DE102007049133A1 - Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt, Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung für die Vorrichtung und Verwendung von Schutzgas für die Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt, Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung für die Vorrichtung und Verwendung von Schutzgas für die Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position einer Struktur (3) auf einem Objekt (2) in Bezug auf ein Koordinatensystem offenbart. Das Objekt (2) ist auf einen in einer Ebene (25a) verfahrbaren Messtisch (20) gelegt, wobei ein Block (25) die Ebene (25a) definiert. Mindestens eine optische Anordnung (40, 50) ist zur Durchlichtbeleuchtung und/oder Auflichtbeleuchtung vorgesehen. Die optische Anordnung (40, 50) umfasst eine Beleuchtungseinrichtung (41, 51) zur Auflichtbeleuchtung und/oder Durchlichtbeleuchtung und mindestens ein erstes oder zweites optisches Element (9a, 9b), wobei zumindest ein Teil des mindestens einen optischen Elements (9a, 9b) in den zwischen dem Block (25) und einem Optikträger (100) ausgebildeten Raum (110) ragt. Der Block (25) und/oder der Optikträger (100) trennt die Beleuchtungseinrichtung (41, 51) räumlich von der Ebene (25a), in der der Messtisch (20) verfahrbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position einer Struktur auf einem Objekt. Im Besonderen betrifft die Erfindung die Vorrichtung zur Bestimmung der Position einer Struktur auf einem Objekt in Bezug auf ein Koordinatensystem. Das Objekt ist auf einen in einer Ebene verfahrbaren Messtisch gelegt, wobei ein Block eine Ebene definiert, in der der Messtisch verfahrbar ist. Ferner ist mindestens ein Laser-Interferometer zur Bestimmung einer Positionsverschiebung des Messtisches in der Ebene vorgesehen. Mindestens eine optische Anordnung ist zur Durchlichtbeleuchtung und/oder Auflichtbeleuchtung vorgesehen.
  • Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung mindestens einer Beleuchtungseinrichtung bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt.
  • Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung von Schutzgas bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt.
  • Ein Messgerät zur Vermessung von Strukturen auf Masken, bzw. Substraten, die zur Herstellung von Halbleitern eingesetzt werden, ist aus dem Vortragsmanuskript „Pattern Placement Metrology for Mask Making" von Frau Dr. Carola Bläsing bekannt. Der Vortrag wurde anlässlich der Tagung Semicon Edjucation Program in Genf am 31. März 1998 gehalten. In diesem Vortragsmanuskript sind die Grundlagen einer Vorrichtung zur Bestimmung von Positionen von Strukturen auf einem Substrat offenbart. Hinsichtlich der Einzelheiten zur Funktionsweise und zum Aufbau einer solchen Vorrichtung sei ausdrücklich auf die 1 dieser Patentanmeldung verwiesen, welche den Stand der Technik beschreibt.
  • Bei den Messgeräten, bzw. Vorrichtungen des Standes der Technik werden nach wie vor optische Antastverfahren favorisiert, obwohl die geforderte Messgenauigkeit (derzeit im Bereich weniger Nanometer) weiter unterhalb des mit der verwendeten Lichtwellenlänge (Spektralbereich des nahen UV) erzielbaren Auflösungsvermögens liegt. Der Vorteil gegenüber Vorrichtungen, die mit optischen Messverfahren arbeiten, liegt im Wesentlichen im weniger komplizierten Aufbau und der leichteren Bedienbarkeit im Vergleich zu Systemen, mit einer anderen Antastung, wie z. B. mit Röntgen- oder Elektronenstrahlen.
  • Ein Messgerät zur Vermessung von Strukturen auf einem transparenten Substrat kann ebenfalls der Offenlegungsschrift DE 198 19 492 entnommen werden. Das Messgerät umfasst eine Auflichtbeleuchtungseinrichtung, eine Abbildungseinrichtung und eine Detektoreinrichtung, um die Strukturen auf dem Substrat abzubilden. Das Substrat ist dabei auf einen verschiebbaren Messtisch aufgelegt, der senkrecht zur optischen Achse verschoben werden kann. Die Position des Messtisches wird dabei interferometrisch bestimmt. Durch die Detektoreinrichtung werden die von den Strukturen erzeugten Kantenprofile registriert. Anhand der Profile kann man dann die Lage der Kanten der jeweiligen Struktur in Bezug auf ein festes Koordinatensystem bestimmen.
  • Eine Vorrichtung der gattungsbildenden Art ist z. B. in der DE 199 49 005 , der DE 198 58 428 , der DE 101 06 699 oder der DE 10 2004 023 739 offenbart. In allen hier genannten Dokumenten des Standes der Technik wird eine Koordinaten-Messmaschine offenbart, mit der Strukturen auf einem Substrat vermessen werden können. Dabei ist das Substrat auf einen in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung verfahrbaren Messtisch gelegt. Für die Beleuchtung des Substrats werden entsprechende Lichtquellen verwendet. Dabei kann das Substrat mit Durchlicht und/oder Auflicht beleuchtet werden. Für die Abbildung der beleuchteten Strukturen ist ein Messobjektiv vorgesehen, das auch im Auflichtstrahlengang angeordnet ist. Das von dem Objektiv gesammelte Licht wird auf einen Detektor gerichtet, der in Verbindung mit einem Rechner die aufgenommenen Signale in digitale Werte umwandelt.
  • Die Strukturen auf Wafern oder den zur Belichtung verwendeten Masken erlauben nur äußerst geringe Toleranzen. Zur Überprüfung dieser Strukturen ist daher eine sehr hohe Messgenauigkeit (derzeit im Nanometerbereich) erforderlich. Ein Verfahren und ein Messgerät zur Positionsbestimmung solcher Strukturen sind in der Deutschen Offenlegungsschrift DE 100 47 211 A1 offenbart. Zu Einzelheiten der genannten Positionsbestimmung sei daher ausdrücklich auf diese Schrift verwiesen.
  • Bisherige Vorrichtungen zur Vermessung von Masken, bzw. von Strukturen auf den Masken verwenden für die Beleuchtung der Messoptik Quecksilber-Xenon-Lampen. Diese weisen im Spektrum bei 365 nm ein stark ausgeprägtes Intensitätsmaximum auf. Diese Wellenlänge, bzw. der Bereich um diese Wellenlänge wird für die Beleuchtung der Messoptik verwendet. Die Energie in dieser Linie ist für die Ausleuchtung der Messoptik bisher ausreichend. Bei zukünftigen Systemen wird man aufgrund der gesteigerten Anforderungen an das Auflösungsvermögen zu immer kürzeren Wellenlängen (248 nm, 193 nm, 157 nm) übergehen. Diese höhere Auflösung wird vom Kunden verlangt, da die Strukturen auf den Masken immer kleiner werden. Bei diesen Wellenlängen gibt es jedoch bei den typischerweise für die Beleuchtung von Mikroskopen verwendeten Lampen keine Spektrallinien mit ausreichender Intensität. Daher muss man auf alternative Lichtquellen, bzw. alternative Anordnungen der Vorrichtung zur Vermessung von Strukturen auf einem Substrat zurückgreifen. Die notwendigen Spektrallinien sind in dem hier benötigten Wellenlängenbereich nicht mit ausreichender Intensität vorhanden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, eine Untersuchung von Masken, bzw. Substraten zu kleineren Strukturen durchzuführen. Ebenso soll der Bereich, in dem das zu vermessende Objekt verfahren wird, nicht von der Wärmeentwicklung evtl. geeigneter Beleuchtungseinrichtungen gestört werden.
  • Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Beleuchtungseinrichtung für die Verwendung bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt derart auszugestalten, dass mit der Vorrichtung die Vermessung von Objekten mit kleineren Strukturabständen möglich ist.
  • Die obige Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 68.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung für die Vermessung von Strukturen auf Objekten derart auszugestalten, dass die Lebensdauer der optischen Bauteile verlängert wird.
  • Die obige Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 78.
  • Für die Bestimmung der Position einer Struktur auf einem Objekt in Bezug auf ein Koordinatensystem ist es von Vorteil, wenn das Objekt auf einen in einer Ebene verfahrbaren Messtisch gelegt ist. Ein Block ist vorgesehen, der die Ebene definiert, in der der Messtisch verfahren werden kann. Ferner ist mindestens ein Laser-Interferometer zur Bestimmung der Positionsverschiebung des Messtisches in der Ebene vorgesehen. Mindestens eine optische Anordnung ist für die Durchlichtbeleuchtung und/oder Auflichtbeleuchtung vorgesehen. Die optische Anordnung umfasst dabei eine Beleuchtungseinrichtung zur Auflichtbeleuchtung und/oder Durchlichtbeleuchtung mindestens eines optischen Elements. Dabei ist zumindest ein Teil des mindestens einen optischen Elements in dem zwischen dem Block und einem Optikträger ausgebildeten Raum vorgesehen. Dabei trennt der Block und/oder der Optikträger die Beleuchtungseinrichtung von der Ebene, in der der Messtisch verfahrbar ist.
  • Die Beleuchtungseinrichtung umfasst als Lichtquelle mindestens einen Excimer-Laser oder mindestens einen frequenzvervielfachten Festkörper- oder Gaslaser oder mindestens eine Excimer-Lampe. Das mindestens eine optische Element, welches ein Objektiv darstellt, ist als eine hochauflösende Mikroskopoptik ausgebildet, die im Auflicht und/oder Durchlicht im Spektralbereich des nahen UV ein Bild von der Struktur auf der Oberfläche des Objekts auf mindestens einen Detektor abbildet.
