DE102022213752A1

DE102022213752A1 - Interferometervorrichtung zur Vermessung einer Oberfläche, Verfahren zur interferometrischen Vermessung einer Oberfläche und Lithografiesystem

Info

Publication number: DE102022213752A1
Application number: DE102022213752.3A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kaehler; Regina Christ
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-12-16
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2023-02-09
Also published as: WO2024126205A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Interferometervorrichtung (1) zur Vermessung einer Oberfläche (2) eines optischen Elements (3), aufweisend:- eine Strahlungsquelle (4) zur Erzeugung einer Messstrahlung (5),- eine Beleuchtungseinrichtung (6) zur Beeinflussung der Messstrahlung (5) und- eine Kameraeinrichtung (7) zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung (5).Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- die Strahlungsquelle (4) einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus aufweist, die sich hinsichtlich einer Kohärenz und/oder eines Wellenlängenspektrums (8) der erzeugten Messstrahlung (5) unterscheiden, und- eine in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus betreibbare Verzögerungseinrichtung (9) zur Beeinflussung einer Interferenzfähigkeit der Messstrahlung (5) vorgesehen ist, wobei- eine Schalteinrichtung (10) vorgesehen und eingerichtet ist, um bei einem Vorliegen einer gekrümmten Form der Oberfläche (2) die Oberfläche (2) in dem ersten Betriebsmodus zu vermessen und bei einem Vorliegen einer ebenen Form der Oberfläche (2) die Oberfläche (2) in dem zweiten Betriebsmodus zu vermessen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Interferometervorrichtung zur Vermessung einer Oberfläche eines optischen Elements, aufweisend eine Strahlungsquelle zur Erzeugung einer Messstrahlung, eine Beleuchtungseinrichtung zur Beeinflussung der Messstrahlung und eine Kameraeinrichtung zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur interferometrischen Vermessung einer Oberfläche eines optischen Elements unter Verwendung einer Strahlungsquelle zur Erzeugung einer Messstrahlung, einer Beleuchtungseinrichtung zur Beeinflussung der Messstrahlung und einer Kameraeinrichtung zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist.
In einem industriellen Serienbetrieb für Messzyklen und/oder Bearbeitungszyklen, wie sie in einem Bereich der Herstellung von optischen Elementen, insbesondere für Projektionsbelichtungsanlagen bzw. Lithografiesysteme üblich sind, wird häufig eine möglichst gleichmäßig hohe und flexible Maschinenauslastung zur platzsparenden und effizienten Produktion möglichst hoher Stückzahlen angestrebt.
Bei einer Produktion von optischen Elementen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits flexibel programmierbare Polierroboter und die Verwendung von zielbaren lonenstrahlen bekannt. Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist eine eingeschränkte Effizienz bei der Bearbeitung einer hochgradig diversen Produktpalette aus Optikteilen, welche beispielsweise plan, sphärisch, asphärisch oder frei geformt ausgebildet sein können.
Liegt ein derartiges Produktspektrum bzw. eine derartige Produktpalette vor, so haben die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Vermessung von Flächen der zu untersuchenden optischen Elemente den Nachteil, dass eine Vermessung von einfach gekrümmten und/oder ebenen, insbesondere planparallelen Flächen auf ein und derselben Maschine erschwert ist, was einer Verwirklichung einer Vermessung hoher Stückzahlen von optischen Elementen im Wege steht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Interferometervorrichtung zur Vermessung einer Oberfläche zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine effiziente und zuverlässige Bestimmung ebener und gekrümmter Oberflächen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur interferometrischen Vermessung einer Oberfläche zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine effiziente und zuverlässige Bestimmung ebener und gekrümmter Oberflächen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 7 genannten Merkmalen gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage, zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere zuverlässig ausgebildete und effizient produzierte optische Elemente aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage, mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen gelöst.
Die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung zur Vermessung einer Oberfläche eines optischen Elements weist eine Strahlungsquelle zur Erzeugung einer Messstrahlung, eine Beleuchtungseinrichtung zur Beeinflussung der Messstrahlung und eine Kameraeinrichtung zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung auf. Erfindungsgemäß weist die Strahlungsquelle einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf, die sich hinsichtlich einer Kohärenz und/oder eines Wellenlängenspektrums der erzeugten Messstrahlung unterscheiden. Ferner ist eine in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus betreibbare Verzögerungseinrichtung zur Beeinflussung einer Interferenzfähigkeit der Messstrahlung vorgesehen, wobei eine Schalteinrichtung vorgesehen und eingerichtet ist, um bei einem Vorliegen einer gekrümmten Form der Oberfläche die Oberfläche in dem ersten Betriebsmodus zu vermessen und bei einem Vorliegen einer ebenen Form der Oberfläche die Oberfläche in dem zweiten Betriebsmodus zu vermessen.
Die Betriebsmodi werden hierbei erfindungsgemäß mit ein und derselben Strahlungsquelle verwirklicht.
Es kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle in dem ersten Betriebsmodus eine zeitlich kohärente Messstrahlung aussendet und in dem zweiten Betriebsmodus zeitlich kurz-kohärentes und/oder inkohärentes Licht aussendet.
Die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung ermöglicht eine Vermessung gekrümmter und/oder sphärischer Oberflächen mit zeitlich kohärentem Licht. Aufgrund ihrer gekrümmten Geometrie haben unterschiedliche Positionen auf der Oberfläche unterschiedliche Wegdifferenzen zu der Interferometervorrichtung bzw. in einer Kavität der Interferometervorrichtung, welche bei der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung alle über zeitlich kohärentes Licht des ersten Betriebsmodus zur Interferenz gebracht werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung können ferner ebene, insbesondere planparallele Flächen mit zeitlich kurz-kohärentem und/oder inkohärentem Licht vermessen werden, da durch die Verwendung von zeitlich kurz-kohärentem und/oder inkohärentem Licht Mehrfachinterferenzen zwischen einer Referenz, einer Vorderseite und einer Rückseite des optischen Elements bei einer interferenzfähigen Rückseite eines planparallelen optischen Elements, welche eine Auswertung der Messung erschweren, vermieden werden können.
