WO2019063468A1 - Verfahren und anordnung zur analyse der wellenfrontwirkung eines optischen systems - Google Patents

Verfahren und anordnung zur analyse der wellenfrontwirkung eines optischen systems Download PDF

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Rolf Freimann
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J2009/0234—Measurement of the fringe pattern

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for analyzing the wavefront effect of an optical system.
  • Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs.
  • the microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus, which has an illumination device and a projection objective.
  • a substrate eg a silicon wafer
  • photosensitive layer photoresist
  • shearing interferometry in which by using a diffraction grating ("shearing grating"), which is placed in the region of the image plane of the respectively to be examined imaging optics, identical copies of the wavefront to be measured according to the different diffraction orders generated and brought to superposition
  • the light diffracted at different diffraction orders at this diffraction grating generates an interference pattern in a light-propagation direction, whose evaluation, for example after resolution by a camera-based sensor, fundamentally permits wavefront analysis and thus a conclusion on the optical wavefront effect and any aberrations of the respective imaging optics and, for example allows an adjustment of the optical components located in the imaging optical system to each other.
  • a coherence-forming mask which in particular can be designed such that precisely two diffraction orders interfere with one another in the direction of light propagation according to the shearing grating, whereas all other interferences are largely suppressed.
  • disturbing interference can be avoided and higher measurement accuracies can be achieved.
  • pupil filling either a spatial incoherence in the (with diffused light) lighting in conjunction with a spatially extended, shading (and "coherence-forming" mask or even equip the mask itself with scattering centers.
  • a method according to the invention for analyzing the wavefront effect of an optical system has the following steps: illuminating a measuring mask with illumination light by a lighting device;
  • a plurality of interferograms is detected in a plurality of measuring steps, wherein these measuring steps differ with respect to the angular distribution of the incident on the measuring mask illumination light from each other;
  • system wavefront is to be understood as the wavefront generated when imaging a point light source by the optical system.
  • System wavefront deviation is the deviation of that system wavefront from an ideal spherical wave, which is produced by the optical system when imaged Pixel converges into it.
  • wavefront deviation components are decomposed into a sum of summands according to the invention, these summands being referred to as "wavefront deviation components”.
  • the invention is also based in particular on the concept of a Analysis of the wave front effect of an optical system used measuring mask with a desired angular distribution, which is variably adjustable to illuminate and to avoid in this way the disadvantages described above.
  • unwanted speckle patterns can either be avoided in the respectively obtained measurement results or interferograms (by designing the measurement mask without scattering centers) or eliminated by setting different illumination settings when illuminating the measurement mask.
  • the increased equipment expenditure associated with a displacement or tilting of the measuring mask in conventional approaches can also be avoided.
  • a field facet mirror with a plurality of independently adjustable field facets can be used, whose use in combination with a pupil filling level mirror in an illumination device for operation in the EUV (eg at wavelengths smaller than 15 nm ) eg from DE 100 53 587 A1 is known.
  • the component used in the disclosure for producing a desired angular distribution may also be a diffractive optical element (DOE).
  • DOE diffractive optical element
  • the beam direction of the illuminating light impinging on the mirror arrangement is varied over time in order to at least partially extract speckle patterns.
  • the optical system investigated according to the invention with regard to its wavefront effect can, in particular, be a projection objective of a microlithographic projection exposure apparatus.
  • the method according to the invention the
  • Wavefront effect of the projection lens are determined specifically for those pupil areas that are illuminated during operation of the projection exposure system.
  • inventive determination of a System wave front deviation take place in such a way that during the performance of the measurement, the set illumination angle distribution of that illumination angle distribution corresponds, which is also used in the microlithography process.
  • the targeted illumination of specific pupil areas which typically takes place in the microlithography process, can be taken into account, and it is possible to specifically detect precisely those system wavefront deviations which become effective during the microlithographic exposure.
  • the system wavefront aberrations can thus - determined by appropriate adjustment of the mirror assembly of independently adjustable mirror elements - in the respective used in the microlithography illumination setting with the result that especially occurring thermally induced effects or wavefront errors such as the heating of optical elements and associated aberrations those effects or aberrations, which then occur due to the concrete heat load distribution within the projection lens in the microlithography process.
  • the invention also relates to a method for analyzing the wavefront effect of an optical system, the method comprising the following steps:
  • Illuminating a measuring mask with illumination light by a lighting device Illuminating a measuring mask with illumination light by a lighting device; Generate, from one of the measuring mask emanating, the optical
  • the wavefront effect of the projection lens is determined by adjusting the mirror assembly targeted for those pupil areas that are illuminated during operation of the projection exposure system.
  • the optical system is designed for operation at a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.
  • the working wavelength can in particular have the values currently used in EUV lithography of 13.5 nm or 6.7 nm.
  • the invention further relates to an arrangement for analyzing the wavefront effect of an optical system, with
  • an illumination device which has a field facet mirror with a plurality of field facets and a pupil facet mirror with a plurality of pupil facets, the field facets being independently adjustable to produce a desired angular distribution of the illumination light impinging on the measurement mask;
  • a diffraction grating which in each case generates an interferogram in a predetermined plane from a wavefront passing through the illumination mask with illumination light from the measuring mask and passing through the optical system for different angular distributions of the illuminating light impinging on the measuring mask;
  • a detector for detecting the interferograms obtained for the different angular distributions of the illuminating light incident on the measuring mask
  • the disclosure further relates to an arrangement for analyzing the wave front effect of an optical system, with
  • a diffraction grating which generates at least one interferogram in a predetermined plane from a wavefront passing through the optical system when the measuring mask is illuminated by the illumination device with illumination light from the measuring mask;
  • a detector for detecting this interferogram the device being configured to perform a method with the features described above.
