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DE102019201146A1 - Interferometric measuring arrangement - Google Patents

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DE102019201146A1
DE102019201146A1 DE102019201146.2A DE102019201146A DE102019201146A1 DE 102019201146 A1 DE102019201146 A1 DE 102019201146A1 DE 102019201146 A DE102019201146 A DE 102019201146A DE 102019201146 A1 DE102019201146 A1 DE 102019201146A1
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DE
Germany
Prior art keywords
measuring
retroreflector
arm
mirror
measuring arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102019201146.2A
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German (de)
Inventor
Matthias Manger
Andreas Königer
Sascha Bleidistel
Henner Baitinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine interferometrische Messanordnung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie, wenigstens einem einer Komponente in dem optischen System zur Positionsbestimmung zugeordneten distanzmessenden Interferometer, wobei dieses Interferometer einen Messarm (101, 201, 301, 401, 501), einen Referenzarm (102, 202, 302, 402, 502) sowie einen Polarisationsstrahlteiler (110, 210, 310, 410, 510) aufweist, wobei ein von einer Lichtquelle (105, 205, 305, 405, 505) eingekoppelter Lichtstrahl über den Polarisationsstrahlteiler in einen sich entlang des Messarms ausbreitenden und über einen der Komponente zugeordneten ersten Retroreflektor (120, 220, 320, 420, 520) geführten Messstrahl und einen sich entlang des Referenzarms ausbreitenden Referenzstrahl aufgeteilt wird, wobei im Messarm ein erster Planspiegel (130, 230, 330, 430, 530) angeordnet ist, welcher den vom ersten Retroreflektor kommenden Messstrahl in sich zurückreflektiert.

Figure DE102019201146A1_0000
The invention relates to an interferometric measuring arrangement in an optical system, in particular in an optical system for microlithography, at least one distance-measuring interferometer assigned to a component in the optical system for position determination, this interferometer comprising a measuring arm (101, 201, 301, 401, 501). , a reference arm (102, 202, 302, 402, 502) and a polarization beam splitter (110, 210, 310, 410, 510), wherein a of a light source (105, 205, 305, 405, 505) coupled light beam over the Polarization beam splitter is divided into a along the measuring arm and spread over one of the component associated first retroreflector (120, 220, 320, 420, 520) guided measuring beam and a propagating along the reference arm reference beam, wherein in the measuring arm, a first plane mirror (130, 230 , 330, 430, 530) which recalls the measurement beam coming from the first retroreflector ects.
Figure DE102019201146A1_0000

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine interferometrische Messanordnung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie.The invention relates to an interferometric measuring arrangement in an optical system, in particular in an optical system for microlithography.

Stand der TechnikState of the art

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess 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.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. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to apply the mask structure to the photosensitive coating of the Transfer substrate.

In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsbelichtungsanlagen, d.h. bei Wellenlängen unterhalb von 15 nm (z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm), werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.In EUV-designed projection exposure equipment, i. at wavelengths below 15 nm (e.g., about 13 nm or about 7 nm), mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable transparent refractive materials.

Im Betrieb solcher für EUV ausgelegten Projektionsobjektive, bei dem üblicherweise Maske und Wafer in einem Scan-Prozess relativ zueinander bewegt werden, müssen die Positionen der teilweise in allen sechs Freiheitsgraden beweglichen Spiegel sowohl zueinander wie auch zu Maske bzw. Wafer mit hoher Genauigkeit eingestellt sowie beibehalten werden, um Aberrationen und damit einhergehende Beeinträchtigungen des Abbildungsergebnisses zu vermeiden oder wenigstens zu reduzieren. Bei dieser Positionsbestimmung können z.B. über eine Weglänge von 1 Meter Genauigkeiten der Längenmessung im Pikometer (pm)-Bereich gefordert sein.In operation of such projection lenses designed for EUV, in which mask and wafer are usually moved relative to one another in a scanning process, the positions of the mirrors, which are partially movable in all six degrees of freedom, must be set and maintained both with each other and with the mask or wafer with high accuracy to avoid, or at least reduce, aberrations and concomitant impairments to the imaging result. In this position determination, e.g. be demanded over a path length of 1 meter accuracies of the length measurement in the picometer (pm) range.

Im Stand der Technik sind diverse Ansätze bekannt, um die Position der einzelnen Objektivspiegel sowie auch des Wafers bzw. der Waferstage und der Retikelebene interferometrisch zu vermessen. Zur Vermessung der Lage eines Spiegels in allen sechs Freiheitsgraden werden hierbei sechs Interferometer benötigt. Eine mögliche Konfiguration ist schematisch in 9a dargestellt. Eingezeichnet sind sechs Messstrecken 905 mit jeweils einem an einem Messrahmen 906 befindlichen Ausgangspunkt 904 und einem an einem Spiegel 901 befindlichen Endpunkt 903. Wie ebenfalls in 9a angedeutet befindet sich am Ausgangspunkt 904 der Messstrecke 905 ein aus polarisationsabhängigem Strahlteiler 912 und Retroreflektor 913 aufgebautes Interferometer, und am Endpunkt 903 der Messstrecke 905 ein am Spiegel 901 angeordneter Retroreflektor 911. 9b dient zur Erläuterung der vereinfachten Darstellung des Interferometeraufbaus aus 9a. Die Trennung der beiden Strahlen für den (zum Retroreflektor 911 verlaufenden) Messarm und den (zum Retroreflektor 913 verlaufenden) Referenzarm erfolgt geometrisch durch Ausnutzung des Strahlversatzes, der aufritt, wenn ein Retroreflektor außerzentrisch im optischen Strahlengang eingesetzt wird. Mess- und Referenzstrahl liegen dabei in linearen zueinander orthogonalen Polarisationszuständen vor, welche durch den polarisationsabhängigem Strahlteiler 912 definiert sind.Various approaches are known in the prior art for interferometrically measuring the position of the individual objective mirrors as well as the wafer or the wafer stage and the reticle plane. To measure the position of a mirror in all six degrees of freedom six interferometers are required. One possible configuration is shown schematically in 9a shown. Marked are six measuring sections 905 with one each on a measuring frame 906 located starting point 904 and one on a mirror 901 located endpoint 903 , Like also in 9a indicated is located at the starting point 904 the measuring section 905 a polarization-dependent beam splitter 912 and retroreflector 913 constructed interferometer, and at the end point 903 the measuring section 905 one at the mirror 901 arranged retroreflector 911 , 9b serves to explain the simplified representation of the interferometer structure 9a , The separation of the two beams for the (to the retroreflector 911 extending) and the (to the retroreflector 913 running) reference arm is geometrically by exploiting the beam offset, which occurs when a retroreflector is used eccentrically in the optical beam path. Measuring and reference beam are present in linear mutually orthogonal polarization states, which by the polarization-dependent beam splitter 912 are defined.