In besonderem Maße eignet sich die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung zur Vermessung von optischen Elementen, welche wenigstens teilweise planparallele Flächen und/oder versetzt zueinander angeordnete Flächen aufweisen. Hierbei weist eine erste Oberfläche des optischen Elements eine ebene Form auf und eine zweite Oberfläche, welche zu der ersten Oberfläche planparallel ist, weist ebenfalls eine ebene Form auf. Die erste Oberfläche reflektiert hierbei einen Teil der Messstrahlung, während sie einen Teil der Messstrahlung transmittiert. Ebenso reflektiert die zweite Oberfläche einen Teil der von der ersten Oberfläche transmittierten Messstrahlung, so dass es zu störenden, wenigstens dreifachen Interferenzen zwischen einer Referenz der Interferometervorrichtung sowie der ersten Oberfläche, welche auch als Vorderseite bezeichnet werden kann, und der zweiten Oberfläche, welche auch als Rückseite bezeichnet werden kann, kommen kann.
Bei der zweiten Oberfläche kann es sich beispielsweise um eine Rückseite eines Substrats handeln, auf welchem die erste Oberfläche angeordnet ist.
Das Substrat kann teilweise oder vollständig aus einem Quarz und/oder einem Silizium ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung ermöglicht die Vermessung von optischen Elementen, welche eine derart gegensätzliche Forderung an eine Interferometervorrichtung stellen, auf einer einzelnen Maschine.
Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, bei denen zwischen zwei unterschiedlichen Lichtquellen händisch getauscht wird, beispielsweise indem ein Faseradapter von einer Lichtquelle auf eine andere Lichtquelle umgesteckt wird, ermöglicht die Schalteinrichtung der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung, diese Umschaltvorgänge und die Wartung von zwei Lichtquellen überflüssig zu machen. Ein weiteres aus dem Stand der Technik bekanntes und durch die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung vermiedenes Beispiel sind zwei unterschiedliche Strahlengänge, welche vorzugsweise zeitlich kohärente bzw. inkohärente Messstrahlung aufweisen und zu einem perfekten Überlapp justiert werden müssen, um die Strahlungsquelle zu tauschen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Kameraeinrichtung als CCD-Kamera und/oder als CMOS-Kamera ausgebildet und insbesondere zur Detektion sichtbarer Messstrahlung eingerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kameraeinrichtung eine ein Galliumarsenid aufweisende Detektoreinrichtung zur Detektion infraroter Messstrahlung aufweist.
Als Teil der Erfindung ist auch eine Interferometervorrichtung zu betrachten, bei welcher die Verzögerungseinrichtung als Teil einer Michelson-Interferometerkonfiguration ausgebildet ist. Insbesondere kann jedoch vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung in einer Fizeau-Konfiguration angeordnet ist. Hierzu ist es von besonderem Vorteil, wenn ein Fizeauelement bzw. eine Fizeaufläche als Teil der Interferometervorrichtung vorgesehen ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle eine Laserstrahlungsquelle ist und der erste Betriebsmodus eine Laser-Emission ist und der zweite Betriebsmodus eine verstärkte spontane Emission der Laserstrahlungsquelle ist.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle als Titan-Saphir-Laser und/oder als DPSS-Laser und/oder als ND-YAG-Laser und/oder als Diodenlaser ausgebildet ist.
Um die vorzugsweise als Laserstrahlungsquelle ausgebildete Strahlungsquelle zu betreiben, muss zunächst ein laseraktives Material gepumpt werden, um durch Absorption die Atome in einen angeregten Zustand zu bringen. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Atome durch Licht einer niedrigeren Wellenlänge oder durch elektrisches Pumpen anzuregen, wie dies beispielsweise im Fall einer LED (lichtemittierende Diode) geschieht. Mit einer mittleren Lebensdauer relaxieren dann üblicherweise die angeregten Zustände der Atome wieder in ihren Grundzustand und emittieren dabei ein Photon mit einer Energie des angeregten Übergangs. Es findet demnach eine spontane Emission statt. Ein durch eine derartige spontane Emission emittiertes Licht entspricht dem Licht einer LED. Besonders konfigurierte LEDs, insbesondere sogenannte Superlumineszenzdioden (SLEDs) sind ferner dazu eingerichtet, Licht aus einer sogenannten verstärkten spontanen Emission (Amplified spontaneous emission, ASE) auszusenden. Das Licht weist hierbei ein schmalbandiges Wellenlängenspektrum mit einer Breite von 1 nm bis 100 nm, insbesondere 5 nm bis 50 nm, auf, welches durch die angeregten Übergänge gegeben ist, und ist zeitlich inkohärent, da die Relaxation der angeregten Zustände vollkommen zufällig passiert und somit keinerlei Phasenbeziehung zwischen ihnen steht.
Eine derartige LED-basierte Strahlungsquelle kann dadurch zu einer Laserstrahlungsquelle gemacht werden, indem die vorbeschriebene spontane Emission stimuliert wird. Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, hochreflektierende Spiegel in einem Wellenlängenbereich des angeregten Zustands um ein laseraktives Material anzubringen. Die hochreflektierenden Spiegel werfen Photonen aus der spontanen Emission zurück in das laseraktive Material und rufen dort eine stimulierte Emission hervor. Hierbei findet üblicherweise eine Wechselwirkung zwischen dem eintreffenden Photon und dem angeregten Zustand der Atome in dem laseraktiven Material statt, so dass am Ende dieses Prozesses zwei Photonen mit gleicher Phase und gleicher Wellenlänge emittiert werden. Durch das Hervorrufen einer Phasenkopplung innerhalb der stimulierten Emission ist eine zeitlich kohärente Laserstrahlung überhaupt möglich.
Allerdings reicht ein einzelnes rückreflektiertes Photon aus der spontanen Emission üblicherweise nicht aus, eine Laserstrahlungsquelle zu begründen und kohärentes Licht zu emittieren. Typischerweise gehen Photonen verloren, sie werden beispielsweise im laseraktiven Material von übrig gebliebenen Grundzuständen absorbiert. Aus dem Stand der Technik sind zwei notwendige Kriterien bekannt, um eine Laserstrahlungsquelle zur Emission zeitlich kohärenten Laserlichts zu bewegen.
Zum einen muss eine Pumpleistung groß genug sein, um eine sogenannte Besetzungsinversion zu erzeugen. Bei der vorgenannten Besetzungsinversion sind mehr Atome des aktiven Materials in einem angeregten Zustand als in einem zugehörigen Grundzustand.
