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Title:
METHOD AND MEASURING ASSEMBLY FOR AN INTERFEROMETRIC DETERMINATION OF THE SURFACE SHAPE OF A TEST OBJECT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/002799
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a measuring assembly for an interferometric determination of the surface shape of a test object, in particular an optical element of a microlithographic projection exposure system. In a method according to the invention, a test wave produced by diffracting electromagnetic radiation on a computer-generated hologram (CGH) (110, 210, 211, 310, 410) is reflected by the test object (120, 220, 320, 420) as a spherical wave, wherein a sub-region of said spherical wave is reflected back to the test object (120, 220, 320, 420) by a spherical mirror (130, 230, 330, 430) in an autocollimation process and is superimposed with a reference wave which is not reflected on the test object (120, 220, 320, 420), and the surface shape of the test object (120, 220, 320, 420) is determined on the basis of a plurality of interferometric measurements which are taken one after the other and which differ with respect to the spherical wave sub-region reflected by the spherical mirror (130, 230, 330, 430) in the autocollimation process.

Inventors:
JENNEWEIN HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/066713
Publication Date:
January 04, 2024
Filing Date:
June 20, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZEISS CARL SMT GMBH (DE)
JENNEWEIN HOLGER (DE)
International Classes:
G01B9/02; G01B11/24; G01M11/00
Foreign References:
CN103335610A2013-10-02
DE102022206650A12024-01-04
US20160085061A12016-03-24
DE102015202695A12016-08-18
US7728987B22010-06-01
Other References:
DRUZHIN VLADISLAV ET AL: "Interferometer for surface figure of large convex hyperboloid mirrors", SPIE PROCEEDINGS; [PROCEEDINGS OF SPIE ISSN 0277-786X], SPIE, US, vol. 11451, 13 December 2020 (2020-12-13), pages 114510V - 114510V, XP060137704, ISBN: 978-1-5106-3673-6, DOI: 10.1117/12.2560364
WANG ET AL.: "Convex Aspherical Surface Testing Using Catadioptric Partial Compensating System", J. PHYS.: CONF. SER., vol. 680, 2016, pages 012036
B. DÖRBANDH. MÜLLERH. GROSS: "Interferometry", vol. 1, 2012, WILEY-VCH, article "Metrology of Optical Components and Systems,"
Attorney, Agent or Firm:
FRANK, Hartmut et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche Verfahren zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings,

- wobei jeweils eine durch Beugung elektromagnetischer Strahlung an einem computergenerierten Hologramm (CGH) (1 10, 210, 21 1 , 310, 410) erzeugte Prüfwelle vom Prüfling (120, 220, 320, 420) als sphärische Welle reflektiert wird;

- wobei ein Teilbereich dieser sphärischen Welle von einem sphärischen Spiegel (130, 230, 330, 430) in Autokollimation zurück zum Prüfling (120, 220, 320, 420) reflektiert und mit einer nicht an dem Prüfling (120, 220, 320, 420) reflektierten Referenzwelle überlagert wird;

- wobei die Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings (120, 220, 320, 420) basierend auf einer Mehrzahl von nacheinander durchgeführten interferometrischen Messungen erfolgt, welche sich hinsichtlich des vom sphärischen Spiegel (130, 230, 330, 430) in Autokollimation reflektierten Teilbereichs der sphärischen Welle voneinander unterscheiden. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der hinsichtlich seiner Oberflächenform zu charakterisierende Prüfling (120, 220, 320, 420) eine optische Wirkfläche in Form einer Freiformfläche ohne Rotationssymmetrie aufweist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die interferometrischen Messungen hinsichtlich einer Drehstellung und/oder Schiebestellung des sphärischen Spiegels (130, 230, 330, 430) voneinander unterscheiden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei bei unterschiedlichen interferometrischen Messungen erfasste Teilbereiche der sphärischen Welle einen gemeinsamen Überlappbereich aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings (120, 220, 320, 420) unter Berücksichtigung von positionsbedingten relativen Abweichungen der bei diesen interferometrischen Messungen für den Überlappbereich erhaltenen Messdaten erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der interferometrischen Messungen, welche sich hinsichtlich des vom sphärischen Spiegel (130, 230, 330, 430) in Autokolli- mation reflektierten Teilbereichs der sphärischen Welle voneinander unterscheiden, wenigstens drei, insbesondere wenigstens vier, beträgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdaten der in Autokollimation reflektierten Teilbereiche mit Hilfe eines Optimierungsalgorithmus zur Bestimmung von Abweichungen des sphärischen Spiegels von der perfekten Kugelform verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfling (120, 220, 320, 420) ein Spiegel oder eine Linse ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfling (120, 220, 320, 420) für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfling (120, 220, 320, 420) ein optisches Element für die Mikrolithographie, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, ist. Verfahren zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings in Form eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,

