DE102007005875A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Ausrichtung von Oberflächen von optischen Elementen - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächenänderungen von optischen Elementen in Objektiven, insbesondere optischen Elementen in Objektiven der Mikrolithographie, wobei mindestens eine Messbeleuchtungseinrichtung (10, 11, 13), mit welcher das zu untersuchende optische Element (1) mit mindestens einem Messstrahlenbündel (6, 14) beleuchtet wird, dessen Einstrahlrichtung unterschiedlich zur Einstrahlrichtung des oder der Objektivstrahlbündel (5) ist, und mindestens eine Detektoreinrichtung (17) vorgesehen sind, welche Änderungen des Messstrahlenbündels nach Wechselwirkung mit der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements erfasst.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächenänderungen von optischen Elementen in Objektiven, insbesondere optischen Elementen in Objektiven der Mikrolithographie sowie ein entsprechendes Verfahren hierzu.
- STAND DER TECHNIK
- In Objektiven für die Mikrolithographie, welche bei der Herstellung von fein strukturierten Halbleiterbauelementen eingesetzt werden, kommen vermehrt optische Elemente zum Einsatz, deren Oberfläche zur Variation der Abbildungseigenschaften manipulierbar ist. Ein Beispiel hierfür sind sog. Multi-Mirror-Arrays (Vielfachspiegelanordnung), bei welchem eine Vielzahl von Mikrospiegeln in einem Feld, vorzugsweise in Reihen und Spalten, angeordnet sind. Die Mirkospiegel sind bewegbar und insbesondere über zwei senkrecht zueinander vorgesehene Achsen verschwenk- und verkippbar, so dass ihre Oberflächennormale, ausgehend von einer Nullposition, in beliebige Richtungen verkippbar ist.
- Dies wird dazu genutzt, in Beleuchtungsobjektiven die Beleuchtungseinstellungen variabel verändern zu können. Beispiele hierfür sind in der
sowie derWO 2005/026 843 A2 EP 12 628 36 A1 gegeben. Weiterhin werden Multi-Mirror-Arrays auch als reflektives Retikel einer Belichtungsanlage für die Mikrolithographie eingesetzt ( ).WO 2005/096 098 A2 - Für derartige Komponenten ist es wesentlich, die genaue Kippstellung der einzelnen Spiegelelemente zu kennen, um exakte Positionen einstellen zu können, welche maßgeblich die entsprechenden Abbildungseigenschaften beeinflussen.
- Aus der
US 6965119 ist ein Verfahren zur Justierung entsprechender Spiegelelemente bekannt, bei welchem ein Teil des Belichtungsstrahls aus dem Strahlengang ausgekoppelt wird, um durch Intensitätsmessungen eine Justierung der Spiegelelemente vornehmen zu können. Diese Vorgehensweise hat allerdings den Nachteil, dass Intensitätsverluste beim Nutzlicht durch die Auskopplung auftreten. - Um Beeinträchtigungen durch Intensitätsverluste zu vermeiden, ist es nach dem Stand der Technik auch möglich, eine Justierung und Überprüfung der Ausrichtung von Spiegelelementen eines Multi-Mirror-Arrays in Zeiten vorzunehmen, in denen das Objektiv nicht genutzt wird. Allerdings sind hier unter Umständen Stillstandszeiten zur Überprüfung der Spiegelelemente erforderlich, die nicht gewünscht sind und einen effektiven Betrieb eines entsprechenden Objektivs beeinträchtigen.
- Eine Bestimmung der Verdreh- bzw. Kippwinkel der Spiegelelemente eines Multi-Mirror-Arrays durch entsprechende Sensoren an den Aktoren für die Bewegung der Spiegelelemente ist aufgrund der Vielzahl der Spiegelelemente sehr aufwendig und führt dazu, dass durch den erforderlichen Bauraum der Sensoren das optische Element in Form eines Multi-Mirror-Arrays sehr voluminös wird.
- OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- AUFGABE DER ERFINDUNG
- Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem in effektiver Weise die Winkelstellung von Spiegelelementen eines Multi-Mirror-Arrays ermittelt werden kann. Insbesondere soll allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt werden, mit welchem Oberflächenänderungen von optischen Elementen detektierbar und messbar sind, da allgemein Änderungen der Oberfläche von optischen Elementen und insbesondere der Form bzw. Ausrichtung von Oberflächenbereichen, beispielsweise durch thermische Belastungen oder dergleichen, für die Überwachung der Abbildungseigenschaften und evtl. Korrektur von Abbildungsfehlern von Interesse sind.
- TECHNISCHE LÖSUNG
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Grundidee der Erfindung besteht darin, zusätzlich zu dem Nutzlicht des Objektivs bzw. dem Objektivstrahlbündel, dem das zu untersuchende optische Element ausgesetzt ist, mindestens einen Messstrahl aus einer Messbeleuchtungseinrichtung auf das zu untersuchende optische Element zu richten, so dass von einer Detektoreinrichtung die Wechselwirkung mit der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elementes erfasst und Änderungen gegenüber einer vorgegebenen Einstellung ermittelt werden können. Durch das zusätzliche Vorsehen einer separaten Messbeleuchtungseinrichtung, die den entsprechenden Messstrahl erzeugt, ist es möglich, auf die Auskopplung von Nutzlicht aus dem Objektivstrahlbündel zu verzichten, wobei gleichzeitig eine kontinuierlich, während der Nutzung des Objektivs ablaufende Überprüfung und Bestimmung von Oberflächenänderungen des zu untersuchenden optischen Elements ermöglicht wird. Hierzu ist lediglich erforderlich, dass die Einstrahlrichtung des oder der Messstrahlbündel unterschiedlich zu der Einstrahlrichtung des oder der Objektivstrahlbündel ist, so dass keine gegenseitige Beeinträchtigung stattfindet.
- Insbesondere kann mit einem derartigen Vorgehen die Winkeländerung der Oberflächennormale eines zu untersuchenden Oberflächenbereiches eines optischen Elements bzw. die Ausrichtung eines entsprechenden Oberflächenbereiches überwacht und untersucht werden.
- Vorzugsweise kann das Verfahren und die Vorrichtung für die Untersuchung von Spiegelelementen, insbesondere der oben angesprochenen Vielfachspiegelanordnungen (Multi-Mirror-Arrays MMAs) eingesetzt werden.
- Die Einstrahlrichtung des Messstrahlbündels kann sich sowohl im Einfallswinkel bzgl. der zu untersuchenden Oberfläche des optischen Elements als auch einer azimutalen Einfallsrichtung unterscheiden. Unter azimutaler Einfallsrichtung ist hierbei die Verdrehung der Einfallsebene des entsprechenden Strahls gegenüber einer vorgegebenen Ebene, wie z. B. einer in Nord-Süd-Ausrichtung angeordneten Einfallsebene zu verstehen.
- Wenn sich der Messstrahl und der Objektivstrahl nicht in der azimutalen Einfallsrichtung unterscheiden, müssen sie sich zumindest im Einfallswinkel unterscheiden, um eine gegenseitige Beeinträchtigung zu vermeiden und eine Erfassung des mit der Oberfläche wechselwirkenden Messstrahls durch ein Detektorsystem zu ermöglichen.
- Unterscheiden sich die Einstrahlrichtung des Messstrahlbündels und die Einstrahlrichtung des oder der Objektivstrahlbündel in der azimutalen Einfallsrichtung, so kann zusätzlich eine Unterscheidung im Einfallswinkel bzgl. der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elementes vorliegen. Das ist jedoch nicht erforderlich.
- Bevorzugt ist eine Unterscheidung der Einstrahlrichtung des Messstrahlbündels von der Einstrahlrichtung des oder der Objektivstrahlbündel in der azimutalen Einfallsrichtung, wobei Drehwinkel im Bereich von mehr als 30°, vorzugsweise mehr als 60° und insbesondere ein gegenseitiger Drehwinkel von 90° um die Oberflächennormale des zu untersuchenden optischen Elements möglich sind. Bei einer 90°-Anordnung von Messstrahlrichtung und Objektivstrahlrichtung ist besonders viel Bauraum für die Anordnung der Messbeleuchtungseinrichtung und einer entsprechend angeordneten Detektoreinrichtung gegeben.
