DE102022213078A1 - Measuring device for measuring reflection properties - Google Patents

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DE102022213078A1 DE102022213078.2A DE102022213078A DE102022213078A1 DE 102022213078 A1 DE102022213078 A1 DE 102022213078A1 DE 102022213078 A DE102022213078 A DE 102022213078A DE 102022213078 A1 DE102022213078 A1 DE 102022213078A1
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Rolf Freimann
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Abstract

Eine Messvorrichtung (10; 110; 340; 410) zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe (12) umfasst eine Strahlenquelle (14) zur Bereitstellung einer Messstrahlung (16), ein optisches Strahlformungssystem (42; 142; 342; 442), welches dazu konfiguriert ist, aus der Messstrahlung mehrere, auf unterschiedliche Orte (18-1, 18-2) der Probe gerichtete, Messstrahlen (30-1, 30-2) zu erzeugen, sowie weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Wellenlänge der Messstrahlen einzustellen. Weiterhin umfasst die Messvorrichtung einen Detektor (46) zum Erfassen von an der Probe reflektierter Strahlung (147) der Messstrahlen.A measuring device (10; 110; 340; 410) for measuring reflection properties of a sample (12) comprises a radiation source (14) for providing a measuring radiation (16), an optical beam shaping system (42; 142; 342; 442) which is configured to generate from the measuring radiation a plurality of measuring beams (30-1, 30-2) directed at different locations (18-1, 18-2) of the sample, and is further configured to set a wavelength of the measuring beams. The measuring device further comprises a detector (46) for detecting radiation (147) of the measuring beams reflected on the sample.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe sowie ein Verfahren zum Vermessen von Reflexionseigenschaften einer derartigen Probe.The invention relates to a measuring device for measuring reflection properties of a sample and a method for measuring reflection properties of such a sample.

Derartige Messvorrichtungen können als Reflektometer ausgelegt sein, womit üblicherweise Messvorrichtungen zur Bestimmung des Reflexionsgrads einer Probe für elektromagnetische Strahlung bezeichnet werden. Der Reflexionsgrad, auch Reflektivität genannt, ist das Verhältnis zwischen der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Strahlung und der Intensität der einfallenden elektromagnetischen Strahlung. Der Reflexionsgrad ist insbesondere vom Einfallswinkel und der Wellenlänge der einfallenden Strahlung und von den Materialeigenschaften und Strukturen der reflektierenden Oberfläche abhängig. Durch Messungen bei verschiedenen Wellenlängen in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich lassen sich Reflexionsspektren erfassen, mit denen Eigenschaften der an der Reflexion beteiligten Materialien und deren Struktur bestimmt werden können.Such measuring devices can be designed as reflectometers, which are usually used to describe measuring devices for determining the degree of reflection of a sample for electromagnetic radiation. The degree of reflection, also called reflectivity, is the ratio between the intensity of the reflected electromagnetic radiation and the intensity of the incident electromagnetic radiation. The degree of reflection depends in particular on the angle of incidence and the wavelength of the incident radiation and on the material properties and structures of the reflecting surface. By taking measurements at different wavelengths in a given wavelength range, reflection spectra can be recorded, which can be used to determine the properties of the materials involved in the reflection and their structure.

Solche Messungen werden beispielsweise zur Bestimmung der optischen Eigenschaften von Spiegeln für die Mikrolithographie im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich (EUV) mit einer Arbeitswellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm eingesetzt. Eine derartige Messvorrichtung ist z.B. in US 6,856,395B2 beschrieben. Die Vermessung der Reflektivität soll oft mit einer hohen örtlichen Auflösung erfolgten. Die dazu notwendige Anmessung einer Vielzahl von Messorten auf der Probe ist dabei sehr zeitaufwendig und damit entsprechend konstenintensiv.Such measurements are used, for example, to determine the optical properties of mirrors for microlithography in the extreme ultraviolet wavelength range (EUV) with an operating wavelength of about 13.5 nm or about 6.8 nm. Such a measuring device is used, for example, in US6,856,395B2 described. The measurement of reflectivity should often be carried out with a high local resolution. The necessary measurement of a large number of measuring points on the sample is very time-consuming and therefore correspondingly costly.

Zugrunde liegende AufgabeUnderlying task

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere die Vermesssung der Reflexionseigenschaften mit verringertem Zeitaufwand erfolgen kann.It is an object of the invention to provide a device and a method by which the aforementioned problems are solved and, in particular, the measurement of the reflection properties can be carried out with reduced expenditure of time.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß beispielsweise gelöst werden mit einer Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung umfasst eine Strahlenquelle zur Bereitstellung einer Messstrahlung, ein optisches Strahlformungssystem, welches dazu konfiguriert ist, aus der Messstrahlung mehrere, auf unterschiedliche Orte der Probe gerichtete, Messstrahlen zu erzeugen. Weiterhin ist das optische Strahlformungssystem dazu konfiguriert, eine Wellenlänge der Messstrahlen einzustellen. Zudem umfasst die Messvorrichtung einen Detektor zum Erfassen von an der Probe reflektierter Strahlung der Messstrahlen.The above-mentioned object can be achieved according to the invention, for example, with a measuring device for measuring reflection properties of a sample. The measuring device according to the invention comprises a radiation source for providing a measuring radiation, an optical beam shaping system which is configured to generate several measuring beams from the measuring radiation, which are directed at different locations on the sample. Furthermore, the optical beam shaping system is configured to set a wavelength of the measuring beams. In addition, the measuring device comprises a detector for detecting radiation from the measuring beams reflected on the sample.

Die Messstrahlen sind auf unterschiedliche Orte der Probe gerichtet, d.h. jeder Messstrahl trifft auf einen jeweils anderen Ort der Probe. Die Messstrahlen sind jeweils einzelne Messstrahlen, d.h. sie sind voneinander unterscheidbar und nicht Strahlen eines zusammenhängenden Strahlenbündels. Durch das Einstellen der Wellenlänge sind die Messstrahlen im Wesentlichen monochromatisch, d.h. sie weisen eine enge spektrale Breite auf.The measuring beams are directed at different locations on the sample, i.e. each measuring beam hits a different location on the sample. The measuring beams are each individual measuring beams, i.e. they can be distinguished from one another and are not rays of a continuous beam. By adjusting the wavelength, the measuring beams are essentially monochromatic, i.e. they have a narrow spectral width.