- wobei jeweils eine durch Beugung elektromagnetischer Strahlung an einem computergenerierten Hologramm (CGH) (1 10, 210, 211 , 310, 410) erzeugte Prüfwelle vom Prüfling (120, 220, 320, 420) als sphärische Welle reflektiert wird;

- wobei wenigstens ein Teilbereich dieser sphärischen Welle von einem sphärischen Spiegel (130, 230, 330, 430) in Autokollimation zurück zum Prüfling (120, 220, 320, 420) reflektiert und mit einer nicht an dem Prüfling (120, 220, 320, 420) reflektierten Referenzwelle überlagert wird; und

- wobei die interferometrische Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings (120, 220, 320, 420) basierend auf dieser Überlagerung erfolgt. Messanordnung zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit

• einem computergenerierten Hologramm (CGH) (1 10, 210, 21 1 , 310, 410), welches im optischen Strahlengang angeordnet ist und durch Beugung elektromagnetischer Strahlung eine Prüfwelle erzeugt, welche an die Soll-Form der Oberfläche des Prüflings (120, 220, 320, 420) derart angepasst ist, dass diese Prüfwelle vom Prüfling als sphärische Welle reflektiert wird;

• einem sphärischen Spiegel (130, 230, 330, 430), welcher einen Teilbereich dieser vom Prüfling (120, 220, 320, 420) reflektierten sphärischen Welle in Autokollimation zurück zum Prüfling reflektiert; und

• einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings basierend auf einer Mehrzahl von nacheinander durchgeführten interferometrischen Messungen mit jeweils einer Überlagerung des Teilbereichs der in Autokollimation zurück zum Prüfling (120, 220, 320, 420) reflektierten Welle mit einer nicht an dem Prüfling (120, 220, 320, 420) reflektierten Referenzwelle, wobei diese interferometrischen Messungen sich hinsichtlich des vom sphärischen Spiegel (130, 230, 330, 430) in Autokollimation reflektierten Teilbereichs der sphärischen Welle voneinander unterscheiden. Messanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich einen gemeinsamen Überlappbereich aufweisen. Messanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Einrichtung zur Manipulation einer Drehstellung und/oder Schiebestellung des sphärischen Spiegels (130, 230, 330, 430) aufweist. Messanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das CGH (1 10, 210, 21 1 , 310, 410) eine komplexe Kodierung zur Erzeugung unterschiedlicher Ausgangswellen aufweisen. Messanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Kalibrierspiegel aufweist, wobei die Ausgangswellen wenigstens eine Kalibrierwelle zur interferometrischen Überlagerung mit einer Referenzwelle nach Reflexion dieser Kalibrierwelle an dem Kalibrierspiegel umfassen.

Description:
Verfahren sowie Messanordnung zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 206 650.2, angemeldet am 30. Juni 2022. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Messanordnung zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings. Bei dem Prüfling kann es sich insbesondere um ein optisches Element für die Mikrolithographier, insbesondere ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage handeln.

Stand der Technik

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolitho- graphieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.

In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus US 2016/0085061 A1 bekannt, können beispielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.55 aufweisen und bilden ein (z.B. ringsegmentförmiges) Objektfeld in die Bildebene bzw. Waferebene ab. Mit der Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) geht typischerweise eine Vergrößerung der erforderlichen Spiegelflächen der in der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzten Spiegel einher. Dies hat wiederum zur Folge, dass neben der Fertigung auch die Prüfung der Oberflächenform der Spiegel eine anspruchsvolle Herausforderung darstellt.

