DE102023131301A1

DE102023131301A1 - Messanordnung zur streustrahlungsmessung an einem optischen system

Info

Publication number: DE102023131301A1
Application number: DE102023131301.0A
Authority: DE
Inventors: Bastian Kern; Derick Chong
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; ASML Netherlands BV
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; ASML Netherlands BV
Priority date: 2023-11-10
Filing date: 2023-11-10
Publication date: 2024-10-31

Abstract

Eine Messanordnung (10) zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System (12) umfasst eine Beleuchtungseinrichtung (20), welche dazu konfiguriert ist, eine Messstrahlung (34) in das optische System einzustrahlen, eine Wellenfrontmesseinrichtung (22), welche dazu konfiguriert ist, eine Wellenfrontabweichung der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems zu bestimmen, dazu mindestens ein Beugungsmodul (28) mit einer Gitterstruktur (44) in zumindest einer Konfiguration (44A) umfasst und dazu konfiguriert ist, die Messungen der Wellenfrontabweichung mit unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur durchzuführen, sowie eine Auswerteeinrichtung (32), welche dazu konfiguriert ist, Messergebnisse der Wellenfrontabweichung (48A, 48B), welche mit der Wellenfrontmesseinrichtung mittels der unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur bestimmt sind, jeweils in einem Frequenzspektrum (56A, 56B) darzustellen, welches die betreffende Wellenfrontabweichung als Funktion der räumlichen Frequenz charakterisiert, und unter Nutzung beider Frequenzspektren (56A, 56B) Streustrahlungsanteile zu bestimmen, welche in der Messstrahlung nach dem Durchlaufen des optischen Systems enthalten sind.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung sowie ein Verfahren zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System.
Die Streustrahlungsmessung ist bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie ein sehr wichtiges Messverfahren, um das zugehörige optische System qualifizieren zu können. So ist es für die Qualifizierung eines optischen Systems für die Mikrolithographie, wie beispielsweise eines Lithographie-Objektivs, nicht immer ausreichend, nur die Aberrationen bzw. Abbildungsfehler zu messen, vielmehr ist für eine genaue Voraussage der lithographischen Leistung des optischen Systems auch die Kenntnis von dessen Streustrahlungsanteil, vorzugsweise für verschiedene Streureichweiten, der durch das optische System geleiteten Belichtungsstrahlung von entscheidender Bedeutung. Die Streustrahlung wird oft auch als „Falschlicht“ bezeichnet und umfasst insbesondere diffus im optischen System reflektierte Strahlung, hervorgerufen etwa aufgrund von Linsenreflexionen, Spiegelungenauigkeiten, Lichtundichtheit und Verschmutzungen in dem optischen System sowie Reflexion und Streuung an nicht perfekt geschwärzten mechanischen Komponenten/Flächen. Die Streustrahlung überlagert das Nutzlicht und führt zu einem reduzierten Kontrast und damit zu einer reduzierten Abbildungsqualität im lithographischen Bild.
Der Streustrahlungsanteil für verschiedene Streureichweiten kann bei bekannten Streustrahlungsmessungen an optischen Systemen durch den so genannten Kirk-Test bestimmt werden (vgl. „Scattered Light in Photolithographic Lenses“, Joseph P. Kirk, Proceedings of SPIE Vol. 2197 (1994), Seiten 566-572). Bei diesem Test wird eine Fotolackschicht durch zwei inverse Masken bestrahlt und das Ergebnis nachfolgend subjektiv auf Streustrahlung inspiziert. Problematisch ist dabei, dass es mehrerer Bestrahlungen bei unterschiedlichen Energien, einer entsprechenden Photolackentwicklung und einer manuellen Inspektion bedarf. Die Messgenauigkeit der Streustrahlungsmessung ist daher oft nicht ausreichend hoch. Außerdem ist die Messung arbeitsintensiv.
Zugrunde liegende Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Messanordnung sowie ein Messverfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und vorzugsweise die Messgenauigkeit der Streustrahlungsmessung verbessert wird.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß beispielsweise gelöst werden mit einer Messanordnung zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System. Die Messanordnung umfasst eine Beleuchtungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, eine Messstrahlung in das optische System einzustrahlen. Weiterhin umfasst die Messanordnung eine Wellenfrontmesseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, eine Wellenfrontabweichung der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems zu bestimmen. Dazu umfasst die Wellenfrontmesseinrichtung mindestens ein Beugungsmodul mit einer Gitterstruktur in zumindest einer Konfiguration. Weiterhin ist die Wellenfrontmesseinrichtung dazu konfiguriert, die Messungen der Wellenfrontabweichung mit unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur durchzuführen. Die Messanordnung umfasst weiterhin eine Auswerteeinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, Messergebnisse der Wellenfrontabweichung, welche mit der Wellenfrontmesseinrichtung mittels der unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur bestimmt sind, jeweils in einem Frequenzspektrum darzustellen. Das Frequenzspektrum charakterisiert die betreffende Wellenfrontabweichung als Funktion der räumlichen Frequenz. Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung dazu konfiguriert, unter Nutzung beider Frequenzspektren Streustrahlungsanteile zu bestimmen, welche in der Messstrahlung nach dem Durchlaufen des optischen Systems enthalten sind.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Wellenfrontmesseinrichtung einen zum Beugungsmodul versetzt angeordneten Intensitätsdetektor zum Aufzeichnen einer Intensitätsverteilung der vom Beugungsmodul abgestrahlten Messstrahlung. Bei dem optischen System, an dem die Streustrahlungsmessung erfolgt, kann es sich um ein optisches Abbildungssystem, wie etwa ein Projektionsobjektiv oder ein anderes Abbildungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere für die EUV-Mikrolithographie, oder um eine Waferinspektionsanlage etc. handeln. Weiterhin kann es sich bei dem optischen System auch um ein nicht abbildendes optisches Modul, insbesondere ein nicht abbildendes optisches Modul einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, handeln.
