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Title:
TESTING DEVICE AND METHOD FOR TESTING THE SURFACE SHAPE OF AN OPTICAL ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/214892
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a testing device and a method for testing the surface shape of an optical element, in particular a mirror or a lens of a microlithographic projection exposure system. According to one aspect, the testing device according to the invention has a laser light source (110, 210), an interferometer (140, 240), by means of which at least one sub-surface area of the optical element can be tested by means of an interferometric superpositioning of a test wave, said test wave being produced by the laser light generated by the laser light source and deflected onto the optical element, and a reference wave, and a frequency stabilization device for stabilizing the frequency of the laser light generated by the laser light source on the basis of an atomic or molecular vapor resonance.

Inventors:
MARZOK CARSTEN (DE)
MÜLLER HENRIETTE (DE)
SCHULTE STEFAN (DE)
HYBL ONDREJ (DE)
GOEDECKE UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/059043
Publication Date:
November 14, 2019
Filing Date:
April 10, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZEISS CARL SMT GMBH (DE)
MARZOK CARSTEN (DE)
MUELLER HENRIETTE (DE)
SCHULTE STEFAN (DE)
HYBL ONDREJ (DE)
GOEDECKE UWE (DE)
International Classes:
G01B9/02; G01B9/021; G01B11/24; G01M11/00; G01M11/02; G03F7/20
Foreign References:
US20040174535A12004-09-09
DE10256273B32004-03-18
DE10258248A12004-07-15
US20150331109A12015-11-19
DE102018207081A2018-05-07
US20160085061A12016-03-24
DE102015209490A12016-11-24
DE102004022037A12005-12-01
US20080069159A12008-03-20
Other References:
WEIPENG ZHANG ET AL: "Comb-referenced frequency-sweeping interferometry for precisely measuring large stepped structures", APPLIED OPTICS, vol. 57, no. 5, 11 January 2018 (2018-01-11), US, pages 1247, XP055594190, ISSN: 1559-128X, DOI: 10.1364/AO.57.001247
T.W. HÄNSCH ET AL.: "Complete Hyperfine Structure of a Molecular lodine Line", PHYS. REV. LETT., vol. 26, no. 16, 1971, pages 946 - 949
J. YE ET AL.: "Absolute Frequency Atlas of Molecular l Lines at 532 nm", IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, vol. 48, 2 April 1999 (1999-04-02), XP000930660, DOI: doi:10.1109/19.769654
R.W.P. DREVER ET AL.: "Laser Phase and Frequency Stabilization using an Opti cal Resonator", APPL. PHYS. B, vol. 31, 1983, pages 97 - 105
J.L. HALL ET AL.: "Stabilization and Frequency Measurement of the 12-Stabilized Nd:YAG Laser", IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, vol. 48, no. 2, April 1999 (1999-04-01), XP000930669, DOI: doi:10.1109/19.769663
Attorney, Agent or Firm:
FRANK, Hartmut (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Prüfvorrichtung zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, mit

• einer Laserlichtquelle (110, 210);

• einem Interferometer (140, 240), mit welchem eine Prüfung zumin- dest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometri- sche Überlagerung einer aus dem von der Laserlichtquelle (110, 210) erzeugten Laserlicht hervorgegangenen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist; und

• einer Frequenzstabilisierungseinrichtung zur Stabilisierung der Frequenz des von der Laserlichtquelle (110, 210) erzeugten Laser- lichtes basierend auf einer Atom- oder Moleküldampfresonanz.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzstabilisierungseinrichtung einen ersten Regelkreis (130, 230) zur Regelung der Frequenz des von der Laserlichtquelle (110, 210) erzeugten Laserlichtes aufweist.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine an den ersten Regelkreis (130) gekoppelte Spektroskopie-Einheit (120) zur Durchführung der Atom- oder Moleküldampfspektroskopie zur Bereitstellung einer Absolutfrequenz-Referenz aufweist.