Hierbei kommen zur hochgenauen Prüfung der Spiegel insbesondere interfero- metrische Messverfahren unter Verwendung computergenerierter Hologramme (CGH) zum Einsatz. Dabei basiert die Bestimmung der Oberflächenform des jeweiligen Spiegels bzw. Prüflings auf einer interferometrischen Überlagerung einer von dem CGH erzeugten Prüfwelle mit an die Soll-Form der Oberfläche des Prüflings angepasster Wellenfront und einer Referenzwelle.

Dabei ist es weiter bekannt, eine Kalibrierung zur Berücksichtigung von durch die Messanordnung bzw. das CGH bewirkten Wellenfrontfehlern durchzuführen. Bekannte Ansätze hierzu beinhalten z.B. den Einsatz zusätzlicher Kalibrierspiegel in Kombination mit einer Erzeugung entsprechender, zusätzlicher Kalibrierwellen durch das CGH. Hierzu kann das CGH eine komplexe Kodierung in Form einander überlagernder diffraktiver Strukturmuster zur Erzeugung der Prüfwelle, der Referenzwelle sowie der Kalibrierwellen aufweisen.

Mit zunehmender Größe des zu prüfenden Spiegels besteht der Bedarf nach der Realisierung immer größerer CGHs. Bei der üblichen elektronen- lithographischen Herstellung der CGHs, bei welcher eine auf dem CGH-Substrat aufgebrachte Hartmaske unter Verwendung eines geeigneten elektronenstrahlempfindlichen Resists elektronenstrahllithographisch strukturiert wird, erfordert die Herstellung immer größerer CGHs (mit einigen zig Zentimetern Durchmessern) extrem lange Schreibzeiten, was zum einen in der Praxis zu Problemen hinsichtlich Alterungseffekten des verwendeten Resists sowie der wachsenden Ausfallwahrscheinlichkeit des verwendeten Elektronenstrahlschreibers führt und zum anderen auch die kostenintensive Entwicklung bzw. Anpassung der verwendeten Maschinenkomponenten erfordert.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf die Publikationen Jingxian Wang et al.: „Convex Aspherical Surface Testing Using Catadioptric Partial Compensating System“, 2016 J. Phys.: Conf. Ser. 680 012036, sowie B. Dör- band, H. Müller, H. Gross: „Metrology of Optical Components and Systems, Chapter 46 - Interferometry, Wiley-VCH, 1. Auflage, Berlin 2012, DE 10 2015 202 695 A1 und US 7,728,987 B2 verwiesen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Messanordnung zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, bereitzustellen, welche eine zuverlässige Prüfung auch von vergleichsweise großen Spiegelflächen unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings, - wobei jeweils eine durch Beugung elektromagnetischer Strahlung an einem computergenerierten Hologramm (CGH) erzeugte Prüfwelle vom Prüfling als sphärische Welle reflektiert wird;

- wobei ein Teilbereich dieser sphärischen Welle von einem sphärischen Spiegel in Autokollimation zurück zum Prüfling reflektiert und mit einer nicht an dem Prüfling reflektierten Referenzwelle überlagert wird;

- wobei die Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings basierend auf einer Mehrzahl von nacheinander durchgeführten interferometrischen Messungen erfolgt, welche sich hinsichtlich des vom sphärischen Spiegel in Autokollimation reflektierten Teilbereichs der sphärischen Welle voneinander unterscheiden.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines (gegebenenfalls auch größere Abmessungen von z.B. mehr als 0.3 m oder 0.5 m aufweisenden) Prüflings ein im optischen Strahlengang angeordnetes computergeneriertes Hologramm (CGH) in Kombination mit einem bezogen auf den optischen Weg nach dem Prüfling angeordneten sphärischen Spiegel einzusetzen und dabei das an die Soll-Form der Oberfläche des Prüflings angepasste CGH hinsichtlich der von ihm durch Beugung elektromagnetischer Strahlung erzeugten Prüfwelle derart auszugestalten, dass diese Prüfwelle vom Prüfling als sphärische Welle reflektiert wird. Diese vom Prüfling ausgehende sphärische Welle wird nun wiederum in wenigstens einem Teilbereich vom sphärischen Spiegel in Autokollimation zurück reflektiert und anschließend mit einer Referenzwelle (die jeweils in für sich bekannter Weise ohne Reflexion am Prüfling, z.B. in einer Fizeau-Anordnung oder auch in einer Referenzspiegel-Anordnung erzeugt wird) zur Überlagerung gebracht.

Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Ausgestaltung mit Erzeugung einer vom Prüfling als sphärische Welle reflektierten und dann erst von einem sphärischen Spiegel in Autokollimation zurück reflektierten Prüfwelle ermöglicht es, auch bei einem größere Abmessungen von z.B. mehr als 0.3 m oder 0.5 m aufweisenden Prüfling das zur Erzeugung der Prüfwelle verwendete CGH vergleichsweise klein auszugestalten und daher insoweit die eingangs beschriebenen fertigungstechnischen Probleme zu vermeiden. Des Weiteren beinhaltet die Erfindung auch das weitere Konzept, im Wege der Durchführung einer Mehrzahl interferometrischer Messungen, welche sich hinsichtlich des vom sphärischen Spiegel in Autokollimation reflektierten Teilbereichs der sphärischen Welle voneinander unterscheiden, auch die Abmessungen des erfindungsgemäß benötigten sphärischen Spiegels vergleichsweise gering zu halten, indem nämlich die vom Prüfling als sphärische Welle reflektierte Prüfwelle sukzessive mit dem sphärischen Spiegel abgescannt wird und anschließend die Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings unter Ausnutzung eines Stitching-Prinzips erfolgt.

Insgesamt wird erfindungsgemäß der mit dem Einsatz des zusätzlichen sphärischen Spiegels sowie der mit dessen Ansteuerung zum Abscannen der vom Prüfling als sphärische Welle reflektierten Prüfwelle jeweils verbundene zusätzliche Aufwand in Kauf genommen, um im Gegenzug u.a. die Vorteile einer im Vergleich zum Prüfling wesentlich geringeren Größe des CGHs zu erzielen.

Hinsichtlich der Verwendung einer Mehrzahl von nacheinander durchgeführten interferometrischen Messungen für jeweils unterschiedliche Teilbereiche der vom sphärischen Spiegel in Autokollimation reflektierten sphärischen Welle liegt der Erfindung die weitere Überlegung zugrunde, dass ein sich hierbei grundsätzlich ergebendes „Stitching-Problem“ im Wege einer rechnerischen Korrektur, und unter Heranziehung eines Überlappbereichs der bei den unterschiedlichen interferometrischen Messungen erfassten Teilbereiche sowie Lösung eines Optimierungsproblems (bei dem die entsprechenden Positionierungsfreiheitsgrade rechnerisch gerade so bestimmt werden, dass die sich im Überlappbereich ergebenden relativen Abweichungen minimiert werden) gelöst werden kann. Zusätzlich wird es möglich, die Abweichung des verwendeten sphärischen Spiegels von der perfekten Kugel zu kompensieren. Die Erfindung macht sich hier in vorteilhafter Weise den Umstand zu Nutze, dass in besagtem Überlappbereich zusätzliche Information in Form der aus den einzelnen interferometrischen Messungen jeweils bereitgestellten Interferogramm- phasen bzw. Wellenfrontwerten zur Verfügung steht, wobei diese zusätzliche Information es wiederum ermöglicht, die prinzipiell unvermeidbaren Unsicherheiten hinsichtlich Justage des sphärischen Spiegels relativ zum Prüfling als im Wege einer Optimierung bestimmbare Variablen zugrundezulegen. Aus der Überlappung der Subaperturen folgen durch einen Optimierungsprozess die bestpassenden Positionen der Subapertursegmente zueinander, die Information über Abweichung des sphärischen Spiegels von der perfekten Sphäre und der Abzug der prinzipiell unvermeidbaren Positionsunsicherheit des sphärischen Spiegels.