  • the arrangement further comprises means for varying the beam direction of the illuminating light impinging on the field facet mirror.
  • This aforementioned means for varying the beam direction may e.g. have a by rotation and / or translation movable diffuser (for random variation of the beam direction).
  • the device may also have a beam direction control unit for targeted (deterministic) control of the beam direction.
  • the above-mentioned device for varying the beam direction can be arranged in particular in an intermediate focus located at the entrance of the illumination device or in its vicinity.
  • the invention further relates to a microlithographic projection exposure apparatus which is designed for operation at a working wavelength of less than 30 nm and has an illumination device and a projection objective, with an arrangement for measuring the wavefront of the radiation passing through the projection objective, a device for variation the beam direction is provided during the wavefront measurement.
  • the projection exposure apparatus can be designed, in particular, for operation at a working wavelength of less than 15 nm (eg 13.5 nm), in particular at a working wavelength of less than 7 nm (eg 6.7 nm).
  • the illumination device has a field facet mirror with a plurality of field facets and a pupil facet mirror with a plurality of pupil facets, the field facets being adjustable independently of one another.
  • the device has a by rotation and / or translation movable diffuser.
  • the device has a beam direction control unit for targeted control of the beam direction.
  • Figure 1 schematic representations for explaining the structure and Operation of an inventive arrangement exemplary embodiment
  • Figure 3-5 are schematic representations to explain more
  • Figure 6 is a schematic representation of a possible in principle
  • Fig. 1 shows a merely schematic representation for explaining the structure and operation of an inventive arrangement for analyzing the wavefront effect of an optical system in an embodiment of the invention.
  • light of a source point 100 of a spatially extended and incoherent light source initially strikes a field facet mirror 101 which has a plurality of independently adjustable field facets, wherein in FIG. 1 only two field facets FFi and FF 2 are shown in FIG. 1 for the sake of simplicity. Of these field facets FFi, FF 2 , ... the light impinges on a pupil facet mirror 102 (of which in turn only two pupil facets PFi and PF 2 are drawn in) onto a measuring mask denoted by "1 10." In one in the optical beam path following pupil plane PP, an intensity distribution 130 is generated as a function of the angular distribution set via the field facets FFi, FF 2 , ...
  • FIG. 1 With “120" optical elements between measuring mask 1 10 and pupil plane PP, with "140” optical elements between Pupil plane PP and diffraction grating 150 and symbolized with “160” optical elements between diffraction grating 150 and detector 170.
  • the illumination of a measuring mask 210 at a certain angle ⁇ leads to the generation of a corresponding scattered light cone 215, which in turn generates a region 230 illuminated in the pupil plane PP.
  • 2 symbolizes optical elements between the measuring mask 210 and the pupil plane PP by "220.”
  • a suitable device for realizing a - deterministic or even random - variation of the beam direction of the incident on the mirror assembly or entering the optical system light can be used with the aim of speckle patterns, which on the spatial Coherence of the incoming light are due to mediate away.
  • 3 a serves to illustrate this approach, in which analogous or substantially functionally identical components are designated by reference numerals increased by "200.”
  • a lateral displacement of the symbol indicated by the double arrow indicated by "P" in FIG Source point 300 results in a lateral shift in pupil illumination.
  • the area illuminated in the pupil plane PP migrates as a whole without any change in the relevant information about the wavefront deviations.
  • a beam direction control unit as known from US 2005/027051 1 A1, can also be used for the purposeful or deterministic variation of the beam direction.
  • the flexible setting of different illumination settings that can be realized in the arrangement according to the invention can also be used for an absolute calibration.
  • a plurality of interferograms can be detected in a plurality of measuring steps, wherein these measuring steps differ from one another with regard to the angular distribution of the illumination light incident on the measuring mask 110.
  • 4 shows exemplary intensity distributions 430a, 430b, 430c,..., 430n set in the pupil plane.
  • the invention is further based on the consideration that the systematic wavefront error of the measuring arrangement for each of these intensity distributions 430a, 430b, 430c, ..., 430n match.
  • Wi 5 / sotr ° P + POBi + S nisotropic + (APOB) i (4)
  • the illumination direction-dependent errors of the measuring arrangement can be partially avoided by a co-rotation of the Scheri interferometer in the pupil area selection.
  • the anisotropic, ie caused by shading effects systematic shear interferometer error by electromagnetic simulations can be modeled. This also applies to changes in the illumination direction relative to the optical axis. Equation (4) can be written as:
  • _ Wi s Anisotropic s, so tr o P + ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ + ( ⁇ ⁇ ) ⁇ (6)
  • equation (6) to the left, the right, the unknown variables are known and.
  • Iterative stitching of the quantities known on the left side of equation (6) over the N pupil ranges yields the superposition of the desired systematic shear interferometer errors with the fundamental and the sought differences between system wavefront and fundamental
  • a specific, particularly interesting wavefront component along the pupil for example a Z9, is considered in the following:
  • the fundamental component can be mathematically determined by pupil subrange and averaging
  • This fundamental component has a specific, characteristic course over the subrange, and can therefore be regarded as a wavefront t is fitted to the result of the above-mentioned combination ("stitching result 1") and then subtracted, so that the desired systematic, isotropic shear interferometer errors are obtained as absolute values.
  • wave front components can be proceeded in an analogous manner.
  • the system wavefront measurement according to the invention can be carried out with the same illumination setting, which is also used in the actual microlithography process.
  • the targeted illumination of specific pupil areas which typically takes place in the microlithography process, can be taken into account, and it is possible to specifically detect precisely those system wavefront deviations which become effective during the microlithographic exposure. This will be described below with reference to Figs. 5a-5d.
  • FIG. 5a initially shows an exemplary illumination setting which is to be used in the microlithography process or to be set in a microlithographic projection exposure apparatus.
