DE102011005826A1

DE102011005826A1 - Optische Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011005826A1
Application number: DE102011005826A
Authority: DE
Inventors: Rolf Freimann; Heiko Feldmann
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2012-03-29
Also published as: US20140023835A1; US20170284893A1; KR20180084143A; WO2012126887A1; US9568394B2; JP5955375B2; KR101879898B1; KR20140020962A; JP2014511997A

Abstract

Vorrichtung, umfassend eine abbildende Optik (9) zur Abbildung eines Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10), eine strukturbehaftete Maske (7), welche mittels eines in einer Retikel-Scanrichtung (21) verlagerbaren Retikelhalters (8) im Bereich des Objektfeldes (5) angeordnet ist, und eine Sensor-Einrichtung (25), welche mittels eines in einer Substrat-Scanrichtung (22) verlagerbaren Substrathalters (13) im Bereich des Bildfeldes (10) angeordnet ist, wobei die Maske (7) mindestens eine auf die Sensor-Einrichtung (25) abzubildende Messstruktur (27; 33) aufweist, wobei die Sensor-Einrichtung (25) mindestens eine Sensorzeile (28) mit einer Vielzahl von Sensor-Elementen (29) umfasst, und wobei die Sensor-Einrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass sie eine Prüfung der abbildenden Optik (9) während der Verlagerung des Substrathalters (13) zur Belichtung eines auf diesem angeordneten Substrats (12) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen einer abbildenden Optik. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Projektionsbelichtungsanlage, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauelement.
Gattungsgemäße Baugruppen und/oder Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt, zum Beispiel aus der US 7 298 498 B2 , der DE 101 09 929 A1 und der US 2008/0130012 A1 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Vorrichtung mit einer abbildenden Optik hinsichtlich der Prüfung der abbildenden Optik zu optimieren. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Kern der Erfindung besteht darin, eine Sensor-Einrichtung mit mindestens einer Sensorzeile an einem Substrathalter im Bereich des Bildfelds anzuordnen. Es handelt sich somit um eine Scanner-Integrierte Messanordnung. Hierbei ist die Sensor-Einrichtung derart ausgebildet, dass sie eine Prüfung der abbildenden Optik während einer Scanbewegung, insbesondere während einer gleichförmigen Scanbewegung, des Substrathalters ermöglicht. Die Prüfung der abbildenden Optik kann insbesondere in einem Overscan-Verfahren, bei welchem der Substrathalter nach der eigentlichen Belichtung eines auf diesem angeordneten Substrats weiterbewegt wird, insbesondere gleichförmig weiterbewegt wird, erfolgen. Entsprechend, kann die Prüfung der abbildenden Optik auch vor der eigentlichen Belichtung des Substrats erfolgen.
Durch den Einsatz einer Sensorzeile und die erfindungsgemäße Anordnung derselben wird eine Prüfung der abbildenden Optik selbst bei hohen Scangeschwindigkeiten ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine Prüfung der abbildenden Optik mit minimalem Zeitaufwand. Durch die Möglichkeit einer gleichförmig fortgesetzten Scanbewegung werden außerdem Erschütterungen und Vibrationen vermieden.
Die Sensorzeile kann insbesondere im Wesentlichen eindimensional ausgebildet sein, d. h. ihre Sensor-Elemente können sich eindeutig durch ihre Position in Richtung der Orientierung der Sensorzeile charakterisieren lassen. Derartige Sensorzeilen können Bildaufnahmefrequenzen im Kilohertz-Bereich aufweisen und ermöglichen dadurch eine Prüfung der abbildenden Optik mit den vorstehend geschilderten Vorteilen.
Die Sensor-Einrichtung kann so gestaltet sein, dass sämtliche Sensor-Elemente der Sensor-Einrichtung zur Messung genutzt werden. Dies gewährleistet eine hohe Auslesefrequenz, da beim Auslesen nicht zwischen genutzten und nicht genutzten Sensor-Elementen unterschieden zu werden braucht.
Gemäß Anspruch 2 umfasst die Vorrichtung mindestens zwei Sensorzeilen. Diese können insbesondere parallel oder senkrecht zueinander angeordnet sein. Die Sensorzeilen sind insbesondere als separate, räumlich getrennte Komponenten ausgebildet. Dies ermöglicht eine separate, parallele Auswertung der Signale von den einzelnen Sensorzeilen. Hierdurch wird der für die Prüfung der abbildenden Optik erforderliche Zeitaufwand weiter verringert. Auch eine größere Anzahl von Sensorzeilen ist möglich. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs Sensorzeilen umfasst. Sie kann insbesondere jeweils mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs Sensorzeilen je Lichtkanal aufweisen. Hierdurch wird die Überprüfung der abbildenden Optik weiter verbessert. Durch eine Vielzahl von Sensorzeilen wird eine orts- bzw. feldaufgelöste Überprüfung der abbildenden Optik verbessert. Außerdem wird hierdurch eine komponentenaufgelöste Überprüfung der abbildenden Optik verbessert.
Gemäß Anspruch 3 umfasst die Sensor-Einrichtung mindestens ein Interferometer. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Scherinterferometer, insbesondere ein Lateral-Shearing-Interferometer (LSI), um ein Point-Diffaction-Interferometer (PDI) oder ein Line-Diffraction-Interferometer (LDI). Eine derartige Ausbildung der Sensor-Einrichtung ermöglicht die Messung von Phase und Amplitude von eintreffenden Wellen. Im Falle eines Scherinterferometers ist dieses vorzugsweise derart angeordnet, dass die Scherrichtung jeweils parallel zur Zeilenrichtung der zugehörigen Sensorzeile ist. Vorzugsweise umfasst die Sensor-Einrichtung mehrere Sätze mit jeweils mindestens einem, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei Schergittern, wobei die Schergitter unterschiedlicher Sätze unterschiedliche Orientierungen aufweisen, insbesondere senkrecht zueinander angeordnet sind. Innerhalb eines Satzes sind die Schergitter vorzugsweise jeweils in Scherrichtung gegeneinander verschoben angeordnet. Durch die Verschiebung wird ein lateraler Phasenversatz erzeugt, sodass Messungen bei unterschiedlichen Phasenlagen zeitlich parallel möglich sind. Durch die Anordnung von Schergittern mit unterschiedlichen Orientierungen wird beispielsweise neben einer Defokusbestimmung auch eine Astigmatismusbestimmung in einem einzigen Messvorgang möglich.