Die Bestimmung der Streustrahlungsanteile aus der Kombination der Frequenzspektren kann dadurch erfolgen, indem zunächst die Frequenzspektren zu einem kombinierten Frequenzspektrum zusammengeführt werden und dann aus dem kombinierten Frequenzspektrum die Streustrahlungsanteile bestimmt werden. Alternativ kann die Bestimmung der Streustrahlungsanteile auch dadurch erfolgen, dass diese für bestimmte Frequenzbereiche aus dem ersten Frequenzspektrum und für weitere Frequenzbereiche aus dem zweiten Frequenzspektrum bestimmt werden. Die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur können auf einem Beugungsgitter oder auf mehreren Beugungsgittern enthalten sein. Das Frequenzspektrum kann auch als spektrales Leistungsspektrum (engl. PSD - power spectral density) bezeichnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist unter der Wellenfrontabweichung eine Abweichung der Wellenfront von einer ebenen Wellenfront in der Ausgangspupille des optischen Systems zu verstehen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu konfiguriert, die Darstellung der Wellenfrontabweichung im genannten Frequenzspektrum durch Konvertierung der Wellenfrontabweichung in das Frequenzspektrum zu bewirken. Dies kann mittels schneller Fouriertransformation (FFT) erfolgen.
Die erfindungsgemäße Durchführung von Wellenfrontmessungen mit unterschiedlicher Konfigurationen einer Gitterstruktur und die entsprechende Auswertung der Wellenfrontmessungen durch Darstellung der Messergebnisse der Wellenfrontabweichung in Frequenzspektren ermöglicht eine Streustrahlungsmessung mit einer besonders hohen Messgenauigkeit. Durch die Verwendung der unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur lässt sich etwa ein Einfluss von Sensitvitätslücken in den Frequenzspektren auf die Messgenauigkeit der Streustrahlungsmessung zumindest reduzieren bzw. deren Einfluss im Wesentlichen eliminieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung dazu konfiguriert, die Frequenzspektren zu kombinieren und aus der Kombination die Streustrahlungsanteile zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messstrahlung eine Messwellenlänge auf und ein Periodenabstand der Gitterstruktur in den unterschiedlichen Konfigurationen beträgt mindestens die 100-fache Messwellenlänge, insbesondere mindestens die 300-fache, mindestens die 400-fache oder mindestens die 500-fache Messwellenlänge.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messstrahlung eine Messwellenlänge auf und ein Periodenabstand der Gitterstruktur in den unterschiedlichen Konfigurationen beträgt höchstens die 2000-fache Messwellenlänge, insbesondere höchstens die 1500-fache, höchstens die 1200-fache, höchstens die 1000-fache, höchstens die 500-fache oder höchstens die 300-fache Messwellenlänge.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur zumindest durch einen Periodenabstand der Gitterstruktur. Beim Periodenabstand handelt es sich um den Periodenabstand von Gitterelementen der Gitterstruktur, dieser wird auch Gitterkonstante bezeichnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur zumindest durch eine Orientierung der Gitterstruktur. Die Orientierung der unterschiedlichen Konfigurationen unterscheidet sich um mindestens 10° insbesondere um mindestens 20°, beispielsweise um etwa 45°.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Wellenfrontmesseinrichtung als Scherinterferometer konfiguriert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Frequenzspektren zweidimensionale Verteilungen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur derart gestaltet, dass Sensitivitätslücken im betreffenden Frequenzspektrum, an denen eine phasengleiche Überlagerung der die Gitterstruktur in der nullten Beugungsordnung durchlaufenden Messstrahlung mit an der Gitterstruktur in betragsmäßig erster Beugungsordnung gebeugter Messstrahlung vorliegt, bei den unterschiedlichen Konfigurationen in unterschiedlichen Abschnitten des Frequenzspektrums liegen. Mit anderen Worten überlappen die Sensitivitätslücken nicht miteinander im Frequenzspektrum. Die Sensitivitätslücken sind insbesondere Bereiche um einen Punkt im Frequenzspektrum, an dem die Sensitivität null beträgt. Dies ist derjenige Punkt, an der die Überlagerung perfekt phasengleich ist und damit eine optimale konstruktive Interferenz zwischen der nullten Beugungsordnung und der betragsmäßig ersten Beugungsordnung vorliegt. Die als Sensitivitätslücken bezeichneten Bereiche reichen beispielsweise bis zu den Stellen im Frequenzspektrum, an denen die Überlagerungsintensität mindestens 70%, insbesondere mindestens 90% oder mindestens 95% der bei der optimalen konstruktiven Interferenz vorliegenden Überlagerungsintensität beträgt.
Die Sensitivitätslücken werden in diesem Text auch als IZP (Englisch: interference zero points) bezeichnet, da aufgrund der an diesen Stellen vorliegenden konstruktiven Interferenz ein Scherinterferometer ein Nullsignal liefert, d.h. an diesen Stellen kann das Scherinterferometer keine nützliche Information über den Wellenfrontgradienten ermitteln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur auf dem Beugungsmodul angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur auf unterschiedlichen Beugungsmodulen angeordnet sein, die nacheinander in der Wellenfrontmesseinrichtung angeordnet werden können und insbesondere dabei ausgetauscht werden. Mit anderen Worten ist eine erste Konfiguration der Gitterstruktur auf dem Beugungsmodul angeordnet und eine zweite Konfiguration der Gitterstruktur ist auf einem weiteren Beugungsmodul angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Gitterstruktur in zumindest einer der Konfigurationen eine unter Berücksichtigung eines Periodenabstands der Gitterstruktur bestimmte Ausdehnung auf, bei der ein auf dem Intensitätsdetektor erzeugter zentraler Interferenzpeak eine minimale Breite oder eine die minimale Breite um maximal 50% übersteigende Breite aufweist. Unter der Breite des Interferenzpeaks ist beispielsweise die Halbwertsbreite des Interferenzpeaks zu verstehen, die in diesem Text auch FWHM_tot bezeichnet wird.
Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie bereitgestellt, welche ein Projektionsobjektiv sowie eine Messanordnung in einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten zur Streustrahlungsmessung am Projektionsobjektiv umfasst.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: Einstrahlen einer Messstrahlung in das optische System, Anordnen einer Gitterstruktur in zwei unterschiedlichen Konfigurationen im Strahlengang der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems und Bestimmen von Messergebnissen einer Wellenfrontabweichung der Messstrahlung für jede der unterschiedlichen Konfigurationen, jeweiliges Darstellen der Messergebnisse für die unterschiedlichen Konfigurationen in einem Frequenzspektrum, welches die betreffende Wellenfrontabweichung als Funktion der räumlichen Frequenz charakterisiert, sowie Bestimmen von Streustrahlungsanteilen unter Nutzung beider Frequenzspektren. Die Streustrahlungsanteile sind in der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems enthalten.
Bei der Bestimmung der Wellenfrontabweichung erfolgt vorzugsweise ein Aufzeichnen einer Intensitätsverteilung mit einem zur Gitterstruktur versetzt angeordneten Intensitätsdetektor.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur auf unterschiedlichen Beugungsmodulen angeordnet sind und die Beugungsmodule werden bei der Bestimmung der Messergebnisse der Wellenfrontabweichung nacheinander im Strahlengang der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur auf einem gemeinsamen Beugungsmodul angeordnet, wobei das Beugungsmodul bei der Bestimmung der Messergebnisse der Wellenfrontabweichung zur Nutzung der unterschiedlichen Konfigurationen transversal zur Ausbreitungsrichtung der Messstrahlung verschoben wird.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Messanordnung angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Messverfahren übertragen werden und umgekehrt. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System mit zwei Beugungsmodulen, die unterschiedliche Konfigurationen einer Gitterstruktur aufweisen,
2 eine Veranschaulichung von Überlegungen zur Dimensionierung der Gitterstruktur,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Streustrahlungsmessung mittels der vorgenannten Messanordnung,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Streustrahlungsmessung mittels der vorgenannten Messanordnung,
5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Potentials des erfindungsgemäßen Messverfahrens, sowie
6 ein Ausführungsbeispiel einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Projektionsobjektiv sowie einer in der Projektionsbelichtungsanlage integrierten Messanordnung gemäß 1 zur Streustrahlungsmessung am Projektionsobjektiv.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die y-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die x-Richtung nach rechts und die z-Richtung nach oben.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 10 zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System in Gestalt eines optischen Abbildungssystems 12 veranschaulicht. Wie bereits vorstehend erwähnt, umfasst Streustrahlung insbesondere diffus im optischen System reflektierte Strahlung, hervorgerufen etwa aufgrund von Linsenreflexionen, Spiegelungenauigkeiten, Lichtundichtheit und Verschmutzungen im optischen System sowie Reflexion und Streuung an nicht perfekt geschwärzten mechanischen Komponenten/Flächen.
Bei dem optischen Abbildungssystem 12 kann es sich um ein Abbildungssystem für die Mikrolithographie, beispielsweise um ein optisches Abbildungssystem 12 für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere um ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, handeln. Alternativ kann das optische Abbildungssystem 12 auch ein Modul eines Beleuchtungssystems einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder ein Modul einer Waferinspektionsanlage etc. sein. Eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage ist in einer beispielhaften Ausführungsform 100 in 6 dargestellt.
Das optische Abbildungssystem 12 weist eine optische Achse 14 auf, dient zum Abbilden von Strukturen, beispielsweise Strukturen einer Lithographiemaske, aus einer Objektebene 16 in eine Bildebene 18 und kann auf Belichtungsstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen ausgelegt sein, wie z.B. auf DUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 248 nm oder etwa 193 nm oder auf EUV-Strahlung. Unter EUV-Strahlung ist im Rahmen dieses Textes elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,7 nm, zu verstehen.
Die Messanordnung 10 umfasst auf der Eingangsseite des optischen Abbildungssystems 12 eine Beleuchtungseinrichtung 20 sowie eine Wellenfrontmesseinrichtung 22 in Gestalt eines Scherinterferometers. Die Wellenfrontmesseinrichtung umfasst eine in der Objektebene 16 angeordnete Messmaske 24 sowie ein an der Ausgangsseite des Abbildungssystems 12 angeordnetes Sensormodul 26. Das Sensormodul 26 umfasst ein Beugungsmodul 28 sowie einen Intensitätsdetektor 30 sowie eine Auswerteeinrichtung 32. Das Sensormodul 26 ist dabei in der Bildebene 18 und der Intensitätsdetektor 30 in einer Detektionsebene 31 angeordnet.
Die Messmaske 24 ist in 1 als Element in Transmission dargestellt, kann gemäß einer alternativen Ausführungsform jedoch auch in Reflexion betrieben werden. Die Beleuchtungseinrichtung 22 ist dazu konfiguriert, eine Messstrahlung 34 zu erzeugen und auf die Messmaske 24 einzustrahlen. Die Messstrahlung 34 kann gemäß einer Ausführungsform die Betriebswellenlänge des zu testendenden optischen Abbildungssystems 12 aufweisen oder in einem ähnlichen Wellenlängenbereich liegen. Für den Fall, in dem das optische Abbildungssystem 12 als Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ausgebildet ist, kann die Wellenlänge der Messstrahlung 32 damit etwa im DUV- oder im EUV-Wellenlängenbereich liegen.
