ein hieraus resultierendes Messartefakt zu identifizieren, um dann die eigentliche Passebestimmung des optischen Elements in geeigneter modifizierter Weise unter Berücksichtigung dieses Messartefakts vorzunehmen.
  • Dabei geht die Erfindung u.a. von der Überlegung aus, dass typischerweise auf einem CGH oder anderen Komponenten (beispielsweise einem Strahlteiler oder einer Okularlinse) vorhandene Defekte eine charakteristische Signatur in dem letztlich mit der Interferometerkamera der Messanordnung erfassten Interferogramm zur Folge haben, welche wiederum eine eindeutige Zuordnung zu der die betreffende Störung (z.B. den Partikel) aufweisenden Komponente ermöglichen.
  • Hierbei macht sich die Erfindung zum einen den Umstand zunutze, dass die Abbildung des betreffenden Defekts auf der auf den Prüfling fokussierten Interferometerkamera mit einer vom Grad der Defokussierung der betreffenden Komponente abhängigen Unschärfe erfolgt, so dass unter Heranziehung entsprechender Simulationen die eindeutige Zuordnung des Messartefakts zu der hierfür ursächlichen Komponente ohne Weiteres möglich ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Identifizieren des wenigstens einen Messartefakts auf Basis eines Unterschieds zwischen den für wenigstens zwei voneinander verschiedene Messkonfigurationen erhaltenen Interferogrammen.
  • Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden diese voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch das verwendete Beleuchtungssetting.
  • Hierbei beinhaltet die Erfindung das weitere Konzept, die vorstehend beschriebene Identifizierung bzw. Detektion von Messartefakten innerhalb der Messanordnung insofern „dynamisch“ zu realisieren, als diese ohne substantielle Veränderung des Prüfaufbaus und lediglich auf Basis eines Unterschieds zwischen den für wenigstens zwei voneinander verschiedenen Messkonfigurationen jeweils erhaltenen Interferogrammen erfolgt. Dabei kann die hierzu erforderliche Variation der Messkonfiguration insbesondere eine Veränderung des verwendeten Beleuchtungssettings umfassen. Konkret können sich die betreffenden Beleuchtungssettings hinsichtlich der Kohärenz des zur Erzeugung des jeweiligen Interferogramms beitragenden Lichtes unterscheiden, was wiederum durch Einsatz eines räumlichen Lichtmodulators (= „spatial light modulator“) erreicht werden kann.
  • Lediglich beispielhaft kann hierbei die laterale Ausdehnung eines zentralen beleuchteten Bereichs in einem sogenannten Low-Sigma-Setting (entsprechend einem Übergang von einem Beleuchtungssetting mit vergleichsweise hoher Kohärenz zu einem vergleichsweise inkohärenten Beleuchtungssetting) verändert werden. Auf diese Weise kann wiederum die auf einer Komponente der Messanordnung befindliche Störung (z.B. ein Partikel) zunächst lokalisiert und dann in ihrer tatsächlichen Auswirkung bei den tatsächlich während der Prüflingsvermessung vorliegenden Messbedingungen analysiert werden.
  • In weiteren Ausführungsformen können sich die vorstehend genannten, voneinander verschiedenen Messkonfigurationen auch hinsichtlich der Position einer oder mehrerer optischer Komponenten innerhalb der Messanordnung oder auch des Prüflings selbst voneinander unterscheiden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch eine unterschiedliche Dejustage wenigstens einer in der Messanordnung vorhandenen optischen Komponente.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch eine unterschiedliche Dejustage der Interferometerkamera.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch das jeweils eingesetzte optische Element.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Prüfwelle durch Beugung elektromagnetischer Strahlung an einem CGH erzeugt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich hierbei die voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch das jeweils eingesetzte CGH.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Realisierung in Messanordnungen mit einem CGH zur Erzeugung der Prüfwelle beschränkt. Somit soll durch die vorliegende Anmeldung auch eine Realisierung in Messanordnungen umfasst werden, in welchen (wie im Weiteren ebenfalls noch beschrieben) die Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements unter Verzicht auf ein CGH bei der Erzeugung der am Prüfling reflektierten Prüfwelle erfolgt.
