DE102023204960A1 - Method for operating a lithography system and lithography system - Google Patents

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Toralf Gruner
Michael Carl
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lithografiesystems (100,200), wobei wenigstens eine Eigenschaft eines optischen Elements (2) des Lithografiesystems (100,200) während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems (100,200) mit einer Arbeitsstrahlung (8) bestimmt wird, wobei das optische Element (2) einen Elementkörper (6) und wenigstens eine an dem Elementkörper (6) angeordnete optische Oberfläche (7) aufweist, mittels welcher die Arbeitsstrahlung (8) beeinflusst wird. Erfindungsgemäß wird eine Messstrahlung (4) auf wenigstens eine an dem Elementkörper (6) angeordnete Beugungsstruktur (9) eingestrahlt, wonach die Messstrahlung (4) von der Beugungsstruktur (9) gebeugt wird und wonach die Messstrahlung (4) interferometrisch vermessen wird.The invention relates to a method for operating a lithography system (100,200), wherein at least one property of an optical element (2) of the lithography system (100,200) is determined during an exposure operation of the lithography system (100,200) with a working radiation (8), wherein the optical element ( 2) has an element body (6) and at least one optical surface (7) arranged on the element body (6), by means of which the working radiation (8) is influenced. According to the invention, a measuring radiation (4) is irradiated onto at least one diffraction structure (9) arranged on the element body (6), after which the measuring radiation (4) is diffracted by the diffraction structure (9) and after which the measuring radiation (4) is measured interferometrically.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lithografiesystems, wobei wenigstens eine Eigenschaft eines optischen Elements des Lithografiesystems während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems mit einer Arbeitsstrahlung bestimmt wird, wobei das optische Element einen Elementkörper und wenigstens eine an dem Elementkörper angeordnete optische Oberfläche aufweist, mittels welcher die Arbeitsstrahlung beeinflusst wird.The invention relates to a method for operating a lithography system, wherein at least one property of an optical element of the lithography system is determined during an exposure operation of the lithography system with a working radiation, the optical element having an element body and at least one optical surface arranged on the element body, by means of which the Working radiation is influenced.

Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterindustrie, welches wenigstens ein optisches Element, besonders bevorzugt einen Spiegel umfasst, wobei das wenigstens eine optische Element einen Elementkörper sowie eine optische Oberfläche zur Beeinflussung einer Arbeitsstrahlung aufweist.The invention further relates to a lithography system, in particular a projection exposure system for the semiconductor industry, which comprises at least one optical element, particularly preferably a mirror, wherein the at least one optical element has an element body and an optical surface for influencing a working radiation.

Die Funktionsfähigkeit von Systemen, welche zur Führung und Formung von Strahlung eingesetzt werden, beruht in besonderem Maße auf einer Kenntnis von Eigenschaften einzelner Komponenten des Systems, insbesondere einer Temperatur, einer möglichen Kontamination und/oder einer korrekten Positionierung hinsichtlich eines Abstands oder einer Lage der Komponenten.The functionality of systems used to guide and shape radiation is based in particular on knowledge of the properties of individual components of the system, in particular a temperature, possible contamination and/or correct positioning with regard to a distance or position of the components .

Insbesondere bei einer Verwendung von EUV- (Extrem-Ultra-Violett-) Strahlung werden aufgrund der geringen Wellenlänge der EUV-Strahlung hinsichtlich der korrekten Positionierung nur geringe Abweichungen der relativen Lage der Komponenten zueinander bzw. zu einem Referenzpunkt toleriert.Particularly when using EUV (extreme ultra violet) radiation, due to the short wavelength of the EUV radiation, only small deviations in the relative position of the components to one another or to a reference point are tolerated with regard to correct positioning.

Hierbei kann es vorkommen, dass nur Abweichungen von lediglich wenigen Pikometern tolerierbar sind.It can happen that only deviations of just a few picometers are tolerable.

Eine hochpräzise Positionsbestimmung kann auch für andere technische Gebiete relevant sein.Highly precise positioning can also be relevant for other technical areas.

Aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen und Verfahren zur Abstandsbestimmung unter derartig hohen Genauigkeitsanforderungen beruhen auf interferometrischen Messungen, da hierdurch Positionen messtechnisch mit hoher Präzision erfasst werden können.Devices and methods known from the prior art for determining distances with such high accuracy requirements are based on interferometric measurements, since positions can be recorded with high precision using measurements.

In der DE 10 2019 201 146 A1 wird eine interferometrische Messanordnung in einem optischen System beschrieben.In the DE 10 2019 201 146 A1 An interferometric measuring arrangement in an optical system is described.

Aus der DE10 2018 221 406 A1 ist ein diffraktives optisches Element, insbesondere ein computergeneriertes Hologramm (CGH), sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt.From the DE10 2018 221 406 A1 a diffractive optical element, in particular a computer-generated hologram (CGH), and a method for its production are known.

Die DE 10 2018 209 175 A1 offenbart ein Computer-generiertes Hologramm sowie ein Verfahren zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements.The DE 10 2018 209 175 A1 discloses a computer-generated hologram and a method for characterizing the surface shape of an optical element.

Aus der EP 1 901 125 A1 ist ein optisches System für Strahlung im EUV-Wellenlängenbereich, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage, mit wenigstens einer Vakuumkammer bekannt.From the EP 1 901 125 A1 an optical system for radiation in the EUV wavelength range, in particular a projection exposure system, with at least one vacuum chamber is known.

Die US 8 054 446 B2 offenbart eine EUV-Lithografievorrichtung mit wenigstens einer EUV-reflektiven optischen Oberfläche.The US 8,054,446 B2 discloses an EUV lithography device with at least one EUV reflective optical surface.

In der DE10 2018 221 405 A1 wird ein diffraktives optisches Element, insbesondere ein computergeneriertes Hologramm, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu entnehmen.In the DE10 2018 221 405 A1 A diffractive optical element, in particular a computer-generated hologram, and a method for producing it will be found.

Zur Beurteilung einer Systemperformance, insbesondere von optischen Performancegrößen, wird gemäß dem Stand der Technik innerhalb von Lithografiesystemen auf einem Waferlevel gemessen. Ein derartiges Messverfahren ist sehr zeitintensiv. To assess system performance, in particular optical performance variables, measurements are carried out at a wafer level within lithography systems according to the state of the art. Such a measuring method is very time-consuming.

Ferner kann hiermit nicht für alle gewünschten Parameter ein Messergebnis gewonnen werden.Furthermore, a measurement result cannot be obtained for all desired parameters.

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist deren unzureichende Messgenauigkeit und damit eine mangelnde Zuverlässigkeit bei einem Betrieb des Lithografiesystems.A disadvantage of the methods and devices known from the prior art is their insufficient measurement accuracy and thus a lack of reliability when operating the lithography system.

Aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise empfindlich gegenüber Gasen in Strahlengängen, welche vom Vakuum abweichende Brechzahlen aufweisen. Hierdurch können Messergebnisse verfälscht werden.Methods and devices known from the prior art are, for example, sensitive to gases in beam paths that have refractive indices that deviate from vacuum. This can falsify measurement results.

Ferner belegen die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen innerhalb eines Lithografiesystems wertvollen Bauraum, indem sie beispielsweise in eine vertikale Richtung ausgedehnt sind. Üblicherweise werden die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wenigstens teilweise mittels eines Fügeprozesses angebracht, welcher unter Umständen Ungenauigkeiten durch Kleberalterung bedingen kann. Ferner kann auch eine Reaktion eines Klebstoffs auf Feuchtigkeit und/oder eine thermische Verspannung aufgrund verschiedener thermischer Ausdehnungskoeffizienten der beteiligten Materialien zu einer Ungenauigkeit der Eigenschaftsbestimmung führen.Furthermore, the devices known from the prior art occupy valuable installation space within a lithography system, for example by being extended in a vertical direction. Usually, the devices known from the prior art are at least partially attached by means of a joining process, which may cause inaccuracies due to adhesive aging. Furthermore, a reaction of an adhesive to moisture and/or thermal distortion due to different thermal expansion coefficients of the materials involved can also lead to inaccuracy in the property determination.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Lithografiesystems zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zuverlässige und möglichst exakte Belichtung von Wafern ermöglicht.The present invention is based on the object of creating a method for operating a lithography system that overcomes the disadvantages of Stan of the technology, in particular enables reliable and as precise exposure of wafers as possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method with the features mentioned in claim 1.

Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine zuverlässige und möglichst exakte Belichtung von Wafern ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a lithography system that avoids the disadvantages of the prior art, in particular that enables reliable and as precise exposure of wafers as possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a lithography system with the features mentioned in claim 10.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Lithografiesystems wird wenigstens eine Eigenschaft eines optischen Elements des Lithografiesystems während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems mit der Arbeitsstrahlung bestimmt. Hierbei weist das optische Element einen Elementkörper und wenigstens eine an dem Elementkörper angeordnete optische Oberfläche auf, mittels welcher die Arbeitsstrahlung beeinflusst wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Messstrahlung auf wenigstens eine an dem Elementkörper angeordnete Beugungsstruktur eingestrahlt wird, wonach die Messstrahlung von der Beugungsstruktur gebeugt wird und wonach die Messstrahlung interferometrisch vermessen wird.In the method according to the invention for operating a lithography system, at least one property of an optical element of the lithography system is determined during an exposure operation of the lithography system with the working radiation. Here, the optical element has an element body and at least one optical surface arranged on the element body, by means of which the working radiation is influenced. According to the invention, it is provided that a measurement radiation is irradiated onto at least one diffraction structure arranged on the element body, after which the measurement radiation is diffracted by the diffraction structure and after which the measurement radiation is measured interferometrically.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine vorteilhaft hohe Auflösung speziell von Lithografieoptiken erreicht werden. Insbesondere in Lithografiesystemen, in welchen EUV-Licht-Arbeitsstrahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm genutzt wird, kann eine Auflösung erzielt werden, welche höher ist als eine Auflösung von Vorgängersystemen mit typischen Betriebswellenlängen von 365 nm, 248 nm oder 193 nm.By means of the method according to the invention, an advantageously high resolution can be achieved, especially of lithography optics. In particular, in lithography systems in which EUV light working radiation with a wavelength of 13.5 nm is used, a resolution can be achieved that is higher than a resolution of previous systems with typical operating wavelengths of 365 nm, 248 nm or 193 nm.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Verwendung in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, da zur Führung und Formung von EUV-Licht auf brechende Medien verzichtet wird, welche bei diesen Wellenlängen nicht mehr sinnvoll einsetzbar sind und auf reine Spiegelsysteme zurückgegriffen wird, die entweder in nahezu senkrechtem Einfall und/oder streifend arbeiten.The method according to the invention is particularly suitable for use in an EUV projection exposure system, since refracting media is dispensed with for guiding and shaping EUV light, which can no longer be used meaningfully at these wavelengths, and pure mirror systems are used, which are either almost vertical Work incidentally and/or grazingly.

Derartige Spiegel weisen eine erhebliche stärkere Sensitivität auf Positionsänderungen im Vergleich zu Linsen auf, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft einsetzbar ist. Die Vorzüglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bei reinen Spiegelsystemen kann dadurch veranschaulicht werden, dass ein Strahlverlauf bei einem Spiegel im Vergleich zu einer Linse betrachtet wird. Bei der Linse kompensieren eine Vorderseite und eine Rückseite eine Strahlrichtungsänderung in erheblichem Umfang. Ferner kommt üblicherweise ein Brechzahlunterschied von etwa 0,5 zum Tragen. Ein Spiegel hingegen verdoppelt annäherungsweise einen Kippfehler als Wirkung auf einen reflektierten Strahl der Arbeitsstrahlung.Such mirrors have a considerably greater sensitivity to position changes compared to lenses, which means that the method according to the invention can be used particularly advantageously in this context. The excellence of the method according to the invention in pure mirror systems can be illustrated by considering a beam path in a mirror in comparison to a lens. The lens has a front and a back to compensate for a change in beam direction to a considerable extent. Furthermore, a difference in refractive index of around 0.5 usually comes into play. A mirror, on the other hand, approximately doubles a tilt error as an effect on a reflected beam of working radiation.

Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die optischen Elemente, insbesondere EUV-Spiegel gravitationskompensiert bzw. fliegend bzw. mit Hilfe einer Gewichtskraftkompensationseinrichtung gelagert werden.It can advantageously be provided that the optical elements, in particular EUV mirrors, are stored in a gravity-compensated or floating manner or with the aid of a weight force compensation device.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner ein besseres Verhältnis zwischen einem benötigten Bauraum und einer Funktionalität zur Charakterisierung des Spiegels bzw. der Bestimmung wenigstens einer Eigenschaft des Spiegels sowie eine verringerte Sensitivität des Bestimmungsvorgangs gegenüber Umwelteinflüssen.The method according to the invention also enables a better relationship between a required installation space and a functionality for characterizing the mirror or determining at least one property of the mirror, as well as a reduced sensitivity of the determination process to environmental influences.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Eigenschaft des wenigstens einen optischen Element eine Lage, insbesondere ein Abstand zwischen dem optischen Element des Lithografiesystems und einer Sollposition des optischen Elements ist.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the property of the at least one optical element is a position, in particular a distance, between the optical element of the lithography system and a target position of the optical element.

Im Rahmen der Erfindung kann die Lage des optischen Elements eine Information über eine Schwerpunktposition und/oder eine Information über eine Orientierung im Raum beinhalten.Within the scope of the invention, the position of the optical element can contain information about a center of gravity position and/or information about an orientation in space.

Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten interferometrischen Anordnungen und/oder Interferometern, bei denen zum Beispiel auf dem optischen Element Zielspiegel bzw. sogenannte Targets angebracht und beispielsweise mittels Frequenzkämmen angemessen werden, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil einer einfacheren und zuverlässigeren Bestimmung des Abstands.In comparison to interferometric arrangements and/or interferometers known from the prior art, in which, for example, aiming mirrors or so-called targets are attached to the optical element and adjusted, for example, by means of frequency combs, the method according to the invention has the advantage of a simpler and more reliable determination of the distance .

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Beugungsstruktur mit einem

  • - Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von weniger als 4000 nm, bevorzugt weniger als 2000 nm, und/oder
  • - sichtbaren Licht und/oder
  • - ultravioletten Licht mit einer Wellenlänge von mehr als 150 nm

als Messstrahlung beleuchtet wird.In an advantageous development of the method according to the invention it can be provided that the diffraction structure with a
  • - Infrared light with a wavelength of less than 4000 nm, preferably less than 2000 nm, and/or
  • - visible light and/or
  • - ultraviolet light with a wavelength of more than 150 nm

is illuminated as measuring radiation.

Es kann vorgesehen sein, dass die Wellenlänge der Messstrahlung bevorzugt von der Betriebswellenlänge der Arbeitsstrahlung, zu deren Führung und Formung die optische Oberfläche des optischen Elements eingerichtet ist, abweicht. Hierzu hat es sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Beugungsstruktur mit Infrarotlicht einer Wellenlänge unterhalb von 4000 nm, bevorzugt unterhalb von 2000 nm, und/oder mit sichtbarem Licht und/oder mit ultraviolettem Licht einer Wellenlänge von mehr als 150 nm zu Messzwecken beleuchtet wird.It can be provided that the wavelength of the measuring radiation preferably deviates from the operating wavelength of the working radiation, to guide and shape the optical surface of the optical element. For this purpose, it has proven to be particularly advantageous within the scope of the invention if the diffraction structure is illuminated with infrared light with a wavelength of below 4000 nm, preferably below 2000 nm, and/or with visible light and/or with ultraviolet light with a wavelength of more than 150 nm illuminated for measurement purposes.

Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Beugungsstruktur mit einem breiten Spektrum elektromagnetischer Wellen von einem Infrarotbereich bis zu einem Ultraviolettbereich beleuchtet wird. Bevorzugt wird eine Wellenlänge der Messstrahlung gewählt, welche eine Verwendung ökonomisch intensiver Messstrahlungsquellen sowie die Verwendung von Interferometeroptiken erlaubt. Ferner ist eine Wahl der Wellenlänge der Messstrahlung von Vorteil, welche die Verwendung ökonomisch günstig herstellbarer diffraktiver Strukturen ermöglicht. Beispielsweise sind ferner Wellenlängen in einem sichtbaren Lichtbereich dank ihrer leichten Justierbarkeit gut zur Verwendung als Messstrahlung geeignet.It can be provided that the at least one diffraction structure is illuminated with a broad spectrum of electromagnetic waves from an infrared range to an ultraviolet range. A wavelength of the measurement radiation is preferably selected which allows the use of economically intensive measurement radiation sources and the use of interferometer optics. Furthermore, a choice of the wavelength of the measuring radiation is advantageous, which enables the use of diffractive structures that can be produced economically. For example, wavelengths in a visible light range are also well suited for use as measuring radiation thanks to their easy adjustability.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine interferometrische Überlagerung der Messstrahlung mit einer Vergleichswelle oder mit einer in abweichender Ordnung gebeugten Welle der Messstrahlung sowie eine Vermessung eines resultierenden Interferenzmusters erfolgt. In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that an interferometric superimposition of the measurement radiation with a comparison wave or with a wave of the measurement radiation diffracted in a different order and a measurement of a resulting interference pattern take place.

Eine interferometrische Vermessung der von der Beugungsstruktur zurückgeworfenen Messstrahlung lässt sich auf einfache und zuverlässige Weise durch die vorbeschriebene interferometrische Überlagerung mit einer Vergleichswelle oder einer in abweichender Ordnung gebeugten Welle sowie einer Vermessung des resultierenden Interferenzmusters realisieren.An interferometric measurement of the measurement radiation reflected by the diffraction structure can be realized in a simple and reliable manner by the above-described interferometric superimposition with a comparison wave or a wave diffracted in a different order and a measurement of the resulting interference pattern.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels der Vermessung der von der Beugungsstruktur gebeugten Messstrahlung eine Lageinformation des optischen Elements ermittelt wird, wobei die Lageinformation

  • - zeitabhängig ist, und/oder
  • - einen oder mehrere Schwingungszustände umfasst.
In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that position information of the optical element is determined by measuring the measuring radiation diffracted by the diffraction structure, the position information
  • - is time dependent, and/or
  • - includes one or more vibration states.

Eine dynamische Ermittlung der Lageinformation mit hoher Zeitauflösung hat den Vorteil, dass bei einer ausreichend hohen Abtastung auch Schwingungen des optischen Elements am Ort der Beugungsstruktur, insbesondere einer CGH-Position gemessen werden können. Selbst bei einer unzureichenden Abtastung kann eine Dynamik des optischen Elements ermittelt werden, in dem simultan mehrere Phasenlagen mehrerer Beugungsstrukturen, insbesondere mehrerer Gitter, unterschiedlicher, vorzugsweise inkommensurabler Perioden bestimmt werden.A dynamic determination of the position information with high time resolution has the advantage that with a sufficiently high sampling, vibrations of the optical element at the location of the diffraction structure, in particular a CGH position, can also be measured. Even if the scanning is insufficient, a dynamic of the optical element can be determined by simultaneously determining several phase positions of several diffraction structures, in particular several gratings, of different, preferably incommensurable, periods.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn bei einer relativ zu der aufzulösenden Schwingungsfrequenz niedrig gewählten Abtastrate entsprechend mehr unterschiedliche Beugungsstrukturen bzw. unterschiedliche Gitter vorgesehen werden.It is advantageous here if, with a sampling rate selected to be low relative to the oscillation frequency to be resolved, correspondingly more different diffraction structures or different gratings are provided.

Mittels der vorbeschriebenen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann demnach eine Lageinformation des optischen Elements generiert werden, die zeitabhängig sein kann und insbesondere auch Schwingungszustände erfassen kann.By means of the above-described development of the method according to the invention, position information of the optical element can be generated, which can be time-dependent and, in particular, can also detect vibration states.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Lageinformation als Eingabe für einen Korrekturprozess zur Ermittlung und/oder Einstellung einer Lageabweichung des optischen Elements gegenüber der Sollposition verwendet wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the position information is used as input for a correction process for determining and/or setting a positional deviation of the optical element compared to the target position.

Ist ein Korrekturprozess vorgesehen, so profitiert dieser in besonderem Maße von der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Lageabweichung zwischen dem optischen Element und seiner Sollposition. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von gravitationskompensiert gelagerten Spiegeln in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen.If a correction process is provided, it benefits in particular from the positional deviation between the optical element and its target position determined by the method according to the invention. This applies in particular when using gravity-compensated mirrors in EUV projection exposure systems.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Korrekturprozess wenigstens einer Aberrationsgröße in einer Abbildung der Arbeitsstrahlung vorgesehen ist, und/oder

  • - eine kompensierende Positionsänderung vorgesehen ist, welche durch die Lageabweichung beeinflusst wird, wobei die Positionsänderung mittels wenigstens einer an dem optischen Element und/oder an einem Retikel und/oder anderen optischen Elementen eines optischen Systems angreifenden Manipulatoreinrichtung, erzielt wird, und/oder
  • - eine aktive Kompensation und/oder eine Dämpfung eingebrachter Schwingungsanregungen durchgeführt wird.
In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that a correction process is provided for at least one aberration quantity in an image of the working radiation, and/or
  • - a compensating position change is provided, which is influenced by the position deviation, the position change being achieved by means of at least one manipulator device acting on the optical element and/or on a reticle and/or other optical elements of an optical system, and/or
  • - Active compensation and/or damping of introduced vibration excitations is carried out.

Hierdurch kann auf Grundlage der ermittelten Eigenschaft des wenigstens einen optischen Elements direkt auf eine Abbildungsqualität des Lithografiesystems eingewirkt werden. Durch die konstant hohe Abbildungsqualität wird wiederum eine Herstellung präzise gefertigter Computerchips ermöglicht.This makes it possible to directly influence the imaging quality of the lithography system based on the determined property of the at least one optical element. Through the constant High image quality in turn enables the production of precisely manufactured computer chips.

Insbesondere bei gravitationskompensiert gelagerten EUV-Spiegeln ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine andauernde bzw. fortlaufende Vermessung der Position der Spiegel während eines Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage bzw. während der Bestrahlung mit der Arbeitsstrahlung und somit eine zeitnahe Nachkorrektur der Position.In particular in the case of EUV mirrors mounted in a gravity-compensated manner, the method according to the invention enables a continuous or continuous measurement of the position of the mirrors during operation of the projection exposure system or during irradiation with the working radiation and thus a timely post-correction of the position.

Hierzu kann es vorgesehen sein, dass ein Abstand des wenigstens einen optischen Elements von der Sollposition gemessen und mittels der Manipulatoreinrichtung verändert wird, wobei das optische Element vorzugsweise in die Sollposition verbracht wird.For this purpose, it can be provided that a distance of the at least one optical element from the target position is measured and changed by means of the manipulator device, the optical element preferably being moved into the target position.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels der Vermessung der Messstrahlung und/oder der Beugungsstruktur eine Temperaturinformation über das optische Element gewonnen wird, wobei die Temperaturinformation vorzugsweise als Eingabe für einen Korrekturprozess bezüglich einer Temperatur für das optische Element dient, wobei zur Ermittlung der Temperaturinformation

  • - eine Intensitätsänderung eines auf das optische Element einstrahlenden Vorheizers, und/oder
  • - eine Temperaturänderung und/oder eine Flussratenänderung eines das optische Element durchströmenden Fluids und/oder
  • - eine Variation eines Drucks eines das optische Element umgebenden Gases erfasst wird.
In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that temperature information about the optical element is obtained by measuring the measuring radiation and / or the diffraction structure, the temperature information preferably serving as input for a correction process with regard to a temperature for the optical element, whereby to determine the temperature information
  • - a change in the intensity of a preheater radiating onto the optical element, and/or
  • - a change in temperature and/or a change in flow rate of a fluid flowing through the optical element and/or
  • - a variation of a pressure of a gas surrounding the optical element is detected.

Als wenigstens eine Eigenschaft des optischen Elements kann in vorteilhafter Weise eine Temperaturinformation über das optische Element mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnen werden.As at least one property of the optical element, temperature information about the optical element can advantageously be obtained using the method according to the invention.

Temperaturunterschiede innerhalb des optischen Elements oder zwischen dem optischen Element und seiner Umgebung können aufgrund thermischer Ausdehnung zu Abstandsänderungen zwischen zwei an dem optischen Element angebrachten Beugungsstrukturen, insbesondere CGH-Strukturen, oder zu Änderungen von Parametern innerhalb der wenigstens einen Beugungsstruktur, wie beispielsweise eine Periodenlänge, führen.Temperature differences within the optical element or between the optical element and its surroundings can, due to thermal expansion, lead to changes in the distance between two diffraction structures attached to the optical element, in particular CGH structures, or to changes in parameters within the at least one diffraction structure, such as a period length .

Werden mittels der Messstrahlung Positionen zweier an dem optischen Element angeordneter Beugungsstrukturen vermessen, so lässt sich mittels der Positionsmessungen innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens mit hoher Genauigkeit auf diesen Abstand und damit auf eine thermische Ausdehnung und damit auf Temperaturunterschiede schließen.If positions of two diffraction structures arranged on the optical element are measured using the measuring radiation, this distance and thus thermal expansion and thus temperature differences can be inferred with high accuracy using the position measurements within the method according to the invention.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Beugungsstrukturen auf einem Hilfsmaterial mit angepasster Formgebung, insbesondere einer Keilform und/oder einer Bogenform angebracht werden.Alternatively or additionally, it can be provided that the diffraction structures are attached to an auxiliary material with an adapted shape, in particular a wedge shape and/or an arch shape.

Das Hilfsmaterial weist vorzugsweise einen bekannten, linearen und hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf. Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Hilfsmaterial keine oder wenig Spannungen auf das optische Element übertragen kann, wobei das optische Element üblicherweise einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.The auxiliary material preferably has a known, linear and high coefficient of thermal expansion. It is particularly advantageous if the auxiliary material can transfer little or no stress to the optical element, the optical element usually having a low coefficient of thermal expansion.

Es kann vorgesehen sein, dass das Hilfsmaterial aus Kupfer ausgebildet ist und/oder über eine Wärmeleitpaste mit dem optischen Element und/oder der Beugungsstruktur verbunden ist.It can be provided that the auxiliary material is made of copper and/or is connected to the optical element and/or the diffraction structure via a thermal paste.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Hilfsmaterial derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass bei einer thermischen Ausdehnung ein Winkel oder eine Krümmung geändert wird, in welcher die Beugungsstruktur zu einem Strahlengang der Messstrahlung steht. Ein derartiger Winkel oder eine derartige Krümmung kann interferometrisch im Rahmen des Verfahrens detektiert werden. Hierdurch lässt sich die Temperatur des optischen Elements am Orte der Beugungsstruktur berührungsfrei messen.Furthermore, it can be provided that the auxiliary material is designed and set up in such a way that, in the event of thermal expansion, an angle or a curvature is changed at which the diffraction structure stands relative to a beam path of the measuring radiation. Such an angle or curvature can be detected interferometrically as part of the method. This allows the temperature of the optical element at the location of the diffraction structure to be measured without contact.

Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Temperaturinformation

  • - als Eingabe für einen Korrekturprozess wenigstens einer Aberrationsgröße in einer Abbildung der Arbeitsstrahlung verwendet wird, welche durch eine Temperaturverteilung des optischen Elements beeinflusst wird, wobei bei dem Korrekturprozess eine aktive Kompensation durchgeführt wird, welche vorzugsweise mittels wenigstens einer Manipulatoreinrichtung an dem optischen Element und/oder an einem Retikel, und/der an dem Elementkörper und/oder anderen optischen Elementen eines optischen Systems erfolgt, und/oder
  • - als Einflussgröße auf einen Belichtungsprozess verwendet wird, indem vorzugsweise ein höherer oder niedrigerer Durchsatz des Belichtungsprozesses eingestellt wird, um die aus der Arbeitsstrahlung absorbierte Energie einem Zielwert anzugleichen.
It can advantageously be provided that the temperature information
  • - is used as input for a correction process of at least one aberration size in an image of the working radiation, which is influenced by a temperature distribution of the optical element, with active compensation being carried out in the correction process, which is preferably carried out by means of at least one manipulator device on the optical element and/or on a reticle, and/which takes place on the element body and/or other optical elements of an optical system, and/or
  • - is used as an influencing variable on an exposure process by preferably setting a higher or lower throughput of the exposure process in order to adjust the energy absorbed from the working radiation to a target value.

Es kann vorgesehen sein, dass sich das optische Element in dem EUV-Lithografiesystem nicht in einem Hochvakuum, sondern in einer sehr dünnen Atmosphäre aus einem Restgas befindet.It can be provided that the optical element in the EUV lithography system is not in a high vacuum, but in a very thin atmosphere made up of a residual gas.

Die Zusammensetzung der Restgases kann vorzugsweise derart gewählt werden, dass durch ein Plasma, welches durch die Bestrahlung des Restgases mit EUV-Licht während eines Betriebs des EUV-Lithografiesystems gebildet wird, die optische Oberfläche, insbesondere eine Spiegeloberfläche, gereinigt wird.The composition of the residual gas can preferably be selected such that the optical surface, in particular a mirror surface, is cleaned by a plasma which is formed by irradiating the residual gas with EUV light during operation of the EUV lithography system.

Das Restgas kann jedoch auch störende Anteile aufweisen, die beispielsweise. aus einem Fotolack herausdiffundieren und die optische Oberfläche angreifen und unter Umständen zerstören können. Die verdünnte Atmosphäre spielt außerdem eine wichtige Rolle bei einem Abtransport einer Wärme aus dem Elementkörper, insbesondere einem Spiegelkörper.However, the residual gas can also contain disturbing components, for example. diffuse out of a photoresist and attack and possibly destroy the optical surface. The rarefied atmosphere also plays an important role in removing heat from the element body, in particular a mirror body.

Die vorbeschriebene Erfassung der Temperaturinformation kann eine Bestimmung einer Dichte und somit einer Leitfähigkeit der dünnen Restgas-Atmosphäre im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere mit einem interferometrischen Aufbau, umfassen. Hierdurch wird eine Vorhersage des thermalen Verhaltens des optischen Elements ermöglicht. Ferner kann vorzugsweise eine chemische Zusammensetzung des Restgases bestimmt werden.The above-described detection of the temperature information can include a determination of a density and thus a conductivity of the thin residual gas atmosphere within the scope of the method according to the invention, in particular with an interferometric setup. This makes it possible to predict the thermal behavior of the optical element. Furthermore, a chemical composition of the residual gas can preferably be determined.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels der Vermessung der Messstrahlung und/oder der Beugungsstruktur eine Kontaminationsinformation bezüglich des optischen Elementes gewonnen wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that contamination information regarding the optical element is obtained by measuring the measuring radiation and/or the diffraction structure.

Eine Beugungscharakteristik des Beugungselements kann beispielsweise durch Verunreinigungen bzw. Kontaminationen empfindlich verändert werden. Eine Intensität und/oder eine Phasenlage einer durch die Beugungsstruktur erzeugten Welle werden nachweisbar schon durch dünne Schichten zusätzlichen, auf der Beugungsstruktur angelagerten, Materials beeinflusst und können interferometrisch beobachtet werden.A diffraction characteristic of the diffraction element can be sensitively changed, for example, by impurities or contamination. An intensity and/or a phase position of a wave generated by the diffraction structure are demonstrably influenced by thin layers of additional material deposited on the diffraction structure and can be observed interferometrically.