  • a corresponding illumination setting is set which substantially corresponds to that of FIG. 5a, but the illumination poles are modified (ie a "sweeping" direction) such that 5d) are as completely as possible in the areas shown in Fig.
  • the individual illuminated areas in the pupil are so expanded or extended that after shear for the respective sheared wavefronts according to For this reason, for a measurement in the exposure setting, the illuminated areas in the pupil have to be widened in the shearing direction by the amount of shear, as is schematically indicated in Fig. 5c.
  • Fig. 6 shows in a schematic representation of the possible basic structure of a device for wavefront detection.
  • an imaging optic to be tested with respect to its wavefront effect is designated by "601.”
  • it may also be a projection objective or any subsystem of an illumination system. processing device or a projection lens of a microlithographic projection exposure system.
  • diffraction grating 602 arranged on the imaging optics 601 which is applied on a substrate sufficiently transparent for light of the operating wavelength is indicated by "620a.”
  • the diffraction grating 602 differs in different diffraction orders (eg, 0th, +1th, and -1st order of diffraction) generates an interference pattern in a (catching) plane with respect to the light propagation direction after the diffraction grating 602, and evaluation thereof in the case of resolution by a camera-based Sensor 603 in principle I a wave front analysis and thus a conclusion on the optical effect or Wel- lenfront qualifi the imaging optics 601 and, for example, an adjustment of the optical components located in the imaging optics 601 allows each other.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist folgende Schritte auf: Beleuchten einer Messmaske (110, 310) mit Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungseinrichtung, Erzeugen, aus einer von der Messmaske ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront, eines Interferogramms in einer vorgegebenen Ebene über ein Beugungsgitter (150); und Erfassen dieses Interferogramms mit einem Detektor (170), wobei unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts über eine Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen erzeugt werden, wobei eine Mehrzahl von Interferogrammen in einer Mehrzahl von Messschritten erfasst wird, wobei sich diese Messschritte hinsichtlich der Winkelverteilung des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts voneinander unterscheiden, und wobei zur Ermittlung der jeweiligen Systemwellenfrontabweichungen des optischen Systems für die in den einzelnen Messschritten jeweils beleuchteten Pupillenbereiche ein übereinstimmender Wellenfrontabweichungs-Anteil in den in diesen Messschritten jeweils erhaltenen Messergebnissen ermittelt wird.

Description

Verfahren und Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 217 251 .7, angemeldet am 27. September 2017. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference") mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikro- lithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Sowohl im Projektionsobjektiv als auch in der Beleuchtungseinrichtung besteht ein Bedarf, die im Betrieb durch das jeweilige optische System propagierenden Wellenfronten zu analysieren, um z.B. Aufschluss über die tatsächlich erzielte optische Wirkung der einzelnen optischen Komponenten des betreffenden optischen Systems sowie deren Justage zueinander zu erhalten.
Hierzu ist u.a. das Prinzip der Shearing-Interferometrie bekannt, bei welchem durch Einsatz eines Beugungsgitters („Shearing-Gitter"), das im Bereich der Bildebene der jeweils zu untersuchenden Abbildungsoptik platziert wird, identische Kopien der zu vermessenden Wellenfront entsprechend den unterschiedlichen Beugungsordnungen erzeugt und zur Überlagerung gebracht werden. Das an diesem Beugungsgitter in unterschiedliche Beugungsordnungen gebeugte Licht erzeugt in einer in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgenden Auffangebene ein Interferenzmuster, dessen Auswertung z.B. nach Auflösung durch einen kamerabasierten Sensor grundsätzlich eine Wellenfrontanalyse und damit einen Rückschluss auf die optische Wellenfrontwirkung sowie etwaige Aberrationen der jeweils Abbildungsoptik erlaubt und z.B. eine Justage der in der Abbildungsoptik befindlichen optischen Komponenten zueinander ermöglicht.
Hierbei ist es bekannt, die in die jeweilige Abbildungsoptik eingekoppelte Wellenfront durch eine kohärenzformende Maske auszubilden, welche insbesondere so ausgelegt sein kann, dass in Lichtausbreitungsrichtung nach dem Shearing-Gitter genau zwei Beugungsordnungen miteinander interferieren, wohingegen alle anderen Interferenzen weitgehend unterdrückt sind. Hierdurch können störende Interferenzen vermieden und höhere Messgenauigkeiten erzielt werden. Des Weiteren ist es bekannt, zur Pupillenfüllung entweder eine räumliche Inkohärenz in der (mit diffusem Licht erfolgenden) Beleuchtung in Verbindung mit einer räumlich ausgedehnten, abschattenden (und „kohärenzformenden") Maske einzusetzen oder auch die Maske selbst mit Streuzentren auszustatten. Um eine mit den vorstehend beschriebenen, auf einem Diffusor bzw. Streuzentren basierenden Ansätzen einhergehende, unerwünschte Erzeugung von Speckle-Mustern zu vermeiden, ist es weiter bekannt, eine dynamische Pupillenfüllung durch Realisierung einer Scanbewegung des von der beugenden Messmaske erzeugten Beugungsmusters über die Pupille im Wege der Einbringung eines den Strahlengang kippenden optischen Elements zu erreichen. Dies hat jedoch z.B. aufgrund der Einbringung zusätzlicher optischer Elemente zur Verkippung des Streukegels und/oder der Verkippung der Messmaske selbst eine Steigerung der Komplexität des Aufbaus und einen erhöhten apparativen Aufwand zur Folge.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US 7,768,653 B2, US 8,559, 108 B2, DE 101 09 929 A1 und DE 100 53 587 A1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems bereitzustellen, welche eine möglichst genaue Wellen- frontanalyse mit geringerem apparativen Aufwand und unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren bzw. die Anordnung gemäß den
Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems weist folgende Schritte auf: - Beleuchten einer Messmaske mit Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungseinrichtung;
- Erzeugen, aus einer von der Messmaske ausgehenden, das optische Sys- tem durchlaufenden Wellenfront, eines Interferogramms in einer vorgegebenen Ebene über ein Beugungsgitter; und
- Erfassen dieses Interferogramms mit einem Detektor;
- wobei unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftref- fenden Beleuchtungslichts über eine Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen erzeugt werden;
- wobei eine Mehrzahl von Interferogrammen in einer Mehrzahl von Messschritten erfasst wird, wobei sich diese Messschritte hinsichtlich der Winkelverteilung des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts voneinander unterscheiden; und
- wobei zur Ermittlung der jeweiligen Systemwellenfrontabweichungen des optischen Systems für die in den einzelnen Messschritten jeweils beleuchteten Pupillenbereiche ein übereinstimmender Wellenfrontabweichungs- Anteil in den in diesen Messschritten jeweils erhaltenen Messergebnissen ermittelt wird.