- Um eine definierte Beleuchtung des zu untersuchenden optischen Elements mit Messlicht zu gewährleisten und ebenso eine definierte Erfassung der Änderungen des Messlichts durch die Wechselwirkung mit der Oberfläche des optischen Elementes zu ermöglichen, kann zwischen der Beleuchtungsquelle und dem zu untersuchenden optischen Element einerseits und/oder dem zu untersuchenden optischen Element und der entsprechenden Detektoreinrichtung andererseits jeweils ein optisches System vorgesehen sein.
- Das Messlicht kann beliebige geeignete Wellenlängen aufweisen und sowohl im sichtbaren als auch im nicht sichtbaren Bereich liegen. Allgemein wird unter Licht jede elektromagnetische Strahlung verstanden.
- Das optische System für die Messbeleuchtung kann einen oder eine Vielzahl von Kollimatoren, insbesondere in Form eines Lochblechs mit einem vorgeschalteten Mikrolinsenfeld, umfassen, so dass entsprechende kollimierte Beleuchtungsstrahlbündel erzeugt werden.
- Diese kollimierten Beleuchtungsstrahlbündel werden an der zu untersuchenden Oberfläche reflektiert und können durch entsprechend vor Positionssensoren der Detektoreinrichtung angeordneten Sammellinsen, insbesondere einem Linsenfeld aus Mikrosammellinsen als Fernfeldbeugungsbild bzw. Fourier-Transformierte in die Brennebene der entsprechenden Sammellinsen abgebildet werden. Dort in der Brennebene können entsprechende Positionssensoren, beispielsweise 4-Quadranten-Detektoren oder zweidimensionale positionssensitive Sensoren vorgesehen sein, die eine Abweichung des auf den Sensor eintreffenden Lichtkegels von einer Nullposition, die einer bestimmten Ausrichtung der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements entspricht, feststellen.
- Um zusätzlich Bauraum zu gewinnen, kann zwischen zu untersuchendem optischen Element und der Detektoreinrichtung eine zusätzliche Optik vorgesehen werden, die es ermöglicht, die Detektoreinrichtung weit entfernt von dem zu untersuchenden optischen Element anzuordnen. Darüber hinaus kann eine Optik vorgesehen werden, welche eine variable Anordnung der Detektoreinrichtung bei gleichzeitiger, scharfer Abbildung eines Oberflächenbereichs des zu untersuchenden optischen Elements ermöglicht. Dazu wird die entsprechende abbildende Optik derart gestaltet, dass der zu untersuchende Oberflächenbereich des optischen Elements unter Einhaltung der Scheimpflugbedingungen auf die den Positionssensoren zugeordneten optischen Linsen abgebildet wird.
- Gleichzeitig muss die entsprechende Optik sicherstellen, dass die Einfallsrichtung der Strahlenbündel auf die Linsen der Detektoreinrichtung der Ausrichtung der zugeordneten Oberflächenbereiche des optischen Elements bzw. der Kippwinkel der Mikrospiegel eines Multi-Mirror-Arrays entspricht. Dies kann beispielsweise durch eine Relais-Optik mit zwei Sammellinsen gewährleistet werden.
- Gemäß der Vorrichtung und dem Verfahren der Erfindung kann eine Bestimmung der winkelmäßigen Ausrichtung der Oberfläche eines optischen Elementes kontinuierlich während der Nutzung des optischen Elementes bzw. des Objektivs, in dem das optische Element angeordnet ist, erfolgen. Damit können die ermittelten Werte zur aktiven Steuerung bzw. Regelung von manipulierbaren Oberflächenelementen, wie beispielsweise Mikrospiegeln eines Multi-Mirror-Arrays eingesetzt werden.
- KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
- Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
-
1 eine Seitenansicht eines zu untersuchenden optischen Elementes in Form eines Multi-Mirror-Arrays (Mehrfachspiegelanordnung); -
2 eine Draufsicht auf das zu untersuchende optische Element aus1 mit einer Darstellung der Messanordnung; -
3 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Messanordnung; -
4 eine Seitendarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung; und in -
5 eine Teilansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung. - AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
- Die
1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Beispiel eines optischen Elementes, für welches die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden können. Bei dem optischen Element der1 handelt es sich um einen sog. Multi-Mirror-Array (Mehrfachspiegelanordnung)1 , welcher eine Vielzahl von kleinen Spiegeln2 umfasst, welche bewegbar, insbesondere verschwenkbar und kippbar angeordnet sind, so dass die Spiegelflächen3 der beispielsweise in Reihen und Spalten nebeneinander angeordneten Spiegelelemente2 unterschiedlich ausgerichtet sein können. Entsprechend kann ein einfallendes Strahlenbündel5 durch die Vielzahl der unterschiedlich ausgerichteten Spiegelflächen3 in eine Vielzahl von Strahlenbündeln4 mit unterschiedlicher Richtung reflektiert werden. - Ein derartiger Multi-Mirror-Array kann beispielsweise bei Objektiven für die Mikrolithographie in unterschiedlichsten Anwendungen, wie beispielsweise die Pupillenausleuchtung oder als reflektives Retikel eingesetzt werden. Da die Spiegelelemente
2 durch Aktoren verschwenk- und verkippbar sind, ist es für einen effektiven Einsatz erforderlich, dass die Ge nauigkeit der Verstellung durch die Aktoren überprüft werden kann. Zu diesem Zweck wird die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das entsprechende Verfahren eingesetzt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem entsprechenden Verfahren lassen sich exakte Winkelpositionen der Spiegelflächen3 ermitteln. - Neben dem gezeigten Ausführungsbeispiel für ein Multi-Mirror-Array kann die Erfindung jedoch auch zur Bestimmung von Winkeländerungen an beliebigen anderen Oberflächen von optischen Elementen eingesetzt werden.
- Wie aus der
2 ersichtlich ist, wird gemäß dem Verfahren zusätzlich zu dem Strahlenbündel5 , welches das normale Nutzlicht des Objektivs darstellt, in welchem das optische Element1 eingesetzt wird, und welches auch als Objektivstrahlenbündel bezeichnet wird, eine zusätzliche Messbeleuchtung vorgesehen, die ebenfalls auf die Spiegelelemente2 des optischen Elements1 ein oder mehrere Strahlenbündel6 einstrahlt. Die Reflexion dieser Strahlenbündel6 an den Spiegeloberflächen3 kann mittels einer Messsensorik erfasst werden, wobei die reflektierten Strahlenbündel7 eine Information über den Kippzustand bzw. die Ausrichtung der Spiegelelemente2 beinhalten. Bei der in2 dargestellten Messanordnung wird die Messbeleuchtung in einer Ebene auf das optische Element bzw. die Oberflächenbereiche bzw. Spiegelelemente2 des optischen Elements1 eingestrahlt, welche um 90° um die Oberflächennormale der zu untersuchenden Oberfläche gegenüber der Einfallsebene des Objektivstrahlenbündels5 verdreht ist. - Damit ist eine kontinuierliche Messung bzw. Überwachung der Orientierung der Spiegelelemente
2 auch während der Nutzung des Objektivs möglich. Damit sind keine Ausfallzeiten des Objektivs für die Bestimmung der Ausrichtung der Spiegelelemente bzw. Justierung der Spiegelelemente2 erforderlich. Da für die Bestimmung der Ausrichtung der Spiegelelemente2 auch kein Nutzlicht des Objektivstrahlbündels5 verwendet wird, kommt es auch nicht zu Intensitätsverlusten bei der Nutzung des Objektivs, in welchem das zu vermessende optische Element angeordnet ist. - Die