In der Praxis können bei der Vermessung der Lage einer Komponente bzw. eines Spiegels Probleme daraus resultieren, dass Bewegungen des am Spiegel angeordneten „Mess-Targets“ (welches z.B. in Form eines Retroreflektors oder eines Planspiegels ausgestaltet sein kann) nicht nur entlang der Richtung des Messarms, sondern auch in anderen der insgesamt sechs Freiheitsgrade auftreten können.
Dies kann wiederum zur Folge haben, dass Messstrahl und Referenzstrahl sich bei Vereinigung auf einem Detektor nicht mit hinreichender Genauigkeit parallel zueinander ausbreiten und/oder senkrecht zur Ausbreitungsrichtung einen translatorischen Versatz aufweisen. Eine relative Verkippung zwischen den interferierenden Wellenfronten infolge der nicht parallelen Strahlrichtungen führt zu einer streifenartigen Modulation der Intensität über den Strahlquerschnitt und damit zu einem Kontrast- bzw. Signalverlust. Ein Scheren der beiden Wellenfronten infolge des Strahlversatzes zwischen den beiden interferierenden Wellenfronten führt ebenfalls aufgrund des verringerten Überlappungsbereichs der beiden Wellenfronten zu einem Kontrast- bzw. Signalverlust.
In practice, when measuring the position of a component or a mirror, problems may result from movements of the "measurement targets" arranged on the mirror (which may be configured, for example, in the form of a retroreflector or a plane mirror) not only along the direction of the Measuring arm, but also in other of the six degrees of freedom can occur.
This in turn can result in the measuring beam and the reference beam, when combined on a detector, not propagating with sufficient accuracy parallel to one another and / or having a translatory offset perpendicular to the propagation direction. A relative tilt between the interfering wavefronts due to the non-parallel beam directions leads to a strip-like modulation of the intensity across the beam cross-section and thus to a contrast or signal loss. Shearing the two wavefronts due to the beam offset between the two interfering wavefronts also leads to a contrast or signal loss due to the reduced overlap area of the two wavefronts.

In diesem Zusammenhang hat der vorstehend beschriebene Aufbau des Interferometers unter Verwendung von Retroreflektoren zwar (im Vergleich zur Verwendung von Planspiegeln) den Vorteil, dass eine Verkippung des Mess-Targets nicht zu einer Verkippung der Differenz-Wellenfront führt, da unabhängig von der Winkelorientierung des Retroreflektors die Strahlrichtung bei der Reflexion durch den Retroreflektor gemäß 10a identisch invertiert wird.In this connection, the structure of the interferometer described above using retroreflectors (compared to the use of plane mirrors) has the advantage that a tilting of the measuring target does not lead to a tilting of the differential wavefront, since it is independent of the angular orientation of the retroreflector the beam direction in the reflection by the retroreflector according to 10a is inverted identical.

Laterale Verschiebungen, welche nicht entlang der (in dem in 10a und 10b eingezeichneten Koordinatensystem in z-Richtung verlaufenden) Messachse stattfinden, insbesondere Verschiebungen entlang der y-Richtung, haben jedoch zur Folge, dass am Ausgang des Interferometers ein Auswandern des Messstrahls relativ zum Referenzstrahl gemäß 10b stattfindet, der zu einem Kontrast- bzw. Signalverlust führt.Lateral displacements not along the (in the in 10a and 10b drawn coordinate system in the z-direction) measuring axis take place, in particular Shifts along the y-direction, but have the consequence that at the output of the interferometer, an emigration of the measuring beam relative to the reference beam according to 10b takes place, which leads to a contrast or signal loss.

Die Variationen in den Freiheitsgraden, die nicht entlang der Richtung des Messarms (Messachse) wirken, können im Ergebnis zu einer signifikanten Abnahme des Signalkontrasts bis hin zu einem vollständigen Verschwinden des Interferenzsignals führen. Angesichts der hierbei an die Strahlrichtungsabweichung zwischen Referenz- und Messstrahl zu stellenden hohen Anforderungen (welche z.B. erfordern können, dass Abweichungen weniger als 10µrad betragen) stellt die Sicherstellung, dass beabsichtigte oder unbeabsichtigte Verkippungen bzw. Verschiebungen des Messstrahls bei der Überlagerung zum Interferogramm nicht wirksam werden, eine anspruchsvolle Herausforderung dar.The variations in the degrees of freedom which do not act along the direction of the measuring arm (measuring axis) can, as a result, lead to a significant decrease in the signal contrast, up to a complete disappearance of the interference signal. In view of the high requirements to be placed on the beam direction deviation between the reference beam and the measuring beam (which may, for example, require deviations of less than 10μrad), ensuring that intentional or unintentional tilting or shifting of the measuring beam does not take effect when superposed to the interferogram , a challenging challenge.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine interferometrische Messanordnung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie, bereitzustellen, welche eine hochgenaue Positionsbestimmung unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglicht.It is an object of the present invention to provide an interferometric measuring arrangement in an optical system, in particular in an optical system for microlithography, which enables a highly accurate position determination while avoiding the problems described above.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the features of independent claim 1.

Eine interferometrische Messanordnung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie, weist auf:

  • - wenigstens ein einer Komponente in dem optischen System zur Positionsbestimmung zugeordnetes distanzmessendes Interferometer,
  • - wobei dieses Interferometer einen Messarm, einen Referenzarm sowie einen Polarisationsstrahlteiler aufweist, wobei ein von einer Lichtquelle eingekoppelter Lichtstrahl über den Polarisationsstrahlteiler in einen sich entlang des Messarms ausbreitenden und über einen der Komponente zugeordneten ersten Retroreflektor geführten Messstrahl und einen sich entlang des Referenzarms ausbreitenden Referenzstrahl aufgeteilt wird; und
  • - wobei im Messarm ein erster Planspiegel angeordnet ist, welcher den vom ersten Retroreflektor kommenden Messstrahl in sich zurückreflektiert.
An interferometric measuring arrangement in an optical system, in particular in an optical system for microlithography, comprises:
  • at least one distance measuring interferometer associated with a component in the optical positioning system;
  • wherein said interferometer comprises a measuring arm, a reference arm and a polarization beam splitter, wherein a light beam coupled in by a light source is split via the polarization beam splitter into a measuring beam propagating along the measuring arm and transmitted through one of the component first retroreflectors and a reference beam propagating along the reference arm becomes; and
  • - Wherein a first plane mirror is arranged in the measuring arm, which reflects the coming of the first retroreflector measuring beam in itself.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, durch Platzierung eines Planspiegels im Messarm eines distanzmessenden Interferometers die innerhalb des Messarms vom Messstrahl zurückzulegende Strecke doppelt zu durchlaufen. Unter Ausnutzung des Prinzips der Umkehrbarkeit des Lichtweges wird auf diese Weise sichergestellt, dass der Messstrahl mit dem Referenzstrahl ohne Kontrastverlust auch dann vollständig interferenzfähig bleibt, wenn laterale Verschiebungen seitens der anzumessenden Komponente bzw. des dieser Komponente zugeordneten Retroreflektors auftreten, welche nicht in Richtung des Messarms („in Messrichtung“), sondern quer hierzu verlaufen.The invention is based in particular on the concept of doubling the distance to be traveled within the measuring arm by placing a plane mirror in the measuring arm of a distance-measuring interferometer. Taking advantage of the principle of reversibility of the light path ensures in this way that the measuring beam with the reference beam without loss of contrast remains completely interfering even if lateral displacements occur on the part to be measured component or this component associated retroreflector, which not in the direction of the measuring arm ("In the measuring direction"), but run transversely to this.

Mit anderen Worten wird durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines Planspiegels im Messarm erreicht, das ungeachtet lateraler Verschiebungen des der anzumessenden Komponente zugeordneten Retroreflektors der am besagten Planspiegel eintreffende Messstrahl in sich zurückreflektiert wird. Dieser Messstrahl läuft somit auf dem identischen Weg entlang des Messarms zurück zum Polarisationsstrahlteiler mit der Folge, dass Messstrahl und Referenzstrahl detektorseitig ohne einen transversalen translatorischen Versatz und mit parallel zueinander verlaufenden Wellenfronten und somit mit maximalem Kontrast interferieren können. Die Variationen in den Freiheitsgraden, die nicht entlang der der Richtung des Messarms (Messachse) wirken, sind somit vollständig in ihren Auswirkungen auf das interferometrische Messsignal eliminiert.In other words, it is achieved by the inventive use of a plane mirror in the measuring arm, which is reflected back regardless of lateral displacements of the component to be measured assigned retroreflector of the incident on said plane mirror measuring beam. This measuring beam thus travels along the identical path along the measuring arm back to the polarization beam splitter, with the result that the measuring beam and the reference beam can interfere on the detector side without a transverse translational offset and with parallel wavefronts and thus with maximum contrast. The variations in the degrees of freedom that do not act along the direction of the measuring arm (measuring axis) are thus completely eliminated in their effects on the interferometric measuring signal.

Laterale Verschiebungen des der anzumessenden Komponente zugeordneten Retroreflektors quer zur Messrichtung (welche durch die Distanzmessung nicht unmittelbar erfasst werden und insoweit auch als „parasitäre Bewegungen“ bezeichnet werden können) spielen somit im Ergebnis bei der erfindungsgemäßen Distanzmessung keine Rolle mehr. Infolgedessen weist die erfindungsgemäße interferometrische Messanordnung eine erhöhte Insensitivität in Bezug auf die besagten parasitären Bewegungen auf mit der Folge, dass eine hochgenaue Positionsmessung auch in Szenarien realisiert werden kann, in denen eine stabile Kontrolle der Stellung des besagten Retroreflektors nicht möglich ist oder der damit verbundene Aufwand vermieden werden soll.Lateral displacements of the retroreflector assigned to the component to be measured transversely to the measuring direction (which are not directly detected by the distance measurement and can therefore also be referred to as "parasitic movements") thus no longer play any role in the distance measurement according to the invention. As a result, the interferometric measuring arrangement according to the invention has an increased insensitivity with respect to the said parasitic movements with the result that a highly accurate position measurement can also be realized in scenarios in which a stable control of the position of said retroreflector is not possible or the associated expense should be avoided.

Dabei wird gemäß der Erfindung, wie im Weiteren noch näher erläutert, für die im Interferometer ebenfalls erforderliche Trennung von Eingangs- und Ausgangsstrahl bewusst in Kauf genommen, dass diese Trennung polarisationsoptisch (insbesondere über im Weiteren noch beschriebene Lambda/4-Platten) zu erfolgen hat.In this case, according to the invention, as explained in more detail below, for the separation of the input and output beams which is likewise required in the interferometer, it is consciously accepted that this separation must take place polarization-optically (in particular via lambda / 4 plates which will be described later) ,

Die Erfindung ist gleichermaßen in Homodyn-Interferometern wie auch in Heterodyn-Interferometern realisierbar.The invention is equally feasible in homodyne interferometers as well as in heterodyne interferometers.

Gemäß einer Ausführungsform ist im Referenzarm ein Spiegel angeordnet, welcher den vom Polarisationsstrahlteiler kommenden Referenzstrahl in sich zurückreflektiert. Dieser Spiegel kann ebenfalls ein Planspiegel sein. In weiteren Ausführungsformen kann der den Referenzstrahl im Referenzarm in sich zurückreflektierende Spiegel auch ein zentrisch bzw. axial betriebener (und somit keinen Lateralversatz zwischen eintreffendem und reflektiertem Strahl erzeugender) Retroreflektor sein.According to one embodiment, a mirror is arranged in the reference arm, which reflects the reference beam coming from the polarization beam splitter back into itself. This mirror can also be a plane mirror. In further embodiments, the mirror reflecting back the reference beam in the reference arm may also be a centrically or axially operated (and thus no lateral offset between incident and reflected beam generating) retroreflector.