Dabei ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung unter der„Systemwellenfront" die bei Abbildung einer Punktlichtquelle durch das optische System erzeugte Wellenfront zu verstehen. Die „Systemwellenfrontabweichung" ist die Abweichung jener Systemwellenfront von einer idealen Kugelwelle, welche in den bei Abbildung von dem optischen System erzeugten Bildpunkt hinein konvergiert. Des Weiteren wird wie Weiteren noch detaillierter beschrieben eine Wellenfrontabweichung erfindungsgemäß in eine Summe von Summanden zerlegt, wobei diese Summanden als„Wellenfrontabweichungs- Anteile" bezeichnet werden.
Im Ergebnis können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wie im Weiteren noch näher erläutert systematische Wellenfrontfehler der Messanordnung im Sinne einer„Absolutkalibrierung" ermittelt bzw. von der eigentlichen System- wellenfrontmessung separiert werden.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere auch das Konzept zugrunde, eine zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems verwendete Messmaske mit einer gewünschten Winkelverteilung, welche veränderbar einstellbar ist, zu beleuchten und auf diese Weise die eingangs beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Insbesondere können in den jeweils erhaltenen Messergebnis- sen bzw. Interferogrammen unerwünschte Speckle-Muster entweder (durch Ausgestaltung der Messmaske ohne Streuzentren) vermieden oder im Wege der Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings bei Beleuchtung der Messmaske herausgerechnet werden. Des Weiteren kann erfindungsgemäß auch der mit einer Verlagerung oder Verkippung der Messmaske bei herkömm- liehen Ansätzen verbundene erhöhte apparative Aufwand vermieden werden.
Zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts eingesetzten Komponente kann ein Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von unabhängig voneinander verstellbaren Feldfacetten dienen, dessen Einsatz in Kombination mit einem Pupillenfacet- tenspiegel in einer Beleuchtungseinrichtung für den Betrieb im EUV (z.B. bei Wellenlängen kleiner als 15nm) z.B. aus DE 100 53 587 A1 bekannt ist. In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei der im Rahmen der Offenbarung zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung eingesetzten Komponente auch um ein diffraktives optisches Element (DOE) handeln.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strahlrichtung des auf die Spiegelanordnung auftreffenden Beleuchtungslichtes zum wenigstens teilweisen Herausmitteln von Speckle-Mustern zeitlich variiert.
Das erfindungsgemäß hinsichtlich seiner Wellenfrontwirkung untersuchte optische System kann insbesondere ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage sein. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die
Wellenfrontwirkung des Projektionsobjektivs gezielt für diejenigen Pupillenbereiche ermittelt werden, welche im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage beleuchtet werden. Dabei kann die erfindungsgemäße Ermittlung einer Systemwellenfrontabweichung in solcher Weise erfolgen, dass während der Durchführung der Messung die eingestellte Beleuchtungswinkelverteilung derjenigen Beleuchtungswinkelverteilung entspricht, welche auch im Mikrolitho- graphieprozess genutzt wird.
Hierdurch kann der im Mikrolithographieprozess typischerweise erfolgenden, gezielten Ausleuchtung bestimmter Pupillenbereiche Rechnung getragen werden, und es können gezielt gerade diejenigen Systemwellenfrontabweichungen erfasst werden, welche bei der mikrolithographischen Belichtung wirksam wer- den. Die Systemwellenfrontabweichungen können somit - durch entsprechende Einstellung der Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen - bei dem jeweiligen auch im Mikrolithographieprozess genutzten Beleuchtungssetting ermittelt werden mit der Folge, dass insbesondere auftretende thermisch induzierte Effekte bzw. Wellenfrontfehler wie die Erwärmung optischer Elemente und damit einhergehende Aberrationen denjenigen Effekten bzw. Aberrationen entsprechen, welche dann aufgrund der konkreten Wärmelastverteilung innerhalb des Projektionsobjektivs auch im Mikrolithographieprozess auftreten. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Beleuchten einer Messmaske mit Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungseinrichtung; - Erzeugen, aus einer von der Messmaske ausgehenden, das optische
System durchlaufenden Wellenfront, eines Interferogramms in einer vorgegebenen Ebene über ein Beugungsgitter; und
- Erfassen dieses Interferogramms mit einem Detektor;
- wobei unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftref- fenden Beleuchtungslichts über eine Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen erzeugbar sind; - wobei das optische System ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist; und
- wobei die Wellenfrontwirkung des Projektionsobjektivs durch Einstellung der Spiegelanordnung gezielt für diejenigen Pupillenbereiche ermittelt wird, welche im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage beleuchtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt. Dabei kann die Arbeitswellenlänge insbesondere die derzeit in der EUV-Lithographie üblichen Werte von 13.5nm oder 6.7nm aufweisen.