Durch das Erzeugen mehrerer, auf unterschiedliche Orte der Probe gerichtete, Messstrahlen kann die Vermessung der Reflexionseigenschaften der Probe parallelisiert werden, d.h. mehrere Messorte der Probe werden jeweils gleichzeitig vermessen. Damit ist der Zeitaufwand zur eng gerasterten Vermessung der Proben entsprechend reduziert.By generating several measuring beams aimed at different locations on the sample, the measurement of the reflection properties of the sample can be parallelized, i.e. several measuring locations on the sample are measured simultaneously. This reduces the time required for closely spaced measurement of the samples.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Strahlformungssystem dazu konfiguriert, die Messstrahlen durch Aufspaltung eines die Messstrahlung enthaltenden Eingangsstrahls zu erzeugen.According to one embodiment, the optical beam forming system is configured to generate the measuring beams by splitting an input beam containing the measuring radiation.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messvorrichtung zur wellenlängenabhängigen Vermessung der Reflexionseigenschaften der Probe konfiguriert und das optische Strahlformungssystem ist weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Wellenlänge der Messstrahlen einzustellen. Das optische Strahlformungssystem dient damit als Monochromator.According to a further embodiment, the measuring device is configured for wavelength-dependent measurement of the reflection properties of the sample and the optical beam shaping system is further configured to set a wavelength of the measuring beams. The optical beam shaping system thus serves as a monochromator.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Strahlformungssystem dazu konfiguriert, die Wellenlänge der Messstrahlen zu variieren. Gemäß einer Ausführungsvariante ist das Strahlformungssystem dazu konfiguriert, die Wellenlänge der Messstrahlen über einen Wellenlängenbereich von mindestens 1 nm oder mindestens 2 nm, beispielsweise über den sich von etwa 6 nm bis etwa 18 nm erstreckenden Wellenlängenbereich, insbesondere den sich von etwa 12,5 nm bis etwa 15,0 nm erstreckenden Wellenlängenbereich, zu variieren.According to a further embodiment, the beam shaping system is configured to vary the wavelength of the measuring beams. According to one embodiment, the beam shaping system is configured to vary the wavelength of the measuring beams over a wavelength range of at least 1 nm or at least 2 nm, for example over the wavelength range extending from approximately 6 nm to approximately 18 nm, in particular the wavelength range extending from approximately 12.5 nm to approximately 15.0 nm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung weiterhin eine Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, aus der vom Detektor erfassten reflektierten Strahlung der Messstrahlen die Reflexionseigenschaften der Probe an den unterschiedlichen Orten gleichzeitig zu bestimmen. Mit anderen Worten erfolgt eine parallele Bestimmung der Reflexionseigenschaften an mehreren Orten der Probe.According to a further embodiment, the measuring device further comprises an evaluation device which is configured to determine the reflection properties of the sample at the different locations simultaneously from the reflected radiation of the measuring beams detected by the detector. In other words, the reflection properties are determined in parallel at several locations on the sample.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische Strahlformungssystem dazu konfiguriert, die auf unterschiedliche Orte der Probe gerichteten Messstrahlen nacheinander zu erzeugen.According to a further embodiment, the optical beam shaping system is configured to generate the measuring beams directed at different locations on the sample one after the other.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optische Strahlformungssystem eine Blende, welche dazu konfiguriert ist, mindestens einen ersten der Messstrahlen durchzulassen und gleichzeitig mindestens einen weiteren der Messstrahlen zu blockieren, wobei die Blende zwischen mindestens zwei Positionen verschiebbar gelagert ist, an denen entweder der erste Messstrahl oder der weitere Messstrahl durchgelassen wird. Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst das Strahlformungssystem ein Aufspaltungsmodul zum Aufspaltung des Eingangsstrahls in die verschiedenen Messstrahlen und die Blende ist dem Aufspaltungsmodul im Strahlengang der Messstrahlung nachgeordnet. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Blende lediglich eine Öffnung zum Durchlassen eines der Messstrahlen, wobei an der ersten der beiden Positionen der erste Messstrahl die Öffnung durchläuft und an der zweiten Position der weitere Messstrahl die Öffnung durchläuft.According to a further embodiment, the optical beam shaping system comprises an aperture which is configured to let through at least a first of the measuring beams and at the same time to block at least one further of the measuring beams, wherein the aperture is mounted such that it can be moved between at least two positions at which either the first measuring beam or the further measuring beam is let through. According to one embodiment, the beam shaping system comprises a splitting module for splitting the input beam into the various measuring beams and the aperture is arranged downstream of the splitting module in the beam path of the measuring radiation. According to one embodiment, the aperture only comprises one opening for letting through one of the measuring beams, wherein at the first of the two positions the first measuring beam passes through the opening and at the second position the further measuring beam passes through the opening.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optische Strahlformungssystem eine Gitterstruktur zur Erzeugung der auf die unterschiedlichen Orte der Probe gerichteten Messstrahlen aus der Messstrahlung. Das heißt, die Gitterstruktur dient zur Aufspaltung der eingehenden Messstrahlung in die einzelnen Messstrahlen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann anstatt der Gitterstruktur auch ein Fresnel-Prisma zum Einsatz kommen.According to a further embodiment, the optical beam shaping system comprises a grating structure for generating the measuring beams directed at the different locations on the sample from the measuring radiation. This means that the grating structure serves to split the incoming measuring radiation into the individual measuring beams. According to a further embodiment, a Fresnel prism can also be used instead of the grating structure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optische Strahlformungssystem eine weitere Gitterstruktur zur Einstellung der Wellenlänge der Messstrahlen.According to a further embodiment, the optical beam shaping system comprises a further grating structure for adjusting the wavelength of the measuring beams.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die weitere Gitterstruktur quer zur ersten Gitterstruktur angeordnet. Darunter ist zu verstehen, dass die Linien der zweiten Gitterstruktur quer zu den Linien der ersten Gitterstruktur verlaufen. Gemäß einer Ausführungsform sind die Linien der zweiten Gitterstruktur senkrecht zu den Linien der ersten Gitterstruktur angeordnet.According to a further embodiment, the further grid structure is arranged transversely to the first grid structure. This means that the lines of the second grid structure run transversely to the lines of the first grid structure. According to one embodiment, the lines of the second grid structure are arranged perpendicular to the lines of the first grid structure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die erste Gitterstruktur und die weitere Gitterstruktur ein zweidimensionales Gitter.According to a further embodiment, the first grid structure and the further grid structure form a two-dimensional grid.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die erste Gitterstruktur und die weitere Gitterstruktur an unterschiedlichen Stellen im Strahlengang der Messstrahlung innerhalb des Strahlformungssystems angeordnet.According to a further embodiment, the first grating structure and the further grating structure are arranged at different locations in the beam path of the measuring radiation within the beam shaping system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Gitterstruktur im Strahlengang der Messstrahlung innerhalb des Strahlformungssystems der weiteren Gitterstruktur nachgeordnet.According to a further embodiment, the first grating structure is arranged downstream of the further grating structure in the beam path of the measuring radiation within the beam shaping system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung weiterhin eine Abbildungsoptik, welche in einem Strahlengang der reflektierten Strahlung zwischen der Probe und dem Detektor angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Abbildungsoptik in einem Strahlengang, welcher im Messbetrieb von der reflektierten Strahlung ausgebildet wird, zwischen der Probe und dem Detektor angeordnet. Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst die Messvorrichtung einen Probenhalter zum Halten der Probe und die Abbildungsoptik ist zwischen dem Probenhalter und dem Detektor angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist die Abbildungsoptik dazu konfiguriert, einen von der Messstrahlung angestrahlten Oberflächenabschnitt der Probe auf den Detektor abzubilden.According to a further embodiment, the measuring device further comprises an imaging optics which is arranged in a beam path of the reflected radiation between the sample and the detector. In other words, the imaging optics are arranged in a beam path which is formed by the reflected radiation during measurement operation, between the sample and the detector. According to one embodiment, the measuring device comprises a sample holder for holding the sample and the imaging optics are arranged between the sample holder and the detector. According to a further embodiment, the imaging optics are configured to image a surface section of the sample illuminated by the measuring radiation onto the detector.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Strahlenquelle dazu konfiguriert, die Messstrahlung im EUV-Wellenlängenbereich zu erzeugen. Das heißt, bei der Messstrahlung handelt es sich um EUV-Strahlung. Die Erzeugung der EUV-Strahlung kann beispielsweise mittels eines gepulsten Nd-YAG-Lasers erfolgen, dessen Laserstrahl auf ein Gold-Target oder ein anderes geeignetes Material fokussiert wird. Der Laserstrahl erzeugt an der Oberfläche des Gold-Targets ein Plasma, welches im EUV-Bereich ein quasikontinuierliches Spektrum elektromagnetischer Strahlung emittiert.According to a further embodiment, the radiation source is configured to generate the measuring radiation in the EUV wavelength range. This means that the measuring radiation is EUV radiation. The EUV radiation can be generated, for example, by means of a pulsed Nd-YAG laser, the laser beam of which is focused on a gold target or another suitable material. The laser beam generates a plasma on the surface of the gold target, which emits a quasi-continuous spectrum of electromagnetic radiation in the EUV range.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Strahlformungssystem ein Strahlaufspaltungsmodul zur Aufspaltung eines, die Messstrahlung enthaltenden Eingangsstrahls in die Messstrahlen, wobei die Messvorrichtung weiterhin eine erste luftdichte Kammer, in der mindestens ein in einem Strahlengang der Messstrahlung angeordnetes Modul der Messvorrichtung angeordnet ist, sowie eine weitere luftdichte Kammer umfasst, in der das Strahlaufspaltungsmodul angeordnet ist. Damit ist es möglich, das Strahlaufspaltungsmodul auszutauschen, ohne die Atmosphäre der ersten luftdichten Kammer zu beeinflussen.According to a further embodiment, the beam-forming system comprises a beam splitting module for splitting an input beam containing the measuring radiation into the measuring beams, wherein the measuring device further comprises a first airtight chamber in which at least one module of the measuring device arranged in a beam path of the measuring radiation is arranged, and a further airtight chamber in which the beam splitting module is arranged. This makes it possible to replace the beam splitting module without affecting the atmosphere of the first airtight chamber.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Strahlaufspaltungsmodul, ggf. neben einer Blende, insbesondere einer Schlitzblende, als einziges optisches Modul im Strahlengang der Messstrahlung in der weiteren luftdichten Kammer angeordnet. Die luftdichte Kammern ist vorteilhafterweise dazu konfiguriert, einen atmosphärischen Zustand, insbesondere ein Vakuum, wie etwa ein Hochvakuum, in ihrem Inneren aufrecht zu erhalten. In diesem Fall kann bei einem Austausch des Strahlaufspaltungsmoduls ein ggf. in der ersten luftdichten Kammer herrschendes Vakuum beibehalten werden, d.h. dieses Vakuum muss nicht eigens abgelassen werden.According to one embodiment, the beam splitting module is arranged, possibly next to a diaphragm, in particular a slit diaphragm, as the only optical module in the beam path of the measuring radiation in the further airtight chamber. The airtight chamber is advantageously configured to detect an atmospheric state, in particular to maintain a vacuum, such as a high vacuum, inside them. In this case, when the beam splitting module is replaced, any vacuum that may exist in the first airtight chamber can be maintained, ie this vacuum does not have to be specifically released.

Vorzugsweise weisen die luftdichten Kammern jeweils ein oder mehrere optische Fenster auf, welche dazu konfiguriert sind, die Messstrahlung durchzulassen. Unter das im Strahlengang der Messstrahlung angeordnete Modul der Messvorrichtung können die Strahlenquelle, der Detektor und/oder eine Probenhalterung fallen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung eine eigene luftdichte Kammer für die Strahlenquelle.Preferably, the airtight chambers each have one or more optical windows which are configured to allow the measuring radiation to pass through. The module of the measuring device arranged in the beam path of the measuring radiation can include the radiation source, the detector and/or a sample holder. According to one embodiment, the measuring device comprises its own airtight chamber for the radiation source.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das in der ersten luftdichten Kammer angeordnete Modul der Messvorrichtung ein weiteres Modul des Strahlformungssystems.According to a further embodiment, the module of the measuring device arranged in the first airtight chamber is a further module of the beam forming system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert, die Reflexionseigenschaften eines optischen Elements für die Mikrolithographie zu vermessen. Gemäß einer Ausführungsvariante ist das vermessene optische Element ein Element einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, beispielsweise eines Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage. According to a further embodiment, the measuring device is configured to measure the reflection properties of an optical element for microlithography. According to one embodiment, the measured optical element is an element of a projection exposure system for microlithography, for example a projection lens of the projection exposure system.

Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe bereitgestellt. Diese Messvorrichtung umfasst eine Strahlenquelle zur Bereitstellung einer Messstrahlung, ein optisches Strahlformungssystem, welches dazu konfiguriert ist, aus der Messstrahlung mindestens einen auf die Probe gerichteten Messstrahl zu erzeugen. Die Messvorrichtung ist weiterhin dazu konfiguriert, eine Wellenlänge des Messstrahls einzustellen. Weiterhin umfasst die Messvorrichtung einen Detektor zum Erfassen von an der Probe reflektierter Strahlung der Messstrahlen sowie eine Abbildungsoptik, welche in einem Strahlengang der reflektierten Strahlung zwischen der Probe und dem Detektor angeordnet ist. Diese Messvorrichtung kann in einer der vorstehend ausgeführten Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ausgebildet sein.According to the invention, a measuring device for measuring reflection properties of a sample is also provided. This measuring device comprises a radiation source for providing a measuring radiation, an optical beam shaping system which is configured to generate at least one measuring beam directed at the sample from the measuring radiation. The measuring device is also configured to set a wavelength of the measuring beam. The measuring device also comprises a detector for detecting radiation of the measuring beams reflected on the sample and an imaging optics which is arranged in a beam path of the reflected radiation between the sample and the detector. This measuring device can be designed in one of the embodiments or embodiment variants described above.

