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WO2007062808A1 - Projektionsbelichtungssystem - Google Patents

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Publication number
WO2007062808A1
WO2007062808A1 PCT/EP2006/011419 EP2006011419W WO2007062808A1 WO 2007062808 A1 WO2007062808 A1 WO 2007062808A1 EP 2006011419 W EP2006011419 W EP 2006011419W WO 2007062808 A1 WO2007062808 A1 WO 2007062808A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
projection exposure
exposure system
optical
radiation
measuring radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2006/011419
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Freimann
Jens Philipps
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to JP2008542652A priority Critical patent/JP5084739B2/ja
Publication of WO2007062808A1 publication Critical patent/WO2007062808A1/de
Priority to US12/129,235 priority patent/US8228485B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G03F7/706—Aberration measurement

Definitions

  • the invention relates to a projection exposure system.
  • miniaturized devices and structures include, for example, integrated circuits,
  • Liquid crystal elements micromechanical components and the like.
  • a radiation-sensitive substrate such as, for example, a wafer provided with a radiation-sensitive layer (“resist")
  • reticle a radiation-sensitive layer
  • the light necessary for the imaging is generated by an illumination system of the projection exposure system, which comprises an illumination optics for illuminating the mask.
  • a projection exposure system is known in which certain parameters characterizing the imaging quality can be determined by an interferometric measurement on the imaging optics.
  • US 5,973,863 discloses imaging optics having actuators which adjust a position of at least one optical element of the imaging system relative to other elements of the imaging system. Thus, it is possible to reduce certain aberrations of the imaging optics by appropriate control of the actuators.
  • the imaging quality is through determined a variety of parameters of the optical components and also subjected to operational drifts.
  • a projection exposure system comprises a plurality of optical components arranged in the beam path of a projection radiation with which the projection exposure system is operated, and an interferometer arrangement for testing at least one of these optical components by means of a measurement radiation, the measurement radiation being at an angle of incidence of at least 30 ° to the surface normal of an optical surface of the optical component impinges on the optical surface and at least one diffractive optical element is arranged in the beam path of the measuring radiation.
  • a projection exposure system for exposing a substrate with a pattern comprises an illumination optics for illuminating a pattern-defining structure with projection radiation, and projection optics for transmitting projection radiation interacting with the pattern-defining structure onto the substrate, the illumination optics and the projection optics each having a plurality optical components
  • the projection exposure system comprises at least one interferometer for measuring an optical component of the plurality of optical components, wherein the interferometer comprises a Meßstrahlungsario, a beam-forming optics, a back reflector with a first diffraction grating and a two-dimensional spatial resolution radiation detector, which outside a beam path of the projection radiation arranged and configured by the projection exposure system sin d, that: emitted by the Meßstrahlungsario measuring radiation through the beam-forming optics as an extended beam on a first extended area of an optical surface of the optical component to be measured, on the optical surface incident measuring radiation strikes after a first interaction with the optical component to be measured as an extended beam on the back reflector
  • the interferometer arrangement allows detection of parameters of the optical component to which the measuring radiation beam is directed. Since the measuring radiation beam strikes an extended area of the surface of the optical component, it is possible to detect spatially dependent parameters and temporal changes thereof.
  • the spatially dependent parameter may in this case be a surface shape of the region of the optical surface on which the measuring radiation beam is directed.
  • the spatially dependent parameter may also be a distribution of a refractive index of a substrate material of the optical component, as long as the measuring radiation beam passes through the substrate material.
  • drifts may be caused, for example, by thermal changes to the projection exposure system during the exposure operation.
  • optical components such as lenses or mirrors, of the Heat projection projection system due to the incident on this projection radiation, so that change surface shapes of the optical components.
  • a refractive index and a refractive index distribution in a substrate material of a lens may change during operation. The changes in the refractive index may be due to both heating and radiation-induced structural change, such as compaction and rarefaction, of the substrate material.
  • the measuring radiation strikes the optical surface obliquely, for example at a mean angle of incidence of greater than 30 °.
  • the extended area of the optical surface on which the measuring radiation beam is directed occupies a relatively large part of more than 10%, in particular more than 20%, of the surface of the optical component effective for the projection radiation.
  • the first diffraction grating of the back reflector is then configured such that radiation of the measuring radiation beam, which also strikes the diffraction grating as an extended beam, is reflected back substantially at each location of the impact, so that each partial beam of the beam, which of the back reflector is thrown back, runs back substantially the same way as it has gone to the back reflector.