3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer entsprechenden erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie aus der3 zu entnehmen ist, fällt das Nutzlicht5 des Objektivs unter einem bestimmten Einfallswinkel β in der Einfallsebene (xz-Ebene)8 auf die Spiegeloberfläche3 des Spiegelele ments2 , wobei das Strahlenbündel5 gemäß dem reflektierten Strahl4 reflektiert wird. Die Einfallsebene8 (xz-Ebene) wird hierbei durch die Oberflächennormale (nicht gezeigt) des Spiegelelements2 sowie den einfallenden Strahl5 und den reflektierten Strahl4 aufgespannt. Gemäß der Darstellung der2 wird in einer yz-Ebene9 , welche azimutal um die Oberflächennormale um einen Drehwinkel α in der Größenordnung von 90° gegenüber der Ebene8 verdreht ist, der Messstrahl6 eingestrahlt, welcher als reflektierter Strahl7 in eine entsprechende Detektoreinrichtung abgelenkt wird. Bei dieser Lösung unterscheidet sich somit die Einfallsrichtung des Messstrahlbündels6 von der Einfallsrichtung des Objektivstrahlbündels5 zumindest in der azimutalen Einfallsrichtung, also in der Einfallsebene. Zusätzlich oder alternativ kann das Messstrahlbündel6 auch unter einem anderen Einfallswinkel auf die Spiegeloberfläche3 auftreffen als der Objektivstrahl5 . - Dies ist beispielsweise für den Messstrahl
6' dargestellt, der in der gleichen Einfallsebene8 , wie der Objektivstrahl5 auf das Spiegelelement2 trifft, jedoch einen anderen Einfallswinkel γ aufweist, als den Einfallswinkel β des Objektivstrahls5 . Entsprechend wird auch der reflektierte Messstrahl7' in einem anderen Winkel von dem Spiegelelement2 abgestrahlt, als der reflektierte Objektivstrahl4 . - Auch diese Anordnung mit Messstrahl
6' und reflektiertem Messstrahl7' stellt somit eine erfindungsgemäße Lösung dar. - Die
4 zeigt eine Realisierung der Messvorrichtung, bei welcher eine Lichtquelle10 für die Messbeleuchtung Licht auf ein Lochblech11 aussendet. Durch das Lochblech11 werden eine Vielzahl von Punktlichtquellen12 erzeugt, die mittels entsprechend nachgeschalteter Sammellinsen13 in Form eines Mikrolinsen-Arrays einen Kollimator darstellen und eine Vielzahl paralleler, kollimierter Strahlen14 erzeugen. - Die kollimierten Strahlenbündel
14 treffen auf die zu untersuchende Oberfläche des optischen Elementes1 und werden dort in entsprechende reflektierte Strahlenbündel15 abgelenkt. Die reflektierten Strahlenbündel15 treffen wiederum auf einen Mikrolinsen-Array mit einer Vielzahl von Sammellinsen16 , welche in ihrer hinteren Brennebene das Fernfeld-Beugungsmuster, die sog. Fourier-Transformierte des zugeordneten Oberflächenbereichs des optischen Elements1 , also bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des entsprechend zugeordneten Spiegelelements2 abbilden. Dieses Fernfeld-Beugungsmuster ist abhängig von der Einstrahlrichtung der reflektierten Strahlen15 auf die Sammellinsen16 , so dass bei Anordnung eines Positionssensors17 in der Brennebene der Linsen16 eine Winkelveränderung der Einstrahlrichtung der reflektierten Strahlen15 durch eine Abweichung des Brennflecks von einer Nullposition angezeigt wird, welche von dem Positionssensor erfasst werden kann. Beispielsweise können als Positionssensoren 4-Quadranten-Detektoren oder zweidimensionale positionssensitive Sensoren eingesetzt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Winkelbereich von ± 2 bis 3° einer Verkippung gegenüber einer vorbestimmten Oberflächenausrichtung ermittelt werden. - Um die Detektoreinheit mit den Positionssensoren