Die Messmaske 24, umfasst ein zweidimensionales Punktraster an Messstrukturen 36 (vgl. Messstrukturen 36-1 bis 36-4 gemäß 1). Diese sind jeweils als periodische Strukturen, wie etwa als Schachbrettstrukturen konfiguriert und dienen dazu, Messkanäle 38 durch das optische Abbildungssystem 12 auszubilden, wie in 1 anhand der Messkanäle 38-1 bis 38-4 veranschaulicht. Die Messkanäle 38-1 bis 38-4 erstrecken sich, ausgehend von den einzelnen Messstrukturen 36-1 bis 36-4, in unterschiedlichen Strahlengängen durch das optische Abbildungssystem 12, durchlaufen dabei jeweils eine gleiche Fläche (Pupille 40) in einer Pupillenebene 42 des optischen Abbildungssystems 12, konvergieren in der Bildebene 18 auf jeweils einer Gitterstruktur 44 des Beugungsmoduls 28. Das Beugungsmodul weist dazu ein zweidimensionales Punktraster an derartigen Gitterstrukturen 44 auf (vgl. Gitterstrukturen 44A-1 bis 44A-4 gemäß 1).
Am unterhalb des Beugungsmoduls 28 angeordneten Intensitätsdetektor 30 werden an Detektorabschnitten, welche den einzelnen Gitterstrukturen 44 zugeordnet sind, jeweilige Interferenzmuster 47 erfasst. Die Interferenzmuster 47 werden durch Überlagerung der das Beugungsmodul 28 in der nullten Beugungsordnung durchlaufenden Lichtwelle mit der an der betreffenden Gitterstruktur 44 in betragsmäßig erster Beugungsordnung erzeugten Lichtwelle gebildet. Beim Erfassen der Interferenzmuster 47 wird deren Phase leicht verändert. Dieses Verfahren wird auch als „Phasenschieben“ bezeichnet und kann durch schrittweises Verschieben der Anordnung aus dem Beugungsmodul 28 und dem Intensitätsdetektor 30 erfolgen. Durch Auswertung der aufgezeichneten Interferenzmuster 47 wird die Wellenfront der das optische Abbildungssystem 12 durchlaufenden Messstrahlung 34 vermessen. Mit anderen Worten wird eine Wellenfrontabweichung des optischen Abbildungssystems 12, d.h. die Abweichung der das optische Abbildungssystem 12 verlassenden Wellenfront von einer Sollwellenfront, beispielsweise einer ebenen Wellenfront, vermessen. Diese Messung wird in der dargestellten Ausführungsform auch als scherinterferometrische Wellenfrontmessung bezeichnet.
Ein Beispiel einer derartigen, mittels einer zweidimensionalen Gitterstruktur 44A mit einer in beiden Richtungen vorliegenden Gitterkonstante g₁, aufgezeichneten Wellenfrontabweichung 48A ist in 3 unter (b) dargestellt. Diese zeigt Abweichungen von einer Sollwellenfront im x-y-Koordinatensystem. Unter einer Gitterkonstante g wird der Periodenabstand 45 zwischen den Gitterlinien verstanden.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf 2 die Überlegungen, die gemäß einer Ausführungsform bei der Dimensionierung der Gitterstruktur 44 zur Anwendung kommen, erläutert. 2 umfasst unterschiedliche mit (a) bis (g) bezeichnete Figurabschnitte, die nachstehend als 2a, 2b etc. bezeichnet werden. Bei den genannten Überlegungen wird von einem eindimensionalen Gitter mit einer Gitterkonstante g ausgegangen, wie unter 2b für die Gitterlinienanzahl N=4 dargestellt. Wie unter 2a veranschaulicht, wird ein an einzelnen Orten 50 auf dem Intensitätsdetektor 30 aufgezeichnetes Intensitätssignal durch Messstrahlung 34 erzeugt, welche von einem Flächenbereich 41 in der Pupille 40 ausgeht. Dieser Flächenbereich 41 ist umso größer je größer die Ausdehnung M (Bezugszeichen 46) der Gitterstruktur 44 ist. Die Tatsache, dass die Intensitätsverteilung in dem Pupillen-Flächenbereich 50 nicht homogen ist, führt zu einer Verschmierung des am Ort 50 des Intensitätsdetektors 30 aufgezeichneten Intensitätssignals in Gestalt des zentralen Interferenzpeaks 52 (vgl. 2c) des vorstehend erwähnten Interferenzmusters 47.
Je größer also die Ausdehnung M der Gitterstruktur 44, umso größer ist die Verschmierung des zentralen Interferenzpeaks 52 und damit die Halbwertsbreite (Englisch: full width at half maximum - FWHM) des Interferenzpeaks 52, welcher in 2c ohne Berücksichtigung der ausdehnungsbedingten Verschmierung dargestellt ist. Die Halbwertsbreite (FWHM_diff) verringert sich - wieder ohne Berücksichtigung der ausdehnungsbedingten Verschmierung - beugungsbedingt bei Vergrößerung der Gitterlinienanzahl N - vgl. 2e.
In 2d ist die Ausdehnung M der Gitterstruktur 44 in Abhängigkeit von der Gitterlinienanzahl N dargestellt (ergibt sich aus der Darstellung der linken und rechten Kante der Gitterstruktur 44 in 2d entlang der Koordinatenachse m in der Pupillenebene 42 in Abhängigkeit von der Gitterlinienanzahl N). Führt man nun die in Abhängigkeit der Gitterlinienanzahl N bzw. die in Abhängigkeit der damit verbundenen Ausdehnung M (vgl. 2d) der Gitterstruktur 44 bedingte Verschmierung des zentralen Interferenzpeaks 52 mit der beugungsbedingten Halbwertsbreite FWHM_diff (vgl. 2e) zusammen, so lässt sich eine Gesamt-Halbwertsbreite FWHM_tot, also die real auftretende Halbwertsbreite, bestimmen (vgl. 2f). In 2f werden die Koordinaten p_tot der Halbwertsbeite für die aufsteigenden sowie die absteigende Flanke des Interferenzpeaks 52 dargestellt. Aus der Differenz der beiden Koordinaten p_tot ergibt sich die Halbwertsbreite FWHM_tot.