  • Des Weiteren ist die Erfindung wie ebenfalls im Weiteren noch näher beschrieben sowohl in Messanordnungen realisierbar, welche zur Erzeugung der nicht an dem optischen Element reflektierten Referenzwelle einen Referenzspiegel aufweisen, als auch in Konfigurationen, in welchen die Referenzwelle über eine sogenannte Fizeau-Platte realisiert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Modifizieren der Bestimmung der Passe des optischen Elements ferner in Abhängigkeit von einer Bewertung eines für das identifizierte Messartefakt bei der Bestimmung der Passe des optischen Elements zu erwartenden Fehlerbeitrags. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass z.B. auch von der Modifikation der erfindungsgemäßen Passebestimmung abgesehen werden kann, wenn der betreffende, für die tatsächlichen Messbedingungen zu erwartende Fehlerbeitrag der jeweiligen Störung innerhalb des zulässigen „Fehlerbudgets“ noch akzeptabel ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Modifizieren der Bestimmung der Passe des optischen Elements eine Verknüpfung von mehreren für voneinander verschiedene Messkonfigurationen durchgeführten Interferogramm-Messungen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird auf Basis der Passe eine Oberflächenbearbeitung des optischen Elements durchgeführt.
  • Das hinsichtlich seiner Oberflächenform zu vermessende optische Element kann insbesondere ein Spiegel sein. Das optische Element kann insbesondere eine optisch wirksame Fläche in Form einer Freiformfläche aufweisen. Des Weiteren kann das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt sein. Des Weiteren kann das optische Element ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage sein.
  • Die Erfindung betrifft weiter auch eine Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen. Zu Vorteilen sowie vorteilhaften Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines möglichen Aufbaus einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren interferometrischen Prüfanordnung;
    • 2a-2b Simulationsergebnisse, welche bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für unterschiedliche Beleuchtungssettings mit voneinander verschiedener Kohärenz erhalten werden;
    • 3 ein Diagramm zur Erläuterung einer möglichen Berücksichtigung von identifizierten Störungen bzw. Messartefakten bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • 4-7 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer möglicher Ausgestaltungen einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren interferometrischen Prüfanordnung; und
    • 8 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 8 zeigt zunächst eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren prüfbare Spiegel aufweist.
  • Gemäß 8 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 810 einen Feldfacettenspiegel 803 und einen Pupillenfacettenspiegel 804 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 803 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 801 und einen Kollektorspiegel 802 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 804 sind ein erster Teleskopspiegel 805 und ein zweiter Teleskopspiegel 806 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 807 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 821-826 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 831 auf einem Maskentisch 830 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 841 auf einem Wafertisch 840 befindet.
  • Bei dem in einer im Weiteren beschriebenen interferometrischen Prüfanordnung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüften optischen Element kann es sich z.B. um einen beliebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage 810 handeln.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines möglichen Aufbaus einer interferometrischen Prüfanordnung zur Prüfung eines Spiegels unter Verwendung eines CGH.
  • Gemäß 1 tritt die von einer (nicht dargestellten) Lichtquelle erzeugte und aus der Austrittsfläche eines Lichtwellenleiters 101 austretende Beleuchtungsstrahlung als Eingangswelle mit einer sphärischen Wellenfront aus, durchläuft einen Strahlteiler 102 und trifft auf ein komplex kodiertes CGH 103. Das CGH 103 erzeugt in Transmission aus der Eingangswelle gemäß seiner komplexen Kodierung u.a. eine Prüfwelle, welche auf die Oberfläche des hinsichtlich seiner Oberflächenform zu charakterisierenden optischen Elements bzw. Spiegels 104 (= Prüfling) auftrifft, wobei die Prüfwelle eine an die Sollform der Oberfläche dieses Spiegels 104 angepasste Wellenfront besitzt. Das CGH 103 erzeugt ferner eine Referenzwelle, welche auf einen Referenzspiegel 105 trifft.
  • Die jeweils vom Referenzspiegel 105 bzw. vom Spiegel 104 reflektierten Strahlen treffen über das CGH 103 wieder auf den Strahlteiler 102 und werden von diesem in Richtung einer z.B. als CCD-Kamera ausgelegten Interferometerkamera 107 reflektiert, wobei sie ein Okular 106 durchlaufen. Die Interferometerkamera 107 erfasst ein durch die interferierenden Wellen erzeugtes Interferogramm, aus dem über eine Auswerteeinrichtung in für sich bekannter Weise die tatsächliche Form der optischen Oberfläche des Spiegels 104 bestimmt werden kann.