  • Deviations from the coincidence between the way out and the return path of individual partial beam bundles are possible and contribute to the effect of a parameter change detected with the interferometer arrangement.
  • changes in a parameter of the optical component will usually lead to a change in the coincidence of the outward and return paths and thus to a change in the interference pattern detected by the radiation detector. From an analysis of the interference pattern, it is then possible to deduce the change of the parameter.
  • a diffraction grating which performs the function of the back reflector as desired, is technically possible.
  • the course of the measuring radiation beam in the interferometer arrangement together with the interaction with the optical component can be simulated by a computer, so that the angle of incidence of the individual partial beams of the measuring radiation beam can be calculated on the diffraction grating.
  • Such a diffraction grating is commonly referred to as a computer generated hologram (CGH).
  • CGH computer generated hologram
  • Such a CGH can be made from a mathematical description of the line density distribution by conventionally known methods such as an electron beam writer, a lithography apparatus, a laser beam writer, and the like.
  • the line density between different locations on the diffraction grating varies by more than a factor of 2, in particular by more than a factor of 3.
  • the beam-forming optical system also includes a diffraction grating.
  • the diffraction grating here may also be a computer-generated hologram configured to shape the measuring beam beam incident on the optical surface adapted to a geometry of the optical component so that the beam strikes the extended area of the optical surface.
  • the interferometer arrangement comprises a reference light reflector, which is arranged in a beam path between the measuring radiation source and the beam-forming optical system in order to derive the reference radiation necessary for generating the interference pattern from the radiation of the measuring radiation source.
  • the reference light reflector may be a partially transparent mirror.
  • the interferometer arrangement obtains a structure known as the Fizeau interferometer, wherein the partially transparent mirror is typically a plane mirror which is arranged orthogonally in the measuring radiation beam formed as a parallel beam between the measuring radiation source and the beam-forming optical system.
  • the reference light reflector may according to a further embodiment also comprise a further diffraction grating.
  • This may in this case be designed so that the reference light is reflected at an angle with respect to the incident measuring radiation towards the radiation detector, whereby an otherwise existing in the usual Fizeau structure additional beam splitter is not necessary.
  • the interferometer arrangement makes use of the advantages of phase-shifting interferometry (PSI) technology.
  • PSI phase-shifting interferometry
  • a plurality of interference patterns are detected in a measurement, wherein in each case different phase shifts are generated in the beam path of the interferometer.
  • phase shifts various embodiments see the possibilities of varying a wavelength of the measuring radiation, a variation of a position of the beam-shaping Optics, a variation of a position of the back reflector, a variation of a position of the reference light reflector, and the like.
  • the measuring radiation reflected by the back reflector and supplied to the radiation detector is reflected at its optical surface during the interaction with the optical component.
  • This possibility is particularly suitable for detecting changes in a surface shape of the optical surface.
  • This possibility is applicable to optical components which are mirrors or lenses.
  • the optical component is a lens, and the measuring radiation reflected back from the back reflector and supplied to the radiation detector
  • Substrate material is reflected internally on the second surface of the lens, penetrates the substrate material a second time, and finally exits through the first surface of the lens. This possibility is particularly suitable for changes in a refractive index of the
  • FIG. 1 shows a projection exposure system according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a projection exposure system according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a detailed view of an interferometer arrangement as integrated into the projection exposure systems of FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4 shows an interferometer arrangement as described in the project in accordance with a further embodiment. tion exposure systems of Figures 1 and 2 may be integrated,
  • FIG. 5 shows an interferometer arrangement, as may be integrated in the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 6 shows an interferometer arrangement as may be integrated in the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 7 shows an interferometer arrangement, as may be integrated in the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 8 shows an interferometer arrangement, as may be integrated in the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 9 shows an interferometer arrangement, as may be integrated in the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 10 shows an interferometer arrangement, as may be integrated in the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 11 shows a plan view of the sectional representation shown in FIG. 10,
  • FIG. 12 shows an interferometer arrangement, as may be integrated in the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 13 shows an interferometer arrangement, as may be integrated into the projection exposure system of FIG. 1 according to a further embodiment
  • FIG. 14 shows a top view of an interferometer arrangement according to a further embodiment corresponding to FIGS. 11, and
  • FIG. 15 shows a partial view of a radiation transmission unit shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a projection exposure system according to an embodiment of the invention.
