WO2009146855A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer optischen eigenschaft eines optischen systems - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer optischen eigenschaft eines optischen systems Download PDF

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WO2009146855A1
WO2009146855A1 PCT/EP2009/003853 EP2009003853W WO2009146855A1 WO 2009146855 A1 WO2009146855 A1 WO 2009146855A1 EP 2009003853 W EP2009003853 W EP 2009003853W WO 2009146855 A1 WO2009146855 A1 WO 2009146855A1
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radiation
optical system
electromagnetic radiation
detector
packets
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PCT/EP2009/003853
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Helmut Haidner
Martin Dressen
Diana Tuerke
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Carl Zeiss Smt Ag
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    • G03F7/706—Aberration measurement

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining an optical property of an optical system.
  • An important field of application of the invention is the wavefront measurement of high-resolution projection objectives in microlithography for semiconductor wafer structuring in order to be able to determine aberrations of the projection objective with high precision.
  • a technique based on lateral shear interferometry as well as other interferometric techniques, such as Point Diffraction Interferometer (PDI), Line Diffraction Interferometer (LDI), and the use of a Shack-Hartmann sensor or Moire -Techniques based sensor possible.
  • PDI Point Diffraction Interferometer
  • LDM Line Diffraction Interferometer
  • Moire -Techniques based sensor possible.
  • a so-called coherence mask is arranged in the object plane of the optical system to be tested. On this an object pattern is arranged.
  • an object pattern is arranged in the image plane of the imaging system.
  • a trained as a diffraction grating reference pattern In the image plane of the imaging system is a trained as a diffraction grating reference pattern. The superposition of the waves generated by diffraction at the diffraction grating results in an overlay pattern in the form of an interferogram, which is detected by means of a suitable detector.
  • Possible embodiments of a coherence mask and of a diffraction grating of a shear interferometer are listed, for example, in DE 10 2005 041 373 A1.
  • the above object can be achieved according to the invention by means of a method for determining an optical property of an optical system of microlithography, in particular of an imaging optical system, which comprises: irradiating electromagnetic radiation to the optical system, detecting the electromagnetic radiation by means of a detector after interaction of the electromagnetic Radiation with the optical system, periodically interrupting the electromagnetic radiation, so that the electromagnetic radiation impinges on the detector in time-limited radiation packets, and evaluating at least two radiation packets detected by the detector for determining the optical property of the optical system.
  • the method according to the invention further comprises the step of determining the optical property from the evaluated radiation packets, such as e.g. from interferograms generated by the radiation packets on the detector.
  • the aforementioned object can also be achieved by means of a device for determining an optical property of an optical system of microlithography, in particular of an imaging optical system.
  • This device comprises: a radiation source configured to generate electromagnetic radiation; and a detector for detecting the electromagnetic radiation upon interaction thereof with the optical system, the device being configured to periodically interrupt the electromagnetic radiation so that the electromagnetic radiation incident on the detector in time-limited radiation packets, and the device further comprises: an evaluation device which is configured to at least two radiation packets detected by the detector for determining the optical property of the evaluate the optical system.
  • the evaluation device is set up to determine the optical property from the evaluated radiation packets.
  • the periodic interruption of the electromagnetic radiation takes place by moving in and out a Verschusselements in the beam path or from the beam path of the electromagnetic radiation. In a further embodiment according to the invention, the periodic interruption of the electromagnetic radiation takes place by triggering a radiation source generating the electromagnetic radiation.
  • the above object can be achieved according to the invention further by means of a further method for determining an optical property of an optical system, which comprises: irradiation of electromagnetic radiation to the optical system, detecting the electromagnetic radiation by means of a detector after interaction of the electromagnetic radiation with the optical system, and Evaluation of at least two temporally limited radiation packets of the electromagnetic radiation detected by the detector for determining the optical property of the optical system, the radiation packets each having a minimum time length of 50 milliseconds, in particular 100 milliseconds.
  • the method according to the invention further comprises the step of determining the optical property from the evaluated radiation packets, such as e.g. from interferograms generated by the radiation packets on the detector.
  • the above object can be achieved according to the invention further by means of a further device for determining an optical property of an optical system.
  • This device comprises: a radiation source configured to generate electromagnetic radiation, and a detector for detecting the electromagnetic radiation upon interaction thereof with the optical system, and an evaluation device configured to receive at least two time-limited radiation packets from the detector detected electromagnetic radiation for determining the optical property of the optical system, wherein the radiation packets each have a minimum time length of 50 milliseconds, in particular 100 milliseconds.
  • the optical property of the optical system determined by means of the device according to the invention or of the method according to the invention can include, for example, the aberration behavior of the optical system. However, the optical property may also include other properties such as the polarization behavior of the optical system.
  • the detection of the at least two radiation packets by means of the detector may, for example in the case of a shear interferometric measurement, comprise the detection of two interferograms generated thereby.
  • the measurement data determined for the respective radiation packet can be offset with one another.
  • the periodic interruption of the electromagnetic radiation can be effected, for example, by triggering the radiation source, for example by switching the radiation source itself on or off, or by mechanically interrupting the beam path of the electromagnetic radiation.
  • a measurement of the detected interferograms can be made with a high degree of accuracy.
  • the generation of the radiation packets makes it possible, in particular, to read out the measurement results from the detector in the irradiation pauses between the individual radiation packets.
  • improved readout accuracy can be achieved as compared to readout during continuous irradiation of the detector.
  • the radiation packets each have a maximum time length of 4 seconds.
  • Length of 4 seconds can be several consecutive radiation packets to
  • the above object can be achieved according to the invention further with a further method for determining an optical property of an optical system.
  • This method comprises irradiating electromagnetic radiation to the optical system, detecting the electromagnetic radiation by means of a Detector for determining the optical property of the optical system, wherein the electromagnetic radiation occurs in time-limited radiation packets to the detector, and determining the respective radiation energy of the individual radiation packets by means of an energy sensor provided in addition to the detector.
  • the method according to the invention furthermore comprises an evaluation of the electromagnetic radiation detected by the detector, for example in the form of interferograms, for determining the optical property of the optical system.
  • the above object can be achieved according to the invention further with a further device for determining an optical property of an optical system.
  • This device comprises: a radiation source configured to generate electromagnetic radiation and a detector for detecting the electromagnetic radiation, wherein the device is configured such that the electromagnetic radiation occurs in timed radiation packets to the detector, and the device further comprising: an energy sensor which is arranged in the beam path of the electromagnetic radiation and is configured to determine the respective radiation energy of the individual radiation packets.
  • the device according to the invention further comprises an evaluation device for determining the optical property by evaluating the electromagnetic radiation detected by the detector, for example in the form of interferograms.
  • Radiation packets which is a function of the wavelength of the radiation understood, but the entire energy of a radiation packet or the total energy that is transported per unit time from the radiation packet. It is about the
  • the respective radiation dose or radiation power of the individual radiation packets is determined by means of the energy sensor.
  • the determination of the radiation energy of the individual radiation packets may include, for example, a time-resolved determination of the radiation energy during the time duration of the respective radiation packet and / or a determination of the total energy of the respective radiation packet.
  • the radiation energy determined by means of the energy sensor for a relevant radiation packet can then be used, for example, to computationally correct the detected interferogram. This allows the optical property to be determined with improved accuracy and reproducibility.
  • the radiation energy is detected in a time-resolved manner by means of the evaluation device for electromagnetic radiation. Then, by means of the evaluation device, the radiation packets are defined in such a way that each of the radiation packets has a total radiation energy which lies within a predetermined energy range.
  • the electromagnetic radiation is interrupted by means of a beam interruption device, in particular periodically, so that the electromagnetic radiation impinges on the detector in the time-limited radiation packets.
  • the beam interruption device can, for example, mechanically interrupt the beam path of the electromagnetic radiation and can be embodied, for example, as a so-called "shutter.” In such an interruption of the electromagnetic radiation, resulting intensity fluctuations can be limited to a minimum.
  • the beam interruption device has a closure element, which is moved into the beam path of the electromagnetic radiation when the electromagnetic radiation is interrupted.
  • the beam interruption device can be embodied in the form of an optical shutter or the so-called “shutter” which has the shutter element in the form of a radiation-tight, mechanically movable element for interrupting the beam path of the electromagnetic radiation.
  • the above object can be achieved according to the invention further by means of a method for determining an optical property of an optical system, which comprises: irradiation of electromagnetic radiation to the optical system, detecting the electromagnetic radiation by means of a detector after interaction of the electromagnetic radiation with the optical system, evaluating the detected electromagnetic radiation by defining temporally limited successive radiation packets by the detected electromagnetic radiation is divided such that the respective total radiant energy of the individual radiation packets is within a predetermined energy range, and determining the optical property of the optical system from the defined radiation packets.
  • the detected electromagnetic radiation can thus also be continuous.
  • the radiation packets are then defined only during the evaluation.
  • the aforementioned object can furthermore be achieved by means of a further device for determining an optical property of an optical system.
  • This device comprises: a radiation source configured to generate electromagnetic radiation; and a detector for detecting the electromagnetic radiation upon interaction thereof with the optical system, and an evaluation device configured to sequentially separate from the detected electromagnetic radiation for a time Defining radiation packets by the detected electromagnetic radiation is divided such that the respective total radiant energy of the individual radiation packets is within a predetermined energy range.
  • the evaluation device is configured to evaluate the defined radiation packets for determining the optical property of the optical system.
  • the electromagnetic radiation is optically changed after its interaction with the optical system by means of an analysis element, the optically altered electromagnetic radiation is detected by means of the detector for determining the optical property of the optical system and the radiation energy of the individual radiation packets before their impact on the analysis element determined by the energy sensor.
  • the analysis element may be, for example, the diffraction grating used therein.
  • the electromagnetic radiation is changed to produce an interferogram.
  • the wavelength of the electromagnetic radiation is in the EUV and / or higher-frequency wavelength range.
  • the radiation source is an EUV radiation source, e.g. in the form of a plasma source, for producing extreme ultraviolet radiation with e.g. configured at a wavelength of 13.4 nm.
  • the optical property of the optical system is determined by evaluating the radiation detected by the detector, the optical property being the aberration behavior of the optical system, which is determined by determining the wavefront of the electromagnetic radiation after interaction with the optical system ,
  • the wavefront of the electromagnetic radiation after interaction with the optical system is determined by means of a wavefront measuring device comprising the detector.
  • the wavefront measuring device in particular comprises the aforementioned analysis structure.
  • the wavefront measuring device is designed as an interferometer. Alternatively, this can also be designed as a Shack Hartmann sensor.
  • the wavefront measuring device is configured as a shear interferometer or so-called “shearing interferometer.”
  • the analysis element is designed as a diffraction grating
  • a wavefront measuring device for example, a point diffraction interferometer or so-called “point diffraction interferometer” Question.
  • a point diffraction interferometer is known to the person skilled in the art, for example, from US Pat. No. 6,307,635 B1.
  • an interferogram is generated on the detector by means of each of the radiation packets.
  • the respective radiation energy of the individual radiation packets is measured by means of an energy sensor, the respective measured radiation energy is assigned the interferogram generated by the corresponding radiation packet, the interferograms are manipulated using the radiation energies associated with the individual interfering rams, and then manipulated Iterferog rammen the wavefront of the electromagnetic radiation is determined after their interaction with the optical system.