Gemäß Anspruch 4 weisen die Sensoren zur Auslesung der Sensorsignale eine Taktfrequenz von mindestens 1 kHz auf. Die Taktfrequenz beträgt insbesondere mindestens 2 kHz, insbesondere mindestens 3 kHz, insbesondere 5 kHz, insbesondere mindestens 10 kHz, insbesondere mindestens 25 kHz. Durch eine derartig hohe Taktfrequenz wird die für eine Messung benötigte Zeit verringert. Hierdurch wird die Aufnahme der Scherogramme während einer Scanbewegung mit gleichmäßig fortgesetzter Scangeschwindigkeit ermöglicht.
Gemäß Anspruch 5 weist die Messstruktur der Maske eine Beugungsstruktur mit mindestens zwei Beugungsrichtungen auf. Sie kann insbesondere eine Kreuz-, Schachbrett- oder Dreiecksstruktur aufweisen. Die Messmaske ist insbesondere als kohärenzformende Maske ausgebildet. Vorzugsweise sind die Struktur der Messmaske und die Ausbildung und Orientierung der Schergitter aneinander angepasst. Mit einer derartig ausgebildeten Messmaske lassen sich gezielt Testbündel zum Prüfen der abbildenden Optik erzeugen.
Vorzugsweise sind der Retikelhalter und der Substrathalter synchronisiert verschiebbar. Sie sind insbesondere derart synchronisiert verschiebbar, dass die Zuordnung eines Ortes auf der Messmaske zum Ort auf der Sensor-Einrichtung in der Bildebene während des Scans erhalten bleibt. Das Bild der Messmaske verbleibt mit anderen Worten ortsfest auf dem jeweils zugeordneten Sensor-Element bzw. den zugeordneten Sensor-Elementen. Die Scangeschwindigkeit des Retikelhalters und des Substrathalters weisen insbesondere dasselbe Verhältnis auf wie der Abbildungsmaßstab der abbildenden Optik. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, den Substrathalter mit einer hiervon abweichenden Scangeschwindigkeit zu verlagern. Es kann insbesondere vorgesehen sein, den Retikelhalter ortsfest anzuordnen und ausschließlich den Substrathalter mit der Sensor-Einrichtung zu verschieben. Dies ist insbesondere zum Scannen eines sogenannten Luftbildes vorgesehen. Die Sensor-Einrichtung scannt hierbei ein ortsfest in der Bildebene entstehendes Bild ab.
Gemäß Anspruch 6 ist die Messstruktur derart ausgebildet, dass zur kanalaufgelösten Prüfung der abbildenden Optik mehrere Kanäle ausgebildet sind. Diese Kanäle werden auch als Messkanäle bezeichnet. Sie sind über das Bildfeld verteilt angeordnet. Es sind insbesondere mindestens 2, insbesondere mindestens 3, insbesondere mindestens 6, insbesondere mindestens 12, insbesondere mindestens 20, insbesondere mindestens 30 Kanäle im Bildfeld angeordnet. Dies ist insbesondere für eine feld- und/oder komponentenaufgelöste Prüfung der abbildenden Optik vorteilhaft. Die räumliche Zuordnung der einzelnen Messkanäle zueinander ist vorzugsweise fest. Dies ermöglicht eine tomographische Auswertung der Messergebnisse, insbesondere einen komponentenaufgelösten Rückschluss auf sogenannte Lens-Heating-Effekte.
Gemäß Anspruch 7 ist jedem der Kanäle ein bestimmter Bereich der Sensor-Einrichtung mit einer Vielzahl von Sensor-Elementen zugeordnet. Vorzugsweise sind jedem Kanal mindestens zwei Sensorzeilen zugeordnet. Hierbei weist jede Sensorzeile vorteilhafterweise mindestens drei Sensor-Elemente auf. Somit sind jedem Kanal mindestens sechs Sensor-Elemente zugeordnet.
Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung einer abbildenden Optik zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Die Vorteile entsprechen im Wesentlichen den vorhergehend geschilderten.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die in der Objektebene anzuordnende Maske einerseits Strukturen zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements, andererseits Messstrukturen zur Überprüfung der abbildenden Optik aufweist.
Gemäß Anspruch 9 ist vorgesehen, den Substrathalter, insbesondere die Sensor-Einrichtung, zur Abbildung der Abbildungsstrukturen und der Messstrukturen mit konstanter Geschwindigkeit, insbesondere gleichförmig, in Substrat-Scanrichtung zu verlagern. Vorteilhafterweise wird der Substrathalter während der Abbildung der gesamten Maske auf das Substrat einerseits und die Sensor-Einrichtung andererseits gleichförmig, d. h. mit konstanter Scangeschwindigkeit, verlagert. Dies ermöglicht zum einen ein besonders effizientes Verfahren zur Prüfung der abbildenden Optik, zum anderen werden durch die gleichförmige Verlagerung Erschütterungen vermieden.
Die Scangeschwindigkeit liegt gemäß Anspruch 10 bei mindestens 100 mm/sec. Sie beträgt insbesondere mindestens 200 mm/sec, insbesondere mindestens 350 mm/sec, insbesondere mindestens 500 mm/sec.
Gemäß Anspruch 11 wird der Substrathalter vorzugsweise synchronisiert zum Retikelhalter verlagert. Das Verhältnis der Scangeschwindigkeiten des Retikelhalters und des Substrathalters entspricht hierbei vorzugsweise gerade dem Abbildungsverhältnis der abbildenden Optik. Dies ermöglicht eine feste Zuordnung der Punkte auf der Maske zu den Punkten auf dem Wafer bzw. der Sensor-Einrichtung.
Gemäß Anspruch 12 wird die zur Abbildung des Objektfelds in das Bildfeld verwendete Strahlung in Bündel zerlegt. Hierfür ist insbesondere eine Beleuchtungsoptik mit einem Feld- und Pupillenfacettenspiegel vorgesehen. Die einzelnen Strahlen eines Testbündels haben einen Abstand voneinander im Winkelraum. Hierdurch ist es möglich, jedem von der Sensor-Einrichtung registrierten Strahl eindeutig einem Testbündel zuzuordnen. Durch geeignete Auswertung der Sensordaten wird hierdurch eine komponentenaufgelöste Überprüfung der abbildenden Optik ermöglicht.
Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsbelichtungsanlage, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements und ein derartiges Bauelement weiterzuentwickeln. Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 13 bis 15 gelöst. Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem und einer Projektionsoptik,
2 eine weitere schematische Ansicht einer Projektionsbelichtungsanlage, wobei einzelne Strahlenbündel hervorgehoben sind,
3 eine schematische Darstellung der Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1 zusammen mit dem Retikelhalter mit der Maske und dem Substrathalter mit der Sensor-Einrichtung,
4a eine Darstellung einer einkanaligen Messmaske mit sechs Teilmasken,
4b eine Darstellung einer mehrkanaligen Messmaske, wobei jeder Kanal entsprechend der Messmaske gemäß 4a ausgebildet ist,
5a eine Darstellung der zur Messmaske gemäß 4a korrespondierenden Anordnung der Schergitter einer Detektions-Einheit,
5b eine Darstellung der zur Messmaske gemäß 4b korrespondierenden Anordnung der Schergitter einer Detektions-Einheit,
5c eine alternative Ausführung der Detektions-Einheit,
6 eine schematische Darstellung des Bildfelds mit einer exemplarischen Anordnung von Messkanälen,
7 eine Darstellung entsprechend 3 mit einer alternativen Messmaske und korrespondierenden Maske der Detektions-Einheit,
7a eine Darstellung der Messmaske gemäß 7,
7b eine Darstellung der Maske der Detektions-Einheit gemäß 7,
7c eine Darstellung der Detektions-Einheit gemäß 7,
8 eine schematische Darstellung der Anordnung der Detektions-Einheit am Substrathalter und
9 eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung der Detektions-Einheit am Substrathalter.
1 zeigt schematisch die Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfelds 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel, welches im Folgenden auch als Maske 7 bezeichnet wird, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist.
Ein Projektionsobjektiv 9 dient zur Abbildung des Objektfelds 5 in ein Bildfeld 10 in einer Bildebene 11. Das Projektionsobjektiv 9 wird allgemein auch als abbildende Optik bezeichnet. Abgebildet wird eine Struktur auf der Maske 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfelds 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem Waferhalter 13 gehalten ist. Allgemein wird der Wafer 12 auch als zu belichtendes Substrat und der Waferhalter 13 als Substrathalter bezeichnet. Die chemische Veränderung der lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer 12 bei der Belichtung wird auch als lithografischer Schritt bezeichnet.
Die Strahlungsquelle 3 emittiert Strahlung 14 mit einer Wellenlänge λ ≤ 193 nm. Als Strahlungsquelle 3 kommen insbesondere Argonfluorid(ArF)-Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von λ = 193 nm oder F₂-Laser mit einer Wellenlänge von λ = 157 nm in Betracht. Alternativ hierzu kann es sich bei der Strahlungsquelle 3 um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle oder um eine LPP-Quelle handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einen Synchrotron basiert, ist als. Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle handeln. Die Wellenlänge einer derartigen EUV-Strahlungsquelle 3 liegt im Bereich von 5 nm bis 30 nm, insbesondere im Bereich von 10 nm bis 20 nm, beispielsweise bei 13,5 nm im Vakuum. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6 859 515 B2 . Die EUV-Strahlung 14 wird auch als Beleuchtungslicht oder Abbildungslicht bezeichnet.
Zur Bündelung der Strahlung 14 von der Strahlungsquelle 3 ist ein Kollektor 19 vorgesehen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst eine Vielzahl von optischen Elementen. Diese optischen Elemente können dabei sowohl refraktiv als auch reflektiv ausgebildet sein. Auch Kombinationen von refraktiven und reflektiven optischen Elementen sind möglich. Für EUV-Strahlung 14 mit einer Wellenlänge λ < 193 nm umfassen die Beleuchtungsoptik 4 und die Projektionsoptik 9 insbesondere ausschließlich reflektive Komponenten. Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Feldfacettenspiegel 15 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 16. Der Feldfacettenspiegel 15 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. Vom Feldfacettenspiegel 15 wird die EUV-Strahlung 14 zu einem Pupillenfacettenspiegel 17 der Beleuchtungsoptik 4 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 17 weist eine Vielzahl von Pupillenfacetten 18 auf. Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 17 werden die Feldfacetten 16 des Feldfacettenspiegels 15 in das Objektfeld 5 abgebildet.
Zu jeder Feldfacette 16 auf dem Feldfacettenspiegel 15 gibt es genau eine zugehörige Pupillenfacette 18 auf dem Pupillenfacettenspiegel 17. Zwischen je einer Feldfacette 16 und einer Pupillenfacette 18 wird ein Lichtkanal 20 ausgebildet. Durch die Facettenspiegel 15, 17 wird die das Abbildungslicht 14 in Bündel mit einer vorbestimmten Einfallswinkelverteilung zerlegt.
Prinzipiell ist es möglich, den Feldfacettenspiegel 15 und/oder den Pupillenfacetten-Spiegel 17 derartig auszubilden, dass die Feldfacetten 16 und/oder die Pupillenfacetten 18 verschwenkbar sind. Hierdurch wird eine variable Zuordnung der Feldfacetten 16 zu den Pupillenfacetten 18 ermöglicht. Es werden insbesondere Beleuchtungssettings mit unterschiedlichen Beleuchtungswinkelverteilungen ermöglicht. Dies ist insbesondere zum Prüfen der Projektionsoptik 9 vorteilhaft.
2 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt die Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 gemäß 1. Hierbei ist schematisch der Strahlengang der Strahlung 14 in der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 dargestellt.
Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung die strukturtragende Maske 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 verlagerbar ist. Hierdurch können die Maske 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung der Maske 7 wird im Folgenden auch als Retikel-Scanrichtung 21 bezeichnet. Die Verlagerungsrichtung des Wafers 12 wird im Folgenden auch als Substrat-Scanrichtung 22 bezeichnet. Die Verlagerung der Maske 7 und des Wafers 12 in den Scanrichtungen 21, 22 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen. Hierbei entspricht das Verhältnis der Scangeschwindigkeiten vorzugsweise gerade dem Abbildungsverhältnis der Projektionsoptik 9.
Zur Erleichterung der Darstellung ist in den Figuren ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft in den 1 und 2 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Richtung entspricht gerade den Scanrichtungen 21, 22. Die z-Richtung ist parallel zum Verlauf einer optischen Achse 23 der Projektionsoptik 9.
Die Projektionsoptik 9 umfasst eine Vielzahl von Projektionsspiegeln 24i. In 2 ist die Projektionsoptik 9 mit sechs Projektionsspiegeln 241, 242, 243, 244, 245 und 246 dargestellt. Die Projektionsoptik 9 umfasst allgemein insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens fünf, Projektionsspiegel 24i. Sie kann auch insbesondere mindestens sechs, sieben oder acht Projektionsspiegel 24i aufweisen.