  • the projection exposure system 1 comprises a projection optical system 3 for imaging a photomask 7 provided on a mask carrier 5 onto a surface 11 of a semiconductor wafer 13 coated with a photoresist, which is held on a wafer table 15.
  • the mask 7 is exposed to projection radiation 17, which is generated by an illumination optical system 19.
  • the illumination optical system 19 comprises a radiation source 21, for example a KrF excimer laser, which generates projection radiation having a wavelength of 248 nm in order to generate the projection radiation.
  • the radiation emerging from the source 21 is suitably shaped by a plurality of optical components in order to strike a region of the mask 7 to be imaged with a desired angular distribution and the most homogeneous possible spatial distribution.
  • the optical components of the illumination optical system 19 are indicated only schematically in FIG. 1 and comprise components 23 of a collimating optical system, an integrator 24 and further components 25 for beam shaping.
  • the components 25 are schematically indicated as lenses in Figure 1, but may also include other elements such as diffraction gratings, polarizers and others.
  • the projection radiation is directed onto the mask 7 via a mirror 26. A predetermined on the mask 7 pattern is transmitted through the projection lens 3 to the wafer 13.
  • the projection optics 3 comprises a plurality of lenses, of which only three lenses 29, 30 and 31 are shown by way of example in FIG.
  • the lenses are held in a housing 33 of the projection optics 3.
  • the projection optics comprise an interferometer arrangement 37 having a back reflector 39 and further components, which are shown schematically in FIG. 1 as a box 40 and will be explained in more detail below.
  • the components of the interferometer arrangement 37 are arranged outside a beam path of the projection radiation 17.
  • the interferometer arrangement 37 for measuring parameters of the lens 29 is shown merely by way of example. However, it is also envisaged to use a corresponding interferometer arrangement for measuring parameters of other optical components, such as further lenses 30, 31 or not shown in Figure 1 lenses of the projection optics 3 or components of the illumination optical system 19, as shown in Figure 1 schematically illustrated components 23, 24, 25 and 26 and further not shown in the schematic representation of Figure 1 components of the illumination optical system 19th
  • optical components of the projection optics 3 of Figure 1 are merely lenses. However, it is also possible to apply the principles of the invention to other projection optics, such as catadioptric projection optics, which in addition to lenses also comprise at least one mirror with a curved mirror surface.
  • FIG. 2 shows schematically a structure of a catoptric projection exposure system 3a, which has only mirrors as optical components.
  • This projection exposure system Ia also comprises projection optics 3a for imaging a pattern-generating structure 7a on a semiconductor wafer 13a, and illumination optics 19a for Illumination of the pattern-forming structure 7a with projection radiation 17a.
  • the projection radiation 17a is generated by a radiation source 21a which comprises, for example, a plasma source for generating EUV radiation.
  • the illumination optics 19a forms the projection radiation 17a by means of mirrors 51, 52, 53 and 54 in such a way that it strikes the pattern-forming structure 7a with a desired angular distribution.
  • the pattern-forming structure 7a reflects projection radiation according to the pattern to be displayed, and the projection optics 3a thereupon generates the pattern to be imaged on the wafer 13a by means of mirrors 55, 56, 57, 58, 59 and 60.
  • Surface shapes of the mirrors 51 to 60 may be during the operation of the Change projection exposure system Ia and thus affect a picture quality of the system. Therefore, each of the mirrors 51 to 60 may be associated with an interferometer arrangement which is configured similarly to the interferometer arrangement 37 shown in FIG. 1 and will be described in detail below. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2, only the mirror 58 is assigned an interferometer arrangement 37a, which is also shown there only schematically, in order to detect changes in a shape of a surface 35a of the mirror 58.
  • the interferometer arrangement 37 comprises a radiation source 63 for measuring radiation 65.
  • the radiation source 63 can be, for example, a helium-neon laser which emits the measuring radiation 65 at a wavelength of 632.8 nm.
  • the measuring radiation 65 is collimated by a collimating optics 66 shown schematically and reflected at a beam splitter 67. It then passes through a wedge plate 68 with an orthogonal to the beam direction of the wedge plate 68 passing through measuring radiation 65 oriented partially reflective surface 69, which forms a Fizeau surface of the interferometer 37.
  • reflected measuring radiation serves as reference radiation, passes through the beam splitter 67 in a straight line and is projected by a camera optics 69 on a two-dimensionally spatially resolving radiation detector 70.