  • the corresponding manipulation of the interferograms makes it possible to keep the measurement result free from the influence of intensity fluctuations occurring during generation of the electromagnetic radiation.
  • the manipulation of the interferograms can be done in different ways, as described below.
  • the manipulation of the interferograms comprises the measure of mathematically adapting the respective intensity of the individual interferograms detected by the detector to the radiation energy associated with the respective interferogram.
  • a calibration of the interferograms can be carried out by dividing the detected interferograms by the radiation energies determined for the respective interferograms.
  • the interferograms are respectively generated by superposition of a reference wave with a test wave generated by the respective radiation packet after their interaction with the optical system.
  • different phase differences are generated between the test wave and the reference wave, and the interferograms generated at the individual phase steps are recorded by means of the detector.
  • the manipulation of the interferograms comprises the measure of adapting the respective duration of the interferogram recording taking place during the individual phase steps using the radiation energy assigned to the respective interferogram.
  • the different phase differences of the individual phase steps can be generated, for example, by shifting the diffraction grating or shifting the radiation source transversely to the propagation direction of the electromagnetic radiation, in each case by fractions of the grating period.
  • Phase steps for example 16 phase steps, are performed with a respective stepwise of one nth of the period of the diffraction grating.
  • the manipulation of the interferograms according to the invention by adapting the respective duration of the interferogram recording during the individual phase steps using the radiation energy assigned to the respective interferogram can be effected, for example, by stopping the recording of the interferograms by the detector as soon as the intensity temporally integrated by the energy sensor reaches a desired value has exceeded.
  • intensity fluctuation in the radiation intensity can be corrected.
  • a synchronization of the interferogram recording with the beam interruption device is advantageous, so that, depending on the radiation energy recorded by the detector, the next radiation packet is released sooner or later.
  • the manipulation of the interferograms comprises the measure of discarding an interferogram recorded by means of the detector as a function of the radiation energy or fluctuations determined for this radiation packet.
  • a recorded interferogram can be deleted if the associated radiation energy exceeds a certain upper limit or falls below a certain lower limit.
  • the interferogram measured for a given radiation packet can be deleted from the evaluation and the measurement of the deleted interferogram can be repeated.
  • a derivative of the wavefront calculated from interferograms or the wavefront calculated from the derivatives can also be deleted.
  • the interferograms are respectively generated by superposition of a reference wave with a test wave generated by the respective radiation packet after their interaction with the optical system.
  • different phase differences are generated between the test wave and the reference wave, and the interferograms generated at the individual phase steps are recorded by means of the detector.
  • the respective test wave is generated by means of a diffraction grating with a grating period, and during the recording of a single one Phase step associated interferogram, the phase difference between the test wave and the reference wave is changed by an integer multiple of the grating period.
  • the manipulation of the interferograms comprises the measure of controlling the change in the phase difference during the individual phase steps (slow phase shift) using the radiation energy assigned to the respective interferogram.
  • phase shift This change in the phase difference by an integer multiple of the grating period during the individual phase steps and thus during the integration time of the detector is also referred to as so-called “fast phase shifting.”
  • the change of the phase difference by fractions of the diffraction grating between the individual phase steps becomes “slow.”
  • Phase shift "referred.
  • the "fast phase shift” is advantageous if both the coherence mask and the diffraction grating are each designed as two-dimensional structures.
  • “Fast phase shifting” suppresses unnecessary orthogonal interference orders in the respective interferogram.
  • the “fast phase shifting” can be effected, like the “slow phase shifting” described above, by a lateral movement of the diffraction grating or the coherence mask.
  • the energy sensors are advantageously over the
  • Beam cross section of the electromagnetic radiation distributed This can be a
  • the manipulation of the interferograms comprises the measure, the intensity of the interferograms by means of the pupil-resolved radiation energy as a function of the pupil location, the period required for completely interrupting the electromagnetic radiation by means of the beam interruption device (or the closing time) and the time length of the radiation packet (or the exposure time of the detector).
  • the shear interferometer comprises a coherence mask with a two-dimensional measurement pattern and a two-dimensional diffraction grating.
  • the measurement pattern can be designed, for example, in the form of a checkerboard pattern. The same applies analogously to the two-dimensional diffraction grating. Examples of such coherence masks and diffraction gratings are illustrated for example in DE 10 2005 041 373 A1.
  • the shear interferometer comprises a coherence mask with a measurement pattern and a diffraction grating, wherein the measurement pattern and / or the diffraction grating is configured in a one-dimensional manner.
  • Such shear interferometers are referred to herein as Ronchi shear interferometers. This is understood to mean a shear interferometer with one of the following mask-grid combinations: two-dimensional coherence mask combined with one-dimensional diffraction grating, one-dimensional coherence mask combined with two-dimensional diffraction grating, and one-dimensional coherence mask combined with one-dimensional diffraction grating.
  • the Ronchi shear interferometer does not require a "fast phase shift" because orthogonal interference orders do not exist.
  • an interferogram is generated on the detector by means of each of the radiation packets, which is formed by superposition of a reference wave with a test wave generated by the respective radiation packet after their interaction with the optical system, in different phase steps different phase differences between generates the test wave and the reference wave, the interferograms generated during the individual phase steps are evaluated by means of an evaluation evaluated by the evaluation, which is decided in the evaluation for each recorded interferogram based on a mathematical criterion, whether the respective interferogram is used to determine the optical property or discarded instead.
  • the measurement of the rejected interferogram or of the rejected interferograms is then repeated.
  • the evaluation of the interferograms is from the recorded in the individual steps of the "slow phase shifting" Interferograms calculated the derivative of the wavefront.
  • the corresponding interferogram discarded.
  • strong phase fluctuations occurred during the integration time of at least one interferogram, which can be detected by the described mathematical criterion.
  • the aforementioned object can also be achieved by means of a further method for determining an optical property of an optical system which comprises: irradiating electromagnetic radiation onto the optical system, detecting the electromagnetic radiation by means of a detector after interacting with the optical system in temporally limited successive ones Radiation packets, checking the individual radiation packets based on at least one predetermined criterion, and determining the optical
  • This apparatus comprises: a radiation source configured to generate electromagnetic radiation, a detector for detecting the electromagnetic radiation after interacting with the optical system in temporally limited successive radiation packets, and an evaluation device configured to sample the individual radiation packets to check at least one predetermined criterion, and to determine the optical property of the optical system by evaluating only those radiation packets that meet the predetermined criterion.
  • an interferogram recorded by means of the detector can be discarded depending on the radiation energy or fluctuations determined for this radiation packet.
  • a recorded interferogram may be deleted if the associated radiant energy exceeds a certain upper limit or falls below a certain lower limit.
  • the interferogram measured for a given radiation packet can be deleted from the evaluation and the measurement of the deleted interferogram can be repeated.
  • a derivative of the wavefront calculated from interferograms or the wavefront calculated from the derivatives may also be deleted.
  • the radiation source is configured as an EUV radiation source.
  • the apparatus further comprises a beam interruption device which is configured to interrupt the electromagnetic radiation, so that the electromagnetic radiation impinges on the detector in the time-limited radiation packets.
  • the beam interruption device comprises a closure element and a displacement device, wherein the displacement device is configured to move the closure element into the beam path of the electromagnetic radiation and / or move out therefrom.
  • the device has a wavefront measuring device comprising the detector for measuring the wavefront of the electromagnetic radiation after interaction thereof with the optical system, and the optical property of the optical system which can be determined by means of the device is the aberration behavior of the optical system.
  • the wavefront measuring device comprises a shear interferometer.
  • an exposure apparatus for lithography comprising an optical system e.g. in the form of projection optics for imaging mask patterns onto a wafer. Furthermore, the exposure system comprises the device according to the invention for determining an optical property of the optical system. In one embodiment of the invention, the exposure system is configured as an EUV exposure system.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a first embodiment of a device according to the invention for determining an optical property of an optical system
  • FIG. 2 shows a schematic side view of an exemplary embodiment of a projection exposure apparatus according to the invention for the microlithography with a projection optical system and an integrated therein
  • Plasma source emitted EUV radiation illustrates
  • FIG. 4 shows a power of a plasma source integrated over the beam cross section of the EUV radiation as a function of time when closing an optical shutter
  • Fig. 5 is an illustration of a movement of a shutter member of the optical shutter in interrupting an electromagnetic
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device 10 according to the invention for determining an optical property of an optical system 12 in the form of a
  • Projection optics of a projection exposure system for microlithography is based on EUV
  • the optical system 12 includes only reflective optical elements in the form of mirrors.
  • Fig. 1 illustrates, in addition to the optical axis 13 of the optical system 12, an aperture stop 14, which a pupil 15 of the optical
  • the device 10 comprises a radiation source 16, which is designed as a plasma source for generating electromagnetic radiation 17 in the form of EUV radiation.
  • the EUV radiation 17 is pulsed by the radiation source 16 with a
  • Pulse duration is a few nanoseconds.
  • Fig. 3 shows a measurement of
  • the apparatus 10 further comprises a beam interrupting device 20 in the form of an optical shutter or so-called "shutter.”
  • the beam interrupting device 20 is disposed between the radiation source 16 and an illuminating mirror 18.
  • the beam interrupting device 20 may also be used
  • the beam interruption device 20 comprises a closure element 22 and a displacement device 24, by means of which the closure element 22 can be moved back and forth along a displacement direction 26. In this case, the closure element 22 is moved into the path of the electromagnetic radiation As a result, the electromagnetic radiation 17 can be interrupted, so that the electromagnetic radiation 17 in time-limited radiation packets to a Detector 36 of the device 10 impinges.
  • the beam interrupting device 20 is actuated such that the resulting radiation packets have a maximum time length of 4 seconds, in particular a time length of 100 to 500 milliseconds.
  • the electromagnetic radiation 17 is directed by means of the illumination mirror 18 onto a coherence mask 30 of a shear interferometer.
  • the shear interferometer comprises the coherence mask 30, an analysis element in the form of a diffraction grating 32 and the detector 36.
  • the coherence mask 30 has measuring structures, for example in the form of two-dimensional checkerboard patterns.
  • the coherence mask 30 is designed as a transmission mask.
  • an energy sensor 28 which is configured to determine the radiation energy of the individual radiation packets.
  • the energy sensor 28 is advantageously arranged in the beam path of the electromagnetic radiation 17 in front of the diffraction grating 32.
  • the energy sensor is positioned between the illumination mirror 18 and the coherence mask 30.
  • a plurality of energy sensors 28 may also be arranged in the beam path of the electromagnetic radiation 17, in such a way that the radiation energy of the radiation packets can be determined pupil-resolved with respect to the pupil 15 of the optical system 12.
  • the diffraction grating 32 is attached to a displacement device 34, with which the diffraction grating 32 in the xy plane according to the coordinate system of Fig. 1, and thus transversely to the optical axis 13, is displaceable.
  • an altered electromagnetic radiation 17b is generated, which forms a superposition pattern in the form of an interferogram 39 on a detector surface 38 of the detector 36.
  • the device 10 further comprises a control device 40, with which the displacement device 24 of the beam interrupting device 20, the displacement device 34 of the diffraction grating 32 and the detector 36, as described below, are operated synchronized with each other.