4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Referenz-Laserlichtquelle (250) aufweist, wobei eine aktive Frequenzstabilisierung des von der Laserlichtquelle (210) erzeugten Laserlichtes über den ersten Regelkreis (230) auf Basis einer Messung der Differenzfrequenz zwischen der Frequenz des von der Laserlichtquelle (210) erzeugten Laserlichtes und der Frequenz des von der Referenz- Laserlichtquelle (250) erzeugten Laserlichtes erfolgt.

5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzstabilisierungseinrichtung einen zweiten Regelkreis (260) zur Regelung der Frequenz des von der Referenz-Laserlichtquelle (250) erzeugten Laserlichtes aufweist.

6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine an den zweiten Regelkreis (260) gekoppelte Spektroskopie-Einheit (220) zur Durchführung der Atom- oder Moleküldampfspektroskopie zur Bereitstellung einer Absolutfrequenz-Referenz aufweist.

7. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ein Spiegel oder eine Linse ist.

8. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist.

9. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn- zeichnet durch zumindest ein in einem Strahlengang des von der Laser- lichtquelle (110, 210) erzeugten Laserlichts angeordnetes diffraktives optisches Element.

10. Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein computer-generiertes Hologramm ist.

11. Prüfvorrichtung zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, mit einer Laserlichtquelle (310); einem Interferometer (340), mit welchem eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus dem von der Laserlichtquelle (310) erzeug- ten Laserlicht hervorgegangenen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist;

• zumindest einem in einem Strahlengang des von der Laserlichtquelle (310) erzeugten Laserlichts angeordneten diffraktiven optischen Element; und

• einer Frequenzstabilisierungseinrichtung zur Stabilisierung der Frequenz des von der Laserlichtquelle (310) erzeugten Laserlichtes basierend auf einem Frequenzkamm.

12. Prüfvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das diffraktive optische Element ein computer-generiertes Hologramm ist.

13. Prüfvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element ein Spiegel oder eine Linse ist.

14. Verfahren zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,

• wobei eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus dem von einer Laserlichtquelle (110, 210) erzeugten Laserlicht hervorgegan- genen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchgeführt wird; und

• wobei die Frequenz des von der Laserlichtquelle (110, 210) erzeug- ten Laserlichtes basierend auf einer Atom- oder Moleküldampf- resonanz stabilisiert wird.

15. Verfahren zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus dem von einer Laserlichtquelle (310) erzeugten Laserlicht hervorgegangenen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchgeführt wird; wobei in einem Strahlengang des von der Laserlichtquelle (310) erzeugten Laserlichts zumindest ein diffraktives optisches Element angeordnet wird; und wobei die Frequenz des von der Laserlichtquelle (310) erzeugten Laserlichtes basierend auf einem Frequenzkamm stabilisiert wird.

Description:
Prüfvorrichtung und Verfahren zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patent- anmeldung DE 10 2018 207 081.4, angemeldet am 07. Mai 2018. 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 eine Prüfvorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines Spiegels oder einer Linse einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.

Stand der Technik

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikro- lithographieprozess wird u.a. in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanla- ge durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektions- objektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuch- teten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bild- ebene 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 Wellen- längen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Kom- ponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus US 2016/0085061 A1 bekannt, können bei- spielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.55 aufweisen und bilden ein (z.B. ringsegmentförmiges) Objektfeld in die Bild- ebene bzw. Waferebene ab.