  • the radiation detector 70 may be a CCD detector which has a plurality of pixels 71 arranged in a two-dimensional pattern.
  • a Fizeau surface 69 passing through part of the measuring radiation 65 enters through a window 71, which is mounted in the housing 33 of the projection optics 37, in an interior of the housing 33 a.
  • a vacuum may be provided inside the housing or a gas atmosphere of a suitable gas which has a low interaction with the projection radiation 17.
  • a computer-generated hologram (CGH) 73 which is designed to diffract the measuring radiation collimated as a parallel beam and impinging on the CGH 73 by the CGH 73, for example in a first diffraction order is widened so that the measuring radiation strikes an extended area 61 on the surface 35 of the lens 29. From there, the measuring radiation is reflected and in turn impinges as an extended beam on another CGH 75 of the back reflector 39, which is configured such that the incident on the CGH 75 measuring radiation is reflected back as accurately as possible in itself.
  • the CGH 75 therefore performs the function of a back reflector for the radiation which is reflected at a given diffraction order, for example the first order of diffraction, at the CGH 75.
  • the retroreflected measuring radiation in turn strikes an extended area of the optical surface 35 of the lens 29.
  • This extended area provided the condition of exact return reflection is satisfied, coincides with the extended area 61 impinged by the measuring radiation coming from the beam-forming optics 73. coincide.
  • the measuring radiation impinging on the region 61 from the CGH 75 is in turn reflected at the optical surface 35 and strikes the CGH 73 and is shaped by this into a substantially parallel Meßstrahlungsstrahl which passes through the Fizeau surface 69 and wedge plate 68, then the beam splitter 67 passes through and is projected by the camera optics 69 onto the detector 70, so that on the detector 70 due to the interfering superposition of the reflected at the Fizeau surface 69 reference radiation with the measuring radiation, which in the area 61st has interacted twice with the surface 35 of the lens 29, an interferent pattern is formed. This is read by the detector 70 in a controller 81.
  • the entire structure of the components of the interferometer 37 and the lens 29 is the numerical simulation accessible, so that with known geometry of the components by methods such as the ray tracing (ray tracing), the resulting interference pattern can be calculated.
  • ray tracing ray tracing
  • FIG. 3 shows a lens 32 of the projection optics 37 which is supported on the housing 33 by means of a support 83 supporting a plurality of piezoelectric actuators 85 which in turn support a socket 87 of the lens 32.
  • the piezoelectric actuators 85 are controlled by the controller 81 relative to a position of the lens 32 to change to the lens 29.
  • FIG. 3 also shows an actuator 91, which is configured to displace the CGH 75 in a direction indicated by an arrow 92 in FIG. 3, for a phase shift of the measuring radiation reflected back at the CGH 75 and thus a phase shift in the detector 70 to generate detected interference pattern.
  • PKI phase-shifting interferometry
  • FIG. 3 also shows an actuator 91, which is configured to displace the CGH 75 in a direction indicated by an arrow 92 in FIG. 3, for a phase shift of the measuring radiation reflected back at the CGH 75 and thus a phase shift in the detector 70 to generate detected interference pattern.
  • PSI phase-shifting interferometry
  • An evaluation of the plurality of interferograms is advantageous in terms of accuracy and uniqueness of the measurement performed. Background information on phase-shifting interferometry can be found in Chapter 14 of the textbook by Daniel Malacara, Optical Shop Testing, 2nd edition, Wiley Interscience Publication (1992).
  • the interferometer arrangement shown in detail in FIG. 3 serves to measure the surface shape of the surface 35 of the lens 29 of the projection exposure system shown in FIG.
  • FIG. 3 three surface normals 89 established at different locations of the area 61 are entered. Furthermore, in FIG. 3, three angles of incidence ⁇ of partial beams of the measuring beam are registered, which strike the area 61. Due to the curvature of the surface 35 and the divergence of the incident measuring radiation, the angles of incidence are not the same everywhere in the area 61. However, it is possible to average the angles of incidence over the area of the region 61 so as to determine a mean angle of incidence of the measuring radiation on the surface 35. It can also be seen from the schematic representation of FIG. 3 that the measuring radiation strikes the surface 35 at a relatively large angle of incidence. This angle of incidence is in particular greater than 30 °.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a projection exposure system Ib.
