DE102023203312A1

DE102023203312A1 - Verfahren zur Bestimmung von optischen Eigenschaften eines optischen Systems

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Publication number: DE102023203312A1
Application number: DE102023203312.7A
Authority: DE
Inventors: Pavel Ramirez Hernandez; John Godefriedus Louisa van Dijk; Johannes Jacobus Matheus Baselmans; Bartolomeus Petrus Rijpers; Leon Pieter Paul SAANEN; Leon van Kouwen
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2023-04-12
Filing date: 2023-04-12
Publication date: 2024-10-17
Also published as: CN120813902A; WO2024213532A1; KR20250173511A; US20260023329A1

Abstract

Um optische Eigenschaften eines optischen Systems, das ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines Objektfelds und ein Projektionssystem zum Abbilden des Objektfelds in ein Bildfeld aufweist, zu bestimmen, werden die folgenden Schritte durchgeführt: eine Beleuchtung des Objektfelds über eine Beleuchtungspupille, die eine Vielzahl von Pupillenflecken umfasst, wird bereitgestellt. Ein optisches Element mit einer optisch wirksamen Fläche, die eine Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten umfasst, die eine individuelle Richtungsverschiebung, in Abhängigkeit von dem jeweiligen verschiebenden optisch wirksamen Gebiet, eines in das jeweilige verschiebende optisch wirksame Gebiet eintretenden Beleuchtungsstrahls bewirkt. Die individuelle Richtungsverschiebung wird durch Messen einer aus den verschiebenden optisch wirksamen Gebieten resultierenden Pupillenfleckverschiebung über eine Messpupille (4) im Weg des Beleuchtungsstrahls nach dem optischen Element für jeden der Pupillenflecke für eine Vielzahl von separaten Feldpunkten innerhalb des Objektfelds kalibriert. Die zu bestimmenden optischen Eigenschaften werden dann aus der gemessenen Pupillenfleckverschiebung berechnet. Das resultierende Bestimmungsverfahren ist beim Erhalten der gewünschten optischen Eigenschaften robust.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von optischen Eigenschaften eines optischen Systems. Ferner betrifft die Erfindung eine optische Einrichtung, die ein optisches System aufweist, das ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem umfasst.
Ein Verfahren zur Bestimmung von Apodisationseigenschaften eines optischen Systems ist aus US 2013/0271636 A1 bekannt.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bestimmung von optischen Eigenschaften zu entwickeln, damit dieses beim Erhalten eines richtigen Resultats der zu bestimmenden optischen Eigenschaften robust ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erfüllt.
Kalibrieren einer individuellen Richtungsverschiebung, die durch die Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten des optischen Elements mit der Hilfe einer Beleuchtungspupille, die eine Vielzahl von Pupillenflecken umfasst, bewirkt wird, ergibt eine Informationsbasis für die spätere Berechnung der optischen Eigenschaften, die insbesondere Informationen im Hinblick auf Inhomogenitäten einer gewünschten individuellen Richtungsverschiebung der jeweiligen verschiebenden optisch wirksamen Gebiete beinhaltet. Produktionstoleranzen im Hinblick auf das optische Element und insbesondere im Hinblick auf die verschiebenden optisch wirksamen Gebiete des optischen Elements können dann während des Bestimmungsverfahrens und insbesondere auf der Grundlage von Informationen, die in dem Berechnungsschritt erhalten wurden, evaluiert und kompensiert werden. Nachdem potentielle Abweichungen der individuellen Richtungsverschiebung der Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten von gewünschten Werten erhalten wurden, können weitere Schritte eines Optische-Eigenschaften-Bestimmungsverfahrens, die im Stand der Technik bekannt sind, die aber nun mit den kalibrierten Richtungsverschiebungsdaten verwendet werden, verwendet werden.
Unter Verwendung des Verfahrens, das die Kalibrierung beinhaltet, ist es möglich, die Pupillenverschiebungseigenschaften unmittelbar zu messen, und ermöglicht somit während der Berechnung Projektionssystemeffekte von Beleuchtungssystemeffekten auf die zu bestimmende optische Eigenschaft zu entkoppeln.
Insbesondere kann eine ausgewählte optische Eigenschaft des Beleuchtungssystems und/oder des Projektionssystems des optischen Systems bestimmt werden.
Ein Beispiel für die zu bestimmende optische Eigenschaft ist die Apodisation des optischen Systems. Eine weitere optische Eigenschaft, die über das Verfahren bestimmt werden kann, ist eine Diattenuation des optischen Systems.
Der Berechnungsschritt kann nach dem Kalibrierungsschritt eine Messung mit einer ganzen Pupille verwenden. Eine solche Messung mit ganzer Pupille verwendet möglicherweise keine Pupille mit einer Vielzahl von Pupillenflecken, sondern eine homogen oder kontinuierlich beleuchtete Pupille. Alternativ kann eine Messung mit ganzer Pupille eine Vielzahl von separaten Pupillenflecken verwenden.
Das optische Element kann mindestens zwei verschiebende optisch wirksame Gebiete aufweisen.
Der Kalibrierungsschritt kann nach einer gegebenen Zeitspanne wiederholt werden. Dies kann eine unerwünschte Beeinträchtigung im Hinblick auf insbesondere die Auswirkung des optischen Elements auf den Beleuchtungsstrahl aufgrund von Drift oder aufgrund von vergleichbaren Effekten minimieren.
Die Kalibrierung der individuellen Richtungsverschiebung kann unabhängig von Pupillenflecken vorgenommen werden.
Kalibrieren der individuellen Richtungsverschiebung reduziert Fehler, die von Herstellungsfehlern der verschiebenden optisch wirksamen Gebiete ausgehen und insbesondere von Herstellungstoleranzen. Ferner werden Fehler reduziert, die von einer Drift des Verschiebungseffekts der verschiebenden optisch wirksamen Gebiete mit der Zeit ausgehen. Ferner können Platzierungsfehler des optischen Elements reduziert werden. Ferner können Verbiegungsfehler des optischen Elements reduziert werden.
Verwenden der Beleuchtungspupille mit der Vielzahl von Pupillenflecken während des Kalibrierungsschritts ermöglicht eine Messung von Abweichung, die von solchen Herstellungs-Platzierungs-/Driftfehlern ausgeht.
Mit der Kalibrierung der individuellen Richtungsverschiebung kann eine translatorische Abweichung eines jeweiligen Pupillenflecks von einem gegebenen Wert sowie eine azimuthale Winkelverlagerung des jeweiligen Pupillenflecks kalibriert werden.
Während des Kalibrierungs- und Berechnungsschritts des Verfahrens kann eine Winkelverlagerung von jedem Pupillenfleck von den verschiebenden optisch wirksamen Gebieten analysiert, gespeichert, und innerhalb des Verfahrens verwendet werden. Detektion und Lokalisation der jeweiligen verschobenen Pupillenfleckverschiebungen können über Anpassungsalgorithmen vorgenommen werden, wie „lokales Maximum“, Gauß- oder Lorentz-Anpassung.
Hinsichtlich der Bestimmung der Apodisation ist es insbesondere möglich, Apodisationseffekte des Beleuchtungssystems von jenen des Projektionssystems zu separieren, um unabhängig enge Apodisationstoleranzen für das Beleuchtungssystem einerseits und das Projektionssystem andererseits zu erhalten.
Das optische Element mit einer Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten kann in den Strahlengang zwischen dem Beleuchtungssystem und dem Projektionssystem des optischen Systems eingesetzt werden. Die Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten führt dann einen definierten neuen Satz von Beleuchtungswinkeln in das Projektionssystem ein, der sich von dem durch die Vielzahl von Pupillen definierten Anfangssatz unterscheidet. Mit diesem neuen Satz von Beleuchtungswinkeln wird Zugriff auf die optischen Eigenschaften des Projektionssystems, insbesondere auf die Apodisationseigenschaften, unabhängig von jenen des Beleuchtungssystems gegeben.
Das optische Element kann dafür designt sein, in mindestens zwei unterschiedlichen Orientierungen in den Strahlengang des optischen Systems eingesetzt zu werden. Dies reduziert die Anforderungen hinsichtlich der Anzahl von Verschiebungsarten der verschiebenden optisch wirksamen Gebiete.
Nicht-verschiebende optisch wirksame Gebiete nach Anspruch 2 verbessern ferner die Qualität des Kalibrierungsschritts des Verfahrens. Die nicht-verschiebenden optisch wirksamen Gebiete können in dem optischen Element als Pinholes ausgeführt sein.
Keile als die verschiebenden optisch wirksamen Gebiete nach Anspruch 3 haben sich bei einem Apodisationseigenschaften-Bestimmungsverfahren als effektiv erwiesen. In dieser Hinsicht wird auf US 2013/0271636 A1 verwiesen. Eine Verkippung der Keile kann im Bereich von 10 mrad bis 55 mrad liegen. Eine solche Verkippung kann bezüglich einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Systems gemessen werden. Die Keilverkippung kann derart ausgewählt werden, dass sich, nach einer jeweiligen Richtungsverschiebung, der Beleuchtungsstrahl, der einer solchen Richtungsverschiebung unterzogen wurde, weiterhin innerhalb des weiteren Strahlengangs des optischen Systems innerhalb von dessen numerischer Apertur befindet. In Abhängigkeit von der Genauigkeit eines Messsystems zum Messen der jeweiligen Pupillenfleckverschiebung sind auch Verkippungswinkel kleiner als 10 mrad möglich.
Falls die numerische Apertur des optischen Systems groß genug ist, sind auch Keilverkippungswinkel größer als 55 mrad möglich.
Alternativ oder zusätzlich zu einem Verschieben über Keile ist ein solches Verschieben auch unter Verwendung eines Gitters, insbesondere eines linearen Gitters möglich. Ein solches lineares Gitter kann quer bewegt werden, d. h. senkrecht zu einem Strahlengang des Beleuchtungsschemas. Eine solche translatorische Bewegung kann schrittweise erfolgen und wird auch als Scherbewegung bezeichnet.
Winkeldifferenzen zwischen den Keilorientierungen nach Anspruch 4, die sich von den im Stand der Technik bekannten rechtwinkligen unterscheiden, haben sich als nützlich zum Bestimmen der Apodisationseigenschaften erwiesen. Während des Kalibrierungsschritts des Verfahrens können solche Abweichungen auskompensiert werden.
Beispielsweise ergibt eine Winkeldifferenz von einem ganzzahligen Vielfachen von 90 Grad vier verschiedene Keilorientierungen (0 Grad/90 Grad/180 Grad/270 Grad) und entsprechend vier Arten von Winkeln. In weiteren Ausführungsformen des optischen Elements können andere oder zusätzliche Keilorientierungen von 45 Grad, 135 Grad, 225 Grad und/oder 315 Grad vorgesehen sein. In weiteren Beispielen weisen die Keile eine Orientierung von 5 Grad, 10 Grad, 15 Grad, 30 Grad oder 45 Grad relativ zueinander auf. Als ein Resultat können mehr als vier Keilorientierungsarten vorhanden sein, z. B. sechs Arten oder acht Arten. Sogar eine größere Anzahl von Keilorientierungsarten kann vorhanden sein.
Unter Verwendung eines optischen Elements, das in mindestens zwei Orientierungen in den Strahlengang des optischen Systems eingesetzt werden kann, kann dies die Anzahl von benötigten Keilorientierungen reduzieren. Beispielsweise würde eine Keilorientierung von 90 Grad, nach Drehen des ganzen optischen Elements um 180 Grad, zu einer Keilorientierung von 270 Grad.
Eine Rasteranordnung der Vielzahl von Pupillenflecken nach Anspruch 5 hat sich als effektiv erwiesen. Eine solche Rasteranordnung kann über eine Pupillenerzeugungsvorrichtung erzeugt werden, die einen Pupillenfacettenspiegel und/oder ein Pupillenmikrolinsenarray und/oder eine Vielzahl von Pinholes in der Pupillenebene beinhalten kann.
Eine Kalibrierungsinformationenkarte nach Anspruch 6 hilft dabei, das kalibrierte optische Element zu qualifizieren, das dann, ohne den Kalibrierungsschritt wiederholen zu müssen, verwendet werden kann. Ein Maß für die Pupillenfleckverschiebung ist die individuelle Richtungsverschiebung des jeweiligen Beleuchtungsstrahls.
Einbeziehen eines Ronchi-Tests nach Anspruch 7 unter Verwendung einer Beugung des Beleuchtungsstrahls über das mindestens eine Gebiet mit optischem Gitter ermöglicht eine Ronchi-Test-Messung. Ein Ronchi-Test ist beschrieben in J. Braat et al. „Improved Ronchi test with extended source", J. Opt. Soc. Am. A, Band 16, Nr. 1, S. 131-140 (1999). Aus einer solchen Ronchi-Test-Messung können Phasen-, Versatz- und Modulationsdaten erhalten werden, die weiter verwendet werden können zum Erhalten von z. B. den Apodisationseigenschaften des optischen Systems. Das Gebiet mit optischem Gitter kann Teil des optischen Elements sein. Das jeweilige Gebiet mit optischem Gitter kann einem jeweiligen der verschiebenden optisch wirksamen Gebiete zugeschrieben sein. Eine Anordnungssequenz des Gebiets mit optischem Gitter und das verschiebende optisch wirksame Gebiet entlang des Strahlengangs des jeweiligen Beleuchtungsstrahls ist von der jeweiligen Ausführungsform der optischen Einrichtung abhängig. Das Gebiet mit optischem Gitter kann auf das verschiebende optisch wirksame Gebiet folgen oder das verschiebende optisch wirksame Gebiet kann auf das Gebiet mit optischem Gitter entlang eines solchen Strahlengangs folgen.
Verwendung mindestens eines optischen Polarisators während des Verfahrens nach Anspruch 8 ermöglicht eine Bestimmung der Diattenuation des optischen Systems. Der optische Polarisator kann zwischen verschiedenen Polarisatorstellungen, die unterschiedliche Polarisationszustände auf den Beleuchtungsstrahl aufprägen, bewegbar sein. Der optische Polarisator kann ein Linearpolarisator sein. Der optische Polarisator kann für die gesteuerte Einstellung eines vorgegebenen Polarisationszustands durch eine gesteuerte Ansteuerungseinheit angesteuert werden.
Verwendung eines optischen Analysators nach Anspruch 9 ist darüber hinaus hilfreich, insbesondere für eine Bestimmung von Diattenuation des optischen Systems.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine optische Einrichtung zu verbessern, die in der Lage ist, ein solches Optische-Eigenschaften-Bestimmungsverfahren durchzuführen.
Diese Aufgabe wird durch eine optische Einrichtung, die die Merkmale nach Anspruch 10 aufweist, erfüllt.
Die Vorteile einer solchen optischen Einrichtung entsprechen jenen des oben erläuterten Optische-Eigenschaften-Bestimmungsverfahrens. Insbesondere kann die optische Einrichtung dafür designt sein, ein solches Verfahren durchzuführen.
Eine optische Einrichtung nach Anspruch 11 erlaubt einen automatischen Kalibrierungsschritt gemäß dem oben erörterten Verfahren.
Eine optische Einrichtung, die ein Berechnungsmodul nach Anspruch 12 aufweist, erlaubt einen automatischen Kalibrierungsschritt innerhalb des oben erörterten Verfahrens. Verwendung eines Ronchi-Gitters nach Anspruch 13 als das jeweilige Gebiet mit optischem Gitter während des Verfahrens ergibt die hiermit erwähnten Vorteile.
Verwendung eines optischen Polarisators nach Anspruch 14 und eines optischen Analysators nach Anspruch 15 ergibt die oben mit Bezug auf Ansprüche 8 und 9 erwähnten Vorteile.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind hierauffolgend unter Zuhilfenahme der angehängten Figuren beschrieben:

1 zeigt eine Lithographieanlage mit einer optischen Einrichtung, die ein optisches System aufweist, das ein Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines optischen Felds und ein Projektionssystem zum Abbilden des optischen Felds in ein Bildfeld umfasst, wobei die optische Einrichtung in der Lage ist zum Bestimmen von optischen Eigenschaften des optischen Systems;
2 zeigt schematisch Varianten eines Strahlengangs durch die optische Einrichtung;
3 zeigt eine Draufsicht auf ein optisches Element, das eine optisch wirksame Fläche aufweist, die eine Vielzahl von Keilen und eine weitere Vielzahl von Pinholes umfasst, die Teil der optischen Einrichtung ist, wobei das optische Element in einem Verfahren zum Bestimmen von optischen Eigenschaften des optischen Systems verwendet wird;
4 zeigt einen Querschnitt von einem der Keile des optischen Elements von 3 und stellt ferner einen Strahlengang eines individuellen Einzelstrahls durch den Keil dar, der zu einer Einzelstrahlrichtungsverschiebung führt, wobei auch ein Teil eines Substrats des optischen Elements, das den Keil trägt, gezeigt ist;
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Keils auf einem Substrat des optischen Elements, wobei der Keil an dem Substrat über eine Klebemittelstruktur befestigt ist;
6 bis 8 zeigen in einer Draufsicht verschiedene Ausführungsformen von Klebemittelstrukturen, die zum Anheften des Keils gemäß 5 an dem Substrat verwendet können;
9 zeigt eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform von einem der Keile des optischen Elements;
10 zeigt eine Intensitätsverteilung von Beleuchtungslicht über eine Beleuchtungspupille, die eine Vielzahl von Pupillenflecken, die als ein Raster innerhalb der kreisförmigen Pupille angeordnet ist, umfasst, wobei die Beleuchtungspupille in dem Verfahren zum Bestimmen von optischen Eigenschaften des optischen Systems verwendet wird;
11 zeigt das Resultat einer Messung einer Pupillenfleckverschiebung, die aus einer Beleuchtung des optischen Elements mit einer Pupillenintensitätsverteilung gemäß 10 resultiert, wobei angegebene mögliche Pupillenfleckverschiebungen den jeweiligen Pupillenfleckpositionen zugeschrieben werden;
12 zeigt vergrößert die verschiedenen Pupillenfleckverschiebungsmöglichkeiten, die durch die andere Art von Keilen auf dem optischen Element eingeführt werden;
13 zeigt in einer Ansicht ähnlich der von 2 eine weitere Anordnung der optischen Einrichtung, die in der Lage ist zum Bestimmen der Diattenuationseigenschaften des optischen Systems;
14 zeigt schematisch Komponenten, die einen Strahlengang durch eine weitere Ausführungsform der optischen Einrichtung leiten, einschließlich eines weiteren Ronchi-Gitters als Teil einer Einrichtung zum Bestimmen optischer Eigenschaften des optischen Systems;
15 zeigt in einer Ansicht ähnlich 14 ein Beugungsschema der Ronchi-Gitter-Ausführungsform von 14;
16 bis 18 zeigen Positionsbeziehungen zwischen Lineargitterstrukturen (Quellengitterstrukturen) der Gitter gemäß 14 und 15 einerseits und einem Ronchi-Gitter in der Form einer Schachbrettanordnung einer Sensorvorrichtung, die eine erste Scherrichtung x, verursacht durch unterschiedliche Translationspositionen des Lineargitters relativ zu dem Ronchi-Gitter entlang der ersten Scherrichtung x, zeigt;
19 bis 21 zeigen ähnlich 16 bis 18 Positionsbeziehungen zwischen einem Ronchi-Gitter einer weiteren Ausführungsform eines optischen Elements gemäß 14 und 15 mit unterschiedlicher Lineargitterstrukturorientierung, gezeigt für drei Positionsbeziehungen entlang einer weiteren Scherrichtung y;
22 zeigt in einem Diagramm ein Phasensignal, das durch ein Pixel der Sensorvorrichtung in der relativen Position gemäß einer der 16 bis 18 und/oder 19 bis 21 gemessen wurde.