Mit anderen Worten ist die Abbildungsoptik der zuletzt beschriebenen Messvorrichtung in einem Strahlengang, welcher im Messbetrieb von der reflektierten Strahlung ausgebildet wird, zwischen der Probe und dem Detektor angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung einen Probenhalter zum Halten der Probe und die Abbildungsoptik ist zwischen dem Probenhalter und dem Detektor angeordnet. Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Abbildungsoptik dazu konfiguriert, einen von der Messstrahlung angestrahlten Oberflächenabschnitt der Probe auf den Detektor abzubilden.In other words, the imaging optics of the last-described measuring device are arranged between the sample and the detector in a beam path that is formed by the reflected radiation during measurement operation. According to one embodiment, the measuring device comprises a sample holder for holding the sample and the imaging optics are arranged between the sample holder and the detector. According to one embodiment, the imaging optics are configured to image a surface section of the sample illuminated by the measuring radiation onto the detector.

Durch das Vorsehen einer Abbildungsoptik kann die numerische Apertur des detektorseitigen Strahlengangs, der die durch Bestrahlung mit dem Messstrahl an der Probe reflektierte Messstrahlung führt, verhältnismäßig groß gewählt werden, sodass auch an der Probenoberfläche erzeugtes Streulicht vom Messdetektor detektiert werden kann. Dies ermöglicht eine verbesserte Messgenauigkeit.By providing imaging optics, the numerical aperture of the detector-side beam path, which guides the measuring radiation reflected from the sample by irradiation with the measuring beam, can be selected to be relatively large, so that scattered light generated on the sample surface can also be detected by the measuring detector. This enables improved measurement accuracy.

Die vorgenannte Aufgabe kann weiterhin beispielsweise gelöst werden mit einem Verfahren zum Vermessen von Reflexionseigenschaften einer Probe. Dieses Verfahren umfasst ein Erzeugen mehrerer, auf unterschiedliche Orte der Probe gerichteter, Messstrahlen, ein Einstellen einer Wellenlänge der Messstrahlen, sowie ein Erfassen von an der Probe reflektierter Strahlung der Messstrahlen. Vorzugsweise werden die Reflexionseigenschaften der Probe unter Verwendung der erfassten reflektierten Strahlung der Messstrahlen bestimmt.The above-mentioned object can also be achieved, for example, with a method for measuring reflection properties of a sample. This method comprises generating several measuring beams directed at different locations on the sample, setting a wavelength of the measuring beams, and detecting radiation from the measuring beams reflected on the sample. The reflection properties of the sample are preferably determined using the detected reflected radiation from the measuring beams.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Probe ein optisches Element für die Mikrolithographie, wie etwa ein optisches Element einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie.According to one embodiment, the sample is an optical element for microlithography, such as an optical element of a projection exposure system for microlithography.

Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Messvorrichtung angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Messverfahren übertragen werden und umgekehrt. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.The features specified with regard to the above-mentioned embodiments, examples or variants, etc. of the measuring device according to the invention can be transferred accordingly to the measuring method according to the invention and vice versa. These and other features of the embodiments according to the invention are explained in the description of the figures and the claims. The individual features can be implemented either separately or in combination as embodiments of the invention. Furthermore, they can describe advantageous embodiments that are independently protectable and whose protection may only be claimed during or after the application has been filed.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:

  • 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe,
  • 2 die Messvorrichtung gemäß 1 in Draufsicht,
  • 3 einen Abschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe in Draufsicht,
  • 4 einen Abschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe in Seitenansicht,
  • 5 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe,
  • 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe, sowie
  • 7 eine schematische Ansicht einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Vielzahl an Spiegelelementen, welche als Probe zur Vermessung mit einer der in den 1 bis 3 dargestellten Messvorrichtungen dienen können.
The above and other advantageous features of the invention are illustrated in the following detailed description of exemplary embodiments or embodiments according to the invention with reference to the attached schematic drawings. It shows:
  • 1 a side view of a first embodiment of a measuring device for measuring reflection properties of a sample,
  • 2 the measuring device according to 1 in plan view,
  • 3 a section of another embodiment of a measuring device for measuring reflection properties of a sample in plan view,
  • 4 a section of another embodiment of a measuring device for measuring reflection properties of a sample in side view,
  • 5 a plan view of another embodiment of a measuring device for measuring reflection properties of a sample,
  • 6 a side view of another embodiment of a measuring device for measuring reflection properties of a sample, and
  • 7 a schematic view of a projection exposure system for microlithography with a large number of mirror elements, which can be used as a sample for measurement with one of the 1 to 3 shown measuring devices can be used.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer AusführungsbeispieleDetailed description of embodiments according to the invention

In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.In the embodiments or embodiments or variants described below, functionally or structurally similar elements are provided with the same or similar reference numerals as far as possible. Therefore, in order to understand the features of the individual elements of a specific embodiment, reference should be made to the description of other embodiments or the general description of the invention.

Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die z-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die x-Richtung nach rechts und die y-Richtung nach oben.To facilitate the description, a Cartesian xyz coordinate system is shown in the drawing, from which the respective positional relationship of the components shown in the figures results. In 1 the z-direction runs perpendicular to the drawing plane, the x-direction to the right and the y-direction upwards.

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform 10 einer Messvorrichtung in Gestalt eines Reflektometers zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe 12 bzw. eines Testobjekts. Die Messvorrichtung 10 ist zum Erfassen eines Reflexionsgrads an einer Vielzahl von Wellenlängen im EUV-Spektralbereich konfiguriert. Dazu erzeugt eine Strahlenquelle 14 eine Messstrahlung 16 vorzugsweise im EUV-Wellenlängenbereich. Weiterhin ist die Messvorrichtung 10 zur gleichzeitigen Vermessung unterschiedlicher Messorte 18-1, 18-2 auf der Probe 12 und zum Einstellen eines vorgegebenen Einfallwinkels α (Bezugszeichen 19) der Messstrahlung 16 auf der Probe 12 konfiguriert (vgl. 2). Zur Einstellung des Einfallswinkels α ist ein Probenhalter 11 in Bezug auf eine zur y-Achse parallele Rotationsachse drehbar gelagert (vgl. Bezugszeichen 13). Damit kann der Einfallswinkel α auf die von dem Probenhalter 13 gehaltene Probe 12 in einer Ebene parallel zur x-z-Ebene variiert werden. 1 shows a schematic side view of a first embodiment 10 of a measuring device in the form of a reflectometer for measuring reflection properties of a sample 12 or a test object. The measuring device 10 is configured to detect a degree of reflection at a plurality of wavelengths in the EUV spectral range. For this purpose, a radiation source 14 generates a measuring radiation 16 preferably in the EUV wavelength range. Furthermore, the measuring device 10 is configured to simultaneously measure different measuring locations 18-1, 18-2 on the sample 12 and to set a predetermined angle of incidence α (reference number 19) of the measuring radiation 16 on the sample 12 (cf. 2 ). To adjust the angle of incidence α, a sample holder 11 is mounted so as to be rotatable with respect to a rotation axis parallel to the y-axis (see reference numeral 13). This allows the angle of incidence α on the sample 12 held by the sample holder 13 to be varied in a plane parallel to the xz-plane.

Die Probe 12 ist z.B. ein Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie, insbesondere ein Spiegel eines Projektionsobjektivs oder eines Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage. Eine derartige Projektionsbelichtungsanlage ist nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben.The sample 12 is, for example, a mirror for a projection exposure system for EUV microlithography, in particular a mirror of a projection objective or of an illumination system of the projection exposure system. Such a projection exposure system is described below with reference to 4 described.

Die Strahlenquelle 14 der Messvorrichtung umfasst z.B. eine auf laserproduziertem Plasma (LPP-) beruhende Quelle mit einem gepulsten Laser, dessen Laserstrahl auf einem Gold-Target ein Plasma erzeugt. Das Plasma emittiert als Emissionsfleck ein quasikontinuierliches Spektrum an EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich von kleiner als 100nm, bevorzugt im Wellenlängenbereich von ungefähr 6 nm bis ungefähr 18 nm. Die so erzeugte EUV-Strahlung dient als Messstrahlung 16.The radiation source 14 of the measuring device comprises, for example, a source based on laser-produced plasma (LPP) with a pulsed laser, the laser beam of which generates a plasma on a gold target. The plasma emits a quasi-continuous spectrum of EUV radiation in the wavelength range of less than 100 nm, preferably in the wavelength range of approximately 6 nm to approximately 18 nm, as an emission spot. The EUV radiation generated in this way serves as measuring radiation 16.

Weiterhin umfasst die Messvorrichtung 10 eine Eingangsblende 20 sowie eine Sammeloptik in Gestalt eines Sammelspiegels 22. Die Eingangsblende 20 ist der Strahlenquelle 14 nachgeordnet und dient der Strahlbegrenzung der von der Strahlenquelle 14 ausgesandten Messstrahlung 16. Nach dem Durchtritt durch die Eingangsblende 20 trifft die Messstrahlung 16 auf den Sammelspiegel 22, wodurch ein konvergierender Strahl 23 gebildet wird. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sammelspiegel 22 ein planelliptischer Spiegel. Als planelliptische Spiegel werden Spiegel mit einer reflektierenden Fläche bezeichnet, welche in einer Richtung eben und in einer dazu im Wesentlichen senkrechten Richtung in Form einer Ellipse verläuft. Der Sammelspiegel 22 richtet die Messstrahlung 16 auf ein Reflexionsgitter 24 und ist derart konfiguriert, dass vorzugsweise eine Vergrößerung des Emissionsflecks und eine Reduktion der Strahldivergenz erfolgt.The measuring device 10 also comprises an input aperture 20 and a collecting optics in the form of a collecting mirror 22. The input aperture 20 is arranged downstream of the radiation source 14 and serves to limit the beam of the measuring radiation 16 emitted by the radiation source 14. After passing through the input aperture 20, the measuring radiation 16 strikes the collecting mirror 22, thereby forming a converging beam 23. According to one embodiment, the collecting mirror 22 is a plane-elliptical mirror. Plane-elliptical mirrors are mirrors with a reflective surface that is flat in one direction and in the form of an ellipse in a direction substantially perpendicular to it. The collecting mirror 22 directs the measuring radiation 16 onto a reflection grating 24 and is configured in such a way that the emission spot is preferably enlarged and the beam divergence is reduced.