  • the beam interrupting device 20 interrupts the electromagnetic radiation 17 in a periodic sequence, with the result that the electromagnetic radiation 17 traverses the optical system 12 in radiation packets of limited duration.
  • the maximum length of the radiation packets is 4 seconds. In one embodiment, the time length is 100 to 1000 milliseconds.
  • Shifter 34 by a fraction of the period of the diffraction grating 32, for example, shifted by a sixteenth of the grating period. In this case, sixteen so-called phase steps are performed, between which the diffraction grating 32 is offset by a fraction of the grating period.
  • Phase steps are each with the successive radiation packets in the
  • Detector 36 is controlled by the controller 40 such that the interferogram 39 generated during a single phase step over the entire Exposure time of a radiation packet from the detector 36 records or is integrated.
  • the coherence mask 30 has a two-dimensional measurement pattern, and the diffraction grating 32 is also structured two-dimensionally.
  • the diffraction grating 32 is phase-shifted in both the x and y directions in every n steps. From those generated by the phase shifting in the x and y direction
  • Interferograms 39 are calculated by means of an evaluation device 42, the derivatives of the wavefront in the x and y directions. By integration of the two derivatives, the wavefront of the electromagnetic radiation 17 is then calculated after passing through the optical system 12.
  • the aberration behavior of the optical system 12 can be determined from the wavefront thus determined.
  • Radiation packets manipulated by the energy sensor 28 measured radiation energies.
  • the energy sensor 28 measures the respective radiant energy of the associated radiation packet for each of the individual phase steps.
  • the respective measured radiation energy is the respective by the corresponding
  • the respective intensity of the individual interferograms 39 detected by the detector 36 is computationally adapted to the radiation energy associated with the respective interferogram 39. This is done, for example, by dividing the individual interferograms before their further processing by the respectively associated radiation energy.
  • the radiation energy measured by the energy sensor 28 for the respective radiation packet is used to adapt the respective duration of the interferogram recording taking place during the corresponding phase step.
  • the integration of the respective interferogram can be aborted by the detector 36 as soon as Energy sensor 28 is reported that the integrated since the beginning of the radiation packet energy of the radiation packet has exceeded a certain value.
  • an interferogram 39 recorded by means of the detector 36 is discarded if the associated radiation energy determined by the energy sensor 28 exceeds a specific maximum value or falls below a certain minimum value. The measurement of the discarded interferogram 39 is then repeated.
  • the evaluation of the recorded interferograms 39 it is decided on the basis of a mathematical criterion whether the respective interferogram 39 is used for determining the optical property of the optical system 12 or instead is discarded. This can also apply to an entire single measurement. In particular, a derivative of the wavefront calculated from interferograms or the wavefront calculated from the derivatives can also be deleted.
  • the manipulation of the interferograms 39 comprises the action, the intensity of the interferograms 39 by means of the aforementioned pupil-resolved radiation energy as a function of the pupil location, the closing time of the beam-interrupting device 20 illustrated in FIGS. 4 and 5, and the exposure time of the detector 36 for recording a To correct interferogram 39.
  • This correction is particularly advantageous when the closing time accounts for a significant proportion of the exposure time.
  • the measurement pattern of the coherence mask 30 and / or the diffraction grating 32 is designed to be one-dimensional.
  • the "fast phase shift" is not performed because orthogonal interference orders do not exist.
  • the device 10 according to FIG. 1 can be configured such that it can be used independently of a projection exposure apparatus in the laboratory for measuring a single optical system 12, such as a microlithographic projection optics.
  • the device 10 is integrated into a microlithographic projection exposure apparatus.
  • FIG. 2 shows an embodiment of an EUV projection exposure apparatus 50 for microlithography, in which the apparatus 10 is integrated in a slightly modified embodiment compared to the apparatus 10 shown in FIG.
  • the projection exposure apparatus 50 can be embodied as a stepper or as a scanner.
  • the device 10 according to FIG. 2 differs from the device 10 according to FIG. 1 in that the coherence mask 30 is not formed as a transmission mask but as a reflection mask, and that the beam interruption device 20 does not appear in front of the illumination mirror 18 but between the illumination mirror 18 and the coherence mask 30 is arranged.
  • the radiation source 16 and the illumination mirror 18 are part of an illumination system 52 of the projection exposure apparatus 50 for exposing a product mask during the exposure operation of the projection exposure apparatus 50.
  • the projection exposure apparatus 50 includes a mask table 58, which is also referred to as a "reticle stage" and a reference frame 54 and a has with respect to this displaceably mounted mask holding device 56 Coherence mask 30 is held in the embodiment of the measuring method according to the invention of the mask holder.
  • FIG. 2 shows an exemplary projection optics 12, which comprises a plurality of reflective optical elements 60.
  • the projection exposure apparatus 50 comprises a substrate table 66, which may also be referred to as a "wafer stage", comprising a reference frame 64 and a substrate holding device 62.
  • a wafer to be exposed is arranged on the substrate holding device 62 in the exposure mode of the projection exposure apparatus 50.
  • the detector 36 is integrated in an edge region of the substrate holding device 37.
  • FIG. 4 shows in the upper section a power P integrated over the beam cross section of the electromagnetic radiation 17 as a function of the time when the electromagnetic radiation 17 is interrupted by the beam interrupting device 20 in the form of a so-called "shutter" in response to a lower section of FIG. 4
  • the triggering signal S is shown.
  • the time between the triggering of the trigger signal and the closing of the "shutter” is approximately 15 milliseconds.
  • the closing time and, analogously, the opening time of the "shutter” are thus an order of magnitude smaller than the integration time in the phase shift of preferably 100 to 500 milliseconds.
  • FIG. 5 illustrates the interruption of the electromagnetic radiation 17 by moving the shutter member 22 in the displacement direction 26, so that the shutter member 22 successively enters the illumination beam 17a of the electromagnetic radiation 17.
  • FIG. 6 illustrates the improvement of the reproducibility of the interferograms of the interferograms 39 obtained by manipulating the interferograms 39 according to the invention.
  • the diagram shown under (a) in FIG. 6 shows the intensity of interferograms which are used for the individual phase steps of "slow phase shifting" of a conventional Ronchi interferometer for ten consecutive measurements
  • the graph labeled (b) shows the intensities of these interferograms as measured by the apparatus 10 in one embodiment of the invention.
  • FIG. 7 shows a comparison of the reproducibility of measured wavefront deviations, broken down into Zernike coefficients.
  • the graph shown by (a) in Fig. 7 shows the 3-sigma value of the reproducibility of a wavefront deviation measured by a conventional Ronchi interferometer.
  • the graph labeled with (b) in FIG. 7 shows, for comparison, the reproducibility of the wavefront deviation when it is detected by the apparatus 10 in an embodiment according to the invention.
  • the radiation packets are only defined after the impact of the electromagnetic radiation 17 on the detector 36.
  • the detected electromagnetic radiation is subdivided into temporally limited successive radiation packets such that the respective total radiant energy of the individual radiation packets lies within a predetermined energy range.

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) umfasst die Schritte: Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung (17) auf das optische System (12), Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) mittels eines Detektors (36) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12), periodisches Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung (17), so dass die elektromagnetische Strahlung (17) in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor (36) auftrifft, sowie Auswerten von mindestens zwei vom Detektor (36) erfassten Strahlungspaketen zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems. Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Wellenfrontvermessung von hochauflösenden Projektionsobjektiven in der Mikrolithographie zur Halbleiterwaferstruktuherung, um Aberrationen des Projektionsobjektivs mit hoher Präzision bestimmen zu können. Hierfür können, wie dem Fachmann bekannt ist, z.B. eine auf lateraler Scherinterferometrie basierende Technik sowie auch andere interferomethsche Techniken, wie Punktbeugungsinterferometrie (PDI - „Point Diffraction Interferometer), Linienbeugungsinterferometrie (LDI - „Line Diffraction Interferometer") eingesetzt werden. Weiterhin ist die Verwendung eines Shack-Hartmann-Sensors oder eines auf Moire-Techniken basierenden Sensors möglich.
In einer Ausführungsform der Scherinterferometrie wird in der Objektebene des zu prüfenden optischen Systems eine sogenannte Kohärenzmaske angeordnet. Auf dieser ist ein Objektmuster angeordnet. In der Bildebene des Abbildungssystems befindet sich ein als Beugungsgitter ausgebildetes Referenzmuster. Durch die Überlagerung der durch Beugung an dem Beugungsgitter erzeugten Wellen entsteht ein Überlagerungsmuster in Form eines Interferogramms, das mit Hilfe eines geeigneten Detektors erfasst wird. Mögliche Ausführungsformen einer Kohärenzmaske sowie eines Beugungsgitters eines Scherinterferometers sind beispielsweise in DE 10 2005 041 373 A1 aufgeführt.
Allerdings sind die Reproduzierbarkeit und die absolute Genauigkeit der mittels der herkömmlichen scherinterferometrischen Verfahren durchgeführten Wellenfront- messungen oft unzureichend, insbesondere bei auf EUV-Strahlung ausgelegten optischen Systemen. Zugrunde liegende Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Probleme zu überwinden und insbesondere ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen eine optische Eigenschaft eines optischen Systems, insbesondere eines für den EUV- Wellenlängenbereich ausgelegten optischen Systems, mit einer verbesserten Genauigkeit bestimmt werden kann.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems der Mikrolithographie, insbesondere eines abbildenden optischen Systems, gelöst werden, welches umfasst: Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf das optische System, Erfassen der elektromagnetischen Strahlung mittels eines Detektors nach Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit dem optischen System, periodisches Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung, so dass die elektromagnetische Strahlung in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor auftrifft, sowie Auswerten von mindestens zwei vom Detektor erfassten Strahlungspaketen zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt des Bestimmens der optischen Eigenschaft aus den ausgewerteten Strahlungspaketen, wie z.B. aus interferogrammen, die von den Strahlungspaketen auf dem Detektor erzeugt werden.
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß weiterhin mittels einer Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems der Mikrolithographie, insbesondere eines abbildenden optischen Systems, gelöst werden. Diese Vorrichtung umfasst: eine Strahlungsquelle, welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, sowie einen Detektor zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Strahlung periodisch zu unterbrechen, so dass die elektromagnetische Strahlung in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor auftrifft, und die Vorrichtung weiterhin umfasst: eine Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, mindestens zwei vom Detektor erfasste Strahlungspakete zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems auszuwerten. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet, die optische Eigenschaft aus den ausgewerteten Strahlungspaketen zu bestimmen.
In einer Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt das periodische Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung durch Hinein- und Herausbewegen eines Verschusselements in den Strahlengang bzw. aus dem Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung erfolgt das periodische Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung durch Triggern einer die elektromagnetische Strahlung erzeugenden Strahlungsquelle.
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner mittels eines weiteren Verfahrens zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden, welches umfasst: Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf das optische System, Erfassen der elektromagnetischen Strahlung mittels eines Detektors nach Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit dem optischen System, sowie Auswerten von mindestens zwei zeitlich begrenzten Strahlungspaketen der vom Detektor erfassten elektromagnetischen Strahlung zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems, wobei die Strahlungspakete jeweils eine zeitliche Mindestlänge von 50 Millisekunden, insbesondere 100 Millisekunden aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt des Bestimmens der optischen Eigenschaft aus den ausgewerteten Strahlungspaketen, wie z.B. aus Interferogrammen, die von den Strahlungspaketen auf dem Detektor erzeugt werden.