Wie aus 2f ersichtlich, weist die Gesamt-Halbwertsbreite FWHM_tot für die zugrunde gelegte Gitterkonstante g von etwa 3,0 µm bei der Gitterlinienanzahl N=4 ein Minimum auf. Mit anderen Worten ergibt aus der beschriebenen Simulationsrechnung für die vorgegebenen Gitterkonstante G bei N=4 die kleinstmögliche bzw. minimale Gesamt-Halbwertsbreite FWHM_tot, auch minimale Halbwertsbreite 54 bezeichnet. Dies entspricht einer Ausdehnung M der Gitterstruktur von etwa 11 µm. Wie aus den 2f und 2g weiterhin hervorgeht, ist die Gesamt-Halbwertsbreite bei N=10 etwa dreimal so groß.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Ausdehnung der Gitterstruktur 44 derart gewählt, dass der auf dem Intensitätsdetektor 30 erzeugte zentrale Interferenzpeak 52, wie vorstehend erläutert, die minimale Halbwertsbreite 54 oder eine die minimale Halbwertsbreite 54 um maximal 50% übersteigende Halbwertsbreite aufweist.
Die Messanordnung 10 gemäß 1 ist dazu konfiguriert, die Wellenfrontmessungen mit unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstrukturen 44 (gemäß der Illustration in 1 der Gitterstrukturen 44A-1 bis 44A-4) durchzuführen. Dabei wird eine erste Konfiguration der Gitterstrukturen mit dem Bezugszeichen 44A und eine zweite Konfiguration der Gitterstrukturen mit dem Bezugszeichen 44B bezeichnet.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sind die Gitterstrukturen der ersten Konfiguration 44A auf dem ersten Beugungsmodul 28A angeordnet (vgl. Gitterstrukturen 44A-1 bis 44A-4 gemäß 1), während die Gitterstrukturen der zweiten Konfiguration 44B auf einem zweiten Beugungsmodul 28B (vgl. Gitterstrukturen 44B-1 bis 44B-4) angeordnet sind. Bei der Vermessung des optischen Abbildungssystems 12 wird dann zunächst eine erste Wellenfrontmessung mittels des ersten Beugungsmoduls 28A durchgeführt, daraufhin werden die Beugungsmodule ausgetauscht, d.h. das erste Beugungsmodul 28A durch das zweite Beugungsmodul 28B ersetzt, und es wird eine zweite Wellenfrontmessung, nun mittels des zweiten Beugungsmoduls 28B, durchgeführt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind sowohl die Gitterstrukturen der ersten Konfiguration 44A als auch die Gitterstrukturen der zweiten Konfiguration 44B auf demselben Beugungsmodul 28 angeordnet. Dabei sind die entsprechenden Punktraster der Gitterstrukturkonfigurationen 44A und 44B etwas zueinander versetzt. Nach Ausführung der Wellenfrontmessung für die Gitterstrukturkonfiguration 44A wird das Beugungsmodul entsprechend in der x-y-Ebene verschoben und daraufhin wird die Wellenfrontmessung für die Gitterstrukturkonfiguration 44B durchgeführt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 3 ein Ausführungsbeispiel einer Streustrahlungsmessung mittels der Messanordnung 10 gemäß 1 beschrieben. 3 umfasst unterschiedliche mit (a) bis (j) bezeichnete Figurabschnitte, die nachstehend als 3a, 3b etc. bezeichnet werden. 3a veranschaulicht eine Ausführungsform der ersten Konfiguration 44A der Gitterstruktur 44, die bei der ersten Wellenfrontmessung Verwendung findet. Bei der Gitterstruktur 44A handelt es sich um ein zweidimensionales Gitter, welches in beiden Dimensionen eine Gitterkonstante bzw. einen Periodenabstand g₁ aufweist. Der Periodenabstand g₁ beträgt gemäß einer Ausführungsvariante etwa 3 µm, d.h. bei einer Messwellenlänge von 13,5nm etwa die 220-fache Messwellenlänge. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsvarianten beträgt der Periodenabstand g₁ mindestens die 100-fache oder höchstens die 2000-fache Messwellenlänge.
Die bei der ersten Wellenfrontmessung von der Auswerteeinrichtung 32 ermittelte Wellenfrontabweichung 48A ist in 3b dargestellt. Die Wellenfrontabweichung 48A wird daraufhin in einem Frequenzspektrum 56A dargestellt, welches die Wellenfrontabweichung 48A als Funktion der räumlichen Frequenz charakterisiert, siehe 2c. Dazu konvertiert die Auswerteeinrichtung 32 die Wellenfrontabweichung 48A aus dem Ortsraum mittels schneller Fouriertransformation (FFT) in den Frequenzraum und ermittelt somit das der Wellenfrontabweichung 48A entsprechende Frequenzspektrum 56A. Das Frequenzspektrum 56A ist eine zweidimensionale Intensitätsverteilung als Funktion einer Frequenz f_x in x-Richtung sowie einer Frequenz f_y in y-Richtung.
Das Frequenzspektrum 56A weist Punkte auf, die für die Auswertung zur Streustrahlungsbestimmung nicht geeignet sind. Dabei handelt es sich einerseits um den Ursprungspunkt 57 des Frequenzspektrums 56A, an dem f_x und f_y jeweils Null ist. Weiterhin handelt es sich dabei um sogenannte Sensitivitätslücken 58A im Frequenzspektrum 56A, an denen die Intensität ein Maximum aufweist - siehe auch die eindimensionale Darstellung des Frequenzspektrums 56A entlang der x-Koordinatenachse gemäß 3d. Die in 3c dargestellten Sensitivitätslücken 58A bilden ein gleichmäßiges Punktraster in f_x- und f_y- Richtung um den Ursprungspunkt 57, wobei der Rasterabstand g₁/λ beträgt. Wie aus 2d hervorgeht, setzt sich das Punktraster auch außerhalb des in 3c dargestellten Frequenzbereichs fort.