  • Es gibt nun mehrere vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung, mit denen die Erfindung realisiert werden kann. So ist z. B. die Beleuchtungseinrichtung lediglich in der Auflichtanordnung angebracht und das erste optische Element ist gegenüber dem Objekt in der Auflichtanordnung angebracht. Das erste optische Element ist in dieser Ausgestaltung ein Objektiv. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Beleuchtungseinrichtung lediglich in der Durchlichtanordnung angebracht ist. Das zweite optische Elemente ist dabei unter dem Objekt in der Durchlichtanordnung angebracht. Das zweite optische Element ist ein Kondensor. Ebenso kann man diese Anordnung auch als Auflichtanordnung betrachten, wenn hier das Objekt derart in den Messtisch eingelegt ist, dass die auf der Oberfläche des Objekts vorhandenen Strukturen in Richtung des zweiten optischen Elements weisen. Bei dieser Orientierung des Objekts ist das zweite optische Element ebenfalls ein Objektiv (Mikroskopobjektiv). Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Objekte, Masken oder Substrate in der gleichen Orientierung in der Vorrichtung eingelegt sind, wie die Masken, Objekte oder Substrate auch in einem Stepper für die Herstellung der Halbleiter verwendet werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist, dass die Beleuchtungseinrichtung Licht für die Auflichtbeleuchtung und Durchlichtbeleuchtung zur Verfügung stellt. Dabei ist das erste optische Element als Objektiv gegenüber dem Objekt in der Auflichtanordnung und das zweite optische Element als Kondensor unter dem Objekt in der Durchlichtanordnung angebracht. Ebenso ist es denkbar, dass für die Auflichtbeleuchtung und die Durchlichtbeleuchtung jeweils eine separate Lichtquelle vorgesehen ist.
  • Für die Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung ist es vorteilhaft, einen Excimer-Laser für eine Wellenlänge von 157 nm oder 248 nm zu verwenden. Einen frequenzvervielfachten Festkörperlaser oder Gaslaser mit einer Wellenlänge von 266 nm, 213 nm oder 193 nm kann man ebenfalls als Lichtquelle für die Beleuchtungseinrichtung einsetzen. Eine Excimer-Lampe für die klassischen Excimer-Laserlinien kann ebenso verwendet werden.
  • Die bei der Vorrichtung zum Vermessen von Strukturen auf einem Substrat verwendete optische Anordnung kann im jeweiligen Beleuchtungszweig für die Auflichtbeleuchtung und/oder Durchlichtbeleuchtung jeweils mindestens eine Einrichtung zur Specklereduktion und/oder mindestens einen Shuttter und/oder mindestens eine Homogenisierung und/oder mindestens einen Strahlabschwächer umfassen.
  • Eine mögliche Anordnung der verschiedenen Komponenten der optischen Anordnung im ersten Beleuchtungszweig ist, dass der Beleuchtungseinrichtung ein Strahlabschwächer nachgeordnet ist. Auf den Strahlabschwächer folgen der Shutter, die Einrichtung zur Specklereduktion und die Homogenisierung. Nach dem Verlassen des Lichtstrahls der Homogenisierung gelangt der Lichtstrahl auf das erste optische Element. Ferner kann der Beleuchtungseinrichtung auch ein Strahlmonitor zugeordnet sein. Mit dem Strahlmonitor kann die Intensität des von der Beleuchtungseinrichtung, bzw. der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung ausgehenden Lichts überprüft werden. Entsprechend dem Ergebnis der Überprüfung kann dann eine Nachregelung der Intensität der Beleuchtungseinrichtung durchgeführt werden, damit letztendlich auf dem zu vermessenden Objekt immer die gleiche Intensität trifft.
  • Es ist ein Umlenkspiegel vorgesehen, der das Licht von der Beleuchtungseinrichtung aus dem ersten Beleuchtungszweig durch den Optikträger hindurch auf das erste optische Element richtet. Dies ist nur der Fall, wenn das Licht der Beleuchtungseinrichtung parallel und über dem Optikträger verläuft. Ist die Beleuchtungseinrichtung mit dem Strahlabschwächer, dem Shutter, der Einrichtung zur Specklereduktion und/oder der Homogenisierung unter dem Block angebracht, also im zweiten Beleuchtungszweig, ist ebenfalls ein Umlenkspiegel vorgesehen, der das Licht der Beleuchtungseinrichtung durch den Block auf das zweite optische Element richtet.
  • Die Beleuchtungseinrichtung kann ebenfalls seitlich an der Vorrichtung angeordnet sein. Bei der seitlichen Anordnung der Beleuchtungseinrichtung, können der Beleuchtungseinrichtung ferner der Strahlabschwächer und der Strahlmonitor zugeordnet sein. Diese seitliche Anordnung ist deshalb von Vorteil, da man zur Kühlung der Beleuchtungseinrichtung ungehindert einen Luftstrom auf die Beleuchtungseinrichtung und die zusätzlichen Bauteile richten kann, welche eine erhebliche Wärmeentwicklung besitzen. Es gilt hier die Verlustwärme abzuführen, damit die entstehende Wärme nicht die Vorrichtung und letztendlich die mit der Vorrichtung ermittelten Messwerte beeinflusst.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen. Das von der Beleuchtungseinrichtung ausgehende Licht wird über geeignete Umlenkmittel, bzw. Teiler des von der Beleuchtungseinrichtung ausgehenden Lichtstrahls in den ersten Beleuchtungszweig, welcher im Wesentlichen parallel zum Optikträger verläuft und in den zweiten Beleuchtungszweig, welcher unter dem Block vorgesehen ist, geleitet, bzw. geführt. Um den Durchtritt des Lichtstrahls durch den Block zu ermöglichen, sind im Block entsprechende Durchbrüche vorgesehen. Für den Fall, dass der Beleuchtungszweig parallel und oberhalb des Optikträgers verläuft, ist im Optikträger eine entsprechende Freisparung vorgesehen, die den Durchtritt des Beleuchtungslichts ermöglicht.
  • Der bei der Vorrichtung verwendete Shutter kann als Verschluss oder als Schwenkspiegel oder als ein verfahrbarer Teiler oder Spiegel ausgeführt sein. In dem ersten Beleuchtungszweig oder zweiten Beleuchtungszweig kann ein Strahlabschwächer vorgesehen sein. Der Strahlabschwächer besteht aus einem Filterrad, auf dem Plättchen mit unterschiedlicher Transmission angeordnet sind. Je nach Bedarf kann somit mit dem Filterrad das entsprechende Plättchen in den Strahlengang des ersten Beleuchtungszweigs oder des zweiten Beleuchtungszweigs verfahren werden. Ferner können die Plättchen eine unterschiedliche Reflexion besitzen. Eine weitere mögliche Ausgestaltung des variablen Strahlabschwächers ist, dass man den Einfallswinkel des Lichts der mindestens einen Beleuchtungsquelle auf ein schief stehendes, beschichtetes Substrat variiert. Das abgeschwächte und durch das beschichtete Substrat transmittierte Licht der Beleuchtungsquelle kann dabei weiter in der Vorrichtung verwendet werden. Durch das schief stehende und beschichtete Substrat wird ein Strahlversatz verursacht. Dieser Strahlversatz kann durch ein weiteres schief stehendes Substrat kompensiert werden. Die Winkelstellung der einzelnen Substrate kann dabei motorisch verändert werden.
  • Die Beleuchtungseinrichtung für die Auflicht- und/oder Durchlichtbeleuchtung besitzt eine Homogenisierung für die Feldausleuchtung und/oder eine Homogenisierung für die Pupillenausleuchtung des ersten optischen Elements und/oder des zweiten optischen Elements.
  • Die Homogenisierung kann dabei unterschiedlich ausgeführt sein. Die Homogenisierung kann aus mehreren Mikrolinsen bestehen. Ferner kann die Homogenisierung als ein hexagonales Array aus Mikrolinsen ausgeführt sein. Ebenso ist ein orthogonales Array aus Mikrolinsen für die Homogenisierung denkbar. Die Mikrolinsen können ebenfalls als Zylinderlinsenarray ausgeführt sein, wobei zwei gekreuzte Zylinderlinsenarrays vorgesehen sind. Die Mikrolinsen können ebenfalls eine asphärische Oberfläche aufweisen. Eine weitere Ausgestaltung der Homogenisierung ist, dass ein diffraktives Element vorgesehen ist. Ebenso kann die Homogenisierung aus einem Lichtmischstab bestehen.
  • Im ersten Beleuchtungszweig und/oder im zweiten Beleuchtungszweig kann eine Einrichtung zur Specklereduktion vorgesehen sein. Die Einrichtung zur Specklereduzierung kann diffraktiv ausgebildet sein. Ebenso kann die Einrichtung zur Specklereduzierung als eine Streuscheibe ausgebildet sein. Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit für die Einrichtung zur Specklereduzierung ist eine Modemixing-Faser.
  • Die Beleuchtungseinrichtung ist an der Vorrichtung mit einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit befestigt, um den Wärmetransport auf den Optikträger und/oder dem Block zu reduzieren. Um die Verlustwärme effektiv abtransportieren zu können, sind ebenfalls Kühlrippen angebracht. Wie bereits erwähnt, ist ein Luftstrom auf die Beleuchtungseinrichtung gerichtet, um somit den Abtransport der Verlustwärme effektiver zu gestalten.