Die Erfindung betrifft weiter auch eine Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems, mit
- einer Beleuchtungseinrichtung, welche einen Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Feldfacetten und einen Pupillenfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten aufweist, wobei die Feldfacetten zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts unabhängig voneinander verstellbar sind;
- einer Messmaske;
- einem Beugungsgitter, welches aus jeweils einer bei Beleuchtung der Messmaske durch die Beleuchtungseinrichtung mit Beleuchtungslicht von der Messmaske ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront für unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts jeweils ein Interferogramm in einer vorgegebenen Ebene erzeugt;
- einem Detektor zur Erfassung der für die unterschiedlichen Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts erhaltenen Interferogramme; und
- einer Berechnungs- und Speichereinheit zur Berechnung und Speicherung der jeweiligen Systemwellenfrontabweichungen des optischen Systems für die in den einzelnen Messschritten jeweils beleuchteten Pupillenbereiche auf Basis eines übereinstimmenden Wellenfrontabweichungs-Anteils in den erhaltenen Interferogrammen. Die Offenbarung betrifft weiter auch eine Anordnung zur Analyse der Wellen- frontwirkung eines optischen Systems, mit
- einer Beleuchtungseinrichtung;
- einer Messmaske;
- einem Beugungsgitter, welches aus einer bei Beleuchtung der Messmaske durch die Beleuchtungseinrichtung mit Beleuchtungslicht von der Messmaske ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront wenigstens ein Interferogramm in einer vorgegebenen Ebene erzeugt; und
- einem Detektor zur Erfassung dieses Interferogramms; wobei die Anordnung dazu konfiguriert ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen.
In Ausführungsformen weist die Anordnung ferner eine Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung des auf den Feldfacettenspiegel auftreffenden Beleuchtungslichts auf. Hierdurch können wie im Weiteren noch beschrieben Speckle- Muster, welche auf die räumliche Kohärenz des einfallenden Lichtes zurückzuführen sind, wenigstens teilweise weggemittelt werden.
Diese vorstehend genannte Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung kann z.B. einen durch Rotation und/oder Translation beweglichen Diffusor (zur zufäl- ligen Variation der Strahlrichtung) aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann die Einrichtung auch eine Strahlrichtungssteuerungseinheit zur gezielten (deterministischen) Steuerung der Strahlrichtung aufweisen.
Die o.g. Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung kann insbesondere in einem am Eingang der Beleuchtungseinrichtung befindlichen Zwischenfokus oder in dessen Nähe angeordnet sein. Die Erfindung betrifft weiter auch eine mikrolithographische Projektionsbelich- tungsanlage, welche für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm ausgelegt ist und eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist, mit einer Anordnung zur Messung der Wellenfront der das Projektionsobjektiv durchlaufenden Strahlung, wobei eine Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung während der Wellenfrontmessung vorgesehen ist. Die Projektionsbelichtungsanlage kann insbesondere für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 15nm (z.B. 13.5nm), weiter insbesondere bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 7nm (z.B. 6.7nm), ausgelegt sein.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung einen Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Feldfacetten und einen Pupillenfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten auf, wobei die Feldfacetten unabhängig voneinander verstellbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Einrichtung einen durch Rotation und/oder Translation beweglichen Diffusor auf. Gemäß einer Ausführungsform weist die Einrichtung eine Strahlrichtungssteue- rungseinheit zur gezielten Steuerung der Strahlrichtung auf.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Figur 1 -2 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung beispielhaften Ausführungsform;
Figur 3-5 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer
eher Ausführungsformen der Erfindung; und
Figur 6 eine schematische Darstellung eines prinzipiellen möglichen
Aufbaus einer Vorrichtung zur Wellenfronterfassung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFUHRUNGSFORMEN
Fig. 1 zeigt eine lediglich schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems in einer Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 trifft Licht eines Quellpunkts 100 einer räumlich ausgedehnten und inkohärenten Lichtquelle zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 101 , welcher eine Mehrzahl unabhängig voneinander verstellbarer Feldfacetten aufweist, wobei in Fig. 1 der einfacheren Darstellung halber lediglich zwei Feldfacetten FFi und FF2 eingezeichnet sind. Von diesen Feldfacetten FFi , FF2, ... trifft das Licht über einen Pupillenfacettenspiegel 102 (von welchem wiederum der Einfachheit halber lediglich zwei Pupillenfacetten PFi und PF2 eingezeichnet sind) auf eine mit„1 10" bezeichnete Messmaske. In einer im optischen Strahlengang nachfolgenden Pupillenebene PP wird abhängig von der über die Feldfacetten FFi , FF2, ... des Feldfacettenspiegels 101 eingestellten Winkelverteilung eine Intensitätsverteilung 130 erzeugt. Durch ein im optischen Strahlengang nachfolgendes Beugungsgitter 150 wird ein Interferogramm erzeugt, welches in Fig. 1 mit„180" bezeichnet ist und durch einen Detektor 170 erfasst wird. Des Weiteren sind in Fig. 1 mit„120" optische Elemente zwischen Messmaske 1 10 und Pupillenebene PP, mit „140" optische Elemente zwischen Pupillenebene PP und Beugungsgitter 150 und mit„160" optische Elemente zwischen Beugungsgitter 150 und Detektor 170 symbolisiert.