17 und das vorgeschaltete optische System mit dem Mirkolinsen-Array16 in einer gewissen Entfernung von der zu untersuchenden Oberfläche des optischen Elements1 anordnen zu können, wird nach einer weiteren Ausführungsform der5 eine zusätzliche Relais-Optik18 vorgesehen, die rein schematisch mit zwei Sammellinsen21 und22 dargestellt ist. Ferner sind die Detektoreinheit17 und der Mirkolinsen-Array16 in Ebenen19 und20 angeordnet, die bzgl. des zu untersuchenden optischen Elements1 und dem verwendeten optischen System die Scheimpflugbedingungen erfüllen. Damit ist es möglich, einen großen Bereich der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements1 bzw. eine Vielzahl der Spiegelelemente2 gleich scharf auf die Linsen16 des Mikrolinsen-Arrays abzubilden. Durch die Relais-Optik wird ein größerer Abstand von der zu untersuchenden Oberfläche des optischen Elements1 ermöglicht, ohne dass der zu untersuchende Winkelbereich eingeschränkt wird. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung außerhalb des Strahlengangs des Objektivs angeordnet werden, wo genügend Bauraum zur Verfügung steht. Durch die Relais-Optik ist der detektierbare Winkelbereich der Verkippung nicht an den Abstand der Sensoren17 vom Spiegelarray1 gekoppelt. Außerdem ermöglicht die Einhaltung der Scheimpflugbedingungen eine entsprechende winklige Anordnung der Detektoreinrichtung. - Ähnlich wie bei der Ausführungsform der
4 verändert sich die Position bzw. der Schwerpunkt des auf den Positionssensor17 fallenden Lichtkegels in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel, mit dem das Strahlenbündel auf die vorgeschaltete Linse16 trifft. Dieses ist jedoch aufgrund der Abbildung durch die Relais-Optik wiederum proportional zum Kippwinkel des zugeordneten Oberflächenbereichs bzw. Spiegelelements2 des zu untersuchenden optischen Elements1 . Insgesamt ist es somit auch hier möglich, durch Abweichungen von einer Nullposition, die einer vorbestimmten Ausrichtung des optischen Elements1 bzw. der Spiegelelemente2 entspricht, im Positionssensor17 auf den Kippwinkel des entsprechenden Oberflächenbereichs bzw. des Spiegelelements2 zurückzuschließen. - Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der entsprechenden Vorrichtung eine kontinuierliche Bestimmung der Ausrichtung der Oberflächenbereiche bzw. Spiegelelemente
2 des optischen Elements1 während des Betriebs möglich ist, kann aufgrund der ermittelten Messergebnisse eine gezielte Einstellung der Spiegelelemente2 vorgenommen werden. Somit ist mit dem vorliegenden Verfahren bzw. der entsprechenden Vorrichtung nicht nur eine Überprüfung bzw. Justierung entsprechend manipulierbarer Oberflächenelemente eines optischen Elements1 möglich, sondern es kann eine aktive Steuerung bzw. Regelung vorgenommen werden. - Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann klar ersichtlich, dass Abweichungen oder Änderungen im Hinblick auf Weglassen einzelner beschriebener Merkmale und/oder unterschiedliche Kombination der vorgestellten Merkmale möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 2005/026843 A2 [0003]
- - EP 1262836 A1 [0003]
- - WO 2005/096098 A2 [0003]
- - US 6965119 [0005]
Claims (16)
- Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächenänderungen von optischen Elementen in Objektiven, insbesondere optischen Elementen in Objektiven der Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Messbeleuchtungseinrichtung (
10 ,11 ,13 ), mit welcher das zu untersuchende optische Element (1 ) mit mindestens einem Messstrahlenbündel (6 ,14 ) beleuchtet wird, dessen Einstrahlrichtung unterschiedlich zur Einstrahlrichtung des oder der Objektivstrahlbündel (5 ) ist, und mindestens eine Detektoreinrichtung (17 ) vorgesehen sind, welche Änderungen des Messstrahlenbündels nach Wechselwirkung mit der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Elements erfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart hergerichtet ist, dass die zu bestimmende Oberflächenänderung eine Winkeländerung der Oberflächennormale zumindest eines Oberflächenbereichs ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart hergerichtet ist, dass das zu untersuchende optische Element (