Diese Schrift offenbart eine oder mehrere Ausführungsformen, die die Merkmale dieser Erfindung einbeziehen. Die offenbarte(n) Ausführungsform(en) dient bzw. dienen lediglich als Beispiel für die vorliegende Erfindung. Der Schutzumfang der Erfindung wird nicht durch die offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt. Die Erfindung ist über die hieran angehängten Ansprüche definiert.
Die beschriebene(n) Ausführungsform(en) und Bezugnahmen in der Schrift auf „genau eine Ausführungsform“, „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ usw. geben an, dass die beschriebene(n) Ausführungsform(en) ein spezielles Merkmal, eine spezielle Struktur oder ein spezielles Charakteristikum beinhaltet bzw. beinhalten, wobei allerdings jede Ausführungsform nicht notwendigerweise das spezielle Merkmal, die spezielle Struktur oder das spezielle Charakteristikum beinhalten muss. Darüber hinaus beziehen sich solche Ausdrücke nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Wenn ferner ein spezielles Merkmal, eine spezielle Struktur oder ein spezielles Charakteristikum in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, versteht sich, dass es innerhalb der Kenntnis eines Durchschnittsfachmanns liegt, solch ein spezielles Merkmal, eine spezielle Struktur oder ein spezielles Charakteristikum in Verbindung mit anderen Ausführungsformen, ob explizit beschrieben oder nicht, einzusetzen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können als Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination davon implementiert sein. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch als auf einem maschinenlesbaren Medium gespeicherte Anweisungen implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren gelesen und ausgeführt werden können. Ein maschinenlesbares Medium kann irgendeinen Mechanismus zum Speichern oder Übertragen von Informationen in einer für eine Maschine lesbaren Form beinhalten. Beispielsweise kann ein maschinenlesbares Medium Folgendes beinhalten: Nurlesespeicher (ROM); Direktzugriffsspeicher (RAM); Magnetplatten-Speicherungsmedien; optische Speicherungsmedien; Flash-Speichervorrichtungen; elektrische, optische, akustische oder andere Formen von sich ausbreitenden Signalen (z. B. Trägerwellen, Infrarotsignale, digitale Signale usw.) und andere. Ferner können Firmware, Software, Routinen, Anweisungen hier als gewisse Aktionen ausführend beschrieben werden. Es versteht sich allerdings, dass solche Beschreibungen lediglich der Zweckmäßigkeit dienen und dass solche Handlungen tatsächlich aus Rechenvorrichtungen, Prozessoren, Controllern oder anderen Vorrichtungen, die die Firmware, Software, Routinen, Anweisungen usw. ausführen, resultieren.
Bevor solche Ausführungsformen im Detail beschrieben werden, ist es allerdings lehrreich, ein Beispielumfeld zu präsentieren, in dem Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert sein können.
Obgleich in diesem Text spezifisch auf die Verwendung von Lithographieanlagen beim Herstellen von ICs Bezug genommen wird, versteht sich, dass die hier beschriebene Lithographieanlage andere Anwendungen haben kann, wie etwa die Herstellung von integrierten optischen Systemen, Leit- und Detektionsmustern für Magnetdomänenspeicher, Flüssigkristallanzeigen (LCDs), Dünnfilmmagnetköpfen usw. Der Fachmann versteht, dass, im Zusammenhang mit solchen alternativen Anwendungen, jegliche Verwendung der Begriffe „Wafer“ oder „Die“ hierin als synonym mit den allgemeineren Begriffen „Substrat“ oder „Zielanteil“ angesehen werden kann. Das Substrat, auf das hier Bezug genommen wird, kann vor oder nach Belichtung verarbeitet werden, beispielsweise in einem Track (ein Werkzeug, das typischerweise eine Photolackschicht auf ein Substrat aufbringt und die belichtete Photolackschicht entwickelt) oder einem Metrologie- oder Inspektionswerkzeug. Wo anwendbar, kann die Offenbarung hierin auf solche und andere Substratverarbeitungswerkzeuge angewandt werden. Ferner kann das Substrat mehr als einmal verarbeitet werden, um beispielsweise eine Mehrschicht-IC zu schaffen, so dass sich der hier verwendete Begriff Substrat auch auf ein Substrat beziehen kann, das bereits mehrere verarbeitete Schichten enthält.
Die hier verwendeten Begriffe „Strahlung“ und „Strahl“ schließen alle Arten elektromagnetischer Strahlung ein, einschließlich Ultraviolett(UV)-Strahlung (die z. B. eine Wellenlänge von 365, 248, 193, 157 oder 126 nm aufweist) und Extrem-Ultraviolett(EUV)-Strahlung (die z. B. eine Wellenlänge im Bereich von 5-20 nm aufweist) sowie Teilchenstrahlen, wie etwa Ionenstrahlen oder Elektronenstrahlen.
Der hier verwendete Begriff „Musterungsvorrichtung“ sollte breit dahingehend interpretiert werden, sich auf eine Vorrichtung zu beziehen, die verwendet werden kann zum Beaufschlagen eines Strahlungsstrahls mit einem Muster in dessen Querschnitt, um somit ein Muster in einem Zielanteil des Substrats zu erzeugen. Es sei angemerkt, dass das dem Strahlungsstrahl beaufschlagte Muster möglicherweise nicht exakt dem gewünschten Muster in dem Zielanteil des Substrats entspricht. Im Allgemeinen wird das auf den Strahlungsstrahl beaufschlagte Muster einer besonderen funktionalen Schicht in einer Vorrichtung entsprechen, die in dem Zielanteil geschaffen wird, wie etwa eine integrierte Schaltung.
Eine Musterungsvorrichtung kann transmittierend oder reflektierend sein. Beispiele für eine Musterungsvorrichtung beinhalten Masken, programmierbare Spiegelarrays und programmierbare LCD-Panels. Masken sind in Lithographie bestens bekannt und beinhalten Maskenarten, wie etwa binäre, alternierende Phasenverschiebung und gedämpfte Phasenverschiebung sowie verschiedenste hybride Maskenarten. Ein Beispiel für ein programmierbares Spiegelarray setzt eine Matrixanordnung von kleinen Spiegeln ein, von denen jeder individuell gekippt werden kann, um somit einen ankommenden Strahlungsstrahl in unterschiedliche Richtungen zu reflektieren; auf diese Weise wird der reflektierte Strahl gemustert.
Die Tragstruktur hält die Musterungsvorrichtung. Sie hält die Vorrichtung auf eine Weise, die von der Orientierung der Musterungsvorrichtung, dem Design der Lithographieanlage und anderen Bedingungen abhängt, wie etwa beispielsweise, ob die Musterungsvorrichtung in einer Vakuumumgebung gehalten wird oder nicht. Die Stütze kann mechanisches Klemmen, Vakuum oder andere Klemmtechniken verwenden, beispielsweise elektrostatisches Klemmen unter Vakuumbedingungen. Die Tragstruktur kann ein Rahmen oder ein Tisch sein, der je nach Anforderung beispielsweise fest oder beweglich sein kann und der gewährleisten kann, dass sich die Musterungsvorrichtung an einer gewünschten Position befindet, beispielsweise in Bezug auf das Projektionssystem.
Jegliche Verwendung der Begriffe „Retikel“ oder „Maske“ hierin kann als mit dem allgemeineren Begriff „Musterungsvorrichtung“ synonym betrachtet werden.
Der hier verwendete Begriff „Projektionssystem“ sollte breit als verschiedenste Arten von Projektionssystemen einschließend interpretiert werden, einschließlich refraktiver optischer Systeme, reflektierender optischer Systeme und katadioptrischer optischer Systeme, beispielsweise als für die verwendete Belichtungsstrahlung oder für andere Faktoren, wie etwa die Verwendung eines Immersionsfluids oder der Verwendung eines Vakuums, geeignet. Jegliche Verwendung des Begriffs „Projektionslinse“ hierin kann als mit dem allgemeineren Begriff „Projektionssystem“ synonym betrachtet werden.
Das Beleuchtungssystem oder der Beleuchter kann auch verschiedenste Arten von optischen Komponenten einschließen, einschließlich refraktiver, reflektiver und katadioptrischer optischer Komponenten zum Richten, Formen oder Steuern des Strahls von Strahlung, und solche Komponenten können nachstehend auch kollektiv oder einzeln als eine „Linse“ bezeichnet werden.
Die Lithographieanlage kann von einer Art sein, die zwei (Zweitisch) oder mehr Subtrattische (und/oder zwei oder mehre Tragstrukturen) aufweist. In solchen „Mehrtisch“-Maschinen können die zusätzlichen Tische parallel verwendet werden, oder Vorbereitungsschritte können auf einem oder mehreren Tischen ausgeführt werden, während ein oder mehrere andere Tische für Belichtung verwendet werden.
Die Lithographieanlage kann auch von einer Art sein, in der das Substrat in einer Flüssigkeit immergiert ist, die einen relativ hohen Brechungsindex aufweist, z. B. Wasser, um einen Raum zwischen dem finalen Element des Projektionssystems und dem Substrat auszufüllen. Immersionstechniken sind im Stand der Technik wohlbekannt, um die numerische Apertur von Projektionssystemen zu vergrößern.
1 veranschaulicht schematisch eine Lithographieanlage LA gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anlage beinhaltet ein Beleuchtungssystem IL, eingerichtet zum Konditionieren eines Strahls B von Strahlung (z. B. UV-Strahlung), und eine Tragstruktur, wie etwa einen Maskentisch MT, ausgelegt zum Halten einer Musterungsvorrichtung, wie etwa einer Maske MA, und verbunden mit einer ersten Positionierungsvorrichtung PM, ausgelegt zum genauen Positionieren der Musterungsvorrichtung in Bezug auf ein Projektionssystem PS. Das Projektionssystem PS ist eingerichtet zum Abbilden eines Musters, das durch die Musterungsvorrichtung auf den Strahl B aufgeprägt wird, in ein Objektfeld OF des Projektionssystems PS auf einen Zielanteil C eines Substrats W, das sich in einem Bildfeld IF befindet. Die Anlage beinhaltet auch einen Substrattisch, wie etwa einen Wafertisch WT, ausgelegt zum Halten des Substrats W, wie etwa einen mit Photolack beschichteten Wafer, und verbunden mit einer zweiten Positionierungsvorrichtung PW, ausgelegt zum genauen Positionieren des Substrats in Bezug auf das Projektionssystem PS.
Das Beleuchtungssystem kann verschiedenste Arten von optischen Komponenten beinhalten, wie etwa reflektierende, magnetische, elektromagnetische, elektrostatische oder andere Arten von optischen Komponenten oder irgendeine Kombination davon zum Richten, Formen oder Steuern von Strahlung.
Die Tragstruktur MT hält die Musterungsvorrichtung MA auf eine Weise, die von der Orientierung der Musterungsvorrichtung, dem Design der Lithographieanlage und anderen Bedingungen abhängt, wie etwa beispielsweise, ob die Musterungsvorrichtung in einer Vakuumumgebung gehalten wird oder nicht. Die Tragstruktur kann mechanische, vakuumtechnische, elektrostatische oder andere Klemmtechniken zum Halten der Musterungsvorrichtung verwenden. Die Tragstruktur kann ein Rahmen oder ein Tisch sein, der beispielsweise je nach Anforderung fest oder beweglich sein kann. Die Tragstruktur kann gewährleisten, dass sich die Musterungsvorrichtung an einer gewünschten Position befindet, beispielsweise in Bezug auf das Projektionssystem.
Der Begriff „Musterungsvorrichtung“ sollte breit dahingehend interpretiert werden, sich auf irgendeine Vorrichtung zu beziehen, die verwendet werden kann zum Beaufschlagen eines Strahlungsstrahls mit einem Muster in dessen Querschnitt, um somit ein Muster in einem Zielanteil des Substrats zu erschaffen. Das auf den Strahlungsstrahl beaufschlagte Muster kann einer besonderen funktionalen Schicht in einer Vorrichtung entsprechen, die in dem Zielanteil geschaffen wird, wie etwa eine integrierte Schaltung.
Die Musterungsvorrichtung kann transmittierend oder reflektierend sein. Beispiele für Musterungsvorrichtungen beinhalten Masken, programmierbare Spiegelarrays und programmierbare LCD-Panels. Masken sind in Lithographie bestens bekannt und beinhalten Maskenarten, wie etwa binäre, alternierende Phasenverschiebung und gedämpfte Phasenverschiebung sowie verschiedenste hybride Maskenarten. Ein Beispiel für ein programmierbares Spiegelarray setzt eine Matrixanordnung von kleinen Spiegeln ein, von denen jeder individuell gekippt werden kann, um somit einen ankommenden Strahlungsstrahl in unterschiedliche Richtungen zu reflektieren. Die verkippten Spiegel prägen ein Muster in einen Strahlungsstrahl ein, der durch die Spiegelmatrix reflektiert wird.
Das Projektionssystem kann, wie das Beleuchtungssystem, verschiedenste Arten von optischen Komponenten, wie etwa refraktive, reflektierende, magnetische, elektromagnetische, elektrostatische oder andere Arten von optischen Komponenten oder irgendeine Kombination davon beinhalten, wie für die verwendete Belichtungsstrahlung oder für andere Faktoren, wie etwa die Verwendung eines Vakuums, angemessen. Es kann erwünscht sein, ein Vakuum für EUV-Strahlung zu verwenden, da Gase zu viel Strahlung absorbieren können. Eine Vakuumumgebung kann daher für den ganzen Strahlengang mit der Hilfe einer Vakuumwand und von Vakuumpumpen bereitgestellt werden. Etwas Gas kann in manchen Teilen der Lithographieanlage bereitgestellt werden, um beispielsweise Gasfluss zuzulassen, der zum Reduzieren der Wahrscheinlichkeit davon, dass Verunreinigungen optische Komponenten der Lithographieanlage erreichen, verwendet wird.
Wie in 1 dargestellt ist, ist die Anlage von einer transmittierenden Art, die eine transmittierende Maske MA einsetzt. Alternativ könnte die Anlage von einer reflektierenden Art sein, die ein programmierbares Spiegelarray einsetzt.
Der Beleuchter IL empfängt einen Strahl von Strahlung von einer Strahlungsquelle SO. Der Beleuchter IL umfasst eine Anpassungsvorrichtung AD, ausgelegt zum Einstellen einer äußeren und/oder inneren radialen Ausdehnung, einen Integrator IN und einen Kondensor CO. Die Quelle SO wird mindestens einen Laser beinhalten, z. B. einen oder zwei UV-Excimer-Laser. Zur Vereinfachung der Veranschaulichung in 1 ist eine einzige Quelle SO gezeigt und die Quelle SO kann beide Laser umfassen, oder alternativ können mehrere Quellen SO vorgesehen sein, die jeweils einen einzigen Laser vorsehen, deren Strahlen vor oder nach Eintreten in das Projektionssystem kombiniert werden. Ebenso ist ein Strahllieferungssystem BD (beam delivery) vorgesehen, beispielsweise geeignete Richtspiegel und/oder Strahlaufweiter. Die Quellen SO und das Strahllieferungssystem BD vereinen sich, um ein Strahlungssystem zu bilden, das dem Projektionssystem einen geeigneten Strahl von Strahlung anbietet. Es versteht sich, dass dieser Strahl von Strahlung B Strahlung von mindestens einem Laser umfasst. Es versteht sich ebenso, dass der Strahl abwechselnde Pulse von Strahlung von dem mindestens einen Laser umfasst.
Das Projektionssystem PS kann eine Lochblende mit einer anpassbaren freien Apertur beinhalten, die verwendet wird zum Einstellen der numerischen Apertur des Projektionssystems PS auf Waferniveau auf einen ausgewählten Wert.
Der Strahl von Strahlung B fällt auf die Musterungsvorrichtung MA auf, die auf der Tragstruktur MT gehalten wird. Nach Durchqueren der Musterungsvorrichtung geht der Strahl von Strahlung B durch das Projektionssystem PS hindurch, das den Strahl auf einen Zielanteil C des Substrats W fokussiert. Mit der Hilfe einer zweiten Positionierungsvorrichtung PW und eines Positionssensors IF (z. B. eine interferometrische Vorrichtung) kann der Substrattisch WT genau bewegt werden, um somit verschiedene Zielanteile C in dem Weg des Strahls B zu positionieren. Gleichermaßen können die erste Positionierungsvorrichtung PM und ein weiterer Positionssensor zusammen mit Ausrichtungsmarkierungen M 1, M 2 und P 1 und P 2 verwendet werden zum genauen Positionieren der Musterungsvorrichtung MA in Bezug auf den Weg des Strahls B und das Substrat W. Im Allgemeinen wird Bewegung der Tragstruktur MT und des Substrattisches WT mit der Hilfe eines Langhubmoduls für Grobpositionierung und eines Kurzhubmoduls für Feinpositionierung realisiert. Allerdings kann die Tragstruktur im Falle eines Steppers (im Gegensatz zu einem Scanner) nur mit einem Kurzhubaktuator verbunden sein oder kann fest sein.
Die abgebildete Anlage könnte in mindestens einem der folgenden Modi verwendet werden:

1. Im Schrittmodus werden die Tragstruktur (z. B. der Maskentisch) MT und der Substrattisch WT im Wesentlichen stationär gehalten, während ein ganzes Muster, das auf den Strahlungsstrahl aufgeprägt ist, auf einen Zielanteil C zu einer Zeit (d. h. eine einzige statische Belichtung) projiziert wird. Der Substrattisch WT wird dann in der X- und/oder der Y-Richtung verschoben, so dass ein anderer Zielanteil C belichtet werden kann.
2. Im Scanmodus werden die Tragstruktur (z. B. der Maskentisch) MT und der Substrattisch WT synchron gescannt, während ein auf den Strahlungsstrahl aufgeprägtes Muster auf einen Zielanteil C (d. h. eine einzige dynamische Belichtung) projiziert wird. Die Geschwindigkeit und die Richtung des Substrattischs WT relativ zu der Tragstruktur (z. B. dem Maskentisch) WT kann durch die (Ent)Vergrößerung und Bildumkehrcharakteristika des Projektionssystems bestimmt werden.
3. In einem weiteren Modus wird die Tragstruktur (z. B. der Maskentisch) MT im Wesentlichen stationär gehalten, dabei eine Musterungsvorrichtung haltend, und der Substrattisch WT wird bewegt oder gescannt, während ein Muster, auf den Strahlungsstrahl aufgeprägt, auf einen Zielanteil projiziert wird. In diesem Modus wird im Allgemeinen eine gepulste Strahlungsquelle eingesetzt und die programmierbare Musterungsvorrichtung wird nach jeder Bewegung des Substrattischs WT oder zwischen aufeinanderfolgenden Pulsen während eines Scans anforderungsgemäß aktualisiert. Dieser Betriebsmodus kann leicht auf maskenlose Lithographie angewandt werden, die eine programmierbare Musterungsvorrichtung nutzt, wie etwa ein programmierbares Spiegelarray der Art, auf die oben Bezug genommen wurde.