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß weiterhin mittels einer weiteren Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden. Diese Vorrichtung umfasst: eine Strahlungsquelle, welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, sowie einen Detektor zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System, sowie einer Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, mindestens zwei zeitlich begrenzte Strahlungspakete der vom Detektor erfassten elektromagnetischen Strahlung zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems auszuwerten, wobei die Strahlungspakete jeweils eine zeitliche Mindestlänge von 50 Millisekunden, insbesondere 100 Millisekunden, aufweisen. Die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte optische Eigenschaft des optischen Systems kann z.B. das Aberrationsverhalten des optischen Systems umfassen. Die optische Eigenschaft kann aber auch andere Eigenschaften wie z.B. das Polarisationsverhalten des optischen Systems umfassen.
Das Erfassen der mindestens zwei Strahlungspakete mittels des Detektors kann beispielsweise für den Fall einer scherinterferometrischen Messung das Erfassen zweier dabei erzeugter Interferogramme umfassen. Durch das Auswerten von mindestens zwei Strahlungspaketen lassen sich die für das jeweilige Strahlungspaket bestimmten Messdaten miteinander verrechnen. Das periodische Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung kann beispielsweise durch ein Triggern der Strahlungsquelle, etwa durch ein An- und Abschalten der Strahlungsquelle selbst, oder durch ein mechanisches Unterbrechen des Strahlengangs der elektromagnetischen Strahlung erfolgen. Durch das Bereitstellen definierter Strahlungspakete kann eine Messung der erfassten Interferogramme mit einer hohen Genauigkeit erfolgen.
Die Erzeugung der Strahlungspakete ermöglicht insbesondere die Messergebnisse aus dem Detektor in den Bestrahlungspausen zwischen den einzelnen Strahlungspaketen auszulesen. Damit kann eine verbesserte Auslesegenauigkeit im Vergleich zu einem Auslesen während fortdauernder Bestrahlung des Detektors erreicht werden.
In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung weisen die Strahlungspakete jeweils eine maximale zeitliche Länge von 4 Sekunden auf. Durch Bereitstellen der elektromagnetischen Strahlung in Strahlungspaketen mit einer maximalen zeitlichen
Länge von 4 Sekunden lassen sich mehrere aufeinander folgende Strahlungspakete zur
Vermessung des optischen Systems nutzen. Dies ermöglicht, wie bereits vorstehend ausgeführt, eine Bestimmung der optischen Eigenschaft mit einer verbesserten Genauigkeit.
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner mit einem weiteren Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden.
Dieses Verfahren umfasst ein Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf das optische System, ein Erfassen der elektromagnetischen Strahlung mittels eines Detektors zur Bestimmung der optischen Eigenschaft des optischen Systems, wobei die elektromagnetische Strahlung in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor auftritt, sowie ein Bestimmen der jeweiligen Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete mittels eines zusätzlich zum Detektor bereitgestellten Energiesensors. Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin ein Auswerten der vom Detektor erfassten elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise in Gestalt von Interferogrammen, zur Bestimmung der optischen Eigenschaft des optischen Systems.
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner mit einer weiteren Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden. Diese Vorrichtung umfasst: eine Strahlungsquelle, welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, sowie einen Detektor zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung, wobei die Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die elektromagnetische Strahlung in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor auftritt, und die Vorrichtung weiterhin umfasst: einen Energiesensor, welcher im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordnet und dazu konfiguriert ist, die jeweilige Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete zu bestimmen. Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin eine Auswerte- einrichtung zum Bestimmen der optischen Eigenschaft durch Auswerten der vom Detektor erfassten elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise in Gestalt von Interferogrammen.
Unter der mittels des Energiesensors bestimmten jeweiligen Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete wird nicht die Energie einzelner Strahlungsquanten der
Strahlungspakete, die eine Funktion der Wellenlänge der Strahlung ist, verstanden, sondern die gesamte Energie eines Strahlungspakets bzw. die gesamte Energie, die pro Zeiteinheit vom Strahlungspaket transportiert wird. Es handelt sich damit um die
Energie, die durch eine Vielzahl von Strahlungsquanten des jeweiligen Strahlungspakets transportiert wird. Insbesondere wird mittels des Energiesensors die jeweilige Strahlungsdosis bzw. Strahlungsleistung der einzelnen Strahlungspakete bestimmt.
Durch das Bestimmen der jeweiligen Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete mittels des erfindungsgemäßen Energiesensors lassen sich Fluktuationen in der Strahlungsintensität bei der Bestimmung der optischen Eigenschaft berücksichtigen. Wie bereits vorstehend angesprochen, kann das Bestimmen der Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete z.B. ein zeitlich aufgelöstes Bestimmen der Strahlungsenergie während der zeitlichen Dauer des jeweiligen Strahlungspakets und/oder ein Bestimmen der Gesamtenergie des jeweiligen Strahlungspakets umfassen. Die mittels des Energiesensors für ein betreffendes Strahlungspaket ermittelte Strahlungsenergie kann dann z.B. verwendet werden, um das erfasste Interferogramm rechnerisch zu korrigieren. Damit lässt sich die optische Eigenschaft mit einer verbesserten Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bestimmen.
Insbesondere wird vor Aufteilen der erfassten elektromagnetischen Strahlung in zeitlich begrenzte aufeinanderfolgende Strahlungspakete zunächst die Strahlungsenergie elektromagnetischen Strahlung zeitaufgelöst mittels der Auswerteeinrichtung erfasst. Daraufhin werden mittels der Auswerteeinrichtung die Strahlungspakete derart definiert, dass jedes der Strahlungspakete eine Gesamtstrahlungsenergie aufweist, die in einem vorgegebenen Energiebereich liegt.
In einer Ausführungsform nach der Erfindung wird die elektromagnetische Strahlung mittels einer Strahlunterbrechungseinrichtung, insbesondere periodisch, unterbrochen, so dass die elektromagnetische Strahlung in den zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor auftrifft. Die Strahlunterbrechungseinrichtung kann beispielsweise den Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung mechanisch unterbrechen und etwa als sogenannter „Shutter" ausgeführt sein. Bei einem derartigen Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung lassen sich dabei entstehende Intensitätsfluktuationen auf ein Minimum begrenzen.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung weist die Strahlunterbrechungseinrichtung ein Verschlusselement auf, welches beim Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung in den Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung hineinbewegt wird. Die Strahlunterbrechungseinrichtung kann in Gestalt eines optischen Verschlusses bzw. des sogenannten „Shutters" ausgeführt sein, welcher das Verschlusselement in Gestalt eines Strahlungsdichten mechanisch beweglichen Elements zum Unterbrechen des Strahlenganges der elektromagnetischen Strahlung aufweist. Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner mittels eines Verfahrens zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden, welches umfasst: Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf das optische System, Erfassen der elektromagnetischen Strahlung mittels eines Detektors nach Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit dem optischen System, Auswerten der erfassten elektromagnetischen Strahlung durch Definieren zeitlich begrenzter aufeinanderfolgende Strahlungspakete, indem die erfasste elektromagnetische Strahlung derart aufgeteilt wird, dass die jeweilige gesamte Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete in einem vorgegebenen Energiebereich liegt, sowie Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems aus den definierten Strahlungspaketen. Damit wird die Generierung der Strahlungspakete auf die Auswerteseite verlagert, d.h. die Strahlungspakete müssen nicht physikalisch vorliegen. Die erfasste elektromagnetische Strahlung kann somit auch kontinuierlich sein. Die Strahlungspakete werden dann lediglich bei der Auswertung definiert.
Die vorgenannte Aufgabe kann weiterhin mittels einer weiteren Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden. Diese Vorrichtung umfasst: eine Strahlungsquelle, welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, sowie einen Detektor zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System, sowie eine Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguiert ist, aus der erfassten elektromagnetischen Strahlung zeitlich begrenzte aufeinanderfolgende Strahlungspakte zu definieren, indem die erfasste elektromagnetische Strahlung derart aufgeteilt wird, dass die jeweilige gesamte Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete in einem vorgegebenen Energiebereich liegt. Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung dazu konfiguriert, die definierten Strahlungspakete zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems auszuwerten.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird die elektromagnetische Strahlung nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System mittels eines Analyseelements optisch verändert, die optisch veränderte elektromagnetische Strahlung wird mittels des Detektors zur Bestimmung der optischen Eigenschaft des optischen Systems erfasst und die Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete wird vor deren Auftreffen auf das Analyseelement mittels des Energiesensors bestimmt. In dem Fall, in dem als optische Eigenschaft das Aberrationsverhalten des optischen Systems mittels Scherinterferometrie bestimmt wird, kann das Analyseelement beispielsweise das dabei verwendete Beugungsgitter sein. In diesem Fall wird die elektromagnetische Strahlung zur Erzeugung eines Interferogramms verändert. Bei alternativen Messverfahren ist z.B. auch vorstellbar, das Analyseelement als Polarisator auszugestalten.
In einer Ausführungsform nach der Erfindung liegt die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im EUV- und/oder höherfrequenten Wellen- längenbereich. Vorteilhafterweise ist die Strahlungsquelle als EUV-Strahlungsquelle, z.B. in Gestalt einer Plasmaquelle, zum Erzeugen von extrem ultravioletter Strahlung mit z.B. einer Wellenlänge von 13,4 nm konfiguriert.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird die optische Eigenschaft des optischen Systems durch Auswerten der vom Detektor erfassten Strahlung bestimmt, wobei die optische Eigenschaft das Aberrationsverhalten des optischen Systems ist, welche durch Bestimmen der Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung nach Wechselwirkung mit dem optischen System ermittelt wird.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung nach Wechselwirkung mit dem optischen System mittels einer den Detektor umfassenden Wellenfrontmesseinrichtung bestimmt. Die Wellenfrontmesseinrichtung umfasst insbesondere die vorgenannte Analysestruktur. In einer Ausführungsform nach der Erfindung ist die Wellenfrontmesseinrichtung als Interferometer ausgeführt. Alternativ kann diese auch als Shack-Hartmann-Sensor gestaltet sein.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die Wellenfrontmesseinrichtung als Scherinterferometer bzw. sogenanntes „Shearing-Interferometer" konfiguriert. In diesem Fall ist das Analyseelement als Beugungsgitter gestaltet. Alternativ kommt als Wellenfrontmesseinrichtung beispielsweise auch ein Punktbeugungsinterferometer oder sogenanntes „Point-Diffraction-Interferometer" in Frage. Ein derartiges Punktbeugungsinterferometer ist dem Fachmann beispielsweise aus US 6,307,635 B1 bekannt. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird mittels jedes der Strahlungspakete ein Interferogramm auf dem Detektor erzeugt. Weiterhin wird die jeweilige Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete, insbesondere zeitaufgelöst, mittels eines Energiesensors gemessen, der jeweiligen gemessenen Strahlungsenergie wird das durch das entsprechende Strahlungspaket erzeugte Interferogramm zugeordnet, die Interferogramme werden unter Verwendung der den einzelnen I nterferog rammen zugeordneten Strahlungsenergien manipuliert, und aus den manipulierten I nterferog rammen wird die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System ermittelt. Durch die entsprechende Manipulation der Interferogramme läßt sich das Messergebnis frei halten von dem Einfluss von bei der Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung auftretenden Intensitätsfluktuationen. Die Manipulation der Interferogramme kann auf unterschiedliche Arten geschehen, wie nachfolgend beschrieben.