Das Reflexionsgitter 24 ist als zweidimensionales Gitter 25 konfiguriert. Dieses umfasst einen Gitterträger sowie zwei darauf angeordnete Gitterstrukturen, und zwar eine erste Gitterstruktur 26 in Gestalt eines Liniengitters mit horizontalen Gitterlinien sowie eine zweite Gitterstruktur 28 in Gestalt eines quer zum Liniengitter der ersten Gitterstruktur 26 orientierten Liniengitters. In der dargestellten Ausführungsform ist das Liniengitter der zweiten Gitterstruktur 28 senkrecht zum Liniengitter der ersten Gitterstruktur 26 orientiert, d.h. es enthält vertikale Gitterlinien. Die Gitterlinien der Gitterstrukturen 26 und 28 weisen eine konstante Liniendichte auf. Die Liniendichte beträgt in der vorliegenden Ausführungsvariante mindestens 1000 Linien pro mm, z.B. 1600 Linien pro mm.The reflection grating 24 is configured as a two-dimensional grating 25. This comprises a grating support and two grating structures arranged thereon, namely a first grating structure 26 in the form of a line grating with horizontal grating lines and a second grating structure 28 in the form of a line grating oriented transversely to the line grating of the first grating structure 26. In the embodiment shown, the line grating of the second grating structure 28 is oriented perpendicular to the line grating of the first grating structure 26, ie it contains vertical Grid lines. The grid lines of the grid structures 26 and 28 have a constant line density. In the present embodiment, the line density is at least 1000 lines per mm, e.g. 1600 lines per mm.

Die erste Gitterstruktur 26 dient dazu, die auf das Reflexionsgitter 24 eingestrahlte Messstrahlung 16 in mehrere Messstrahlen 30 aufzuspalten. Das Reflexionsgitter 24 wird daher in diesem Text auch als Strahlaufspaltungsmodul bezeichnet. In 1 sind zwei derartige Messstrahlen 30-1 und 30-2 dargestellt. Diese sind auf die eingangs erwähnten, unterschiedlichen Messorte 18-1 und 18-2 auf der Probe 12 gerichtet. Dabei breiten sich die Messstrahlen 30 in unterschiedliche Richtungen parallel zur y-z-Ebene aus, durchlaufen jeweilige Durchtrittsöffnungen 34-1 und 34-2 einer Austrittsblende 32, werden an einem weiteren Sammelspiegel 36 reflektiert, durchlaufen einen Strahlteiler 38 und treffen dann auf die Messorte 18-1 und 18-2 der Probe 12 auf.The first grating structure 26 serves to split the measuring radiation 16 radiated onto the reflection grating 24 into several measuring beams 30. The reflection grating 24 is therefore also referred to in this text as a beam splitting module. In 1 Two such measuring beams 30-1 and 30-2 are shown. These are directed at the different measuring locations 18-1 and 18-2 on the sample 12 mentioned above. The measuring beams 30 spread out in different directions parallel to the yz plane, pass through respective passage openings 34-1 and 34-2 of an exit aperture 32, are reflected by a further collecting mirror 36, pass through a beam splitter 38 and then impinge on the measuring locations 18-1 and 18-2 of the sample 12.

Die zweite Gitterstruktur 28 dient dazu, eine Wellenlänge der Messstrahlen 30-1 und 30-2 einzustellen. Der Strahl 23 der auf das Reflexionsgitter 24 eingestrahlten Messstrahlung 16 wird durch Beugung entlang einer Brennlinie, welche parallel zur z-Achse orientiert ist, fokussiert. Alternativ kann für die Funktion der Aufspaltung des Strahls 23 in mehrere Messstrahlen 30 anstatt der ersten Gitterstruktur 26 ein Fresnel-Prisma zum Einsatz kommen.The second grating structure 28 serves to set a wavelength of the measuring beams 30-1 and 30-2. The beam 23 of the measuring radiation 16 radiated onto the reflection grating 24 is focused by diffraction along a focal line which is oriented parallel to the z-axis. Alternatively, a Fresnel prism can be used instead of the first grating structure 26 for the function of splitting the beam 23 into several measuring beams 30.

In 2 ist die Messvorrichtung 10 in Draufsicht, d.h. in der x-z-Ebene dargestellt. Wie darin ersichtlich, wird durch die zweite Gitterstruktur 28 die Messstrahlung 16 wellenlängenabhängig derart reflektiert, dass am Ort der Austrittsblende 32, d.h. im Strahlengang vor dem Sammelspiegel 36, ein wellenlängenabhängiger Zwischenfokus 40 der Messstrahlen 30-1 und 30-2 liegt. Dieser Zwischenfokus 40 ist in der in 2 dargestellten Ansicht parallel zur x-z-Ebene für beide Messstrahlen 30-1 und 30-2 identisch.In 2 the measuring device 10 is shown in plan view, ie in the xz plane. As can be seen therein, the measuring radiation 16 is reflected by the second grating structure 28 in a wavelength-dependent manner such that a wavelength-dependent intermediate focus 40 of the measuring beams 30-1 and 30-2 is located at the location of the exit aperture 32, ie in the beam path in front of the collecting mirror 36. This intermediate focus 40 is in the 2 The view shown parallel to the xz plane is identical for both measuring beams 30-1 and 30-2.

Die Austrittsblende 32 weist parallel zur x-z-Ebene einen Austrittsspalt mit einer lediglich schmalen Spaltbreite auf, wodurch nur ein sehr kleiner Wellenlängenbereich der Messstrahlung 16 um eine Prüfwellenlänge passieren kann. Die Spaltbreite der Austrittsblende 32 in der x-z-Ebene ist gemäß einer Ausführungsform einstellbar und legt die jeweilige Messfleckgröße der Messstrahlen 30-1 und 30-2 auf der Probe 12 und die spektrale Auflösung fest. Das Reflexionsgitter 24 ist parallel zur y-Achse verkippbar gelagert (vgl. Bezugszeichen 48 in 2). Durch entsprechende Verkippung des Reflexionsgitters 24 kann die Prüfwellenlänge verändert werden.The exit aperture 32 has an exit slit parallel to the xz plane with a narrow slit width, whereby only a very small wavelength range of the measuring radiation 16 can pass around a test wavelength. The slit width of the exit aperture 32 in the xz plane is adjustable according to one embodiment and determines the respective measuring spot size of the measuring beams 30-1 and 30-2 on the sample 12 and the spectral resolution. The reflection grating 24 is mounted so as to be tiltable parallel to the y-axis (see reference numeral 48 in 2 ). The test wavelength can be changed by tilting the reflection grating 24 accordingly.

Der Sammelspiegel 36 ist derart konfiguriert und angeordnet, dass der jeweilige Austrittsspalt der Austrittsblende 32 auf der Probe 12 abgebildet wird. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sammelspiegel 36 derart konfiguriert, dass der Austrittsspalt ebenfalls vergrößert und mit reduzierter Strahldivergenz auf die Probe 12 abgebildet wird.The collecting mirror 36 is configured and arranged such that the respective exit slit of the exit aperture 32 is imaged on the sample 12. According to one embodiment, the collecting mirror 36 is configured such that the exit slit is also enlarged and imaged onto the sample 12 with reduced beam divergence.

Die Kombination aus dem Sammelspiegel 22, dem Reflexionsgitter 24, der Austrittsblende 32 sowie dem Sammelspiegel 36 bildet somit ein Strahlformungssystem 42, welches dazu konfiguriert ist, aus einem Eingangsstrahl in Gestalt des konvergenten Strahls 23 nach Durchtritt durch die Eingangsblende 20 die, auf die unterschiedlichen Messorte 18-1, 18-2 gerichteten, Messstrahlen 30-1 und 30-2 zu erzeugen sowie weiterhin dazu konfiguriert ist, die Prüfwellenlänge der Messstrahlen 30-1 und 30-2 einzustellen. Aufgrund der letztgenannten Funktion kann das Strahlformungssystem 42 auch als Monochromator bezeichnet werden.The combination of the collecting mirror 22, the reflection grating 24, the exit aperture 32 and the collecting mirror 36 thus forms a beam shaping system 42 which is configured to generate the measuring beams 30-1 and 30-2 directed at the different measuring locations 18-1, 18-2 from an input beam in the form of the convergent beam 23 after passing through the input aperture 20 and is also configured to set the test wavelength of the measuring beams 30-1 and 30-2. Due to the latter function, the beam shaping system 42 can also be referred to as a monochromator.

Ein Anteil der jeweiligen Messstrahlung 16 der Messstrahlen 30-1 und 30-2 wird beim Durchlaufen des Strahlteilers 38 auf einen Referenzdetektor 44 gelenkt, wie aus 2 ersichtlich. Dieser erfasst für jeden der Messstrahlen 30-1 und 30-2 eine zugehörige Referenzintensität. Die Intensität der von der Probe 12 an den Messorten 18-1 und 18-2 jeweils reflektierten Messstrahlung 47 wird von einem Messdetektor 46 als jeweilige Messintensität erfasst.A portion of the respective measuring radiation 16 of the measuring beams 30-1 and 30-2 is directed to a reference detector 44 when passing through the beam splitter 38, as can be seen from 2 This detects an associated reference intensity for each of the measuring beams 30-1 and 30-2. The intensity of the measuring radiation 47 reflected by the sample 12 at the measuring locations 18-1 and 18-2 is detected by a measuring detector 46 as the respective measuring intensity.

Mit den für die einzelnen Messstrahlen 30-1 und 30-2 erfassten Mess- sowie Referenzintensitäten wird mittels einer Auswerteeinrichtung 66 der Reflexionsgrad des Testobjekts 12 bezüglich eines eingestellten Einfallswinkels α an den unterschiedlichen Messorten 18-1 und 18-2 in Abhängigkeit von der durch das Strahlformungssystem 42 festgelegten Prüfwellenlänge bestimmt. Damit ermöglicht die Messvorrichtung 10 eine hinsichtlich der Messorte 18 parallelisierte, d.h. gleichzeitige, Vermessung des Reflexionsgrads. Wie vorstehend erwähnt, können durch die erste Gitterstruktur 26 des Reflexionsgitters 24 mehr als zwei Messstrahlen 30, insbesondere mehr als fünf oder mehr als zehn Messstrahlen 30, erzeugt und damit eine entsprechend große Zahl an Messorten 18 gleichzeitig vermessen werden.Using the measurement and reference intensities recorded for the individual measurement beams 30-1 and 30-2, the reflectance of the test object 12 is determined with respect to a set angle of incidence α at the different measurement locations 18-1 and 18-2 as a function of the test wavelength determined by the beam shaping system 42 by means of an evaluation device 66. The measuring device 10 thus enables a parallelized, i.e. simultaneous, measurement of the reflectance with respect to the measurement locations 18. As mentioned above, the first grating structure 26 of the reflection grating 24 can generate more than two measurement beams 30, in particular more than five or more than ten measurement beams 30, and thus a correspondingly large number of measurement locations 18 can be measured simultaneously.