Ferner müssen genug Photonen der spontanen Emission in das aktive Material zurück reflektiert werden, um eine Kettenreaktion der stimulierten Emission hervorzurufen.
Sind beide Bedingungen gerade erfüllt und beginnt die Strahlungsquelle als Laserstrahlungsquelle Laserlicht zu emittieren, so spricht man von einer sogenannten Laserschwelle.
Unterhalb der vorbeschriebenen Laserschwelle verhält sich der Laser wie eine LED und emittiert zeitlich inkohärentes Licht aus der spontanen Emission, die sogenannte verstärkte spontane Emission. Oberhalb der vorbeschriebenen Laserschwelle steigt die Strahlungsleistung der Laserstrahlungsquelle sprungartig an und die Laserstrahlungsquelle emittiert Laserlicht. Das Laserlicht ist hierbei zeitlich kohärent.
Eine spektrale Verteilung der von der Laserstrahlungsquelle ausgehenden Messstrahlung kann, je nach Justage einer Laserkavität der Laserstrahlungsquelle, zwischen der verstärkten spontanen Emission und der Laser-Emission variieren.
Üblicherweise weist die verstärkte spontane Emission ein deutlich breiteres Wellenlängenspektrum auf als Messtrahlung aus der Laser-Emission. Ferner kann eine Zentralwellenlänge der jeweiligen Wellenlängenspektren der Messstrahlung zwischen der Laser-Emission in dem ersten Betriebsmodus und der verstärkten spontanen Emission in dem zweiten Betriebsmodus deutlich voneinander abweichen. Die vorbeschriebene Abweichung kann insbesondere mit einer Justage in der Laserkavität der Laserstrahlungsquelle zusammenhängen.
Das vorbeschriebene Laserverhalten der Laserstrahlungsquelle in einem Bereich um die vorbeschriebene Laserschwelle ermöglicht eine einfache und effiziente Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung, welche auch als Dual-Engine-Interferometer bezeichnet werden kann. Hierbei kann die Laserstrahlungsquelle, wenn sie außerhalb der üblichen Parameter unterhalb der Laserschwelle betrieben wird, auch als Weißlichtquelle eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist eine polarisationserhaltende Single-Mode-Faser vorgesehen, in welche die von der Laserstrahlungsquelle ausgehende Messstrahlung einkoppelbar ist und aus welcher die Messstrahlung zu einer weiteren Verwendung in der Interferometervorrichtung wieder ausgekoppelt werden kann. Hierdurch können die Laserstrahlungsquelle sowie die weiteren Teile der Interferometervorrichtung räumlich voneinander getrennt und mechanisch entkoppelt angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Verzögerungseinrichtung eine erste Strahlteilereinrichtung, einen verschiebbaren Reflektorspiegel sowie eine Strahlblockeinrichtung aufweist.
Die Verzögerungseinrichtung, welche auch als Delay-Line bezeichnet werden kann, ermöglicht eine Interferenzfähigkeit der Messstrahlung, insbesondere einer zeitlich inkohärenten Messstrahlung, welche durch die Laserstrahlungsquelle in einem zweiten Betriebsmodus emittiert wird.
Es kann vorgesehen sein, dass der Reflektorspiegel als Tripelspiegel ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung kann vorgesehen sein, dass die erste Strahlteilereinrichtung dazu eingerichtet ist, einen Teil der Messstrahlung aus einem Strahlengang der Messstrahlung zu der Verzögerungseinrichtung hin abzuzweigen und wieder in den Strahlengang der Messstrahlung einzukoppeln.
Durch die Verwendung der ersten Strahlteilereinrichtung kann die Verzögerungseinrichtung als Teil der Interferometervorrichtung derart ausgebildet sein, dass ein Strahlengang der Messstrahlung durch den Betrieb der Verzögerungseinrichtung, insbesondere durch ein mögliches Zuschalten und/oder Abschalten der Verzögerungseinrichtung, nicht beeinflusst bzw. beeinträchtigt wird. Die Verzögerungseinrichtung kann daher in einer Art Bypass des Strahlengangs betrieben werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Strahlblockeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Einkopplung der abgezweigten Messstrahlung aus der Verzögerungseinrichtung in den Strahlengang der Messstrahlung zu blockieren.
Mittels der Strahlblockeinrichtung kann die Verzögerungseinrichtung auf einfache Weise derart betrieben werden, dass eine Wirkung der Verzögerungseinrichtung auf die optischen Eigenschaften der Messstrahlung zugeschaltet bzw. abgeschaltet werden kann.
In einem Betrieb der Laserstrahlungsquelle in dem ersten Betriebsmodus, d. h. bei einer Verwendung einer zeitlich kohärenten Messstrahlung, ist die Verzögerungseinrichtung bzw. die Delay-Line vorzugsweise durch die Strahlblockeinrichtung blockiert. Hierdurch können unerwünschte Interferenzen und damit Leistungsschwankungen in der Interferometervorrichtung vermieden werden.
Ein möglicherweise an der Strahlblockeinrichtung stattfindender Leistungsverlust der Messstrahlung bzw. der Interferometervorrichtung kann durch einen Anstieg der Laserleistung der Laserstrahlungsquelle, welche im ersten Betriebsmodus über der Laserschwelle betrieben wird, mehr als kompensiert werden. Insbesondere kann auch ein Lichtleistungsverlust der Messstrahlung von 50 % oder mehr kompensiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Strahlblockeinrichtung Polarisationsweichen aufweist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Strahlblockeinrichtung bei einem Betrieb der Laserstrahlungsquelle in dem zweiten Betriebsmodus geöffnet ist, so dass die Verzögerungseinrichtung, vorzugsweise nach einem Ausgang der polarisationserhaltenden Single-Mode-Faser, freigeschaltet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Reflektorspiegel derart verschiebbar ist, dass eine optische Weglänge der abgezweigten Messstrahlung veränderbar ist.