In einer Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Manipulation der Interferogramme die Maßnahme, die jeweilige Intensität der einzelnen, vom Detektor erfassten Interferogrammen rechnerisch an die dem jeweiligen Interferogramm zugeordnete Strahlungsenergie anzupassen. So kann etwa eine Kalibrierung der Interferogramme dadurch erfolgen, dass die erfassten Interferogramme durch die für die jeweiligen Interferogramme bestimmten Strahlungsenergien dividiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung werden die Interferogramme jeweils durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer von dem jeweiligen Strahlungspaket erzeugten Testwelle nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System erzeugt. In aufeinanderfolgenden Phasenschritten werden unterschiedliche Phasendifferenzen zwischen der Testwelle und der Referenzwelle erzeugt, und die bei den einzelnen Phasenschritten erzeugten Interferogramme werden mittels des Detektors aufgezeichnet. Die Manipulation der Interferogramme umfasst die Maßnahme, die jeweilige Dauer der während der einzelnen Phasenschritte erfolgenden Interferogrammaufzeichnung unter Verwendung der dem jeweiligen Interferogramm zugeordneten Strahlungsenergie anzupassen. Die unterschiedlichen Phasendifferenzen der einzelnen Phasenschritte können beispielsweise durch ein Verschieben des Beugungsgitters oder ein Verschieben der Strahlungsquelle quer zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung, jeweils um Bruchteile der Gitterperiode, erzeugt werden. So können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren n Phasenschritte, beispielsweise 16 Phasenschritte, mit einer jeweiligen Schrittweise von einem n-tel der Periode des Beugungsgitters ausgeführt werden. Die erfindungsgemäße Manipulation der Interferogramme durch Anpassung der jeweiligen Dauer der während der einzelnen Phasenschritte erfolgenden Interferogrammaufzeichnung unter Verwendung der dem jeweiligen Interferogramm zugeordneten Strahlungsenergie kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Aufzeichnung der Interferogramme durch den Detektor abgebrochen wird, sobald die vom Energiesensor zeitlich integrierte Intensität einen Sollwert überschritten hat. Damit können Intensitätsfluktuation in der Strahlungsintensität korrigiert werden. Insbesondere ist eine Synchronisation der Interferogrammaufzeichnung mit der Strahlunterbrechungseinrichtung vorteilhaft, so dass abhängig von der vom Detektor aufgezeichneten Strahlungsenergie das nächste Strahlungspaket früher oder später ausgelöst wird.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Manipulation der Interferogramme die Maßnahme, ein mittels des Detektors aufgezeichnetes Interferogramm abhängig von der für dieses Strahlungspaket bestimmten Strahlungsenergie oder Fluktuationen zu verwerfen. So kann etwa ein aufgezeichnetes Interferogramm gestrichen werden, wenn die zugehörige Strahlungsenergie einen bestimmten oberen Grenzwert überschreitet oder einen bestimmten unteren Grenzwert unterschreitet. Auch kann aufgrund einer unzulässig hohen Fluktuation der eingehenden elektromagnetischen Strahlung das für ein bestimmtes Strahlungspaket gemessene Interferogramm aus der Auswertung gestrichen werden und die Messung des gestrichenen Interferogramms wiederholt werden. Alternativ kann auch eine aus I nterferog rammen berechnete Ableitung der Wellenfront oder die aus den Ableitungen berechnete Wellenfront gestrichen werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung werden die Interferogramme jeweils durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer von dem jeweiligen Strahlungspaket erzeugten Testwelle nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System erzeugt. In aufeinanderfolgenden Phasenschritten werden unterschiedliche Phasendifferenzen zwischen der Testwelle und der Referenzwelle erzeugt, und die bei den einzelnen Phasenschritten erzeugten Interferogramme werden mittels des Detektors aufgezeichnet. Die jeweilige Testwelle wird mittels eines Beugungsgitters mit einer Gitterperiode erzeugt, und während der Aufzeichnung eines einem einzelnen Phasenschritt zugeordneten Interferogramms wird die Phasendifferenz zwischen der Testwelle und der Referenzwelle um ein ganzzahliges Vielfaches der Gitterperiode verändert. Die Manipulation der Interferogramme umfasst die Maßnahme, die Veränderung der Phasendifferenz während der einzelnen Phasenschritte (langsame Phasenschiebung) unter Verwendung der dem jeweiligen Interferogramm zugeordneten Strahlungsenergie zu steuern. Diese Veränderung der Phasendifferenz um ein ganzzahliges Vielfaches der Gitterperiode während der einzelnen Phasenschritte und damit während der Integrationszeit des Detektors wird auch als sogenanntes „schnelles Phasenschieben" bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird die Veränderung der Phasendifferenz um Bruchteile des Beugungsgitters zwischen den einzelnen Phasenschritten als „langsames Phasenschieben" bezeichnet. Das „schnelle Phasenschieben" ist dann vorteilhaft, wenn sowohl die Kohärenzmaske als auch das Beugungsgitter jeweils als zweidimensionale Strukturen ausgebildet sind. Durch das „schnelle Phasenschieben" werden nicht benötigte orthogonale Interferenzordnungen im jeweiligen Interferogramm unterdrückt. Das „schnelle Phasenschieben" kann wie das zuvor beschriebene „langsame Phasenschieben" durch eine laterale Bewegung des Beugungsgitters oder der Kohärenzmaske bewirkt werden.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird mittels mehrerer im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordneten Energiesensoren die
Strahlungsenergie der Strahlungspakete pupillenaufgelöst in Bezug auf das optische
System bestimmt. Die Energiesensoren sind dabei vorteilhafterweise über den
Strahlquerschnitt der elektromagnetischen Strahlung verteilt. Damit kann eine
Kalibrierung des Messergebnisses der optischen Eigenschaft auch ortsaufgelöst durchgeführt werden, wodurch die Messgenauigkeit weiterhin gesteigert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Manipulation der Interferogramme die Massnahme, die Intensität der Interferogramme mittels der pupillenaufgelösten Strahlungsenergie als Funktion des Pupillenorts, des zum vollständigen Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung mittels der Strahlunterbrechungseinrichtung benötigten Zeitraums (bzw. der Schließzeit) sowie der zeitlichen Länge des Strahlungspakets (bzw. der Belichtungszeit des Detektors) zu korrigieren. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst das Scherinterferometer eine Kohärenzmaske mit einem zweidimensionalen Messmuster sowie ein zweidimensionales Beugungsgitter. Das Messmuster kann beispielsweise in Gestalt eines Schachbrettmusters gestaltet sein. Das gleiche gilt analog für das zweidimensionale Beugungsgitter. Beispiele für derartige Kohärenzmasken und Beugungsgitter sind z.B. in DE 10 2005 041 373 A1 veranschaulicht.
In einer alternativen Ausführungsform nach der Erfindung umfasst das Scherinterferometer eine Kohärenzmaske mit einem Messmuster sowie ein Beugungsgitter, wobei das Messmuster und/oder das Beugungsgitter eindimensional gestaltet ist. Derartige Scherinterferometer werden hier als Ronchi-Scherinterferometer bezeichnet. Darunter wird ein Scherinterferometer mit einer der folgenden Maske- Gitterkombinationen verstanden: zweidimensionale Kohärenzmaske kombiniert mit eindimensionalem Beugungsgitter, eindimensionale Kohärenzmaske kombiniert mit zweidimensionalem Beugungsgitter, sowie eindimensionale Kohärenzmaske kombiniert mit eindimensionalem Beugungsgitter. Beim Ronchi-Scherinterferometer ist eine „schnelle Phasenschiebung" nicht nötig, da orthogonale Interferenzordnungen nicht existieren.
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird mittels jedes der Strahlungspakete ein Interferogramm auf dem Detektor erzeugt, welches durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer von dem jeweiligen Strahlungspaket erzeugten Testwelle nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System gebildet wird, in aufeinander folgenden Phasenschritten werden unterschiedliche Phasendifferenzen zwischen der Testwelle und der Referenzwelle erzeugt, die bei den einzelnen Phasenschritten erzeugten Interferogramme werden mittels des Detektors aufgezeichnet mittels einer Auswerteeinrichtung ausgewertet, wobei bei der Auswertung für jedes aufgezeichnete Interferogramm aufgrund eines mathematischen Kriteriums entschieden wird, ob das jeweilige Interferogramm zum Bestimmen der optischen Eigenschaft verwendet wird oder stattdessen verworfen wird. Im Ergebnis können dabei auch mehrere Interferogramme, insbesondere ein ganzes Kollektiv an Interferogrammen verworfen werden. Vorteilhafterweise wird daraufhin die Messung des verworfenen Interferogramms bzw. der verworfenen Interferogramme wiederholt. In einem Ausführungsbeispiel der Auswertung der Interferogramme wird aus den in den einzelnen Schritten des „langsamen Phasenschiebens" aufgezeichneten Interferogrammen die Ableitung der Wellenfront berechnet. Dabei wird an jedem Punkt der Interferogramme deren Verlauf mit dem Verlauf einer Sinusfunktion verglichen und bei einer einen bestimmten Wert übersteigenden Abweichung, z.B. bei einer Abweichung von mehr als 5% oder 10%, an einem Punkt das entsprechende Interferogramm verworfen. In diesem Fall waren starke Phasenfluktuationen während der Integrationszeit mindestens eines Interferogramms aufgetreten, die durch das beschriebene mathematische Kriterium erkannt werden können.
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner mittels eines weiteren Verfahrens zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden, welches umfasst: Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung auf das optische System, Erfassen der elektromagnetischen Strahlung mittels eines Detektors nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System in zeitlich begrenzten aufeinanderfolgenden Strahlungspaketen, Überprüfen der einzelnen Strahlungspakete anhand mindestens eines vorgegebenen Kriteriums, sowie Bestimmen der optischen
Eigenschaft des optischen Systems (12) durch Auswerten lediglich derjenigen
Strahlungspakete, die das vorgegebene Kriterium erfüllen.
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß ferner mittels einer weiteren Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems gelöst werden. Diese Vorrichtung umfasst: eine Strahlungsquelle, welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu erzeugen, einen Detektor zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System in zeitlich begrenzten aufeinanderfolgenden Strahlungspaketen, sowie eine Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, die einzelnen Strahlungspakete anhand mindestens eines vorgegebenen Kriteriums zu überprüfen, sowie die optische Eigenschaft des optischen Systems durch Auswerten lediglich derjenigen Strahlungspakete, die das vorgegebene Kriterium erfüllen, zu bestimmen.