  • Es ist von Vorteil, wenn eine Klimakammer vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung außerhalb der Klimakammer angeordnet ist. Somit reduziert man den Einfluss der durch die Beleuchtungseinrichtung erzeugten Verlustwärme auf die restlichen Bauteile der Vorrichtung erheblich. Die Klimakammer kann z. B. mit einem Schutzgas gefüllt sein. Als mögliches Schutzgas hat sich Stickstoff bewährt. Das Licht der Beleuchtungseinrichtung gelangt über Fenster in das Innere der Klimakammer.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist die Verwendung mindestens einer Beleuchtungseinrichtung bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt. Die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung kann dabei in der Auflichtbeleuchtungsanordnung und/oder der Durchlichtbeleuchtungsanordnung vorgesehen sein. Die Beleuchtungseinrichtung stellt Licht für ein erstes optisches Element und/oder Licht für ein zweites optisches Element zur Verfügung. Der Beleuchtungseinrichtung ist dabei mindestens ein Shutter zugeordnet. Wie bereits oben erwähnt, ist die Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle versehen, die mindestens einen Excimer-Laser oder mindestens einen frequenzvervielfachten Festkörper- oder Gaslaser oder mindestens eine Excimer-Lampe als Beleuchtungsquelle umfasst.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Verwendung von Schutzgas bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt. Dabei ist zumindest ein optisches Bauteil im Weg des Licht von mindestens einer Beleuchtungseinrichtung zu mindestens einem optischen Element von Schutzgas umgeben.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn alle optischen Bauteile im Weg des Lichts von der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung zu den optischen Elementen von Schutzgas umgeben sind. Hierzu sind die optischen Bauteile von einer Kapselung umgeben und das Licht der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung verläuft in der Kapselung. Das Schutzgas in der Kapselung ist Stickstoff, da es besonders einfach und kostengünstig verfügbar ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verwendungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
  • Im Folgenden sollen die Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden.
  • 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Vermessung von Strukturen auf einem Substrat, wie diese seit längerem aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die optische Anordnung zusammen mit der Beleuchtungseinrichtung über einem Optikträger angeordnet ist.
  • 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Ausführungsform aus 2, bei der der Beleuchtungseinrichtung ferner ein Strahlenmonitor zugeordnet ist.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die Beleuchtungseinrichtung seitlich an der Vorrichtung angeordnet ist und wobei auf die Beleuchtungseinrichtung ein Luftstrom gerichtet ist.
  • 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der zweite Beleuchtungszweig unter dem Block angeordnet ist und wobei das Licht der Beleuchtungseinrichtung auf das zweite optische Element gerichtet wird.
  • 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Beleuchtungseinrichtung ebenfalls ein Strahlenmonitor zugeordnet ist.
  • 7 zeigt die Ausführungsform der Erfindung, die der Ausführung aus 6 ähnlich ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung seitlich an der Vorrichtung angebracht ist.
  • 8 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der im ersten Beleuchtungszweig und im zweiten Beleuchtungszweig jeweils eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen ist.
  • 9a zeigt ein Substrat, das derart auf den Tisch gelegt ist, dass die Strukturen in Richtung des ersten optischen Elements weisen.
  • 9b zeigt das Substrat, das derart in den Messtisch gelegt ist, dass die Strukturen auf dem Substrat in Richtung des zweiten optischen Elements weisen.
  • 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Beleuchtungseinrichtung über dem Optikträger vorgesehen ist, und dass das Licht von der Beleuch tungseinrichtung in den ersten Beleuchtungszweig und den zweiten Beleuchtungszweig geführt wird.
  • 11 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die sich von der Ausgestaltung der 10 dahingehend unterscheidet, dass die Beleuchtungseinrichtung unter dem Block angeordnet ist.
  • 12 zeigt eine Ausführungsform, die der in 11 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung seitlich an der Vorrichtung angebracht ist.
  • 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei die Beleuchtungseinrichtung ebenfalls seitlich an der Vorrichtung angebracht ist, aber das Licht der Beleuchtungseinrichtung nicht durch den Optikträger, bzw. den Block hindurch in den ersten Beleuchtungszweig, bzw. zweiten Beleuchtungszweig leitbar ist.
  • 14 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die der Ausführungsform aus 13 ähnlich ist, wobei den beiden Abgängen der Beleuchtungseinrichtung jeweils ein Shutter und ein Strahlabschwächer zugeordnet sind.
  • 15 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Beleuchtungseinrichtung ein Excimer-Laser ist.
  • 16 zeigt eine Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung, die ebenfalls als Excimer-Laser ausgestaltet ist, wobei der Excimer-Laser einen ersten und einen zweiten Abgang aufweist.
  • 17 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Vorrichtung zum größten Teil innerhalb einer Klimakammer angeordnet ist.
  • 18 zeigt eine Ausführungsform, bei der alle optischen Teile des ersten Beleuchtungszweigs, bzw. des zweiten Beleuchtungszweigs innerhalb einer Kapselung angeordnet sind.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Koordinaten-Messmaschine, wie diese seit längerem aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Koordinaten-Messmaschine wird in der weiteren Beschreibung als Vorrichtung be zeichnet. Ferner sei darauf hingewiesen, dass in der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
  • Eine Vorrichtung wird z. B. für die Bestimmung der Breite (CD-Critical-Dimension) einer Struktur auf einem Substrat 2 eingesetzt. Ebenso kann mit der Vorrichtung die Position einer Struktur 3 auf dem Substrat bestimmt werden. Obwohl die in der 1 dargestellte Vorrichtung seit längerem aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird der Vollständigkeit halber jedoch weiterhin auf die Funktionsweise der Vorrichtung und der Anordnung der einzelnen Elemente der Vorrichtung eingegangen.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst einen Messtisch 20, der auf Luftlagern 21 in einer Ebene 25a in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung verfahrbar angeordnet ist. Für die Lagerung des Messtisches 20 können auch andere Lager als die Luftlager verwendet werden. Die Ebene 25a ist dabei aus einem Element 25 gebildet. Das Element 25 ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Granit. Es ist jedoch für einen Fachmann selbstverständlich, dass das Element 25 auch aus einem anderen Material bestehen kann, welches eine exakte Ebene für die Verschiebung des Messtisches 20 zur Verfügung stellt. Die Position des Messtisches wird mittels mindestens eines Laser-Interferometers 24 gemessen, welches zur Messung einen Lichtstrahl 23 aussendet, der auf den Messtisch 20 trifft. Das Element 25 selbst ist auf Schwingungsdämpfern 26 gelagert, um somit Gebäudeschwingungen von der Vorrichtung fern zu halten.
  • Auf dem Messtisch 20 ist ein Substrat 2 aufgelegt, welches die zu vermessenden Strukturen 3 trägt. Das Substrat 2 kann mit einer Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 und/oder einer Auflichtbeleuchtungseinrichtung 14 beleuchtet werden. Die Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 ist in einer optischen Anordnung 40 vorgesehen. Ebenso ist die Auflichtbeleuchtungseinrichtung 14 in einer optischen Anordnung 50 vorgesehen. Die optische Anordnung 50 umfasst die Durchlichtbeleuchtungseinrichtung, einen Umlenkspiegel und einen Kondensor. Mit dem Umlenkspiegel, wird das Licht der Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 auf den Kondensor gerichtet. Die weitere optische Anordnung 50 umfasst die Auflichtbeleuchtungsanordnung 14, einen Tellerspiegel 12, das Messobjektiv 9 und eine dem Messobjektiv 9 zugeordnete Verstelleinrichtung 15. Mit der Verstelleinrichtung 15 kann das Messobjektiv 9 in Z-Koordinatenrichtung (z. B. zur Fokussierung) verstellt werden. Das Messobjektiv 9 sammelt das vom Substrat 2 ausgehende Licht und lenkt dieses aus der Auflichtbeleuchtungsachse 5 mittels des teildurchlässigen Umlenkspiegels 12 heraus. Das Licht gelangt dabei auf eine Kamera 10, die mit einem Detektor 11 versehen ist. Der Detektor 11 ist mit einem Rechnersystem 16 verbunden, das aus den vom Detektor 11 ermittelten Messwerten digitale Bilder erzeugt.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Eine optische Anordnung 50 ist dabei über einem Optikträger 100 angeordnet. Die optische Anordnung 50 umfasst dabei mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 51. Zusätzlich zum Optikträger 100 ist ein Block 25 vorgesehen. Der Block 25 und der Optikträger 100 sind dabei derart angeordnet, dass sie einen Zwischenraum 110 ausbilden. In dem Zwischenraum ist dabei ein erstes optisches Element 9a (Objektiv) vorgesehen. Dieses erste optische Element 9a ist dabei gegenüber einem Messtisch 20 angeordnet, der auf den Block 25 in einer Ebene 25a verfahrbar angeordnet ist. Die Position des Messtisches 20 wird mit mindestens einem Interferometer 24 gemessen, das einen Laserstrahl 23 auf den Messtisch richtet. Auf dem Messtisch 20 ist ein Objekt 2 vorgesehen, bei dem die auf dem Objekt 2 vorhandenen Strukturen mit dem ersten optischen Element 9a vermessen werden können. Das erste optische Element 9a ist in einer Auflichtbeleuchtungsanordnung in Bezug auf das Objekt 2 angeordnet. Das Licht von der Beleuchtungseinrichtung 51 gelangt mittels eines Umlenkspiegels 60 zu dem ersten optischen Element 9a. In der in 2 gezeigten Ausführungsform verläuft der Lichtstrahl der Beleuchtungseinrichtung parallel über dem Optikträger 100. Es ist aber auch denkbar, dass der Lichtstrahl der Beleuchtungseinrichtung parallel unter dem Optikträger 100 verläuft. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist der Optikträger 100 mit einer Freisparung 102 versehen, damit das Licht der Beleuchtungseinrichtung 51 ungehindert zum ersten optischen Element 9a gelangen kann. Zur Aufnahme der mit dem ersten optischen Element 9a aufgenommenen Bilder von den Strukturen 3 auf dem Objekt 2 ist eine Kamera 10 vorgesehen. Ferner umfasst die optische Anordnung 50 zwischen der Beleuchtungseinrichtung 51 und dem Umlenkspiegel 60 zusätzlich einen Strahlabschwächer 52, einen Shutter 53, eine Einrichtung zur Specklereduktion 54 und/oder eine Homogenisierung 55. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung 51 als Excimer-Laser ausgestaltet. Die Beleuchtungseinrichtung 51 weist hierzu einen ersten Abgang 57 auf, über den das von der Beleuchtungseinrichtung 51 erzeugte Licht in den ersten Beleuchtungszweig 200 gelangt. Neben der Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 51 in Form eines Excimer-Lasers sind weitere aussichtsreiche Alternativen für die Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 51 denkbar. Eine Möglichkeit für die Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung sind sog., Excimer-Lampen, die Licht in den Wellenlängen aussenden, wie der Excimer-Laser. Ferner können frequenzvervielfachte Festkörper-, bzw. Gaslaser eingesetzt werden. Wenn im Folgenden von Beleuchtungseinrichtungen, bzw. Lichtquellen gesprochen wird, dann sind immer alle drei möglichen Typen von Lichtquellen gemeint, die bei der gegenwärtigen Erfindung Erfolg versprechend eingesetzt werden können.