Vorzugsweise ist der Reflektorspiegel derart verschiebbar, dass eine Weglängendifferenz des Reflektorspiegels einer benötigten Kavitätslänge der zu vermessenden ebenen Oberfläche entspricht. Hierdurch wird, wie in einem klassischen Weißlichtinterferometer, eine Interferenzfähigkeit des zeitlich inkohärenten Lichts des zweiten Betriebsmodus sichergestellt, ohne dass weitere parallele Störflächen interferenzfähig wären.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren mit den in Anspruch 7 genannten Merkmalen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur interferometrischen Vermessung einer Oberfläche eines optischen Elements unter Verwendung einer Strahlungsquelle zur Erzeugung einer Messstrahlung, einer Beleuchtungseinrichtung zur Beeinflussung der Messstrahlung und einer Kameraeinrichtung zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung ist vorgesehen, dass die Strahlungsquelle in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus, die sich hinsichtlich einer Kohärenz und/oder eines Wellenlängenspektrums der erzeugten Messstrahlung unterscheiden, betrieben werden kann. Ferner wird eine Interferenzfähigkeit der Messstrahlung mittels einer in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus betreibbaren Verzögerungseinrichtung beeinflusst, wobei bei einem Vorliegen einer gekrümmten Form der Oberfläche die Oberfläche in dem ersten Betriebsmodus vermessen wird und wobei bei einem Vorliegen einer ebenen Form der Oberfläche die Oberfläche in dem zweiten Betriebsmodus vermessen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet eine auch als Dual-Engine zu bezeichnende Strahlungsquelle für Interferometrieanwendungen. Insbesondere ermöglicht es eine umschaltbare Messung von gekrümmten und ebenen, insbesondere planparallelen, Flächen auf einem einzelnen Messkanal. Die verwendete Strahlungsquelle ist hierbei vorzugsweise eine umschaltbare Laser- und Weißlichtquelle.
Es kann vorgesehen sein, dass in dem ersten Betriebsmodus die Strahlungsquelle eine zeitlich kohärente Messstrahlung ausbildet. Die interferometrische Vermessung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt dabei wie bei jeder anderen interferometrischen Vermessung unter Verwendung kohärenter Strahlung.
Die zeitlich kohärente Messstrahlung wird vorzugsweise durch eine polarisationserhaltende Single-Mode-Faser in die Beleuchtungseinrichtung eingekoppelt.
Es kann zur präzisen Kontrolle der Polarisationseigenschaften der Messstrahlung eine Polarisationsreinigungseinrichtung vorgesehen sein, welche vorzugweise wenigstens einen Polarisationsfilter aufweist. Hierdurch kann insbesondere eine unter Umständen nach einem Durchgang durch die polarisationserhaltende Single-Mode-Faser veränderte Polarisation der Messstrahlung wieder bestimmten Soll-Eigenschaften angenähert werden.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die aus der Single-Mode-Faser ausgekoppelte Messstrahlung, vorzugsweise eine kohärente Messstrahlung, in der Beleuchtungseinrichtung aufbereitet und über eine Kollimator-Schnittstelle an eine Messkavität und/oder eine Maschine ausgekoppelt wird. Die vorgenannte Kollimatorschnittstelleneinrichtung, welche vorzugsweise eine Kollimatorlinse aufweist, sammelt ferner die reflektierte Messstrahlung bzw. ein reflektiertes Interferenzlicht, aus der Maschine und/oder der Messkavität wieder auf.
Die reflektierte Messstrahlung wird über eine zweite Strahlteilereinrichtung, vorzugsweise in einer klassischen Fizeau-Anordnung, auf die Kameraeinrichtung bzw. ein Abbildungsmodul gelenkt.
In dem zweiten Betriebsmodus erfolgt das erfindungsgemäße Verfahren zur interferometrischen Vermessung in einem zeitlich inkohärenten Modus bzw. unter Verwendung einer zeitlich inkohärenten Messstrahlung. Das erfindungsgemäße Verfahren zur interferometrischen Vermessung wird hierbei wie ein Verfahren der Weißlichtinterferometrie betrieben.
Im besonderen Maße eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur interferometrischen Vermessung zur Vermessung sowohl von optischen Elementen, welche planparallele Oberflächen bzw. Flächen aufweisen, als auch von solchen optischen Elementen, welche gekrümmte Oberflächen aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle eine Laserstrahlungsquelle ist und in dem ersten Betriebsmodus oberhalb einer Laserschwelle betrieben wird und in dem zweiten Betriebsmodus unterhalb einer Laserschwelle betrieben wird.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Pumpleistung der Laserstrahlungsquelle in dem zweiten Betriebsmodus so weit reduziert wird, dass sie unter die Laserschwelle fällt und somit, gleichsam einer LED, zeitlich inkohärente Messstrahlung emittiert.
Vorzugsweise wird in dem zweiten Betriebsmodus nach einem Ausgang der Single-Mode-Faser die Verzögerungseinrichtung bzw. Delay-Line freigeschaltet und der Reflektorspiegel derart verschoben, dass eine Weglängendifferenz des Reflektorspiegels der benötigten Kavitätslänge in der in dem zweiten Betriebsmodus zu vermessenden Plankavität entspricht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass

a) die Verzögerungseinrichtung lediglich in dem zweiten Betriebsmodus derart betrieben wird, dass
- - ein Teil der Messstrahlung aus einem Strahlengang der Messstrahlung mittels einer ersten Strahlteilereinrichtung abgezweigt wird, und
- - mittels eines verschiebbaren Reflektorspiegels zurückreflektiert wird, und
- - mittels der ersten Strahlteilereinrichtung wieder in den Strahlengang der Messstrahlung eingekoppelt wird, wobei
b) in dem ersten Betriebsmodus die abgezweigte Messstrahlung mittels einer Strahlblockeinrichtung blockiert wird.

In dem ersten Betriebsmodus wird vorzugsweise eine Wiedereinkopplung der abgezweigten Messstrahlung in den Strahlengang mittels der Strahlblockeinrichtung blockiert.
In dem zweiten Betriebsmodus erfolgt das Verfahren zur interferometrischen Vermessung wie bei einer klassischen Weißlichtinterferometrie, wobei durch die Verzögerungseinrichtung eine Interferenzfähigkeit des zeitlichen kohärenten Lichts sichergestellt wird, ohne dass weitere parallele Störflächen interferenzfähig wären.