Gemäß einer Ausführungsform ist im Strahlengang des Referenzstrahls zwischen dem oben genannten zweiten Planspiegel und dem Polarisationsstrahlteiler ein zweiter Retroreflektor angeordnet. Hierdurch kann im Ergebnis eine differentielle Bauweise realisiert werden, in welcher die Ausgestaltung des Referenzarms analog zu derjenigen des Messarms erfolgt, um insoweit Längenänderungen zwischen Messarm und Referenzarm zu erfassen. Diese Ausgestaltung hat zum einen den Vorteil, dass atmosphärische Einflüsse auf das Messergebnis wenigstens teilweise kompensiert werden können und ferner auch gleichförmige Drifteffekte im Interferometer nicht zu einer Verfälschung der erhaltenen Messergebnisse führen. Des Weiteren kann auf diese Weise bei Platzierung beider Retroreflektoren an der anzumessenden Komponente auch der Winkel einer von der Komponente durchgeführten Kippbewegung ermittelt werden.According to one embodiment, a second retroreflector is arranged in the beam path of the reference beam between the above-mentioned second plane mirror and the polarization beam splitter. As a result, as a result, a differential construction can be realized, in which the design of the reference arm is analogous to that of the measuring arm, in order to detect extent changes between the measuring arm and reference arm. On the one hand, this embodiment has the advantage that atmospheric influences on the measurement result can be at least partially compensated and, furthermore, even uniform drift effects in the interferometer do not lead to a falsification of the measurement results obtained. Furthermore, in this way, when placing both retroreflectors on the component to be measured, the angle of a tilting movement performed by the component can also be determined.

In Ausführungsformen der Erfindung ist im Messarm eine erste Lambda/4-Platte angeordnet.In embodiments of the invention, a first lambda / 4 plate is arranged in the measuring arm.

Dabei kann insbesondere diese erste Lambda/4-Platte im Strahlengang im Messarm zwischen dem ersten Planspiegel und dem ersten Retroreflektor angeordnet sein. Diese Anordnung ist insoweit vorteilhaft, als unerwünschte, in erster Ordnung auftretende polarisationsoptische Auswirkungen etwaiger, in den optischen Komponenten (insbesondere des Retroreflektors und der Lambda/4-Platte) vorhandener Fehler auf den Polarisationszustand des Messstrahls und damit einhergehende zyklische bzw. zu Mehrfachdurchläufen des Messarms führende Fehler minimiert werden. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, so dass auch Ausführungsformen, in denen die Lambda/4-Platte an einer anderen Position im Messarm (z.B. auf dem ersten Retroreflektor oder zwischen erstem Retroreflektor und Polarisationsstrahlteiler) angeordnet ist, von der vorliegenden Anmeldung umfasst sein sollen.In particular, this first lambda / 4 plate can be arranged in the beam path in the measuring arm between the first plane mirror and the first retroreflector. This arrangement is advantageous insofar as undesired, first-order polarization-optical effects of any defects present in the optical components (in particular of the retroreflector and the lambda / 4 plate) on the polarization state of the measuring beam and, consequently, cyclic or multiple passes of the measuring arm leading errors are minimized. However, the invention is not limited thereto, so that embodiments in which the lambda / 4 plate is arranged at a different position in the measuring arm (for example on the first retroreflector or between the first retroreflector and polarization beam splitter) should also be included in the present application ,

Des Weiteren ist in Ausführungsformen der Erfindung im Referenzarm eine zweite Lambda/4-Platte angeordnet. Hierdurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass wie bereits erläutert die im Interferometer erforderliche Trennung von Eingangs- und Ausgangsstrahl im Rahmen der Erfindung polarisationsoptisch zu erfolgen hat. Für diese zweite Lambda/4-Platte gelten die o.g. Ausführungen zur ersten Lambda/4-Platte analog, so dass bei Vorhandensein eines zweiten Retroreflektors und eines zweiten Planspiegels im Referenzarm die zweite Lambda/4-Platte vorzugsweise zwischen dem zweiten Planspiegel und dem zweiten Retroreflektor angeordnet ist, ggf. aber auch an anderen Positionen im Referenzarm angeordnet sein kann.Furthermore, in embodiments of the invention, a second lambda / 4 plate is arranged in the reference arm. As a result, it can be taken into account that, as already explained, the separation of the input and output beams required in the interferometer in the context of the invention must be carried out polarization-optically. For this second lambda / 4-plate apply the o.g. Embodiments to the first lambda / 4-plate analog, so that in the presence of a second retroreflector and a second plane mirror in the reference arm, the second lambda / 4 plate is preferably disposed between the second plane mirror and the second retroreflector, but possibly also at other positions in Reference arm can be arranged.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Komponente ein Messtarget angeordnet, wobei das Messtarget als ein Planspiegel ausgebildet ist.According to a preferred embodiment, a measurement target is arranged on the component, the measurement target being designed as a plane mirror.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das an der Komponente angeordnete Messtarget als ein Retroreflektor ausgebildet. Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform wird das Messtarget durch den ersten Retroreflektor gebildet.According to an alternative embodiment, the measurement target arranged on the component is designed as a retroreflector. According to another alternative embodiment, the measurement target is formed by the first retroreflector.

Vorzugsweise ist das insbesondere als Planspiegel ausgebildete Messtarget derart in dem Messarm angeordnet, dass der von der Polarisationsstrahlteilerschicht kommende Messstrahl durch das Messtarget in Richtung des ersten Retroreflektors reflektiert wird.The measuring target, which is designed in particular as a plane mirror, is preferably arranged in the measuring arm such that the measuring beam coming from the polarization beam splitter layer is reflected by the measuring target in the direction of the first retroreflector.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Retroreflektor aus Seiten eines ortsfesten Teils der Messanordnung angeordnet ist.It is preferably provided that the first retroreflector is arranged on the sides of a stationary part of the measuring arrangement.

Gemäß einer Ausführungsform sind der Komponente zur Positionsbestimmung in sechs Freiheitsgraden sechs distanzmessende Interferometer zugeordnet.According to one embodiment, six distance-measuring interferometers are assigned to the position-determining component in six degrees of freedom.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Komponente ein Spiegel.In one embodiment, the component is a mirror.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.According to one embodiment, the optical system is a microlithographic projection exposure apparatus.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

  • 1-7 schematische Darstellungen zur Erläuterung unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung;
  • 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage;
  • 9a-9b schematische Darstellungen zur Erläuterung einer möglichen Ermittlung der Lage eines Spiegels in sechs Freiheitsgraden; und
  • 10a-10b schematische Darstellungen zur Erläuterung der Auswirkungen von Verkippungen (10a) bzw. Verschiebungen (10b) des Mess-Targets in einem Aufbau gemäß 9a und 9b.
Show it:
  • 1-7 schematic representations for explaining different embodiments of the invention;
  • 8th a schematic representation for explaining the possible structure of a designed for operation in the EUV microlithographic projection exposure apparatus;
  • 9a-9b schematic diagrams for explaining a possible determination of the position of a mirror in six degrees of freedom; and
  • 10a-10b schematic diagrams explaining the effects of tilting ( 10a) or shifts ( 10b) of the measuring target in a structure according to 9a and 9b ,

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Fig. la-lb zeigen schematische Darstellungen zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise einer interferometrischen Messanordnung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung.1a-1b show schematic illustrations for explaining the structure and the mode of operation of an interferometric measuring arrangement in a first embodiment of the invention.

