JP2016515222A - 照射光を案内するための光導波路 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は照射光を案内するための光導波路に関する。さらに、本発明は、そのような導波路を備えるアセンブリ、そのようなアセンブリを備える照射光学ユニット、およびそのような照射光学ユニットを備える検査装置に関する。
そのような導波路は、照射光学ユニットにおいて使用することができる。
本発明により、少なくとも1つの結合出力デバイスによって、結合出力される結合出力照射光部分ビーム、およびさらなる使用に対する照射光ビームの残りの部分の両方とも提供できるようになることが分かった。本明細書では、ビームまたは光ビームは、照射光源の特定の方向の放射を意味する。そのような光ビームは、光学部品によって案内され得て、画成された開始面から、画成されたターゲット表面まで光学部品を通過する多量の照射光個々の光線を含む。その一例は、投影レンズの対物フィールドから結像フィールドに向かって投影レンズの開口を通過する結像光ビームである。
照射光ビームの残りの部分および結合出力照射光部分ビームは、両方とも画成された有限の断面および画成された発散を有する。この場合、照射光ビームの残りの部分は、結合出力されない照射光を表わす。
特に、光導波路の使用に適切な照射光学ユニットは、対物フィルム全体ではなく、その一部分のみを照射すればよい場合が多く、照射される対象は、照射される部分的な対物フィールドに対して変位することによって完全に照射されることが分かった。そのような変位は、走査の態様で達成することができる。これらの場合、対物フィールド全体の一部のみを照射すればよいため、元々は対物フィールドの残りの部分の照射のために提供された照射光も、他の目的に原則として利用可能である。対物フィールド全体のセグメントのみが、投影光学ユニットの結像面において、たとえば空間分解検出デバイス、たとえば、カメラによって検出されるのは、多くの場合照射される対物フィールドの結像中の場合である。この場合、投影光学ユニットは、対物フィールドの対応するセグメントを結像させるだけでよい。照射光学ユニットおよび光源を備える照射系は、適切な場合は、過度に安全性を確保して対物フィールドの前記セグメントを照射するだけでよい。その場合、検出中に検出される対物フィールドは、投影光学ユニットによって全体的に検出可能な対物フィールドの一部に過ぎない。検出中に使用される対物フィールドのセグメントは、複数の相互に分離した対物フィールド区画を有することができる。
導波路は、EUV(極紫外)、VUV(真空紫外)、DUV(遠紫外)、UV、VIS、さもなければIRスペクトル領域で使用される光波長領域の照射光とともに使用するために具現化することができる。
請求項2に記載の結合出力ミラーは、無理のない費用で製造することができる。
本体出口領域に対する結合出力デバイス、特に少なくとも1つの結合出力ミラーの接続は、機械的な接続要素によって達成することができ、または密着係合、摩擦係合、もしくはまたは確動ロッキング係合によって達成することができる。結合出力デバイス、特に結合出力ミラーを導波路本体と一体的に、または一体構造で具現化することも可能である。結合出力ミラーの代わりとして、少なくとも1つのレンズ素子、および/または少なくとも1つのプリズム、および/または少なくとも1つの回折素子が結合出力デバイスの一部になり得る。
請求項4および5に記載のミラー面の構成の変形形態は、光学的な要求事項、およびまた構造的な境界条件に応じて特に適切であると判明した。結合出力照射光部分ビームがミラー面によって照射光ビームの残りの部分の方向に向けられる場合、ミラー面は、照射光ビームの残りの部分に面する。結合出力照射光部分ビームがミラー面によって照射光ビームの残りの部分から離れる向きに向けられる場合、結合出力ミラーのミラー面は、反対を向く。
請求項7に記載の導波路本体としての透過性または透明の中実体は、特にDUV領域の、またはより長い照射光波長に特に適していると判明した。
請求項8に記載のプリズムアタッチメントによって、結合出力照射光部分ビームは、コンパクトに結合出力することができる。
請求項10に記載のプリズムアタッチメントは、結合出力照射光部分ビームの方向の変化を用いることができ、照射光ビームの残りの部分から分離させるために、前記方向の変化が屈折によって引き起こされる。一方で、プリズム壁での屈折結合出力、他方で、同じプリズム壁での反射を組合せて使用することができる。このようにして、複数の結合出力照射光部分ビームを、全く同一のプリズム壁によって生成することができる。これは、この複数の結合出力部分ビームを、異なる、あるいは冗長な意図された用途に提供するために使用することができる。屈折によってプリズム壁で結合出力される照射光の使用に関しては、さらなる偏向光学ユニット、たとえば、少なくとも1つのミラーまたは少なくとも1つのプリズムを使用することによって、照射光ビームの残りの部分からの結合出力を達成することが可能である。また、屈折によって結合出力される照射光部分ビームは、たとえば、この結合出力照射光部分ビームを測定するためのセンサに供給されてもよい。