Hierdurch eignen sich Beugungsstrukturen, welche an dem optischen Element angeordnet sind, zur frühzeitigen Erkennung sich aufbauender Verunreinigungen. Von Vorteil ist es, wenn diese Verunreinigungen detektiert werden, bevor diese einen Strahlengang der Arbeitsstrahlung signifikant stören.This makes diffraction structures, which are arranged on the optical element, suitable for the early detection of contaminants that are building up. It is advantageous if these contaminants are detected before they significantly disrupt a beam path of the working radiation.

Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Kontaminationsinformation vorzugsweise

  • - zur Planung einer Wartungsaktivität, insbesondere eines Austauschs des optischen Elements und/oder einer Reinigungsmaßnahme, verwendet wird, und/oder
  • - zur Einleitung von Maßnahmen verwendet wird, die vorzugsweise eine Reinigung eines Spülgases und/oder eine Variation einer Zusammensetzung eines Spülgases und/oder einen Reinigungsprozess, besonders bevorzugt eine chemisch unterstützte Photoreinigung, umfassen, und/oder
  • - als Eingang für einen Korrekturprozess verwendet wird, wobei bei dem Korrekturprozess vorzugsweise mittels wenigstens eines Kompensators eine Intensitätsverteilung in der Austrittspupille und/oder ein Uniformitätsverlauf über ein Feld der Arbeitsstrahlung eingestellt wird.
It can advantageously be provided that the contamination information preferably
  • - used to plan a maintenance activity, in particular a replacement of the optical element and/or a cleaning measure, and/or
  • - is used to initiate measures which preferably include a purification of a purge gas and/or a variation of a composition of a purge gas and/or a purification process, particularly preferably a chemically assisted photopurification, and/or
  • - is used as an input for a correction process, wherein in the correction process an intensity distribution in the exit pupil and/or a uniformity curve over a field of the working radiation is preferably set by means of at least one compensator.

Von Vorteil ist es, dass hierdurch rechtzeitig Wartungsaktivitäten, ein erhöhter Spülfluss in einer Nähe des optischen Elements, eine Leckageursachensuche und/oder eine Kontaminationsursachensuche und/oder andere Aktivitäten begonnen werden können, welche das Lithografiesystem innerhalb seiner Spezifikation erhalten oder in einen Bereich der Spezifikationen zurückverbringen.It is advantageous that maintenance activities, an increased flushing flow in the vicinity of the optical element, a search for the cause of leakage and/or a search for the cause of contamination and/or other activities can be started in a timely manner, which maintain the lithography system within its specification or bring it back into a range of the specifications .

Es kann vorgesehen sein, dass mittels mehrerer örtlich verschiedener Beugungsstrukturen (örtlich verschiedener diffraktiver Elemente) eine Ausbreitung einer Kontamination verfolgt und eine Spur zu einer Verunreinigungsquelle zurückverfolgt werden kann.It can be provided that by means of several locally different diffraction structures (locally different diffractive elements) the spread of a contamination can be tracked and a trace can be traced back to a source of contamination.

Es kann vorgesehen sein, dass ein beispielsweise in Wartungspausen in das Lithografiesystem eindringendes Wasser, welches an die wenigstens eine Beugungsstruktur angelagert wird und beispielsweise durch ein Aufquellen einer Veränderung geometrischer Kenngrößen oder eines Brechungsindex hervorrufen und eine spezifische Veränderung der gebeugten Messstrahlung bewirkt, detektiert wird.It can be provided that water penetrating into the lithography system, for example during maintenance breaks, which is attached to the at least one diffraction structure and causes a change in geometric parameters or a refractive index, for example by swelling, and causes a specific change in the diffracted measurement radiation, is detected.

Hierdurch können dann mittels der interferometrischen Vermessung der Messstrahlung Informationen über einen zeitabhängigen Wassergehalt innerhalb des Lithografiesystems gewonnen werden, auch wenn der Wassergehalt in einem späteren Betrieb des Lithografiesystems abgesenkt wird bzw. das Wasser abgegeben wird. Hierdurch lässt sich ein Feuchtigkeitsgehalt von Klebstoffen in der Nähe der Beugungsstruktur abschätzen, welcher beispielsweise an Buchsen Verspannungen hervorrufen kann.As a result, information about a time-dependent water content within the lithography system can then be obtained by means of the interferometric measurement of the measuring radiation, even if the water content is reduced or the water is released in a later operation of the lithography system. This makes it possible to estimate the moisture content of adhesives in the vicinity of the diffraction structure, which can cause tension in sockets, for example.

Im Rahmen der Erfindung kann als eine Eigenschaft des wenigstens einen optischen Elements auch eine Dichte und/oder eine Zusammensetzung von Gasen in der Umgebung des optischen Elements betrachtet werden, da diese auf die optischen Eigenschaften des optischen Elements Einfluss nehmen.Within the scope of the invention, a density and/or a composition of gases in the vicinity of the optical element can also be considered as a property of the at least one optical element, since these influence the optical properties of the optical element.

Die Dichte und/oder die Zusammensetzung der Gase zwischen verschiedenen optischen Elementen und/oder zwischen dem optischen Element und der Detektoreinrichtung kann sich während eines Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage ändern. Dies kann beispielsweise eine Entfernungsänderung zwischen dem optischen Element und der Detektoreinrichtung vortäuschen.The density and/or the composition of the gases between different optical elements and/or between the optical element and the detector device can change during operation of the projection exposure system. This can, for example, simulate a change in distance between the optical element and the detector device.

Es kann vorgesehen sein, dass zwischen echten Lageunterschieden und gasinduzierten Signalen unterschieden wird, indem eine gegenseitige Kalibrierung durchgeführt wird. Insbesondere kann bei der gegenseitigen Kalibrierung die Beugungsstruktur mehrere Wellen generieren, die sich vorzugsweise mit unterschiedlichen Winkeln und/oder auf unterschiedlichen Längen durch Abschnitte bzw. Bereiche der umgebenden Atmosphäre derart ausbreiten, dass eine redundante Information bezüglich der Lageunterschiede erfasst werden kann. Unterschiede in solchen redundanten Informationsflüssen können dann zur Kalibrierung herangezogen werden.It can be provided that a distinction is made between real position differences and gas-induced signals by carrying out a mutual calibration. In particular, during mutual calibration, the diffraction structure can generate several waves, which preferably propagate at different angles and/or at different lengths through sections or areas of the surrounding atmosphere in such a way that redundant information regarding the position differences can be recorded. Differences in such redundant information flows can then be used for calibration.

Von besonderem Vorteil ist eine derartige Detektion von Dichtefluktuationen in DUV-(Deep-Ultra-Violett-) Projektionsbelichtungsanlagen, während in Vakuumsystemen von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen typische Dichteänderungen unter Umständen zu gering sind, um detektiert zu werden.Such detection of density fluctuations is particularly advantageous in DUV (deep ultraviolet) projection exposure systems, while in vacuum systems of EUV projection exposure systems, typical density changes may be too small to be detected.

Es kann vorgesehen sein, dass eine ein Zinn aufweisende Kontamination detektiert wird.It can be provided that a contamination containing tin is detected.

Auch in Vakuumsystemen von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen können singuläre Ereignisse stattfinden, bei welchen Material in einen Strahlengang der Messstrahlung transportiert wird. Unter Umständen kann sich in seltenen Fällen Zinn ausgehend von einer Laser-Plasma-Quelle der EUV-Projektionsbelichtungsanlage bis in ein Projektionssystem bewegen. Hierbei kann das Zinn insbesondere in Gasform vorliegen.Even in vacuum systems of EUV projection exposure systems, singular events can take place in which material is transported into a beam path of the measuring radiation. In rare cases, tin can move from a laser plasma source of the EUV projection exposure system into a projection system. The tin can be present in particular in gas form.

Es kann vorgesehen sein, dass die Messstrahlung eine Wellenlänge aufweist, welche von Zinn, insbesondere gasförmigem Zinn, stark absorbiert wird und/oder bei welcher Zinn, insbesondere gasförmiges Zinn, eine hohe Brechzahl aufweist. Hierbei können beide Phänomene in Kombination auftreten.It can be provided that the measuring radiation has a wavelength which is strongly absorbed by tin, in particular gaseous tin, and/or at which tin, in particular gaseous tin, has a high refractive index. Both phenomena can occur in combination.

Durch eine derartige auf die spektralen Eigenschaften von Zinn ausgerichtete Messstrahlung kann ein Nachweis eines solchen zeitlich eng befristeten Ereignisses erbracht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auf einer Spektrallinie von Zinn gemessen wird. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Messstrahlung Wellenlängen in einem UV-Bereich, insbesondere von 224 bis 225, 235 bis 236 und 286 bis 287 nm aufweist.Such a measurement radiation aimed at the spectral properties of tin can provide evidence of such a short-term event. In particular, it can be provided that measurements are taken on a spectral line of tin. It can preferably be provided that the measuring radiation has wavelengths in a UV range, in particular from 224 to 225, 235 to 236 and 286 to 287 nm.

Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Spektralbereich der verwendeten Messstrahlung auf nachzuweisende bzw. zu detektierende Materialien angepasst ist. Insbesondere kann der Spektralbereich der Messstrahlung auf sogenannte HIO-Materialien angepasst sein, wobei die Messwellenlänge an deren spezifische Spektrallinien anzupassen ist.It can also be provided that the spectral range of the measuring radiation used is adapted to the materials to be detected or detected. In particular, the spectral range of the measurement radiation can be adapted to so-called HIO materials, with the measurement wavelength being adapted to their specific spectral lines.

Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen.The invention further relates to a lithography system with the features mentioned in claim 10.

Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterindustrie umfasst wenigstens ein optisches Element, besonders bevorzugt einen Spiegel, wobei das wenigstens eine optische Element einen Elementkörper sowie eine optische Oberfläche zur Beeinflussung einer Arbeitsstrahlung aufweist. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Bestimmung wenigstens einer Eigenschaft des wenigstens einen optischen Elements während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems mit der Arbeitsstrahlung vorgesehen. Hierbei weist die Vorrichtung eine Messstrahlungsquelle zur Erzeugung einer Messstrahlung und eine Detektoreinrichtung zur interferometrischen Vermessung der Messstrahlung auf. Ferner weist der Elementkörper wenigstens eine Beugungsstruktur zur Beugung der Messstrahlung auf. Alternativ oder zusätzlich ist das Lithografiesystem mittels des vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner vorteilhaften Ausführungsformen betrieben.The lithography system according to the invention, in particular a projection exposure system for the semiconductor industry, comprises at least one optical element, particularly preferably a mirror, wherein the at least one optical element has an element body and an optical surface for influencing a working radiation. According to the invention, a device is provided for determining at least one property of the at least one optical element during an exposure operation of the lithography system with the working radiation. Here, the device has a measuring radiation source for generating measuring radiation and a detector device for interferometric measurement of the measuring radiation. Furthermore, the element body has at least one diffraction structure for diffraction of the measurement radiation. Alternatively or additionally, the lithography system is operated using the method according to the invention described above or one of its advantageous embodiments.

Mittels des erfindungsgemäßen Lithografiesystems kann beispielsweise analysiert werden, welcher Spiegel eine signifikante Veränderung erfahren hat, die wiederum eine Ursache für einen Performanceverlust darstellen kann. Mithin weist das erfindungsgemäße Lithografiesystem eine In-Situ-Messtechnik auf. Bei dem erfindungsgemäßen Lithografiesystem kann über eine Lageinformation hinaus ferner eine Aussage über eine Kontamination, eine thermische Substratbelastung und/oder eine Brechzahlschwankung in einer Umgebung des optischen Elements getroffen werden.Using the lithography system according to the invention, it is possible, for example, to analyze which mirror has undergone a significant change, which in turn can be a cause of a loss of performance. The lithography system according to the invention therefore has an in-situ measurement technology. In the lithography system according to the invention, in addition to position information, a statement can also be made about contamination, thermal substrate loading and/or a refractive index fluctuation in an environment of the optical element.

Bei dem erfindungsgemäßen Lithografiesystem werden anstelle der aus dem Stand der Technik bekannten spiegelnden Strukturen Beugungsstrukturen, insbesondere computergenerierte Hologramme an dem optischen Element angeordnet. Die wenigstens eine Beugungsstruktur kann in ihrer geometrischen Form als sehr dünne plane Struktur ausgebildet sein. Dies ermöglicht die Einsparung von Bauraum senkrecht zu dem optischen Element.In the lithography system according to the invention, instead of the reflective structures known from the prior art, diffraction structures, in particular computer-generated holograms, are arranged on the optical element. The geometric shape of the at least one diffraction structure can be designed as a very thin, planar structure. This makes it possible to save installation space perpendicular to the optical element.

Es kann vorgesehen sein, dass die Detektoreinrichtung ladungsgekoppelte Bauteile bzw. CCDs und/oder positionssensitive Detektoren bzw. PSDs und/oder spezielle Diodenarrays aufweist.It can be provided that the detector device has charge-coupled components or CCDs and/or position-sensitive detectors or PSDs and/or special diode arrays.

Es kann vorgesehen sein, dass entlang eines Strahlengangs der Messstrahlung vor der Detektoreinrichtung eine Messstrahlbeeinflussungseinrichtung angeordnet ist. Die Messstrahlbeeinflussungseinrichtung kann vorzugsweise eine oder mehrere LambdaViertel-Platten und/oder eine oder mehrere Lambda-Halbe-Platten und/oder einen oder mehrere optische Wellenlängenfilter und/oder einen oder mehrere Szintillatoren und/oder einen oder mehrere Pockelszellen aufweisen. Ferner kann die Messstrahlbeeinflussungseinrichtung zur Modulierung einer Phase, einer Polarisation und/oder einer Intensität der Messstrahlung eingerichtet sein.It can be provided that a measuring beam influencing device is arranged along a beam path of the measuring radiation in front of the detector device. The measuring beam influencing device can preferably have one or more lambda quarter plates and/or one or more lambda half plates and/or one or more optical wavelength filters and/or one or more scintillators and/or one or more Pockels cells. Furthermore, the measuring beam influencing device can be set up to modulate a phase, a polarization and/or an intensity of the measuring radiation.

Es kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Lithografiesystem an ein Datennetzwerk gemäß eines Industrie 4.0 - Standards angebunden ist. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Detektoreinrichtung mit einem digitalen Ausgang, d. h. mit einem integrierten Eingangs-/Ausgangs-Verbindungsstück bzw. einem IO-Link, versehen ist.It can be provided that the lithography system according to the invention is connected to a data network according to an Industry 4.0 standard. For this purpose, it can be provided in particular that the detector device has a digital output, i.e. H. is provided with an integrated input/output connector or an IO-Link.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems kann vorgesehen sein, dass eine Wellenlänge der Messstrahlung von einer Wellenlänge der Arbeitsstrahlung, insbesondere einer Betriebswellenlänge des optischen Elementes abweicht und/oder die Messstrahlung eine Wellenlänge und/oder ein Wellenlängenbereich nahe einer Spektrallinie von Zinn oder einer Silizium-Wasserstoffverbindung aufweist.In an advantageous development of the lithography system according to the invention, it can be provided that a wavelength of the measuring radiation deviates from a wavelength of the working radiation, in particular an operating wavelength of the optical element, and/or the measuring radiation has a wavelength and/or a wavelength range close to a spectral line of tin or a silicon Has hydrogen compound.