Kombinationen und/oder Variationen an den oben beschriebenen Verwendungsmodi oder gänzlich andere Verwendungsmodi können auch eingesetzt werden. Ein bekanntes Problem mit herkömmlichen Anlagen besteht in dem Problem von Apodisation, wenn die Strahlengänge durch das Projektionssystem PL hindurchgehen. Apodisation ist ein bekanntes optisches Phänomen, das zu einer winkelabhängigen Intensitätsverteilung eines Lichtstrahls führen kann, die nicht gleichförmig ist, und wobei insbesondere die Intensität an den Rändern des Strahls abfällt. Apodisation kann durch eine Änderung einer Beleuchtungsintensitätsverteilung verursacht werden, die durch Linsenmaterialien oder Linseneigenschaften von Linsen der optischen Einrichtung verursacht werden. Linsenapodisation wird zunehmend wichtig, insbesondere beispielsweise in Systemen, die eine komplementäre Phasenverschiebungsmaske verwenden. Solch eine Maske wird typischerweise durch einen kohärenten Lichtstrahl beleuchtet, wobei das Licht um die optische Achse des Systems herum konzentriert ist. Das gebeugte Licht wird keinen Strahl nullter Ordnung enthalten und wird stärker zum Rand der Apertur des Systems gerichtet sein. Die Separation zwischen diesen gebeugten Strahlen (und somit die Distanz zu der optischen Achse) ist proportional zu der Auflösung des abzubildenden Merkmals. Apodisation kann in Abhängigkeit von der Auflösung der abgebildeten Linien zu einem ähnlichen Dosisfehler führen. Es ist daher wichtig, in der Lage zu sein, Linsenapodisation und Differenzen von Linsenapodisation sowohl in einer Anlage, in der mit der Zeit Drift auftreten kann, oder zwischen Systemen zu messen.
Um Apodisation genau zu messen, ist es notwendig, die Lichtverteilung auf dem Retikelniveau zu kennen, um diese mit der Lichtverteilung auf dem Waferniveau zu vergleichen. Zurzeit wird in bekannten Apodisationsbestimmungstechniken die Lichtverteilung auf dem Retikelniveau als (beispielsweise) eine gleichmäßige Verteilung aufweisend angenommen, wobei dies allerdings nicht notwendigerweise der Fall ist. Eine Lösung dafür kann sein, die Lichtverteilung auf dem Retikelniveau direkt zu messen, wobei dies allerdings möglicherweise nicht möglich oder leicht ist. Die vorliegende Erfindung präsentiert in zumindest einigen Ausführungsformen eine alternative Lösung, in der mehrere verschobene Kopien derselben Lichtverteilung mit verschiedenen Teilen der Linse gemessen werden.
2 zeigt schematisch die Grundidee hinter Apodisationsmessungen. In dieser Hinsicht wird ebenfalls auf US 2013/0271636 A1 verwiesen. Zusätzlich zu einer Apodisationsmessung, mit der hier im Folgenden beschriebenen optischen Einrichtung, ist eine Bestimmung von weiteren optischen Eigenschaften eines optischen Systems einer solchen optischen Einrichtung möglich. Beispiele für solche weiteren optischen Eigenschaften beinhalten eine Diattenuation des optischen Systems.
2 veranschaulicht eine Beleuchtungspupille 1 des Beleuchtungssystems IL und eine Projektionspupille 2 des Projektionssystems PS. Das Beleuchtungssystem IL und das Projektionssystem PS begründen ein optisches System der Projektionsbelichtungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
Ein optisches Element (z. B. ein Retikel, eine Maske oder ein Original) 3 ist zwischen der Beleuchtungspupille 1 des Beleuchtungssystems IL und der Projektionspupille 2 des Projektionssystems platziert, wobei sich das optische Element 3 im Allgemeinen in der Fokalebene des Beleuchtungssystems IL befindet. Mit anderen Worten gesagt befindet sich das optische Element 3 in der Objektebene im Objektfeld OF, wo sich im Gebrauch die Maske MA befinden würde. Das optische Element 3 umfasst eine Beschichtungsschicht, beispielsweise eine Chromschicht, eine Vielzahl von Pinholes, angeordnet in der Beschichtungsschicht, so dass Strahlung über die Pinholes durch das optische Element 3 hindurchgehen kann, und eine Vielzahl von Unterelementen (Keile 5) zum Verschieben der Strahlung. Diese Unterelemente werden auch als verschiebende optisch wirksame Gebiete bezeichnet. Ein unverschobener Strahlengang ist mit einer ersten Schraffur dargestellt. Ein verschobener Strahlengang ist mit einer zweiten, anderen Schraffur dargestellt.
Unterhalb des Projektionssystems PS ist eine Sensorvorrichtung 4a vorgesehen, die ein Sensormodul SM, beinhaltend eine Kamera mit einer Kamerapupille 4, umfasst, Ein Pinhole zum Messen der Kamerapupille 4 befindet sich im Allgemeinen in derselben Ebene, in der sich das Substrat W im Gebrauch befinden würde, d. h. in einer Bildebene im Bildfeld IF des Projektionssystems PS. Die Kamera der Sensorvorrichtung 4a kann in einer Fernfeldebene ohne Abbildungsoptik platziert sein, oder kann sich in einer Pupillenebene mit Abbildungsoptik befinden.
3 zeigt die Struktur des optischen Elements 3 detaillierter. Das optische Element 3 umfasst ein Array von optisch wirksamen Keilen 5 und Pinholes 6, angeordnet in einem regulären Array in der x- und der y-Richtung. Jeder Keil 5 ist auf einem Substrat 3a des optischen Elements 3 angeordnet. Die Pinholes 6, die sich zwischen den Keilen 5 befinden, können als eine Referenz verwendet werden. Pinholes sind auch unter jedem Keil 5 vorgesehen, was in 3 nicht veranschaulicht ist, so dass Strahlung, die auf das optische Element 3 auftrifft, zu dem Projektionssystem PS hindurchgehen kann. Jene Pinholes unterhalb der Keile 5 sind in 5 durch ein beispielhaftes „x“ angegeben.
Die Pinholes 6 sind in der Beschichtungsschicht auf einer Fläche des optischen Elements 3 vorgesehen. Die Beschichtung kann beispielsweise eine Chromschicht sein. Zusätzlich können andere Retikelmerkmale vorgesehen sein, z. B. können Gitterstrukturen auf der Beschichtungsschicht oder anstelle von dieser vorgesehen sein. Auch können sich diese Retikelmerkmale unterhalb der Keile 5 befinden.
Eine ausführlichere Veranschaulichung eines Keils 5 ist in 4 dargestellt, die auch schematisch einen Teil des Substrats 3a des optischen Elements 3 zeigt. Der Keil 5 ist an einer Fläche des optischen Elements 3 angeordnet, wobei die erste Fläche 10 dem Substrat 3a des optischen Elements 3 zugewandt ist. Eine zweite Fläche 11 des Keils 5, der ersten Fläche 10 entgegengesetzt, ist mit einem Winkel α geneigt. Ein Strahlungsstrahl, der auf die zweite Fläche 11 auftrifft, wird eine Richtungsänderung Φ₂ - Φ₁ als eine Funktion des Keilverkippungswinkels α erfahren, wenn der Strahlungsstrahl den Keil 5 an dessen erster Fläche 10 verlässt. Die Ebene, in der der Neigungs- oder Verkippungswinkel α gemessen wird, repräsentiert eine Keilorientierung des jeweiligen Keils 5 in Bezug auf eine Referenzebene. In der Ausführungsform von 4 ist die xz-Ebene eine solche Verkippungswinkel-Referenzebene, und somit ist die Neigung des jeweiligen Keils 5 in der positiven x-Richtung. Der Ort und die Orientierung der jeweiligen Verkippungswinkel-Referenzebene wird im Folgenden auch als eine Keilorientierung bezeichnet.
Um die Unterelemente (Keile) 5 an der Fläche des optischen Elements 3 zu fixieren, können die Unterelemente 5 durch an der Fläche angeordnete Klemmmittel angeklemmt werden.
Fixierung der Unterelemente 5 kann alternativ oder zusätzlich durch Klebemittel 15 vorgenommen werden, die zwischen den Unterelementen 5 und der Fläche des optischen Elements 3 vorgesehen sind, wie durch die in 6 bis 8 veranschaulichten Ausführungsformen gezeigt ist.
Das Klebemittel 15 ist bevorzugt an der Umfangslinie (Randbereich) des Unterelements 5 außerhalb des Strahlengangs vorgesehen. Dadurch tritt keine Wechselwirkung des Klebemittels 15 mit Strahlung auf, die beispielsweise für die Apodisationsmessung verwendet wird. Mit im Randbereich vorgesehen Klebemitteln 15 bildet das Klebemittel einen Abstandshalter aus. Folglich werden teilweise geschlossene Räume zwischen den Unterelementen 5 und dem Substrat 3a des optischen Elements 3 gebildet.
Wenn beispielsweise zwei parallele Abstandshalter 15 vorgesehen sind (siehe 6) oder Abstandshalter an den vier Ecken vorgesehen sind, besteht ein Risiko, dass unerwünschte Verunreinigungen unterhalb der Unterelemente 5 (beispielsweise Staubpartikel) gefangen werden, insbesondere an dem Pinhole unterhalb des Keils 5.
Verwenden von Klebemitteln 15 an zusätzlichen Randgebieten für die Fixierung der Unterelemente kann die Wahrscheinlichkeit dafür, dass Partikel zwischen den Unterelementen 5 und dem optischen Element 3 gefangen werden, reduzieren. Beispielsweise können Klebemittel an drei Randgebieten oder an vier Randgebieten vorgesehen sein, 7 und 8.
Mit vier mit Klebemitteln 15 (oder Abstandshaltern) versehenen Randgebieten kann ein geschlossener Raum gebildet werden. Eine solche Ausgestaltung ist im Falle des optischen Elements 3 möglicherweise nicht bevorzugt und daher sind die Unterelemente 5 auch Druckänderungen ausgesetzt. Druckänderungen können während einer Beladungssequenz in der Lithographieanlage LA auftreten, beispielsweise, wenn das lokale Umfeld vakuumiert wird. Druckdifferenzen zwischen dem geschlossenen Raum und dem lokalen Umfeld können Spannungen an den Abstandshaltern 15 und/oder dem Unterelement 5 verursachen. Um den Druck in dem Raum unterhalb des Unterelements 5 zu kontrollieren und um Staubpartikel daran zu hindern, in diesen Raum einzutreten, können in mindestens einem der Abstandshalter Belüftungsports 16 vorgesehen sein, wie in 7 und 8 veranschaulicht ist. Die Belüftungsports, die eine Labyrinthdichtung 16 bilden, lassen einen Gasfluss zwischen dem geschlossenen Raum und dem lokalen Umfeld zu, hindern aber Staubpartikel daran, in den geschlossenen Raum einzutreten. Die Belüftungsports 16 können als physisch offen aber optisch geschlossen betrachtet werden.
9 zeigt eine Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels von einem der Keile 5.
3 gibt an, dass die gekeilte zweite Fläche 11 des jeweiligen Keils 5, die dem Betrachter von 3 zugewandt ist, in vier Hauptrichtungen geneigt sein kann, d. h. in positiver oder negativer x-Richtung oder in positiver oder negativer y-Richtung. Ferner kann eine Neigung auch entlang der Halbierungslinien zwischen den +/-x- und den +/-y-Koordinaten möglich sein, was über die diagonalen neigungsqualifizierenden Linien 11a in 3 angegeben ist.
Eine Pupillenerzeugungsvorrichtung 20, die in 2 schematisch gezeigt ist, befindet sich innerhalb des Integrators IN des Beleuchtungssystems IL. Die Pupillenerzeugungsvorrichtung 20 befindet sich in dem Strahlengang des Beleuchtungslichts 19 stromaufwärts von der Beleuchtungspupille 1. Eine solche Pupillenerzeugungsvorrichtung 20 kann einen Feldfacettenspiegel und einen Pupillenfacettenspiegel beinhalten, wobei jede Pupillenfacette des Pupillenfacettenspiegels in der Lage ist, einen Pupillenfleck innerhalb der Beleuchtungspupille 1 zu definieren. Insbesondere, wenn Beleuchtungslichtwellenlängen verwendet werden, die nicht in dem EUV-Bereich, sondern im DUV-Bereich liegen, kann eine solche Pupillenerzeugungsvorrichtung eine andere im Stand der Technik bekannte Ausgestaltung aufweisen, die insbesondere mindestens ein Mikrolinsenarray beinhaltet.
10 zeigt ein Beispiel für eine Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts 19 über die Beleuchtungspupille 1. Solch eine Intensitätsverteilung der Beleuchtungspupille 1 umfasst eine Vielzahl von Pupillenflecken 21_i ^j, angeordnet als ein Raster, das i Zeilen und j Spalten aufweist. Die Anzahl i der Zeilen einerseits und j der Spalten andererseits einer solchen Rasteranordnung kann sich im Bereich zwischen 1 und 500 bewegen, z. B. im Bereich zwischen 10 und 50. In dem gezeigten Beispiel sind diese Anzahlen i und j jeweils näherungsweise 20. Die Beleuchtungspupille 1 weist mindestens zwei separate Pupillenflecke 21 auf. Unter Verwendung einer Abfolge von Messungen mit unterschiedlichen Pupillenflecken kann auch ein einziger Pupillenfleck 21 während eines einzelnen Messschritts einer solchen Abfolge verwendet werden.
Im Falle eines Pupillenfacettenspiegel- oder eines Mikrolinsenarray-Designs der Pupillenerzeugungsvorrichtung 20 kann jeder der Pupillenflecke 21_i ^j über exakt eine Pupillenfacette oder über exakt eine Mikrolinse produziert werden. Als eine weitere Alternative kann die Pupillenerzeugungsvorrichtung 20 eine Vielzahl von Pinholes in der Ebene der Beleuchtungspupille 1 umfassen.
Das optische System, das das Beleuchtungssystem IL und das Projektionssystem PS, die Quelle SO, die Pupillenerzeugungsvorrichtung 20, das optische Element 3 und die Sensorvorrichtung 4a beinhaltet, sind Teil einer optischen Einrichtung zum Bestimmen der Apodisationseigenschaften des optischen Systems.
Weitere Teile der optischen Einrichtung OA (vergleiche 2) sind ein Kalibrierungsmodul 22 und ein Berechnungsmodul 23.
Das Kalibrierungsmodul 22 dient zum Kalibrieren einer individuellen Richtungsverschiebung Φ₂-Φ₁ der jeweiligen Keile oder der verschiebenden optisch wirksamen Gebiete 5, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird. Das Kalibrierungsmodul 22 befindet sich in signaltechnischer Verbindung mit der Sensorvorrichtung 4a.
Das Berechnungsmodul 23 dient zum Berechnen der Apodisationseigenschaften des optischen Systems aus einer gemessenen Pupillenfleckverschiebung, die aus den verschiebenden optisch wirksamen Gebieten resultiert, d. h. den Keilen 5 des optischen Elements 3, wie ebenfalls nachstehend ausführlicher erläutert werden wird. Das Berechnungsmodul 23 befindet sich in signaltechnischer Verbindung mit der Sensorvorrichtung 4a und dem Kalibrierungsmodul 22.
11 und 12 zeigen beispielhaft mögliche Pupillenfleckverschiebungen, die durch die Keile 5 des optischen Elements 3 in die Pupillenflecke 21_i ^j eingeführt werden können und über die Sensorvorrichtung 4a, insbesondere für eine Vielzahl von separaten Feldpunkten, gemessen werden können.
Jeder aus der Vielzahl von Messflecken 24_i ^j repräsentiert eine Messung einer Intensität von einem der Pupillenflecke 21_i ^j mit der Sensorvorrichtung 4a, nachdem eine Pupillenfleckverschiebung durch Wechselwirkung mit dem verschiebenden optisch wirksamen Gebiet, d. h. dem jeweiligen Keil 5 des optischen Elements 3, erfahren wurde.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Neigungsorientierung der geneigten Keilfläche 11 des Keils 5, sind vier verschiedene Richtungen der Pupillenfleckverschiebung möglich, die vergrößert in 12 gezeigt sind. Eine anfängliche, unverschobene Position 24₀ ist durch einen Messfleck 24_i ^j eines Pupillenflecks 21_i ^j, der keine Pupillenfleckverschiebung erfährt, angegeben. Ein solcher unverschobener Messfleck 24₀, resultiert beispielsweise aus einem Pupillenfleck 21_i ^j, der das optische Element 3 über eines der Pinholes 6 passiert.
Die vier Hauptpupillenfleckverschiebungsrichtungen, die ferner in 12 angegeben sind, werden als 24_+x, 24_-x, 24_+y und 24_-y bezeichnet. Diese vier Hauptpupillenfleckverschiebungsrichtungen entsprechen den vier Hauptneigungsrichtungen der Keile 5 des optischen Elements 3.
Die optische Einrichtung OA (vergleiche insbesondere 2) arbeitet folgendermaßen:

Über die Quelle SO und die Pupillenerzeugungsvorrichtung 20 wird eine Beleuchtung des Objektfelds OF der Lithographieanlage LA über die Beleuchtungspupille 1, die die Vielzahl von Pupillenflecken 21_i ^j umfasst, vorgesehen.

Ferner ist das optische Element 3 vorgesehen, das eine optisch wirksame Fläche mit der Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten 5, z. B. den Keilen 5, aufweist.
Über die Sensorvorrichtung 4a und das Kalibrierungsmodul 22 kalibriert die optische Einrichtung OA eine individuelle Richtungsverschiebung Φ₂-Φ₁, die durch den jeweiligen Keil 5 des optischen Elements bewirkt wird, durch Messen der Pupillenfleckverschiebung, d. h. durch Messen des jeweiligen Messflecks 24_i ^j, der dem Pupillenfleck 21_i ^j entspricht. Die Messflecken 24_i ^j sind Teil der Kamerapupille 4, d. h. einer Messpupille der Sensorvorrichtung 4a.
Ein Maß für die Pupillenfleckverschiebung ist die individuelle Richtungsverschiebung Φ₂-Φ₁ des jeweiligen Beleuchtungsstrahls, wie oben insbesondere unter Bezugnahme auf 4 erläutert wurde.
Dieser Kalibrierungsschritt wird für eine Vielzahl von separaten Feldpunkten innerhalb des Objektfelds OF der Lithographieanlage LA vorgenommen.
Während des Kalibrierungsschritts können auch Referenzstrahlen, die in die Pinholes 6 eintreten, z. B. nicht-verschiebende optisch wirksame Gebiete des optischen Elements 3, gemessen werden.
Weiterhin können nicht-verschiebende optisch wirksame Gebiete des optischen Elements 3 über flache Elemente realisiert werden, d. h. flache „Keile“, die optisch wirksame parallele Eintritts- und Austrittsflächen aufweisen. Solche flachen „Keile“ können dieselbe optische Weglänge wie die „echten“ Keile 5 aufweisen.
Nach einer solchen Kalibrierung werden die zu bestimmenden Apodisationseigenschaften aus den gemessenen Pupillenfleckverschiebungen berechnet.
Aufgrund des Kalibrierungsschritts dieses Bestimmungsverfahrens ist es möglich, Richtungsabweichungen der Pupillenfleckverschiebungen 24_+-x, 24_+-y, die von den Hauptrichtungen der Koordinaten x und y abweichen, zu kompensieren. Eine solche Verschiebungsabweichung ist in 12 durch einen gestrichelten Pfeil mit einem Abweichungswinkel δ angegeben.
Während des Kalibrierungsschritts wird eine Karte erstellt, in der die jeweilige Pupillenfleckverschiebung dem jeweiligen Pupillenfleck 21_i ^j und den jeweiligen Feldpunkten der tatsächlichen Messung zugeschrieben wird.
Als eine Alternative zur Verwendung optisch wirksamer Keile kann es ebenso möglich sein, geblazete Beugungsgitter zu verwenden. die für Verwendung bei einer spezifischen Wellenlänge optimiert sind.
Die durch das Sensormodul erhaltenen Messungen der Lichtintensität an angrenzenden Punkten enthalten Daten, die sich auf die Apodisationsdifferenz von zwei benachbarten Teilen der Projektionssystempupille beziehen, und an digitale Verarbeitungsmittel weitergereicht werden können, die dann die gesamte Apodisationskarte rekonstruieren. Dies kann unter Verwendung von Techniken vorgenommen werden, die mit den Algorithmen identisch sind, die bei Scherungsinterferometrie verwendet werden, bei der eine Wellenfrontdifferenz zwischen verlagerten Kopien der Wellenfront gemessen wird. Aus diesen Kopien kann die Ursprungswellenfront rekonstruiert werden. Siehe beispielsweise „Optical Shop Testing" (Zweite Auflage) by Daniel Malacara, John Wiley & Sons (1992), welches hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Es versteht sich, dass Daten von dem Sensormodul zu einem Verarbeitungsmittel gesendet werden, das dann Computerverarbeitungsmittel beinhalten kann, die Software laufen lassen, die die nötigen Algorithmen implementiert.
13 zeigt in einer Darstellung ähnlich der von 2 eine weitere Ausführungsform einer optischen Einrichtung OA, die eine Pupillenerzeugungsvorrichtung und ein optisches Element, das verschiebende optisch wirksame Gebiete aufweist, beinhaltet und ferner eine Sensorvorrichtung beinhaltet, wie oben unter Bezugnahme auf 1 bis 12 erläutert wurde. Komponenten und Funktionen, die bereits unter Bezugnahme auf diese vorherigen Figuren erörtert wurden, führen dieselben Bezugsziffern oder Bezugszeichen und werden nicht wieder im Detail beschrieben.
Die optische Einrichtung OA von 13 beinhaltet einen zusätzlichen optischen Polarisator 31, der sich in dem Strahlengang der optischen Einrichtung OA stromaufwärts von dem Integrator IN des Beleuchtungssystems IL befindet.
Der optische Polarisator 31 kann als ein Linearpolarisator ausgeführt sein. Der optische Polarisator 31 prägt in dem Strahlengang stromaufwärts von dem Integrator IN eine Polarisation auf das Beleuchtungslicht 19 auf. Mit dem durch den optischen Polarisator 31 bestimmten Polarisationszustand tritt das Beleuchtungslicht 19 dann in das optische Element 3 ein und der jeweilige Keil 5 resultiert in einer individuellen Richtungsverschiebung, wie oben erwähnt wurde.
Der optische Polarisator 31 ist um eine Achse 32, die mit einer optischen Achse der optischen Einrichtung OA zusammenfallen kann, herum drehbar. Eine solche Drehbewegung wird durch eine Antriebseinheit 33 des optischen Polarisators 31 angetrieben. Eine solche Antriebseinheit 33 befindet sich in signaltechnischer Verbindung mit einer Hauptsteuereinheit CU der Lithographieanlage LA (vergl. 1). Mit der Steuereinheit CU kann in dem Polarisator 31 ein gewünschter linearer Polarisationszustand im Weg des Beleuchtungslichts 19 erreicht werden.
Über den steuerbaren optischen Polarisator 31 und das oben beschriebene Messschema ist mit der Sensorvorrichtung 4a eine polarisationsabhängige Messung der optischen Eigenschaften der optischen Einrichtung OA, und insbesondere Bestimmung einer Diattenuation des optischen Systems, insbesondere des Beleuchtungssystems IL und des Projektionssystems PS, möglich.
Eine solche Diattenuationsmessung verlangt nicht notwendigerweise, dass die Beleuchtungspupille 1 die Vielzahl von Pupillenflecken 21 aufweist. Alternativ ist eine solche Diattenuationsmessung auch möglich unter Verwendung einer herkömmlichen Pupille mit homogener Intensität des Beleuchtungslichts 19 über die Beleuchtungspupille 1 hinweg.
Eine Messung optischer Eigenschaften des optischen Systems, insbesondere eine Messung der Apodisationseigenschaften des Beleuchtungssystems IL und/oder des Projektionssystems PS ist ferner unter Verwendung eines Ronchi-Gitters möglich. Details eines Prinzipmessverfahrens unter Verwendung eines solchen Ronchi-Gitters finden sich in J. Braat et al. „Improved Ronchi test with extended source", J. Opt. Soc. Am. A, Band 16, Nr. 1, S. 131-140 (1999) und in US 2002/0145717 A1 .
Verwendung eines Ronchi-Gitters in einem Ronchi-Testverfahren zur Bestimmung von optischen Eigenschaften des optischen Systems und der entsprechend ausgestatteten optischen Einrichtung werden weiter unter Bezugnahme auf die 14 bis 20 erörtert.
14 zeigt schematisch eine Abfolge von optischen Elementen zwischen einer Objektebene, in der ein Objektfeld OF angeordnet ist, und der Sensorvorrichtung 4a. Komponenten und Funktionen, die denen entsprechen, die oben bereits unter Bezugnahme auf 1 und 13 erörtert wurden, zeigen dieselben Bezugsziffern und werden nicht wieder im Detail erörtert.
In der Objektebene ist ein Lineargitter 36 angeordnet, das eine Vielzahl von parallelen linearen Gitterstruktur zum Beugen des Beleuchtungslichts 19 aufweist. Solche Gitterstrukturen erstrecken sich senkrecht zu der Zeichnungsebene der schematischen Darstellung von 14. In der Ausführungsform von 14 erstrecken sich solche Linearstrukturen des Lineargitters 36 entlang der y-Richtung. Dieses Lineargitter 36 dient als ein Quellengitter des Ronchi-Messschemas.
Im Strahlengang des Beleuchtungslichts 19 liegt abwärts von dem Lineargitter 36 das Projektionssystem PS.