請求項11に記載のアセンブリ、そのようなアセンブリを備える照射光学ユニット、および請求項15に記載の検査装置の利点は、本発明による導波路に関連して既に上で説明したものに相当する。測定デバイスは、開口紋りを備えることができる。開口紋りは、結合出力照射光部分ビームの角スペクトルに影響を及ぼすために役立つことができ、この角スペクトルが測定デバイスによって検出されることになる。あるいはまたはさらに、結合出力照射光部分ビームの断面全体から、検出のために所定のセグメントを選択する絞りを設けることができる。測定デバイスは、象限センサを備えることができる。測定デバイスは、少なくとも1つのシェーディング絞りを備えることができる。測定デバイスは、照射光の線量測定に使用することができる。この場合、結合出力照射光部分ビームは、さらなる使用に利用可能な照射光ビームの残りの部分の角スペクトルに正確に対応する、結合出力照射光部分ビームの個々の光線の角スペクトルによって有利に測定される。線量測定に利用可能な照射光の角スペクトルが、実際の使用に利用可能な照射光から偏移することにより発生する線量測定誤差がなくなる。
請求項13に記載のビームセグメントの検出によって、センサデバイスを用いて結合出力ビームセグメント全体を評価する必要性が回避される。結合出力ビームセグメントは、結合出力照射光部分ビームの断面全体における測定窓によって形成されてもよく、その測定窓は、両方の断面座標においてビーム断面全体よりも著しく小さい。あるいは、センサは、結合出力照射光部分ビームの断面の帯状部分を検出することもできる。したがって、結合出力照射光部分ビームの伝搬に垂直な方向に、ビームの強度を積分することができ、その場合検出される帯状部分がビーム断面の所定の高さにある。
本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して以下でより詳細に説明する。
本体3へ入るときの照射光2が極めて概略的に示されているに過ぎない。本体3は、入口領域4と出口領域5との間が途切れたように示されている。
結合出力照射光部分ビーム11は、導波路本体3から全体的に出射する照射光2の断面12の20%であってもよいが、さらにより小さくてもよい、たとえば、導波路本体3から全体的に出射する照射光の断面12の15%未満、10%未満、5%未満、さもなければさらに低い割合であってもよい結合出力断面を有することができる。原則として、特に複数の結合出力される結合出力照射光部分ビームの場合は、全結合出力断面、すなわち、複数の結合出力照射光部分ビームの場合の、これらの部分ビームの断面の和も、全体的に出射する照射光2の断面の20%よりも大きくてもよく、たとえば、この全断面の30%、40%もしくは50%であってもよく、またはさらに一層大きくてもよい。
照射光ビームの前記残りの部分15から結合出力照射光部分ビーム11を分離することができるように、結合出力デバイス10は、出射する照射光ビームの残りの部分15から結合出力照射光部分ビーム11を結合出力する。図1による結合出力デバイス10の実施形態の場合は、出射する照射光2の結合出力デバイス10からのそのような分離が距離Lから開始することが可能である。前記距離Lは、導波路本体3の長さの2分の1よりも小さくてもよく、または1/4未満でもよく、さもなければ導波路本体3の長さの1/10未満であってもよい。入射角βに応じて、照射光ビームの残りの部分15からの結合出力照射光部分ビーム11の分離が可能となる開始長さLを事前に規定することが可能である。
結合出力ミラー16は、たとえば、接着層19aによって平行六面体のミラーキャリア17に接続されるくさび板として具現化される。結合出力ミラー16とミラーキャリア17との間の接続に対する他の技法も可能である。それに応じて、ミラーキャリア17も、導波路本体3に接続される。
くさび形の結合出力ミラー16のくさび頂点19は、出口面14と一致する。あるいは、くさび頂点19は、導波路本体3から間隔を置いて配置されてもよい。
結合出力デバイス10とは対照的に、図2による結合出力デバイス20の場合は、結合出力ミラー16およびミラーキャリア17は、一体構造のミラー/キャリア本体21を形成するように合体される。他の点では、図2による結合出力デバイス20は、図1による結合出力デバイス10に対応する。図示しない変形形態では、ミラーキャリア17は、導波路本体3に一体的に接続されてもよい。