1 ) ein Spiegelelement oder eine Vielzahl von Spiegelelementen, insbesondere eine Vielfach-Spiegelanordnung (Multi Mirror Array MMA) ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstrahlrichtung des Messstrahlenbündels (
6 ,14 ) sich von der Einstrahlrichtung des oder der Objektivstrahlbündel (5 ) im Einfallswinkel und/oder der azimutalen Einfallsrichtung unterscheidet. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die azimutale Einfallsrichtung um einen Drehwinkel von mehr als 30°, vorzugsweise mehr als 60°, insbesondere um ca. 90° um die Oberflächennormale des zu untersuchenden optischen Elements unterscheidet.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Messbeleuchtungsquelle (
10 ) und zu untersuchendem optischen Element (1 ) und/oder zwischen zu untersuchendem optischen Element (1 ) und Detektoreinrichtung (17 ) jeweils ein optisches System vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System (
11 ,13 ) der Messbeleuchtungsquelle (10 ) mindestens einen Kollimator, insbesondere ein Lochblech (11 ) mit einem Mikrolinsenfeld (13 ), bei dem das Lochblech in der Brennebene der Mikrolinsen angeordnet ist, zur Erzeugung paralleler Strahlenbündel aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System der Detektoreinrichtung mindestens eine Sammellinse, vorzugsweise ein Mikrolinsenfeld (
16 ) aufweist, so dass insbesondere in der Brennebene der Sammellinse die Fourier-Transformierte mindestens eines Bereichs der zu untersuchenden Oberfläche erzeugt wird, wobei mindestens ein, vorzugsweise mehrere, insbesondere der Anzahl der Mikrolinsen entsprechende Positionssensoren (17 ) in der Brennebene der Linsen angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System der Detektoreinrichtung eine Optik (
18 ) aufweist, welche unter Einhaltung der Scheimpflugbedingung mindestens einen Bereich der zu untersuchende Oberfläche auf mindestens eine Sammellinse (16 ), insbesondere ein Linsenfeld, insbesondere Mikrolinsenfeld abbildet, wobei mindestens ein, vorzugsweise zu jeder optischen Linse des Linsenfeldes ein Positionssensor (17 ) in der Brennebene der optischen Linsen vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System der Detektoreinrichtung eine Optik (
18 ) aufweist, welche in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Oberflächennormale der zu untersuchenden Oberfläche die in dem zugeordneten Oberflächenbereich reflektierten Strahlen unter einem bestimmten Einfallswinkel auf die den Positionssensoren (17 ) der Detektoreinrichtung zugeordneten optischen Linsen (16 ), insbesondere den Linsen eines Linsenfeldes einstrahlt. - Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik eine Relais-Optik (
18 ) mit zwei Sammellinsen (21 ,22 ) ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung mindestens einen, vorzugsweise mehrere Positionssensoren (
17 ) in Form von 4-Quadranten-Detektoren und/oder zweidimensionalen positionssensitiven Detektoren umfasst. - Verfahren zur Bestimmung von Oberflächenänderungen von optischen Elementen in Objektiven, insbesondere optischen Elementen in Objektiven der Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Messbeleuchtungseinrichtung, mit welcher das zu untersuchende optische Element mit mindestens einem Messstrahlenbündel beleuchtet wird, dessen Einstrahlrichtung unterschiedlich zur Einstrahlrichtung des oder der Objektivstrahlbündel ist, und mindestens eine Detektoreinrichtung vorgesehen werden, welche Änderungen des Messstrahlenbündels nach Wechselwirkung mit der Oberfläche des zu untersuchenden optischen Element erfasst.
- Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Oberflächenänderung des optischen Elements im Objektiv zeitgleich mit der Objektivnutzung erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Oberflächenänderung des optischen Elements im Objektiv kontinuierlich fortlaufend erfolgt.
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