Eine von der Wellenlänge der Arbeitsstrahlung abweichende Wellenlänge der Messstrahlung hat den Vorteil, dass hierdurch gezielt Kontaminationen wie beispielsweise Zinn- oder Silizium-Wasserstoffverbindungen anhand deren Absorption detektiert und nachgewiesen werden können.A wavelength of the measuring radiation that deviates from the wavelength of the working radiation has the advantage that contamination such as tin or silicon-hydrogen compounds can be specifically detected and detected based on their absorption.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems kann vorgesehen sein, dass

  • - die Beugungsstruktur eine auf die Beugungsstruktur einfallende ebene Welle der Messstrahlung in eine auslaufende Kugelwelle beugt und/oder
  • - die Beugungsstruktur eine auf die Beugungsstruktur einfallende ebene Welle der Messstrahlung in eine ebene Welle beugt, deren Richtung von einer Fresnelschen Reflexionsrichtung bezüglich einer Flächennormalen des optischen Elements an einem Ort der Beugungsstruktur verschieden ist.
In an advantageous development of the lithography system according to the invention it can be provided that
  • - the diffraction structure diffracts a plane wave of the measurement radiation incident on the diffraction structure into an outgoing spherical wave and/or
  • - the diffraction structure diffracts a plane wave of the measurement radiation incident on the diffraction structure into a plane wave whose direction is different from a Fresnel reflection direction with respect to a surface normal of the optical element at a location of the diffraction structure.

Es ist von Vorteil, wenn die wenigstens eine Beugungsstruktur, insbesondere das CGH, dazu eingerichtet ist, eine einfallende ebene optische Welle der Messstrahlung je nach Ausführung wählbar in eine Kugelwelle, eine oder mehrere ebene Wellen abweichender Richtungen und/oder auch komplexere Wellenformen bzw. Wellenfronten umzuformen.It is advantageous if the at least one diffraction structure, in particular the CGH, is set up to convert an incident plane optical wave of the measurement radiation into a spherical wave, one or more plane waves of different directions and/or more complex waveforms or wavefronts, depending on the design to transform.

Dies ermöglicht es, in gewohnter Weise Lage- und Orientierungsinformationen des optischen Elements zu gewinnen.This makes it possible to obtain position and orientation information of the optical element in the usual way.

Es kann vorgesehen sein, dass die Beugungsstruktur mehrere unterschiedliche Teilstrukturen mit jeweils unterschiedlicher Funktionalität aufweist. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass aneinandergrenzende Rechteckgebiete mit jeweils einheitlicher Funktionalität insgesamt einen Gesamtbereich der Beugungsstruktur bilden. Hierbei können die Einzelbereiche auf eine Messung je eines mechanischen Freiheitsgrades des optischen Elements hin optimiert werden bzw. sein.It can be provided that the diffraction structure has several different substructures, each with different functionality. Preferably, it can be provided that adjacent rectangular areas, each with uniform functionality, form a total area of the diffraction structure. The individual areas can be optimized to measure a mechanical degree of freedom of the optical element.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass unterschiedlich orientierte, gruppierte Linien zur Beugung der Messstrahlung in verschiedene Richtungen eingerichtet sind. Hierdurch reagieren die unterschiedlich orientierten, gruppierten Linien spezifisch auf Orientierungsänderungen des optischen Elements, insbesondere in einer senkrecht zu ihrer Orientierung ausgebildeten Komponente der Strahlrichtung des Messstrahls.Preferably, it can be provided that differently oriented, grouped lines are set up to diffract the measuring radiation in different directions. As a result, the differently oriented, grouped lines react specifically to changes in the orientation of the optical element, in particular in a component of the beam direction of the measuring beam that is perpendicular to their orientation.

Beugt die Beugungsstruktur die einfallende ebene Welle der Messstrahlung zu einer Kugelwelle, so können Abstandsinformationen hinsichtlich des optischen Elements gewonnen werden, da die Kugelwelle je nach Abstand in einem Fokus oder aber defokussiert auf die fest positionierte Detektoreinrichtung trifft.If the diffraction structure diffracts the incident plane wave of the measurement radiation into a spherical wave, distance information regarding the optical element can be obtained since, depending on the distance, the spherical wave hits the fixedly positioned detector device in a focus or defocused.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems kann vorgesehen sein, dass die Beugungsstruktur aus wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Gitterstrukturen ausgebildet ist, wobei die Gitterstrukturen jeweils eine unterschiedliche Orientierung oder/und eine unterschiedliche Periode aufweisen.In an advantageous development of the lithography system according to the invention, it can be provided that the diffraction structure is formed from at least two, preferably more than two, lattice structures, the lattice structures each having a different orientation and/or a different period.

Die vorbeschriebenen unterschiedlich orientierten, gruppierten Linien können vorteilhafterweise als Gitterstrukturen unterschiedlicher Orientierungen und unterschiedlicher Periode der Beugungsstruktur realisiert sein.The differently oriented, grouped lines described above can advantageously be realized as grating structures of different orientations and different periods of the diffraction structure.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems kann vorgesehen sein, dass

  • - die Beugungsstruktur direkt in ein optisches Substrat des Elementkörpers eingearbeitet bzw. integriert ist, und/oder
  • - die Beugungsstruktur über ein stoffschlüssiges Verbinden, vorzugsweise ein
Fügeverfahren, insbesondere ein Kleben oder Ansprengen mit dem optischen Element verbunden ist, wobei ihre Oberfläche vorzugsweise über weniger als 10 mm über die Höhe einer umgebenden Region auf dem optischen Element hinausragt.In an advantageous development of the lithography system according to the invention it can be provided that
  • - the diffraction structure is incorporated or integrated directly into an optical substrate of the element body, and/or
  • - the diffraction structure via a cohesive connection, preferably one
Joining method, in particular gluing or bonding, is connected to the optical element, with its surface preferably protruding by less than 10 mm above the height of a surrounding region on the optical element.

Ein direktes Einarbeiten der Beugungsstruktur in ein Substrat des Bauteils bzw. des optischen Elements oder ein Anfügen über einen Fügeprozess wie Kleben oder Anspringen hat den Vorteil, dass hierdurch die Beugungsstruktur keine oder lediglich geringe Veränderungen an einer Außenkontur des optischen Elements bewirkt.Directly incorporating the diffraction structure into a substrate of the component or the optical element or attaching it via a joining process such as gluing or snap-on has the advantage that the diffraction structure causes little or no changes to an outer contour of the optical element.

Insbesondere bei einer Anbringung eines Hilfsmaterials mit einer angepassten Formgebung, insbesondere einer Keil- oder Bogenform, ist eine Anfügung der Beugungsstruktur über den Fügeprozess von Vorteil, da in diesem Fall die Beugungsstruktur nicht direkt in das optische Element integriert ist.Particularly when attaching an auxiliary material with an adapted shape, in particular a wedge or arch shape, adding the diffraction structure via the joining process is advantageous, since in this case the diffraction structure is not integrated directly into the optical element.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems kann vorgesehen sein, dass

  • - zwei oder mehr als computergenerierte Hologramme ausgebildete und die Messstrahlung in sich selbst zurückreflektierende Beugungsstrukturen voneinander beabstandet an dem Elementkörper angeordnet sind, und/oder
  • - eine als computergeneriertes Hologramm ausgebildete Aufspaltungseinrichtung die einfallende Messstrahlung teilweise auf die wenigstens zwei Beugungsstrukturen aufspaltet und teilweise die Messstrahlung in sich selbst zurückreflektiert, wobei
  • - die Aufspaltungseinrichtung mehrere Abschnitte aufweist, um die einfallende Messstrahlung auf die Beugungsstrukturen aufzuspalten.
In an advantageous development of the lithography system according to the invention it can be provided that
  • - two or more diffraction structures designed as computer-generated holograms and reflecting the measuring radiation back into themselves are arranged at a distance from one another on the element body, and / or
  • - a splitting device designed as a computer-generated hologram partially splits the incident measuring radiation into the at least two diffraction structures and partially reflects the measuring radiation back into itself, whereby
  • - the splitting device has several sections in order to split the incident measuring radiation onto the diffraction structures.

Sind mehrere Beugungsstrukturen vorgesehen, so können auch Lageinformationen und Orientierungsinformationen hinsichtlich des optischen Elements erfasst werden.If several diffraction structures are provided, position information and orientation information regarding the optical element can also be recorded.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung wenigstens einer Eigenschaft eines optischen Elements.The invention further relates to a device for determining at least one property of an optical element.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung wenigstens einer Eigenschaft eines optischen Element eines Lithografiesystems während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems mit einer Arbeitsstrahlung weist das optische Element einen Elementkörper und wenigstens eine an dem Elementkörper angeordnete optische Oberfläche zur Beeinflussung der Arbeitsstrahlung auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass

  • - eine Messstrahlungsquelle zur Erzeugung einer Messstrahlung vorhanden ist, und
  • - der Elementkörper wenigstens eine Beugungsstruktur zur Beugung der Messstrahlung aufweist, und
  • - eine Detektoreinrichtung zur interferometrischen Vermessung der Messstrahlung vorhanden ist.
In the device according to the invention for determining at least one property of an optical element of a lithography system during an exposure operation of the lithography system with a working radiation, the optical element has an element body and at least one optical surface arranged on the element body for influencing the working radiation. According to the invention it is provided that
  • - a measurement radiation source for generating measurement radiation is present, and
  • - the element body has at least one diffraction structure for diffraction of the measuring radiation, and
  • - A detector device for interferometric measurement of the measuring radiation is present.

Von Vorteil kann eine Ausführungsform der Vorrichtung sein, bei der die Messstrahlung eine Wellenlänge und/oder einen Wellenlängenbereich nahe einer Spektrallinie von Zinn oder einer Silizium-Wasserstoffverbindung aufweist. Hierdurch wird es ermöglicht, die Gegenwart entsprechenden Materials im Messstrahlengang mit hoher Empfindlichkeit zu registrieren.An embodiment of the device in which the measuring radiation has a wavelength and/or a wavelength range close to a spectral line of tin or a silicon-hydrogen compound can be advantageous. This makes it possible to register the presence of corresponding material in the measuring beam path with high sensitivity.

Die Erfindung betrifft außerdem ein optisches Element für die optische Halbleiterlithographie.The invention also relates to an optical element for optical semiconductor lithography.

Das erfindungsgemäße optische Element für die optische Halbleiterlithographie, ganz besonders als Bestandteil eines Lithografieprojektionsobjektives, weist einen Elementkörper und wenigstens eine an dem Elementkörper angeordnete optische Oberfläche zur Beeinflussung einer Arbeitsstrahlung auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Elementkörper wenigstens eine Beugungsstruktur zur Beugung einer von der Arbeitsstrahlung verschiedenen Messstrahlung aufweist.The optical element according to the invention for optical semiconductor lithography, particularly as a component of a lithography projection lens, has an element body and at least one optical surface arranged on the element body for influencing working radiation. According to the invention it is provided that the element body has at least one diffraction structure for diffraction of a measurement radiation that is different from the working radiation.

Von Vorteil kann es sein, wenn vorgesehen ist, dass das optische Element ein Spiegel eines EUV-Projektionsobjektives, ein Spiegel eines DUV-Projektionsobjektives oder eine Linse eines DUV-Projektionsobjektives ist, wobei die Beugungsstruktur vorzugsweise außerhalb der optischen Oberfläche, besonders bevorzugt außerhalb eines durch die Arbeitsstrahlung optisch genutzten Fußabdrucks, liegt.It can be advantageous if it is provided that the optical element is a mirror of an EUV projection lens, a mirror of a DUV projection lens or a lens of a DUV projection lens, with the diffraction structure preferably outside the optical surface, particularly preferably outside of a through the working radiation of the optically used footprint lies.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Messstrahlung eine Wellenlänge von 13,5 nm und/oder von weniger als 8 nm aufweist.In particular, it can be provided that the measurement radiation has a wavelength of 13.5 nm and/or less than 8 nm.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Beugungsstruktur direkt in ein optisches Substrat des Elementkörpers eingearbeitet bzw. integriert ist. Hierdurch kann die Anwendung eines Fügeverfahrens zur Integration der Beugungsstruktur vermieden werden.It can further be provided that the diffraction structure is incorporated or integrated directly into an optical substrate of the element body. This allows the use of a joining process to integrate the diffraction structure to be avoided.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Beugungsstruktur über ein Kleben oder Ansprengen mit dem optischen Element verbunden ist, wobei ihre Oberfläche vorzugsweise weniger als 10 mm über die Höhe einer umgebenden Region auf dem optischen Element hinausragt.Alternatively or additionally, it can be provided that the diffraction structure is connected to the optical element via gluing or blasting, with its surface preferably protruding less than 10 mm above the height of a surrounding region on the optical element.

Das optische Element kann sich unter anderem dadurch auszeichnen, dass in diesem eine beugende Struktur ausgebildet ist oder an diesem eine beugende Struktur angeordnet ist. Die beugende Struktur ist insbesondere ein diffraktives optisches Element, insbesondere eine CGH. Durch die Verwendung der beugenden Struktur (insbesondere in einem interferometrischen Aufbau) sind Informationen über das optische Element bzw. dessen Eigenschaften ermittelbar.The optical element can be characterized, among other things, by the fact that a diffractive structure is formed in it or a diffractive structure is arranged on it. The diffractive structure is in particular a diffractive optical element, in particular a CGH. By using the diffractive structure (particularly in an interferometric setup), information about the optical element or its properties can be determined.

Die Erfindung eignet sich insbesondere auch zur Betriebsüberwachung eines Lithografiesystems und/oder zur Justage der optischen Elemente eines Lithografiesystems. Es lassen sich insbesondere Spiegelpositionen und/oder Kontaminationen in einem Lithografiesystem, insbesondere auch während des Betriebs des Lithografiesystems überwachen.The invention is particularly suitable for monitoring the operation of a lithography system and/or for adjusting the optical elements of a lithography system. In particular, mirror positions and/or contamination in a lithography system can be monitored, in particular also during operation of the lithography system.

An dieser Stelle sei auch ein Verfahren zu Herstellung eines Computerchips unter Verwendung eines Lithografiesystems offenbart, welches gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt wird.At this point, a method for producing a computer chip using a lithography system is also disclosed, which is carried out according to the method according to the invention.

Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Lithografiesystems, das erfindungsgemäße Lithografiesystem, die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße optische Element oder das Verfahren zur Herstellung eines Computerchips, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.Features that have been described in connection with one of the subjects of the invention, namely given by the method according to the invention for operating a lithography system, the lithography system according to the invention, the device according to the invention, the optical element according to the invention or the method for producing a computer chip, are also applicable to the other objects of the invention can be advantageously implemented. Likewise, advantages that were mentioned in connection with one of the objects of the invention can also be understood in relation to the other objects of the invention.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.In addition, it should be noted that terms such as “comprising”, “having” or “with” do not exclude other features or steps. Furthermore, terms such as “a” or “the”, which indicate a singular number of steps or features, do not exclude a plurality of features or steps - and vice versa.

In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.In a puristic embodiment of the invention, however, it can also be provided that the features introduced in the invention with the terms “comprising”, “having” or “with” are listed conclusively. Accordingly, one or more lists of features may be considered complete within the scope of the invention, for example considered for each claim. The invention can, for example, consist exclusively of the features mentioned in claim 1.

Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.It should be mentioned that terms such as “first” or “second” etc. are used primarily for reasons of distinguishing between respective device or method features and are not necessarily intended to indicate that features are mutually dependent or related to one another.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing.

Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred exemplary embodiments in which individual features of the present invention are shown in combination with one another. Features of one exemplary embodiment can also be implemented separately from the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly be easily combined by a person skilled in the art to form further sensible combinations and sub-combinations with features of other exemplary embodiments.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference numbers.