Gemäß einer Ausführungsform weist der hinsichtlich seiner Oberflächenform zu charakterisierende Prüfling eine optische Wirkfläche in Form einer Freiformfläche ohne Rotationssymmetrie auf.

Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die interferometrischen Messungen hinsichtlich einer Drehstellung und/oder Schiebestellung des sphärischen Spiegels voneinander.

Gemäß einer Ausführungsform weisen wenigstens zwei bei unterschiedlichen interferometrischen Messungen erfasste Teilbereiche der sphärischen Welle einen gemeinsamen Überlappbereich auf.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings unter Berücksichtigung von relativen Abweichungen der bei diesen interferometrischen Messungen für den Überlappbereich erhaltenen Messdaten.

Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Anzahl der interferometrischen Messungen, welche sich hinsichtlich des vom sphärischen Spiegel in Autokolli- mation reflektierten Teilbereichs der sphärischen Welle voneinander unterscheiden, wenigstens drei, insbesondere wenigstens vier. Gemäß einer Ausführungsform ist der Prüfling ein Spiegel oder eine Linse.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prüfling für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prüfling ein optisches Element für die Mikrolithographie, insbesondere einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings in Form eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,

- wobei jeweils eine durch Beugung elektromagnetischer Strahlung an einem computergenerierten Hologramm (CGH) erzeugte Prüfwelle vom Prüfling als sphärische Welle reflektiert wird;

- wobei wenigstens ein Teilbereich dieser sphärischen Welle von einem sphärischen Spiegel in Autokollimation zurück zum Prüfling reflektiert und mit einer nicht an dem Prüfling reflektierten Referenzwelle überlagert wird; und

- wobei die interferometrische Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings basierend auf dieser Überlagerung erfolgt.

Die Erfindung betrifft weiter auch eine Messanordnung zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit

- einem computergenerierten Hologramm (CGH), welches im optischen Strahlengang angeordnet ist und durch Beugung elektromagnetischer Strahlung eine Prüfwelle erzeugt, welche an die Soll-Form der Oberfläche des Prüflings derart angepasst ist, dass diese Prüfwelle vom Prüfling als sphärische Welle reflektiert wird; - einem sphärischen Spiegel, welcher einen Teilbereich dieser vom Prüfling reflektierten sphärischen Welle in Autokollimation zurück zum Prüfling reflektiert; und

- einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings basierend auf einer Mehrzahl von nacheinander durchgeführten interferometrischen Messungen mit jeweils einer Überlagerung des Teilbereichs der in Autokollimation zurück zum Prüfling reflektierten Welle mit einer nicht an dem Prüfling reflektierten Referenzwelle, wobei diese interferometrischen Messungen sich hinsichtlich des vom sphärischen Spiegel in Autokollimation reflektierten Teilbereichs der sphärischen Welle voneinander unterscheiden.

Gemäß einer Ausführungsform weisen der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich einen gemeinsamen Überlappbereich auf.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung eine Einrichtung zur Manipulation einer Drehstellung und/oder Schiebestellung des sphärischen Spiegels auf.

Gemäß einer Ausführungsform weist das CGH eine komplexe Kodierung zur Erzeugung unterschiedlicher Ausgangswellen auf.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Messanordnung wenigstens einen Kalibrierspiegel auf, wobei die Ausgangswellen wenigstens eine Kalibrierwelle zur interferometrischen Überlagerung mit einer Referenzwelle nach Reflexion dieser Kalibrierwelle an dem Kalibrierspiegel umfassen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

Figur 1 -2 schematische Darstellungen zur Erläuterung eines der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Grundprinzips;

Figur 3-4 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Messanordnung in unterschiedlichen Ausführungsformen;

Figur 5 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines im Rahmen der Erfindung anwendbaren Stitching-Prozesses; und