  • 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der optischen Elemente, welche in der ersten optischen Anordnung 50 über dem Optikträger 100 angeordnet sind. Der in 3 gezeigte Aufbau der Vorrichtung 1 ist bis auf einen Strahlmonitor 56 mit dem Aufbau der Vorrichtung, wie sie in 2 dargestellt ist, identisch. Die Beleuchtungseinrichtung 51 besitzt einen ersten Abgang 58 und einen zweiten Abgang 59. Dem zweiten Abgang 59 ist ein Strahlmonitor 56 zugeordnet, mit dem die von der Beleuchtungseinrichtung 51 ausgesendete Qualität des Beleuchtungslichts überwacht werden kann. Mit dem Strahlmonitor 56 ist es somit möglich, Intensitätsschwankungen der Beleuchtungseinrichtung zu ermitteln und entsprechend eine Korrektur einzuleiten, damit auf das Substrat 2 immer eine konstante Intensität trifft.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung 1, die im Wesentlichen ebenfalls mit dem Aufbau der in 3 dargestellten Vorrichtung identisch ist. Im Folgenden sind nicht mehr alle Bezugszeichen zu den in den Figuren dargestellten Elementen eingetragen, um somit weiterhin eine Übersichtlichkeit der Zeichnungen und der dazu gehörenden Beschreibung zu gewährleisten. In 4 ist die Beleuchtungseinrichtung 51 zusammen mit dem Strahlabschwächer 52 und dem Strahlmonitor 56 seitlich an der Vorrichtung 1 angebracht. In dem hier dargestellten Fall ist die Beleuchtungseinrichtung 51 seitlich am Block 25 vorgesehen. Die Anordnung der Vorrichtung seitlich am Block 25 ist nur eine von mehreren möglichen Ausgestaltungen der Erfindung. Das von der Beleuchtungseinrichtung 51 ausgehende Licht gelangt über den Strahlabschwächer 52 zu einem zweiten Umlenkspiegel 61. Der Umlenkspiegel 61 ist dabei derart angeordnet, dass er das Licht in den ersten Beleuchtungszweig 200 der ersten optischen Anordnung 50 richtet. Das Licht wird dabei um den Optikträger 100 herum gelenkt und gelangt erst durch den ersten Umlenkspiegel 60 durch den Optikträger 100 hindurch auf das erste optische Element 9a. Aufgrund der Wärmeentwicklung der Beleuchtungseinrichtung 51 ist es sinnvoll, diese möglichst weit von dem zu vermessendem Substrat 2 anzuordnen. Eine besonders günstige Anordnung ist in der 4 dargestellt. Auf die Beleuchtungseinrichtung 51, welche seitlich am Block 25 angeordnet ist, lässt sich ein Luftstrom 70 richten, mit dem die Verlustwärme der Beleuchtungseinrichtung 51 besonders gut abgeführt werden kann.
  • 5 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit der Beleuchtungseinrichtung 41 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Beleuchtungseinrichtung 41 ist in der zweiten optischen Anordnung 40 vorgesehen. Die optische Anordnung 40 ist dabei unterhalb des Blockes 25 der Vorrichtung 1 vorgesehen. Das von der Beleuchtungseinrichtung 41 ausgehende Licht gelangt auf einen Umlenkspiegel 62 und wird von diesem auf ein zweites optisches Element 9b (was hier als Objektiv fungiert) gerichtet, welches teilweise in den Raum 110 zwischen dem Block 25 und des Optikträgers 100 greift. Das zweite optische Element 9b ist dabei derart angeordnet, dass es gegenüber einem Substrat 2 vorgesehen ist, das auf einen Messtisch 25 gelegt ist. Ferner kann die zweite optische Anordnung 40 noch einen Strahlabschwächer 42, einen Shutter 43, eine Einrichtung zur Specklereduzierung 44 und/oder eine Harmonisierung 45 umfassen. Der Umlenkspiegel 62 kann dabei auch halbdurchlässig ausgebildet sein, so dass das von dem Substrat und von dem zweiten optischen Element 9b aufgenommene Licht auf eine Kamera 10 gelangt.
  • Abhängig von der Ausrichtung des Substrats im Messtisch 20 kann die in der 1 oder in der 5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung sowohl in der Durchlichtanordnung, als auch in der Auflichtanordnung verwendet werden. Mit der Ausrichtung des Substrats 2 ist dabei gemeint, ob die auf dem Substrat 2 vorhandenen Strukturen 3 in Richtung des für die Untersuchung verwendeten ersten oder zweiten optischen Element 9a oder 9b weisen oder ob die auf dem Substrat vorhandenen Strukturen 3 von dem für die Untersuchungen verwendeten ersten oder zweiten optisches Element 9a oder 9b weg weisen. 9a zeigt dabei das Substrat 2 in der herkömmlichen Ausrichtung, welche bedeutet, dass die Strukturen 3 auf der Oberfläche des Substrats 2 in Richtung des zu untersuchenden ersten oder zweiten optischen Elements 9a, bzw. 9b zeigen. Ist also nun das Substrat 2 mit dieser Ausrichtung in den Messtisch 20 eingelegt, so spricht man bei der 1 von einer Auflichtbeleuchtungsanordnung. 9b zeigt dabei die Ausrichtung des Substrats 2 im Messtisch 20, wobei die Strukturen 3 auf dem Substrat 2 von dem für die Untersuchung verwendeten ersten optisches Element 9a (aus 1) weg weisen. Im Gegensatz hierzu weisen jedoch die Strukturen 3 auf dem Substrat 2 in Richtung des zweiten optischen Elements 9b aus 5. Ist das Substrat 2 mit der in 9b gezeigten Ausrichtung in den Messtisch 2 eingelegt, spricht man bei der in 1 vorgeschlagenen Anordnung des ersten optischen Elements 9a von einer Durchlichtanordnung. Bei der in 5 vorgeschlagenen Anordnung des zweiten optischen Elements 9b spricht man hingegen bei der in 9b vorgeschlagenen Ausrichtung des Substrats von einer Auflichtbe leuchtungsanordnung. Ferner zeigen die in 9a und 9b dargestellten Anordnungen des Substrats 2, dass das Substrat 2 eine Durchbiegung durch die Auflagepunkte im Messtisch 20 erfährt. Die Durchbiegung des Substrats 2 ist in den 9a und 9b mit durchgezogenen Linien dargestellt und das durchgebogene Substrat ist mit dem Bezugszeichen 2d bezeichnet. Die Vorrichtung, wie sie in 5 vorgeschlagen ist, hat einen besonderen Vorteil, wenn das Substrat mit der in 9b vorgeschlagenen Ausrichtung in den Messtisch 20 der in 5 vorgeschlagenen Anordnung eingelegt ist. Die in 5 vorgeschlagene Anordnung wird somit in der Auflichtanordnung verwendet. Somit können mit der in 5 vorgeschlagenen Anordnung die Substrate mit der gleichen Ausrichtung vermessen werden, wie sie auch in einem Stepper ausgerichtet sind. Hinzu kommt, dass die Substrate mit der in 5 vorgeschlagenen Vorrichtung ebenfalls mit der gleichen Wellenlänge vermessen werden, wie sie auch bei einem Stepper Verwendung findet, wenn die Masken durch den Stepper auf den Wafer belichtet werden.
  • 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, wie sie in 5 dargestellt ist, mit dem Unterschied, dass der Beleuchtungseinrichtung 41 ferner ein Strahlmonitor 46 zugeordnet ist. Der Strahlmonitor 46 ist dem zweiten Abgang 49 der Beleuchtungseinrichtung 41 zugeordnet. Mit dem Strahlmonitor 46 kann somit die von der Beleuchtungseinrichtung 41 abgegebene Lichtleistung überwacht werden. In Abhängigkeit von dem Messergebnis des Strahlmonitors 46 kann die Beleuchtungseinrichtung 41 entsprechend nachgeregelt werden, damit auf dem Objekt 2 immer die gleiche Intensität trifft.