Im Fortgang erfolgt das Verfahren zur interferometrischen Vermessung im zweiten Betriebsmodus analog zum ersten Betriebsmodus. Von Vorteil ist es, wenn in dem zweiten Betriebsmodus zusätzlich sichergestellt wird, dass eine Polarisation der zeitlich inkohärenten Messstrahlung innerhalb der Beleuchtungseinrichtung definiert ausgebildet bzw. gereinigt wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Kollimatorschnittstelleinrichtung, welche zur Auskopplung der Messstrahlung in Richtung der zu vermessenden Oberfläche eingerichtet ist, in ihrer Fokusposition nachjustiert wird. Eine derartige Nachjustage kann vorzugsweise bei einer Abweichung der Wellenlänge der Messstrahlung zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus erfolgen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, umfasst ein Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist. Erfindungsgemäß weist wenigstens eines der optischen Elemente eine optische Oberfläche auf, welche wenigstens teilweise mittels der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einer ihrer Weiterbildungen und/oder mittels des vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner Weiterbildungen vermessen ist.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem ermöglicht die Ausbildung besonders präziser Beleuchtungsmuster in einer Waferebene, da die in dem erfindungsgemäßen Lithografiesystem zur Anwendung kommenden optischen Elemente über präzise ausgebildete optische Oberflächen verfügen.
Ferner kann das erfindungsgemäße Lithografiesystem besonders kostengünstig hergestellt werden, da die darin verwendeten optischen Elemente auf eine zeiteffiziente Art überprüft sind.
Von mit der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten optischen Elementen profitieren sowohl EUV-Projektionsbelichtungsanlagen als auch DUV-Projektionsbelichtungsanlagen. Insbesondere kann mit der erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine von Linsen bewirkte Lichtbrechung vermessen werden.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Überprüfung von optischen Elementen, welche sphärische und/oder gekrümmte Oberflächen und/oder ebene und/oder planparallele Oberflächen aufweisen.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren oder das erfindungsgemäße Lithografiesystem, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet.
Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Des weiteren sei an dieser Stelle offenbart, dass sich die erfindungsgemäße Interferometervorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Vermessung einer Oberfläche eines beliebigen Elements eignet. Beispielsweise kann es sich bei der Oberfläche um eine Oberfläche eines Bauteils aus der Automobilindustrie handeln. Die Anmelderin behält sich vor, hierzu eine Teilanmeldung einzureichen, bei der das Merkmal „optisches Element“ durch das Merkmal „Element“ ersetzt ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt;
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Interferometervorrichtung;
4 eine schematische Darstellung möglicher Wellenlängenspektren in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus;
5 eine schematische Darstellung einer Vermessung einer planparallelen Oberfläche mittels der erfindungsmäßen Interferometervorrichtung;
6 eine schematische Darstellung einer Vermessung einer gekrümmten Oberfläche mittels der erfindungsmäßen Interferometervorrichtung; und
7 eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 für die Mikrolithografie als Beispiel für ein Lithografiesystem beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden.
Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet.
Die x-Richtung verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 105.
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 115, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle („Laser Produced Plasma“, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle („Gas Discharged Produced Plasma“, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 119. Bei dem Umlenkspiegel 118 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 120 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 119 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 116 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 118, den Feldfacettenspiegel 119 und den Pupillenfacettenspiegel 121.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.
Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 109 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 115. Bei der Projektionsoptik 109 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 109 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 109 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 109 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 109 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.
Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 103 ist der Pupillenfacettenspiegel 121 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Feldfacettenspiegel 119 ist verkippt zur Objektebene 105 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 118 definiert ist.
Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.
In 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 dargestellt. Die DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 weist ein Beleuchtungssystem 201, eine Retikelstage 202 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 203, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 204 bestimmt werden, einen Waferhalter 205 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 204 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 206, mit mehreren optischen Elementen, insbesondere Linsen 207, die über Fassungen 208 in einem Objektivgehäuse 209 der Projektionsoptik 206 gehalten sind, auf.
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich, während eines sogenannten Scanvorganges, Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung eignet sich für beliebige Lithografiesysteme bzw. Mikrolithografiesysteme, insbesondere jedoch für Projektionsbelichtungsanlagen, mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung eignet sich auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine geringere bildseitige numerische Apertur als jene, die im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist, sowie keinen obskurierten Spiegel M5 und/oder M6 aufweisen. Insbesondere eignet sich die Erfindung auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine bildseitige numerische Apertur von 0,25 bis 0,5, vorzugsweise 0,3 bis 0,4, besonders bevorzugt 0,33, aufweisen. Die Erfindung sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen.
Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Interferometervorrichtung 1.
Die Interferometervorrichtung 1 dient zur Vermessung einer Oberfläche 2 eines optischen Elements 3. Die Interferometervorrichtung 1 umfasst eine Strahlungsquelle 4 zur Erzeugung einer Messstrahlung 5. Ferner umfasst die Interferometervorrichtung 1 eine Beleuchtungseinrichtung 6 zur Beeinflussung der Messstrahlung 5. Die Beleuchtungseinrichtung 6 ist in 3 durch eine gestrichelte Umrahmung lediglich schematisch versinnbildlicht dargestellt. Darüber hinaus umfasst die Interferometervorrichtung 1 eine Kameraeinrichtung 7 zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung 5. Die Strahlungsquelle 4 weist wenigstens, vorzugsweise genau, einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf. Die Betriebsmodi unterscheiden sich hinsichtlich einer Kohärenz und/oder eines Wellenlängenspektrums 8 (siehe 4) der erzeugten Messstrahlung 5. Weiterhin umfasst die Interferometervorrichtung 1 eine in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus betreibbare Verzögerungseinrichtung 9 zur Beeinflussung einer Interferenzfähigkeit der Messstrahlung 5. Hierbei ist eine Schalteinrichtung 10 vorgesehen und eingerichtet, um bei einem Vorliegen einer gekrümmten Form der Oberfläche 2 die Oberfläche 2 in dem ersten Betriebsmodus zu vermessen und bei einem Vorliegen einer ebenen Form der Oberfläche 2 die Oberfläche 2 in dem zweiten Betriebsmodus zu vermessen.
Die Schalteinrichtung 10 ist vorzugsweise mit der Verzögerungseinrichtung 9 und der Strahlungsquelle 4 kommunikationsverbunden (in 3 durch gestrichelte Linien dargestellt).
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das optische Element 3 stark schematisiert dargestellt.
In dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Strahlungsquelle 4 vorzugsweise als Laserstrahlungsquelle ausgebildet. Ferner ist vorzugsweise der erste Betriebsmodus eine Laseremission und der zweite Betriebsmodus eine verstärkte spontane Emission der Laserstrahlungsquelle 4.