  • an interferometer arrangement 37b of the projection exposure system 1b has a different structure. This differs from the structure shown in Figure 3 essentially in that the function of the beam splitter 67 of Figure 3 is provided by another CGH 93.
  • measuring radiation is conducted via a light guide 95 in the vicinity of the measuring location and exits from a fiber end 96 as a divergent bundle of measuring radiation 65b and is from a Kollimationsoptik 66b to a parallel beam which impinges on a CGH 93 which is mounted on an outer side of a window 71b of a housing 33b of a projection optics 3b.
  • the CGH 93 diffracts the incident measuring radiation under a given diffraction order so as to hit the beam-forming optical system formed as another CGH 73b to direct the measuring radiation to an extended area 61b of the optical surface 35b to be measured.
  • the measuring radiation is reflected and reflected back into a back reflector, again in the form of a CGH 75b, to be reflected again into the region 61b of the optical surface 35b and to strike the beam-forming CGH 73b.
  • the measuring radiation returning to a detector 70b is bent at an equal angle as the measuring radiation passing through the CGH 73b and proceeding to the region 61b, in order then to strike the CGH 93.
  • the returning measuring radiation is diffracted at a given diffraction order at a different angle than that from the source 63b to the region 61b, so that the returning measuring radiation enters a camera optics 69b to be projected onto the detector 70b.
  • the CGH 93 is further configured to reflect a portion of the measuring radiation 65b coming from the source 63b, such that the measuring radiation reflected at the CGH 93 also enters the camera optics 69b as reference radiation and is superposed with that of the Area 61b returning measuring radiation to the detector 70b generates an interference pattern.
  • the optical component 29b which is measured with the interferometer arrangement 37b, is a mirror.
  • a surface shape of the mirror surface 35b is changeable in that the mirror is supported on the edge by abutments 88 shown schematically in FIG. 4 and by applying a force which can be changed in a direction represented by an arrow 94 to a center of the mirror via an actuator 90.
  • the applied force is determined by a controller 81b, which in turn derives a control signal for the actuator 90 from an analysis of the interference pattern detected by the detector 70b.
  • the mirror with changeable surface shape is shown only schematically in FIG. Background information on such active mirrors can be obtained, for example, from EP 1 174 770 A2.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a projection exposure system Ic which has an interferometer arrangement 37c which differs substantially from the interferometer arrangement shown in FIG. 4 in that measuring radiation for interacting with a lens 29c to be measured is not merely reflected but penetrates its substrate material ,
  • measuring radiation is directed by a CGH 73c to a region 6Ic 1 of a surface 35c of the lens 29c.
  • a portion of the measuring radiation is not reflected at the surface 35c but diffracted and enters the lens 29c, passes through the substrate material and is reflected on the other lens surface 36 inside.
  • the measuring radiation reflected internally on the surface 36 passes through the substrate again and exits the lens 29c in a region 6Ic 2 through the surface 35c, and from there it encounters a CGH 75c configured as a back reflector.
  • the back-reflected measurement radiation is directed by the CGH 75c onto the region 6Ic 2 into which it partially penetrates the lens 29c, is reflected internally on the other lens surface 36, exits the surface 35c of the lens in the region 6Ic 1 and exits the lens CGH 73 and via this and another CGH 93c and a camera optics 69c is supplied to a detector 70c.
  • the measuring radiation contributing to the reference pattern formed on the detector 70c, which has interacted with the lens 29c, has thus passed twice through the substrate of the lens 29c.
  • Changes in the interference pattern are thus an indication not only of a change in the surface shape of the surfaces 35c and 36c of the lens 29c but also of changes in refractive index of the substrate material of the lens 29c.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a projection exposure system Id with an interferometer arrangement 37d, which differs essentially from the interferometer arrangement shown in FIG. 5 in that between a beam-forming optical system 73d, which transforms the measuring radiation returning from an optical component 29d, and a detector 7Od camera optics (position 69 in Figures 3, 4 and 5) is not provided.
  • the measuring radiation and the reference radiation are thus transmitted directly to the detector.
  • Such a construction is also referred to in the literature as a "lensless interferometer".
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a projection exposure system Ie with an interferometer arrangement 37e, which differs from the previously shown arrangements in FIGS. 3 to 6 by the structure of the interferometer arrangement.
  • the interferometer arrangement 37e of FIG. 7 has the construction of a so-called point-diffraction interferometer. From a fiber end 36e, radiation generated by a source 63e emerges as a spherical wave.