図3および図5による結合出力デバイス22も、くさび形の結合出力ミラーを有する。結合出力ミラーは、結合出力デバイス22の主構成要素を構成する。結合出力ミラー22のミラー面23は、照射光ビームの残りの部分15とは反対を向く。結合出力デバイス22は、切り刃の形態で作られ、くさび形の結合出力ミラー22のくさび頂点19は、今度も出口面14にある。結合出力ミラー22は、図示しない仕方で導波路1の本体3によって担持される。
図4および図6は、結合出力デバイス24のさらなる実施形態を示す。図3および図5による結合出力デバイス22とは対照的に、照射光ビームの残りの部分15に面する背面壁25は、平面のやり方では具現化されず、むしろ受光角αに適合する仕方で、傾斜壁区間26を有する。その結果、照射光ビームの残りの部分15の照射光が、背面壁25によってあまり妨害されないので、使用可能な照射光ビームの残りの部分15のより大きな断面を、出口面14において利用できる。
導波路1のさらなる実施形態について、図7を参照して以下で説明する。図1〜図6を参照して、特に図3を参照して既に上で説明したものに対応する構成要素には、同じ参照数字がついており、再び詳細には論じない。
照射光は、出口面14にある結合出力表面29から結合出力される。前記結合出力表面29には、照射光2に対する反射防止コーティングが施されていてもよい。
図8および図9は、図7による導波路本体27、ならびに図4および図6による結合出力デバイスに相当する結合出力デバイス24を備える導波路1のさらなる実施形態を示す。
導波路1のさらなる実施形態について、図11を参照して説明する。図1〜図10、特に図10を参照して既に上で説明したものに対応する構成要素および機能には、同じ参照数字がついており、再び詳細には論じない。
図12および図13は、結合出力照射光部分ビーム11を結合出力するための結合出力デバイスとしてのプリズムアタッチメント35、36のさらなる実施形態を示す。
プリズムアタッチメント35、36は、導波路本体27に一体的に、すなわち、一体構造で接続されている。図12によるプリズムアタッチメント35の場合は、結合出力照射光部分ビーム11に対して部分的に反射性があり、部分的に結合出力効果を有するプリズム壁37が、図11による実施形態とは反対の45°の傾斜で具現化され、それによって、図11による実施形態の場合とは異なり、図12によるプリズム壁37で反射される結合出力照射光部分ビーム11の一部は、結合出力表面29を通って結合出力される照射光ビームの残りの部分15の光路と、前記照射光ビームが結合出力される前に交差する。
プリズムアタッチメント35、36のプリズム壁37は、完全反射するとして具現化される必要はない。その場合、プリズム壁37を通って送出される結合出力照射光部分ビーム11のさらなる部分が、たとえば、さらなる偏向ミラー(図示せず)によって結合出力の後に、照射光ビームの残りの部分15から分離され、これは、図12および図13には示されていない。
例示的な実施形態を参照して記載した異なる変形形態において、結合出力するために使用された光学面は、図示するような平面としてだけではなく、結合出力または偏向効果に加えてビーム成形効果も有する湾曲面として具現化されてもよい。前記表面の湾曲は、たとえば、センサ上に結合出力光を結像させるまたは集束させるために使用することができる。この場合、湾曲面は、そのような結像または集束光学ユニットを単独で構成してもよく、または対応する結像または集束光学ユニットの一部であってもよい。
図14は、例として、図1〜図13による導波路1を使用することができる照射光学ユニットにおいて、検査装置の対象面または照射フィールド面37a(図16参照)の照射フィールド38および対物フィールド38aを大きく拡大した図で示す。
対物フィールド38aの区画38aaは照射光ビームの残りの部分15によって照射されず、すなわち照射されないままである。したがって、対物フィールド区画38aaでは、照射フィールド38は、対物フィールド38aとオーバーラップしない。
対物フィールド38aおよび照射フィールド38は、デカルト座標x、yとの関連で以下に記載される。x軸は、図14において右に向かって伸びる。y軸は、図14において上に向かって伸びる。
対物フィールド区画38aaにある領域38bは、結合出力照射光部分ビーム11を生成するために結合出力される照射光2のその部分に相当する。