  • 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, bei der zumindest die Beleuchtungseinrichtung 41 der zweiten optischen Anordnung 40 seitlich am Block 25 angeordnet ist. Mit einem Umlenkspiegel 63 wird das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 unter dem Block 25 im zweiten Beleuchtungszweig 300 geführt. Ansonsten sind im Wesentlichen alle Bestandteile der optischen Anordnung 40 mit denen aus 5, bzw. 6 identisch und brauchen hier nicht mehr zusätzlich beschrieben werden. Zusätzlich zur Beleuchtungseinrichtung 41 kann seitlich am Block 25 noch der Strahlabschwächer 42 und der Strahlmonitor 46 vorgesehen sein. Die Beleuchtungseinrichtung 41, welche als Laser oder als herkömmliche Excimer-Lampe ausgestaltet ist, verursacht eine Wärmeentwicklung. Durch die Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 41 seitlich am Block 25 ist es möglich, dass ein Luftstrom 70 zur Abführung der Verlustwärme der Beleuchtungseinrichtung 41 auf diese gerichtet ist. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass der Luftstrom 70 in geeigneter Weise zu führen ist, damit es zu einer optimalen Abfuhr der Verlustwärme kommt. Ferner gilt es die durch eine Luftströmung verursachten Turbulenzen abzuschirmen, damit nicht andere optische Bauteile der Vorrichtung beeinflusst werden, was die gewonnenen Messwerte in unreproduzierbarer Weise verfälschen würde. Die Montage der Beleuchtungseinrichtung 41 an den Block 25 kann mit geeigneten Materialien 80 erfolgen. Geeignetes Material 80 hat dabei die Eigenschaft, dass es nur mit geringer Wärmeleitfähigkeit ausgestaltet ist. Um zusätzlich den Abtransport der Verlustwärme zu verbessern, kann z. B. das Material 80 mit Kühlrippen (nicht dargestellt) versehen sein. Diese Kühlrippen sitzen selbstverständlich dann im Luftstrom 70.
  • 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, wobei im ersten Beleuchtungszweig 200 und im zweiten Beleuchtungszweig 300 jeweils eine Beleuchtungseinrichtung 51 und 41 vorgesehen ist. Somit ist für die Auflichtbeleuchtungsanordnung des ersten optischen Elements 9a (hier Objektiv) eine extra Beleuchtungseinrichtung 41 vorgesehen. Ebenso ist für die Durchlichtbeleuchtung mit dem zweiten optischen Element 9b (hier Kondensor) ebenfalls eine extra Beleuchtungseinrichtung 51 vorgesehen. Im ersten Beleuchtungszweig 200 ist ein Shutter 53 vorgesehen. Ebenso ist im zweiten Beleuchtungszweig 300 ein Shutter 43 vorgesehen. Der erste Shutter 53 und der zweite Shutter 43 werden im jeweiligen Beleuchtungszweig 200, 300 benötigt, um zwischen Durchlicht- und Auflichtbeleuchtung umzuschalten. Wird Auflichtbeleuchtung verwendet, bzw. benötigt, dann wird der Shutter 43 im zweiten Beleuchtungszweig 300 geschlossen und umgekehrt. Während der Messtisch 20 verfährt und keine Bilder aufgenommen werden, sind beide Shutter 53 und 43 geschlossen, um somit die Strahlenbelastung der Maske, bzw. des Objekts 2 zu reduzieren, bzw. zu vermeiden. Die Anordnung des Shutters 53, 43 kann zu diesem Zweck an irgendeiner Position im ersten Beleuchtungszweig 200 oder im zweiten Beleuchtungszweig 300 positioniert werden. Besonders vorteilhaft hat sich die Anordnung des Shutters 43, 53 direkt am ersten Abgang 48, bzw. 58 der ersten Beleuchtungseinrichtung 51, bzw. der ersten Beleuchtungseinrichtung 41 bewährt. Durch diese Anordnung des Shutters 53, 43 wird ebenso die Strahlungsbelastung der verschiedenen optischen Bauteile im ersten Beleuchtungszweig 200, bzw. im zweiten Beleuchtungszweig 300 reduziert, was auch deren Lebensdauer verlängert.
  • 10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Beleuchtungseinrichtung 51 über der Optikplatte 100 angebracht ist. Die Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass mit der Vorrichtung sowohl die Auflichtbeleuchtung, als auch die Durchlichtbeleuchtung wahlweise durchgeführt werden kann. Im ersten Beleuchtungszweig 200 ist ein Teiler 65 angeordnet. Der Teiler 65 richtet einen Teil des von der Beleuchtungseinrichtung 51 ausgehenden Lichts durch den Optikträger 100 und durch den Block 25 hindurch auf einen Umlenkspiegel 63, der das Beleuchtungslicht in den zweiten Beleuchtungszweig 300 richtet. Zur Durchführung des Beleuchtungslichts für den zweiten Beleuchtungszweig 200 sind in dem Optikträger 100 und dem Block 25 entsprechende Freisparungen 106 bzw. Durchbrüche 108 vorgesehen. Wie bereits mehrfach in der Beschreibung erwähnt, wird das Licht des zweiten Beleuchtungszweigs 300 auf das zweite optische Element 9b (Kondensor) gerichtet. Das Licht im ersten Beleuchtungszweig 200 wird auf das erste optische Element 9a (Objektiv) gerichtet.
  • Die Ausführungsform, wie sie in 11 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Ausführungsform der 10 dahingehend, dass die Beleuchtungseinrichtung 41 unter dem Block 25 angeordnet ist. Das von der Beleuchtungseinrichtung 41 in den zweiten Beleuchtungszweig 300 ausgesendete Licht gelangt zunächst auf einen Teiler 66. Von dem Teiler 66 gelangt ein Teil des Beleuchtungslichts in den zweiten Beleuchtungszweig 200. Der andere Teil des Beleuchtungslichts wird von dem Teiler (56 umgelenkt und gelangt durch die Durchbrüche 108 und 106 im Block 25 und dem Optikträger 100 zu einem Umlenkspiegel 64 im ersten Beleuchtungszweig 200. Das Licht kann somit wahlweise auf das erste optische Element 9a, bzw. zweite optische Element 9b gerichtet werden. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist im ersten Beleuchtungszweig 200 ein Shutter 53 vorgesehen. Ebenso ist im zweiten Beleuchtungszweig 300 ein Shutter 43 vorgesehen. Je nach Wahl, ob eine Durchlichtbeleuchtung oder eine Auflichtbeleuchtung gewünscht wird, können die Shutter 43 entsprechend betätigt werden, so dass Licht im ersten Beleuchtungszweig 200 und Licht im zweiten Beleuchtungszweig 300 zur Verfügung steht.
  • Wie in den 10 und 11 gezeigt ist, ist der ersten Beleuchtungseinrichtung 51 ein Strahlabschwächer 52 nachgeschaltet. Ebenso ist der zweiten Beleuchtungseinrichtung 41 ein Strahlabschwächer 42 nachgeschaltet. Der Strahlabschwächer 42, 52 dient zum Anpassen der Intensität an den Reflexionsgrad der Lichtquelle, um ein Übersteuern der Kamera 10 im Abbildungskanal zu vermeiden. Im Prinzip kann der Strahlabschwächer 52, bzw. 42 irgendwo im Beleuchtungsstrahlengang 200 oder 300 angeordnet sein. Eine einzige Bedingung für die Anordnung des Strahlabschwächers 52 oder 42 ist, dass im ersten Beleuchtungszweig 200 oder im zweiten Beleuchtungszweig 300 die Strahlgeometrie dazu geeignet sein muss, damit an diese Stelle der Strahlabschwächer 52, bzw. 42 positioniert werden kann. Bei den meisten Strahlabschwächern hängt die Abschwächung vom Einfallswinkel ab. So ordnet man folglich den Strahlabschwächer 52, bzw. 42 in Bereichen kleiner Strahldivergenz an. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung des Strahlabschwächers 52, bzw. 42 direkt hinter dem Shutter 53, bzw. 43. Dies ist von Vorteil, da die im weiteren ersten Beleuchtungszweig 200, bzw. zweiten Beleuchtungszweig 300 vorhandenen optischen Bauteile eine geringere Strahlleistung sehen.
  • 12 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Beleuchtungseinrichtung 41 seitlich am Block 25 angeordnet ist. Diese Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 41 ist im Wesentlichen mit der Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 41 aus 7 identisch. Das von der Beleuchtungseinrichtung 41 ausgehende Licht wird wiederum in den ersten Beleuchtungszweig 200 und den zweiten Beleuchtungszweig 300 eingespeist. Hierzu ist wiederum ein Teiler 66 vorgesehen, der den von der Beleuchtungseinrichtung 41 kommenden Lichtstrahl durch die Freisparung 106 in der Optikplatte und den Durchbruch 108 im Block 25 auf einen Umlenkspiegel 64 richtet, der dann das Licht in den ersten Beleuchtungszweig 200 leitet.
  • 13 zeigt ebenfalls eine seitliche Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 41 am Block 25. Der Unterschied zu der in 12 gezeigten Darstellung ist, dass die Beleuchtungseinrichtung 41 einen ersten Abgang 48 und einen zweiten Abgang 49 aufweist. Dem ersten Abgang 48 der Beleuchtungseinrichtung 41 ist ein Strahlabschwächer 42 nachgeordnet. Dem zweiten Abgang 49 der Beleuchtungseinrichtung 41 ist ein Strahlabschwächer 52 nachgeordnet. Das von dem ersten Abgang 48 und dem zweiten Abgang 49 kommende Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 wird über einen Umlenkspiegel 63 oder einen Umlenkspiegel 64 in den ersten Beleuchtungszweig 200, bzw. in den zweiten Beleuchtungszweig 300 geführt. Sowohl im ersten Beleuchtungszweig 200 als auch im zweiten Beleuchtungszweig 300 ist jeweils ein Shutter 43 oder 53 vorgesehen. Mit Hilfe des Shutters 53, 43 kann man die Beleuchtung derart steuern, so dass je nach Wunsch Auflichtbeleuchtung oder Durchlichtbeleuchtung zur Verfügung steht.