Die Sensitivitätslücken 58A sind diejenigen Punkte im Frequenzspektrum 56A, an denen eine phasengleiche Überlagerung der die Gitterstruktur 44A in der nullten Beugungsordnung durchlaufenden Messstrahlung mit der an der Gitterstruktur 44A in betragsmäßig erster Beugungsordnung gebeugten Messstrahlung vorliegt. Wie aus 3e ersichtlich, ergeben sich in diesem Fall eine konstruktive Überlagerung der Phasenfunktion 60_0 der nullten Beugungsordnung mit der Phasenfunktion 60_1 der betragsmäßig ersten Beugungsordnung. Die Sensitivitätslücken 58A werden in diesem Text auch als IZPs (englisch: Interference Zero Points) bezeichnet. Anhand des Frequenzspektrums 56A alleine lässt sich nur der innerhalb des gepunkteten Kreises liegende zugängliche Frequenzbereich 62 zur Streustrahlungsbestimmung auswerten.
Zur Lösung dieser Problematik wird zusätzlich die bereits vorstehend erwähnte zweite Wellenfrontmessung mittels der Gitterstrukturen 44B, welche im Ausführungsbeispiel gemäß 3 44B1 bezeichnet werden (vgl. 3f), durchgeführt und damit die Wellenfrontabweichung 48B ermittelt (vgl. 3g). Die Gitterstruktur 44B1 weist die Gitterkonstante g₂ auf, welche sich von der Gitterkonstante g₁ der Gitterstruktur 44A unterscheidet. Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Gitterkonstante g₂ mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, größer als die Gitterkonstante g₁. Im vorliegenden Fall ist sie 50% größer und beträgt etwa 4,5 µm und damit bei einer Messwellenlänge von 13,5nm etwa die 330-fache Messwellenlänge. Analog zum Periodenabstand g₁ beträgt der Periodenabstand g₂ mindestens die 100-fache und höchstens die 2000-fache Messwellenlänge.
Die Wellenfrontabweichung 48B wird analog von der Auswerteeinrichtung 32 aus dem Ortsraum mittels schneller Fouriertransformation (FFT) in den Frequenzraum umgewandelt und somit das Frequenzspektrum 56B ermittelt (vgl. 3h). Dieses enthält analog zum Frequenzspektrum 56A ebenfalls Sensitivitätslücken 58B, diese sind jedoch aufgrund des größeren Periodenabstands g₂ weiter vom Ursprungspunkt 57 und voneinander beabstandet. Wie aus der eindimensionalen Darstellung des Frequenzspektrums 56B in 3i ersichtlich, ist der Periodenabstand g₂ so gewählt, dass die Sensitivitätslücken 58B zwischen den in 3c dargestellten Sensitivitätslücken 58A und den außerhalb der Darstellung von 3c liegenden angrenzenden Sensitivitätslücken 58A liegen (vgl. auch die Kennzeichnung der Positionen der Sensitivitätslücken 58A und 58B im kombinierten Frequenzspektrum 56K gemäß 3j).
Im weiteren Verlauf der Auswertung werden die Frequenzspektren 56A und 56B in der Auswerteeinrichtung 32 miteinander kombiniert und somit ein kombiniertes Frequenzspektrum 56K ermittelt. Die Kombination erfolgt dabei derart, dass an den Stellen, an denen die Sensitivitätslücken 58A bzw. 58B in den Frequenzspektren 56A und 56B liegen, die Intensitätswerte des jeweils anderen Frequenzspektrums 56B bzw. 56A für das kombinierte Frequenzspektrum 56K Verwendung finden. Damit lässt sich der Einfluss, den die Sensitivitätslücken 58A und 58B in den Frequenzspektren 56A und 56B auf die Messgenauigkeit der Streustrahlungsmessung haben, wesentlich reduzieren. Durch Auswertung des kombinierten Frequenzspektrums 56K werden in der Auswerteeinrichtung 32 Streustrahlungsanteile bestimmt, welche in der Messstrahlung 34 nach dem Durchlaufen des optischen Abbildungssystems 12 enthalten sind.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Streustrahlungsmessung gemäß 1 veranschaulicht. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel lediglich in der Ausgestaltung der zweiten Konfiguration 44B der Gitterstruktur 44, welche hier mit 44B2 bezeichnet wird. Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 lediglich durch die Ausgestaltung der zweiten Konfiguration der Gitterstruktur 44, welche hier mit dem Bezugszeichen 44B2 bezeichnet wird. Die Konfiguration 44B2 weist im Ausführungsbeispiel gemäß 3 den gleichen Periodenabstand g₁ auf wie die Konfiguration 44A. Die Konfigurationen 44B2 und 44A unterscheiden sich jedoch in ihrer Orientierung. So ist die Gitterstruktur 44B2 gegenüber der Gitterstruktur 44A um 45° verdreht.
Die abweichende Orientierung der Gitterstruktur 44B2 führt zu einer entsprechenden Orientierungsänderung des Frequenzspektrums 56B. Diese ist gegenüber dem Frequenzspektrum 56A ebenfalls um 45° verdreht. Dies hat zur Folge, dass die Sensitivitätslücken 58B im Frequenzspektrum 56A an anderen Orten positioniert sind als die Sensitivitätslücken 58A (vgl. auch die Kennzeichnung der Positionen der Sensitivitätslücken 58A und 58B im kombinierten Frequenzspektrum 56K).
Durch die unterschiedliche Orientierung der Gitterstrukturen 44A und 44B2 kann, analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 3, die Ermittlung des kombinierten Frequenzspektrums 56K derart erfolgten, dass an den Stellen, an denen die Sensitivitätslücken 58A bzw. 58B in den Frequenzspektren 56A und 56B liegen, die Intensitätswerte des jeweils anderen Frequenzspektrums 56B bzw. 56A für das kombinierte Frequenzspektrum 56K Verwendung finden. Auch gemäß 4 werden durch Auswertung des kombinierten Frequenzspektrums 56K in der Auswerteeinrichtung 32 Streustrahlungsanteile bestimmt, welche in der Messstrahlung 34 nach dem Durchlaufen des optischen Abbildungssystems 12 enthalten sind.