  • Im Weiteren wird nun beispielhaft davon ausgegangen, dass sich eine lokale Störung in Form eines Partikels fertigungsbedingt auf dem CGH 103 befindet, wobei diese Störung in 1 schematisch angedeutet und mit „Fl“ bezeichnet ist. Wie ebenfalls in 1 angedeutet, verursacht der entsprechende lokale Fehler F1 für von der Lichtquelle bzw. dem Strahlteiler 102 auf das CGH 103 auftreffendes Licht Rückwärtsstreuung (in 1 mit „Sl“ bezeichnet) und Vorwärtsstreuung sowohl in Richtung des Spiegels 104 (in 1 mit „S2“ bezeichnet) als auch in Richtung des Referenzspiegels 105 (in 1 mit „S3“ bezeichnet). Ein im Ergebnis in dem von der Interferometerkamera 107 aufgenommen Interferogramm resultierender Fehler ist mit K1-3 bezeichnet, wobei die entsprechende Messstörung auf dem zugehörigen Messbereich in Koordinaten des Prüflings mit P1-3 bezeichnet ist.
  • Erfindungsgemäß erfolgt nun zunächst eine insofern „dynamische“ Detektion der Position der betreffenden lokalen Messstörung P1-3, als ohne substantielle Veränderung der Messanordnung selbst und z.B. allein durch Variation des Beleuchtungssettings, wie in 2a-2b angedeutet, die Position der lokalen Messstörung als Zentrum charakteristischer konzentrischer ringförmiger Strukturen in der entsprechend rekonstruierten Phase des Prüflings identifiziert wird.
  • Im konkreten Ausführungsbeispiel zeigt 2a ein zunächst für ein vergleichsweise kohärentes Beleuchtungssetting (mit σ = 0.01) erhaltenes Messergebnis als lokalen Ausschnitt in dem von der Interferometerkamera 107 aufgenommenen Kamerabild, wobei die hier in der lateralen x-y-Ebene angegebene Störungsamplitude ein für die betreffende Messstörung charakteristisches ringförmiges Muster ergibt. Dabei kann anhand verfügbarer „ray tracing“-Verfahren ohne Weiteres eine Zuordnung der betreffenden Messstörung zur entsprechend ursächlichen Komponente innerhalb der Messanordnung erfolgen.
  • Sodann kann - wie in 2b angedeutet - anhand einer Veränderung des Beleuchtungssettings zu einem vergleichsweise inkohärenten Setting (mit z.B. σ = 0.5) ermittelt werden, wie groß der Fehlerbeitrag der betreffenden Messstörung z.B. für ein tatsächlich bei der eigentlichen Prüflingsmessung verwendetes Beleuchtungssettings ist. Anhand eines Vergleichs mit dem vorgegebenen Fehlerbudget (d.h. Berücksichtigung der letztlich einzuhaltenden Spezifikation bei der erfindungsgemäßen Passebestimmung) kann dann zunächst entschieden werden, ob die Auswirkung der besagten Messstörung eine Modifikation der eigentlichen Passebestimmung erforderlich macht oder ob die betreffende Messstörung z.B. vernachlässigt werden kann.
  • Um die vorstehend beschriebene Detektion von Messstörungen sowie deren Zuordnung zu den jeweiligen optischen Komponenten innerhalb der Messanordnung zu erleichtern, können zusätzlich oder alternativ auch Messungen mit veränderter Position einer oder mehrerer Komponenten innerhalb der Messanordnung oder auch mit veränderter Position des Prüflings selbst durchgeführt werden. So werden etwa bei Dejustage (d.h. Änderung der Position oder Ausrichtung) von rotationssymmetrischen optischen Komponenten lokale Fehler bzw. Partikel auf den betreffenden Komponenten mitbewegt und abhängig von der Position der jeweiligen Komponente auf unterschiedliche Bereiche des Prüflings abgebildet. Des Weiteren kann durch Dezentrierung des Prüflings bzw. Spiegels 104 und/oder des Referenzspiegels 105 die Signatur der durch Rückwärtsstreuung S1 bewirkten Störung periodisch moduliert werden (wohingegen die Wirkung der Vorwärtsstreuungen S2 und S3 in erster Näherung unverändert bleibt). Dabei können aus den Differenzen zwischen zwei oder mehreren Messungen die jeweiligen Zentren lokaler Störungen identifiziert werden, wobei auf Basis von Designdaten der Störungsursprung einer bestimmten Komponente zugeordnet werden kann.
  • Des Weiteren kann eine Lokalisierung von vorhandenen lokalen Störungen bzw. Partikeln auf unterschiedlichen Komponenten auch durch Dezentrierung der Interferometerkamera 107 erfolgen. Hierbei kann der Umstand ausgenutzt werden, dass die Interferometerkamera 107 auf den Prüfling bzw. Spiegel 104 fokussiert ist, so dass die durch lokale Störungen bzw. Partikel auf unterschiedlichen optischen Komponenten innerhalb der Messanordnung verursachten Signaturen (entsprechend den o.g. ringförmigen konzentrischen Strukturen) unterschiedliche laterale Ausdehnungen besitzen. Durch Dezentrierung der Interferometerkamera 107 können die betreffenden Bereiche entsprechend lokalisiert werden.