Mit anderen Worten wird bei der Auswertung der Strahlungspakete überprüft anhand des mindestens einen vorgegebenen Kriterium entschieden, ob ein einzelnes Strahlungspaket verworfen wird oder weiteren Auswertung verwendet werden soll. So kann etwa ein mittels des Detektors aufgezeichnetes Interferogramm abhängig von der für dieses Strahlungspaket bestimmten Strahlungsenergie oder Fluktuationen zu verworfen. Ein aufgezeichnetes Interferogramm kann z.B. gestrichen werden, wenn die zugehörige Strahlungsenergie einen bestimmten oberen Grenzwert überschreitet oder einen bestimmten unteren Grenzwert unterschreitet. Auch kann aufgrund einer unzulässig hohen Fluktuation der eingehenden elektromagnetischen Strahlung das für ein bestimmtes Strahlungspaket gemessene Interferogramm aus der Auswertung gestrichen werden und die Messung des gestrichenen Interferogramms wiederholt werden. Alternativ kann auch eine aus Interferogrammen berechnete Ableitung der Wellenfront oder die aus den Ableitungen berechnete Wellenfront gestrichen werden.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Strahlungsquelle als EUV-Strahlungsquelle konfiguriert. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Strahlunterbrechungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Strahlung zu unterbrechen, so dass die elektromagnetische Strahlung in den zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor auftrifft. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Strahlunterbrechungseinrichtung ein Verschlusselement sowie eine Verschiebeeinrichtung, wobei die Verschiebeeinrichtung dazu konfiguriert ist, das Verschlusselement in den Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung hineinzubewegen und/oder daraus herauszubewegen. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung weist die Vorrichtung eine den Detektor umfassende Wellenfrontmesseinrichtung zum Vermessen der Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System auf, und die mittels der Vorrichtung bestimmbare optische Eigenschaft des optischen Systems ist das Aberrationsverhalten des optischen Systems. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung umfasst die Wellenfrontmesseinrichtung ein Scherinterferometer.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin eine Belichtungsanlage für die Lithographie bereitgestellt, welche ein optisches System z.B. in Gestalt einer Projektionsoptik zum Abbilden von Maskenstrukturen auf einen Wafer umfasst. Weiterhin umfasst die Belichtungsanlage die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft des optischen Systems. In einer Ausführungsform nach der Erfindung ist die Belichtungsanlage als EUV-Belichtungsanlage konfiguriert.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden, und umgekehrt. Die sich daraus ergebenden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen von der Offenbarung der Erfindung ausdrücklich umfasst sein.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro- lithographie mit einer Projektionsoptik sowie einer darin integrierten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft der Projektionsoptik,
Fig. 3 ein Diagramm, welches Intensitätsfluktuationen einer von einer
Plasmaquelle ausgesandten EUV-Strahlung veranschaulicht,
Fig. 4 eine über den Strahlquerschnitt der EUV-Strahlung integrierte Leistung einer Plasmaquelle als Funktion der Zeit beim Schließen eines optischen Verschlusses,
Fig. 5 eine Veranschaulichung einer Bewegung eines Verschlusselements des optischen Verschlusses beim Unterbrechen eines elektromagnetischen
Beleuchtungsstrahls,
Fig. 6 für verschiedene scherinterferometrische Messungen bei einzelnen
Phasenschritten bestimmte Interferogrammintensitäten bei konventioneller Auswertung der Interferogramme, verglichen mit einer erfindungsgemäßen Auswertung, sowie
Fig. 7 Diagramme zur Veranschaulichtung der Reproduzierbarkeit von mittels konventioneller scherinterferometrischer Messung ermittelten
Aberrationen verglichen mit der Reproduzierbarkeit von Aberrationen, die mittels des erfindungsgemäßen Messverfahrens ermittelt wurden.
Detaillierte Beschreibung erfindungsqemäßer Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 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.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems 12 in Gestalt einer
Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zu vermessende optische System auf EUV-
Strahlung, d.h. extrem ultraviolette Strahlung, mit einer Wellenlänge von z.B. 13,4 nm, ausgelegt. Das optische System 12 umfasst dazu lediglich reflektive optische Elemente in Gestalt von Spiegeln. Fig. 1 veranschaulicht neben der optischen Achse 13 des optischen Systems 12 eine Aperturblende 14, welche eine Pupille 15 des optischen
Systems 12 definiert.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Strahlungsquelle 16, welche als Plasmaquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung 17 in Gestalt von EUV-Strahlung ausgelegt ist. Die EUV-Strahlung 17 wird von der Strahlungsquelle 16 in gepulster Form mit einer
Wiederholungsrate von etwa einem Puls pro Millisekunde erzeugt. Die jeweilige
Pulsdauer beträgt dabei einige Nanosekunden. Fig. 3 zeigt eine Messung der
Intensitätsfluktuationen einer derartigen mittels einer Plasmaquelle erzeugten EUV- Strahlung 17 in pulsaufgelöster Form. Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Strahlunterbrechungseinrichtung 20 in Gestalt eines optischen Verschlusses bzw. eines sogenannten „Shutters". In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Strahlunterbrechungseinrichtung 20 zwischen der Strahlungsquelle 16 und einem Beleuchtungsspiegel 18 angeordnet. Alternativ kann die Strahlunterbrechungseinrichtung 20 aber auch an anderen Stellen des Strahlengangs der elektromagnetischen Strahlung 17 angeordnet sein. Die Strahlunterbrechungseinrichtung 20 umfasst ein Verschlusselement 22 sowie eine Verschiebeeinrichtung 24, mittels der das Verschlusselement 22 entlang einer Verschiebungsrichtung 26 hin- und herbewegt werden kann. Dabei wird das Verschlusselement 22 in den Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 17 hineinbewegt bzw. daraus herausbewegt. Als Ergebnis kann damit die elektromagnetische Strahlung 17 unterbrochen werden, so dass die elektromagnetische Strahlung 17 in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf einen Detektor 36 der Vorrichtung 10 auftrifft.
Im Betrieb der Vorrichtung 10 wird die Strahlunterbrechungseinrichtung 20 derart betätigt, dass die resultierenden Strahlungspakete eine maximale zeitliche Länge von 4 Sekunden, insbesondere eine zeitliche Länge von 100 bis 500 Millisekunden, aufweisen. Die elektromagnetische Strahlung 17 wird mittels des Beleuchtungsspiegels 18 auf eine Kohärenzmaske 30 eines Scherinterferometers gelenkt. Das Scherinterferometer umfasst die Kohärenzmaske 30, ein Analyseelement in Gestalt eines Beugungsgitters 32 sowie den Detektor 36.
Die Kohärenzmaske 30 weist Messstrukturen, beispielsweise in Gestalt von zweidimensionalen Schachbrettmustern, auf. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Kohärenzmaske 30 als Transmissionsmaske gestaltet. Weiterhin befindet sich im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 17 ein Energiesensor 28, welcher dazu konfiguriert ist, die Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete zu bestimmen. Der Energiesensor 28 ist vorteilhafterweise im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 17 vor dem Beugungsgitter 32 angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist der Energiesensor zwischen dem Beleuchtungsspiegel 18 und der Kohärenzmaske 30 positioniert. In einer Ausführungsform können auch mehrere Energiesensoren 28 im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 17 angeordnet sein, und zwar derart, dass die Strahlungsenergie der Strahlungspakete pupillenaufgelöst in Bezug auf die Pupille 15 des optischen Systems 12 bestimmt werden kann. Das Beugungsgitter 32 ist an einer Verschiebeeinrichtung 34 befestigt, mit der das Beugungsgitter 32 in der x-y-Ebene gemäß dem Koordinatensystem von Fig. 1 , und damit quer zur optischen Achse 13, verschiebbar ist.
Durch Überlagerung von durch Beugung an dem Beugungsgitter 32 erzeugten Wellen, speziell durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer Testwelle, wird eine veränderte elektromagnetische Strahlung 17b erzeugt, welche ein Überlagerungsmuster in Form eines Interferogrammes 39 auf einer Detektorfläche 38 des Detektors 36 bildet.
Die Vorrichtung 10 umfasst weiterhin eine Steuereinrichtung 40, mit der die Verschiebeeinrichtung 24 der Strahlunterbrechungseinrichtung 20, die Verschiebeeinrichtung 34 des Beugungsgitters 32 sowie der Detektor 36, wie nachfolgend beschrieben, zueinander synchronisiert betrieben werden. Auf ein Steuersignal der Steuereinrichtung 40 unterbricht die Strahlunterbrechungseinrichtung 20 die elektromagnetische Strahlung 17 in periodischer Abfolge, so dass die elektromagnetische Strahlung 17 in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen das optische System 12 durchläuft.
Die maximale zeitliche Länge der Strahlungspakete beträgt 4 Sekunden. In einer Ausführungsform beträgt die zeitliche Länge 100 bis 1000 Millisekunden. Zwischen den einzelnen Strahlungspaketen wird das Beugungsgitter 32 mittels der
Verschiebeeinrichtung 34 um einen Bruchteil der Periode des Beugungsgitters 32, beispielsweise um ein Sechzehntel der Gitterperiode, verschoben. In diesem Fall werden sechzehn sogenannte Phasenschritte ausgeführt, zwischen denen das Beugungsgitter 32 jeweils um einen Bruchteil der Gitterperiode versetzt wird. Die
Phasenschritte sind jeweils mit den aufeinanderfolgenden Strahlungspaketen in der
Form synchronisiert, dass jeweils dann ein Phasenschritt erfolgt, wenn die elektromagnetische Strahlung 17 unterbrochen ist, d.h. der Shutter 20 zu ist. Der
Detektor 36 wird von der Steuereinrichtung 40 derart gesteuert, dass das während eines einzelnen Phasenschrittes erzeugte Interferogramm 39 über die gesamte Belichtungszeit eines Strahlungspakets vom Detektor 36 aufzeichnet bzw. integriert wird.
In einer Ausführungsform des die Elemente 30, 32, 34 sowie 36 umfassenden Scherinterferometers weist die Kohärenzmaske 30 ein zweidimensionales Messmuster auf, und das Beugungsgitter 32 ist ebenfalls zweidimensional strukturiert. In diesem Fall wird das Beugungsgitter 32 sowohl in x- als auch in y-Richtung in jeweils n Schritten phasengeschoben. Aus den durch das Phasenschieben in x- und y-Richtung erzeugten
Interferogrammen 39 werden mittels einer Auswerteeinrichtung 42 die Ableitungen der Wellenfront in x- und y-Richtung berechnet. Durch Integration der beiden Ableitungen wird daraufhin die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung 17 nach Durchlaufen des optischen Systems 12 berechnet.
Aus der so bestimmten Wellenfront lässt sich das Aberrationsverhalten des optischen Systems 12 ermitteln. Vor der Auswertung der Interferogramme 39 zur Berechnung der
Wellenfront, werden die Interferogramme 39 zunächst mittels der für die einzelnen
Strahlungspakete vom Energiesensor 28 gemessenen Strahlungsenergien manipuliert.
Wie bereits erwähnt, misst der Energiesensor 28 für jeden der einzelnen Phasenschritte die jeweilige Strahlungsenergie des zugehörigen Strahlungspakets. Die jeweilige gemessene Strahlungsenergie wird dem jeweiligen durch das entsprechende
Strahlungspaket erzeugten Interferogramm zugeordnet.