  • 14 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls die Beleuchtungseinrichtung 41 seitlich am Block 25 angeordnet ist. Dem ersten Abgang der Beleuchtungseinrichtung 41 ist ein Shutter 43 nachgeordnet. Dem Shutter 43 ist ferner ein Strahlabschwächer 42 nachgeordnet. Ebenso ist dem zweiten Abgang 49 der Beleuchtungseinrichtung 41 ein Shutter 53 nachgeordnet. Dem Shutter 53 ist zusätzlich ein Strahlabschwächer 52 nachgeordnet. Das Beleuchtungslicht für den ersten Beleuchtungszweig 200, sowie das Beleuchtungslicht für den zweiten Beleuchtungszweig 300 wird in dieser Ausführungsform seitlich am Optikträger 100, bzw. seitlich am Block 25 vorbeigeführt. Das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 wird mittels eines Umlenkspiegels 63 in den zweiten Beleuchtungszweig 300 gelenkt. Das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41, das vom zweiten Abgang 49 austritt, wird mittels eines Teilers 66 in den ersten Beleuchtungszweig 200 gelenkt. Ein Teil des Lichts gelangt von dem Teiler 66 auf einen Strahlmonitor 56, mit dem, wie bereits vorstehend mehrfach erwähnt, die Intensität der Beleuchtungseinrichtung 41 überwacht werden kann.
  • 15 zeigt eine Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung 51. Obwohl in der nachstehenden Beschreibung zu 15 und 16 lediglich das Bezugszeichen 51 für die Beleuchtungseinrichtung verwendet wird, ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass auch für die Beleuchtungseinrichtung mit dem Bezugszeichen 41 dieselben konstruktiven Bedingungen gelten. In 15 ist der Beleuchtungseinrichtung 51 ein Shutter 53 nachgeordnet. In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Shutter 53 direkt dem ersten Abgang 58 der Beleuchtungseinrichtung 51 nachgeordnet. In der hier dargestellten Beschreibung ist die Beleuchtungseinrichtung 51 ein Laser. Dem Shutter 53 ist ein Strahlabschwächer 52 nachgeordnet. Der Strahlabschwächer 52 besitzt dabei eine erste schräg stehende Platte 52a und eine zweite schräg stehende Platte 52b. Die zweite schräg stehende Platte 52b weist die gleiche betragsmäßige, jedoch entgegengesetzte Winkelstellung auf, wie die erste schräg stehende Platte 52a des Strahlabschwächers 52. Die schräg stehenden Platten 52a und 52b können z. B. mit Absorptionsfiltern in den bekannten Ausführungsformen versehen sein. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist, wenn sich die Neigungswinkel der einzelnen Platten 52a und 52b verstellen lassen. Je nach gewählter Winkelstellung kann ein bestimmter Prozentsatz des Lichts aus dem Strahlengang heraus reflektiert werden. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann der durch die Schrägstellung einer Platte auftretende Strahlversatz durch eine zweite schräg stehende Platte 52b kompensiert werden. Treibt man die Winkelstellung der Platten 52a und 52b motorisch an, kann somit die Intensität der Vorrichtung voll automatisch eingestellt werden.
  • 16 beschreibt die gleiche Vorrichtung wie in 15, jedoch ist dem zweiten Abgang 59 der Beleuchtungseinrichtung 51 ein Strahlmonitor 56 zugeordnet. Der von der ersten schräg stehenden Platte 52a heraus reflektierte Anteil des Lichts 91 gelangt zu einer Strahlfalle 92 und wird dort absorbiert. Dadurch entsteht ebenfalls Verlustwärme, die nicht in der Nähe des Substrats, bzw. der Maske sein soll. Es ist daher vorteilhaft, wenn der Strahlabschwächer 52 geometrisch möglichst weit weg von der Maske, bzw. dem Substrat angeordnet ist. Wie bereits mehrfach in der Beschrei bung zu der Vorrichtung erwähnt, ist die Beleuchtungseinrichtung 51 oder 41 im Luftstrom angeordnet, so dass die Verlustwärme abgeführt werden kann. Da sich der Strahlabschwächer 52 ebenfalls unmittelbar nach dem ersten Abgang 58 oder zweiten Abgang 59 der Beleuchtungseinrichtung 51 befindet, ist somit der Strahlabschwächer ebenfalls in dem Luftstrom angeordnet, so dass hier ebenfalls eine ausreichende Kühlung und eine Abfuhr der Verlustwärme durchgeführt werden kann.
  • 17 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die Vorrichtung 1 in einem Gehäuse angeordnet ist, das als Klimakammer 500 ausgestaltet ist. Die Klimakammer 500 ist mit einer Steuerung 501 verbunden, so dass innerhalb der Klimakammer 500 der gewünschte Druck, die gewünschte Feuchtigkeit oder die gewünschte Schutzgasumgebung eingestellt bzw. kontrolliert werden kann. Ebenso könnte es sinnvoll sein, das von dem Strahlabschwächer heraus reflektierte Licht (siehe hierzu 16) aus der Klimakammer herauszuführen. Außerhalb der Klimakammer kann dann die Strahlfalle 91 angeordnet sein. Somit ist die Verlustwärme nicht mehr in der Nähe des Substrats, bzw. des Objekts 2. Ebenso ist es sinnvoll die Beleuchtungseinrichtung 41 außerhalb der Klimakammer 500 anzuordnen. Die Klimakammer 500 besitzt entsprechende Fenster 510, die für die Wellenlänge des Lichts der Beleuchtungseinrichtung 41 transparent sind, so dass das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 in das Innere der Klimakammer 500 gelangt. In der hier dargestellten Ausführungsform besitzt die Beleuchtungseinrichtung 41 einen ersten Abgang und einen zweiten Abgang. An den beiden Abgängen kann jeweils ein Shutter 53 und ein Strahlabschwächer 52 vorgesehen sein. Ein Teil des Lichts der Beleuchtungseinrichtung 41 gelangt von dem Teiler 66 auf einen Strahlmonitor 56, mit dem, wie bereits vorstehend mehrfach erwähnt, die Intensität der Beleuchtungseinrichtung 41 überwacht werden kann. Von dem Teiler 66 gelangt das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 ebenfalls in den ersten Beleuchtungszweig 200. Das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 kann mittels eines Umlenkspiegels 63 in den zweiten Beleuchtungszweig 300 gelenkt werden. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, dass die in 17 gezeigte Darstellung keine Beschränkung der Erfindung ist. Wichtig ist dabei nur, dass möglichst alle Bauteile der Vorrichtung, die Verlustwärme produzieren, außerhalb des Gehäuses angeordnet werden sollen. Ein Luftstrom 70 ist zur Abführung der Verlustwärme der Beleuchtungseinrichtung 41 und anderer Bauteile, die Verlustwärme produzieren, auf diese gerichtet. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass der Luftstrom 70 in geeigneter Weise zu führen ist, damit es zu einer optimalen Abfuhr der Verlustwärme kommt.
  • 18 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der der gesamte Strahlengang des Lichts von der Beleuchtungseinrichtung innerhalb und außerhalb der Klimakammer 500 zusätzlich mit einer Kapselung 50a versehen ist. Die Kapselung 50a kann mit einem entsprechenden Schutzgas aus einem Reservoir 400 gefüllt werden. Als besonders bevorzugtes Schutzgas hat sich Stickstoff erwiesen. Die Verwendung von Schutzgas ist deshalb von Vorteil, wenn für die Beleuchtung des Objekts 2 eine Wellenlänge eingesetzt wird, die kleiner ist als 220 nm. Bei dieser Wellenlänge ist die Absorption in der normalen Umgebungsluft zu hoch. Die Ursache dafür ist hauptsächlich die Luftfeuchtigkeit. Um die Verluste gering zu halten, ist daher die Schutzgasspülung notwendig. Für Schutzgas eignen sich sehr viele trockene, inerte Gase. Wie bereits erwähnt, ist hier die Verwendung von Stickstoff besonders vorteilhaft, da dieser preisgünstig und sicher im Umgang ist. Zudem sind in der normalen Umgebungsluft Kohlenwasserstoffe ständig vorhanden. Durch das Licht bei diesen kurzen Wellenlängen werden die Kohlenwasserstoffe aufgebrochen und die daraus entstehenden Spaltprodukte setzen sich als Film auf die einzelnen optischen Elemente des ersten optischen Zweigs und des zweiten optischen Zweigs nieder. Durch den Niederschlag der Spaltprodukte auf die optischen Bauteile reduziert sich die Transmissionseigenschaft dieser optischen Bauteile. Durch die Schutzgasspülung ist daher diese Verunreinigung durch Kohlenwasserstoffe auf den Oberflächen vermieden und die Lebensdauer der optischen Bauteile verlängert sich. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung 41, ein Shutter 43 und ein Strahlabschwächer 42 außerhalb der Klimakammer 500 ist vorgesehen. Der Shutter 43 ist sinnvoll, da mit ihm das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 dann vom Rest der Vorrichtung ferngehalten werden kann, wenn mit der Vorrichtung keine Messung ausgeführt wird. Damit werden alle optischen Bauteile der Vorrichtung vor einer unnötigen Strahlenbelastung geschützt, was deren Lebensdauer verlängert. Das Licht von der Beleuchtungseinrichtung 41 gelangt über ein Fenster 510 in den Teil der Kapselung 50a, der sich im Innern der Klimakammer 500 befindet. Über einen Teiler 66 wir ein Teil des Lichts der Beleuchtungseinrichtung 41 parallel zum Optikträger 100 geführt. Obwohl bei der hier gewählten Darstellung das Licht der Beleuchtungseinrichtung 41 oberhalb des Optikträgers 100 geführt wird, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Von dem Teiler 66 gelangt ein Teil des Lichts auf einen Umlenkspiegel, der den Lichtstrahl derart umlenkt, dass dieser parallel und unterhalb des Blocks 25 geführt wird. In dem Licht, welches parallel zum Optikträger 100 und parallel, unterhalb des Blocks 25 verläuft, ist jeweils ein Shutter 53, eine Einrichtung zur Specklereduzierung 54 und eine Homogenisierung 55 vorgesehen.