In 3 sind noch einmal die Projektionsoptik 9 sowie insbesondere die Details der Anordnung der Maske 7 am Retikelhalter 8 und die Details der Anordnung des Wafers 12 sowie einer auch als Detektionseinheit oder Detektor-Einrichtung bezeichneten Sensor-Einrichtung 25 schematisch dargestellt. Die Maske 7 ist mittels des Retikelhalters 8 in Retikel-Scanrichtung 21 verlagerbar im Bereich der Objektebene 6, insbesondere im Bereich des Objektfelds 5, angeordnet. Sie kann als transmissive Maske oder als reflexive Maske ausgebildet sein. Entsprechend ist das Substrat 12 sowie insbesondere die Sensor-Einrichtung 25 mittels des Substrathalters 13 in Substrat-Scanrichtung 22 verlagerbar im Bereich der Bildebene 11, insbesondere im Bereich des Bildfelds 10, angeordnet.
Der Substrathalter 13 und der Retikelhalter 8 sind insbesondere synchronisiert zueinander verschiebbar. Sie sind insbesondere derart synchronisiert zueinander verschiebbar, dass die Zuordnung eines Ortes auf der Maske 7 zu einem Ort auf dem Substrat 12 bzw. der Sensor-Einrichtung 25, während eines Scans, das heißt während der Verschiebung, erhalten bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Verhältnis der Scangeschwindigkeiten gerade dem Abbildungsverhältnis der Projektionsoptik 9 entspricht. Diese Betriebsart wird hier als Feldpunktescan bezeichnet. Prinzipiell ist es auch möglich, den Retikelhalter 8 oder insbesondere den Substrathalter 13 mit einer hiervon abweichenden Scangeschwindigkeit zu verlagern. Insbesondere für einen sogenannten Luftbildscan kann vorgesehen sein, den Retikelhalter 8 zumindest zeitweise anzuhalten, das heißt ortsfest anzuordnen. Bei dieser Betriebsart können durch die Maske 7 bestimmte Feldpunkte fest ausgewählt werden, an welchen jeweils ortsfest ein Bild in der Bildebene 11 entsteht. Dieses Bild kann durch Verlagern des Substrathalters 13 in Substrat-Scanrichtung 22 mittels der Sensor-Einrichtung 25 abgescannt werden. Prinzipiell ist außerdem ein Betriebsmodus denkbar, welcher zwischen den beiden vorhergehend beschriebenen, das heißt der ortsfesten Zuordnung von Orten auf der Maske 7 zu Orten auf dem Substrat 12 beim Feldpunktescan einerseits und der ortsfesten Anordnung der Maske 7 beim Luftbildscan andererseits, liegt.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 4a eine erste Ausführungsform der Maske 7 näher beschrieben. Die Maske 7 weist auf das Substrat 12 abzubildende Strukturen auf. Diese umfassen die eigentliche Abbildungsstruktur 26 zum Belichten des Wafers 12, insbesondere der lichtempfindlichen Beschichtung des Wafers 12, und mindestens eine auf die Sensor-Einrichtung 25 abzubildende Messstruktur 27. Allgemein bilden sowohl die eigentliche Abbildungsstruktur 26 als auch die Messstruktur 27 abzubildende Strukturen.
Die Messstruktur 27 ist vorteilhafterweise benachbart zur Abbildungsstruktur 26 angeordnet. Sie ist insbesondere in Retikel-Scanrichtung 21 benachbart zur Abbildungsstruktur 26 angeordnet. Es ist jedoch prinzipiell auch denkbar, die Messstruktur 27 in Richtung senkrecht zur Retikel-Scanrichtung 21 benachbart zur Abbildungsstruktur 26 anzuordnen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, sowohl die Abbildungsstruktur 26 als auch die Messstruktur 27 auf der Maske 7 anzuordnen. Prinzipiell wäre es jedoch auch denkbar, die Messstruktur 27 und die Abbildungsstruktur 26 als separate Masken 7 auszubilden. In diesem Fall werden die Masken 7 benachbart, insbesondere in Retikel-Scanrichtung 21 benachbart, am Retikelhalter 8 angeordnet. Die Maske 7 mit der Messstruktur 27 wird insbesondere fest am Retikelhalter 8 angeordnet. Sie ist mit dem Retikelhalter 8 fest verbunden. Vorteilhafterweise ist die Maske 7 mit der Messstruktur 27 und/oder die Maske 7 mit der Abbildungsstruktur 26 in diesem Fall austauschbar. Sie sind insbesondere unabhängig voneinander austauschbar.
Im Folgenden wird der Bereich der Maske 7 mit der Messstruktur 27, das heißt die Messstruktur 27, genauer beschrieben. Die Messstruktur 27 ist als Beugungsstruktur ausgebildet. Sie ist insbesondere als Beugungsstruktur mit mindestens zwei Beugungsrichtungen ausgebildet. Sie kann beispielsweise, wie in 4a dargestellt, als Schachbrettstruktur ausgebildet sein. Sie kann auch als Kreuzstruktur oder Dreiecksstruktur ausgebildet sein. Die Messstruktur 27 ist insbesondere als kohärenzformende Maske ausgebildet. Sie kann als Lochmaske oder als reflektive Maske ausgebildet sein. Sie bildet vorzugsweise Ausgangspunkte kohärenter Wellen der Abbildungsstrahlung 14.
Die Messstruktur 27 umfasst für jeden Messkanal mehrere Teilstrukturen. Die Teilstrukturen sind insbesondere identisch ausgebildet. Die Anordnung der Teilstrukturen der Maske 7 ist an die Ausbildung der Sensor-Einrichtung 25, welche im Folgenden noch genauer beschrieben wird, angepasst. Die Messstruktur 27 umfasst insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, vorzugsweise mindestens sechs Teilstrukturen. Die Teilstrukturen sind hierbei vorzugsweise zumindest teilweise in einer oder mehreren Zeilen angeordnet.
Während 4a die Ausbildung der Maske 7, insbesondere der Messstruktur 27, für eine einkanalige Ausführung gezeigt, ist in 4b exemplarisch eine mehrkanalige Ausführung der Messstrukturen 27 der Maske 7 dargestellt. Gemäß dem in 4b dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Maske 7 vier Messstrukturen 271, 272, 273 und 274, welche jeweils sechs Teilstrukturen entsprechend der in 4a dargestellten Ausführungsform umfassen. Die vier Messstrukturen 271...4 sind senkrecht zur Retikel-Scanrichtung 21 über das Objektfeld 5 verteilt angeordnet. Jede Messstruktur 271...4 bildet hierbei einen Messkanal aus. Die Messstrukturen 271...4 ermöglichen somit eine kanalaufgelöste Prüfung der Projektionsoptik 9. Selbstverständlich kann die Maske 7 auch eine andere Anzahl Messstrukturen 27i umfassen. Die Maske 7 kann insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens acht, zwölf, zwanzig, dreißig oder mehr Messstrukturen 27 umfassen.