対物フィールド38aは、さらに以下で説明するマスク検査装置の投影光学ユニットによって結像する使用されるフィールド領域39、および検査中に使用されないままの自由フィールド領域40を有する。使用されるフィールド領域39は、対物フィールド38aの照射される区画にある。図14による実施形態の場合は、2つの矩形の使用されるフィールド領域39が、対物フィールド38aの前記照射される区画にある。使用されるフィールド領域39は、互いに間隔を置いて配置され、互いに切り離されている。使用されるフィールド領域39は、矩形である。
図1〜図13による導波路1の上記結合出力デバイスは、照射光2全体によって全体的に照射され得る照射フィール内部の走査するために必要な対物フィールド38aの所定の配置に応じて、または照射フィールド38内の走査される使用されるフィールド領域39および自由フィールド領域40の所定の配置に応じて、前記結合出力デバイスは、結合出力がない場合に照射に寄与する対応する断面領域の照射光2を、結合出力照射光部分ビーム11として結合出力するように作られる。その場合、照射光ビームの残りの部分15は、使用されるフィールド領域39を照射し続ける。結合出力がない場合に対物フィールド38a内で照射される、他の、隣接する領域(図14の対物フィールド区画38aa参照)は、照射光ビームの残りの部分15によって照射されない。
対応する、蛇行する走査経路40aが図15の矢印によって示される。
レチクル42は、レチクル変位駆動装置(図示せず)に動作可能に接続されるレチクルホルダ(より具体的な詳細は図示せず)によって担持される。レチクル変位駆動装置は、検査中に、既に上で説明したように、レチクル42の漸進的または走査変位を行う。マスクまたはレチクルの検査装置の例は、独国特許第102 20 815 A1号および米国特許出願公開第2012/0163698号により知られている。
導波路1の下流に、照射光ビームの残りの部分15が、(概略的に示す)結像光学ユニット46を介して照射フィールド38まで案内される。この場合、フィールド面14が照射フィールド38に結像する。
導波路1とともに結像光学ユニット46は、検査装置41の照射光学ユニットの一部を構成する。前記照射光学ユニットは、照射光ビームの残りの部分15を使用する下流の光学ユニットの例である。
線量測定センサ52によって、マスク検査中に、再現可能な照射条件が照射フィールド38内にあることが保証される。
線量測定センサ52は、照射に使用される照射光ビームの残りの部分ともほぼ同じの、線量測定センサ52に対する検出ビームの角分布を検出するように配置することができる。検出ビームは、照射光ビームの前記残りの部分と比例する強度をさらに有する。
線量測定センサ52の代わりとして、または線量測定センサ52に加えて、フィールド位置センサを使用することができ、フィールド位置センサによって、空間における照射される照射フィールドの位置を検出することが可能である。そのようなフィールド位置センサは、空間分解センサとして、たとえば象限センサとして具現化することができる。照射フィールド面上の位置を検出するために、フィールド位置センサは、対応する測定する光学ユニットを備えることができる。線量測定センサの代わりとして、または線量測定センサに加えて、瞳センサをさらに使用することができる。瞳センサは、同様に空間分解センサとして作られてもよく、照射フィールドの照射の照射角分布を測定することができる。
結合出力照射光部分ビーム11を検出するセンサ52によって確認される測定変数は、制御/調整デバイス53によって、投影露光装置の、たとえばレチクルホルダの対象変位駆動装置の、および/またはレチクル42が結像するウエハに対するウエハホルダのウエハ変位駆動装置の構成要素を駆動するためにも、さもなければ光源43の、および/または照射光学ユニットの、および/または投影光学ユニット48の少なくとも1つの構成要素の変位を制御するために使用することができる。
中空導波路1に入るときの照射光2の偏心および傾斜を確認するための検出デバイス58の様々な実施形態について、図18〜図26を参照して以下に記載する。検出デバイス58は、結合出力照射光部分ビームの特性である測定変数を検出するための測定デバイスの例である。図1〜図16を参照して既に上で説明したものに対応する構成要素および機能には、同じ参照数字がついており、再び詳細には論じない。
検出デバイス58のセンサ(図18には示さず)は、検出面59に配置される。図示するように、検出面59は、平坦であるが、原則として湾曲していてもよい。それに応じて、したがって、湾曲した検出器面を有する検出デバイス58を使用することができる。
点P2および点P3は、図面の面内で本体入口領域4の入口側限界点を構成する。距離d、すなわち、点P2と点P3との間の距離は、導波路キャビティ6の入口側寸法を表わす。