  • a part 65e of this radiation is used as measuring radiation and becomes a measuring beam by the beam-forming optical system 73e designed as CGH which interacts with the optical component to be measured, namely a lens 29e, and is reflected back again by a back reflector 39e, the CGH 73e is again penetrated and thus formed into a wave bundle which returns spherically to the fiber end 36e. Part of the returning radiation is reflected at the fiber end 36e and then impinges on the detector 7Oe. However, a part of the radiation emerging directly from the fiber end 36e, which thus forms the reference radiation for generating an interference pattern on the detector, also hits the detector 7Oe. Again, changes in parameters of the measured optical component 29e will also cause the generated interference pattern to change. By reading out the generated interference pattern and analyzing it, actuators or the like which are provided on the projection exposure system can thus be compensated.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of a projection exposure system, which is constructed very similar to the projection exposure system shown in FIG.
  • the projection exposure system Ij of Figure 8 differs from that of Figure 7 in that between the location, here the fiber end 96j, at which the measurement radiation 65j exits the radiation source as a free beam, and the surface 35j, with which the radiation interacts first , no further beam-forming optical system (grating 73e in Figure 7) is arranged to form the wavefronts of the measuring radiation.
  • the window 71j as a plane-parallel plate leads to a certain parallel offset of the transmitted measuring radiation, but not to a significant change in the shape of the wavefront.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of a projection exposure system Ik, which has an interferometer arrangement 37k, which differs substantially from the interferometer arrangements shown in FIGS. 3 to 8 in that the measuring radiation for interaction with a lens 29k to be measured passes through it and does not penetrate any of them whose surfaces 35k and 36k is reflected.
  • a back reflector 39k is in this Embodiment designed as a plane mirror, so that the measuring radiation impinges orthogonally on the mirror surface.
  • a diffraction grating 73k attached to a window 71k is formed so that the measuring radiation from the diffraction grating 73k is shaped to be refracted at the lens surface 35k in an extended region 6lk 1 , penetrating the substrate material of the lens 29k, and another Refraction on the lens surface 36k extends in an extended area 6Ik 2 as a parallel beam towards the mirror 39k.
  • the diffraction grating 73k may be configured such that the measuring radiation emerging from the lens 29k in the region 6Ik 2 has a divergent or convergent beam path such that it is also reflected back at the back reflector, to which end the back reflector is then referred to concave or convex mirror is formed.
  • a variant of the embodiment shown in Figure 9 can also be designed so that the back reflector comprises a diffraction grating.
  • the grating 37k may be arranged or may be omitted.
  • the interferometer arrangement 37k otherwise has a structure corresponding to the interferometer arrangements shown in FIGS. 7 and 8.
  • FIG. A lens 29 f which in a projection optics or illumination optics of the projection exposure system If it can be arranged, the optics are held in a housing 33f.
  • the lens 29f itself is mounted in a socket 87f.
  • a plurality of actuators 85f which are driven by a controller 81f to precisely adjust a position of the lens 29f relative to the housing 33f.
  • the projection exposure system If comprises an interferometer assembly 37f.
  • the interferometer assembly 37f comprises a radiation transmitting unit 103 and a radiation detecting unit 105 mounted on a ring 101 supported by the carrier 83f.
  • the ring 101 is made of a material having a low thermal expansion coefficient, such as Zerodur.
  • Zerodur has a thermal expansion coefficient of 0.5-10 ⁇ 6 K -1 , which is thus substantially lower than a coefficient of thermal expansion of the carrier 83 f, whose components are made of steel, for example.
  • FIG. 15 shows a schematic representation of details of the radiation transmission unit 103.
  • a holder 127 which also forms a heat sink for a semiconductor laser diode 121 and holder for a collimation optics and a beam splitter 125.
  • Radiation emitted by the laser diode 121 is collimated by the lens 123 and directed to the beam splitter 125.
  • the beam splitter 125 is a plane-parallel plate having a partially reflecting surface 126 and an anti-reflective surface 128.
  • a part of the collimated radiation passing through the beam splitter forms a measuring light beam 107, and a part of the radiation reflected by the beam splitter 125 forms a measuring light beam 109.
  • the two beams 107 and 109 are at an angle ⁇ to each other.