Für weitere Details der Messstrukturen 27 sei auf die DE 101 09 929 A1 verwiesen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 5a ein erstes Ausführungsbeispiel der Sensor-Einrichtung 25 beschrieben. Die Sensor-Einrichtung 25 gemäß 5a korrespondiert zu der einkanaligen Maske 7 mit der Messstruktur 27 gemäß 4a. Entsprechend korrespondiert die Sensor-Einrichtung 25 gemäß der 5b zu der mehrkanaligen Ausführung der Maske 7 gemäß 4b. Mittels der Projektionsoptik 9 wird die Messstruktur 27 der Maske 7 in das Bildfeld 10 abgebildet. Hierbei ist in der 5a der Ort des Bildes der einzelnen Teilstrukturen jeweils exemplarisch gestrichelt gekennzeichnet.
Die Sensor-Einrichtung 25 umfasst für jeden Messkanal jeweils mehrere Sensorzeilen 28. Sie umfasst allgemein mindestens eine Sensorzeile 28, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs Sensorzeilen 28. Die Sensorzeilen 28 umfassen jeweils eine Vielzahl von Sensorelementen 29. Die Sensorzeilen 28 sind jeweils paarweise parallel oder senkrecht zueinander angeordnet. Jeder der Teilstrukturen einer Messstruktur 27 ist jeweils zumindest ein Teil, insbesondere ein separater Teil, einer Sensorzeile 28 zugeordnet. Dies bedeutet, dass die Sensorzeilen 28 derartig ausgebildet und angeordnet sind, dass zu jeder der Teilstrukturen einer Messstruktur 27 ein eindeutig bestimmter, separater Teil einer Sensorzeile 28 vorgesehen ist, auf welchen das Bild der jeweiligen Teilstruktur bei der Prüfung der Projektionsoptik 9 abgebildet wird.
Bei den Sensorzeilen 28 handelt es sich insbesondere um schnelle Sensorzeilen. Sie weisen eine Taktfrequenz auf, welche mindestens 1 kHz beträgt. Die Taktfrequenz der Sensorzeilen 28, insbesondere der Sensorelemente 29, beträgt vorzugsweise mindestens 2 kHz, insbesondere mindestens 3 kHz, insbesondere mindestens 5 kHz, insbesondere mindestens 10 kHz, insbesondere mindestens 25 kHz. Die Sensorzeilen 28 sind beispielsweise als Diodenzeilen ausgebildet. Sie ermöglichen die Messung eines Feldpunkts und damit eine Prüfung der Projektionsoptik 9 in einer sehr kurzen Zeit, insbesondere von weniger als 1 ms, insbesondere weniger als 0,5 ms, insbesondere weniger als 0,33 ms, insbesondere weniger als 0,2 ms, insbesondere weniger als 0,1 ms.
Die zum Erhalt eines Messwerts zur Verfügung stehende Zeit ergibt sich hierbei aus dem Durchmesser des isoplanatischen Flecks, also des Feldbereichs im Bildfeld 10, innerhalb welchem die Aberrationen als unverändert angesehen werden, den maximalen Aberrationen, der geforderten Messgenauigkeit, und der Scangeschwindigkeit des Substrathalters 13. Sie liegt vorliegend in der Größenordnung von höchstens einer Millisekunde.
Die Sensor-Einrichtung 25 ist somit insbesondere derart ausgebildet, dass sie eine Prüfung der Projektionsoptik 9 während der Verlagerung des Substrathalters 13 zur Belichtung des auf diesem angeordneten Substrats 12 ermöglicht. Hierunter sei insbesondere auch verstanden, dass die Prüfung der Projektionsoptik 9 vor und/oder im Anschluss an die eigentliche Belichtung der lichtempfindlichen Schicht auf dem Substrat 12 geschieht, wobei der Substrathalter 13 mit einer gleichförmig fortgesetzten Scangeschwindigkeit in Substrat-Scanrichtung 22 verschoben wird.
Außerdem umfasst die Sensor-Einrichtung 25 mindestens eine interferometrische Einrichtung. Gemäß dem in 5a dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die interferometrische Einrichtung eine Vielzahl von Schergittern 30. Bei der in 5a ausgeführten Ausführungsform sind zwei Sätze von jeweils drei Schergittern 30 vorgesehen, wobei die Schergitter 30 eines Satzes jeweils dieselbe Orientierung aufweisen. Die Schergitter 30 unterschiedlicher Satze weisen unterschiedliche Orientierungen auf. Sie sind insbesondere um 90° zueinander gedreht angeordnet. Vorzugsweise entsprechen die Orientierungen der Schergitter gerade der Substrat-Scanrichtung 22 und der Richtung senkrecht hierzu. Hierdurch ist es möglich, Ableitungen der Wellenfront in zwei Richtungen zu erhalten. Die Schergitter 30 eines Satzes sind jeweils relativ zueinander in Scherrichtung verschoben angeordnet. Hierdurch wird eine für die Scherogrammphasenschrittauswertung nötige Phasenverschiebung erzeugt. Eine Verschiebung der Schergitter zur Phasenschrittauswertung wird dadurch vermieden.
Die Schergitter 30 sind jeweils beabstandet zueinander angeordnet. Hierbei sind jeweils zwei benachbarte Schergitter 30 in einem Abstand zueinander angeordnet, welcher mindestens so groß ist, dass die jeweils von den Schergittern 30 erzeugten Scherogramme im Auswertebereich überlappungsfrei sind. Die von den einzelnen Schergittern 30 eines Testkanals erzeugten Scherogramme fallen insbesondere auf paarweise verschiedene Bereiche der Sensorzeilen 28.
Sofern eine Verwendung der Sensor-Einrichtung 25 bei einem Immersionsscanner vorgesehen ist, sind die Schergitter 30 mit einer Bildgitterschutzschicht versehen, um deren Lebensdauer zu verlängern. Für Details sei auf die WO 2005/119368 A2 verwiesen.
Bei Anwendungen der Sensor-Einrichtung 25 in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen umfasst die Sensorzeile 28 insbesondere im EUV-Spektralbereich empfindliche Sensorelemente 29. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorzeile 28 mit einer Quantenkonverterschicht versehen sein. Für Details der Quantenkonverterschicht sei auf die DE 102 53 874 A1 verwiesen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung der Projektionsoptik 9 umfassend die Maske 7 mit den Messstrukturen 27 und die Sensor-Einrichtung 25 ist somit grundsätzlich sowohl für Projektionsbelichtungsanlagen in Form eines Immersionsscanners als auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen geeignet.