Es zeigen:

  • 1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt;
  • 2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
  • 3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems;
  • 4 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems;
  • 5 eine blockdiagrammmäßige Darstellung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 6 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems;
  • 7 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems;
  • 8 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems;
  • 9 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems; und
  • 10 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung des erfindungsgemäßen Lithografiesystems.
Show it:
  • 1 an EUV projection exposure system in meridional section;
  • 2 a DUV projection exposure system;
  • 3 a schematic representation of a possible embodiment of a device of the lithography system according to the invention;
  • 4 a schematic representation of a further possible embodiment of the device of the lithography system according to the invention;
  • 5 a block diagram representation of a possible embodiment of the method according to the invention;
  • 6 a schematic representation of a further possible embodiment of the device of the lithography system according to the invention;
  • 7 a schematic representation of a further possible embodiment of the device of the lithography system according to the invention;
  • 8th a schematic representation of a further possible embodiment of the device of the lithography system according to the invention;
  • 9 a schematic representation of a further possible embodiment of the device of the lithography system according to the invention; and
  • 10 a schematic representation of a further possible embodiment of the device of the lithography system according to the invention.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 für die Mikrolithografie als Beispiel für ein Lithografiesystem beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 sowie deren Bestandteile sei hierbei nicht einschränkend verstanden.The following will first be referred to 1 The essential components of an EUV projection exposure system 100 for microlithography are described as an example of a lithography system. The description of the basic structure of the EUV projection exposure system 100 and its components are not intended to be restrictive.

Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.An illumination system 101 of the EUV projection exposure system 100 has, in addition to a radiation source 102, illumination optics 103 for illuminating an object field 104 in an object plane 105. A reticle 106 arranged in the object field 104 is exposed. The reticle 106 is held by a reticle holder 107. The reticle holder 107 can be displaced in particular in a scanning direction via a reticle displacement drive 108.

In 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 105.In 1 A Cartesian xyz coordinate system is shown for explanation. The x-direction runs vertically into the drawing plane. The y-direction is horizontal and the z-direction is vertical. The scanning direction is in 1 along the y direction. The z direction runs perpendicular to the object plane 105.

Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.The EUV projection exposure system 100 includes projection optics 109. The projection optics 109 is used to image the object field 104 into an image field 110 in an image plane 111. The image plane 111 runs parallel to the object plane 105. Alternatively, there is also an angle between the object plane 105 that is different from 0° and the image plane 111 possible.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 106 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer 112 arranged in the area of the image field 110 in the image plane 111. The wafer 112 is held by a wafer holder 113. The wafer holder 113 can be displaced in particular along the y direction via a wafer displacement drive 114. The displacement, on the one hand, of the reticle 106 via the reticle displacement drive 108 and, on the other hand, of the wafer 112 via the wafer displacement drive 114 can take place in synchronization with one another.

Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert eine Arbeitsstrahlung 115, insbesondere eine EUV-Strahlung 115, welche im Folgen-den auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Projektionsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle („Laser Produced Plasma“, mithilfe einer Laserstrahlungsquelle erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle („Gas Discharged Produced Plasma“, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.The radiation source 102 is an EUV radiation source. The radiation source 102 emits a working radiation 115, in particular an EUV radiation 115, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation or projection radiation. The useful radiation 115 in particular has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. The radiation source 102 can be a plasma source, for example an LPP source (“Laser Produced Plasma”) or a DPP source (“Gas Discharged Produced Plasma”). It can also be a synchrotron-based radiation source. The radiation source 102 can be a free electron laser (FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 115, which emanates from the radiation source 102, is focused by a collector 116. The collector 116 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloid reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 116 can be in grazing incidence (“Grazing Incidence”, GI), i.e. with angles of incidence greater than 45°, or in normal incidence (“Normal Incidence”, NI), i.e. with angles of incidence smaller than 45° the lighting radiation 115 is applied. The collector 116 can be structured and/or coated on the one hand to optimize its reflectivity for the useful radiation 115 and on the other hand to suppress false light.

Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.After the collector 116, the illumination radiation 115 propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 117. The intermediate focus plane 117 can represent a separation between a radiation source module, having the radiation source 102 and the collector 116, and the illumination optics 103.

Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 119. Bei dem Umlenkspiegel 118 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The illumination optics 103 comprises a deflection mirror 118 and, downstream of this in the beam path, a first facet mirror 119. The deflection mirror 118 can be a flat deflection mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflection mirror 118 can be designed as a spectral filter that separates a useful light wavelength of the illumination radiation 115 from false light of a wavelength that deviates from this. If the first facet mirror 119 is arranged in a plane of the illumination optics 103, which is optically conjunct to the object plane 105 as a field plane is yawed, this is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 119 includes a large number of individual first facets 120, which are also referred to below as field facets. Of these facets 120 are in the 1 just a few are shown as examples.

Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 120 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or part-circle edge contour. The first facets 120 can be designed as flat facets or alternatively as convex or concave curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 120 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 119 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.Like, for example, from the DE 10 2008 009 600 A1 is known, the first facets 120 themselves can also each be composed of a large number of individual mirrors, in particular a large number of micromirrors. The first facet mirror 119 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system). For details see the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.Between the collector 116 and the deflection mirror 118, the illumination radiation 115 runs horizontally, i.e. along the y-direction.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .A second facet mirror 121 is located downstream of the first facet mirror 119 in the beam path of the illumination optics 103. If the second facet mirror 121 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 103, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 121 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 103. In this case, the combination of the first facet mirror 119 and the second facet mirror 121 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the US 6,573,978 .

Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 121 comprises a plurality of second facets 122. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 122 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.The second facets 122 can also be macroscopic facets, which can have, for example, round, rectangular or even hexagonal edges, or alternatively they can be facets composed of micromirrors. In this regard, reference is also made to the DE 10 2008 009 600 A1 referred.

Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 122 can have flat or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.The lighting optics 103 thus forms a double faceted system. This basic principle is also known as the fly's eye integrator.

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.It may be advantageous not to arrange the second facet mirror 121 exactly in a plane that is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 109.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.With the help of the second facet mirror 121, the individual first facets 120 are imaged into the object field 104. The second facet mirror 121 is the last beam-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 115 in the beam path in front of the object field 104.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 103, not shown, a transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 121 and the object field 104, which contributes in particular to the imaging of the first facets 120 into the object field 104. The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 103. The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for perpendicular incidence (NI mirror, “normal incidence” mirror) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GI mirror, “gracing incidence” mirror).

Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 116 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 118, den Feldfacettenspiegel 119 und den Pupillenfacettenspiegel 121.The lighting optics 103 has the version in the 1 is shown, after the collector 116 exactly three mirrors, namely the deflection mirror 118, the field facet mirror 119 and the pupil facet mirror 121.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.In a further embodiment of the lighting optics 103, the deflection mirror 118 can also be omitted, so that the lighting optics 103 can then have exactly two mirrors after the collector 116, namely the first facet mirror 119 and the second facet mirror 121.

Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The image of the first facets 120 by means of the second facets 122 or with the second facets 122 and a transmission optics into the object plane 105 is generally only an approximate image.

Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.The projection optics 109 comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered consecutively according to their arrangement in the beam path of the EUV projection exposure system 100.

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 109 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 115. Bei der Projektionsoptik 109 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 109 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.At the one in the 1 In the example shown, the projection optics 109 includes six mirrors M1 up to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 115. The projection optics 109 are double-obscured optics. The projection optics 109 has an image-side numerical aperture that is larger than 0.5 and which can also be larger than 0.6 and which can be, for example, 0.7 or 0.75.

Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the lighting optics 103, can have highly reflective coatings for the lighting radiation 115. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.The projection optics 109 has a large object image offset in the y direction between a y coordinate of a center of the object field 104 and a y coordinate of the center of the image field 110. This object image offset in the y direction can be approximately like this be as large as a z-distance between the object plane 105 and the image plane 111.

Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 109 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics 109 can in particular be anamorphic. In particular, it has different imaging scales βx, βy in the x and y directions. The two imaging scales βx, βy of the projection optics 109 are preferably (βx, βy) = (+/- 0.25, +/- 0.125). A positive image scale β means an image without image reversal. A negative sign for the image scale β means an image with image reversal.

Die Projektionsoptik 109 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 109 thus leads to a reduction in the x-direction, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction, in a ratio of 4:1.

Die Projektionsoptik 109 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 109 leads to a reduction of 8:1 in the y direction, that is to say in the scanning direction.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other image scales are also possible. Image scales of the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .The number of intermediate image planes in the x and y directions in the beam path between the object field 104 and the image field 110 can be the same or, depending on the design of the projection optics 109, can be different. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x and y directions are known from US 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.One of the pupil facets 122 is assigned to exactly one of the field facets 120 to form an illumination channel for illuminating the object field 104. This can in particular result in lighting based on Köhler's principle. The far field is broken down into a large number of object fields 104 using the field facets 120. The field facets 120 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 122 assigned to them.

Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The field facets 120 are each imaged onto the reticle 106 by an assigned pupil facet 122, superimposed on one another, in order to illuminate the object field 104. The illumination of the object field 104 is in particular as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by overlaying different lighting channels.

Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the projection optics 109 can be geometrically defined by an arrangement of the pupil facets. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets that guide light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 109 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the lighting setting.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 103 can be achieved by redistributing the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 104 and in particular the entrance pupil of the projection optics 109 are described below.

Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 109 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the projection optics 109 cannot regularly be illuminated precisely with the pupil facet mirror 121. When the projection optics 109, which images the center of the pupil facet mirror 121 telecentrically onto the wafer 112, the aperture beams intersect len often not in a single point. However, an area can be found in which the pairwise distance of the aperture beams becomes minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in local space. In particular, this surface shows a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.It may be that the projection optics 109 have different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 121 and the reticle 106. With the help of this optical component, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 103 ist der Pupillenfacettenspiegel 121 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Feldfacettenspiegel 119 ist verkippt zur Objektebene 105 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 118 definiert ist.At the in the 1 In the arrangement of the components of the illumination optics 103 shown, the pupil facet mirror 121 is arranged in a surface conjugate to the entrance pupil of the projection optics 109. The first field facet mirror 119 is tilted relative to the object plane 105. The first facet mirror 119 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 118.

Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.The first facet mirror 119 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the second facet mirror 121.

In 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 dargestellt, bei welcher das Prinzip der vorliegenden Erfindung zur Reinigung der Linsen von Fremdpartikeln grundsätzlich auch eingesetzt werden kann. Die EUV-spezifischen Komponenten, wie zum Beispiel ein Kollektorspiegel 116, werden hierfür dann nicht benötigt bzw. können entsprechend substituiert werden. Die DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 weist ein Beleuchtungssystem 201, eine Retikelstage 202 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 203, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 204 bestimmt werden, einen Waferhalter 205 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 204 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 206, mit mehreren optischen Elementen, insbesondere Linsen 207, die über Fassungen 208 in einem Objektivgehäuse 209 der Projektionsoptik 206 gehalten sind, auf.In 2 an exemplary DUV projection exposure system 200 is shown, in which the principle of the present invention can in principle also be used to clean the lenses of foreign particles. The EUV-specific components, such as a collector mirror 116, are then not required for this or can be substituted accordingly. The DUV projection exposure system 200 has an illumination system 201, a device called reticle stage 202 for receiving and exact positioning of a reticle 203, through which the later structures on a wafer 204 are determined, a wafer holder 205 for holding, moving and exact positioning of the wafer 204 and an imaging device, namely a projection optics 206, with a plurality of optical elements, in particular lenses 207, which are held via mounts 208 in a lens housing 209 of the projection optics 206.

Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.Alternatively or in addition to the lenses 207 shown, various refractive, diffractive and/or reflective optical elements, including mirrors, prisms, end plates and the like, can be provided.

Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.The basic operating principle of the DUV projection exposure system 200 provides that the structures introduced into the reticle 203 are imaged onto the wafer 204.

Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigte Arbeitsstrahlung 210, insbesondere einen Projektionsstrahl 210 bzw. eine Projektionsstrahlung in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.The illumination system 201 provides a working radiation 210 required for imaging the reticle 203 onto the wafer 204, in particular a projection beam 210 or a projection radiation in the form of electromagnetic radiation. A laser, a plasma source or the like can be used as the source for this radiation. The radiation is shaped in the illumination system 201 via optical elements so that the projection beam 210 has the desired properties in terms of diameter, polarization, shape of the wavefront and the like when it hits the reticle 203.

Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.Using the projection beam 210, an image of the reticle 203 is generated and transmitted to the wafer 204 in a correspondingly reduced size by the projection optics 206. The reticle 203 and the wafer 204 can be moved synchronously, so that areas of the reticle 203 are imaged onto corresponding areas of the wafer 204 practically continuously during a so-called scanning process.

Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.Optionally, an air gap between the last lens 207 and the wafer 204 can be replaced by a liquid medium which has a refractive index greater than 1.0. The liquid medium can be, for example, highly pure water. Such a setup is also known as immersion lithography and has increased photolithographic resolution.

Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung eignet sich für beliebige Lithografiesysteme, insbesondere jedoch für Projektionsbelichtungsanlagen, mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung eignet sich auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine geringere bildseitige numerische Apertur aufweisen als jene, die im Zusammenhang mit 1 beschrieben ist. Insbesondere eignet sich die Erfindung auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine bildseitige numerische Apertur von 0,25 bis 0,5, vorzugsweise 0,3 bis 0,4, besonders bevorzug 0,33, aufweisen. Die Erfindung sowie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen. Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.The use of the invention is not limited to use in projection exposure systems 100, 200, in particular not with the structure described. The invention is suitable for any lithography system, but in particular for projection exposure systems, with the structure described. The invention is also suitable for EUV projection exposure systems, which have a smaller image-side numerical aperture than those used in connection with 1 is described. In particular, the invention is also suitable for EUV projection exposure systems which have an image-side numerical aperture of 0.25 to 0.5, preferably 0.3 to 0.4, particularly preferably 0.33. Furthermore, the invention and the following exemplary embodiments are not to be understood as being limited to a specific design. The following figures represent the invention merely as an example and in a highly schematized manner.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Bestimmung wenigstens einer Eigenschaft wenigstens eines optischen Elements 2 während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems 100, 200 mit einer Arbeitsstrahlung 8, 115, 210. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Messstrahlungsquelle 3 zur Erzeugung einer Messstrahlung 4 sowie eine Detektoreinrichtung 5 zur interferometrischen Vermessung der Messstrahlung 4. 3 shows a schematic representation of a possible embodiment of a device 1 for determining at least one property of at least one optical element 2 during an exposure operation of the lithography system 100, 200 with a working radiation 8, 115, 210. The device 1 comprises a measuring radiation source 3 for generating a measuring radiation 4 and a detector device 5 for interferometric measurement of the measuring radiation 4.

Ferner zeigt 3 einen Ausschnitt aus einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, bei der das wenigstens eine optische Element 2 einen Elementkörper 6 sowie eine optische Oberfläche 7 zur Beeinflussung der Arbeitsstrahlung 8 aufweist.Furthermore shows 3 a section of a projection exposure system 100, 200, in which the at least one optical element 2 has an element body 6 and an optical surface 7 for influencing the working radiation 8.

Bei der Arbeitsstrahlung 8 kann es sich insbesondere um die Arbeitsstrahlung 115, 210 der Projektionsbelichtungsanlage 100, 200 handeln. Die Vorrichtung 1 ist allerdings auch bei anderen Lithografiesystemen oder auch bei anderen optischen Systemen außerhalb des Lithografiebereichs einsetzbar.The working radiation 8 can in particular be the working radiation 115, 210 of the projection exposure system 100, 200. However, the device 1 can also be used in other lithography systems or in other optical systems outside the lithography area.

Der in 3 dargestellte Elementkörper 6 weist ferner wenigstens eine Beugungsstruktur 9 zur Beugung der Messstrahlung 4 auf.The in 3 Element body 6 shown also has at least one diffraction structure 9 for diffraction of the measuring radiation 4.