Gemäß 1a weist die Messanordnung einen Polarisationsstrahlteiler 110 mit einer Polarisationsstrahlteilerschicht 110a auf, welche von einer lediglich angedeuteten Lichtquelle 105 erzeugtes und sich im eingezeichneten Koordinatensystem in z-Richtung ausbreitendes Licht in einen an der Polarisationsstrahlteilerschicht 110a reflektierten s-polarisierten Teilstrahl und einen durch die Polarisationsstrahlteilerschicht 110a transmittierten p-polarisierten Teilstrahl aufteilt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel - jedoch ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre - wird durch die Messanordnung ein Heterodyninterferometer realisiert, bei dem zwei separate Teilstrahlen voneinander unterschiedlicher Frequenzen (f1 , f2 ) sowie zueinander orthogonaler Polarisationszustände über die Lichtquelle 105 eingekoppelt und durch die Polarisationsstrahlteilerschicht 110a getrennt werden.According to 1a the measuring arrangement has a polarization beam splitter 110 with a polarization beam splitter layer 110a on which of a merely indicated light source 105 generated and in the drawn coordinate system in the z-direction propagating light in one of the polarization beam splitter layer 110a reflected s-polarized partial beam and one through the polarization beam splitter layer 110a transmits transmitted p-polarized partial beam. In the illustrated embodiment - but without the invention being limited thereto - a heterodyne interferometer is realized by the measuring arrangement, in which two separate partial beams of different frequencies ( f 1 . f 2 ) and mutually orthogonal polarization states via the light source 105 coupled and through the polarization beam splitter layer 110a be separated.

Der an der Polarisationsstrahlteilerschicht 110a reflektierte s-polarisierte Teilstrahl, im Folgenden auch als „Referenzstrahl“ bezeichnet, durchläuft in y-Richtung zunächst eine Lambda/4-Platte 141, wird an einem Planspiegel 140 reflektiert und durchläuft sodann die Lambda/4-Platte 141 ein zweites Mal. Beim erneuten Auftreffen auf die Polarisationsstrahlteilerschicht 110a ist der Referenzstrahl infolge des zweifachen Durchtritts durch die Lambda/4-Platte 141 p-polarisiert, wird demzufolge nun durch die Polarisationsstrahlteilerschicht 110a transmittiert und trifft auf einen Detektor 135. Der vom Polarisationsstrahlteiler 110 über die Lambda/4-Platte 141 bis zum Planspiegel 140 verlaufende Interferometerarm wird im Folgenden auch als „Referenzarm“ 102 bezeichnet.The at the polarization beam splitter layer 110a Reflected s-polarized partial beam, hereinafter also referred to as "reference beam", passes through a lambda / 4 plate in the y-direction first 141 , is at a plane mirror 140 reflects and then passes through the lambda / 4 plate 141 a second time. Upon re-impinging on the polarization beam splitter layer 110a is the reference beam due to the double passage through the lambda / 4 plate 141 Accordingly, p-polarized, is now through the polarization beam splitter layer 110a transmits and hits a detector 135 , The from the polarization beam splitter 110 over the lambda / 4-plate 141 to the plane mirror 140 running interferometer arm is also referred to as "reference arm" below 102 designated.

Der durch Aufspaltung des von der Lichtquelle 105 in z-Richtung auftreffenden Lichtstrahls nach Transmission durch die Polarisationsstrahlteilerschicht 110a erzeugte p-polarisierte Teilstrahl, im Folgenden auch als „Messstrahl“ bezeichnet, gelangt gemäß 1a über einen außeraxial betriebenen Retroreflektor 120 ebenfalls zu einer Lambda/4-Platte 131, nach deren Durchlaufen der Messstrahl auf einen Planspiegel 130 trifft. Nach Reflexion an diesem Planspiegel 130 durchläuft der Messstrahl die Lambda/4-Platte 131 ein zweites Mal und gelangt, infolge des zweifachen Durchtritts durch die Lambda/4-Platte 131 nun s-polarisiert, in umgekehrter Richtung auf dem identischen Lichtweg über den Retroreflektor 120 zurück zur Polarisationsstrahlteilerschicht 110a. Dort wird der Messstrahl nun reflektiert und trifft ebenfalls auf den Detektor 135.The by splitting of the light source 105 in the z-direction incident light beam after transmission through the polarization beam splitter layer 110a produced p-polarized partial beam, hereinafter also referred to as "measuring beam" passes according to 1a via an off-axis retroreflector 120 also to a lambda / 4-plate 131 after passing through the measuring beam on a plane mirror 130 meets. After reflection on this plane mirror 130 the measuring beam passes through the lambda / 4 plate 131 a second time and passes, due to the double passage through the lambda / 4 plate 131 now s-polarized, in the opposite direction on the identical light path via the retroreflector 120 back to the polarization beam splitter layer 110a , There, the measuring beam is now reflected and also hits the detector 135 ,

Es ist darauf hinzuweisen, dass in Fig. la-lb sowie in den weiteren Figuren jeweils auf identischem Lichtweg hin- und zurücklaufende bzw. in sich zurückreflektierte Strahlen lediglich zur besseren Darstellung separat gezeichnet sind.It should be noted that in Fig. La-lb and in the other figures each on an identical light path back and forth or reflected back in itself rays are drawn separately only for better illustration.

Aufgrund der Interferenz des Messstrahls mit dem Referenzstrahl liefert der Detektor 135 das zur Positionsmessung des Retroreflektors 120 bzw. einer diesem Retroreflektor 120 zugeordneten Komponente (insbesondere eines Spiegels) benötigte Signal. Der sich vom Polarisationsstrahlteiler 110 bis zum Retroreflektor 120 erstreckende Interferometerarm wird im Weiteren auch als „Messarm“ 101 bezeichnet.Due to the interference of the measuring beam with the reference beam, the detector delivers 135 that for the position measurement of the retroreflector 120 or a retroreflector 120 associated component (in particular a mirror) required signal. The from the polarization beam splitter 110 to the retroreflector 120 extending interferometer is also referred to as "arm" 101 designated.