In dem Ausführungsbeispiel nach 3 weist die Verzögerungseinrichtung 9 vorzugsweise eine erste Strahlteilereinrichtung 11, einen verschiebbaren Reflektorspiegel 12 sowie eine Strahlblockeinrichtung 13 auf.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Strahlteilereinrichtung 11 vorzugsweise als Polarisationsstrahlungsteiler ausgebildet. Bei dem verschiebbaren Reflektorspiegel 12 und der Strahlblockeinrichtung 13 sind die alternativen Positionen in gestrichelter Form dargestellt, wobei die Verstell- bzw. Verschiebewege durch Pfeile versinnbildlicht sind.
Ferner ist in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Strahlteilereinrichtung 11 vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Teil der Messstrahlung 5 aus einem Strahlengang der Messstrahlung 5 zu der Verzögerungseinrichtung 9 hin abzuzweigen und die von dem Reflektorspiegel 12 zurückreflektierte Messstrahlung 5 wieder in den Strahlengang der Messstrahlung 5 einzukoppeln.
Darüber hinaus ist in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Strahlblockeinrichtung 13 vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Einkopplung der abgezweigten Messstrahlung 5 aus der Verzögerungseinrichtung 9 in den Strahlengang der Messstrahlung 5 zu blockieren. Ein Eindringen der von dem Reflektorspiegel 12 reflektierten Messstrahlung 5 in den weiteren Strahlengang der Messstrahlung wird hierbei durch die Strahlblockeinrichtung 13 verhindert.
Insbesondere ist die Strahlblockeinrichtung 13 gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet, bereits ein Auftreffen der Messstrahlung 5 auf dem Reflektorspiegel 12 zu verhindern.
Ferner ist der Reflektorspiegel 12 vorzugsweise derart verschiebbar, dass eine optische Weglänge der abgezweigten Messstrahlung 5 veränderbar ist.
Als Herzstück der in 3 dargestellten Interferometervorrichtung 1 kann beispielsweise die Strahlungsquelle 4, welche als Dual-Engine-Lichtquelle ausgebildet ist, sowie die betreibbare Verzögerungseinrichtung 9, welche auch als Delay-Line bezeichnet werden kann, verstanden werden.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner vorzugsweise eine Fizeaufläche 14 vorgesehen, welche Teil der Interferometervorrichtung 1 ist und zwischen der zu prüfenden Oberfläche 2 und einer Kollimatorschnittstelleneinrichtung 15 angeordnet ist.
Zusammen mit einer Tubuslinse 16 bildet die Kameraeinrichtung 7 in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise ein Abbildungsmodul 17.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine zweite Strahlteilereinrichtung 18 vorhanden, welche die Messstrahlung 5 auf die Kameraeinrichtung 7 wirft.
Vorzugsweise kann die Beleuchtungseinrichtung 6 zur Strahlaufbereitung der Messstrahlung 5 vorgesehen sein. Insbesondere kann die Beleuchtungseinrichtung 6 ein Chopper-Rad und/oder einen Polarisationsfilter aufweisen.
In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner vorzugsweise eine Raumfiltereinrichtung 19 vorgesehen, welche beispielsweise eine räumliche Kohärenz der Messstrahlung 5 beeinflussen kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Raumfiltereinrichtung 19 als Streuscheibe ausgebildet ist.
4 zeigt eine schematische Darstellung möglicher Wellenlängenspektren 8 in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus.
In 4 ist auf einer horizontalen x-Achse 20 eine Wellenlänge abgetragen. Auf einer vertikalen y-Achse 21 ist eine relative Intensität abgetragen.
Hierbei weist das Wellenlängenspektrum 8 in dem zweiten Betriebsmodus, insbesondere im Fall einer verstärkten spontanen Emission (in 4 durchgezogen dargestellt) der Laserstrahlungsquelle 4 eine größere spektrale Breite auf als in einem Fall einer Laser-Emission (in 4 gestrichelt dargestellt) der Laserstrahlungsquelle 4. Die spektrale Breite schnürt sich in anderen Worten in einem Lasing-Betrieb der Strahlungsquelle 4 deutlich zusammen. Eine Zentralwellenlänge kann, abhängig von einer Kavitätsjustage, zwischen der Laser-Emission und der verstärkten spontanen Emission abweichen. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zentralwellenlänge im Fall der Laser-Emission hin zu größeren Wellenlängen verschoben.
Während die verstärkte spontane Emission hauptsächlich durch Materialeigenschaften des aktiven Materials im Zusammenhang mit dem angeregten Übergang beeinflusst wird, schneidet bei der Laser-Emission eine Phasenanpassbedingung der Laserkavität aus dem durch die verstärkte spontane Emission verfügbaren Wellenlängenspektrum 8 (in 4 durchgezogen gezeichnet) einen kleinen Teil aus. Dies kann jedoch, insbesondere im Bedarfsfall, durch Anpassung einer Kavitätslänge der Laserkavität abgestimmt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Wellenlängenspektrum 8 aus der verstärkten spontanen Emission der Laserstrahlungsquelle 4 einen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts wenigstens teilweise umfasst und eine Gesamtstrahlintensität von mehr als 5 mW aufweist.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vermessung einer planparallelen Oberfläche 2 mittels der Interferometervorrichtung 1.
Bei der in 5 dargestellten Situation ist von der Interferometervorrichtung 1 lediglich die vorzugsweise vorgesehene Fizeaufläche 14 dargestellt. Das zu untersuchende optische Element weist in der in 5 dargestellten Situation, für welche sich die Verwendung der Interferometervorrichtung 1 besonders eignet, eine erste Oberfläche 2a sowie eine zweite Oberfläche 2b auf. Die erste Oberfläche 2a sowie das optische Element sind für die Messstrahlung 5 wenigstens teilweise durchlässig, so dass ein Teil der Messstrahlung 5 auf die zweite Oberfläche 2b gelangen kann und von dieser in Richtung der Fizeaufläche 14 zurückreflektiert wird. Der mit der zweiten Oberfläche 2b interagierende Teil der Messstrahlung 5 ist in 5 strichliniert dargestellt.