Der Probenhalter 11 weist neben der, bereits vorstehend erwähnten, Drehlagerung zur Einstellung des Einfallswinkels α eine Lagerung zur Verschiebung in y- und z-Richtung auf (vgl. Bezugszeichen 50 und 52 in den 1 und 2). Damit kann die Probe 12 nach einer ersten Reflektivitätsmessung an eine andere Position verschoben werden und daraufhin können weitere Messorte 18 auf der Probe vermessen werden.In addition to the above-mentioned rotary bearing for adjusting the angle of incidence α, the sample holder 11 has a bearing for displacement in the y- and z-direction (see reference numerals 50 and 52 in the 1 and 2 ). This allows the sample 12 to be moved to another position after a first reflectivity measurement and then further measuring locations 18 on the sample can be measured.

Die Messvorrichtung 10 umfasst eine Mehrzahl an luftdichten Kammern 54, 56, 58 und 60 in Gestalt von Vakuumkammern. Gemäß einer Ausführungsform sind diese jeweils zur Herstellung eines Hochvakuums ausgelegt. Dabei ist die Strahlenquelle 14 und die Eingangsblende 20 in der ersten luftdichten Kammer 54, der Sammelspiegel 22, der Strahlteiler 38 sowie der Referenzdetektor 44 in der zweiten luftdichten Kammer 56 und die Probe 12 sowie der Probenhalter 11 in der dritten luftdichten Kammer 58 angeordnet.The measuring device 10 comprises a plurality of airtight chambers 54, 56, 58 and 60 in the form of vacuum chambers. According to one embodiment In this embodiment, they are each designed to produce a high vacuum. The radiation source 14 and the entrance aperture 20 are arranged in the first airtight chamber 54, the collecting mirror 22, the beam splitter 38 and the reference detector 44 in the second airtight chamber 56 and the sample 12 and the sample holder 11 in the third airtight chamber 58.

Das Reflexionsgitter 24 sowie die Austrittsblende 32 ist in einer vierten luftdichten Kammer 60 angeordnet, welche teilweise von der zweiten luftdichten Kammer 56 umgeben ist und eine Zugangsklappe 64 umfasst. Damit ist in jeder der Kammern 54, 56, 58, 60 und 62 mindestens ein im Strahlengang der Messstrahlung 16 angeordnetes Modul der Messvorrichtung angeordnet. In der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind zwei mit den Sammelspiegeln 22 und 36 zwei der vom Strahlformungssystem 42 umfassten Module nicht in der Kammer 60 enthalten.The reflection grating 24 and the exit aperture 32 are arranged in a fourth airtight chamber 60, which is partially surrounded by the second airtight chamber 56 and comprises an access flap 64. Thus, in each of the chambers 54, 56, 58, 60 and 62 at least one module of the measuring device is arranged in the beam path of the measuring radiation 16. In the 1 and 2 In the embodiment shown, two of the modules comprising the beam shaping system 42, namely the collecting mirrors 22 and 36, are not contained in the chamber 60.

Die Zugangsklappe 64 dient dazu, Zugang zum Inneren der Kammer 60 zu erhalten, etwa um das Reflexionsgitter 24 und/oder die Austrittsblende 32 auszutauschen, ohne die Atmosphäre der Kammer 56 zu stören. Damit kann ein Zugriff auf das Reflexionsgitter 24 und/oder die Austrittsblende 32 erfolgen, ohne den Luftdruck in der Kammer 56 zu verändern. Damit ist ein Austausch des Reflexionsgitters 24 und/oder der Austrittsblende 32 mit geringem Aufwand möglich.The access flap 64 serves to gain access to the interior of the chamber 60, for example to replace the reflection grating 24 and/or the exit aperture 32 without disturbing the atmosphere of the chamber 56. This allows access to the reflection grating 24 and/or the exit aperture 32 without changing the air pressure in the chamber 56. This makes it possible to replace the reflection grating 24 and/or the exit aperture 32 with little effort.

Der Sammelspiegel 36 kann in der Kammer 56 angeordnet sein oder in einer eigenen Kammer 62, welche analog zur Kammer 60 teilweise von der Kammer 56 umgeben ist und ebenfalls eine Zugangsklappe 64 umfasst. Damit kann auch der Sammelspiegel 36 bei Bedarf mit geringem Aufwand ausgetauscht werden.The collecting mirror 36 can be arranged in the chamber 56 or in a separate chamber 62, which, analogous to the chamber 60, is partially surrounded by the chamber 56 and also includes an access flap 64. This also allows the collecting mirror 36 to be replaced with little effort if necessary.

In die Wände der Kammern 54, 56, 58, 60 und ggf. 62 sind an geeigneten Stellen für die Messstrahlung 16 durchlässige optische Fenster 63 angeordnet, sodass der Strahlengang der Messstrahlung 16 innerhalb der Messvorrichtung 10 ungestört bleibt.Optical windows 63 that are permeable to the measuring radiation 16 are arranged at suitable locations in the walls of the chambers 54, 56, 58, 60 and, if applicable, 62, so that the beam path of the measuring radiation 16 remains undisturbed within the measuring device 10.

In 3 ist schematisch eine weitere Ausführungsform 110 einer Messvorrichtung dargestellt, welche sich gegenüber der Ausführungsform 10 gemäß 1 lediglich in dem Abschnitt, der in der luftdichten Kammer 58 angeordnet ist, unterscheidet. Daher ist in 3 lediglich die luftdichte Kammer 58 dargestellt, und zwar analog zur 2 in Draufsicht. Wie aus 3 ersichtlich, ist die Kammer 58 in dieser Ausführungsform in x-Richtung länger dimensioniert als die Kammer gemäß 2. Das Strahlformungssystems 42 ist damit so konfiguriert, dass die Strahlengänge der Messstrahlen 30-1 und 30-2 etwas weniger konvergent verlaufen als in 2.In 3 A further embodiment 110 of a measuring device is shown schematically, which differs from the embodiment 10 according to 1 only differs in the section located in the airtight chamber 58. Therefore, in 3 only the airtight chamber 58 is shown, analogous to the 2 in top view. As 3 As can be seen, the chamber 58 in this embodiment is longer in the x-direction than the chamber according to 2 . The beam forming system 42 is thus configured so that the beam paths of the measuring beams 30-1 and 30-2 are slightly less convergent than in 2 .

Der Abschnitt in der luftdichten Kammer 58 gemäß 3 unterscheidet sich dahingehend vom entsprechenden Abschnitt gemäß 2, dass zwischen der vom Probenhalter 11 gehaltenen Probe 12 und dem Messdetektor 46 eine Abbildungsoptik 157 angeordnet ist. Die Abbildungsoptik 157 ist dazu konfiguriert, die von den Messstrahlen 30-1 und 30-2 angestrahlten Oberflächenabschnitte auf der Probe 12 auf den Messdetektor 46 abzubilden. Dazu umfasst die Abbildungsoptik 157 gemäß einer Ausführungsvariante mehrere Spiegelelemente, beispielsweise zwei Spiegelelemente 159-1 und 159-2, wie in 3 dargestellt.The section in the airtight chamber 58 according to 3 differs from the corresponding section under 2 that an imaging optics 157 is arranged between the sample 12 held by the sample holder 11 and the measuring detector 46. The imaging optics 157 is configured to image the surface sections on the sample 12 illuminated by the measuring beams 30-1 and 30-2 onto the measuring detector 46. For this purpose, the imaging optics 157 comprises, according to one embodiment variant, several mirror elements, for example two mirror elements 159-1 and 159-2, as in 3 shown.

Die an der Probenoberfläche reflektierte Messstrahlung 147 bildet einen Strahlengang innerhalb der Abbildungsoptik 157 aus. In 3 ist zur besseren Anschaulichkeit lediglich der Strahlengang zur Abbildung des vom Messstrahl 30-1 angestrahlten Oberflächenabschnitts dargestellt. Der vom Messstrahl 30-2 angestrahlte Oberflächenabschnitt wird an einen Ort des Messdetektors 46 abgebildet, welcher gegenüber dem Ort des Messdetektors 32, an dem der vom Messstrahl 30-1 angestrahlte Oberflächenabschnitt abgebildet wird, in y-Richtung versetzt ist. The measuring radiation 147 reflected from the sample surface forms a beam path within the imaging optics 157. In 3 For better clarity, only the beam path for imaging the surface section illuminated by the measuring beam 30-1 is shown. The surface section illuminated by the measuring beam 30-2 is imaged at a location on the measuring detector 46, which is offset in the y-direction relative to the location on the measuring detector 32 at which the surface section illuminated by the measuring beam 30-1 is imaged.

Die Ausführungsform gemäß 3 weist gegenüber der Ausführungsform gemäß der 1 und 2 mehr Freiheit in der Nutzung des Bauraums im Bereich des Probenhalters 11 auf. Weiterhin kann damit sichergestellt werden, dass auch bei einer relativ großen Dimensionierung der von den Messstrahlen 30-1 und 30-2 angestrahlten Oberflächenabschnitte der Probe 12 die zugeordneten Abschnitte auf dem Messdetektor 32 voneinander getrennt erfasst werden können, insbesondere dass diese nicht überlappen.The embodiment according to 3 has compared to the embodiment according to the 1 and 2 more freedom in the use of the installation space in the area of the sample holder 11. Furthermore, this can ensure that even with relatively large dimensions of the surface sections of the sample 12 illuminated by the measuring beams 30-1 and 30-2, the associated sections can be detected separately from one another on the measuring detector 32, in particular that they do not overlap.