In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel passiert die von der Messstrahlungsquelle 3 ausgehende Messstrahlung 4 vorzugsweise einen Strahlteiler 10 und fällt anschließend auf die Beugungsstruktur 9. Die von der Beugungsstruktur 9 zurückreflektierte Messstrahlung 4 (als gestrichelte Linie dargestellt) wird an dem Strahlteiler 10 zu der Detektoreinrichtung 5 hin reflektiert.In the in 3 In the exemplary embodiment shown, the measurement radiation 4 emanating from the measurement radiation source 3 preferably passes through a beam splitter 10 and then falls on the diffraction structure 9. The measurement radiation 4 reflected back from the diffraction structure 9 (shown as a dashed line) is reflected at the beam splitter 10 towards the detector device 5.

Die in 3 dargestellte Situation ergibt sich insbesondere während eines Betriebs des Lithografiesystems 100, 200, während die Arbeitsstrahlung 8 auf die optische Oberfläche 7 einfällt und von dieser geführt und geformt wird.In the 3 The situation shown arises in particular during operation of the lithography system 100, 200, while the working radiation 8 is incident on the optical surface 7 and is guided and shaped by it.

Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Beugungsstruktur 9 aus wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Gitterstrukturen ausgebildet, wobei die Gitterstrukturen jeweils eine unterschiedliche Orientierung und/oder eine unterschiedliche Periode aufweisen.At the in 3 In the illustrated embodiment, the diffraction structure 9 is formed from at least two, preferably more than two, grating structures, the grating structures each having a different orientation and/or a different period.

Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Beugungsstruktur 9 direkt in ein optisches Substrat des Elementkörpers 6 eingearbeitet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Beugungsstruktur 9 über ein Kleben oder Ansprengen mit dem optischen Element 2 verbunden ist, wobei die Oberfläche über weniger als 10 mm über eine Höhe einer umgebenden Region auf dem optischen Element 2 bzw. dem Elementkörper 6 hinausragt.At the in 3 In the illustrated embodiment, the diffraction structure 9 is incorporated directly into an optical substrate of the element body 6. Alternatively or additionally, it can be provided that the diffraction structure 9 is connected to the optical element 2 via gluing or blasting, with the surface protruding by less than 10 mm above a height of a surrounding region on the optical element 2 or the element body 6.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lithografiesystems 100, 200 bzw. der Vorrichtung 1. 4 shows a schematic representation of a further possible embodiment of the lithography system 100, 200 according to the invention or the device 1.

Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Beugungsstruktur 9, insbesondere ein CGH, mit mindestens einem, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt mehr als zwei als Laser ausgebildete Messstrahlungsquellen 3 angestrahlt wird. In eine Strahlpropagationsrichtung der Messstrahlung 4 ist ausgehend von der Messstrahlungsquelle 3 an der Beugungsstruktur 9 eine Substruktur 11 derart angeordnet, dass eine Mehrzahl von gebeugten Strahlen der Messstrahlung 4 in unterschiedlichen Reflexionswinkeln auf eine Mehrzahl von Detektoreinrichtungen 5 gelenkt wird. Die an der Beugungsstruktur 9, insbesondere an der Substruktur 11 gebeugte Messstrahlung 4 trägt hierbei die zu detektierende Information.At the in 4 In the exemplary embodiment shown, it is preferably provided that the diffraction structure 9, in particular a CGH, is illuminated with at least one, preferably two, particularly preferably more than two measuring radiation sources 3 designed as lasers. In a beam propagation direction of the measuring radiation 4, starting from the measuring radiation source 3, a substructure 11 is arranged on the diffraction structure 9 in such a way that a plurality of diffracted beams of the measuring radiation 4 are directed at different reflection angles onto a plurality of detector devices 5. The measuring radiation 4 diffracted on the diffraction structure 9, in particular on the substructure 11, carries the information to be detected.

Es kann vorgesehen sein, dass die Anzahl an Detektoreinrichtungen 5 der Anzahl der Messstrahlungsquellen 3 entspricht. Vorzugsweise sind jedoch weniger Messstrahlungsquellen 3 als Detektoreinrichtungen 5 vorgesehen, so dass jede Messstrahlungsquelle 3 Strahlen der Messstrahlung 4 für Detektoreinrichtungen 5 bereitstellt.It can be provided that the number of detector devices 5 corresponds to the number of measuring radiation sources 3. However, fewer measuring radiation sources 3 are preferably provided than detector devices 5, so that each measuring radiation source 3 provides beams of measuring radiation 4 for detector devices 5.

Im Ausführungsbeispiel nach 4 sind zwei als Laser ausgebildete Messstrahlungsquellen 3 und sechs als Sensor ausgebildete Detektoreinrichtungen 5 vorgesehen. Diese Anzahl hat sich als vorteilhaft herausgestellt, es können jedoch auch mehr oder weniger Sensoren und/oder mehr oder weniger als zwei Laser vorgesehen sein.In the exemplary embodiment according to 4 Two measuring radiation sources 3 designed as lasers and six detector devices 5 designed as sensors are provided. This number has proven to be advantageous, but more or fewer sensors and/or more or fewer than two lasers can also be provided.

Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Beugungsstruktur 9 vorzugsweise als großflächiges CGH ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Substrukturen 11 bzw. Beugungszonen, wobei die Anzahl der Substrukturen 11 in Abhängigkeit von einer zu detektierenden Kenngröße gewählt sein kann.At the in 4 In the exemplary embodiment shown, the diffraction structure 9 is preferably designed as a large-area CGH and has a plurality of substructures 11 or diffraction zones, whereby the number of substructures 11 can be selected depending on a parameter to be detected.

Ferner kann auch die Anzahl der verwendeten Messstrahlungsquellen 3 in Abhängigkeit von der gewählten Anzahl von Substrukturen und/oder in Abhängigkeit der zu detektierenden Kenngröße gewählt werden.Furthermore, the number of measuring radiation sources 3 used can also be selected depending on the selected number of substructures and/or depending on the parameter to be detected.

Bei dem in 4 dargestellten optischen Element 2 kann es sich beispielsweise um einen Spiegel 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 handeln, welcher aus einem Material mit geringer Wärmeausdehnung, insbesondere aus einem Titanium-Silikat-Glas, ganz besonders bevorzugt aus einem ULE hergestellt ist. In diesem Fall ist eine Wärmeausdehnung des optischen Elements 2 als Indikator für die in dem optischen Element 2, insbesondere in dem Elementkörper 6, vorliegende Temperatur bzw. Substraterwärmung ungünstig.At the in 4 The optical element 2 shown can be, for example, a mirror 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, of the EUV projection exposure system 100, which is made entirely of a material with low thermal expansion, in particular titanium silicate glass is particularly preferably made from a ULE. In this case, thermal expansion of the optical element 2 is unfavorable as an indicator of the temperature or substrate heating present in the optical element 2, in particular in the element body 6.

Daher kann in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Materialdotierung vorgesehen sein, welche am Ort der Beugungsstruktur 9, insbesondere am Ort einer Detektionszone und/oder am Ort der Substruktur 11, eine definierte, mit der Erwärmung des Elementkörpers 6 korrelierende, Dehnung aufweisen. Hierdurch kann eine Sensitivität der Temperaturerfassung erhöht werden.Therefore, in the in 4 In the exemplary embodiment shown, a material doping can be provided, which at the location of the diffraction structure 9, in particular at the location of a detection zone and / or at the location of the substructure 11, have a defined expansion that correlates with the heating of the element body 6. This can increase the sensitivity of the temperature detection.

In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch eine Manipulatoreinrichtung 12, deren Funktion an späterer Stelle erläutert wird, vorgesehen und an dem optischen Element 2 angeordnet.In the in 4 In the exemplary embodiment shown, a manipulator device 12, the function of which will be explained later, is also provided and arranged on the optical element 2.

5 zeigt eine blockdiagrammmäßige Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb des Lithografiesystems 100, 200. 5 shows a block diagram representation of a method for operating the lithography system 100, 200.

Bei dem Verfahren zum Betrieb des Lithografiesystems 100, 200 wird in einem Bestimmungsblock 50 wenigstens eine Eigenschaft des optischen Elements 2 des Lithografiesystems 100, 200 während eines Betriebs des Lithografiesystems 100, 200 bestimmt.In the method for operating the lithography system 100, 200, at least one property of the optical element 2 of the lithography system 100, 200 is determined in a determination block 50 during operation of the lithography system 100, 200.

In einem Beeinflussungsblock 51 wird mittels der an dem Elementkörper 6 des optischen Elements 2 angeordneten optischen Oberfläche 7 die Arbeitsstrahlung 8 beeinflusst. In einem Einstrahlungsblock 52 wird die Messstrahlung 4 auf die wenigstens eine an dem Elementkörper 6 angeordnete Beugungsstruktur 9 eingestrahlt. In einem Beugungsblock 53 wird die Messstrahlung 4 von der Beugungsstruktur 9 gebeugt. In einem Vermessungsblock 54 wird die Messstrahlung 4 interferometrisch vermessen.In an influencing block 51, the working radiation 8 is influenced by means of the optical surface 7 arranged on the element body 6 of the optical element 2. In an irradiation block 52, the measuring radiation 4 is irradiated onto the at least one diffraction structure 9 arranged on the element body 6. The measurement radiation 4 is diffracted by the diffraction structure 9 in a diffraction block 53. The measurement radiation 4 is measured interferometrically in a measurement block 54.

Im Rahmen des Bestimmungsblocks 50 ist die Eigenschaft des wenigstens einen optischen Elements 2 vorzugsweise ein Abstand zwischen dem optischen Element 2 des Lithografiesystems 100, 200 und einer Sollposition des optischen Elements 2.Within the scope of the determination block 50, the property of the at least one optical element 2 is preferably a distance between the optical element 2 of the lithography system 100, 200 and a target position of the optical element 2.

Im Rahmen des Einstrahlungsblocks 52 wird die Beugungsstruktur 9 vorzugsweise mit einem Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von weniger als 4000 nm, bevorzugt weniger als 200 nm, und/oder einem ultravioletten Licht mit einer Wellenlänge von mehr als 150 nm als Messstrahlung 4 beleuchtet.As part of the irradiation block 52, the diffraction structure 9 is preferably illuminated with an infrared light with a wavelength of less than 4000 nm, preferably less than 200 nm, and/or an ultraviolet light with a wavelength of more than 150 nm as measurement radiation 4.

Im Rahmen des Vermessungsblocks 54 erfolgt vorzugsweise eine interferometrische Überlagerung der Messstrahlung 4 mit einer Vergleichswelle oder mit einer in abweichender Ordnung gebeugten Welle der Messstrahlung 4 sowie eine Vermessung eines resultierenden Interferenzmusters.As part of the measurement block 54, an interferometric superimposition of the measurement radiation 4 with a comparison wave or with a wave of the measurement radiation 4 diffracted in a different order and a measurement of a resulting interference pattern preferably takes place.

Im Rahmen des Bestimmungsblocks 50 wird mittels der Vermessung der von der Beugungsstruktur 9 gebeugten Messstrahlung 4 vorzugsweise eine Lageinformation des optischen Elements 2 ermittelt, wobei die Lageinformation zeitabhängig ist und/oder eine oder mehrere Schwingungszustände umfasst.As part of the determination block 50, position information of the optical element 2 is preferably determined by measuring the measurement radiation 4 diffracted by the diffraction structure 9, the position information being time-dependent and/or comprising one or more oscillation states.

In einem Korrekturblock 55 wird die Lageinformation vorzugsweise als Eingabe für einen Korrekturprozess zur Ermittlung und/oder Einstellung einer Lageabweichung des optischen Elements 2 gegenüber der Sollposition verwendet.In a correction block 55, the position information is preferably used as input for a correction process for determining and/or setting a positional deviation of the optical element 2 compared to the target position.

Im Rahmen des Korrekturblocks 55 kann vorzugsweise ein Korrekturprozess wenigstens einer Aberrationsgröße in einer Abbildung der Arbeitsstrahlung 8 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen des Korrekturblocks 55 eine kompensierende Positionsänderung vorgesehen sein, welche durch die ermittelte Lageabweichung beeinflusst wird, wobei die Positionsänderung mittels der wenigstens einen an dem optischen Element 2 und/oder an einem Retikel 106,203 oder an anderen optischen Elementen 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207 eines optischen Systems 101, 201 angreifenden Manipulatoreinrichtung 12 (siehe 4) durchgeführt wird.As part of the correction block 55, a correction process of at least one aberration quantity in an image of the working radiation 8 can preferably be provided. Alternatively or additionally, a compensating position change can be provided within the scope of the correction block 55, which is influenced by the determined position deviation, the position change being carried out by means of the at least one on the optical element 2 and/or on a reticle 106, 203 or on other optical elements 116, 118 , 119, 120, 121, 122, Mi, 207 of an optical system 101, 201 attacking manipulator device 12 (see 4 ) is carried out.

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen des Korrekturblocks 55 eine aktive Kompensation und/oder eine Dämpfung eingebrachter Schwingungsanregungen durchgeführt werden.Alternatively or additionally, active compensation and/or damping of introduced vibration excitations can be carried out within the framework of the correction block 55.

Im Rahmen des Bestimmungsblocks 50 wird in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise mittels der Vermessung der Messstrahlung 4 und/oder der Beugungsstruktur 9 eine Temperaturinformation über das optische Element 2 gewonnen.As part of the determination block 50, in 5 In the exemplary embodiment shown, temperature information about the optical element 2 is preferably obtained by measuring the measuring radiation 4 and/or the diffraction structure 9.

Hierbei wird die Temperaturinformation vorzugsweise als Eingangsinformation für einen im Rahmen des Korrekturblocks 55 vorgesehenen Korrekturprozess bezüglich einer Temperatur des optischen Elements 2 herangezogen.Here, the temperature information is preferably used as input information for a correction process regarding a temperature of the optical element 2 provided within the scope of the correction block 55.

Im Rahmen des Bestimmungsblocks 50 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass zur Ermittlung der Temperaturinformation eine Intensitätsänderung eines auf das optische Element 2 einstrahlenden Vorheizers und/oder eine Temperaturänderung und/oder eine Flussratenänderung eines das optische Element 2 durchströmenden Fluids und/oder eine Variation eines Drucks eines das optische Element 2 umgebenden Gases erfasst wird.As part of the determination block 50, it can preferably be provided that, in order to determine the temperature information, a change in the intensity of a preheater radiating onto the optical element 2 and/or a change in temperature and/or a change in the flow rate of a fluid flowing through the optical element 2 and/or a variation in a pressure of a the gas surrounding the optical element 2 is detected.

Im Rahmen des Bestimmungsblocks 50 ist in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass mittels der Vermessung der Messstrahlung 4 und/oder der Beugungsstruktur 9 vorzugsweise eine Kontaminationsinformation bezüglich des optischen Elementes 2 gewonnen werden.As part of the determination block 50, in 5 In the exemplary embodiment shown, contamination information relating to the optical element 2 is preferably obtained by measuring the measuring radiation 4 and/or the diffraction structure 9.

Eine Abschwächung bzw. Nachveränderung der Messstrahlung 4, welche durch eine Kontamination des optischen Elements 2 und/oder der Beugungsstruktur 9 bedingt ist, kann vorzugsweise in Versuchsreihen aufgenommen und einem Kontaminationsgrad entsprechend skaliert werden.An attenuation or subsequent change in the measuring radiation 4, which is caused by contamination of the optical element 2 and/or the diffraction structure 9, can preferably be recorded in series of tests and scaled according to a degree of contamination.