Bei der in 5 dargestellten Situation können bei einer Verwendung kohärenter Messstrahlung 5 Reflexe der zweiten Oberfläche 2b bzw. der Rückseite zu Problemen, insbesondere zu Mehrfachinterferenzen führen. Zur Vermessung des optischen Elements 3 in der in 5 dargestellten Situation ermöglicht die Interferometervorrichtung 1 die Verwendung des zweiten Betriebsmodus, bei dem die Messstrahlung 5 vorzugsweise zeitlich inkohärenten Messstrahlung 5 aus einem Betrieb der Laserstrahlungsquelle 4 unterhalb einer Laserschwelle ist.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vermessung einer gekrümmten Oberfläche 2 mit der Interferometervorrichtung 1. Wiederum ist von der Interferometervorrichtung 1 lediglich die Fizeaufläche 14 bzw. das Fizeauelement dargestellt.
Bei der in 6 dargestellten Situation ist bei der Verwendung von zeitlich inkohärentem Licht aufgrund eines zu großen Weglängenunterschieds 22 ein großer Teil der zu vermessenden Oberfläche 2 nicht interferenzfähig. Insbesondere kann die Hälfte der hier abgebildeten sphärischen Kavität unter Umständen nicht interferenzfähig sein. Somit ist die Oberfläche 2 nicht vollständig prüfbar.
Für diese, in 6 dargestellte Situation ermöglicht die Interferometervorrichtung 1 die Verwendung des ersten Betriebsmodus, bei dem die Messstrahlung 5 als zeitlich kohärente Messstrahlung aus einem Betrieb der Laserstrahlungsquelle 4 überhalb der Laserschwelle ausgebildet wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Kohärenzlänge der in der in 6 dargestellten Situation verwendeten Messstrahlung 5 in dem ersten Betriebsmodus der Interferometervorrichtung 1 derart gewählt wird, dass sie größer ist als die Weglängendifferenz 22.
7 zeigt eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines Verfahrens zur interferometrischen Vermessung der Oberfläche 2 des optischen Elements 3.
In einem Erzeugungsblock 30 wird unter Verwendung der Strahlungsquelle 4 die Messstrahlung 5 erzeugt. In einem Beeinflussungsblock 31 wird mittels der Beleuchtungseinrichtung 6 die Messstrahlung 5 beeinflusst und in einem Erfassungsblock 32 wird mittels der Kameraeinrichtung 7 ein Interferogramm der Messstrahlung 5 erfasst.
Bei dem Verfahren kann in dem Erzeugungsblock 30 die Strahlungsquelle 4 in einem ersten Modusblock 30a in dem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Modusblock 30b in dem zweiten Betriebsmodus betrieben werden. Hierbei unterscheiden sich die Betriebsmodi in den Modusblöcken 30a und 30b hinsichtlich der Kohärenz und/oder des Wellenlängenspektrums 8 der erzeugten Messstrahlung 5.
Die Betriebsmodi werden hierbei mit ein und derselben Strahlungsquelle 4 verwirklicht.
In einem Verzögerungsblock 33 wird die Interferenzfähigkeit der Messstrahlung 5 mittels der in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus betreibbaren Verzögerungseinrichtung 9 beeinflusst.
Hierbei ist vorgesehen, dass bei einem Vorliegen einer gekrümmten Form der Oberfläche 2 die Oberfläche 2 in dem ersten Betriebsmodus vermessen wird und bei einem Vorliegen einer ebenen Form der Oberfläche 2 die Oberfläche 2 in dem zweiten Betriebsmodus vermessen wird.
Im Rahmen des Erzeugungsblocks 30 ist in dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise vorgesehen, dass die Strahlungsquelle 4 eine Laserstrahlungsquelle ist und in dem ersten Betriebsmodus in dem ersten Modusblock 30a oberhalb einer Laserschwelle betrieben wird und in dem zweiten Betriebsmodus in dem zweiten Modusblock 30b unterhalb einer Laserschwelle betrieben wird.
Ferner ist in dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Verzögerungsblock 33 die Verzögerungseinrichtung 9 derart betrieben wird, dass eine optische Wirkung der Verzögerungseinrichtung 9 auf die Messstrahlung 5 lediglich in dem zweiten Betriebsmodus gemäß dem zweiten Modusblock 30b zugeschaltet wird.
Hierbei wird im Rahmen des Verzögerungsblocks 33 in dem zweiten Betriebsmodus ein Teil der Messstrahlung 5 aus einem Strahlengang der Messstrahlung 5 mittels der ersten Strahlteilereinrichtung 11 abgezweigt und mittels des verschiebbaren Reflektorspiegels 12 zurückreflektiert und mittels der ersten Strahlteilereinrichtung 11 wieder in den Strahlengang der Messstrahlung 5 eingekoppelt.
Ferner ist in dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass im Rahmen des Verzögerungsblocks 33 in dem ersten Betriebsmodus, welcher dem ersten Modusblock 30a nachgelagert ist, die in Richtung der Verzögerungseinrichtung 9 abgezweigte Messstrahlung 5 mittels der Strahlblockeinrichtung 13 blockiert wird.
Die Erfindung eignet sich in besonderem Maße für optische Elemente 3 bzw. Spiegel, bei denen es sich vorzugsweise um die Spiegel 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere der in 1 prinzipmäßig gezeigten EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 handelt. Bei der Projektionsbelichtungsanlage 100 gemäß 1 für die Halbleiterlithografie weist vorzugsweise wenigstens einer der Spiegel 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi eine optische Oberfläche 2 auf, welche wenigstens teilweise mit dem vorbeschriebenen Verfahren überprüft ist. Alternativ und/oder ergänzend ist wenigstens eine optische Oberfläche 2 eines der Spiegel 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi wenigstens teilweise mit der vorbeschriebenen Interferometervorrichtung 1 überprüft.
Die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit optischen Elementen 3, insbesondere Linsen 207 von DUV-Projektionsbelichtungsanlagen 200 Anwendung finden. Das Ausführungsbeispiel ist dabei analog derart zu verstehen, dass es sich bei dem optischen Element 3 um eine Linse 207 der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200, handelt.