5 zeigt ein Diagramm, in dem das Potential des erfindungsgemäßen Messverfahrens, bei dem unterschiedliche Konfigurationen der Gitterstruktur 44 zur Wellenfrontmessung zum Einsatz kommen, mit dem Potential eines Vergleichsverfahrens verglichen wird. Beim Vergleichsverfahren kommt lediglich eine Konfiguration der Gitterstruktur 44 zur Wellenfrontmessung zum Einsatz, damit kann bei der Auswertung des Frequenzspektrums 56 lediglich der etwa in 3c eingezeichnete zugängliche Frequenzbereich 62 genutzt werden. Bei Nutzung des Frequenzbereichs 62 werden die Sensitivitätslücken 58 (auch IZP's bezeichnet) vermieden.
Auf der Ordinate des Diagramms gemäß 5 ist der bei der Wellenfrontrekonstruktion auftretende Fehler E als Funktion einer ansteigenden Gitterkonstante g bzw. einer abfallenden Ausdehnung M der Gitterstruktur 44 aufgetragen. Eine mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnete IZP-Grenzkurve des Vergleichsverfahrens zeigt den unter Verwendung lediglich einer Gitterstruktur 44 bei optimaler Annäherung die Sensitivitätslücken 58 erreichbaren Wellenfrontrekonstruktionsfehler als Funktion der ansteigenden Gitterkonstante g bzw. der abfallenden Ausdehnung M der Gitterstruktur 44.
Eine mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnete Beugungs-Grenzkurve zeigt eine Grenzline, bei dessen Unterschreiten aufgrund einer zu geringen Gitterlinienanzahl N die beugungsbedingte Halbwertsbreite FWHM_diff gemäß 2e ein tolerables Maß überschreiten würde. Oberhalb des Schnittpunkts zwischen der IZP-Grenzkurve 64 und der Beugungs-Grenzkurve 66 liegt der optimale Arbeitspunkt 68 für das Vergleichsverfahren.
Beim erfindungsgemäßen Messverfahren liegt die IZP-Grenzkurve 70 aufgrund der Verwendung der unterschiedlichen Konfigurationen der Gitterstruktur 44 zur Wellenfrontmessung wesentlich tiefer. Der optimale Arbeitspunkt 72 des erfindungsgemäßen Messverfahrens, welcher oberhalb des Schnittpunkts zwischen der IZP-Grenzkurve 64 und der Beugungs-Grenzkurve 66 liegt, weist daher einen erheblich geringeren bei der Wellenfrontrekonstruktion auftretenden Fehler E auf. Auch liegt der optimale Arbeitspunkt 72 bei kleineren Gitterkonstanten g als der optimale Arbeitspunt 68 des Vergleichsverfahrens.
6 veranschaulicht in einer vereinfachten Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Projektionsbelichtungsanlage 100 mit einem als Projektionsobjektiv ausgebildeten optischen Abbildungssystem 12. Die Messanordnung 10 gemäß 1 ist zur Vermessung des Projektionsobjektivs 12 in der Projektionsbelichtungsanlage 100 integriert.
Die in 6 dargestellte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 100 ist zum Betrieb mit EUV-Belichtungsstrahlung ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung in einer derartigen Anlage beschränkt, sondern auch zur der Vermessung von Projektionsbelichtungsanlagen mit anderen Arbeitswellenlängen, beispielsweise Arbeitswellenlängen im VUV- oder DUV-Bereich anwendbar.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 6 weist die Projektionsbelichtungsanlage 100 einen Feld-Facettenspiegel 103 und einen Pupillen-Facettenspiegel 104 auf. Auf dem Feld-Facettenspiegel 103 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 106 und einen Kollektorspiegel 108 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillen-Facettenspiegel 104 sind ein erster Teleskopspiegel 110 und ein zweiter Teleskopspiegel 112 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 114 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene 16 des Projektionsobjektivs 12, welches sechs Spiegel 118, 120, 122, 124, 126 und 128 umfasst, lenkt.
Die Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst weiterhin einen Maskentisch 132 sowie einen Wafertisch 136 zum Halten eines zu belichtenden Wafers während eines Belichtungsbetriebs des Projektionsbelichtungsanlage 100. Die Messmaske 24 der Messanordnung 10 ist am Maskentisch 132 angeordnet. Das Sensormodul 26 mit dem Beugungsmodul 28 und dem Intensitätsdetektor 30 ist in den Wafertisch 136 integriert, wobei der Wafertisch 136 derart justiert ist, dass sich das Beugungsmodul in der Bildebene 18 des Abbildungssystems 12 befindet.
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.