光線f2およびf3は、導波路1内部で反射なしに導波路1の入口領域4から点Qまで通過した照射光2の角度範囲の境界を定める。この角度範囲は、ゼロ次の反射とも呼ばれる。
導波路キャビティが、キャビティ6の境界を定める平行六面体の面うちの2つの面と平行な断面において矩形断面を有し、キャビティ6を貫く導波路1の中心軸8が、前記断面内に、たとえば、図1以降の図面の面内にある限り、以下が成り立つ。
導波路1の長手方向軸8に対する照射光2の角度に応じて、照射光2は、特定の入口点、たとえば、入口点P2から開始して、入口領域4と出口領域8との間で特定の数nの反射を受けている。前記反射の数は、反射の次数と呼ばれる。導波路1の内部壁7で全く反射されない照射光2は、ゼロ次の反射を規定する。光が出口領域5から出射した後に「上に向かって」、すなわち、たとえば、図17の左側の座標系の正のx方向に、または負のx方向に反射されるかどうかに応じて、+n次のまたは−n次の反射が反射の数nに応じて発生する。
それに応じて、光線g1〜g4が、点Rを通過する反射のそれぞれの次数に割り当てられる。
h1は、観察面60内で光線f3と光線g3との間の、または光線f2と光線g2との間の距離を表わし、この観察面が出口面14と平行に伸び、出口面14からの観察面の距離が図19でxによって示される。観察面60内のh3は、たとえば、光線g2と光線g3との間の距離、すなわち、同じ点Qまたは点Rを通過し、一方はP2から、他方はP3から生じる光線間の距離である。
点Sおよび点Tは、照射光ビームの残りの部分15の通過に利用可能な断面12の領域の境界を定める。前記照射光ビームの残りの部分15は、図19を参照して既に上で説明したように、今度も−4〜+4の反射の次数の角スペクトル領域で、周縁光線11およびk4によって境界が定められる。角スペクトルの境界を定めるこれらの周縁光線は、図19による周縁光線g1およびf4と比較してより小さな開口角を有する。これは、図20による導波路1の場合は、導波路1のキャビティ断面と導波路1の長さとの比が、図19による実施形態の場合よりも図20による実施形態の場合の方がより小さいという事実による。
絞り本体61がない場合に生成されるそのような混合光は、望ましくない。
検出面59に結合出力照射光部分ビーム11を案内する目的は、検出面59において導波路1の入射面44aの照射光2の強度分布の像を生成することであり、前記像と、導波路1の入口の照射光の強度分布の様々な元の像とが関連付けられ、この様々な元の像が検出面59において反射の次数に応じて、互いにオフセットして現れる。この反射の次数の画像化については、米国特許第4,918,583号に詳細により完全に記載されている。
検出面59における反射の異なる次数の重ね合わせによって、強度分布の変調が生じる。これは、以下で説明するように、入口領域4における照射光2の偏心および傾斜を確認するために使用することができる。
空間分解検出器62が、検出面59に配置される。検出器62は、CCDカメラであってもよい。検出器62は、中央制御/調整デバイス53に信号接続される。
図20では、センサ領域に対して、63、64、65および66が強調表示され、その重要性について以下で説明する。
結合出力デバイス20aは、湾曲したミラー面18を有する。これは、入射面44aがピンポイントの精度で検出面59に結像する効果を有する。そのような像を、異なる仕方で、たとえば平坦な結合出力ミラーおよび下流のフーリエ光学ユニットによって生成することもできる。
結合出力デバイス20bおよび20cは、たとえば、図4によるものと同様である。出口面14にくさび頂点19を有するミラーくさびが、今度も含まれている。
実際に、その場合、図23〜図26のくさび頂点19(点Q)と出口領域5の上部境界点Tとの間の全断面領域が、照射光ビームの残りの部分15に利用可能である。
この場合、図23および図24による結合出力デバイス20bは、くさび頂点19の領域に非常に小さなくさび角を有する。
導波路1の開口に対応する完全な角スペクトルが、結合出力照射光部分ビーム11が結合出力される場所で利用可能である。
検出面59は、たとえば、図20の右側に描かれるデカルト座標xおよびyにわたって広がる。x軸は、図20の図面の面内で、および同時に検出面59内で伸びる。y軸は、図20の図面の面と垂直に、この面の中へと伸びる。
検出面59は、相対変位rが5未満である値を有する面に近い。