Figur 6 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Den im Weiteren beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, dass jeweils zur interferometrischen Bestimmung der Oberflächenform eines Prüflings ein im optischen Strahlengang angeordnetes computergeneriertes Hologramm (CGH) in Kombination mit einem bezogen auf den optischen Weg nach dem Prüfling angeordneten sphärischen Spiegel eingesetzt wird, wobei das an die Soll-Form der Oberfläche des Prüflings angepasste CGH hinsichtlich der von ihm durch Beugung elektromagnetischer Strahlung erzeugten Prüfwelle derart ausgestaltet wird, dass diese Prüfwelle vom Prüfling als sphärische Welle reflektiert wird. Fig. 1 zeigt zur Veranschaulichung dieses Grundprinzips zunächst eine schematische Darstellung, in welcher das die Prüfwelle erzeugende CGH mit „1 10“, der (insbesondere asphärische) Prüfling mit „120“ und der sphärische Spiegel mit „130“ bezeichnet ist. Dabei kann es wie im Weiteren noch beschrieben auch ausreichend sein, dass - wie in Fig. 1 bereits angedeutet - der sphärische Spiegel 130 in seiner konkreten Position nur einen vergleichsweise kleinen Teilbereich der vom Prüfling 120 ausgehenden sphärischen Welle in Autokollimation reflektiert, wobei dann die übrigen Teilbereiche anhand einer Verfahrbewegung entlang der strichpunktierten Linie abgescannt werden können.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren möglichen Ausführungsform, wobei zu Fig. 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß Fig. 2 wird zusätzlich zu einem ersten CGH 210 ein zweites CGH 211 an einer anderen Position verwendet, wobei dieses zweite CGH 21 1 eine Bestimmung der Oberflächenform des Prüflings 220 in einer Zone ermöglicht, welche bei der Prüfung mit dem ersten CGH 210 nicht erfasst werden kann (da der sphärische Spiegel 230 die entsprechenden Strahlen bzw. die Prüfwelle abdecken würde).

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Messanordnung in einer sogenannten Fizeau-Anordnung. Hierbei gelangt die von einer Lichtquelle 301 erzeugte elektromagnetische Strahlung über ein (Mikro-)Objektiv 302 und ein Pinhole 303 zu einem Strahlteiler 304 und von diesem über einen Kollimator 305 zu einem Fizeau-Element 306, welches zum einen in für sich bekannter Weise durch Reflexion die zur interferometrischen Messung benötigte Referenzwelle erzeugt. Die durch das Fizeau-Element 306 transmittierte Strahlung trifft gemäß Fig. 3 auf ein CGH 310, welches eine Prüfwelle zur Prüfung der Oberflächenform eines nachfolgenden (insbesondere asphärischen) Prüflings 320 erzeugt. Diese Prüfwelle entspricht hinsichtlich ihrer Wellenfront nicht unmittelbar mathematisch der „Prüflingsform“, sondern ist vielmehr entsprechend dem vorstehend anhand von Fig. 1 beschriebenen Prinzip als sphärische Welle und in solcher Weise ausgestaltet, dass sie von einem im optischen Weg nachfolgenden sphärischen Spiegel 330 in Autokollimation zurück reflektiert wird.

Das CGH 310 kann ferner in nicht dargestellter, jedoch für sich bekannter Weise durch geeignete komplexe Kodierung weitere Ausgangswellen insbesondere in Form einer oder mehrerer Kalibrierwellen erzeugen, welche an (nicht dargestellten) Kalibrierspiegeln dann in für sich bekannter Weise reflektiert werden und ebenfalls mit der Referenzwelle interferometrisch in der Messanordnung überlagert werden.

Die besagte vom sphärischen Spiegel 330 in Autokollimation zurück reflektierte Prüfwelle gelangt vom Prüfling 320 über das CGH 310 sowie das Fizeau-Ele- ment 306 zurück zum Strahlteiler 304 und wird von diesem ebenso wie die Referenzwelle zu einer Interferometerkamera 360 gelenkt, wobei sie eine Blende 340 und ein Okular 350 durchläuft. Die Interferometerkamera 360 erfasst ein durch die interferierenden Wellen erzeugtes Interferogramm, aus dem über eine (nicht dargestellte) Auswerteeinrichtung die Oberflächenform des Prüflings 320 bestimmt wird.