Wie lediglich schematisch in Fig. 2 dargestellt, führt die Beleuchtung einer Messmaske 210 unter einem bestimmten Winkel α zur Erzeugung eines entsprechenden Streulichtkegels 215, welcher wiederum einen in der Pupillenebene PP ausgeleuchteten Bereich 230 erzeugt. Dabei sind in Fig. 2 durch „220" optische Elemente zwischen Messmaske 210 und Pupillenebene PP symbolisiert. Durch Erzeugung einer Vielzahl solcher Kanäle lässt sich eine gewünschte Winkelverteilung und ein entsprechendes Beleuchtungssetting bei Beleuchtung der Messmaske 210 realisieren.
In Ausführungsformen kann wie im Weiteren beschrieben auch eine geeignete Einrichtung zur Realisierung einer - deterministischen oder auch zufälligen - Variation der Strahlrichtung des auf die Spiegelanordnung auftreffenden bzw. in das optische System eintretenden Lichtes verwendet werden mit dem Ziel, Speckle-Muster, welche auf die räumliche Kohärenz des einfallenden Lichtes zurückzuführen sind, wegzumitteln. Fig. 3a dient zur Veranschaulichung dieses Ansatzes, wobei im Vergleich zu Fig. 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „200" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Eine in Fig. 3a durch den mit„P" bezeichneten Doppelpfeil angedeutete seitliche Verschiebung des Quellpunkts 300 führt zu einer seitlichen Verschiebung der Pupillenausleuchtung. Kohären- te Störungen, welche in Form von Speckle-Mustern auftreten und damit zufälligen Charakter haben, ändern sich hierbei und können durch Mittelung über mehrere Bildaufnahmen im Messergebnis verringert werden. Der in der Pupillenebene PP ausgeleuchtete Bereich wandert hierbei als Ganzes, ohne dass eine Veränderung der relevanten Information über die Wellenfrontabweichun- gen stattfindet.
Bei der vorstehend genannten Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung kann es sich z.B. um einen im Bereich des Zwischenfokus (IF=„Intermediate Focus") eingesetzten, durch Rotation und/oder Translation bewegten Diffusor (z. B. eine rotierende EUV-Streuscheibe, welche durch FIB-Strukturierung einer dünnen Sl-Membran herstellt werden kann) handeln, wie in Fig. 3b lediglich schematisch angedeutet ist. In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine Strahlrichtungssteuerungseinheit, wie sie aus US 2005/027051 1 A1 bekannt ist, zur gezielten bzw. deterministischen Variation der Strahlrichtung verwendet werden.
Wie im Weiteren erläutert kann die in der erfindungsgemäßen Anordnung reali- sierbare, flexible Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings auch für eine Absolutkalibrierung genutzt werden.
In Ausführungsformen kann eine Mehrzahl von Interferogrammen in einer Mehrzahl von Messschritten erfasst werden, wobei sich diese Messschritte hinsichtlich der Winkelverteilung des auf die Messmaske 1 10 auftreffenden Beleuchtungslichts voneinander unterscheiden. Fig. 4 zeigt beispielhafte, in der Pupillenebene eingestellte Intensitätsverteilungen 430a, 430b, 430c, ... , 430n. Die Erfindung geht nun weiter von der Überlegung aus, dass der systematische Wellenfront-Fehler der Messanordnung für jede dieser Intensitätsverteilungen 430a, 430b, 430c, ... , 430n übereinstimmt. Die in einem (Pupillen-)Bereich i gemessenen Wellenfrontabweichungen können dargestellt werden als: = Slsotrop + s†nisotrop + poß ^ ,
Dabei bezeichnen:
Wi die aus wenigstens zwei Teilinterferogrammen bzw. Schero- grammen ermittelten Wellenfrontabweichungen entlang des Pupillenbereichs i
Slsotrop die beleuchtungsrichtungsunabhängigen Anteile der systema- tischen Abweichungen der Messanordnung (Scherinterfero- meterabweichungen);
g.Anisotrop ^e be|euchtungsrichtungsabhängigen Anteile der systemati- sehen Scherinterferometerabweichungen, wirksam in Richtung des Pupillenbereichs i; und
POBi die Systemwellenfrontabweichungen des zu untersuchenden optischen Systems (z. B. Projektionsobjektivs) im Pupillenbereich i
Sämtliche der vorstehend genannten Größen werden entlang eines gemeinsamen Koordinatensystems angegeben, z.B. entlang eines kartesischen x-y- Koordinatensystems um den Bereichsmittelpunkt.