  • Sofern die Bewertung des durch die wie vorstehend beschrieben identifizierte Störung generierten Fehlerbeitrags für die tatsächlich bei der Passebestimmung geltenden Messbedingungen eine Modifikation der Passebestimmung erforderlich macht, können hierzu insbesondere die für voneinander verschiedene Messkonfigurationen durchgeführten Interferogramm-Messungen in geeigneter Weise verknüpft werden. Dies kann etwa dadurch erfolgen, dass die jeweils in einer Messkonfiguration verursachten lokalen Messfehler nach entsprechender Detektion ausmaskiert werden und die Information an der betreffenden Position anhand einer anderen Messkonfiguration gewonnen wird, wie im Weiteren unter Bezug auf die schematische Darstellung von 3 beschrieben wird.
  • Gemäß 3 wird davon ausgegangen, dass ein hinsichtlich seiner Oberflächenform zu vermessender, eine optisch wirksame Fläche in Form einer Freiformfläche aufweisender Prüfling 300 bei Vermessung in einer ersten Messkonfiguration M1 infolge einer lokalen Störung auf einer Komponente innerhalb der Messanordnung zu einem lokalen Messfehler in einem Bereich 311 führt. Hingegen führt die gleiche lokale Störung in einer zweiten Messkonfiguration M2 zu einem Messfehler in einem anderen Bereich 322. Wie in 3 angedeutet, werden die betreffenden Bereiche 311, 322 ausmaskiert und bei Verknüpfung der entsprechenden Messergebnisse durch die jeweiligen nicht gestörten Bereiche 312, 321 aus der jeweils anderen Messkonfiguration M2 bzw. M1 ersetzt. In diesem Zusammenhang wird hinsichtlich des für sich bekannten Prinzips der „Veroderung“ auch auf DE 10 2019 204 096 A1 verwiesen.
  • In weiteren Ausführungsformen kann anhand eines Einsatzes mehrerer CGHs auch eine Abbildung ein- und desselben lokalen Bereichs auf dem Prüfling in nicht einander überlappenden Strahlengängen und entsprechend separaten Durchstoßpunkten bzw. Subaperturen des Lichtkegels auf den feldnahen optischen Komponenten innerhalb der Messanordnung realisiert werden. Hierdurch kann ebenfalls eine effektive Veroderung erfolgen, wobei zusätzlich die Messpositionen des Prüflings als Freiheitsgrad zur Optimierung der entsprechenden Veroderung bei Auslegung bzw. Kodierung der betreffenden CGHs eingesetzt werden können.
  • 4-7 zeigen weitere mögliche Konfigurationen einer interferometrischen Prüfanordnung, in welchen ebenfalls das erfindungsgemäße Verfahren realisierbar ist und die im Unterschied zu der anhand von 1 beschriebenen „Referenzspiegel-Anordnung“ als „Fizeau-Anordnung“ ausgestaltet sind.
  • Gemäß 4 durchläuft eine von einer (nicht dargestellten) Lichtquelle erzeugte und aus der Austrittsfläche eines Lichtwellenleiters 401 austretende Beleuchtungsstrahlung zunächst einen Strahlteiler 402 und trifft über einen Kollimator 403 auf eine Fizeau-Platte 404, wobei eine Referenzwelle hier durch Reflexion an dieser Fizeau-Platte 404 erzeugt wird. Diese Referenzwelle gelangt ebenso wie die am zu charakterisierenden optischen Element 405 bzw. Prüfling reflektierte Prüfwelle zurück zum Strahlteiler 402 und wird von diesem ebenso wie die Prüfwelle zu einer z.B. als CCD-Kamera ausgelegten Interferometerkamera 407 reflektiert, wobei Referenz- und Prüfwelle jeweils ein Okular 406 durchlaufen. Die Interferometerkamera 407 erfasst ein durch die interferierenden Wellen erzeugtes Interferogramm.
  • 5 zeigt in ebenfalls schematischer Darstellung eine weitere mögliche Konfiguration, wobei im Vergleich zu 4 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß 5 weist das zu charakterisierende optische Element 505 bzw. der Prüfling im Unterschied zu 4 keine i.W. ebene Oberflächengeometrie, sondern eine gekrümmte Oberflächengeometrie auf, wobei im optischen Strahlengang zwischen der Fizeau-Platte 504 und dem optischen Element 505 zusätzlich eine Linse 508 angeordnet ist.