Eine erfindungsgemäß wesentliche Eigenschaft der Messanordnung sowohl der anhand von Fig. la-lb beschriebenen Ausführungsform als auch der im Weiteren anhand von 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen ist, dass - zusätzlich zu der durch Einsatz des Retroreflektors 120 in für sich bekannter Weise erzielten Insensitivität gegenüber Kippbewegungen - auch laterale Verschiebungen des Retroreflektors 120, welche nicht entlang der z-Richtung verlaufen (insbesondere also z.B. Bewegungen in y-Richtung), für den bei der Interferenz von Messstrahl und Referenzstrahl erzielten Kontrast keine Rolle spielen, es also insbesondere nicht zu einem Interferenz bzw. Signalverlust auf Seiten des Detektors 135 kommt.An inventively essential property of the measuring arrangement both of the embodiment described with reference to FIG. La-lb as well as in the following with reference to 2 to 4 described embodiments is that - in addition to the use of the retroreflector 120 Insensitivity to tilting movements achieved in a manner known per se - including lateral displacements of the retroreflector 120 , which do not run along the z-direction (in particular, for example, movements in the y-direction), for the interference achieved by the measuring beam and the reference beam contrast play no role, so in particular not to interference or signal loss on the part of the detector 135 comes.

Infolge der Ausnutzung des Prinzips der „Umkehrbarkeit des Lichtweges“ wird nämlich auch bei besagter lateraler Verschiebung des Retroreflektors 120 (wie in 1b für eine lateraler Verschiebung des Retroreflektors 120 um eine Strecke „d“ in y-Richtung angedeutet) der auf den Planspiegel 130 auftreffende Messstrahl identisch in sich zurück reflektiert und läuft in umgekehrter Richtung auf demselben Wege zurück zur Polarisationsstrahlteilerschicht 110a mit der Folge, dass er weiterhin mit dem Referenzstrahl am Detektor 135 mit maximalem Kontrast interferieren kann.As a result of the utilization of the principle of "reversibility of the light path" becomes namely even at said lateral displacement of the retroreflector 120 (as in 1b for a lateral displacement of the retroreflector 120 indicated by a distance "d" in the y-direction) of the plane mirror 130 coincident measuring beam reflected back in itself and runs in the reverse direction in the same way back to the polarization beam splitter layer 110a with the result that he continues to use the reference beam at the detector 135 can interfere with maximum contrast.

2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Messanordnung in einer weiteren Ausführungsform, wobei im Vergleich zu Fig. la-lb analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. 2 shows a schematic representation for explaining the structure and operation of a measuring arrangement according to the invention in a further embodiment, wherein compared to Fig. La-lb analog or substantially functionally identical components are designated by "100" reference numerals.

Die Ausführungsform von 2 unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. la-lb lediglich durch Vorhandensein eines zusätzlichen Umlenkspiegels 250, über welchen erreicht wird, dass die Auskopplung von Mess- und Referenzstrahl zum Detektor 235 wieder zu der Seite hin erfolgt, von welcher aus auch die Strahleinkopplung von der Lichtquelle 205 erfolgt. Die Realisierung des Umlenkspiegels 250 kann gemäß 2 insbesondere monolithisch (z.B. durch Ansprengen am Polarisationsstrahlteiler 210) erfolgen.The embodiment of 2 differs from that of Fig. La-lb only by the presence of an additional deflection mirror 250 , via which it is achieved that the coupling of measuring and reference beam to the detector 235 again to the side takes place, from which also the beam injection from the light source 205 he follows. The realization of the deflecting mirror 250 can according to 2 in particular monolithic (eg by wringing on the polarization beam splitter 210 ) respectively.

5 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung weiterer Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen interferometrischen Messanordnung, wobei im Vergleich zu 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „300“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die Ausführungsform von 5 unterscheidet sich von derjenigen aus 2 dadurch, dass anstelle des Retroreflektors 220 ein Planspiegel 540 als bewegliches Messtarget dient, wobei der erste Retroreflektor 520 auf Seiten eines ortsfesten Teils der Messanordnung angeordnet ist. Das als Planspiegel 540 ausgebildete Messtarget ist vorliegend an der Komponente (insbesondere dem Spiegel) angeordnet. 5 shows a schematic representation for explaining further embodiments of an inventive interferometric measuring arrangement, wherein compared to 2 analogous or substantially functionally identical components are designated by "300" increased reference numerals. The embodiment of 5 is different from the one 2 in that instead of the retroreflector 220 a plane mirror 540 serves as a movable measurement target, with the first retroreflector 520 is arranged on the side of a stationary part of the measuring arrangement. The as a plane mirror 540 trained measurement target is presently arranged on the component (in particular the mirror).

Gemäß 5 trifft somit im Messarm 501 der von der Polarisationsstrahlteilerschicht 510a kommende Messstrahl auf den das Messtarget bildenden Planspiegel 540 und wird von diesem Planspiegel 540 in Richtung des im ortsfesten Teil der Messanordnung befindlichen Retroreflektors 520 reflektiert. Nach besagter Reflexion am Retroreflektor 520 gelangt der Messstrahl über den Planspiegel 540 zu der analog zu 2 wirkenden Gruppe aus λ/4-Platte 531 und Planspiegel 530. Der Messstrahl wird nach Reflexion am Planspiegel 530 und zweifachem Durchlauf der λ/4-Platte 531 erneut an dem das Messtarget bildenden Planspiegel 540 reflektiert und gelangt sodann auf identischem Lichtweg wiederum über den im ortsfesten Teil der Messanordnung befindlichen Retroreflektor 520 und den Planspiegel 540 zurück zur Polarisationsstrahlteilerschicht 510a. Alternativ ist das Messtarget als ein Retroreflektor ausgebildet.According to 5 thus hits in the measuring arm 501 that of the polarization beam splitter layer 510a incoming measuring beam on the measuring target forming plane mirror 540 and is from this plane mirror 540 in the direction of the retroreflector located in the stationary part of the measuring arrangement 520 reflected. After said reflection at the retro reflector 520 the measuring beam passes over the plane mirror 540 to the analogy to 2 acting group of λ / 4 plate 531 and plane mirror 530 , The measuring beam becomes after reflection at the plane mirror 530 and twice the λ / 4 plate 531 again at the measuring target forming plane mirror 540 reflects and then passes on the same optical path in turn via the retroreflector located in the stationary part of the measuring arrangement 520 and the plane mirror 540 back to the polarization beam splitter layer 510a , Alternatively, the measurement target is designed as a retroreflector.

6 zeigt ausgehend von der Ausführungsform von 5 und aus Richtung des das Messtarget bildenden Planspiegels 540 einige sich in ihrer geometrischen Anordnung unterscheidende mögliche Konfigurationen. 6 shows starting from the embodiment of 5 and from the direction of the measurement target forming plane mirror 540 some possible configurations differing in their geometric arrangement.