Weiterhin kann durch die Verwendung der Abbildungsoptik 157 in der Ausführungsform gemäß 3 die numerische Apertur des detektorseitigen Strahlengangs größer gewählt werden, sodass auch an der Probenoberfläche erzeugtes Streulicht von Messdetektor 46 detektiert werden kann. Dies ermöglicht eine verbesserte Messgenauigkeit.Furthermore, by using the imaging optics 157 in the embodiment according to 3 the numerical aperture of the detector-side beam path can be selected to be larger so that scattered light generated on the sample surface can also be detected by measuring detector 46. This enables improved measurement accuracy.

In 5 ist schematisch eine weitere Ausführungsform 210 einer Messvorrichtung in Gestalt eines Reflektometers zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe veranschaulicht. Die Messvorrichtung 210 unterscheidet sich von der in 3 veranschaulichten Messvorrichtung 110 lediglich in der Konfiguration des Strahlformungssystems 242 und darin in der Konfiguration des Reflexionsgitters 224 sowie der Austrittsblende 232. Das Reflexionsgitter, welches gemäß 5 mit dem Bezugszeichen 224 bezeichnet ist, weist lediglich die Gitterstruktur 28 auf und ist damit als eindimensionales vertikales Gitter konfiguriert.In 5 A further embodiment 210 of a measuring device in the form of a reflectometer for measuring reflection properties of a sample is schematically illustrated. The measuring device 210 differs from the one in 3 illustrated measuring device 110 only in the configuration of the beam forming system 242 and therein in the configuration of the reflection grating 224 and the exit aperture 232. The reflection grating, which according to 5 with the The grid structure 28, designated by reference numeral 224, has only the grid structure 28 and is thus configured as a one-dimensional vertical grid.

Das Reflexionsgitter 224 dient damit lediglich als Monochromator für den eingestrahlten Strahl 23, sodass lediglich ein Messstrahl 30-1 erzeugt wird. Die Austrittsblende, welche in 5 mit dem Bezugszeichen 232 versehen ist, ist daher mit lediglich einer Durchtrittsöffnung 34-1 versehen. Aufgrund der Anordnung der Abbildungsoptik 157 kann, wie bereits mit Bezug auf 3 beschrieben, die numerische Apertur des detektorseitigen Strahlengangs der durch Bestrahlung mit dem Messstrahl 30-1 auf der Oberflächenabschnitts der Probe 11 reflektierten Messstrahlung 47 verhältnismäßig groß gewählt werden, sodass auch an der Probenoberfläche erzeugtes Streulicht vom Messdetektor 46 detektiert werden kann. The reflection grating 224 thus serves only as a monochromator for the incident beam 23, so that only one measuring beam 30-1 is generated. The exit aperture, which is in 5 is provided with the reference number 232, is therefore provided with only one passage opening 34-1. Due to the arrangement of the imaging optics 157, as already mentioned with reference to 3 described, the numerical aperture of the detector-side beam path of the measuring radiation 47 reflected by irradiation with the measuring beam 30-1 on the surface section of the sample 11 can be selected to be relatively large, so that scattered light generated on the sample surface can also be detected by the measuring detector 46.

In 4 ist schematisch eine weitere Ausführungsform 310 einer Messvorrichtung dargestellt, welche sich gegenüber der Ausführungsform gemäß 1 lediglich in der Ausführung des Strahlformungssystems unterscheidet, welches hier mit dem Bezugszeichen 342 bezeichnet ist. Diesbezüglich unterscheidet sich die Messvorrichtung 310 lediglich in dem Abschnitt, der in der luftdichten Kammer 60 angeordnet ist, von der Ausführungsform gemäß 1. Daher ist in 4 lediglich die luftdichte Kammer 60 dargestellt, und zwar analog zur 1 in Seitenansicht. Der in der luftdichten Kammer 60 angeordnete Abschnitt unterscheidet sich lediglich in der Konfiguration der Austrittsblende, welche in 4 mit dem Bezugszeichen 332 bezeichnet ist.In 4 A further embodiment 310 of a measuring device is shown schematically, which differs from the embodiment according to 1 only differs in the design of the beam forming system, which is designated here with the reference numeral 342. In this respect, the measuring device 310 differs from the embodiment according to only the section arranged in the airtight chamber 60 1 . Therefore, in 4 only the airtight chamber 60 is shown, analogous to the 1 in side view. The section arranged in the airtight chamber 60 differs only in the configuration of the outlet aperture, which is 4 designated by the reference numeral 332.

Die Austrittsblende 332 weist lediglich eine Durchtrittsöffnung 34-1 auf. Weiterhin ist die Austrittsblende 332 auf einer entsprechenden Lagerung 333 in der y-Richtung, d.h. quer zur den Messstrahlen 30-1 und 30-2, verschiebbar angeordnet. Damit kann die Austrittsblende 332 zwischen zwei Positionen verschoben werden, an denen entweder der erste Messstrahl 30-1 oder der zweite Messstrahl 30-2 durch die Durchtrittsöffnung 34-1 treten kann. Damit ist das optische Strahlformungssystem 42 gemäß 4 dazu konfiguriert, die auf unterschiedliche Orte der Probe 12 gerichteten Messstrahlen 30-1 und 302 nacheinander zu erzeugen.The exit aperture 332 has only one passage opening 34-1. Furthermore, the exit aperture 332 is arranged on a corresponding bearing 333 so as to be displaceable in the y-direction, ie transverse to the measuring beams 30-1 and 30-2. The exit aperture 332 can thus be displaced between two positions at which either the first measuring beam 30-1 or the second measuring beam 30-2 can pass through the passage opening 34-1. The optical beam shaping system 42 is thus in accordance with 4 configured to successively generate the measuring beams 30-1 and 302 directed at different locations on the sample 12.

6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform 410 einer Messvorrichtung in Gestalt eines Reflektometers zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe 12. Die Ansicht in 6 ist analog zur Ansicht in 1 eine Seitenansicht. Die Messvorrichtung 110 gemäß 6 unterscheidet sich von der Messvorrichtung 10 gemäß der 1 und 2 lediglich in der Konfiguration des Strahlformungssystems 42, welches in 3 mit dem Bezugszeichen 442 bezeichnet ist, und in diesem speziell in der Konfiguration des Reflexionsgitters 24, der Austrittsblende 32 sowie des Sammelspiegels 36. 6 shows schematically a further embodiment 410 of a measuring device in the form of a reflectometer for measuring reflection properties of a sample 12. The view in 6 is analogous to the view in 1 a side view. The measuring device 110 according to 6 differs from the measuring device 10 according to the 1 and 2 only in the configuration of the beam forming system 42, which in 3 designated by the reference numeral 442, and in this case specifically in the configuration of the reflection grating 24, the exit aperture 32 and the collecting mirror 36.

Das Reflexionsgitter ist in der Ausführungsform gemäß 6 mit dem Bezugszeichen 424 bezeichnet und unterscheidet sich, wie auch das Reflexionsgitter 224 gemäß 5, von dem Reflexionsgitter 24 gemäß 1 darin, dass es lediglich die Gitterstruktur 28 aufweist und damit als eindimensionales vertikales Gitter konfiguriert ist. Das Reflexionsgitter 424 dient damit lediglich als Monochromator für den eingestrahlten Strahl 23, die Austrittsblende, welche in 6 mit dem Bezugszeichen 432 versehen ist, ist daher, wie auch die Austrittsblende 232 gemäß 5, mit lediglich einer Durchtrittsöffnung 34-1 versehen.The reflection grating is in the embodiment according to 6 designated by the reference numeral 424 and differs, as does the reflection grating 224 according to 5 , from the reflection grating 24 according to 1 in that it only has the grating structure 28 and is thus configured as a one-dimensional vertical grating. The reflection grating 424 thus serves only as a monochromator for the incident beam 23, the exit aperture, which in 6 is provided with the reference number 432, is therefore, like the exit aperture 232 according to 5 , provided with only one passage opening 34-1.

Der Sammelspiegel ist in der Ausführungsform gemäß 6 mit dem Bezugszeichen 436 bezeichnet und unterscheidet sich von dem Sammelspiegel 36 gemäß 1 darin, dass er auf seiner reflektiven Oberfläche mit der Gitterstruktur 26 versehen ist und damit als eindimensionales horizontales Reflexionsgitter konfiguriert ist. Die Aufspaltung des monochromatisierten Strahls 23 in die Messstrahlen 30-1 und 30-2 erfolgt damit in dieser Ausführungsform erst am Sammelspiegel 136. Dieser wird daher in dieser Ausführungsform anstatt dem Reflexionsgitter 24 auch als Strahlaufspaltungsmodul bezeichnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann anstatt der Anordnung der Gitterstruktur 26 auf dem Sammelspiegel ein Fesnel-Prisma in umittelbarer Nähe zum Sammelspiegel 436 angeordnet sein und die Funktion des Strahlaufspaltungsmoduls übernehmen.The collecting mirror is in the embodiment according to 6 designated by the reference numeral 436 and differs from the collecting mirror 36 according to 1 in that it is provided with the grating structure 26 on its reflective surface and is thus configured as a one-dimensional horizontal reflection grating. The splitting of the monochromatized beam 23 into the measuring beams 30-1 and 30-2 thus only takes place in this embodiment at the collecting mirror 136. In this embodiment, this is therefore also referred to as a beam splitting module instead of the reflection grating 24. According to an alternative embodiment, instead of arranging the grating structure 26 on the collecting mirror, a Fesnel prism can be arranged in the immediate vicinity of the collecting mirror 436 and take on the function of the beam splitting module.

Damit sind in der in 6 gezeigten Ausführungsform die erste Gitterstruktur 26 und die zweite Gitterstruktur 28 an unterschiedlichen Stellen im Strahlengang der Messstrahlung 16 innerhalb des Strahlformungssystems 442 angeordnet. Im Speziellen ist die erste Gitterstruktur 26 im Strahlengang der Messstrahlung innerhalb des Strahlformungssystems 442 der zweiten Gitterstruktur 28 nachgeordnet.This means that in the 6 In the embodiment shown, the first grating structure 26 and the second grating structure 28 are arranged at different locations in the beam path of the measuring radiation 16 within the beam shaping system 442. In particular, the first grating structure 26 is arranged downstream of the second grating structure 28 in the beam path of the measuring radiation within the beam shaping system 442.