Bezugszeichenliste

1: Interferometervorrichtung
2: Oberfläche
2a: erste Oberfläche
2b: zweite Oberfläche
3: optisches Element
4: Strahlungsquelle
5: Messstrahlung
6: Beleuchtungseinrichtung
7: Kameraeinrichtung
8: Wellenlängenspektrum
9: Verzögerungseinrichtung
10: Schalteinrichtung
11: erste Strahlteilereinrichtung
12: Reflektorspiegel
13: Strahlblockeinrichtung
14: Fizeaufläche
15: Kollimatorschnittstelleneinrichtung
16: Tubuslinse
17: Abbildungsmodul
18: zweite Strahlteilereinrichtung
19: Raumfiltereinrichtung
20: x-Achse
21: y-Achse
22: Weglängenunterschied
30: Erzeugungsblock
30a: erster Modusblock
30b: zweiter Modusblock
31: Beeinflussungsblock
32: Erfassungsblock
33: Verzögerungsblock
100: EUV-Projektionsbelichtungsanlage
101: Beleuchtungssystem
102: Strahlungsquelle
103: Beleuchtungsoptik
104: Objektfeld
105: Objektebene
106: Retikel
107: Retikelhalter
108: Retikelverlagerungsantrieb
109: Projektionsoptik
110: Bildfeld
111: Bildebene
112: Wafer
113: Waferhalter
114: Waferverlagerungsantrieb
115: EUV- / Nutz- / Beleuchtungsstrahlung
116: Kollektor
117: Zwischenfokusebene
118: Umlenkspiegel
119: erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegel
120: erste Facetten / Feldfacetten
121: zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegel
122: zweite Facetten / Pupillenfacetten
200: DUV-Projektionsbelichtungsanlage
201: Beleuchtungssystem
202: Retikelstage
203: Retikel
204: Wafer
205: Waferhalter
206: Projektionsoptik
207: Linse
208: Fassung
209: Objektivgehäuse
210: Projektionsstrahl
Mi: Spiegel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008009600 A1 [0096, 0100]
US 20060132747 A1 [0098]
EP 1614008 B1 [0098]
US 6573978 [0098]
US 20180074303 A1 [0117]

Claims

Interferometervorrichtung (1) zur Vermessung einer Oberfläche (2) eines optischen Elements (3), aufweisend: - eine Strahlungsquelle (4) zur Erzeugung einer Messstrahlung (5), - eine Beleuchtungseinrichtung (6) zur Beeinflussung der Messstrahlung (5) und - eine Kameraeinrichtung (7) zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung (5), dadurch gekennzeichnet, dass - die Strahlungsquelle (4) einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus aufweist, die sich hinsichtlich einer Kohärenz und/oder eines Wellenlängenspektrums (8) der erzeugten Messstrahlung (5) unterscheiden, und - eine in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus betreibbare Verzögerungseinrichtung (9) zur Beeinflussung einer Interferenzfähigkeit der Messstrahlung (5) vorgesehen ist, wobei - eine Schalteinrichtung (10) vorgesehen und eingerichtet ist, um bei einem Vorliegen einer gekrümmten Form der Oberfläche (2) die Oberfläche (2) in dem ersten Betriebsmodus zu vermessen und bei einem Vorliegen einer ebenen Form der Oberfläche (2) die Oberfläche (2) in dem zweiten Betriebsmodus zu vermessen.
Interferometervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (4) eine Laserstrahlungsquelle ist und der erste Betriebsmodus eine Laser-Emission ist und der zweite Betriebsmodus eine verstärkte spontane Emission der Laserstrahlungsquelle (4) ist.
Interferometervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtung (9) eine erste Strahlteilereinrichtung (11), einen verschiebbaren Reflektorspiegel (12) sowie eine Strahlblockeinrichtung (13) aufweist.
Interferometervorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strahlteilereinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, einen Teil der Messstrahlung (5) aus einem Strahlengang der Messstrahlung (5) zu der Verzögerungseinrichtung (9) hin abzuzweigen und wieder in den Strahlengang des Messstrahlung (5) einzukoppeln.
Interferometervorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlblockeinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, eine Einkopplung der abgezweigten Messstrahlung (5) aus der Verzögerungseinrichtung (9) in den Strahlengang der Messstrahlung (5) zu blockieren.
Interferometervorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektorspiegel (12) derart verschiebbar ist, dass eine optische Weglänge der abgezweigten Messstrahlung (5) veränderbar ist.
Verfahren zur interferometrischen Vermessung einer Oberfläche (2) eines optischen Elements (3), unter Verwendung - einer Strahlungsquelle (4) zur Erzeugung einer Messstrahlung (5), - einer Beleuchtungseinrichtung (6) zur Beeinflussung der Messstrahlung (5) und - einer Kameraeinrichtung (7) zur Erfassung eines Interferogramms der Messstrahlung (5), dadurch gekennzeichnet, dass - die Strahlungsquelle (4) in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus, die sich hinsichtlich einer Kohärenz und/oder eines Wellenlängenspektrums (8) der erzeugten Messstrahlung (5) unterscheiden, betrieben werden kann und - eine Interferenzfähigkeit der Messstrahlung (5) mittels einer in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus betreibbaren Verzögerungseinrichtung (9) beeinflusst wird, - wobei bei einem Vorliegen einer gekrümmten Form der Oberfläche (2) die Oberfläche (2) in dem ersten Betriebsmodus vermessen wird und - wobei bei einem Vorliegen einer ebenen Form der Oberfläche (2) die Oberfläche (2) in dem zweiten Betriebsmodus vermessen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (4) eine Laserstrahlungsquelle (4) ist und in dem ersten Betriebsmodus oberhalb einer Laserschwelle betrieben wird und in dem zweiten Betriebsmodus unterhalb einer Laserschwelle betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Verzögerungseinrichtung (9) lediglich in dem zweiten Betriebsmodus derart betrieben wird, dass - ein Teil der Messstrahlung (5) aus einem Strahlengang der Messstrahlung (5) mittels einer ersten Strahlteilereinrichtung (11) abgezweigt wird, und - mittels eines verschiebbaren Reflektorspiegels (13) zurückreflektiert wird, und - mittels der ersten Strahlteilereinrichtung (11) wieder in den Strahlengang der Messstrahlung (5) eingekoppelt wird, wobei b) in dem ersten Betriebsmodus die abgezweigte Messstrahlung (5) mittels einer Strahlblockeinrichtung (13) blockiert wird.
Lithografiesystem, insbesondere Projektionsbelichtungsanlage (100, 200) für die Halbleiterlithografie, mit einem Beleuchtungssystem (101, 201) mit einer Strahlungsquelle (102) sowie einer Optik (103, 109, 206), welche wenigstens ein optisches Element (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) aufweist, wobei wenigstens eines der optischen Elemente (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) eine optische Oberfläche (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der optischen Elemente (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) eine optische Oberfläche (2) aufweist, welche wenigstens teilweise - mittels einer Interferometervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder - mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 9 vermessen ist.