Mit der Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) geht typischer- weise 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. Die hierbei zu bestimmende Abweichung von einer vorgegebenen Sollform der Oberfläche eines optischen Elements wird im Einklang mit der üblichen Terminologie als „Passe“ bezeichnet. Zur hochgenauen Passemessung kommen interferometri- sche Messverfahren zum Einsatz.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Auf- baus einer interferometrischen Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Spiegels. Gemäß Fig. 4 tritt die von einer (nicht dargestellten) Lichtquelle erzeugte und aus der Austrittsfläche eines Lichtwellenleiters 401 austretende Beleuchtungs- Strahlung als Eingangswelle 405 mit einer sphärischen Wellenfront aus, durch- läuft einen Strahlteiler 410 und trifft anschließend auf ein diffraktives optisches Element in Form eines komplex kodierten Computer-generierten Hologramms (CGH) 420. Das CGH 420 erzeugt in Transmission im Beispiel gemäß seiner komplexen Kodierung aus der Eingangswelle 405 insgesamt vier Ausgangs- wellen, von denen eine Ausgangswelle als Prüfwelle auf die Oberfläche des Testobjekts in Form eines Spiegels 440 mit einer an die Sollform der Ober- fläche dieses Spiegels 440 angepassten Wellenfront auftrifft. Des Weiteren er- zeugt das CGH 420 aus der Eingangswelle 405 in Transmission drei weitere Ausgangswellen, von denen jede auf jeweils ein weiteres reflektives optisches Element 431 , 432 bzw. 433 trifft. Von diesen reflektiven optischen Elementen 431 -433 sind die Elemente 431 und 432 im Beispiel jeweils als Planspiegel und das Element 433 als sphärischer Spiegel ausgestaltet. Mit„435“ ist ein Shutter bezeichnet. Das CGH 420 dient auch zur Überlagerung der vom Testobjekt bzw. Spiegel 440 reflektierten Prüfwelle sowie der von den Elementen 431 -433 reflektierten Referenzwellen, welche als konvergente Strahlen wieder auf den Strahlteiler 410 treffen und von diesem in Richtung einer Interferometerkamera 460 reflektiert werden, wobei sie ein Okular 450 durchlaufen. Die Interferome- terkamera 460 erfasst ein durch die interferierenden Wellen erzeugtes Inter- ferogramm, aus welchem über eine (nicht dargestellte) Auswerteeinrichtung die tatsächliche Form der optischen Oberfläche des Spiegels 440 bestimmt wird.

In interferometrischen Prüfvorrichtungen wie der vorstehend beschriebenen Prüfvorrichtung geht die Genauigkeit der Einstellung bzw. Kenntnis der Wellen- länge des die Eingangswelle bildenden Laserlichts direkt in die bei der Passe- messung erzielbare Messgenauigkeit ein und hat somit maßgeblichen Einfluss auf die präzisionsgefertigte Oberflächenform des betreffenden optischen Elements. Mit steigenden Passeanforderungen stellt hierbei die hinreichend genaue Wellenlängeneinstellung eine anspruchsvolle Herausforderung dar. Dabei erweisen sich insbesondere herkömmliche Ansätze, welche auf einer Ermittlung der Wellenlänge mit einem kommerziell erhältlichen Wavemeter basieren und/oder bei denen in gewissen Zeitabständen eine Nachkalibrierung der (Laser-) Lichtquelle auf Basis einer geeigneten Referenzlichtquelle durch- geführt wird, u.a. aufgrund nicht hinreichend hoher thermischer Stabilität für die jeweiligen neuen Anforderungen als nicht mehr ausreichend.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2015 209 490 A1 und die Publikationen T.W. Hänsch et al. :„Complete Hyperfine Structure of a Molecular lodine Line“, Phys. Rev. Lett. Vol. 26 No. 16, 946-949 (1971 ), J. Ye et al.:„Absolute Frequency Atlas of Molecular l 2 Lines at 532 nm", IEEE Trans- actions on Instrumentation and Measurement, Vol. 48, No. 2, April 1999, R.W.P. Drever et al.:“Laser Phase and Frequency Stabilization using an Opti- cal Resonato , Appl. Phys. B 31 , 97-105 (1983) und J.L. Hall et al.:“Stabiliza- tion and Frequency Measurement of the -Stabilized Nd. YAG Lasef, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 48, No. 2, April 1999 verwiesen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor dem obigen Flintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfvorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines Spiegels oder einer Linse einer mikro- lithographischen Projektionsbelichtungsanlage, bereitzustellen, welche eine zuverlässige Charakterisierung der Oberflächenform unter zumindest teilweiser Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patent- ansprüche gelöst.

Eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements weist auf:

- eine Laserlichtquelle;

- ein Interferometer, mit welchem eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus dem von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlicht hervorgegangenen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist; und

- eine Frequenzstabilisierungseinrichtung zur Stabilisierung der Frequenz des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes basierend auf einer Atom- oder Moleküldampfresonanz.

Als Laserlichtquelle wird insbesondere eine Laserlichtquelle mit hoher zeitlicher Kohärenz (insbesondere mit einer einzigen Frequenz bzw. longitudinalen Mode) sowie vorzugsweise auch einer einzigen transversalen Mode (z.B. TEM00) verwendet.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Bestimmung der Passe eines optischen Elements in einer interferometrischen Prüfvorrich- tung eine Steigerung der Messgenauigkeit dadurch zu erzielen, dass eine hochgenaue Kenntnis der (absoluten) Wellenlänge des die Eingangswelle eines Interferometers bildenden Laserlichts durch aktive Stabilisierung der Laserlichtquelle auf eine atomare oder molekulare Resonanz realisiert wird. Die Kenntnis der (absoluten) Wellenlänge ist besonders wichtig, wenn im Prüfstrahlengang ein oder mehrere diffraktive optische Elemente (wie z.B. Computer-generierte Hologramme, kurz CGHs) verwendet werden, da derarti- ge optische Elemente im Vergleich zu rein refraktiven Elementen sehr wellen- längensensitiv sind.

Dabei beinhaltet die erfindungsgemäße aktive Stabilisierung den Einsatz eines geschlossenen Regelkreises mit der Folge, dass eine in herkömmlichen Ansät- zen angewandte Nachkalibrierung - welche wie vorstehend ausgeführt mit steigenden Anforderungen an die Passebestimmung bzw. Präzisionsfertigung ohnehin gegebenenfalls nur unzureichende Genauigkeiten liefern würde - ent- behrlich wird. Vielmehr ist erfindungsgemäß während der Passebestimmung die jeweils aktuell gültige Wellenlänge der in das Interferometer eingekoppelten Strahlung im Sinne einer Echtzeitkorrektur jederzeit bekannt.

Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen aktiven Stabilisierung der verwen- deten Laserlichtquelle diese Stabilisierung direkt auf eine Atom- oder Molekül- resonanz erfolgt, können im Ergebnis besonders hohe Genauigkeiten hinsicht- lich der Kenntnis der absoluten Wellenlänge, typischerweise auf Genauigkeiten von weniger als 100 Femtometern (fm), erreicht werden. Dies ermöglicht wie- derum hochgenaue Passebestimmungen mit Genauigkeiten, welche einem RMS-Fehler (d.h. einem quadratischen Mittelwert des Fehlers) von weniger als 0.1 nm entsprechen. Dabei ist zur berücksichtigen, dass erfindungsgemäß bewusst ein signifikanter technischer Mehraufwand u.a. im Hinblick auf den zusätzlich erforderlichen Aufbau des vorstehend genannten geschlossenen Regelkreises in Kauf ge- nommen wird, um im Gegenzug die insbesondere bei der avisierten Mikrolitho- graphie-Anwendung geltenden Genauigkeitsanforderungen hinsichtlich der Kenntnis der absoluten Wellenlänge und der Passebestimmung zu erfüllen.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Frequenzstabilisierungseinrichtung einen ersten Regelkreis zur Regelung der Frequenz des von der Laser- lichtquelle erzeugten Laserlichtes auf.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Prüfvorrichtung eine an den ersten Regelkreis gekoppelte Spektroskopie-Einheit zur Durchführung der Atom- oder Moleküldampfspektroskopie zur Bereitstellung einer Absolutfrequenz-Referenz auf.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Prüfvorrichtung ferner eine Referenz- Laserlichtquelle auf, wobei eine aktive Frequenzstabilisierung des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes über den ersten Regelkreis auf Basis einer Messung der Differenzfrequenz zwischen der Frequenz des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes und der Frequenz des von der Refe- renz-Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes erfolgt.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Frequenzstabilisierungseinrichtung einen zweiten Regelkreis zur Regelung der Frequenz des von der Referenz- Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes auf.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Prüfvorrichtung eine an den zweiten Regelkreis gekoppelte Spektroskopie-Einheit zur Durchführung der Atom- oder Moleküldampfspektroskopie zur Bereitstellung einer Absolutfrequenz-Referenz auf. Gemäß einer Ausführungsform ist das hinsichtlich seiner Oberflächenform zu prüfende optische Element ein Spiegel oder eine Linse.