Die bereits mit Bezug auf die Ausführungsform gemäß der 1 und 2 erwähnte optionale Ausbildung einer eigenen luftdichten Kammer 62 für den Sammelspiegel 36 ist in der Ausführungsform gemäß 6 besonders vorteilhaft. Damit kann der Sammelspiegel 136 bei Bedarf mit geringem Aufwand ausgetauscht werden. Die Aufzeichnung der Mess- und Referenzintensitäten erfolgt analog zur Ausführungsform gemäß der 1 und 2 mittels des Messdetektors 46 und des Referenzdetektors 44.The provisions already made with reference to the embodiment according to 1 and 2 mentioned optional formation of a separate airtight chamber 62 for the collecting mirror 36 is in the embodiment according to 6 This is particularly advantageous. The collecting mirror 136 can be replaced with little effort if necessary. The recording of the measurement and reference intensities is carried out analogously to the embodiment according to the 1 and 2 by means of the measuring detector 46 and the reference detector 44.

7 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 80 für die Mikrolithographie mit einer Vielzahl von Spiegelelementen 100, welche als Proben für die erfindungsgemäße Messvorrichtung 10, 110, 210, 310 bzw. 410 in Frage kommen. Die vorliegende Ausführungsform ist zum Betrieb im EUV-Wellenlängenbereich, d.h. mit elektromagnetischer Strahlung einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm, ausgelegt. Aufgrund dieser Betriebswellenlänge sind alle optischen Elemente als Spiegel ausgeführt. Andere Ausführungsformen von Projektionsbelichtungsanlagen sind beispielsweise auf Betriebswellenlängen im UV-Bereich, wie beispielsweise 365 nm, 248 nm oder 193 nm ausgelegt. In diesem Fall sind zumindest einige der optischen Elemente als herkömmliche Transmissionslinsen konfiguriert. 7 shows an embodiment of a projection exposure system 80 for microlithography with a plurality of mirror elements 100, which can be used as samples for the measuring device 10, 110, 210, 310 or 410 according to the invention. The present embodiment is designed for operation in the EUV wavelength range, ie with electromagnetic radiation with a wavelength of less than 100 nm, in particular a wavelength of about 13.5 nm or about 6.8 nm. Due to this operating wavelength, all optical elements are designed as mirrors. Other embodiments of projection exposure systems are designed for operating wavelengths in the UV range, for example 365 nm, 248 nm or 193 nm. In this case, at least some of the optical elements are configured as conventional transmission lenses.

Die Projektionsbelichtungsanlage 80 gemäß 7 umfasst eine Belichtungsstrahlungsquelle 82 zur Erzeugung von Belichtungsstrahlung 84. Im vorliegenden Fall ist die Belichtungsstrahlungsquelle 82 als EUV-Quelle ausgeführt und kann beispielsweise eine Plasmastrahlungsquelle umfassen. Die Belichtungsstrahlung 84 durchläuft zunächst eine Beleuchtungsoptik 86 und wird von dieser auf eine Maske 88 gelenkt.The projection exposure system 80 according to 7 comprises an exposure radiation source 82 for generating exposure radiation 84. In the present case, the exposure radiation source 82 is designed as an EUV source and can, for example, comprise a plasma radiation source. The exposure radiation 84 first passes through an illumination optics 86 and is directed by this onto a mask 88.

Die Maske 88 weist Maskenstrukturen auf, welche im Belichtungsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage 80 auf ein Substrat 94 in Gestalt eines Wafers abgebildet werden, und ist auf einer Maskenverschiebebühne 90 verschiebbar gelagert. Das Substrat 94 ist auf einer Substratverschiebebühne 96 verschiebbar gelagert. Die Maske 88 kann, wie in 7 dargestellt, als Reflexionsmaske ausgeführt sein oder alternativ, insbesondere für die UV-Lithographie, auch als Transmissionsmaske konfiguriert sein. Die Belichtungsstrahlung 84 wird in der Ausführungsform gemäß 7 an der Maske 88 reflektiert und durchläuft daraufhin ein Projektionsobjektiv 92, welches dazu konfiguriert ist, die Maskenstrukturen auf das Substrat 94 abzubilden. Das Substrat 94 ist auf einer Substratverschiebebühne 96 verschiebbar gelagert. Die Projektionsbelichtungsanlage 80 kann als sogenannter Scanner oder als sogenannter Stepper ausgeführt sein. Die Belichtungsstrahlung 84 wird innerhalb der Beleuchtungsoptik 86 sowie des Projektionsobjektivs 92 mittels einer Vielzahl von optischen Elementen, vorliegend in Gestalt von Spiegeln, geführt.The mask 88 has mask structures which are imaged onto a substrate 94 in the form of a wafer during exposure operation of the projection exposure system 80, and is movably mounted on a mask displacement stage 90. The substrate 94 is movably mounted on a substrate displacement stage 96. The mask 88 can, as in 7 shown, can be designed as a reflection mask or alternatively, in particular for UV lithography, can also be configured as a transmission mask. The exposure radiation 84 is in the embodiment according to 7 reflected on the mask 88 and then passes through a projection lens 92, which is configured to image the mask structures onto the substrate 94. The substrate 94 is movably mounted on a substrate displacement stage 96. The projection exposure system 80 can be designed as a so-called scanner or as a so-called stepper. The exposure radiation 84 is guided within the illumination optics 86 and the projection lens 92 by means of a plurality of optical elements, in the present case in the form of mirrors.

Die Beleuchtungsoptik 86 umfasst in der dargestellten Ausführungsform vier optische Elemente in Gestalt von Spiegelelementen 100-1, 100-2, 100-3 und 100-4. Das Projektionsobjektiv 92 umfasst ebenfalls vier optische Elemente in Gestalt von Spiegelelementen 100-5, 100-6, 100-7 und 100-8. Die Spiegelelemente 100-1 bis 100-8 sind zum Führen der Belichtungsstrahlung 84 in einem Belichtungsstrahlengang 98 der Projektionsbelichtungsanlage 80 angeordnet.In the embodiment shown, the illumination optics 86 comprise four optical elements in the form of mirror elements 100-1, 100-2, 100-3 and 100-4. The projection lens 92 also comprises four optical elements in the form of mirror elements 100-5, 100-6, 100-7 and 100-8. The mirror elements 100-1 to 100-8 are arranged in an exposure beam path 98 of the projection exposure system 80 to guide the exposure radiation 84.

Jedes der Spiegelelemente 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, 100-7 und 100-8 kann als Probe 12 in der Messvorrichtung 10 bzw. 110 vermessen werden, wie in 7 beispielhaft für das Spiegelelement 100-5 angedeutet.Each of the mirror elements 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, 100-7 and 100-8 can be measured as sample 12 in the measuring device 10 or 110, as shown in 7 indicated as an example for the mirror element 100-5.

Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.The above description of exemplary embodiments, embodiments or variants is to be understood as exemplary. The disclosure made thereby enables the person skilled in the art to understand the present invention and the associated advantages, and on the other hand also includes obvious changes and modifications to the structures and methods described in the understanding of the person skilled in the art. Therefore, all such changes and modifications, insofar as they fall within the scope of the invention as defined in the appended claims, as well as equivalents, are intended to be covered by the protection of the claims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
MessvorrichtungMeasuring device
1111
ProbenhalterSample holder
1212
Probesample
1313
DrehlagerungPivoting bearing
1414
StrahlenquelleRadiation source
1616
MessstrahlungMeasuring radiation
18-1, 18-218-1, 18-2
MessorteMeasuring locations
1919
EinfallswinkelAngle of incidence
2020
EingangsblendeEntrance panel
2222
SammelspiegelCollecting mirror
2323
konvergenter Strahlconvergent beam
2424
ReflexionsgitterReflection grid
2525
zweidimensionales Gittertwo-dimensional grid
2626
erste Gitterstrukturfirst lattice structure
2828
zweite Gitterstruktursecond lattice structure
30-1, 30-230-1, 30-2
MessstrahlenMeasuring beams
3232
AustrittsblendeExit aperture
34-1, 34-234-1, 34-2
DurchtrittsöffnungenPassage openings
3636
SammelspiegelCollecting mirror
3838
StrahlteilerBeam splitter
4040
ZwischenfokusIntermediate focus
4242
StrahlformungssystemBeam forming system
4444
ReferenzdetektorReference detector
4646
MessdetektorMeasuring detector
4747
reflektierte Messstrahlungreflected measuring radiation
4848
VerkippbarkeitTiltability
5050
Verschiebbarkeit in y-RichtungDisplaceability in y-direction
5252
Verschiebbarkeit in z-RichtungDisplaceability in z-direction
54, 56, 58, 60, 6254, 56, 58, 60, 62
luftdichte Kammernairtight chambers
6363
optisches Fensteroptical window
6464
ZugangsklappeAccess flap
6666
AuswerteeinrichtungEvaluation device
8080
ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
8282
BelichtungsstrahlungsquelleExposure radiation source
8484
BelichtungsstrahlungExposure radiation
8686
BeleuchtungsoptikLighting optics
8888
Maskemask
9090
MaskenverschiebebühneMask transfer platform
9292
ProjektionsobjektivProjection lens
9494
SubstratSubstrat
9696
SubstratverschiebebühneSubstrate transfer stage
9898
BelichtungsstrahlengangExposure beam path
100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, 100-7, 100-8100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6, 100-7, 100-8
SpiegelelementeMirror elements
110110
MessvorrichtungMeasuring device
147147
reflektierte Messstrahlungreflected measuring radiation
157157
AbbildungsoptikImaging optics
159-1, 159-2159-1, 159-2
SpiegelelementeMirror elements
210210
MessvorrichtungMeasuring device
224224
ReflexionsgitterReflection grid
232232
AustrittsblendeExit aperture
242242
StrahlformungssystemBeam forming system
310310
MessvorrichtungMeasuring device
332332
AustrittsblendeExit aperture
333333
verschiebbare Lagerungmovable storage
342342
StrahlformungssystemBeam forming system
410410
MessvorrichtungMeasuring device
424424
ReflexionsgitterReflection grid
432432
AustrittsblendeExit aperture
436436
SammelspiegelCollecting mirror
442442
StrahlformungssystemBeam forming system