Die Schergitter 30 sind im Bereich der Bildebene 11 angeordnet. Sie sind insbesondere so nah zur Bildebene 11 angeordnet, dass das Bild jeder der Teilstrukturen der Messstruktur 27 jedes der Messkanäle jeweils auf genau ein bestimmtes Schergitter 30 fällt. Die Maske 7, insbesondere die Messstrukturen 27, und die Sensor-Einrichtung 25, insbesondere deren interferometrische Einrichtung, sind somit derart aufeinander abgestimmt, dass zur kanalaufgelösten Prüfung der Projektionsoptik 9 mehrere Messkanäle ausgebildet sind. Jedem der Kanäle ist ein bestimmter Bereich der Sensor-Einrichtung 25 mit mindestens einer Sensorzeile 28, insbesondere mindestens zwei Sensorzeilen 28, zugeordnet.
Jeder der Kanäle der Sensor-Einrichtung 25 umfasst vorzugsweise mindestens drei in Scherrichtung relativ zueinander verschobene Schergitter. Vorzugsweise umfasst jeder der Kanäle jeweils mindestens zwei Sätze zu jeweils mindestens drei in Scherrichtung relativ zueinander verschobener Schergitter 30, wobei die Schergitter 30 unterschiedlicher Sätze unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Die Schergitter 30 eines Satzes weisen jeweils dieselbe Orientierung auf. Sie sind jeweils relativ zueinander in Scherrichtung verschoben angeordnet.
Gemäß der in 5b dargestellten Ausführungsform ist die Sensor-Einrichtung 25 mehrkanalig, insbesondere vierkanalig, ausgebildet. Die Ausbildung jedes Kanals entspricht hierbei der unter Bezugnahme auf die 5a vorhergehend beschriebenen. Die Kanäle sind über das Bildfeld 10, das heißt über den Scannerschlitz, verteilt angeordnet. Es ist insbesondere vorgesehen, mindestens drei separate Kanäle im Bildfeld 10 anzuordnen. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Kanälen, insbesondere gleichmäßig, über das Bildfeld 10 verteilt angeordnet. Die Anzahl der Kanäle beträgt insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens zwölf, insbesondere mindestens zwanzig, insbesondere mindestens dreißig.
Eine mehrkanalige Ausführungsform ermöglicht es, einen feldabhängigen Kipp der Wellenfront zu ermitteln. Hieraus kann eine Verzeichnung bestimmt werden. Für Details zur Bestimmung eines feldabhängigen Kipps der Wellenfront sei auf die DE 101 09 929 A1 verwiesen.
5c zeigt eine alternative Ausführungsform, bei welcher die Schergitter 30 der Sensor-Einrichtung 25 L-förmig angeordnet sind. Diese L-förmige Anordnung ermöglicht es, für jeweils drei Schergitter 30 einer gegebenen Orientierung eine einzige Sensor-Zeile 28 vorzusehen. Bei dieser Ausführungsform sind jeweils sämtliche Schergitter 30 mit einer vorgegebenen Orientierung ausschließlich in Scherrichtung zueinander versetzt angeordnet. Da jedes Schergitter alle Scherungen einer bestimmten Raumrichtung, der Scherrichtung, erzeugt, ist es bei dieser Anordnung möglich, mit einer einzigen Sensorzeile 28, welche jeweils gerade in dieser Scherrichtung angeordnet ist, die Scherogramme von sämtlichen dieser Schergitter 30 zu überdecken und detektieren.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform ermöglicht eine feldaufgelöste Messung von Wellenfrontaberationen in der Pupille. Außerdem kann die Bestrahlungsstärkenverteilung in der Pupille bestimmt werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere eine komponentenaufgelöste Prüfung der Projektionsoptik 9 möglich. Es lassen sich komponentenaufgelöst Störungen, insbesondere sogenannte Lens-Heating-Effekte, messen. Hierbei wird insbesondere ausgenutzt, dass zur Beleuchtung der Maske 7, insbesondere der Messstrukturen 27, ein vorgegebenes Beleuchtungssetting mit einer vorgegebenen Winkelverteilung der Abbildungsstrahlung 14 verwendet wird. Es wird insbesondere die Tatsache ausgenutzt, dass die zur Abbildung der Maske 7 auf die Sensor-Einrichtung 25 verwendete Abbildungsstrahlung 14 von den Facettenspiegeln 15, 17 in Bündel zerlegt wird.
In 6 ist noch einmal exemplarisch die Geometrie des Bildfelds 10 dargestellt. Das Bildfeld 10 kann gebogen, insbesondere kreisringabschnittsförmig ausgebildet sein. Die Abmessung seiner kurzen Seite beträgt insbesondere ca. 2 mm. Die Abmessung der längeren Seite beträgt insbesondere ca. 26 mm. Andere Abmessungen sind selbstverständlich ebenso möglich. In 6 ist exemplarisch eine Anordnung von zwölf Messkanälen dargestellt. Hierbei umfasst jeder der Messkanäle eine Anordnung von Schergittern 30 und Sensorzeilen 28 gemäß den 5a bzw. 5c, welche in der 6 nicht dargestellt sind. Außerdem ist in 6 jeweils schematisch eine Apertur 31 zu jedem Messkanal dargestellt.
Außerdem ist in der 6 schematisch eine Abmessung des isoplanatischen Flecks 32, das heißt des Bereichs des Bildfelds 10, innerhalb welchem die Aberrationen als unverändert angesehen werden, dargestellt.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 7c ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Bei dieser Ausführungsform ist alternativ zum vorhergehend beschriebenen Scherinterferometer ein sogenanntes Point Diffraction Interferometer (PDI) vorgesehen. Alternativ hierzu ist auch ein Slit Diffraction Interferometer (LDI) möglich. Auch diese Interferometer ermöglichen eine Überprüfung der Projektionsoptik 9 im einfachen Durchtritt. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Maske 7 Messstrukturen 27, welche in Form von sogenannten Pinholes 33 einer Lochmaske 34 ausgebildet sind. Die Lochmaske 34 ist in Richtung der optischen Achse 23 gefolgt von einem Schergitter 35. Die Kombination der Lochmaske 34 und des Schergitters 35 dient der Erzeugung von geringfügig verkippt zueinander verlaufenden Kugelwellen 361, 362, welche in 7 exemplarisch dargestellt sind.
Die Sensor-Einrichtung 25 umfasst bei dieser Ausführungsform eine im Bereich der Bildebene 11 angeordnete Pinhole-Lochblenden-Maske 37. Die Pinhole-Lochblenden-Maske 37 weist zu jedem Pinhole 33 der Lochmaske 34 ein zugeordnetes Paar eines Pinholes 38 und einer Lochblende 39 auf. Die Pinholes 38 und die Lochblenden 39 jedes Paars sind jeweils beabstandet zueinander angeordnet. Die Abstände zwischen zugehörigen Pinholes 38 und Lochblenden 39 können von Kanal zu Kanal unterschiedlich sein. Um eine tomographische Auswertung der Messergebnisse zu ermöglichen, kann eine Kalibrierung des PDI vorgesehen sein.