rは、図19に関連して上で説明した、距離h1と距離h3との比である。r=0は、完全なオーバーラップ、すなわち反射のより高次の光線経路を構築するために選ばれた仮想の点(P1、P4参照)を含む、入射面44aの同一の点から生じる光線が、前記光線が出口面14を通過する点とは無関係に検出面59の同じ点に当たることを意味する。r=1は、反射のより高次の光線経路を構築するために選ばれた仮想の点(P1、P4参照)を含む、入射面44aの同一の点から生じるが、出口面14の結合出力照射光部分ビーム11の反対側の境界Qを通過する2つの光が、検出面59の異なる2点に当たり、これらの2点が、入射面の点P2および点P3から同じ点Rまたは点Qを通過する2つの光線の衝突点と精密に同じ距離を有することを意味する。出口面14の点Qおよび点Rをそれぞれ通過する、ゼロ次の反射の光線によって照射される、検出面59の2つの領域を考える場合、相対変位は、(ほぼ同じサイズの)これらの領域の大きさに対するこれらの2つの領域のオフセットを示す。相対変位が大きいほど、検出面59の入射面44aの像の鮮鋭度が低下する。
r=d1/d(1+A/x)
この場合、d1は、点Qと点Rとの間の距離を表わす。したがって、d1/dは、x次元において全断面12に対して出口面14で結合出力される断面が構成する割合である。xは、検出面59および出口面14までの距離を表わし、Aは、導波路1の長さを表わす。
距離x=Aで、下記、r=2αが成り立つ。
距離x→∞で、下記、r→αが成り立つ。
検出面59は、r<1、好ましくr<0.5、特に好ましくはr<0.3が成り立つように選ばれる。
検出面59と出口面14との距離、またはこれらの2つの面間の光路は、導波路本体3の長さの50%〜200%の範囲にあってもよく、特に、導波路本体3と正確に同じ長さであってもよい。あるいはまた、前記距離は、導波路本体の長さの50%未満であっても、または導波路本体の長さの200%を超えてもよい。
図27では、照射強度Iは、導波路1の本体入口領域4の中心に対する中間焦点45の様々な偏心値に対して示されている。偏心「0」、すなわち、本体入口領域4に対する中間焦点45の完全なセンタリングは、実線によって示される。偏心「−50μm」は、破線によって示される。偏心「+50μm」は、点線によって示される。これらの偏心値は、x方向の完全なセンタリングからの偏差に関する。たとえば、図17の左側に示すデカルトxyz座標系が、中間焦点45のこれらの位置の表示に対して適用可能である。z方向は、入射面44aに対する垂線、すなわち照射光2の傾いていない伝搬方向に相当する。前記z方向は、図17において右に向かって伸びる。x方向は、図17において上に向かって伸びる。照射光2の伝搬座標(図17の左の座標系)のy方向は、検出面59が広がるy方向(図17の右の座標系)と平行に、すなわち、図17において図面の面に垂直に、この面の中へと伸びる。
強度が影響する符号は、反射の次数とともに変化する。たとえば、反射の次数「N」と反射の次数「N+1」の範囲では、強度曲線「偏心−50μm」は、強度曲線「偏心+50μm」よりも低い最小値を有するが、これは、反射の次数「N+1」と反射の次数「N+2」の範囲では、全く逆になる。さらに、最小値が影響する符号は、偏心の方向とともに変化する。特定の反射の最小値の場合は、したがって、偏心が正のx方向生じるか、負のx方向に生じるかどうかを識別することが常に可能である。絶対項が小さい反射の次数の範囲では、偏心の依存性は、反射の次数が高い場合よりも大きい。
したがって、図27および図28による強度分布によって、導波路1に入るときの照射光2の焦点位置を検出し、正確に照射光2の光線方向を決定することが可能となる。このように、検出デバイス58によって、照射光2は、測定精度の範囲内で導波路1に対して位置合わせすることができる。
図29に示される、y方向に積分され、x方向に対してプロットされた強度分布は、図27および図28による実線の強度分布に対応する。
センサ63および66は、本体入口領域4での照射光2の伝搬方向の傾斜、すなわち中間焦点45の「傾斜」を測定するために役立つ。したがって、センサ63および66は、以降「xt 1」(x傾斜センサ1)および「xt 2」(x傾斜センサ2)とも呼ばれる。センサ63および66は、xz面において入射面44aに対する垂線zに対する照射光2の伝搬方向の傾斜を測定する。センサxt 1およびxt 2は、それぞれの場合で強度分布の最大の領域に配置され、2つの最大値が中間焦点45の傾斜の強度変化の依存性に関して異なる符号を有するように、2つの最大値の次数が選ばれる。
他の2つのセンサ64および65は、中間焦点45のx偏心を測定する。したがって、以降、センサ64は、「dx 1」、およびセンサ65は、「dx 2」とも呼ばれる。2つのセンサdx 1およびdx 2は、強度分布の最小値に配置され、強度分布の中心の隣接した最小値がここで選ばれる。