Fig. 4 zeigt in analoger Weise eine schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Messanordnung in einer weiteren Ausführungsform, wobei zu Fig. 3 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Die gemäß Fig. 4 durchgeführten einzelnen interferometrischen Messungen unterscheiden sich hinsichtlich des jeweils erfassten Teilbereichs der vom Prüfling 420 reflektierten sphärischen Welle, wobei die „Umstellung“ von einem Teilbereich auf einen anderen Teilbereich durch Änderung der Relativposition des sphärischen Spiegels 430 zum Prüfling 420, vorzugsweise durch Manipulation einer Drehstellung und/oder Schiebestellung des sphärischen Spiegels 430, erfolgt.

Mit einer geeigneten Drehvorrichtung wird der sphärische Spiegel auf ringförmigen oder spiralförmigen Bahnen um das Zentrum der sphärischen Welle bewegt. Die unterwegs aufgenommenen Subaperturen müssen sich überlappen, damit die Positionsfehler des sphärischen Spiegels und seine Abweichung von der perfekten Sphäre durch einen Optimierungsprozess berechnet und kompensiert werden können. Zur Veranschaulichung zeigt Fig. 5 lediglich schematisch angedeutete Subaperturen 501 -504, wobei ebenfalls die vom Prüfling reflektierte sphärische Welle 500 angedeutet ist. Hinsichtlich des Stitching-Prinzips wird auf B. Dörband, H. Müller, H. Gross: „Metrology of Optical Components and Systems, Chapter 46 - Interferometry, Wiley-VCH, 1. Auflage, Berlin 2012 verwiesen.

Das Stitching-Verfahren beinhaltet hierbei auch die „Selbstkalibrierung“ des verwendeten sphärischen Spiegels. Dadurch, dass dieser sphärische Spiegel in mehreren Positionen verwendet wird, sein Footprint aber gleich bleibt, können die gleichbleibenden von den veränderlichen Abweichungen unterschieden werden.

In weiteren Ausführungsform kann die interferometrische Bestimmung der Oberflächenform auch für einen Teilbereich des Prüflings unter Einsatz eines weiteren CGHs in herkömmlicher Weise erfolgen, so dass für dieses weitere CGH bzw. den betreffenden Teilbereich die betreffende, von dem weiteren CGH erzeugte Prüfwelle vom Prüfling in Autokollimation unmittelbar zurück reflektiert wird.

In weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Messanordnung anstelle der Fizeau-Anordnung von Fig. 3-4 auch eine sogenannte Referenzspiegel-Anordnung aufweisen, wobei in für sich bekannter Weise ein Referenzspiegel, welcher im optischen Strahlengang nach dem jeweiligen CGH angeordnet ist, die für die interferometrische Messung erforderliche Referenzwelle erzeugt.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren prüfbare Spiegel aufweist. Gemäß Fig. 6 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 610 einen Feldfacettenspiegel 603 und einen Pupillenfacettenspiegel 604 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 603 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 601 und einen Kollektorspiegel 602 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 604 sind ein erster Teleskopspiegel 605 und ein zweiter Teleskopspiegel 606 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 607 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 621 -626 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflek- tive strukturtragende Maske 631 auf einem Maskentisch 630 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 641 auf einem Wafertisch 640 befindet.

Bei einem im Rahmen der Erfindung hinsichtlich seiner Oberflächenform untersuchten Prüfling kann es sich z.B. um einen beliebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage 610 handeln. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt und auch zur Bestimmung der Oberflächenform anderer Elemente vorteilhaft anwendbar. Insbesondere ist die Erfindung auch zur Bestimmung der Oberflächenform von optischen Elementen (z.B. Spiegel oder Linsen) in einem für den Betrieb im DUV (d.h. bei Wellenlängen von weniger als 250 nm, insbesondere weniger als 200 nm) oder auch von anderen Elementen einsetzbar. Beispielhaft kann die Erfindung auch zur Bestimmung der Oberflächenform einer ihrerseits zur Vermessung der Oberflächenform dienenden (und ggf. ebenso eine große asphärische Fläche aufweisenden) Matrize eingesetzt werden.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.