Die Pinholes 38 sind derart angeordnet, dass das Pinhole 38 der Pinhole-Lochblenden-Maske 37 gerade am Ort des Fokus des Abbilds eines Pinholes 33 der Lochmaske 34 angeordnet ist. Es ist insbesondere am Ort des Maximums nullter Ordnung des vom Schergitter 35 erzeugten Beugungsmusters eines Pinholes 33 der Lochmaske 34 angeordnet. Entsprechend ist die Lochblende 39 jeweils am Ort eines Maximums höherer Ordnung, insbesondere beispielsweise am Ort des Maximums erster Ordnung des vom Schergitter 35 erzeugten Beugungsmusters eines Pinholes 33 der Lochmaske 34 angeordnet.
Die Pinholes 38 der Pinhole-Lochblenden-Maske 37 bilden wiederum Ausgangspunkte von Kugelwellen. Die Lochblenden 39 haben eine freie Öffnung, welche so groß ist, dass ein Maximum höherer Ordnung des vom Schergitter 35 erzeugten Beugungsmusters, insbesondere das Maximum erster Ordnung dieses Beugungsmusters, im Wesentlichen ohne Beugungseffekte hindurchtreten kann. Die Sensorelemente 29 der Sensorzeilen 28 registrieren somit jeweils einen Teil eines Interferenzmusters zwischen einer von dem Pinhole 38 ausgehenden Kugelwelle und der durch die Lochblende 39 hindurchtretenden Wellenfront. Dieses Interferenzmuster enthält Informationen, aus denen auf Aberrationen der Projektionsoptik 9 zurückgeschlossen werden kann.
In 7c ist schematisch die Anordnung der Sensorzeilen 28 mit den Sensorelementen 29 relativ zur Pinhole-Lochblenden-Maske 37 dargestellt. Die Sensorzeilen 28 sind insbesondere jeweils quer, vorzugsweise senkrecht, zur Substrat-Scanrichtung 22 angeordnet. Als Betriebsart ist insbesondere ein Feldpunktescan vorgesehen. Ein Luftbildscan oder ein Betriebsmodus, welcher zwischen diesen beiden liegt, ist prinzipiell auch möglich.
In 8 sind exemplarisch zwei mögliche Anordnungen der Sensor-Einrichtung 25 am Substrathalter 13 relativ zum Wafer 12 dargestellt. Stellvertretend für die Sensor-Einrichtung 25 sind hierbei jeweils das Bildfeld 10 und drei exemplarisch angeordnete Sensorzeilen 28 dargestellt. Die Sensor-Einrichtung 25 ist insbesondere in Substrat-Scanrichtung 22 vor dem Wafer 12 angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass die Projektionsoptik 9 vor dem Belichten des Wafers 12 überprüft wird. Das entsprechende Ergebnis kann vorzugsweise bereits bei der Belichtung des Wafers 12 berücksichtigt werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Sensor-Einrichtung 25 in Substrat-Scanrichtung 22 hinter dem Wafer 12 anzuordnen. Außerdem kann die Sensor-Einrichtung 25 auch in Richtung senkrecht zur Substrat-Scanrichtung 22 zum Wafer 12 versetzt angeordnet sein. Zur Überprüfung der Projektionsoptik 9 ist ein sogenannter Overscan vorgesehen. Das bedeutet, dass benachbart zum Wafer 12 angeordnete Bereiche belichtet werden. Vorzugsweise wird der Waferhalter 13 hierbei mit einer gleichförmig fortgesetzten Scangeschwindigkeit in Substrat-Scanrichtung 22 verfahren.
Gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Sensor-Einrichtung 25 auch mehrere Sensorzeilen 28 umfassen, welche auf bezüglich der Substrat-Scanrichtung 22 einander gegenüberliegenden Seiten des Wafers 12, d. h. vor und hinter dem Wafer 12, angeordnet sind.
Zur Prüfung der Projektionsoptik 9 während der Belichtung der lichtempfindlichen Beschichtung eines Wafers 12 wird die Maske 7 mit den abzubildenden Strukturen 26, 27 in der Objektebene 6 der Projektionsoptik 9 angeordnet. Entsprechend wird der Wafer 12 und die Sensor-Einrichtung 25 mittels des Substrathalters 13 im Bereich der Bildebene 11 der Projektionsoptik 9 angeordnet. Durch geeignetes Verschieben des Retikelhalters 8 und/oder des Substrathalters 13 und Beleuchten der Maske 7 werden die Abbildungsstrukturen 26 der Maske 7 auf den Wafer 12, insbesondere dessen lichtempfindliche Beschichtung, abgebildet. Entsprechend werden die Messstrukturen 27 bzw. 33 der Maske 7 auf die Sensor-Einrichtung 25 abgebildet. Die Messungen können insbesondere integrierend, d. h. während einer Verlagerung der Sensor-Einrichtung 25 im Bildfeld 10, vorgenommen werden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, jeweils einen Messwert beim Scannen des isoplanatischen Flecks zu ermitteln. Das Ergebnis ist eine integrierte, insbesondere eine scannerschlitzintegrierte und/oder feldaufgelöste Messung der Wellenfrontaberration.
Die Prüfung der Projektionsoptik 9 findet insbesondere im einfachen Durchtritt statt.
Die von der Sensor-Einrichtung 25 detektierte Intensität- und/oder Phasenverteilung kann online und/oder offline weiterverarbeitet werden. Für Details der weiteren Verarbeitung der von der Sensor-Einrichtung 25 gemessenen Daten sei auf die DE 10 2010 062 763.1 verwiesen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Maske 7 mit den Abbildungsstrukturen 26 und den Messstrukturen 27 zur Belichtung des Wafers 12 mittels des Retikelhalters 8 zumindest in Retikel-Scanrichtung 21 zu verschieben. Entsprechend wird der Substrathalter 13 mit dem Wafer 12 und der Sensor-Einrichtung 25 in Substrat-Scanrichtung 22 verschoben. Die Verschiebung des Retikelhalters 8 und des Substrathalters 13 kann insbesondere synchronisiert zueinander erfolgen. Das Verhältnis der Scangeschwindigkeiten des Retikelhalters 8 und des Substrathalters 13 entspricht gerade dem Abbildungsverhältnis der Projektionsoptik 9.