In einer ersten Ausführungsform der Manipulation der Interferogramme 39 wird die jeweilige Intensität der einzelnen vom Detektor 36 erfassten Interferogramme 39 rechnerisch an die dem jeweiligen Interferogramm 39 zugeordnete Strahlungsenergie angepasst. Dies geschieht beispielsweise, indem die einzelnen Interferogramme vor deren Weiterverarbeitung durch die jeweils zugeordnete Strahlungsenergie dividiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Manipulation der Interferogramme wird die vom Energiesensor 28 für das jeweilige Strahlungspaket gemessene Strahlungsenergie dazu verwendet, die jeweilige Dauer der während des entsprechenden Phasenschritts erfolgenden Interferogrammaufzeichnung anzupassen. So kann z.B. die Integration des jeweiligen Interferogramms durch den Detektor 36 abgebrochen werden, sobald vom Energiesensor 28 gemeldet wird, dass die seit dem Beginn des Strahlungspakets integrierte Energie des Strahlungspakets einen bestimmten Wert überschritten hat.
In einer weiteren Ausführungsform der Manipulation der Interferogramme wird ein mittels des Detektors 36 aufgezeichnetes Interferogramm 39 verworfen, falls die mittels des Energiesensors 28 bestimmte zugehörige Strahlungsenergie einen bestimmten Maximalwert überschreitet oder einen bestimmten Minimalwert unterschreitet. Daraufhin wird die Messung des verworfenen Interferogramms 39 wiederholt. In einer weiteren Ausführungsform wird bei der Auswertung der aufgezeichneten Interferogramme 39 aufgrund eines mathematischen Kriteriums entschieden, ob das jeweilige Interferogramm 39 zur Bestimmung der optischen Eigenschaft des optischen Systems 12 verwendet wird oder stattdessen verworfen wird. Dies kann sich auch auf eine gesamte Einzelmessung beziehen. Insbesondere kann auch eine aus Interferogrammen berechnete Ableitung der Wellenfront oder die aus den Ableitungen berechnete Wellenfront gestrichen werden.
In einer Ausführungsform umfasst die Manipulation der Interferogramme 39 die Massnahme, die Intensität der Interferogramme 39 mittels der zuvor erwähnten pupillenaufgelösten Strahlungsenergie als Funktion des Pupillenorts, der anhand der Figuren 4 und 5 veranschaulichten Schließzeit der Strahlunterbrechungseinrichtung 20 sowie der Belichtungszeit des Detektors 36 für die Aufzeichnung eines Interferogramms 39 zu korrigieren. Diese Korrektur ist besonders vorteilhaft, wenn die Schließzeit einen erheblichen Anteil der Belichtungszeit ausmacht.
Das vorstehend beschriebene Verschieben des Beugungsgitters 32 um Bruchteile der Gitterperiode in n verschiedenen Phasenschritten wird auch als sogenanntes „langsames Phasenschieben" bezeichnet. Zusätzlich dazu wird in der Ausführungsform des Scherinterferometers, in der sowohl die Kohärenzmaske 30 als auch das Beugungsgitter 32 zweidimensional gestaltet sind, zusätzlich ein sogenanntes „schnelles Phasenschieben" durchgeführt.
Beim „schnellen Phasenschieben" wird das Beugungsgitter 32 während der
Aufzeichnung eines Interferogramms 39 durch den Detektor 36 im Rahmen eines einzelnen Phasenschritts des „langsamen Phasenschiebens" um ein ganzzahliges Vielfaches der Gitterperiode orthogonal zur Richtung des „langsamen Phasenschiebens" verschoben. Damit können nicht benötigte orthogonale Interferenzordnungen im zugeordneten Interferogramm unterdrückt werden. Die Verschiebung des Phasengitters 32 im Rahmen des „schnellen Phasenschiebens" wird unter Verwendung der während des jeweiligen Phasenschritts des „langsamen Phasenschiebens" gemessenen Strahlungsenergie gesteuert. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Wellenfrontmessungen.
In einer weiteren Ausführungsform des Scherinterferometers ist das Messmuster der Kohärenzmaske 30 und/oder das Beugungsgitter 32 eindimensional gestaltet. In diesem Fall spricht man von einem Ronchi-Scherinterferometer. Beim Ronchi- Scherinterferometer wird die „schnelle Phasenschiebung" nicht durchgeführt, da orthogonale Interferenzordnungen nicht existieren.
Die Vorrichtung 10 gemäß Fig. 1 kann derart konfiguriert sein, dass sie unabhängig von einer Projektionsbelichtungsanlage im Labor zur Vermessung eines einzelnen optischen Systems 12, wie etwa einer mikrolithographischen Projektionsoptik, eingesetzt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 in eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie integriert.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 50 für die Mikrolithographie, in der die Vorrichtung 10 in einer gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 10 leicht modifizierten Ausführungsform integriert ist. Die Projektionsbelichtungsanlage 50 kann als Stepper oder als Scanner ausgeführt sein. Die Vorrichtung 10 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 gemäß Fig. 1 darin, dass die Kohärenzmaske 30 nicht als Transmissionsmaske sondern als Reflexionsmaske ausgebildet ist, und dass die Strahlunterbrechungseinrichtung 20 nicht vor dem Beleuchtungsspiegel 18 sondern zwischen dem Beleuchtungsspiegel 18 und der Kohärenzmaske 30 angeordnet ist.
Die Strahlungsquelle 16 und der Beleuchtungsspiegel 18 sind Teil eines Beleuchtungssystems 52 der Projektionsbelichtungsanlage 50 zum Belichten einer Produktmaske während des Belichtungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage 50. Die Projektionsbelichtungsanlage 50 umfasst einen Maskentisch 58, welche auch als „Retikel-Stage" bezeichnet wird und einen Referenzrahmen 54 sowie eine gegenüber diesem verschiebbar gelagerte Maskenhalteeinrichtung 56 aufweist. Die Kohärenzmaske 30 wird bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens von der Maskenhalteeinrichtung gehalten. Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Projektionsoptik 12, welche mehrere reflektive optische Elemente 60 umfasst.
Weiterhin umfasst die Projektionsbelichtungsanlage 50 einen Substrattisch 66, der auch als „Wafer Stage" bezeichnet werden kann und einen Referenzrahmen 64 sowie eine Substrathalteeinrichtung 62 umfasst. Auf der Substrathalteeinrichtung 62 ist im Belichtungsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage 50 ein zu belichtender Wafer angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform ist der Detektor 36 in einen Randbereich der Substrathalteeinrichtung 37 integriert.
Fig. 4 zeigt im oberen Abschnitt eine über den Strahlquerschnitt der elektromagnetischen Strahlung 17 integrierte Leistung P als Funktion der Zeit beim Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung 17 mittels der Strahlunterbrechungseinrichtung 20 in Gestalt eines sogenannten „Shutters" als Reaktion auf ein im unteren Abschnitt der Fig. 4 dargestelltes auslösendes Triggersignal S. Der Zeitraum zwischen dem Auslösen des Triggersignals und dem Schließen des „Shutters" beträgt ca. 15 Millisekunden. Die Schließzeit und analog auch die Öffnungszeit des „Shutters" sind also eine Größenordnung kleiner als die Integrationszeit bei der Phasenschiebung von vorzugsweise 100 bis 500 Millisekunden.
Fig. 5 veranschaulicht das Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung 17 durch Bewegen des Verschlusselements 22 in der Verschiebungsrichtung 26, so dass das Verschlusselement 22 sukzessive in den Beleuchtungsstrahl 17a der elektromagnetischen Strahlung 17 eindringt.
Fig. 6 veranschaulicht die durch das erfindungsgemäße Manipulieren der Interferogramme 39 erreichte Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Intensität der Interferogramme 39. Das unter (a) in Fig. 6 dargestellte Diagramm zeigt die Intensität von Interferogrammen, die für die einzelnen Phasenschritte des „langsamen Phasenschiebens" mittels eines herkömmlichen Ronchi-Interferometers für zehn aufeinanderfolgende Messungen aufgenommenen wurden. Das mit (b) bezeichnete Diagramm zeigt die Intensitäten dieser Interferogramme bei Messung mittels der Vorrichtung 10 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Fig. 7 zeigt einen Vergleich der Reproduzierbarkeit von gemessenen Wellenfrontabweichungen, aufgeschlüsselt nach Zernike-Koeffizienten. Das in Fig. 7 mit (a) bezeichnete Diagramm zeigt den 3-Sigma-Wert der Reproduzierbarkeit einer mittels eines herkömmlichen Ronchi-Interferometers gemessenen Wellenfrontabweichung. Das mit (b) bezeichnete Diagramm in Fig. 7 zeigt zum Vergleich die Reproduzierbarkeit der Wellenfrontabweichung bei Ermittlung derselben mittels der Vorrichtung 10 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
In einer weiteren zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach der Erfindung werden die Strahlungspakete erst nach dem Auftreffen der elektromagnetischen Strahlung 17 auf den Detektor 36 definiert. Dazu wird die erfasste elektromagnetischen Strahlung in zeitlich begrenzte aufeinanderfolgende Strahlungspakete derart aufgeteilt, dass die jeweilige gesamte Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete in einem vorgegebenen Energiebereich liegt.
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft
12 optisches System
13 optische Achse
14 Aperturblende
15 Pupille
16 Strahlungsquelle
17 elektromagnetische Strahlung
17a Beleuchtungsstrahl
17b veränderte elektromagnetische Strahlung
18 Beleuchtungsspiegel
20 Strahlunterbrechungseinrichtung
22 Verschlusselement
24 Verschiebeeinrichtung
26 Verschiebungsrichtung
28 Energiesensor
30 Kohärenzmaske
32 Beugungsgitter
34 Verschiebeeinrichtung
36 Detektor
38 Detektorfläche
39 Interferogramm
40 Steuereinrichtung
42 Auswerteeinrichtung
50 EUV-Projektionsbelichtungsanlage
52 Beleuchtungssystem
54 Referenzrahmen
56 Maskenhalteeinrichtung
58 Maskentisch
60 reflektives optisches Element
62 Substrathalteeinrichtung
64 Referenzrahmen
66 Substrattisch

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) der Mikrolithographie mit den Schritten:
- Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung (17) auf das optische System (12),
- Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) mittels eines Detektors (36) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12),
- periodisches Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung (17), so dass die elektromagnetische Strahlung (17) in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den
Detektor (36) auftrifft, sowie
- Auswerten von mindestens zwei vom Detektor (36) erfassten Strahlungspaketen zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12).
2. Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit den Schritten:
- Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung (17) auf das optische System (12),
- Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) mittels eines Detektors (36) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12), sowie - Auswerten der erfassten elektromagnetischen Strahlung durch Definieren zeitlich begrenzter aufeinanderfolgender Strahlungspakete, indem die erfasste elektromagnetische Strahlung (17) derart aufgeteilt wird, dass die jeweilige gesamte Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete in einem vorgegebenen Energiebereich liegt, sowie Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12) aus den definierten Strahlungspaketen.
3. Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit den Schritten:
- Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung (17) auf das optische System (12), - Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) mittels eines Detektors (36) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12) in zeitlich begrenzten aufeinanderfolgenden Strahlungspaketen,
- Überprüfen der einzelnen Strahlungspakete anhand mindestens eines vorgegebenen Kriteriums, sowie - Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12) durch Auswerten lediglich derjenigen Strahlungspakete, die das vorgegebene Kriterium erfüllen.
4. Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit den Schritten:
- Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung (17) auf das optische System (12),
- Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) mittels eines Detektors (36) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12), sowie
- Auswerten von mindestens zwei zeitlich begrenzten Strahlungspaketen der vom Detektor (36) erfassten elektromagnetischen Strahlung (17) zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12), wobei die Strahlungspakete jeweils eine zeitliche Mindestlänge von 50 Millisekunden aufweisen.
5. Verfahren zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit den Schritten:
- Einstrahlen elektromagnetischer Strahlung (17) auf das optische System (12),
- Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17b) mittels eines Detektors (36) zur Bestimmung der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12), wobei die elektromagnetische Strahlung (17) in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor (36) auftrifft, sowie
- Bestimmen der jeweiligen Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete mittels eines Energiesensors (28).
6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welche die Merkmale des Verfahrens gemäß mindestens einem anderen der vorausgehenden Ansprüche aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, bei dem das periodische Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung (17) durch Hinein- und Herausbewegen eines Verschusselements (22) in den Strahlengang bzw. aus dem Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung (17) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, bei dem das periodische Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung (17) durch Triggern einer die elektromagnetische Strahlung (17) erzeugenden Strahlungsquelle (16) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die elektromagnetischen Strahlung (17) nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System (12) mittels eines Analyseelements (32) optisch verändert wird, die optisch veränderte elektromagnetische Strahlung (17b) mittels des Detektors (36) zur Bestimmung der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12) erfasst wird und die Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete vor deren Auftreffen auf das Analyseelement (32) mittels des Energiesensors (28) bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Strahlungspakete jeweils eine maximale zeitliche Länge von 4 Sekunden aufweisen.
11. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung (17) im EUV- Wellenlängenbereich liegt.
12. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die optische Eigenschaft des optischen Systems (12) durch Auswerten der vom Detektor (36) erfassten Strahlung bestimmt wird, wobei die optische Eigenschaft das Aberrationsverhalten des optischen Systems (12) ist, welche durch Bestimmen der Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung (17) nach Wechselwirkung mit dem optischen System (12) ermittelt wird.
13. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung (17) nach Wechselwirkung mit dem optischen System (12) mittels einer den Detektor (36) umfassenden Wellenfrontmesseinrichtung (30, 32, 38) bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Wellenfrontmesseinrichtung (30, 32, 38) als Scherinterferometer konfiguriert ist.
15. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem mittels jedes der Strahlungspakete ein Interferogramm (39) auf dem Detektor
(36) erzeugt wird, die jeweilige Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete mittels eines Energiesensors (28) gemessen wird, der jeweiligen gemessenen
Strahlungsenergie das durch das entsprechende Strahlungspaket erzeugte
Interferogramm (39) zugeordnet wird, die Interferogramme (39) unter Verwendung der den einzelnen Interferogrammen (39) zugeordneten Strahlungsenergien manipuliert werden und aus den manipulierten Interferogrammen (39) die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung (17) nach deren Wechselwirkung mit dem optischen
System (12) ermittelt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Manipulation der Interferogramme (39) die Massnahme umfasst, die jeweilige Intensität der einzelnen vom Detektor (36) erfassten Interferogramme (39) rechnerisch an die dem jeweiligen Interferogramm (39) zugeordnete Strahlungsenergie anzupassen.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die Interferogramme (39) jeweils durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer von dem jeweiligen Strahlungspaket erzeugten Testwelle nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System (12) erzeugt werden, in aufeinander folgenden Phasenschritten unterschiedliche Phasendifferenzen zwischen der Testwelle und der Referenzwelle erzeugt werden, die bei den einzelnen Phasenschritten erzeugten Interferogramme (39) mittels des Detektors (36) aufgezeichnet werden, und die Manipulation der Interferogramme (39) die Maßnahme umfasst, die jeweilige Dauer der während der einzelnen Phasenschritte erfolgenden Interferogrammaufzeichnung unter Verwendung der dem jeweiligen Interferogramm (39) zugeordneten Strahlungsenergie anzupassen.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem die Manipulation der Interferogramme (39) die Massnahme umfasst, ein mittels des Detektors (36) aufgezeichnetes Interferogramm (39) abhängig von der für dieses Strahlungspaket bestimmten Strahlungsenergie oder Fluktuationen zu verwerfen.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem die lnterferogramme (39) jeweils durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer von dem jeweiligen Strahlungspaket erzeugten Testwelle nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System (12) erzeugt werden, in aufeinander folgenden Phasenschritten unterschiedliche Phasendifferenzen zwischen der Testwelle und der Referenzwelle erzeugt werden, die bei den einzelnen Phasenschritten erzeugten lnterferogramme (39) mittels des Detektors (36) aufgezeichnet werden, die jeweilige Testwelle mittels eines Beugungsgitters (32) mit einer Gitterperiode erzeugt wird, während der Aufzeichnung eines einem einzelnen Phasenschritt zugeordneten Interferogramms (39) die Phasendifferenz zwischen der Testwelle und der Referenzwelle um ein ganzzahliges Vielfaches der Gitterperiode verändert wird, und die Manipulation der lnterferogramme (39) die Massnahme umfasst, die Veränderung der Phasendifferenz während der einzelnen Phasenschritte unter Verwendung der dem jeweiligen Interferogramm zugeordneten Strahlungsenergie zu steuern.
20. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem mittels mehrerer im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung (17) angeordneten Energiesensoren (28) die Strahlungsenergie der Strahlungspakete pupillenaufgelöst in Bezug auf das optische System (12) bestimmt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Manipulation der lnterferogramme (39) die Massnahme umfasst, die Intensität der lnterferogramme (39) mittels der pupillenaufgelösten Strahlungsenergie als Funktion des Pupillenorts, des zum vollständigen Unterbrechen der elektromagnetischen Strahlung mittels der Strahlunterbrechungseinrichtung (20) benötigten Zeitraums sowie der zeitlichen Länge des Strahlungspakets zu korrigieren.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , bei dem das Scherinterferometer (30, 32, 38) eine Kohärenzmaske (30) mit einem zweidimensionalen Messmuster sowie ein zweidimensionales Beugungsgitter (32) umfasst.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , bei dem das Scherinterferometer (30, 32, 38) eine Kohärenzmaske (30) mit einem Messmuster sowie ein Beugungsgitter (32) umfasst, wobei das Messmuster und/oder das Beugungsgitter (32) eindimensional gestaltet ist.
24. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem mittels jedes der Strahlungspakete ein Interferogramm (39) auf dem Detektor (36) erzeugt wird, welches durch Überlagerung einer Referenzwelle mit einer von dem jeweiligen Strahlungspaket erzeugten Testwelle nach deren Wechselwirkung mit dem optischen System gebildet wird, in aufeinander folgenden Phasenschritten unterschiedliche Phasendifferenzen zwischen der Testwelle und der Referenzwelle erzeugt werden, die bei den einzelnen Phasenschritten erzeugten Interferogramme (39) mittels des Detektors (36) aufgezeichnet werden und mittels einer Auswerteeinrichtung (42) ausgewertet werden, wobei bei der Auswertung für jedes aufgezeichnete Interferogramm (39) aufgrund eines mathematischen Kriteriums entschieden wird, ob das jeweilige Interferogramm (39) zum Bestimmen der optischen Eigenschaft verwendet wird oder stattdessen verworfen wird.
25. Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) der Mikrolithographie mit: einer Strahlungsquelle (16), welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung (17) zu erzeugen, sowie einem Detektor (36) zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12), wobei die Vorrichtung (10) dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Stahlung periodisch zu unterbrechen, so dass die elektromagnetische Strahlung (17) in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor (36) auftrifft, und die Vorrichtung (10) weiterhin umfasst: eine Auswerteeinrichtung (42), welche dazu konfiguriert ist, mindestens zwei vom Detektor (36) erfasste Strahlungspakete zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12) auszuwerten.
26. Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit: einer Strahlungsquelle (16), welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung (17) zu erzeugen, sowie einem Detektor (36) zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12), sowie einer Auswerteeinrichtung (42), welche dazu konfiguiert ist, aus der erfassten elektromagnetischen Strahlung (17) zeitlich begrenzte aufeinanderfolgende Strahlungspakte zu definieren, indem die erfasste elektromagnetische Strahlung (17) derart aufgeteilt wird, dass die jeweilige gesamte Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete in einem vorgegebenen Energiebereich liegt, sowie die definierten Strahlungspakete zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12) auszuwerten.
27. Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit: einer Strahlungsquelle (16), welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung
(17) zu erzeugen, einem Detektor (36) zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) nach
Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12) in zeitlich begrenzten aufeinanderfolgenden Strahlungspaketen, sowie einer Auswerteeinrichtung (42), welche dazu konfiguriert ist, die einzelnen
Strahlungspakete anhand mindestens eines vorgegebenen Kriteriums zu überprüfen, sowie die optische Eigenschaft des optischen Systems (12) durch Auswerten lediglich derjenigen Strahlungspakete, die das vorgegebene Kriterium erfüllen, zu bestimmen.
28. Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit: einer Strahlungsquelle (16), welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung (17) zu erzeugen, sowie einem Detektor (36) zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12), sowie einer Auswerteeinrichtung (42), welche dazu konfiguriert ist, mindestens zwei zeitlich begrenzte Strahlungspakete der vom Detektor (36) erfassten elektromagnetischen Strahlung (17) zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12) auszuwerten, wobei die Strahlungspakete jeweils eine zeitliche Mindestlänge von 50 Millisekunden aufweisen.
29. Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer optischen Eigenschaft eines optischen Systems (12) mit: einer Strahlungsquelle (16), welche dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung (17) zu erzeugen, sowie einem Detektor (36) zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlung (17), wobei die Vorrichtung (10) derart konfiguriert ist, dass die elektromagnetische Strahlung (17) in zeitlich begrenzten Strahlungspaketen auf den Detektor (36) auftrifft, und die Vorrichtung (10) weiterhin umfasst: einen Energiesensor (28), welcher im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung (17) angeordnet und dazu konfiguriert ist, die jeweilige Strahlungsenergie der einzelnen Strahlungspakete zu bestimmen.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, welche die Merkmale der Vorrichtung gemäß mindestens einem anderen der Ansprüche 25 bis 29 aufweist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, bei der die Strahlungsquelle (16) als EUV-Strahlungsquelle konfiguriert ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31 , welche eine den Detektor (36) umfassende Wellenfrontmesseinrichtung (30, 32, 38) zum Vermessen der Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung (17) nach Wechselwirkung derselben mit dem optischen System (12) aufweist und bei der die mittels der Vorrichtung (10) bestimmbare optische Eigenschaft des optischen Systems (12) das Aberrationsverhalten des optischen Systems (12) ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der die Wellenfrontmesseinrichtung (30, 32, 38) ein Scherinterferometer umfasst.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 33, welche dazu konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24 durchzuführen.
35. Belichtungsanlage (50) für die Lithographie mit einem optischen System (12) sowie der Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 25 bis 34 zum Bestimmen der optischen Eigenschaft des optischen Systems (12).
36. Belichtungsanlage nach Anspruch 35, welche als EUV-Belichtungsanlage (50) konfiguriert ist.
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