Gemäß einer Ausführungsform ist das hinsichtlich seiner Oberflächenform zu prüfende optische Element ein optisches Element einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.

Gemäß einer Ausführungsform ist in einem Strahlengang des von der Laser- lichtquelle erzeugten Laserlichts zumindest ein diffraktives optisches Element angeordnet.

Gemäß einer Ausführungsform ist das diffraktive optische Element ein computer-generiertes Hologramm.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Prüfvorrichtung zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, mit

- einer Laserlichtquelle;

- einem Interferometer, mit welchem eine Prüfung zumindest einer Teil- fläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus dem von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlicht hervorgegan- genen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchführbar ist;

- zumindest einem in einem Strahlengang des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichts angeordneten diffraktiven optischen Element; und

- einer Frequenzstabilisierungseinrichtung zur Stabilisierung der Frequenz des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes basierend auf einem Frequenzkamm.

Gemäß einer Ausführungsform ist das diffraktive optische Element ein computer-generiertes Hologramm. Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel oder eine Linse.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,

- wobei eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus dem von der Laserlicht- quelle erzeugten Laserlicht hervorgegangenen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchgeführt wird; und

- wobei die Frequenz des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes basierend auf einer Atom- oder Moleküldampfresonanz stabilisiert wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch Verfahren zum Prüfen der Oberflächenform eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,

- wobei eine Prüfung zumindest einer Teilfläche des optischen Elements durch interferometrische Überlagerung einer aus dem von einer Laser- lichtquelle erzeugten Laserlicht hervorgegangenen und auf das optische Element gelenkten Prüfwelle und einer Referenzwelle durchgeführt wird;

- wobei in einem Strahlengang des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichts zumindest ein diffraktives optisches Element angeordnet wird; und

- wobei die Frequenz des von der Laserlichtquelle erzeugten Laserlichtes basierend auf einem Frequenzkamm stabilisiert wird.

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 1-3 schematische Darstellungen zur Erläuterung beispielhafter

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Figur 4 eine schematische Darstellung eines möglichen Aufbaus einer interferometrischen Prüfvorrichtung; und

Figur 5 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zunächst in für sich bekannter Weise eine Laserlichtquelle 110 sowie ein Interferometer 140 (welches lediglich beispielhaft den eingangs anhand von Fig. 4 beschriebenen Aufbau besitzen kann) auf. Im Lichtweg zwischen Laserlichtquelle 110 und Interferometer 140 befindet sich gemäß Fig. 1 ein Strahlteiler 115, über welchen ein Teil des Laserlichts ausgekoppelt und einer zur Durchführung ei- ner Atom- bzw. Moleküldampfspektroskopie ausgelegten Spektroskopie- Einheit 120 zugeführt wird. Diese Spektroskopie-Einheit 120 kann z.B. als Absorptionsspektroskopie oder als dopplerfreie Sättigungsspektroskopie ausgeführt sein. Grundsätzlich passiert der Laserstrahl dabei typischerweise eine Zelle, in der die zu spektroskpierende Atom-/Molekülsorte in Gasphase vorliegt. Ein geeigneter Photodetektor erzeugt das relevante Absorptions- /Sättigungssignal, welches als Eingangssignal für die Regelungsschleife 130 verwendet wird. Über die aktive Regelungsschleife 130 wird die Laserlicht- quelle 110 hinsichtlich der bereitgestellten Frequenz des in das Interferometer 140 eingekoppelten Laserlichts stabilisiert.