Die Scangeschwindigkeit des Substrathalters 13 beträgt insbesondere mindestens 100 mm/sec, insbesondere mindestens 200 mm/sec, insbesondere mindestens 350 mm/sec, insbesondere mindestens 500 mm/sec.
Der Substrathalter 13 wird bei der Abbildung der Abbildungsstrukturen 26 und der Messstrukturen 27 der Maske 7 auf den Wafer 12 bzw. die Sensor-Einrichtung 25 mit konstanter Scangeschwindigkeit v_Scan in Substratscanrichtung 22 verlagert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine feldaufgelöste Wellenfrontmesstechnik, insbesondere eine Lens-heating-Messtechnik, bei Scangeschwindigkeit.
Zur komponentenaufgelösten Prüfung der Projektionsoptik 9 kann insbesondere ausgenutzt werden, dass die zur Abbildung des Objektfelds 5 in das Bildfeld 10 verwendete Strahlung 14 mittels der beiden Facettenspiegel 15, 17 in separate Strahlungskanäle, insbesondere in Strahlungsbündel mit einer bestimmten Strahlungswinkelverteilung, zerlegt wird.
Die Prüfung der Projektionsoptik 9 kann mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem kontinuierlich fortgesetzten Scan des Substrathalters 13 erfolgen.
Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden die Maske 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt der Abbildungsstruktur 26 der Maske 7 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 12 projiziert. Bei der Projektion der Abbildungsstruktur 26 der Maske 7 auf den Wafer 12 kann der Retikelhalter 8 und/oder der Substrathalter 13 in Scanrichtung 21, 22 parallel zur Objektebene 6 bzw. parallel zur Bildebene 11 verlagert werden. Die Verlagerung der Maske 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen. Die Prüfung der Projektionsoptik 9 mithilfe der Abbildung der Messstrukturen 27 auf die Sensor-Einrichtung 25 gemäß dem vorhergehend beschriebenen Verfahren kann vor, während oder nach der Belichtung des Wafers 12 erfolgen. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 14 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7298498 B2 [0002]
DE 10109929 A1 [0002, 0057, 0071]
US 2008/0130012 A1 [0002]
US 6859515 B2 [0040]
WO 2005/119368 A2 [0065]
DE 10253874 A1 [0066]
DE 102010062763 [0085]

Claims

Optische Vorrichtung umfassend a. eine abbildende Optik (9) zur Abbildung eines Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10), b. eine strukturbehaftete Maske (7), welche mittels eines in einer Retikel-Scanrichtung (21) verlagerbaren Retikelhalters (8) im Bereich einer Objektebene (6) der abbildenden Optik (9) angeordnet ist, und c. eine Sensor-Einrichtung (25), welche mittels eines in einer Substrat-Scanrichtung (22) verlagerbaren Substrathalters (13) im Bereich einer Bildebene (11) der abbildenden Optik (9) angeordnet ist, d. wobei die Maske (7) mindestens eine auf die Sensor-Einrichtung (25) abzubildende Messstruktur (27; 33) aufweist, e. wobei die Sensor-Einrichtung (25) mindestens eine Sensorzeile (28) mit einer Vielzahl von Sensor-Elementen (29) umfasst, und f. wobei die Sensor-Einrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass sie eine Prüfung der abbildenden Optik (9) während einer Verlagerung des Substrathalters (13) zur Belichtung eines auf diesem angeordneten Substrats (12) ermöglicht.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Sensorzeilen (28) umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Einrichtung (25) mindestens eine interferometrische Einrichtung (30; 37) umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Elemente (29) eine Taktfrequenz aufweisen, welche mindestens 1 kHz beträgt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstruktur (27; 33) eine Beugungsstruktur mit mindestens zwei Beugungsrichtungen aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstruktur (27; 33) derart ausgebildet ist, dass zur kanalaufgelösten Prüfung der abbildenden Optik (9) mehrere Kanäle ausgebildet sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Kanäle ein bestimmter Bereich der Sensor-Einrichtung (25) mit mindestens einer Sensor-Zeile (28) mit einer Vielzahl von Sensor-Elementen (29) zugeordnet ist.
Verfahren zur Prüfung einer abbildenden Optik (9) umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer abbildenden Optik (9) mit mindestens einem optischen Element (24i) zur Abbildung eines Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10), – Bereitstellen eines Substrats (12) mit einer lichtempfindlichen Beschichtung, – Bereitstellen einer Maske (7) mit abzubildenden Strukturen (26, 27; 33), – Bereitstellen einer Sensor-Einrichtung (24) mit mindestens einer Sensorzeile (28) mit einer Vielzahl von Sensor-Elementen (29), – Anordnen der Maske (7) in einer Objektebene (5) der abbildenden Optik (9) mittels eines in einer Retikel-Scanrichtung (21) verlagerbaren Retikelhalters (8), – Anordnen des Substrats (12) in einer Bildebene (11) der abbildenden Optik (9) mittels eines in einer Substrat-Scanrichtung (22) verlagerbaren Substrathalters (13), – Anordnen der Sensor-Einrichtung (25) im Bereich der Bildebene (11) mittels des Substrathalters (13), – Abbilden zumindest eines ersten Teils (26) der abzubildenden Strukturen (26, 27; 33) auf das Substrat (12) mittels der abbildenden Optik (9), – Abbilden eines zweiten Teils (27; 33) der abzubildenden Strukturen (26, 27; 33) der Maske (7) auf die Sensor-Einrichtung (25) mittels der abbildenden Optik (9), - wobei der Substrathalter (13) zur Abbildung des ersten Teils (26) und des zweiten Teils (27; 33) der abzubildenden Strukturen (26, 27; 33) mit konstanter Scangeschwindigkeit (v_scan) in Substrat-Scanrichtung verlagert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scangeschwindigkeit (v_scan) mindestens 100 mm/s beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Retikelhalter (8) und der Substrathalter (13) zur Abbildung der abzubildenden Strukturen (26, 27; 33) synchronisiert verlagert werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Abbildung des Objektfeldes (5) in das Bildfeld (10) verwendete Strahlung (14) in Bündel zerlegt wird.
Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem Beleuchtungssystem (2) und einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer Maske (7), – Bereitstellen eines Wafers (12) mit einer lichtempfindlichen Beschichtung, – Bereitstellen einer Sensor-Einrichtung (25), – Projizieren zumindest eines Abschnittes der Maske (7) auf den Wafer (12) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 12, – Projizieren zumindest eines Abschnittes der Maske (7) auf die Sensor-Einrichtung (25) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 12, – Entwickeln der lichtempfindlichen Beschichtung auf dem Wafer (12).
Bauelement hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 13.