センサの対応する配置は、y方向に対して使用することができる。このことが、例として図30の偏心センサ64、65に対して示されている。図30のセンサ64xおよび65xは、図29のセンサ64および65に対応する。2つのさらなるセンサ64yおよび65yが図30にさらに配置され、センサ64および65に関連してx次元に対して既に上で説明したように、中間焦点45のy偏心を測定する。センサ64yおよび65y(dy1およびdy2)は、強度分布の最小値に同様に配置され、強度分布の中心の隣接した最小値を同様に選ぶことができる。これは、結果として図30に示すように、強度分布の中心のまわりの4つの象限I、II、II、IVにおいて4回対称を有するセンサ65y、64x、64yおよび65xの配置となる。そのようなセンサ配置は、象限検出器の支援によって実現することができ、この象限検出器の各象限が図30の象限I〜IVに対応する。そのような象限検出器の個々の象限I〜IVの測定窓を低減させるために、図30による配置のセンサ領域65y、64x、64y、65xの場所にのみ照射光2を送出するシェーディング絞りを設けることが可能である。
事実上、もっぱら信号比dx 1/dx 2は、異なる偏心値の場合に変わる。前記信号比は、偏心−50μmの場合は値100%よりもはるかに小さく、偏心+50μmの場合は値100%よりもはるかに大きく、それによって偏心の方向を比から推定することもできる。
一代替形態構成では、センサ63〜66は、結合出力照射光部分ビーム11の断面の、y方向に伸びる帯状部分全体を検出することもできる。前記帯状部分のx方向の大きさは、それぞれの場合でセンサ63〜66のx位置に対応する。
同じ仕方で、センサ64yおよび65yに関連して既に上で説明したように、y偏心およびy傾斜を検出することができる。その場合、センサ63〜66に対応するさらに2つのセンサ対が、結合出力照射光部分ビーム11の強度分布のy次元の対応する位置に配置される。
変位装置67を、センサ63〜66の信号比によって制御することができ、この変位装置は、図16に示すように、光源43に、および/または図17に示すように導波路1に動作可能に接続されてもよい。導波路1に対する光源43の、および/または光源43に対する導波路1のいずれかの調整された追跡をこの手段によって実現することができ、それによって中間焦点45がそのセンタリングと傾斜に関して最適の位置に常に留まるようになる。
原則として、図32による導波路1が使用される照射光学ユニットの視野絞りであって、既に他の目的のために存在する前記視野絞りを結合出力絞り68として使用することができる。
検出面59では、通常の照射動作に対して同様に使用される測定技術、すなわち結合出力絞り68の中立位置で、たとえば照射系に既に存在する瞳系測定技術を使用することが可能である。あるいはまたはさらに、たとえば図18〜26に関連して既に上で説明したように、検出デバイスを使用することが可能である。絞り本体69とともに、測定位置において、結像光学ユニットを結合出力照射光部分ビーム11のビーム経路に導入することもでき、それに応じて検出デバイス58による測定のために結合出力照射光部分ビーム11を調節する。
上で説明した結合出力デバイス、すなわち、特に、結合出力デバイス10、20、22、24、30、32、35、36および68は、必ずしも本体出口領域5、すなわち出口面14の近くに配置される必要はない。代替として、前記出口面14に対して光学的に共役関係にある面14’に、またはその面の近くに前記結合出力デバイスを配置することが可能である。これについて、特に結合出力デバイス10の例に基づいて、図33および34を参照してさらに一層詳細に説明する。
拡大のために、より小さな角スペクトルが、結合出力する結合出力照射光部分ビーム11内部に生じ、それによって、すれすれ角での結合出力を促進する。
結像光学ユニット73の結像効果のために、像出口面14’の、またはその像出口面の近くの結合出力デバイス10’の光学的効果は、図1による結合出力デバイス10の光学的効果に相当し、それによって結合出力デバイス10’が、図1に関連して既に上で説明したように、導波路本体3から出射する照射光ビームの残りの部分15から結合出力照射光部分ビーム11を分離する。上で説明した他の結合出力デバイスも、出口面14に、またはその面の近くに配置する代わりに、像出口面14’に配置することができ、出口面14に、またはその面の近くの配置に関連して既に上で説明した効果と同じ効果を有することは言うまでもない。
上で説明した結合出力デバイスの場合は、たとえば、結合出力される結合出力照射光部分ビーム11を、それぞれの場合で測定器具に供給することができ、照射光ビームの残りの部分15がレチクル42の照射のために使用される。あるいは、それぞれの結合出力デバイスは、たとえば、レチクル42を照射するために結合出力される結合出力照射光部分ビーム11を結合出力することもでき、導波路本体から出射し、したがって結合出力されない照射光の残りの部分を測定器具に供給し、特に線量測定センサ52および検出もしくはセンサ装置58に関連して既に上で説明したように測定することができる。