Die Auswahl der durch die Spektroskopie-Einheit 120 realisierten Spektros- kopie-Methode bzw. der verwendeten Atom- oder Molekülsorte erfolgt in Abhängigkeit von der jeweils angestrebten Wellenlängengenauigkeit sowie in Abhängigkeit von der optischen Auslegung des Interferometers 140. In einem konkreten Ausführungsbeispiel kann z.B. bei einer Arbeitswellenlänge von etwa 532nm eine Moleküldampf-Spektroskopie auf Basis der molekularen Resonanz von lod-Molekülen (l 2 ) durchgeführt werden, wobei ausgenutzt wer- den kann, dass das lod-Molekül eine vergleichsweise hohe Anzahl extrem schmaler Frequenzlinien zur Verfügung stellt. In weiteren Ausführungsformen können auch andere geeignete Atom- oder Molekülsorten gewählt werden, wobei insbesondere Alkalimetalle, Erdalkalimetalle sowie auch Übergangs- metalle geeignete Resonanzen zur Verfügung stellen können.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere mögliche Ausführungs- form einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, wobei im Vergleich zu Fig. 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 1 dadurch, dass die erfindungsgemäß zur Stabilisierung in Kombination mit ei- ner aktiven Regelungsschleife eingesetzte Spektroskopie-Einheit nicht die zur Erzeugung des in das Interferometer 240 eingekoppelten Laserlichts verwen- dete Laserlichtquelle 210 selbst, sondern eine Referenz-Laserlichtquelle 250 stabilisiert. Hierzu wird das von der Referenz-Laserlichtquelle 250 erzeugte Laserlicht über einen weiteren Strahlteiler 255 wie aus Fig. 2 ersichtlich auf- geteilt, wobei ein Anteil dieses Laserlichts der zur Durchführung einer Atom- bzw. Moleküldampfspektroskopie ausgelegten Spektroskopie-Einheit 220 zu- geführt wird. Das von dieser Spektroskopie-Einheit 220 bereitgestellte Aus- gangssignal wird in zu Fig. 1 analoger Weise einer aktiven Regelungsschleife 260 zugeführt, über welche die Referenz-Laserlichtquelle 250 bzw. das von ihr erzeugte Laserlicht auf eine feste Referenzfrequenz geregelt wird. Die auf diese Weise erzielte Stabilisierung der Referenz-Laserlichtquelle 250 kann wiederum lediglich beispielhaft auf Basis der molekularen Resonanz von lod- Molekülen (l 2 ) durchgeführt werden.

Des Weiteren ist gemäß Fig. 2 eine Frequenzvergleichseinheit 225 zum Ver- gleich der besagten Referenzfrequenz und der Frequenz des von der Laser- lichtquelle 210 erzeugten Laserlichts (typischerweise durch Differenzfrequenz- bzw. Schwebungsfrequenzmessung) vorgesehen. Das durch besagte Fre- quenzvergleichseinheit 225 bereitgestellte Ausgangssignal wird gemäß Fig. 2 einer weiteren aktiven Regelungsschleife 230 zugeführt, über welche wiede- rum die Frequenz des von der Laserlichtquelle 210 erzeugten Laserlichts konstant gehalten wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 hat u.a. den Vorteil, dass die zur Erzeu- gung des in das Interferometer 240 eingekoppelten Laserlichts dienende Laserlichtquelle 210 über einen vergleichsweise großen Frequenzbereich (z.B. über einen Frequenzbereich von mehr als 10 GHz) durchgestimmt werden kann, ohne dass der erfindungswesentliche Bezug zu der durch die Spektro- skopie-Einheit 220 bereitgestellten Atom- bzw. Molekülresonanz verloren geht. Mit anderen Worten wird im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 eine interferometri- sche Passemessung mit über einen vergleichsweise großen Wellenlängen- bereich variabler Arbeitswellenlänge bei zugleich hochgenauer Kenntnis der absoluten Wellenlänge und damit hoher Messgenauigkeit ermöglicht.