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6856395 B2 [0003]US 6856395 B2 [0003]

Claims (19)

Messvorrichtung (10; 110; 310; 410) zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe (12) mit: - einer Strahlenquelle (14) zur Bereitstellung einer Messstrahlung (16), - einem optischen Strahlformungssystem (42; 142; 342; 442), welches dazu konfiguriert ist, aus der Messstrahlung mehrere, auf unterschiedliche Orte (18-1, 18-2) der Probe gerichtete, Messstrahlen (30-1, 30-2) zu erzeugen, sowie weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Wellenlänge der Messstrahlen einzustellen, sowie - einem Detektor (46) zum Erfassen von an der Probe reflektierter Strahlung (147) der Messstrahlen.Measuring device (10; 110; 310; 410) for measuring reflection properties of a sample (12) with: - a radiation source (14) for providing a measuring radiation (16), - an optical beam shaping system (42; 142; 342; 442) which is configured to generate from the measuring radiation a plurality of measuring beams (30-1, 30-2) directed at different locations (18-1, 18-2) of the sample, and is further configured to set a wavelength of the measuring beams, and - a detector (46) for detecting radiation (147) of the measuring beams reflected on the sample. Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Strahlformungssystem (42; 142) dazu konfiguriert ist, die Messstrahlen (30-1, 30-2) durch Aufspaltung eines die Messstrahlung enthaltenden Eingangsstrahls (23) zu erzeugen.Measuring device according to Claim 1 , wherein the optical beam forming system (42; 142) is configured to generate the measuring beams (30-1, 30-2) by splitting an input beam (23) containing the measuring radiation. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche zur wellenlängenabhängigen Vermessung der Reflexionseigenschaften der Probe (12) konfiguriert ist und bei der das optische Strahlformungssystem (42; 142) weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Wellenlänge der Messstrahlen (30-1, 30-2) einzustellen.Measuring device according to Claim 1 or 2 which is configured for wavelength-dependent measurement of the reflection properties of the sample (12) and in which the optical beam shaping system (42; 142) is further configured to adjust a wavelength of the measuring beams (30-1, 30-2). Messvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Strahlformungssystem (42; 142) dazu konfiguriert ist, die Wellenlänge der Messstrahlen (30-1, 30-2) zu variieren.Measuring device according to Claim 3 , wherein the beam forming system (42; 142) is configured to vary the wavelength of the measuring beams (30-1, 30-2). Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welche weiterhin eine Auswerteeinrichtung (66) umfasst, welche dazu konfiguriert ist, aus der vom Detektor (46) erfassten reflektierten Strahlung der Messstrahlen (30-1, 30-2) die Reflexionseigenschaften der Probe an den unterschiedlichen Orten (18-1, 18-2) gleichzeitig zu bestimmen.Measuring device according to one of the preceding claims, which further comprises an evaluation device (66) which is configured to simultaneously determine the reflection properties of the sample at the different locations (18-1, 18-2) from the reflected radiation of the measuring beams (30-1, 30-2) detected by the detector (46). Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das optische Strahlformungssystem (342) dazu konfiguriert ist, die auf unterschiedliche Orte der Probe gerichteten Messstrahlen (30-1, 30-2) nacheinander zu erzeugen.Measuring device according to one of the Claims 1 until 4 , in which the optical beam shaping system (342) is configured to successively generate the measuring beams (30-1, 30-2) directed at different locations on the sample. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder nach Anspruch 6, bei der das optische Strahlformungssystem eine Blende (332) umfasst, welche dazu konfiguriert ist, mindestens einen ersten der Messstrahlen (30-1) durchzulassen und gleichzeitig mindestens einen weiteren der Messstrahlen (30-2) zu blockieren, wobei die Blende zwischen mindestens zwei Positionen verschiebbar gelagert ist, an denen entweder der erste Messstrahl oder der weitere Messstrahl durchgelassen wird.Measuring device according to one of the Claims 1 until 4 or after Claim 6 , wherein the optical beam shaping system comprises an aperture (332) which is configured to allow at least a first of the measuring beams (30-1) to pass through and simultaneously block at least a further one of the measuring beams (30-2), wherein the aperture is displaceably mounted between at least two positions at which either the first measuring beam or the further measuring beam is allowed to pass through. Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der das optische Strahlformungssystem (42; 142) eine Gitterstruktur (28) zur Erzeugung der auf die unterschiedlichen Orte (18-1, 18-2) der Probe gerichteten Messstrahlen aus der Messstrahlung umfasst.Measuring device according to one of the preceding claims, wherein the optical beam shaping system (42; 142) comprises a grating structure (28) for generating the measuring beams directed to the different locations (18-1, 18-2) of the sample from the measuring radiation. Messvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das optische Strahlformungssystem (42; 142) eine weitere Gitterstruktur (26) zur Einstellung der Wellenlänge der Messstrahlen umfasst.Measuring device according to Claim 8 , in which the optical beam shaping system (42; 142) comprises a further grating structure (26) for adjusting the wavelength of the measuring beams. Messvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die weitere Gitterstruktur (26) quer zur ersten Gitterstruktur (28) angeordnet ist.Measuring device according to Claim 9 , in which the further grid structure (26) is arranged transversely to the first grid structure (28). Messvorrichtung nach Anspruch 10, bei der die erste Gitterstruktur (26) und die weitere Gitterstruktur (28) ein zweidimensionales Gitter (25) bilden.Measuring device according to Claim 10 , in which the first grid structure (26) and the further grid structure (28) form a two-dimensional grid (25). Messvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die erste Gitterstruktur (26) und die weitere Gitterstruktur (28) an unterschiedlichen Stellen im Strahlengang der Messstrahlung (16) innerhalb des Strahlformungssystems (142) angeordnet sind.Measuring device according to Claim 9 or 10 , in which the first grating structure (26) and the further grating structure (28) are arranged at different locations in the beam path of the measuring radiation (16) within the beam shaping system (142). Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, die weiterhin eine Abbildungsoptik (157) umfasst, welche in einem Strahlengang der reflektierten Strahlung (147) zwischen der Probe (12) und dem Detektor (46) angeordnet ist.Measuring device according to one of the preceding claims, further comprising an imaging optics (157) which is arranged in a beam path of the reflected radiation (147) between the sample (12) and the detector (46). Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Strahlenquelle (14) dazu konfiguriert ist, die Messstrahlung (16) im EUV-Wellenlängenbereich zu erzeugen.Measuring device according to one of the preceding claims, wherein the radiation source (14) is configured to generate the measuring radiation (16) in the EUV wavelength range. Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Strahlformungssystem (42; 142) ein Strahlaufspaltungsmodul (24; 136) zur Aufspaltung eines die Messstrahlung (16) enthaltenden Eingangsstrahls (23) in die Messstrahlen (30-1, 30-2) umfasst, wobei die Messvorrichtung (10; 110) weiterhin eine erste luftdichte Kammer (54, 56, 60), in der mindestens ein in einem Strahlengang der Messstrahlung angeordnetes Modul der Messvorrichtung angeordnet ist, sowie eine weitere luftdichte Kammer (58; 62) umfasst, in der das Strahlaufspaltungsmodul angeordnet ist.Measuring device according to one of the preceding claims, in which the beam shaping system (42; 142) comprises a beam splitting module (24; 136) for splitting an input beam (23) containing the measuring radiation (16) into the measuring beams (30-1, 30-2), wherein the measuring device (10; 110) further comprises a first airtight chamber (54, 56, 60) in which at least one module of the measuring device arranged in a beam path of the measuring radiation is arranged, and a further airtight chamber (58; 62) in which the beam splitting module is arranged. Messvorrichtung nach Anspruch 15, bei der das in der ersten luftdichten Kammer (54, 56, 60) angeordnete Modul der Messvorrichtung ein weiteres Modul (22, 36; 136) des Strahlformungssystems (42; 142) ist.Measuring device according to Claim 15 , wherein the module of the measuring device arranged in the first airtight chamber (54, 56, 60) is another module (22, 36; 136) of the beam shaping system (42; 142). Messvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welche dazu konfiguriert ist, die Reflexionseigenschaften eines optischen Elements (100-5) für die Mikrolithographie zu vermessen.Measuring device according to one of the preceding claims, which is configured to measure the reflection properties of an optical element (100-5) for microlithography. Messvorrichtung (10; 110; 210; 310; 410) zur Vermessung von Reflexionseigenschaften einer Probe (12) mit: - einer Strahlenquelle (14) zur Bereitstellung einer Messstrahlung (16), - einem optischen Strahlformungssystem (42; 142; 242; 342; 442), welches dazu konfiguriert ist, aus der Messstrahlung mindestens einen auf die Probe gerichteten Messstrahl (30-1; 30-2) zu erzeugen, sowie weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Wellenlänge des Messstrahls einzustellen, - einem Detektor (46) zum Erfassen von an der Probe reflektierter Strahlung (147) der Messstrahlen, sowie - einer Abbildungsoptik (157), welche in einem Strahlengang der reflektierten Strahlung zwischen der Probe und dem Detektor angeordnet ist.Measuring device (10; 110; 210; 310; 410) for measuring reflection properties of a sample (12) with: - a radiation source (14) for providing a measuring radiation (16), - an optical beam shaping system (42; 142; 242; 342; 442), which is configured to generate at least one measuring beam (30-1; 30-2) directed at the sample from the measuring radiation, and is further configured to set a wavelength of the measuring beam, - a detector (46) for detecting radiation (147) of the measuring beams reflected on the sample, and - an imaging optics (157), which is arranged in a beam path of the reflected radiation between the sample and the detector. Verfahren zum Vermessen von Reflexionseigenschaften einer Probe (12) mit den Schritten: - Erzeugen mehrerer, auf unterschiedliche Orte der Probe gerichteter, Messstrahlen (30-1; 30-2), - Einstellen einer Wellenlänge der Messstrahlen, sowie - Erfassen von an der Probe reflektierter Strahlung (147) der Messstrahlen.Method for measuring reflection properties of a sample (12) with the steps: - generating several measuring beams (30-1; 30-2) directed at different locations on the sample, - setting a wavelength of the measuring beams, and - detecting radiation (147) of the measuring beams reflected on the sample.
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