3 dient zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer weiteren Ausführungsform, wobei zu 2 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. 3 serves to explain the structure and operation of another embodiment, wherein 2 analogous or substantially functionally identical components are designated by "100" increased reference numerals.

Die Ausführungsform von 3 unterscheidet sich von derjenigen aus 2 dadurch, dass im Referenzarm 302 anstelle des Planspiegels 240 aus 2 ein zentrisch bzw. axial betriebener Retroreflektor 340 eingesetzt wird. Durch diesen Retroreflektor 340 wird ebenfalls gewährleistet, dass der von der Polarisationsstrahlteilerschicht 310a bzw. der Lambda/4-Platte 341 auftreffende Referenzstrahl in sich zurück reflektiert wird. Der Retroreflektor 340 kann alternativ massiv oder auch hohl ausgestaltet sein, wobei die massive Ausgestaltung ein Ansprengen und somit eine monolithische Bauweise ermöglicht. Im letztgenannten Falle ist vorzugsweise im Messarm 301 eine Kompensationsplatte 332 zum Ausgleich des zusätzlich im Material des Retroreflektors 340 zurückzulegenden optischen Weges angeordnet.The embodiment of 3 is different from the one 2 in that in the reference arm 302 instead of the plane mirror 240 out 2 a centric or axially operated retroreflector 340 is used. Through this retroreflector 340 is also ensured that of the polarization beam splitter layer 310a or the lambda / 4 plate 341 incident reference beam is reflected back in itself. The retro reflector 340 Alternatively, it may be solid or hollow, with the solid configuration permitting wringing and thus a monolithic construction. In the latter case is preferably in the measuring arm 301 a compensation plate 332 to compensate for the additional in the material of the retroreflector 340 arranged to be traveled optical path.

4 dient zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei wiederum zu 3 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß 4 erfolgt insoweit eine zum Messarm 401 analoge Ausgestaltung des Referenzarms 402, als der (über einen Umlenkspiegel 485 umgelenkte) Referenzstrahl ebenfalls über einen Retroreflektor 470 bis zu einem Planspiegel 490 mit vorgeschalteter Lambda/4-Platte 491 sowie auf identischem Wege in umgekehrter Richtung zurück zur Polarisationsstrahlteilerschicht 410a geführt wird. Auf diese Weise wir im Ergebnis eine differentielle Bauweise realisiert, die neben einer verbesserten Kompensation atmosphärischer Effekte auch eine Winkelmessung (bei Platzierung sowohl des im Messarm 401 befindlichen Retroreflektors 420 als auch des im Referenzarm 402 befindlichen Retroreflektors 470 an derselben Komponente) ermöglichen. 4 serves to explain the structure and operation of another embodiment of the invention, in turn to 3 Analogous or substantially functionally identical components with " 100 "Increased reference numerals are designated. According to 4 in this respect, one to the measuring arm 401 analogous design of the reference arm 402 , as the (via a deflecting mirror 485 deflected) reference beam also via a retroreflector 470 up to a plane mirror 490 with upstream lambda / 4-plate 491 and in an identical way in the reverse direction back to the polarization beam splitter layer 410a to be led. In this way, we realized in the result a differential construction, which in addition to an improved compensation of atmospheric effects also an angle measurement (when placing both in the measuring arm 401 located retroreflector 420 as well as in the reference arm 402 located retroreflector 470 on the same component).

7 zeigt in schematischer Darstellung eine prinzipielle mögliche Anordnung erfindungsgemäßer Interferometer zur Positionsbestimmung eines Spiegels 701. Bei dem Spiegel 701 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Spiegel eines Projektionsobjektivs in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei - ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre - ein für sich z.B. aus US 6,864,988 B2 bekannter Aufbau zugrunde gelegt wird, in welchem sowohl eine lastabtragende Tragstruktur 703 („force frame“) als auch eine unabhängig hiervon vorgesehene Messstruktur 704 („sensor frame“) vorhanden sind. Gemäß 7 sind sowohl Tragstruktur 703 als auch Messstruktur 704 unabhängig voneinander über als dynamische Entkopplung wirkende mechanische Anbindungen (z.B. Federn) 705 bzw. 706 an eine Grundplatte bzw. Basis 730 des optischen Systems mechanisch angebunden. Der Spiegel 701 seinerseits ist über eine Spiegelbefestigung 702 an der Tragstruktur 703 befestigt. In 7 schematisch eingezeichnet sind zwei erfindungsgemäße distanzmessende Interferometer 710 und 720, deren Messstrecke 711 bzw. 721 von der Messstruktur 704 bis hin zum Spiegel 701 verläuft. 7 shows a schematic representation of a possible principle arrangement of inventive interferometer for determining the position of a mirror 701 , At the mirror 701 in the exemplary embodiment, this is a mirror of a projection objective in a microlithographic projection exposure apparatus, wherein - without the invention being restricted to this - one for itself, for example US 6,864,988 B2 is based on known structure, in which both a load-bearing support structure 703 ("Force frame") as well as an independently provided for this measurement structure 704 ("Sensor frame") are present. According to 7 are both support structure 703 as well as measurement structure 704 independently of one another via mechanical connections (eg springs) acting as dynamic decoupling 705 respectively. 706 to a base plate or base 730 mechanically connected to the optical system. The mirror 701 in turn is about one mirror mounting 702 on the supporting structure 703 attached. In 7 schematically drawn are two inventive distance-measuring interferometer 710 and 720 whose measuring path 711 respectively. 721 from the measuring structure 704 to the mirror 701 runs.

8 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage 800. Das bzw. die erfindungsgemäße(n) Interferometer kann bzw. können in dieser Projektionsbelichtungsanlage zur Abstandsvermessung der einzelnen Spiegel im Projektionsobjektiv oder in der Beleuchtungseinrichtung verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung in für den Betrieb im EUV ausgelegten Systemen beschränkt, sondern auch bei der Vermessung optischer Systeme für andere Arbeitswellenlängen (z.B. im VUV-Bereich bzw. bei Wellenlängen kleiner als 250nm) realisierbar. In weiteren Anwendungen kann ist die Erfindung auch in einer Maskeninspektionsanlage oder einer Waferinspektionsanlage realisiert werden. 8th shows a schematic representation of an exemplary designed for operation in EUV microlithographic projection exposure apparatus 800 , The interferometer (s) according to the invention can be used in this projection exposure apparatus for measuring the distance of the individual mirrors in the projection objective or in the illumination device. However, the invention is not limited to the application in systems designed for operation in the EUV, but also in the measurement of optical systems for other operating wavelengths (eg in the VUV range or at wavelengths less than 250nm) feasible. In other applications, the invention can also be realized in a mask inspection system or a wafer inspection system.