Den vorstehend anhand von Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen Ausführungsfor- men ist gemeinsam, dass zur Erzielung besonders hoher absoluter Frequenz- Stabilitäten (im Bereich von wenigen MHz bis einigen 10MHz) auf Seiten der Spektroskopie-Einheit 120 bzw. 220 vorzugsweise eine Sättigungsspektrosko- pie realisiert wird, wobei zugleich die eigentliche interferometrische Messung im Interferometer 140 bzw. 240 unter Vakuumbedingungen durchgeführt wer- den sollte, um signifikante Ungenauigkeiten bei einer ansonsten erforderlichen Umrechnung von Werten der Wellenlänge im Vakuum auf Werte der Wellen- länge z.B. in Luft (infolge unzureichend genauer Kenntnis von Koeffizienten der Edlen-Gleichung) zu vermeiden.

In Anwendungsszenarien mit vergleichsweise geringeren Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit, z.B. bei einer geforderten absoluten Frequenzstabil i- tät von mehreren 100 Megahertz (MHz) (entsprechend etwa 100 Femtometern Wellenlängengenauigkeit bei einer Wellenlänge von 532nm) bis einigen Giga- hertz (GHz) (entsprechend einer Wellenlängengenauigkeit von einigen Piko- metern bei einer Wellenlänge von 532nm) kann hingegen auf Seiten der Spekt- roskopie-Einheit 120 bzw. 220 auch eine vergleichsweise einfache Absorptionsspektroskopie ausreichend sein.

Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, wobei wiederum im Vergleich zu Fig. 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um„200“ erhöhten Bezugs- ziffern bezeichnet sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen aus Fig. 1 dadurch, dass anstelle der Spektroskopie-Einheit 120 ein sogenannter Frequenzkamm 320 in Kombination mit der aktiven Regelungsschleife 330 zur Stabilisierung der Laserlichtquelle 310 verwendet wird, welche das in das Inter- ferometer 340 eingekoppelte Laserlicht erzeugt. Hinsichtlich des für sich be- kannten Konzepts des laserbasierten Frequenzkamms zur Bereitstellung eines Frequenznormals wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2004 022 037 A1 sowie US 2008/069159 A1 verwiesen. Die Ausführungsform von Fig. 3 hat gegen- über derjenigen von Fig. 1 den Vorteil, dass Einschränkungen auf eine feste Frequenz der Laserlichtquelle 210 entfallen.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche mit einem erfin- dungsgemäßen Verfahren prüfbare Spiegel aufweist.

Gemäß Fig. 5 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgeleg- ten Projektionsbelichtungsanlage 410 einen Feldfacettenspiegel 503 und einen Pupillenfacettenspiegel 504 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 503 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 501 und einen Kollektorspiegel 502 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacetten- spiegel 504 sind ein erster Teleskopspiegel 505 und ein zweiter Teleskopspie- gel 506 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 507 ange- ordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebe- ne eines sechs Spiegel 521-526 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 531 auf einem Maskentisch 530 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 541 auf einem Wafertisch 540 be- findet.

Bei dem im Rahmen der Erfindung hinsichtlich seiner Oberflächenform bzw. Passe untersuchten optischen Element kann es sich z.B. um einen beliebigen Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage 510, beispielsweise den (vergleichs- weise großen) bildebenenseitig letzten Spiegel 526 des Projektionsobjektivs handeln. In weiteren Anwendungen kann es sich bei dem optischen Element auch um eine Linse z.B. einer für den Betrieb im DUV (z.B. bei Wellenlängen kleiner als 250nm, insbesondere kleiner als 200nm) ausgelegten Projektions- belichtungsanlage handeln.

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