  • 6 und 7 zeigen weitere mögliche Konfigurationen, wobei wiederum im Vergleich zu 5 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ bzw. „200“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind, wobei im optischen Strahlengang zwischen der Fizeau-Platte 604 bzw. 704 und dem zu charakterisierenden optischen Element 605 bzw. 705 gemäß 6 ein CGH 608 und gemäß 7 eine refraktive oder diffraktive Optik 708 vorgesehen ist.
  • Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20160085061 A1 [0003]
    • US 6643042 B2 [0008]
    • US 2003030819 A1 [0008]
    • DE 102019204096 A1 [0008, 0049]

Claims (16)

  1. Verfahren zur Vermessung der Oberflächenform eines optischen Elements in einer interferometrischen Messanordnung, wobei wenigstens ein durch interferometrische Überlagerung einer an dem optischen Element (104, 405, 505, 605, 705) reflektierten Prüfwelle mit einer nicht an dem optischen Element (104, 405, 505, 605, 705) reflektierten Referenzwelle erzeugtes Interferogramm mit einer Interferometerkamera (107, 407, 507, 607, 707) erfasst wird, und wobei die Passe des optischen Elements (104, 405, 505, 605, 705) basierend auf diesem Interferogramm bestimmt wird; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Identifizieren wenigstens eines für eine auf einer optischen Komponente der Messanordnung vorhandene lokale Störung charakteristischen Messartefakts; und b) Modifizieren der Bestimmung der Passe des optischen Elements (104, 405, 505, 605, 705) in Abhängigkeit vom Schritt a).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifizieren des wenigstens einen Messartefakts im Schritt a) auf Basis eines Unterschieds zwischen den für wenigstens zwei voneinander verschiedene Messkonfigurationen erhaltenen Interferogrammen erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch das verwendete Beleuchtungssetting unterscheiden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch eine unterschiedliche Dejustage wenigstens einer in der Messanordnung vorhandenen optischen Komponente unterscheiden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch eine unterschiedliche Dejustage der Interferometerkamera (107, 407, 507, 607, 707) unterscheiden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch das jeweils eingesetzte optische Element (104, 405, 505, 605, 705) unterscheiden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfwelle durch Beugung elektromagnetischer Strahlung an einem CGH (103, 608) erzeugt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die voneinander verschiedenen Messkonfigurationen durch das jeweils eingesetzte CGH (103, 608) unterscheiden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modifizieren der Bestimmung der Passe des optischen Elements (104, 405, 505, 605, 705) im Schritt b) ferner in Abhängigkeit von einer Bewertung eines für das identifizierte Messartefakt bei der Bestimmung der Passe des optischen Elements (104, 405, 505, 605, 705) zu erwartenden Fehlerbeitrags erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modifizieren der Bestimmung der Passe des optischen Elements (104, 405, 505, 605, 705) im Schritt b) eine Verknüpfung von mehreren für voneinander verschiedene Messkonfigurationen durchgeführten Interferogramm-Messungen umfasst.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der Passe eine Oberflächenbearbeitung des optischen Elements (104, 405, 505, 605, 705) durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (104, 405, 505, 605, 705) ein Spiegel ist.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (104, 405, 505, 605, 705) eine optisch wirksame Fläche in Form einer Freiformfläche aufweist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (104, 405, 505, 605, 705) für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (104, 405, 505, 605, 705) ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist.
  16. Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass diese dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030030819A1 (en) 2001-05-03 2003-02-13 Michael Kuechel Apparatus and method(s) for reducing the effects of coherent artifacts in an interferometer
US6643042B1 (en) 1997-07-30 2003-11-04 Nec Corporation Optical communication network node
US20160085061A1 (en) 2013-07-29 2016-03-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection optical unit for imaging an object field into an image field, and projection exposure apparatus comprising such a projection optical unit
DE102019204096A1 (de) 2019-03-26 2020-10-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Messverfahren zur interferometrischen Bestimmung einer Oberflächenform

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6643042B1 (en) 1997-07-30 2003-11-04 Nec Corporation Optical communication network node
US20030030819A1 (en) 2001-05-03 2003-02-13 Michael Kuechel Apparatus and method(s) for reducing the effects of coherent artifacts in an interferometer
US20160085061A1 (en) 2013-07-29 2016-03-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection optical unit for imaging an object field into an image field, and projection exposure apparatus comprising such a projection optical unit
DE102019204096A1 (de) 2019-03-26 2020-10-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Messverfahren zur interferometrischen Bestimmung einer Oberflächenform

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