Nun erfolgt eine Zerlegung der Systemwellenfrontabweichungen des zu untersuchenden optischen Systems (z. B. eines Projektionsobjektivs) in einen allen Pupillenbereichen gemeinsamen Anteil, welcher mathematisch durch Mittelwertbildung über alle N Pupillenbereiche (i=1 , ... N) und die jeweiligen verbleibenden Unterschiede im Pupillenbereich Nr. i erhalten wird:
POBt = P Bt + (APOß)i (2)
Die sämtlichen Pupillenbereichen gemeinsame Komponente wird hier und Folgenden als„Grundanteil" bezeichnet. Durch Einsetzen von (2) in (1 ) folgt:
W, = Slsotrop + anisotrop + poß_ + (Δρ0β) . (3)
Bei Gruppierung nach bereichsunabhängigen und bereichsabhängigen Größen ergibt sich:
Wi = 5/sotr°P + POBi + S nisotrop + (APOB)i (4)
Die beleuchtungsrichtungsabhängigen Fehler der Messanordnung (Scherinter- ferometerfehler) lassen sich durch eine Mitdrehung des Scheri nterferometers bei der Pupillenbereichsauswahl teilweise vermeiden. Dabei muss das Scherin- terferometer als Ganzes, also einschließlich Messmaske und Detektor, mitge- dreht werden. Bei einer solchen Vorgehensweise gilt: s nisotrop (Azimutalwinkel)= 0 (5) Zur Vermeidung eines solchen Mitdrehens des Scherinterferometers können die anisotropen, also durch Abschattungseffekte verursachten systematischen Scherinterferometerfehler durch elektromagnetische Simulationsrechnungen modelliert werden. Dies gilt auch bei Veränderung der Beleuchtungsrichtung relativ zur optischen Achse. Gleichung (4) lässt sich schreiben als:
Wi _ sAnisotrop = s,so troP + ρ^βΤ + (ΔΡΟβ)ί (6) wobei in Gleichung (6) links die bekannten und rechts die unbekannten Größen stehen. Ein iteratives Zusammenführen („Iteratives Stitching") der auf der linken Seite von Gleichung (6) stehenden, über die N Pupillenbereiche bekannten Größen ergibt die Überlagerung der gesuchten systematischen Scherinterferometerfehler mit dem Grundanteil und die gesuchten Unterschiede zwischen Systemwellenfront und Grundanteil. Im letzten Schritt wird der Grundanteil näher betrachtet, da sich dieser nachteilig den gesuchten systematischen Scherinterferometerfehlern überlagert. Zur Abschätzung wenigstens einer Grundanteilkomponente sei im Folgenden eine spezifische, besonders interessierende Wellenfrontkomponente entlang der Pupille betrachtet, beispielsweise ein Z9. Für eine solche Komponente kann mathematisch der Grundanteil durch Pupillenteilbereichsbildung und Mittelwertbildung über die N Teilbereiche berechnet werden. Dieser Grundanteil hat über den Teilbereich einen bestimmten, charakteristischen Verlauf, kann also als eine Wellenfront angesehen werden. Diese Wellenfront wird an das Ergebnis der o.g. Zusammenführung („Stitchingergebnis 1 ") angefittet und dann sub- trahiert, so dass die gesuchten systematischen, isotropen Scherinterferometerfehler als Absolutwerte erhalten werden. Damit ist für diese Wellenfrontkomponente das Absolutkalibrierverfahren beendet. Für andere, zu ermittelnde Wel- lenfrontkomponenten kann in analoger Art und Weise vorgegangen werden. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die erfindungsgemäße Sys- temwellenfrontmessung bei demselben Beleuchtungssetting durchgeführt werden, welches auch im eigentlichen Mikrolithographieprozess verwendet wird. Hierdurch kann der im Mikrolithographieprozess typischerweise erfolgenden, gezielten Ausleuchtung bestimmter Pupillenbereiche Rechnung getragen werden, und es können gezielt gerade diejenigen Systemwellenfrontabweichungen erfasst werden, welche bei der mikrolithographischen Belichtung wirksam werden. Dies wird im Weiteren unter Bezugnahme auf Fig. 5a-5d beschrieben.
Fig. 5a zeigt zunächst ein beispielhaftes Beleuchtungssetting, welches im Mikrolithographieprozess verwendet bzw. in einer mikrolithographischen Projekti- onsbelichtungsanlage eingestellt werden soll. Gemäß Fig. 5b wird nun in der erfindungsgemäßen Messanordnung unter Verwendung der erfindungsgemä- ßen Spiegelanordnung ein entsprechendes Beleuchtungssetting eingestellt, welches im Wesentlichen demjenigen aus Fig. 5a entspricht, wobei jedoch die Beleuchtungspole derart modifiziert (d.h. ein Scherrichtung„ausgedehnt") sind, dass sich die letztendlich bei der Messung erhaltenen Scherogrammme (Fig. 5d) möglichst vollständig in den in Fig. 5a gezeigten Bereichen befinden. Mit anderen Worten sind die einzelnen ausgeleuchteten Bereiche in der Pupille so ausgedehnt bzw. erweitert, dass nach Scherung für die jeweils gescherten Wellenfronten gemäß Fig. 5d ein ausreichend großer Überlappbereich besteht, welcher mit dem Beleuchtungssetting zusammenfällt. Aus diesem Grunde müssen für eine Messung bei Belichtungssetting die beleuchteten Bereiche in der Pupille in Scherrichtung gesehen um den Betrag der Scherung verbreitert sein, wie schematisch in Fig. 5c angedeutet ist.
Fig. 6 zeigt in lediglich schematischer Darstellung den möglichen prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Wellenfronterfassung.