  • Bereits vorstehend beschrieben kann die optische Anordnung 40, bzw. 50 ebenfalls eine Homogenisierung 55, bzw. 45 umfassen. Die Homogenisierung 55, bzw. 45 dient dazu, das Objektfeld und die Pupille gleichmäßig auszuleuchten. Die gleichmäßige Objektausleuchtung sorgt dafür, dass das Messergebnis nicht vom Ort der zu vermessenden Struktur 3 im Objektfeld abhängt. Eine ungleichmäßige Pupillenausleuchtung führt dazu, dass es zu einem systematischen Messfehler kommt, der von der aktuellen Größe der Struktur 3 abhängt. Um dies zu vermeiden, wird ebenfalls bei kritischen Anwendungen, wie dies bei der Vermessung von Positionen von Strukturen 3 auf einem Objekt 2 der Fall ist, die Pupille homogenisiert.
  • Wenn als Beleuchtungseinrichtung 51 oder 41 ein Laser verwendet wird, ist der Kohärenzgrad dieser Lichtquelle zu hoch, so dass Speckle entstehen. Dies führt zu einem fleckigen, stark verrauschten Bild und ist für die Vermessung von Positionen von Strukturen 3 auf einem Objekt 2 nicht zu verwenden. Derartige Flecken führen bei der Auswertung zu Fehlern in der Positionsbestimmung. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, eine Einrichtung zur Specklereduzierung 54 oder 44 einzusetzen. Diese Einrichtungen beruhen im Wesentlichen darauf, dass man über mehrere Bilder eine Mittelwertbildung durchführt und dafür sorgt, dass die Speckle nicht zeitlich konstant sind. Dies kann auf eine der folgenden Arten geschehen.
  • Wird eine gepulste Lichtquelle verwendet, dann variiert das Speckle-Muster zwischen zwei Pulsen. Hier kann man z. B. über mehrere Einzelaufnahmen mitteln. Bei Dauerlichtquellen bieten sich rotierende Mattscheiben an. Die Mittelwertbildung erfolgt dann innerhalb der Belichtungszeit. Ebenso ist es denkbar, eine Glasfaser mit Modemixing-Eigenschaften zu verwenden. Somit kann durch diese Glasfaser eine Mittelung erreicht werden.
  • Bei den Beleuchtungseinrichtungen 51 oder 41 (außer der Excimer-Lampe) handelt es sich um gepulste Lichtquellen. Dabei treten unvermeidlich Schwankungen in der Intensität von Puls zu Puls auf. Um zu große Ausreißer zu detektieren, bzw. um die tatsächliche Pulsenergie korrigieren zu können, muss diese bei den Messungen mit protokolliert werden. Vorteilhaft hierfür ist die Anordnung eines Strahlmonitors 56 unmittelbar hinter dem Strahlabschwächer 52. Das Messergebnis des Strahlmonitors 56 kann somit zur automatischen Einstellung des Strahlabschwächers 52 verwendet werden.
  • Von Vorteil ist auch die Detektion der Intensität vor dem ersten optischen Element 9a (Objektiv im Auflichtfall), bzw. vor dem zweiten optischen Element 9b (Kondensor im Durchlichtfall), da an dieser Stelle auch Verluste im optischen Weg bis zu dieser Stelle erfasst werden. Mit fortschreitender Degradation der optischen Bauteile stimmt das Ergebnis der Intensitätsmessung direkt in der Nähe der Beleuchtungseinrichtung 41, bzw. direkt hinter dem Strahlabschwächer 42 nicht mehr mit der Intensität überein, die letztlich auf das Objekt 2, bzw. die Maske trifft. Dies würde ebenfalls wieder zu falschen Ergebnissen der Messung der Position der Struktur führen. Die Verwendung der gemessenen Intensität zur Korrektur der Ergebnisse bei der Messung der Position der Strukturen 3 auf einem Objekt 2 und zur Bestimmung der Degradation der Optik ist somit von Vorteil.
  • Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann denkbar, dass Abwandlungen und Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (83)

  1. Vorrichtung zur Bestimmung der Position einer Struktur (3) auf einem Objekt (2) in Bezug auf ein Koordinatensystem, dass das Objekt (2) auf einen in einer Ebene (25a) verfahrbaren Messtisch (20) gelegt ist, wobei ein Block (25) die Ebene (25a) definiert, dass mindestens ein Laser-Interferometersystem (24) zur Bestimmung einer Positionsverschiebung des Messtisches (20) in der Ebene (25a) vorgesehen ist, und dass mindestens eine optische Anordnung (40, 50) zur Durchlichtbeleuchtung und/oder Auflichtbeleuchtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung (40, 50) eine Beleuchtungseinrichtung (41, 51) zur Auflichtbeleuchtung und/oder Durchlichtbeleuchtung und mindestens ein optisches Element (9a, 9b) umfasst, wobei zumindest ein Teil des mindestens einen optischen Elements (9a, 9b) in den zwischen dem Block (25) und einem Optikträger (100) ausgebildeten Raum ragen, und dass der Block (25) und/oder der Optikträger (100) die Beleuchtungseinrichtung (41, 51) von der Ebene (25a), in der der Messtisch (20) verfahrbar ist, räumlich trennt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung als Lichtquelle mindestens einen Excimer-Laser oder mindestens einen frequenzvervielfachten Festkörper- oder Gaslaser oder mindestens eine Excimer-Lampe als Beleuchtungsquelle umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Excimer-Laser mit einer Einrichtung zur Begrenzung der Bandbreite ausgestattet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Element (9a, 9b) eine hochauflösende Mikroskop-Optik ist, die im Auflicht und/oder Durchlicht im Spektralbereich kleiner 400 nm ein Bild von der Struktur (3) auf der Oberfläche des Objekts (2) auf einen Detektor (34) abbildet.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung lediglich in der Auflichtanordnung angebracht ist und dass das erste optische Element (9a) gegenüber einer die Strukturen tragenden Oberfläche des Objekts in der Auflichtanordnung angebracht und als Objektiv ausgeführt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung lediglich in der Durchlichtanordnung angebracht ist und dass das zweite optische Element (9b) gegenüber einer nicht die Strukturen tragenden Oberfläche des Objekts in der Durchlichtanordnung angebracht und als Kondensor ausgeführt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung Licht für die Auflichtbeleuchtung und Durchlichtbeleuchtung zur Verfügung stellt, dass das optische Element (9a) gegenüber einer die Strukturen tragenden Oberfläche des Objekts in der Auflichtanordnung als Objektiv und das zweite optische Element (9b) gegenüber einer nicht die Strukturen tragenden Oberfläche des Objekts in der Durchlichtanordnung als Kondensor angebracht ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Auflichtbeleuchtung und die Durchlichtbeleuchtung jeweils eine separate Lichtquelle vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung im jeweiligen Beleuchtungszweig für die Auflichtbeleuchtung und/oder Durchlichtbeleuchtung jeweils mindestens eine Einrichtung zu Specklereduktion und/oder mindestens einen Shutter und/oder mindestens eine Homogenisierung und/oder mindesten einen Strahlabschwächer umfasst.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste optische Element (9a) der optischen Anordnung in der Auflichtanordnung angebracht ist, wobei das optische Element (9a) unterhalb des Optikträgers angeordnet ist, und dass die Beleuchtungseinrichtung Licht in einen ersten Beleuchtungszweig parallel zum Optikträger sendet.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Beleuchtungszweig der Strahlabschwächer, der Shutter, die Einrichtung zur Specklereduktion und eine Homogenisierung angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungseinrichtung ein Strahlmonitor zugeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Umlenkspiegel vorgesehen ist, der das Licht der Beleuchtungseinrichtung aus dem ersten Beleuchtungszweig auf das erste optische Element (9a) richtet.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Beleuchtungseinrichtung seitlich an der Vorrichtung angeordnet ist, wobei das Licht der Beleuchtungseinrichtung durch einen zweiten Umlenkspiegel derart umlenkbar ist, dass es entlang des ersten Beleuchtungszweigs parallel zum Optikträger verläuft.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Beleuchtungseinrichtung ferner der Strahlabschwächer und der Strahlmonitor seitlich an der Vorrichtung angeordnet sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftstrom zumindest auf die Beleuchtungseinrichtung richtbar ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite optische Element (9b) der optischen Anordnung in der Auflichtanordnung angebracht ist, wobei das zweite optische Element (9b) teilweise oberhalb des Blocks angeordnet ist, und dass unter dem Block die Beleuchtungseinrichtung Licht in einen zweiten Beleuchtungszweig unter dem Block sendet und dass eine die Strukturen tragende Oberfläche des Objekts dem zweiten optischen Element (9b) gegenüberliegt.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Beleuchtungszweig der Strahlabschwächer, der Shutter, die Einrichtung zur Specklereduktion und/oder eine Homogenisierung angeordnet ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungseinrichtung ein Strahlmonitor zugeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Umlenkspiegel vorgesehen ist, der das Licht aus dem zweiten Beleuchtungszweig der Beleuchtungseinrichtung durch den Block hindurch auf das zweite optische Element (9b) richtet.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Beleuchtungseinrichtung seitlich an der Vorrichtung angeordnet ist, wobei das Licht der Beleuchtungseinrichtung durch einen vierten Umlenkspiegel derart umlenkbar ist, dass es entlang des zweiten Beleuchtungszweigs unterhalb des Blocks verläuft.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Beleuchtungseinrichtung ferner der Strahlabschwächer und der Strahlmonitor seitlich an der Vorrichtung angeordnet sind.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftstrom zumindest auf die Beleuchtungseinrichtung richtbar ist.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung unter oder über dem Optikträger oder unter dem Block angeordnet ist und dass die eine Beleuchtungseinrichtung einen Lichtstrahl aussendet, der sowohl entlang eines ersten Beleuchtungszweigs parallel zum Optikträger zum ersten optischen Element (9a) als auch entlang eines zweiten Beleuchtungszweigs unter dem Block zum zweiten optischen Element (9b) verläuft.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung Licht parallel zum Optikträger aussendet, und dass ein Teiler vorgesehen ist, der einen Teil des Lichts der Beleuchtungseinrichtung durch den Block hindurch in den zweiten Beleuchtungszweig richtet.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein fünfter Umlenkspiegel das vom Teiler kommende Licht in den zweiten Beleuchtungszweig umlenkt.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung unter dem Block angeordnet ist, und dass ein Teiler vorgesehen ist, der einen Teil des Lichts der Beleuchtungseinrichtung durch den Block in den ersten Beleuchtungszweig richtet.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein sechster Umlenkspiegel das vom Teiler kommende Licht in den ersten Beleuchtungszweig umlenkt.