Ein Ronchi-Gitter 35 ist zwischen dem Projektionssystem PS und der Sensorvorrichtung 4a im Strahlengang des Beleuchtungslichts 19 angeordnet.
Das Lineargitter 36 ist mit einem Phasenschrittaktor 36c verbunden zum Translatieren des Lineargitters 36 in einer Scherungsrichtung senkrecht zu dessen linearen Strukturen, wie in 14 durch einen Doppelpfeil 36b angedeutet ist.
Das Ronchi-Gitter 35 ist als eine Schachbrettausgestaltung ausgeführt, die ein zweidimensionales Array von Gitterstrukturen in beiden Richtung x und y aufweist.
Die Sensorvorrichtung 4a weist ein Array von Sensorpixeln auf, die in einer xy-Ebene von 14 angeordnet sind.
15 zeigt das Messprinzip der Anordnung von 14:

Wenn das Lineargitter 36 schrittweise durch die x-Richtung in 15 bewegt wird, wird das ankommende Beleuchtungslicht 19 anschließend, in Abhängigkeit von der Schrittphase innerhalb einer Periode des Lineargitters, in Lineargitter-Beugungsrichtungen 36₁, 36₂ und 36₃ abgelenkt.

Das Ronchi-Gitter 35 teilt ferner jene ankommende Lineargitter-Beugungsrichtung 36₁ in Ronchi-Gitter-Beugungsordnungen 35₁ ⁺¹, 35₁ ⁰, 35₁ ^-1 auf. Die Lineargitter-Beugungsrichtung 36₂ wird durch das Ronchi-Gitter in Ronchi-Gitter-Beugungsordnungen 35₂ ⁺¹, 35₂ ⁰, 35₂ ^-1 gebeugt. Die Lineargitter-Beugungsrichtung 36₃ wird durch das Ronchi-Gitter 35 in Ronchi-Gitter-Beugungsordnungen 35₃ ⁺¹, 35₃ ⁰, 35₃ ^-1 gebeugt.
16 bis 21 zeigen in einer Projektion entlang der z-Richtung eine Superposition, d. h. eine xy-Beziehung, der Gitterstrukturen des Lineargitters 36 eines jeweiligen Gebiets des optischen Elements 3 einerseits und der Schachbrettanordnung des Ronchi-Gitters 35 andererseits.
16 zeigt die xy-Beziehung zwischen den Gitterstrukturen des Lineargitters 36, die sich entlang der y-Richtung erstrecken, und des Ronchi-Gitters 35, was in 15 zu der Lineargitter-Beugungsrichtung 36₁ führt.
17 zeigt die jeweilige relative Position der Linearrichtung 36 und dem Ronchi-Gitter 35, was zu der Lineargitter-Beugungsrichtung 36₂ führt.
18 zeigt die jeweilige relative Position des Lineargitters 36 und des Ronchi-Gitters 35, was zu der Lineargitter-Beugungsrichtung 36₃ führt.
19 bis 21 zeigen die jeweilige xy-Positionsbeziehung zwischen Lineargitterstrukturen 36 des Lineargitters 36, die sich in der x-Richtung erstrecken, und dem Ronchi-Gitter 35, was, als ein Resultat davon, dass das Lineargitter 36 in 19 bis 21 entlang der y-Richtung zu liegen kommt, zu Beugungsordnungen führt, die sich dementsprechend wie die linearen Beugungsrichtungen 36₁, 36₂, 36₃ ausbreiten, die oben unter Bezugnahme auf 15 erläutert wurden, sich aber nunmehr in der yz-Ebene ausbreiten.
22 zeigt Intensitätsmessresultate eines jeweiligen Ronchi-Tests mit den relativen lateralen Orientierungen gemäß 16 bis 18, d. h. entlang einer ersten Scherrichtung x. 22 ist ebenso repräsentativ für die Resultate der relativen lateralen Positionen gemäß 19 bis 21 entlang der zweiten Scherrichtung y. 22 zeigt die von genau einem Pixel der Sensorvorrichtung 4a während der relativen Scherbewegung des Lineargitters 36 bezüglich dem Ronchi-Gitter 35 entlang der x- oder y-Richtung gemessenen Intensität. P1, P2 und P3 entsprechen dem Intensitätsmessresultat dieses Sensorpixels an drei verschiedenen Scherungspositionen. Die Anzahl von Messpunkten Pi kann variieren und kann größer als drei sein oder kann alternativ sehr viel größer als drei sein, um die Messgenauigkeit zu verbessern.
Für jedes Pixel der Sensorvorrichtung 4a kann eine entsprechende Phasenkurve angepasst werden, was zu einer genauen Phasendetektion führt.
Ein solches Ronchi-Messschema kann ohne Keilstrukturen, wie etwa die Keile 5 auf dem optischen Element 3 durchgeführt werden.
Die Messpunkte P1 bis P3 ergeben die vollen Informationen hinsichtlich des Verlaufs eines erwarteten Sinus-Signals S, d. h. dessen Modulation M, dessen Versatz O und dessen Phase P. Anhand dieser Daten können unter Verwendung des Ronchi-Test-Algorithmus die Apodisationseigenschaften des optischen Systems, das das Beleuchtungssystem IL und das Projektionssystem PS beinhaltet, erhalten werden. Insbesondere wird der Versatz O verwendet zum Bestimmen einer Apodisation des Projektionssystems PS in einem Falle einer gesamten Apodisationsmessungssequenz unter Verwendung eines Lineargitters, das in der x-Richtung und in der y-Richtung geschert wird, wie oben erläutert wurde.
Es versteht sich, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung auf jegliche zweckdienliche Weise implementiert werden können, einschließlich mittels geeigneter Hardware und/oder Software. Beispielsweise kann eine Vorrichtung unter Verwendung passender Hardwarekomponenten geschaffen werden, die eingerichtet ist zum Implementieren der vorliegenden Erfindung. Alternativ kann eine programmierbare Vorrichtung dafür programmiert werden, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Die vorliegende Erfindung sieht daher geeignete Computerprogramme zum Implementieren von Aspekten der vorliegenden Erfindung vor. Solche Computerprogramme können auf geeigneten Trägermedien geführt werden, einschließlich fassbarer Trägermedien (z. B. Festplatten, CD-ROMs usw.) und unfassbarer Trägermedien, wie etwa Kommunikationssignalen.
Obgleich spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, versteht sich, dass die vorliegende Erfindung anders als beschrieben praktiziert werden kann. Die Beschreibung soll die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
Es versteht sich, dass der Abschnitt „ausführliche Beschreibung“ und nicht die Abschnitte „Kurzdarstellung“ und „Zusammenfassung“ dafür gedacht sind, zum Interpretieren der Ansprüche verwendet zu werden. Die Abschnitte „Kurzdarstellung“ und „Zusammenfassung“ können möglicherweise eine oder mehrere, aber nicht alle, Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, wie durch den bzw. die Erfinder angedacht, darlegen, und sind somit nicht dafür beabsichtigt, die vorliegende Erfindung und die angehängten Ansprüche in irgendeiner Weise einzuschränken.
Die vorliegende Erfindung wurde mit der Hilfe von funktionalen Bausteinen, die die Implementation der spezifischen Funktionen und deren Beziehungen veranschaulichen, beschrieben. Die Abgrenzungen dieser funktionalen Bausteine wurden hier für Zweckdienlichkeit der Beschreibung willkürlich definiert. Alternative Abgrenzungen können definiert werden, solange die spezifizierten Funktionen und Beziehungen davon angemessen durchgeführt werden.
Die vorangehende Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen wird so die allgemeine Natur der vorliegenden Erfindung offenlegen, so dass andere unter Anwendung von Wissen im Stand der Technik solche spezifischen Ausführungsformen für verschiedenste Anwendungen ohne unmäßiges Experimentieren leicht modifizieren und anpassen können, ohne von dem generellen Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sind solche Anpassungen und Modifikationen dafür gedacht, innerhalb der Bedeutung und dem Schutzbereich von Äquivalenten der offenbarten Ausführungsformen zu liegen, basierend auf der hier präsentierten Lehre und Anleitung.
Es versteht sich, dass die Ausdrucksweise oder Terminologie hierin dem Zwecke der Beschreibung und nicht der Einschränkung dient, so dass die Terminologie oder Ausdrucksweise der vorliegenden Patentschrift vom Fachmann im Lichte solcher Lehren und Anleitung interpretiert werden soll.
Die Breite und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sollte nicht durch irgendwelche der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern sollte nur gemäß den folgenden Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20130271636 A1 [0002, 0021, 0066]
US 20020145717 A1 [0110]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