Da ein Ort der Beugungsstruktur sich in einer gleichen Atmosphäre wie das optische Element, insbesondere ein EUV-Spiegel, befindet, kann ein Kontaminationsgleichverhalten unterstellt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass in Versuchsreihen ein Kontaminationsgrad bis zu einer Anwendungsgrenze in Bezug zu der optischen Oberfläche 7 ermittelt wird.Since a location of the diffraction structure is in the same atmosphere as the optical element, in particular an EUV mirror, equal contamination behavior can be assumed. Furthermore, it can be provided that a degree of contamination up to an application limit is determined in relation to the optical surface 7 in series of tests.

Es kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Bestimmungsblocks 50 Brechzahlschwankungen in einer das optische Element 2 umgebenden Atmosphäre ermittelt werden.It can be provided that as part of the determination block 50, refractive index fluctuations in an atmosphere surrounding the optical element 2 are determined.

Brechzahlschwankungen verursachen prinzipiell eine Retardierung, welche mit einer geeigneten Detektoreinrichtung 5 detektiert werden kann. Hierzu kann insbesondere ein polarisierter Verlauf der Messstrahlung 4 vorgesehen sein.Fluctuations in the refractive index basically cause retardation, which can be detected with a suitable detector device 5. For this purpose, in particular, a polarized course of the measuring radiation 4 can be provided.

Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens sind die hinsichtlich der Kontamination, der thermischen Substratbelastung und der Brechzahlschwankungen in einer Umgebung des optischen Elements 2 erfassten Informationen hinsichtlich einer Fehleranalyse, einer Vorhersage eines Wartungsintervalls und einer in situ-Korrektur von Vorteil.At the in 5 In the exemplary embodiment of the method shown, the information recorded with regard to the contamination, the thermal substrate load and the refractive index fluctuations in an environment of the optical element 2 is advantageous with regard to error analysis, a prediction of a maintenance interval and an in situ correction.

Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Erfassung der Informationen durch die Verwendung der an dem Elementkörper 6 angebrachten Beugungsstruktur 9, insbesondere eines CGHs, welches über eine Vielzahl von Beugungszonen bzw. Substrukturen 11 verfügen kann, gelöst.At the in 5 In the illustrated embodiment of the method, the acquisition of the information is achieved by using the diffraction structure 9 attached to the element body 6, in particular a CGH, which can have a large number of diffraction zones or substructures 11.

Insbesondere kann im Rahmen des Einstrahlungsblocks 52 vorgesehen sein, dass die Vielzahl von Beugungszonen von mindestens einem Laser bestrahlt wird und im Rahmen des Vermessungsblocks 54 unter Verwendung von einer Vielzahl von Sensoren der Detektoreinrichtung 5 vermessen wird. Hierbei wird die entsprechende Messgröße als Informationsträger erfasst. Insbesondere können pro optischem Messpfad mehrere Messgrößen erfasst werden.In particular, it can be provided within the framework of the irradiation block 52 that the plurality of diffraction zones is irradiated by at least one laser and is measured within the scope of the measurement block 54 using a plurality of sensors of the detector device 5. The corresponding measurement variable is recorded as an information carrier. In particular, several measurement variables can be recorded per optical measurement path.

Das in 5 geschilderte Verfahren zeigt einen großen Vorteil gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei denen über Interferometer, welche zu einer Lagedetektion eingerichtet sind, je Spiegel in einer Projektionsoptik des Lithografiesystems 100,200 eine einzelne Lageänderung erfasst werden kann. Die erfasste einzelne Lageänderung kann als Signal zur Steuerung und/oder Regelung geleitet werden.This in 5 The method described shows a great advantage over methods known from the prior art, in which a single change in position can be detected for each mirror in a projection optics of the lithography system 100,200 via interferometers which are set up for position detection. The detected individual change in position can be sent as a signal to the control and/or regulation system.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Bestimmung der wenigstens einen Eigenschaft des optischen Elements 2. Die Vorrichtung 1 kann hierbei insbesondere Teil des Lithografiesystem 100, 200 sein. 6 shows a schematic representation of a further possible embodiment of the device 1 for determining the at least one property of the optical element 2. The device 1 can in particular be part of the lithography system 100, 200.

Der Aufbau des in 6 dargestellten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 1 entspricht einem Michelsen-Interferometer.The structure of the in 6 illustrated embodiment of the device 1 corresponds to a Michelsen interferometer.

In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise eine als computergeneriertes Hologramm ausgebildete Aufspaltungseinrichtung 13 vorgesehen, welche die einfallende Messstrahlung 4 teilweise auf die Beugungsstruktur 9 leitet und teilweise in sich selbst zurückreflektiert. Die Aufspaltungseinrichtung 13 ist mithin multifunktional und reflektiert zum ersten eine einlaufende Kugelwelle der Messstrahlung 4 nach der Art eines Littrow-Gitters in sich zurück und dient somit als Referenz. Zum zweiten transformiert die Aufspaltungseinrichtung 13 die einlaufende Kugelwelle der Messstrahlung 4 in eine Planwelle und leitet diese auf die Beugungsstruktur 9.In the in 6 In the exemplary embodiment shown, a splitting device 13 designed as a computer-generated hologram is preferably provided, which partially directs the incident measuring radiation 4 onto the diffraction structure 9 and partially reflects it back into itself. The splitting device 13 is therefore multifunctional and firstly reflects an incoming spherical wave of the measuring radiation 4 back into itself in the manner of a Littrow grating and thus serves as a reference. Secondly, the splitting device 13 transforms the incoming spherical wave of the measuring radiation 4 into a plane wave and directs it to the diffraction structure 9.

Ferner ist in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Parabolspiegel 14 vorgesehen, welcher die Messstrahlung 4 kollimiert und auf die Detektoreinrichtung 5 leitet.Furthermore, in the in 6 In the exemplary embodiment shown, a parabolic mirror 14 is provided, which collimates the measuring radiation 4 and directs it to the detector device 5.

Eine Bewegung des optischen Elements 2, insbesondere eines Spiegels der Projektionsoptik 109, 206, relativ zu der Aufspaltungseinrichtung 13, welche vorzugsweise an einer Rahmeneinrichtung festgelegt bzw. verankert ist, resultiert in einer Veränderung einer Kavität zwischen der Aufspaltungseinrichtung 13 und der Beugungsstruktur 9. Hierdurch wird eine Veränderung eines Interferenzmusters bzw. Interferogramms in einer Ebene der Detektoreinrichtung 5 bewirkt.A movement of the optical element 2, in particular a mirror of the projection optics 109, 206, relative to the splitting device 13, which is preferably fixed or anchored to a frame device, results in a change in a cavity between the splitting device 13 and the diffraction structure 9. This causes a change in an interference pattern or interferogram in a plane of the detector device 5 causes.

Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 eine große Sensitivität für Verschiebungen auf. Die Sensitivitäten für Verkippungen des optischen Elements 2 hängen von einer räumlichen Ausdehnung der Beugungsstruktur 9 ab. Brechzahlvariationen haben in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich innerhalb der Kavität eine Wirkung und sind deshalb klein.At the in 6 In the exemplary embodiment shown, the device 1 has a high sensitivity to displacements. The sensitivities for tilting of the optical element 2 depend on the spatial extent of the diffraction structure 9 off. Refractive index variations have in the in 6 The exemplary embodiment shown only has an effect within the cavity and is therefore small.

In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel beugt die Beugungsstruktur 9 eine auf die Beugungsstruktur 9 einfallende ebene Welle der Messstrahlung 4 in eine ebene Welle, deren Richtung von einer Fresnelschen Reflexionsrichtung bezüglich einer Flächennormalen des optischen Elements 2 an dem Ort der Beugungsstruktur 9 verschieden ist.In the in 6 In the illustrated embodiment, the diffraction structure 9 diffracts a plane wave of the measuring radiation 4 incident on the diffraction structure 9 into a plane wave, the direction of which is different from a Fresnel reflection direction with respect to a surface normal of the optical element 2 at the location of the diffraction structure 9.

Hinsichtlich der weiteren Bezugszeichen sei auf die 3 bis 5 verwiesen.Regarding the further reference numbers, please refer to 3 until 5 referred.

7 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1, welche vorzugsweise ein Lithografiesystem 100, 200 sein kann. 7 shows a schematic representation of a further possible embodiment of the device 1, which can preferably be a lithography system 100, 200.

Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei oder mehr als computergenerierte Hologramme ausgebildete und die Messstrahlung 4 in sich selbst zurückreflektierende Beugungsstrukturen 9 voneinander beabstandet an dem Elementkörper 6 angeordnet. Ferner spaltet die als computergeneriertes Hologramm ausgebildete Aufspaltungseinrichtung 13 die einfallende Messstrahlung 4 teilweise auf die wenigstens zwei Beugungsstrukturen 9 auf und reflektiert die Messstrahlung 4 teilweise in sich selbst zurück. Außerdem weist die Aufspaltungseinrichtung 13 mehrere Abschnitte 15 auf, um die einfallende Messstrahlung 4 auf die Beugungsstrukturen 9 aufzuspalten.At the in 7 In the exemplary embodiment shown, two or more diffraction structures 9 designed as computer-generated holograms and reflecting the measurement radiation 4 back into themselves are arranged at a distance from one another on the element body 6. Furthermore, the splitting device 13, designed as a computer-generated hologram, partially splits the incident measuring radiation 4 into the at least two diffraction structures 9 and partially reflects the measuring radiation 4 back into itself. In addition, the splitting device 13 has several sections 15 in order to split the incident measuring radiation 4 onto the diffraction structures 9.

Die Aufspaltungseinrichtung 13 ist mithin multifunktional und in mehrere unabhängige Gebiete bzw. Abschnitte 15 zerteilt. Sie reflektiert die einlaufende Kugelwelle in sich zurück und transformiert die einlaufende Kugelwelle bei einem Durchtritt in eine Planwelle. Die Beugungsstrukturen 9 reflektieren die einlaufende Welle der Messstrahlung 4 in sich zurück.The splitting device 13 is therefore multifunctional and divided into several independent areas or sections 15. It reflects the incoming spherical wave back into itself and transforms the incoming spherical wave into a plane wave when it passes through. The diffraction structures 9 reflect the incoming wave of the measuring radiation 4 back into themselves.

In dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es durch Zerteilen der Aufspaltungseinrichtung 13 in mehrere Gebiete bzw. Abschnitte 15 möglich, verschiedene Positionen auf dem optischen Element 1 zu vermessen.In the in 7 In the exemplary embodiment shown, by dividing the splitting device 13 into several areas or sections 15, it is possible to measure different positions on the optical element 1.

Hinsichtlich der weiteren Bezugszeichen sei auf die 3 bis 6 verwiesen.Regarding the further reference numbers, please refer to 3 until 6 referred.

8 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1, welche vorzugsweise Teil des Lithografiesystems 100, 200 sein kann. 8th shows a schematic representation of a further possible embodiment of the device 1, which can preferably be part of the lithography system 100, 200.

Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Beugungsstruktur 9 als reflektierendes Kugelsegment ausgebildet.At the in 8th In the exemplary embodiment shown, the diffraction structure 9 is designed as a reflective spherical segment.

Ferner ist eine Mikroskopoptik 16 bzw. ein Mikroskopobjektiv vorgesehen, welche die Messstrahlung 4, welche bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel die Vorrichtung 1 kollimiert durchläuft, auf ein Zentrum der als Kugelsegment ausgebildeten Beugungsstruktur 9 fokussiert.Furthermore, a microscope optics 16 or a microscope objective is provided, which measures the measuring radiation 4, which is present in the in 8th illustrated embodiment, the device 1 passes through collimated, focused on a center of the diffraction structure 9 designed as a spherical segment.

In dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner ein Referenzspiegel 17 vorgesehen, um eine interferometrische Vermessung der Messstrahlung 4 zu ermöglichen.In the in 8th In the exemplary embodiment shown, a reference mirror 17 is also provided in order to enable an interferometric measurement of the measuring radiation 4.

Eine Dezentrierung des Kugelmittelpunkts relativ zu der Mikroskopoptik 16 kann in dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel eindeutig aus einem Interferogramm der Messstrahlung 4 in der Ebene der Detektoreinrichtung 5 bestimmt werden. Hiermit ist es möglich, eine Position des Kugelsegments, die an dem optischen Element 2 vorzugsweise festgeklebt ist, zu bestimmen.A decentering of the center of the sphere relative to the microscope optics 16 can be done in the in 8th illustrated embodiment can be clearly determined from an interferogram of the measuring radiation 4 in the plane of the detector device 5. This makes it possible to determine a position of the spherical segment, which is preferably glued to the optical element 2.

Das Kugelsegment kann auch als Vollkugel ausgebildet sein.The spherical segment can also be designed as a solid sphere.

Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass drei Kugelsegmente an dem optischen Element 2 angeordnet sind (in 8 nicht dargestellt).It can preferably be provided that three spherical segments are arranged on the optical element 2 (in 8th not shown).

Durch das Vermessen von drei Kugelsegmenten können alle Starrkörperfreiheitsgrade des optischen Elements 2 vermessen werden.By measuring three spherical segments, all rigid body degrees of freedom of the optical element 2 can be measured.

Es kann vorgesehen sein, dass die Mikroskopoptik 16 eine vorteilhaft hohe numerische Apertur aufweist, da eine Auflösung bei der interferometrischen Positionsmessung eines Kugelsegments von der numerischen Apertur der Mikroskopoptik 16 abhängt. Bei dem Kugelsegment gemäß der Ausführungsform in 8 handelt es sich insbesondere um eine Halbkugel, welche mit ihrer Kugeloberfläche in Richtung der Messstrahlung 4 ausgerichtet ist.It can be provided that the microscope optics 16 has an advantageously high numerical aperture, since a resolution in the interferometric position measurement of a spherical segment depends on the numerical aperture of the microscope optics 16. In the spherical segment according to the embodiment in 8th In particular, it is a hemisphere whose spherical surface is aligned in the direction of the measuring radiation 4.

9 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1, welche vorzugsweise Teil des Lithografiesystems 100, 200 ist. 9 shows a schematic representation of a further possible embodiment of the device 1, which is preferably part of the lithography system 100, 200.

Der Aufbau des Ausführungsbeispiels nach 9 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau gemäß 6.The structure of the exemplary embodiment 9 Essentially corresponds to the structure 6 .

Wie in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufspaltungseinrichtung 13 multifunktional. Zum ersten reflektiert sie die einlaufende Kugelwelle der Messstrahlung 4 in der Art eines Littrow-Gitters in sich zurück und dient als Referenz. Jedoch transformiert sie zum zweiten die einlaufende Kugelwelle der Messstrahlung 4 in eine auslaufende Kugelwelle der Messstrahlung 4. Die Beugungsstruktur 9 reflektiert wie in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel die einlaufende Welle der Messstrahlung 4 in sich zurück.As in the in 6 In the exemplary embodiment shown, the splitting device 13 is multifunctional. Firstly, it reflects the incoming spherical wave of the measuring radiation 4 back into itself in the manner of a Littrow grating and serves as a reference. However, secondly, it transforms the incoming spherical wave of the measuring radiation 4 into an outgoing spherical wave of the measuring radiation 4. The diffraction structure 9 reflects as in FIG 6 illustrated embodiment, the incoming wave of the measuring radiation 4 returns to itself.

Durch die Transformation der einlaufenden Kugelwelle der Messstrahlung 4 in eine auslaufende Kugelwelle der Messstrahlung 4 durch die Aufspaltungseinrichtung 13 wirkt die in 9 dargestellte Ausführungsform als Ersatzaufbau der in 8 dargestellten Ausführungsform unter Verwendung von computergenerierten Hologrammen zur Vermessung einer Kugelwelle.By transforming the incoming spherical wave of the measuring radiation 4 into an outgoing spherical wave of the measuring radiation 4 through the splitting device 13, the in 9 illustrated embodiment as a replacement structure for the one in 8th illustrated embodiment using computer-generated holograms to measure a spherical wave.

Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel beugt die Beugungsstruktur 9 eine auf die Beugungsstruktur 9 einfallende ebene Welle der Messstrahlung 4 in eine auslaufende Kugelwelle.At the in 9 In the exemplary embodiment shown, the diffraction structure 9 diffracts a plane wave of the measuring radiation 4 incident on the diffraction structure 9 into an outgoing spherical wave.

Hinsichtlich der weiteren Bezugszeichen sei auf die 3 bis 8 verwiesen.Regarding the further reference numbers, please refer to 3 until 8th referred.

10 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1, welche vorzugsweise Teil des Lithografiesystems 100, 200 ist. 10 shows a schematic representation of a further possible embodiment of the device 1, which is preferably part of the lithography system 100, 200.

Der Aufbau des Ausführungsbeispiels nach 10 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau gemäß 7.The structure of the exemplary embodiment 10 Essentially corresponds to the structure 7 .

Bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufspaltungseinrichtung 13 wiederum multifunktional, weist jedoch lediglich einen Abschnitt 15 auf und transformiert eine einlaufende Kugelwelle der Messstrahlung 4 in zwei auslaufende Planwellen der Messstrahlung 4, welche auf zwei oder mehr Beugungsstrukturen 9 gerichtet sind, welche an dem optischen Element 2 angeordnet sind.At the in 10 In the exemplary embodiment shown, the splitting device 13 is again multifunctional, but has only one section 15 and transforms an incoming spherical wave of the measuring radiation 4 into two outgoing plane waves of the measuring radiation 4, which are directed at two or more diffraction structures 9, which are arranged on the optical element 2 .

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Vorrichtungcontraption
22
optisches Elementoptical element
33
MessstrahlungsquelleMeasuring radiation source
44
MessstrahlungMeasuring radiation
55
DetektoreinrichtungDetector device
66
ElementkörperElement body
77
optische Oberflächeoptical surface
88th
ArbeitsstrahlungWork radiation
99
BeugungsstrukturDiffraction structure
1010
StrahlteilerBeam splitter
1111
SubstrukturSubstructure
1212
ManipulatoreinrichtungManipulator device
1313
AufspaltungseinrichtungSplitting device
1414
ParabolspiegelParabolic mirror
1515
AbschnittSection
1616
MikroskopoptikMicroscope optics
1717
Referenzspiegel Reference mirror
5050
BestimmungsblockDetermination block
5151
BeeinflussungsblockInfluence block
5252
EinstrahlungsblockIrradiation block
5353
BeugungsblockDiffraction block
5454
VermessungsblockSurvey block
5555
Korrekturblock Correction block
100100
EUV-ProjektionsbelichtungsanlageEUV projection exposure system
101101
BeleuchtungssystemLighting system
102102
StrahlungsquelleRadiation source
103103
BeleuchtungsoptikIllumination optics
104104
ObjektfeldObject field
105105
ObjektebeneObject level
106106
RetikelReticule
107107
RetikelhalterReticle holder
108108
RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
109109
ProjektionsoptikProjection optics
110110
BildfeldImage field
111111
BildebeneImage plane
112112
Waferwafers
113113
Waferhalterwafer holder
114114
WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
115115
ArbeitsstrahlungWork radiation
116116
Kollektorcollector
117117
ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
118118
UmlenkspiegelDeflecting mirror
119119
erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegelfirst facet mirror / field facet mirror
120120
erste Facetten / Feldfacettenfirst facets / field facets
121121
zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegelsecond facet mirror / pupil facet mirror
122122
zweite Facetten / Pupillenfacettensecond facets / pupil facets
200200
DUV-ProjektionsbelichtungsanlageDUV projection exposure system
201201
BeleuchtungssystemLighting system
202202
Retikelstagereticular days
203203
RetikelReticule
204204
Waferwafers
205205
Waferhalterwafer holder
206206
ProjektionsoptikProjection optics
207207
Linselens
208208
Fassungversion
209209
ObjektivgehäuseLens housing
210210
ArbeitsstrahlungWork radiation
MiWed
SpiegelMirror

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (15)

Verfahren zum Betrieb eines Lithografiesystems (100,200), wobei wenigstens eine Eigenschaft eines optischen Elements (2) des Lithografiesystems (100,200) während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems (100,200) mit einer Arbeitsstrahlung (8) bestimmt wird, wobei das optische Element (2) einen Elementkörper (6) und wenigstens eine an dem Elementkörper (6) angeordnete optische Oberfläche (7) aufweist, mittels welcher die Arbeitsstrahlung (8) beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messstrahlung (4) auf wenigstens eine an dem Elementkörper (6) angeordnete Beugungsstruktur (9) eingestrahlt wird, wonach die Messstrahlung (4) von der Beugungsstruktur (9) gebeugt wird und wonach die Messstrahlung (4) interferometrisch vermessen wird.Method for operating a lithography system (100,200), wherein at least one property of an optical element (2) of the lithography system (100,200) is determined during an exposure operation of the lithography system (100,200) with a working radiation (8), the optical element (2) having an element body (6) and at least one optical surface (7) arranged on the element body (6), by means of which the working radiation (8) is influenced, characterized in that a measuring radiation (4) is applied to at least one diffraction structure arranged on the element body (6). (9) is irradiated, after which the measuring radiation (4) is diffracted by the diffraction structure (9) and after which the measuring radiation (4) is measured interferometrically. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft des wenigstens einen optischen Elements (2) eine Lage, insbesondere ein Abstand zwischen dem optischen Element (2) des Lithografiesystems (100,200) und einer Sollposition des optischen Elements (2) ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the property of the at least one optical element (2) is a position, in particular a distance between the optical element (2) of the lithography system (100,200) and a target position of the optical element (2). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungsstruktur (9) mit einem - Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von weniger als 4000 nm, bevorzugt weniger als 2000 nm, und/oder - sichtbaren Licht und/oder - ultravioletten Licht mit einer Wellenlänge von mehr als 150 nm als Messstrahlung (4) beleuchtet wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the diffraction structure (9) with a - infrared light with a wavelength of less than 4000 nm, preferably less than 2000 nm, and / or - visible light and / or - ultraviolet light with a wavelength of more than 150 nm Measuring radiation (4) is illuminated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine interferometrische Überlagerung der Messstrahlung (4) mit einer Vergleichswelle oder mit einer in abweichender Ordnung gebeugten Welle der Messstrahlung (4) sowie eine Vermessung eines resultierenden Interferenzmusters erfolgt.Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that an interferometric superimposition of the measurement radiation (4) with a comparison wave or with a wave of the measurement radiation (4) diffracted in a different order and a measurement of a resulting interference pattern takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vermessung der von der Beugungsstruktur (9) gebeugten Messstrahlung (4) eine Lageinformation des optischen Elements (2) ermittelt wird, wobei die Lageinformation - zeitabhängig ist, und/oder - einen oder mehrere Schwingungszustände umfasst.Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that by measuring the measurement radiation (4) diffracted by the diffraction structure (9), position information of the optical element (2) is determined, the position information - being time-dependent, and / or - comprising one or more oscillation states. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageinformation als Eingabe für einen Korrekturprozess zur Ermittlung und/oder Einstellung einer Lageabweichung des optischen Elements (2) gegenüber der Sollposition verwendet wird.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the position information is used as input for a correction process for determining and/or setting a positional deviation of the optical element (2) compared to the target position. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Korrekturprozess wenigstens einer Aberrationsgröße in einer Abbildung der Arbeitsstrahlung (8) vorgesehen ist, und/oder - eine kompensierende Positionsänderung vorgesehen ist, welche durch die Lageabweichung beeinflusst wird, wobei die Positionsänderung mittels wenigstens einer an dem optischen Element (2) und/oder an einem Retikel (106,203) und/oder anderen optischen Elementen (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) eines optischen Systems (101, 201) angreifenden Manipulatoreinrichtung (12), erzielt wird, und/oder - eine aktive Kompensation und/oder eine Dämpfung eingebrachter Schwingungsanregungen durchgeführt wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that - a correction process of at least one aberration size in an image of the working radiation (8) is provided, and / or - a compensating change in position is provided, which is influenced by the position deviation, the change in position by means of at least one on the optical element ( 2) and/or a manipulator device (12) acting on a reticle (106,203) and/or other optical elements (116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207) of an optical system (101, 201). , and/or - active compensation and/or damping of introduced vibration excitations is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vermessung der Messstrahlung (4) und/oder der Beugungsstruktur (9) eine Temperaturinformation über das optische Element (2) gewonnen wird, wobei die Temperaturinformation vorzugsweise als Eingabe für einen Korrekturprozess bezüglich einer Temperatur für das optische Element (2) dient, wobei zur Ermittlung der Temperaturinformation - eine Intensitätsänderung eines auf das optische Element (2) einstrahlenden Vorheizers, und/oder - eine Temperaturänderung und/oder eine Flussratenänderung eines das optische Element (2) durchströmenden Fluids und/oder - eine Variation eines Drucks eines das optische Element (2) umgebenden Gases erfasst wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that temperature information about the optical element (2) is obtained by measuring the measuring radiation (4) and / or the diffraction structure (9), the temperature information preferably being used as input for a correction process regarding a temperature for the optical element ( 2), whereby to determine the temperature information - a change in intensity of a preheater radiating onto the optical element (2), and/or - a change in temperature and/or a change in flow rate of a fluid flowing through the optical element (2) and/or - a variation of a Pressure of a gas surrounding the optical element (2) is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vermessung der Messstrahlung (4) und/oder der Beugungsstruktur (9) eine Kontaminationsinformation bezüglich des optischen Elementes (2) gewonnen wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that contamination information regarding the optical element (2) is obtained by measuring the measuring radiation (4) and/or the diffraction structure (9). Lithografiesystem, insbesondere Projektionsbelichtungsanlage (100,200) für die Halbleiterindustrie, welches wenigstens ein optisches Element (2, 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207), besonders bevorzugt einen Spiegel (116, 118, 119, 120, 121, 122) umfasst, wobei das wenigstens eine optische Element (2) einen Elementkörper (6) sowie eine optische Oberfläche (7) zur Beeinflussung einer Arbeitsstrahlung (8, 115, 210) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Vorrichtung (1) zur Bestimmung wenigstens einer Eigenschaft des wenigstens einen optischen Elements (2) während eines Belichtungsbetriebs des Lithografiesystems mit der Arbeitsstrahlung (8, 115, 210) vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung 1 eine Messstrahlungsquelle (3) zur Erzeugung einer Messstrahlung (4) und eine Detektoreinrichtung (5) zur interferometrischen Vermessung der Messstrahlung (4) aufweist, wobei der Elementkörper (6) wenigstens eine Beugungsstruktur (9) zur Beugung der Messstrahlung (4) aufweist und/oder - das Lithografiesystem mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 betrieben ist.Lithography system, in particular projection exposure system (100,200) for the semiconductor industry, which has at least one optical element (2, 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207), particularly preferably a mirror (116, 118, 119, 120, 121 , 122), wherein the at least one optical element (2) has an element body (6) and an optical surface (7) for influencing a working radiation (8, 115, 210), characterized in that - a device (1) for Determination of at least one property of the at least one optical element (2) is provided during an exposure operation of the lithography system with the working radiation (8, 115, 210), the device 1 having a measuring radiation source (3) for generating a measuring radiation (4) and a detector device ( 5) for interferometric measurement of the measuring beam lung (4), wherein the element body (6) has at least one diffraction structure (9) for diffraction of the measuring radiation (4) and / or - the lithography system by means of a method according to one of Claims 1 until 9 is operated. Lithografiesystem (100,200) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wellenlänge der Messstrahlung (4) von einer Wellenlänge der Arbeitsstrahlung (8, 115, 210), insbesondere einer Betriebswellenlänge des optischen Elementes (2) abweicht und/oder die Messstrahlung (4) eine Wellenlänge und/oder ein Wellenlängenbereich nahe einer Spektrallinie von Zinn oder einer Silizium-Wasserstoffverbindung aufweist.Lithography system (100,200). Claim 10 , characterized in that a wavelength of the measuring radiation (4) deviates from a wavelength of the working radiation (8, 115, 210), in particular an operating wavelength of the optical element (2) and / or the measuring radiation (4) has a wavelength and / or a wavelength range near a spectral line of tin or a silicon-hydrogen compound. Lithografiesystem (100,200) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Beugungsstruktur (9) eine auf die Beugungsstruktur (9) einfallende ebene Welle der Messstrahlung (4) in eine auslaufende Kugelwelle beugt und/oder - die Beugungsstruktur (9) eine auf die Beugungsstruktur (9) einfallende ebene Welle der Messstrahlung (9) in eine ebene Welle beugt, deren Richtung von einer Fresnelschen Reflexionsrichtung bezüglich einer Flächennormalen des optischen Elements (2) an einem Ort der Beugungsstruktur (9) verschieden ist.Lithography system (100,200). Claim 10 or 11 , characterized in that - the diffraction structure (9) diffracts a plane wave of the measuring radiation (4) incident on the diffraction structure (9) into an outgoing spherical wave and/or - the diffraction structure (9) diffracts a plane wave incident on the diffraction structure (9). the measuring radiation (9) diffracts into a plane wave, the direction of which is different from a Fresnel reflection direction with respect to a surface normal of the optical element (2) at a location of the diffraction structure (9). Lithografiesystem (100,200) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beugungsstruktur (9) aus wenigstens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Gitterstrukturen ausgebildet ist, wobei die Gitterstrukturen jeweils eine unterschiedliche Orientierung oder/und eine unterschiedliche Periode aufweisen.Lithography system (100,200) according to one of the Claims 10 until 12 , characterized in that the diffraction structure (9) is formed from at least two, preferably more than two, grating structures, the grating structures each having a different orientation and/or a different period. Lithografiesystem (100,200) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass - die Beugungsstruktur (9) direkt in ein optisches Substrat des Elementkörpers (6) eingearbeitet ist, und/oder - die Beugungsstruktur (9) über ein Kleben oder Ansprengen mit dem optischen Element (2) verbunden ist, wobei ihre Oberfläche über weniger als 10 mm über die Höhe einer umgebenden Region auf dem optischen Element (2) hinausragt.Lithography system (100,200) according to one of the Claims 10 until 13 , characterized in that - the diffraction structure (9) is incorporated directly into an optical substrate of the element body (6), and / or - the diffraction structure (9) is connected to the optical element (2) via gluing or blasting, their Surface protrudes less than 10 mm above the height of a surrounding region on the optical element (2). Lithografiesystem (100,200) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass - zwei oder mehr als computergenerierte Hologramme ausgebildete und die Messstrahlung (4) in sich selbst zurückreflektierende Beugungsstrukturen (9) voneinander beabstandet an dem Elementkörper (6) angeordnet sind, und - eine als computergeneriertes Hologramm ausgebildete Aufspaltungseinrichtung (13) die einfallende Messstrahlung (4) teilweise auf die wenigstens zwei Beugungsstrukturen (9) aufspaltet und teilweise die Messstrahlung (4) in sich selbst zurückreflektiert, wobei - die Aufspaltungseinrichtung (13) mehrere Abschnitte (15) aufweist, um die einfallende Messstrahlung (4) auf die Beugungsstrukturen (9) aufzuspalten.Lithography system (100,200) according to one of the Claims 10 until 14 , characterized in that - two or more diffraction structures (9) designed as computer-generated holograms and reflecting the measurement radiation (4) back into themselves are arranged at a distance from one another on the element body (6), and - a splitting device (13) designed as a computer-generated hologram partially splits the incident measuring radiation (4) onto the at least two diffraction structures (9) and partially reflects the measuring radiation (4) back into itself, wherein - the splitting device (13) has a plurality of sections (15) in order to distribute the incident measuring radiation (4) to the to split diffraction structures (9).
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