In Fig. 6 ist eine hinsichtlich ihrer Wellenfrontwirkung zu prüfende Abbildungsoptik mit„601 " bezeichnet. Dabei kann es sich insbesondere auch um ein Projektionsobjektiv oder auch ein beliebiges Teilsystem einer Beleuch- tungseinrichtung oder eines Projektionsobjektivs einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage handeln. Zur Überprüfung der Wellenfrontwir- kung dieser Abbildungsoptik 601 bzw. zur Analyse der Wellenfront einer diese Abbildungsoptik 601 durchlaufenden Lichtwelle weist die Anordnung gemäß Fig. 1 eine Beleuchtungsmaske 600 auf, durch welche Licht einer (nicht dargestellten) Lichtquelle in die Abbildungsoptik 601 eintritt und auf ein in Lichtausbreitungsrichtung (z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem) nach der Abbildungsoptik 601 angeordnetes Beugungsgitter 602 auftrifft, welches auf einem mit„620a" bezeichneten, für Licht der Arbeitswellenlänge hinrei- chend transparenten Substrat aufgebracht ist. Das an der Gitterstruktur des Beugungsgitters 602 in unterschiedliche Beugungsordnungen (z.B. 0-te, +1 . und -1 . Beugungsordnung) gebeugte Licht erzeugt in einer bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung nach dem Beugungsgitter 602 angeordneten (Auf- fang-)Ebene ein Interferenzmuster, dessen Auswertung im Falle einer Auflö- sung durch einen kamerabasierten Sensor 603 grundsätzlich eine Wellen- frontanalyse und damit einen Rückschluss auf die optische Wirkung bzw. Wel- lenfrontwirkung der Abbildungsoptik 601 und z.B. eine Justage der in der Abbildungsoptik 601 befindlichen optischen Komponenten zueinander ermöglicht. Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsfor- men von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
• Beleuchten einer Messmaske (1 10, 310) mit Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungseinrichtung;
• Erzeugen, aus einer von der Messmaske (1 10, 310) ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront, eines Interfero- gramms in einer vorgegebenen Ebene über ein Beugungsgitter (150); und
• Erfassen dieses Interferogramms mit einem Detektor (170);
• wobei unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske (1 10, 310) auftreffenden Beleuchtungslichts über eine Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen erzeugt werden;
• wobei eine Mehrzahl von Interferogrammen in einer Mehrzahl von Messschritten erfasst wird, wobei sich diese Messschritte hinsichtlich der Winkelverteilung des auf die Messmaske (1 10, 310) auftreffenden Beleuchtungslichts voneinander unterscheiden; und
• wobei zur Ermittlung der jeweiligen Systemwellenfrontabweichungen des optischen Systems für die in den einzelnen Messschritten jeweils beleuchteten Pupillenbereiche ein übereinstimmender Wellenfront- abweichungs-Anteil in den in diesen Messschritten jeweils erhaltenen Messergebnissen ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlrichtung des auf die Spiegelanordnung auftreffenden Beleuchtungslichtes zum wenigstens teilweisen Herausmitteln von Speckle-Mustern zeitlich variiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das opti- sehe System ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbehchtungsanlage ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenfront- wirkung des Projektionsobjektivs gezielt für diejenigen Pupillenbereiche ermittelt wird, welche im Betrieb der Projektionsbehchtungsanlage beleuchtet werden.
5. Verfahren zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
• Beleuchten einer Messmaske (1 10, 310) mit Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungseinrichtung;
• Erzeugen, aus einer von der Messmaske (1 1 0, 310) ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront, eines Interfero- gramms in einer vorgegebenen Ebene über ein Beugungsgitter (150); und
• Erfassen dieses Interferogramms mit einem Detektor (170);
• wobei unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske (1 10, 310) auftreffenden Beleuchtungslichts über eine Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen erzeugbar sind;
• wobei das optische System ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbehchtungsanlage ist; und
• wobei die Wellenfrontwirkung des Projektionsobjektivs durch Einstellung der Spiegelanordnung gezielt für diejenigen Pupillenbereiche ermittelt wird, welche im Betrieb der Projektionsbehchtungsanlage beleuchtet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt ist.
Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems, mit
• einer Beleuchtungseinrichtung, welche einen Feldfacettenspiegel (101 , 301 ) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten (FFi , FF2, ... ) und einen Pupillenfacettenspiegel (102, 302) mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten (PFi , PF2, ... ) aufweist, wobei die Feldfacetten (FFi , FF2, ... ) zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung des auf die Messmaske (1 10, 310) auftreffenden Beleuchtungslichts unabhängig voneinander verstellbar sind;
• einer Messmaske (1 10, 310);
• einem Beugungsgitter (150), welches aus jeweils einer bei Beleuchtung der Messmaske (1 10, 310) durch die Beleuchtungseinrichtung mit Beleuchtungslicht von der Messmaske (1 10, 310) ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront für unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske (1 10, 310) auftreffenden Beleuchtungslichts jeweils ein Interferogramm in einer vorgegebenen Ebene erzeugt;
• einem Detektor (170) zur Erfassung der für die unterschiedlichen Winkelverteilungen des auf die Messmaske (1 10, 310) auftreffenden Beleuchtungslichts erhaltenen Interferogramme; und
• einer Berechnungs- und Speichereinheit zur Berechnung und Speicherung der jeweiligen Systemwellenfrontabweichungen des optischen Systems für die in den einzelnen Messschritten jeweils beleuchteten Pupillenbereiche auf Basis eines übereinstimmenden Wellenfrontabweichungs-Anteils in den erhaltenen Interferogrammen.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Feldfacettenspiegel (101 , 301 ) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten (FFi , FF2, ... ) und einen Pupillenfacettenspiegel (102, 302) mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten (PFi , PF2, ... ) aufweist, wobei die Feldfacetten (FFi , FF2, ... ) zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung des auf die Messmaske (1 10, 310) auftreffenden Beleuchtungslichts unabhängig voneinander verstellbar sind.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung des auf den Feldfacettenspiegel (101 , 301 ) auftreffenden Beleuchtungslichts aufweist.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung einen durch Rotation und/oder Translation beweglichen Diffusor (305) aufweist.
1 1 . Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung eine Strahlrichtungssteuerungseinheit zur gezielten Steuerung der Strahlrichtung aufweist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung in einem am Eingang der Beleuchtungseinrichtung befindlichen Zwischenfokus angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System ein optisches System für die Mikrolithographie, insbesondere ein optisches System einer mikrolithographischen Projektions- belichtungsanlage, ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt ist.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, welche für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm ausgelegt ist und eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist, mit einer Anordnung zur Messung der Wellenfront der das Projektionsobjektiv durchlaufenden Strahlung, wobei eine Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung während der Wellenfrontmessung vorgesehen ist.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Feldfacettenspiegel (101 , 301 ) mit einer Mehrzahl von Feldfacetten (FFi , FF2, ... ) und einen Pupillenfacettenspiegel (102, 302) mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten (PFi , PF2, ... ) aufweist, wobei die Feldfacetten (FFi , FF2, ... ) unabhängig voneinander verstellbar sind.
Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung einen durch Rotation und/oder Translation beweglichen Diffusor (305) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung eine Strahlrichtungssteuerungseinheit zur gezielten Steuerung der Strahlrichtung aufweist.
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