J. Braat et al. „Improved Ronchi test with extended source“, J. Opt. Soc. Am. A, Band 16, Nr. 1, S. 131-140 (1999 [0029, 0110]
Optical Shop Testing“ (Zweite Auflage) by Daniel Malacara, John Wiley & Sons (1992 [0103]

Claims

Verfahren zur Bestimmung von optischen Eigenschaften eines optischen Systems, umfassend ein Beleuchtungssystem (IL) zum Beleuchten eines Objektfelds (OF) und ein Projektionssystem (PS) zum Abbilden des Objektfelds (OF) in ein Bildfeld (IF), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen einer Beleuchtung des Objektfelds (OF) über eine Beleuchtungspupille (1), die eine Vielzahl von Pupillenflecken (21) umfasst, - Bereitstellen eines optischen Elements (3) mit einer optisch wirksamen Fläche, die eine Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten (5) umfasst, die eine individuelle Richtungsverschiebung (Φ₂-Φ₁; δ), in Abhängigkeit von dem jeweiligen verschiebenden optisch wirksamen Gebiet (5), eines in das jeweilige verschiebende optisch wirksame Gebiet (5) eintretenden Beleuchtungsstrahls (19) bewirkt, - Kalibrieren der individuellen Richtungsverschiebung (Φ₂-Φ₁; δ) durch Messen einer aus den verschiebenden optisch wirksamen Gebieten (5) resultierenden Pupillenfleckverschiebung über eine Messpupille (4) im Weg des Beleuchtungsstrahls (19) nach dem optischen Element (3) für jeden der Pupillenflecke (21) für eine Vielzahl von separaten Feldpunkten innerhalb des Objektfelds (OF), - Berechnen der aus einer Messung zu bestimmenden optischen Eigenschaften unter Verwendung der kalibrierten individuellen Richtungsverschiebung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das optische Element (3) mindestens ein nichtverschiebendes optisch wirksames Gebiet (6) umfasst, das keine Richtungsverschiebung auf einen Beleuchtungsstrahl (19), der in ein solches nichtverschiebendes optisch wirksames Gebiet (6) eintritt, auferlegt, wobei ein Referenzbeleuchtungsstrahl (19), der in das nicht-verschiebende optisch wirksame Gebiet (6) eintritt, auch während des Kalibrierungsschritts gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das bereitgestellte optische Element (3) als die verschiebenden optisch wirksamen Gebiete (5) eine Vielzahl von Keilen mit unterschiedlichen Keilorientierungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei sich ein Winkel zwischen den unterschiedlichen angrenzenden Orientierungen der Keile um ein ganzzahliges Vielfaches von 45 Grad unterscheidet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl von Pupillenflecken (21) der bereitgestellten Beleuchtungspupille (1) als ein Raster angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei während des Kalibrierungsschritts eine Karte erstellt wird, in der die jeweilige Pupillenfleckverschiebung dem jeweiligen Pupillenfleck (21) und dem jeweiligen Feldpunkt zugeschrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das optische Element (3) mindestens ein Gebiet mit einem optischen Gitter, das einem Beleuchtungsstrahl (19), der in ein solches Gebiet mit einem optischen Gitter eintritt und ferner durch eines der verschiebenden optisch wirksamen Gebiete (5) des optischen Elements (9) hindurchgeht, Beugung auferlegt, wobei das Verfahren einen Ronchi-Test beinhaltet, um die zu bestimmende optische Eigenschaft zu erhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das optische System (1) mindestens einen optischen Polarisator umfasst, der einem Beleuchtungsstrahl (19), der in ein solches verschiebendes optisch wirksames Gebiet (5) eintritt, eine Polarisation auferlegt, wobei Analysator der optische Polarisator verwendet wird zum Bestimmen einer Transmission des optischen Elements (3) für zwei unterschiedliche Polarisationszustände des Beleuchtungsstrahls (19), wobei das Verfahren das Messen von solchen Transmissionsdaten beinhaltet und aus diesen eine Diattenuation des optischen Systems erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei während der Messung der Transmissionsdaten ein zusätzlicher optischer Analysator verwendet wird zum Bestimmen der Transmission des optischen Elements für zwei unterschiedliche Polarisationszustände des Beleuchtungsstrahls (19).
Optische Einrichtung, die ein optisches System aufweist, das ein Beleuchtungssystem (IL) zum Beleuchten eines Objektfelds (OF) und ein Projektionssystem (PS) zum Abbilden des Objektfelds (OF) in ein Bildfeld (IF) umfasst, wobei die optische Einrichtung Folgendes umfasst: - eine Lichtquelle (SO) zum Erzeugen eines Beleuchtungsstrahls (19) zum Beleuchten des Objektfelds (OF) über das Beleuchtungssystem (IL), - eine Pupillenerzeugungsvorrichtung (20) als Teil des Beleuchtungssystems (IL) zum Bereitstellen einer Beleuchtung des Objektfelds (OF) über eine Beleuchtungspupille (1), die eine Vielzahl von Pupillenflecken (21) umfasst, - ein optisches Element (3) mit einer optisch wirksamen Fläche, die eine Vielzahl von verschiebenden optisch wirksamen Gebieten (5) umfasst, die eine individuelle Richtungsverschiebung (Φ₂-Φ₁; δ), in Abhängigkeit von dem jeweiligen verschiebenden optisch wirksamen Gebiet (5), des in das jeweilige verschiebende optisch wirksame Gebiet (5) eintretenden Beleuchtungsstrahls (19) bewirkt, - eine Sensorvorrichtung (4a) zum Messen einer aus den unterschiedlichen verschiebenden optisch wirksamen Gebieten (5) resultierenden Pupillenfleckverschiebung über eine Messpupille (4) im Weg des Beleuchtungsstrahls (19) nach dem optischen Element (3) für jeden der Pupillenflecke für eine Vielzahl von separaten Feldpunkten innerhalb des Objektfelds (OF).
Optische Einrichtung nach Anspruch 10, die ein Kalibrierungsmodul (22) zum Kalibrieren der individuellen Richtungsverschiebung (Φ₂-Φ₁; δ) aufweist, wobei sich das Kalibrierungsmodul (22) in signaltechnischer Verbindung mit der Sensorvorrichtung (4a) befindet.
Optische Einrichtung nach Anspruch 11, die ein Modul (23) zum Berechnen von optischen Eigenschaften des optischen Systems aus Pupillenmessdaten unter Verwendung der kalibrierten individuellen Richtungsverschiebung aufweist, wobei sich das Modul (23) in signaltechnischer Verbindung mit der Sensorvorrichtung (4a) und dem Kalibrierungsmodul (22) befindet.
Optische Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, die ein Ronchi-Gitter beinhaltet, das Teil des optischen Elements (3) ist.
Optische Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, die einen optischen Polarisator zum Polarisieren eines Beleuchtungsstrahls (19), der in das optische Element eintritt, beinhaltet.
Optische Einrichtung nach Anspruch 14, die einen optischen Analysator zum Bestimmen einer Transmission des optischen Elements (3) für zwei unterschiedliche Polarisationszustände des Beleuchtungsstrahls (19) beinhaltet.