  • the beam 109 passes directly to a spatially resolving detector in the radiation detection unit 105 while the beam 107 is directed to and reflected by a surface 35f of the lens 29f such that a reflected beam 108 interferes with the beam 109 on the spatially resolving detector in the radiation detection unit 105. Since the Angle ⁇ between the beams 107 and 109 is relatively small, for example 3 ° or 5 °, the angle of incidence of the beam 107 on the optical surface 35f of the lens 29f is relatively large, in particular greater than 30 °.
  • the two beams 108 and 109 generate an interference pattern on the spatially resolving detector.
  • the spatially resolving detector may be, for example, a two-dimensionally spatially resolving detector, such as a CCD detector.
  • the spatially resolving detector be simpler and, for example, merely a line detector or a four-quadrant detector. Namely, it is essential here that changes in the interference pattern are detectable, which are caused by a displacement of the position of the lens relative to the housing.
  • a change in a radiation intensity distribution detected by the detector is read by a controller 81f, which then actuates the actuators 85f to compensate for such changes in the detected radiation intensity distribution and thus a position of the location 113 at which the beam 107 hits the surface 35f. relative to the housing 33f remains constant.
  • FIG. 11 shows a plan view of the interferometer arrangement 37f shown in cross section in FIG. It can be seen from Fig. 11 that the radiation transmitting unit 103 and the radiation detecting unit 105 are disposed on the ring 101 opposite to each other, so that the location 113 is centrally located on the surface 35f of the lens.
  • FIG. 12 shows a further embodiment of a projection exposure system Ig with an interferometer arrangement 37g for measuring a position of two lenses 29g- L and 29g 2 relative to each other.
  • the two lenses 29g ! , 29g 2 are each held in a socket 87g x or 87g 2 , which are supported on actuators 8Bg 1 and 85g 2 on a support 8Sg 1 and 83g 2 , wherein the carrier 8Sg 1 , 83g 2 on a housing 33g of Optics of the projection exposure system Ig are attached. Similar to the embodiment shown in FIG - - -
  • the radiation transmitting unit 103g emits two beams 107g and 109g which are at an angle ⁇ to each other.
  • the beam 107g is reflected at a location HSg 1 from a surface 3Sg 1 of the lens 29g x such that the reflected beam strikes a position-resolving detector in the radiation detection unit 105g.
  • the other beam 109g does not impinge directly on the spatially resolving detector.
  • the other beam 109g is directed to a location 113g 2 on a lens surface 35g 2 of the lens 29g 2 such that the beam is reflected at the surface 35g 2 of the lens 29g 2 so that the reflected beam also strikes the detector and there with the beam reflected on the surface 3Sg 1 forms an interference pattern. If a relative distance between the two points HSg 1 and 113g 2 changes, the interference pattern generated on the detector changes correspondingly, and a controller (not shown in FIG. 12) will register changing detected radiation intensities. In response thereto, the control, similar to the embodiment of Figure 8, the actuators 1 8Og drive for the position of the lens 29g ⁇ ⁇ , in order to counteract such changes.
  • the position of the lens 29g 2 by driving the actuators 85g 2 is changeable, so that the controller can also control these actuators 85g 2 to restore the relative distance between the two locations HSg 1 and 113g 2 again ,
  • the controller can also control these actuators 85g 2 to restore the relative distance between the two locations HSg 1 and 113g 2 again .
  • FIG. 13 shows a further embodiment of a projection exposure system Ih with an interferometer arrangement 37h.
  • the interferometer arrangement 37h is used to detect changes in parameters of a lens 29h and has a similar structure as the interferometer shown in Figure 8.
  • a radiation transmitting unit 103h two measuring radiation beams 107h and 109h are emitted at a relatively small angle to each other.
  • One of the two beams 109h directly impinges on a detector provided in a radiation detection unit 105h, while the other beam 107h interacts with a lens 29h.
  • this beam 107 is not reflected on a surface 35h of the lens 29h in order then to strike the detector 105 directly.
  • the beam 107h strikes the surface 35h of the lens 29h at a location 113h where it is refracted, at least in part, and enters the lens to pass through its lens material and then to the other lens surface 29h at a location 114 inside is reflected. After reflection on the other lens surface 29h, the beam again traverses the lens material and exits at a location 116 on the surface 35h out of the lens 29h so as to strike the detector in the radiation detection unit 105h in interference with the beam 109h.
  • Changes in the intensity distribution detected by the detector are thus not only indicative of a change in a position of the lens relative to the housing, but also characteristic of a change in the refractive index of the lens material, which also results in changes or deterioration of an imaging quality of the projection exposure system I can lead you.