Gemäß 8 weist eine Beleuchtungseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 800 einen Feldfacettenspiegel 803 und einen Pupillenfacettenspiegel 804 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 803 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 801 und einen Kollektorspiegel 802 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 804 sind ein erster Teleskopspiegel 805 und ein zweiter Teleskopspiegel 806 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 807 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 851-856 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 821 auf einem Maskentisch 820 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 861 auf einem Wafertisch 860 befindet.According to 8th has a lighting device of the projection exposure system 800 a field facet mirror 803 and a pupil facet mirror 804 on. On the field facet mirror 803 becomes the light of a light source unit, which is a plasma light source 801 and a collector mirror 802 includes, steered. In the light path after the pupil facet mirror 804 are a first telescope mirror 805 and a second telescope mirror 806 arranged. In the light path below is a deflection mirror 807 arranged, which reflects the radiation impinging on an object field in the object plane of a six mirror 851 - 856 comprehensive projection lens steers. At the location of the object field is a reflective structure-bearing mask 821 on a mask table 820 arranged, which is imaged by means of the projection lens in an image plane in which a substrate coated with a photosensitive layer (photoresist) 861 on a wafer table 860 located.

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 Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described in terms of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6864988 B2 [0049]US 6864988 B2 [0049]

Claims (10)

Interferometrische Messanordnung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System für die Mikrolithographie, mit • wenigstens einem einer Komponente in dem optischen System zur Positionsbestimmung zugeordneten distanzmessenden Interferometer, • wobei dieses Interferometer einen Messarm (101, 201, 301, 401, 501), einen Referenzarm (102, 202, 302, 402, 502) sowie einen Polarisationsstrahlteiler (110, 210, 310, 410, 510) aufweist, wobei ein von einer Lichtquelle (105, 205, 305, 405, 505) eingekoppelter Lichtstrahl über den Polarisationsstrahlteiler (110, 210, 310, 410, 510) in einen sich entlang des Messarms (101, 201, 301, 401, 501) ausbreitenden und über einen der Komponente zugeordneten ersten Retroreflektor (120, 220, 320, 420, 520) geführten Messstrahl und einen sich entlang des Referenzarms (102, 202, 302, 402, 502) ausbreitenden Referenzstrahl aufgeteilt wird; • wobei im Messarm (101, 201, 301, 401, 501) ein erster Planspiegel (130, 230, 330, 430, 530) angeordnet ist, welcher den vom ersten Retroreflektor (120, 220, 320, 420, 520) kommenden Messstrahl in sich zurückreflektiert.Interferometric measuring arrangement in an optical system, in particular in an optical system for microlithography, with At least one distance-measuring interferometer associated with a component in the optical positioning system, Wherein said interferometer comprises a measuring arm (101, 201, 301, 401, 501), a reference arm (102, 202, 302, 402, 502) and a polarization beam splitter (110, 210, 310, 410, 510), one of a light source (105, 205, 305, 405, 505) coupled via the polarization beam splitter (110, 210, 310, 410, 510) in a along the measuring arm (101, 201, 301, 401, 501) and a propagating via a light beam the component associated first retroreflector (120, 220, 320, 420, 520) guided measuring beam and a along the reference arm (102, 202, 302, 402, 502) propagating reference beam is divided; Wherein in the measuring arm (101, 201, 301, 401, 501) a first plane mirror (130, 230, 330, 430, 530) is arranged, which the coming of the first retroreflector (120, 220, 320, 420, 520) measuring beam reflected back in itself. Interferometrische Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Referenzarm (102, 202, 302, 402, 502) ein Spiegel angeordnet ist, welcher den vom Polarisationsstrahlteiler (110, 210, 310, 410, 510) kommenden Referenzstrahl in sich zurückreflektiert.Interferometric measuring arrangement according to Claim 1 , characterized in that in the reference arm (102, 202, 302, 402, 502) a mirror is arranged, which reflects back from the polarization beam splitter (110, 210, 310, 410, 510) coming reference beam. Interferometrische Messanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Spiegel ein zweiter Planspiegel (140, 240, 490, 540) ist.Interferometric measuring arrangement according to Claim 2 , characterized in that this mirror is a second plane mirror (140, 240, 490, 540). Interferometrische Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Referenzarm (302, 402) ein zweiter Retroreflektor (340, 470) angeordnet ist.Interferometric measuring arrangement according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that in the reference arm (302, 402), a second retroreflector (340, 470) is arranged. Interferometrische Messanordnung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zweite Retroreflektor (340) der Spiegel ist, welcher den vom Polarisationsstrahlteiler (310) kommenden Referenzstrahl in sich zurückreflektiert.Interferometric measuring arrangement according to Claim 2 and 4 , characterized in that said second retroreflector (340) is the mirror which reflects back the reference beam from the polarization beam splitter (310). Interferometrische Messanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zweite Retroreflektor (470) im Strahlengang des Referenzstrahls zwischen dem zweiten Planspiegel (490) und dem Polarisationsstrahlteiler (410) angeordnet ist.Interferometric measuring arrangement according to Claim 3 and 4 , characterized in that this second retroreflector (470) is arranged in the beam path of the reference beam between the second plane mirror (490) and the polarization beam splitter (410). Interferometrische Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Komponente ein Messtarget angeordnet ist, wobei das Messtarget als ein Planspiegel (540) ausgebildet ist.Interferometric measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a measurement target is arranged on the component, wherein the measurement target is formed as a plane mirror (540). Interferometrische Messanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planspiegel (540) derart im Messarm (501) angeordnet ist, dass der Messstrahl durch den Planspiegel (540) in Richtung des ersten Retroreflektors (520) reflektiert wird.Interferometric measuring arrangement according to Claim 7 , characterized in that the plane mirror (540) is arranged in the measuring arm (501) such that the measuring beam is reflected by the plane mirror (540) in the direction of the first retroreflector (520). Interferometrische Messanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Retroreflektor (520) auf Seiten eines ortfesten Teils der Messanordnung angeordnet ist.Interferometric measuring arrangement according to Claim 8 , characterized in that the first retroreflector (520) is arranged on the side of a fixed part of the measuring arrangement. Interferometrische Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponente zur Positionsbestimmung in sechs Freiheitsgraden sechs distanzmessende Interferometer zugeordnet sind.Interferometric measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the component for position determination in six degrees of freedom six distance-measuring interferometers are assigned.
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