  29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Beleuchtungseinrichtung seitlich an der Vorrichtung angeordnet ist, wobei das Licht der Beleuchtungseinrichtung durch optische Mittel entlang des ersten Beleuchtungszweigs parallel zum Optikträger und entlang des zweiten Beleuchtungszweigs unterhalb des Blocks verläuft.
  30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftstrom zumindest auf die Beleuchtungseinrichtung richtbar ist.
  31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungseinrichtung ein Strahlabschwächer nachgeordnet ist.
  32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Beleuchtungseinrichtung ein Strahlmonitor zugeordnet ist.
  33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Beleuchtungszweig und im zweiten Beleuchtungszweig mindestens eine Einrichtung zur Specklereduktion und eine Homogenisierung angeordnet ist.
  34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Beleuchtungseinrichtung seitlich an der Vorrichtung angeordnet ist und einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang für Beleuchtungslicht aufweist, wobei der Lichtstrahl aus dem ersten Ausgang entlang eines ersten Beleuchtungszweigs parallel zum Optikträger zum ersten optischen Element (9a) und der Lichtstrahl aus dem zweiten Ausgang entlang eines zweiten Beleuchtungszweigs unter dem Block zum zweiten optischen Element (9b) verläuft.
  35. Vorrichtung nach der, Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftstrom zumindest auf die Beleuchtungseinrichtung richtbar ist.
  36. Vorrichtung nach den Ansprüche 34 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl dem ersten Ausgang als auch dem zweiten Ausgang ein Strahlabschwächer zugeordnet ist.
  37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht vom ersten Ausgang über einen Umlenkspiegel in den ersten Beleuchtungszweig parallel zum Optikträger lenkbar ist, und/oder dass das Beleuchtungslicht vom zweiten Ausgang über einen Umlenkspiegel in den zweiten Beleuchtungszweig unter dem Block lenkbar ist.
  38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Shutter als Verschluss ausgeführt ist.
  39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Shutter als Schwenkspiegel ausgeführt ist.
  40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Shutter als ein verfahrbarer Teiler oder Spiegel ausgeführt ist.
  41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Shutter unmittelbar hinter der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist.
  42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Beleuchtungszweig ein variabler Strahlabschwächer vorgesehen ist.
  43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlabschwächer aus einem Filterrad mit Plättchen unterschiedlicher Transmission besteht.
  44. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlabschwächer aus einem Filterrad mit Plättchen unterschiedlicher Reflexion besteht.
  45. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass eine variable Strahlabschwächung durch die Variation des Einfallswinkels des Lichts der mindestens einen Beleuchtungsquelle auf ein schief stehendes beschichtetes Substrat erfolgt, wobei das abgeschwächte und transmittierte Licht der Beleuchtungsquelle weiter verwendbar ist.
  46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch das schief stehende und beschichtete Substrat verursachter Strahlversatz durch ein weiteres schief stehendes Substrat kompensierbar ist.
  47. Vorrichtung nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Winkelverstellung der einzelnen Substrate motorisch erfolgt.
  48. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung für die Auflicht- und/oder Durchlichtbeleuchtung eine Homogenisierung für die Feldausleuchtung und/oder eine Homogenisierung für die Pupillen ausleuchtung des ersten optischen Elements (9a) und/oder des zweiten optischen Elements (9b) enthält.
  49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierung mittels Mikrolinsen erfolgt.
  50. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen als hexagonales Array ausgeführt sind.
  51. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen als orthogonales Array ausgeführt sind.
  52. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen als Zylinderlinsen ausgeführt sind, wobei zwei gekreuzte Zylinderlinsenarrays vorgesehen sind.
  53. Vorrichtung nach den Ansprüchen 49 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen eine asphärische Oberfläche aufweisen.
  54. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierung mit Hilfe eines diffraktiven Elements erfolgt.
  55. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Homogenisierung mit Hilfe eines Lichtmischstabs erfolgt.
  56. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Beleuchtungszweig und/oder im zweiten Beleuchtungszweig eine Einrichtung zur Specklereduzierung vorgesehen ist.
  57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einrichtung zur Specklereduzierung diffraktiv ausgeführt ist.
  58. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einrichtung zur Specklereduzierung eine rotierende Streuscheibe ist.
  59. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einrichtung zur Specklereduzierung eine Modemixing-Faser ist.
  60. Vorrichtung nach Anspruch 1 wobei die Beleuchtungseinrichtung an der Vorrichtung mit einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit befestigt ist, um den Wärmetransport auf den Optikträger und/oder den Block zu reduzieren.
  61. Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Kühlrippen vorgesehen sind, die die Verlustwärme an die Umgebungsluft abgeben und damit den Wärmetransport der Beleuchtungseinrichtung auf den Block und/oder den Optikträger weiter reduzieren.
  62. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klimakammer vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung außerhalb der Klimakammer angeordnet ist.
  63. Vorrichtung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass in der Klimakammer eine Schutzgasumgebung vorherrscht.
  64. Vorrichtung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass Stickstoff die Schutzgasumgebung in der gasdichten Klimakammer zur Verfügung stellt.
  65. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapselung für die optische Anordnung zur Durchlichtbeleuchtung und/oder Auflichtbeleuchtung vorgesehen ist, und dass die Kapselung mit Schutzgas befüllbar ist.
  66. Vorrichtung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kapselung das Schutzgas Stickstoff ist.
  67. Vorrichtung nach Anspruch 65 und 66, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kapselung ein Überdruck in Bezug auf den Umgebungsdruck vorherrscht.
  68. Verwendung mindestens einer Beleuchtungseinrichtung (41, 51) bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur (3) auf einem Objekt (2), wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (41, 51) in der Auflichtbeleuchtungsanordnung und/oder Durchlichtbeleuchtungsanordnung vorgesehen ist, und dass die Beleuchtungseinrichtung (41, 51) Licht für ein erstes optisches Element (9a) und/oder Licht für ein zweites optisches Element (9b) zur Verfügung stellt und dass der Beleuchtungseinrichtung (41, 51) mindestens eine Triggerung des Beleuchtungslichts zugeordnet ist.
  69. Verwendung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerung eine Abschaltung des von der Beleuchtungseinrichtung (41, 51) ausgehenden Lichts ist.
  70. Verwendung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerung ein Shutter ist.
  71. Verwendung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (41, 51) als Lichtquelle mindestens einen Excimer-Lasers oder mindestens einen frequenzvervielfachten Festkörper- oder Gaslasers oder mindestens eine Excimer-Lampe als Beleuchtungsquelle umfasst.
  72. Verwendung nach einem der Ansprüche 68 bis 71, dadurch gekennzeichnet, dass für die Auflichtbeleuchtung und die Durchlichtbeleuchtung jeweils eine separate Beleuchtungseinrichtung vorgesehen ist.
  73. Verwendung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine Lichtquelle, einen Strahlabschwächer und einen Shutter umfasst.
  74. Verwendung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Einrichtung zur Specklereduktion und/oder mindestens eine Homogenisierung umfasst.
  75. Verwendung nach einem der Ansprüche 68 bis 74, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung einen ersten und einen zweiten Abgang aufweist und dass das Licht in einen ersten Beleuchtungszweig und einen zweiten Beleuchtungszweig aufteilbar ist.
  76. Verwendung nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Beleuchtungszweig Licht für die Auflichtbeleuchtung zur Verfügung stellt und dass der zweite Beleuchtungszweig Licht für die Durchlichtbeleuchtung zur Verfügung stellt.
  77. Verwendung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlmonitor an einem Abgang der Beleuchtungseinrichtung vorgesehen ist.
  78. Verwendung von Schutzgas bei einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur (3) auf einem Objekt (2), wobei zumindest ein opti sches Bauteil im Weg des Lichts von mindestens einer Beleuchtungseinrichtung (41, 51) zu mindestens einem optischen Element (9a, 9b) von Schutzgas umgeben ist.
  79. Verwendung nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass alle optischen Bauteile im Weg des Lichts von der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung (41, 51) zu den optischen Elementen von Schutzgas umgeben sind, wobei hierzu die optischen Bauteile von einer Kapselung (50a) umgeben sind und das Licht der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung (41, 51) in der Kapselung verläuft.
  80. Verwendung nach einem der Ansprüche 78 oder 79 dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgas in der Kapselung Stickstoff ist.
  81. Verwendung nach einem der Ansprüche 78 oder 80 dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung zumindest teilweise von einer Klimakammer (500) umgeben ist.
  82. Verwendung nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kapselung (50a) ein Überdruck in Bezug auf den Umgebungsdruck in der Klimakammer (500) vorherrscht.
  83. Verwendung nach einem der Ansprüche 78 bis 82, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Bauteile, mindestens einen Shutter (43, 53), mindestens einen Strahlabschwächer (42), mindestens eine Einrichtung zur Specklereduktion und/oder mindestens eine Homogenisierung, sowie mindestens ein optisches Element (9a, 9b) umfassen.
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