Claims (15)
- 照射光(2)を案内するための光導波路(1)であって、
本体入口領域(4)と本体出口領域(5)との間で前記照射光(2)を案内するための導波路本体(3;27)を備え、
出口面(14)の近くの前記本体出口領域(5)に、または前記出口面(14)に対して共役関係にある面(14’)の近くに少なくとも1つの結合出力デバイス(10;20;22;24;30;32;35;36;68;75)を備え、前記結合出力デバイスによって、少なくとも1つの結合出力照射光部分ビーム(11)が、前記結合出力照射光部分ビーム(11)が前記導波路本体(3;27)から出射する前記照射光ビームの残りの部分(15)から分離され得るように、前記導波路本体(3;27)から出射する前記照射光(2)から結合出力され、
前記結合出力デバイス(10;20;22;24;30;32;35;36;68;75)が、照射フィールド(38)に結像することができる前記結合出力照射光部分ビーム(11)が中間フィールド面(14;14’)から、または照射フィールド面(37a)から結合出力されるように配置される、
光導波路(1)。 - 前記結合出力デバイス(10;20;22;24;30;37)が、前記本体出口領域(5)において前記導波路本体(3;27)に接続された少なくとも1つの結合出力ミラーを有することを特徴とする、請求項1に記載の導波路。
- 前記結合出力ミラー(16;21;22;24)が、すれすれ入射で動作することを特徴とする、請求項2に記載の導波路。
- 前記結合出力ミラー(16;35)のミラー面(18;37)が、前記照射光ビームの前記残りの部分(15)に面することを特徴とする、請求項2または3に記載の導波路。
- 前記結合出力ミラー(22;24;30;33;37)のミラー面が、前記照射光ビームの前記残りの部分(15)とは反対を向くことを特徴とする、請求項1から3までのいずれかに記載の導波路。
- 前記導波路本体(3)が、連続的な導波路キャビティ(6)を有する管状本体を有する中空光導波路として作られることを特徴とする、請求項1から5までのいずれかに記載の導波路。
- 前記導波路本体が、前記照射光(2)に対して透過性中実体として作られることを特徴とする、請求項1から5までのいずれかに記載の導波路。
- 前記結合出力デバイス(32;35;36)が、前記本体出口領域(5)に対するプリズムアタッチメントとして作られることを特徴とする、請求項1から7までのいずれかに記載の導波路。
- 前記結合出力照射光部分ビーム(11)が、光学的により密でない媒体での少なくとも部分反射によって前記プリズムアタッチメント(35;36)のプリズム壁(33;35;37)において結合出力されることを特徴とする、請求項8に記載の導波路。
- 前記結合出力照射光部分ビーム(11)が、屈折によって前記プリズムアタッチメント(35;36)のプリズム壁(37)において結合出力されることを特徴とする、請求項8または9に記載の導波路。
- 請求項1から10までのいずれかに記載の導波路を備え、前記結合出力照射光部分ビーム(11)の特性である測定変数を検出するための測定デバイス(52;58)を備える光学アセンブリ。
- 前記測定デバイス(52)の少なくとも1つのセンサ(63〜66)が、
前記導波路入口領域(4)の同一の点(P1;P2;P3;P4)から生じる、前記結合出力照射光部分ビーム(11)における反射の次数が同じ光線(f1、g1;f2、g2;f3、g3;f4、g4)間の距離h1と、
前記導波路出口領域(5)の同じ点(Q、R)を通過する、前記結合出力照射光部分ビーム(11)における反射の次数がゼロの光線(g2、g3)間の最大距離h3と
の比rが、1未満の面の領域に位置する検出面(59)に配置されることを特徴とする、請求項11に記載の光学アセンブリ。 - 前記検出面(59)の前記少なくとも1つのセンサ(63〜66)が、前記結合出力照射光部分ビーム(11)全体の結合出力ビームセグメントを検出することを特徴とする、請求項12に記載の光学アセンブリ。
- 前記アセンブリが、複数のセンサ(63〜66)を備えることを特徴とする、請求項11から13までのいずれかに記載の光学アセンブリ。
- 請求項11から14までのいずれかに記載のアセンブリを含む照射光学ユニットを備え、前記照射光(2)を生成するための光源(43)を備え、照射フィールド(38)を検出する検出デバイス(51)を備える検査装置(41)。
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