Bezugszeichenliste

10: Messanordnung
12: optisches Abbildungssystem
14: optische Achse
16: Objektebene
18: Bildebene
20: Beleuchtungseinrichtung
22: Wellenfrontmesseinrichtung
24: Messmaske
26: Sensormodul
28A: Beugungsmodul
28B: Beugungsmodul
30: Intensitätsdetektor
31: Detektionsebene
32: Auswerteeinrichtung
34: Messstrahlung
36: Messstrukturen
38: Messkanäle
40: Pupille
41: Flächenbereich in der Pupille
42: Pupillenebene
44: Gitterstruktur
44A: erste Konfiguration der Gitterstruktur
44B: zweite Konfiguration der Gitterstruktur
45: Periodenabstand
46: Ausdehnung der Gitterstruktur
47: Interferenzmuster
48: Wellenfrontabweichung
50: Ort auf Intensitätsdetektor
52: Interferenzpeak
54: minimale Halbwertsbreite
56A: erstes Frequenzspektrum der Wellenfrontabweichung
56B: zweites Frequenzspektrum der Wellenfrontabweichung
56K: kombiniertes Frequenzspektrum der Wellenfrontabweichung
57: Ursprungspunkt
58: Sensitivitätslücke
60_0: Phasenfunktion der nullten Beugungsordnung
60_1: Phasenfunktion der betragsmäßig ersten Beugungsordnung
62: zugänglicher Frequenzbereich
64: IZP-Grenzkurve des Vergleichsverfahrens
66: Beugungs-Grenzkurve
68: optimaler Arbeitspunkt des Vergleichsverfahrens
70: IZP-Grenzkurve des erfindungsgemäßen Messverfahrens
72: optimaler Arbeitspunkt des erfindungsgemäßen Messverfahrens
100: Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie
103: Feld-Facettenspiegel
104: Pupillen-Facettenspiegel
106: Plasmalichtquelle
108: Kollektorspiegel
110: erster Teleskopspiegel
112: zweiter Teleskopspiegel
114: Umlenkspiegel
118, 120, 122, 124, 128: Spiegel des Projektionsobjektivs
132: Maskentisch
136: Wafertisch

Claims

Messanordnung (10) zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System (12) mit: - einer Beleuchtungseinrichtung (20), welche dazu konfiguriert ist, eine Messstrahlung (34) in das optische System einzustrahlen, - einer Wellenfrontmesseinrichtung (22), welche dazu konfiguriert ist, eine Wellenfrontabweichung der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems zu bestimmen, dazu mindestens ein Beugungsmodul (28) mit einer Gitterstruktur (44) in zumindest einer Konfiguration (44A) umfasst und dazu konfiguriert ist, die Messungen der Wellenfrontabweichung mit unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur durchzuführen, sowie - einer Auswerteeinrichtung (32), welche dazu konfiguriert ist, Messergebnisse der Wellenfrontabweichung (48A, 48B), welche mit der Wellenfrontmesseinrichtung mittels der unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur bestimmt sind, jeweils in einem Frequenzspektrum (56A, 56B) darzustellen, welches die betreffende Wellenfrontabweichung als Funktion der räumlichen Frequenz charakterisiert, und unter Nutzung beider Frequenzspektren (56A, 56B) Streustrahlungsanteile zu bestimmen, welche in der Messstrahlung nach dem Durchlaufen des optischen Systems enthalten sind.
Messanordnung nach Anspruch 1, bei dem die Auswerteeinrichtung dazu konfiguriert ist, die Frequenzspektren (56A, 56B) zu kombinieren und aus der Kombination (56K) die Streustrahlungsanteile zu bestimmen.
Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Messstrahlung (34) eine Messwellenlänge aufweist und ein Periodenabstand (45) der Gitterstruktur in den unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) mindestens die 100-fache Messwellenlänge beträgt.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Messstrahlung (34) eine Messwellenlänge aufweist und ein Periodenabstand (45) der Gitterstruktur in den unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) höchstens die 2000-fache Messwellenlänge beträgt.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei sich die unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B1) der Gitterstruktur zumindest durch einen Periodenabstand (45) der Gitterstruktur unterscheiden.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei sich die unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B2) der Gitterstruktur zumindest durch eine Orientierung der Gitterstruktur unterscheiden.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Wellenfrontmesseinrichtung als Scherinterferometer (10) konfiguriert ist.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Frequenzspektren (56A, 56B) zweidimensionale Verteilungen sind.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur derart gestaltet sind, dass Sensitivitätslücken (58A, 58B) im betreffenden Frequenzspektrum, an denen eine phasengleiche Überlagerung der die Gitterstruktur in der nullten Beugungsordnung durchlaufenden Messstrahlung (60_0) mit an der Gitterstruktur in betragsmäßig erster Beugungsordnung gebeugter Messstrahlung (60_1) vorliegt, bei den unterschiedlichen Konfigurationen in unterschiedlichen Abschnitten des Frequenzspektrums liegen.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur auf dem Beugungsmodul (28A) angeordnet sind.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur auf unterschiedlichen Beugungsmodulen (28A, 28B) angeordnet sind, die nacheinander in der Wellenfrontmesseinrichtung angeordnet werden können.
Messanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Gitterstruktur (44) in zumindest einer der Konfigurationen eine unter Berücksichtigung eines Periodenabstands (45) der Gitterstruktur (44) bestimmte Ausdehnung (46) aufweist, bei der ein auf dem Intensitätsdetektor (30) erzeugter zentraler Interferenzpeak eine minimale Breite (54) oder eine die minimale Breite um maximal 50% übersteigende Breite aufweist.
Projektionsbelichtungsanlage (100) für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv (12) sowie einer Messanordnung (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche zur Streustrahlungsmessung am Projektionsobjektiv.
Verfahren zur Streustrahlungsmessung an einem optischen System (12) mit den Schritten: - Einstrahlen einer Messstrahlung (34) in das optische System, - Anordnen einer Gitterstruktur (44) in zwei unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) im Strahlengang der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems und Bestimmen von Messergebnissen einer Wellenfrontabweichung (48A, 48B) der Messstrahlung für jede der unterschiedlichen Konfigurationen, - jeweiliges Darstellen der Messergebnisse für die unterschiedlichen Konfigurationen in einem Frequenzspektrum (56A, 56B), welches die betreffende Wellenfrontabweichung als Funktion der räumlichen Frequenz charakterisiert, sowie - Bestimmen von Streustrahlungsanteilen, welche in der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems enthalten sind, unter Nutzung beider Frequenzspektren (56A, 56B).
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die unterschiedlichen Konfigurationen (44A, 44B) der Gitterstruktur auf unterschiedlichen Beugungsmodulen (28A, 28B) angeordnet sind und die Beugungsmodule bei der Bestimmung der Messergebnisse der Wellenfrontabweichung nacheinander im Strahlengang der Messstrahlung nach Durchlaufen des optischen Systems angeordnet werden.