  • a controller may then actuate actuators 85h to change the position of the lens 29h relative to the housing 33h or other actuators provided in the projection exposure system Ih to maintain a given imaging quality of the projection exposure system.
  • FIG. 14 shows a plan view of a lens 33i of a projection exposure system Ii in a representation similar to FIG. 11.
  • three separate interferometer arrangements 37I 1 , 37I 2 and 37I 3 are provided, each of which has a radiation transmission unit 103i and a radiation detection unit 105i have. Similar to in 10, each transmitting unit emits two beams 109i and 107i, from which the beam 109i directly hits a detector of the radiation detecting unit 105i, while the other beam 107i is reflected at a location 113i on the surface 35i of the lens.
  • the positions 113i 1 # 113i 2 and 113i 3 are at a distance from each other.
  • the positions of the three locations 113i 1 # 113i 2 , 113i 3 can be independently determined relative to the housing 33i, from which the orientation of the surface 35i of the lens can be derived.
  • interferometer arrangements explained with reference to FIG. 14 can be applied to any embodiment of the interferometer arrangement which was previously explained with reference to FIGS. 3 to 11. Apart from that, a number of two or more than three interferometer arrangements can also be used to measure the same optical component.
  • a projection exposure system having a plurality of optical components comprises an interferometer arrangement whose components are arranged outside a projection beam path of the projection exposure system. Measuring radiation of the interferometer arrangement hits obliquely at a large angle of incidence on a surface of the optical component to be measured. Actuators of the projection exposure system can be controlled as a function of a measuring radiation intensity distribution detected by the interferometer arrangement, in order to change imaging properties of the projection exposure system and also to keep them stable, in particular with respect to drifts.

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Abstract

Ein Projektionsbelichtungssystem mit mehreren optischen Komponenten (29, 32) umfaßt eine Interferometeranordnung (37), deren Komponenten außerhalb eines Projektionsstrahlenganges (17) des Projektionsbelichtungssystems angeordnet sind. Meßstrahlung der Interferometeranordnung trifft schräg unter einem großen Inzidenzwinkel (a) auf eine Oberfläche (35) der zu vermessenden optischen Komponente (29). Aktuatoren (83, 87) des Projektionsbelichtungssystems können in Abhängigkeit von einer mit der Interferometeranordnung detektierten Meßstrahlungsintensitätsverteilung angesteuert werden, um Abbildungseigenschaften des Projektionsbelichtungssystems zu ändern und diese auch insbesondere gegenüber Driften stabil zu halten.

Description

Projektionsbelichtungssystem
Die Erfindung betrifft ein Projektionsbelichtungssystem.
Bei der Herstellung miniaturisierter Strukturen und Bauelemente werden herkömmlicherweise lithographische Verfahren eingesetzt. Die miniaturisierten Bauelemente und Strukturen umfassen beispielsweise integrierte Schaltkreise,
Flüssigkristallelemente, mikromechanische Komponenten und dergleichen. Hierbei werden auf einer Maske ("reticle") vorgegebene Muster bzw. Strukturen auf ein strahlungsempfindliches Substrat, wie beispielsweise einen mit einer strahlungsempfindlichen Schicht ("resist") versehenen Wafer durch eine Abbildungsoptik eines Projektions- belichtungssystems abgebildet. Das für die Abbildung notwendige Licht wird durch ein Beleuchtungssystem des Projek- tionsbelichtungssystems erzeugt, welches eine Beleuchtungsoptik zum Beleuchten der Maske umfaßt .
Unter dem ständigen Trend einer zunehmenden Miniaturisierung der herzustellenden Bauelemente werden immer höhere Anforderungen an die Abbildungsqualität von Projektionsbelichtungssystemen gestellt.
Aus beispielsweise US 2002/0001088 Al ist ein Projektionsbelichtungssystem bekannt, bei welchem bestimmte die Abbildungsqualität charakterisierende Parameter durch eine interferometrische Messung an der Abbildungsoptik bestimmt werden können. Aus beispielsweise US 5,973,863 ist eine Abbildungsoptik bekannt, welche Aktuatoren aufweist, welche eine Position wenigstens einen optischen Elements des Abbildungssystems relativ zu anderen Elementen des Abbildungssystems einstellen. Somit ist es möglich, gewisse Abbildungsfehler der Abbildungsoptik durch entsprechende Ansteuerung der Aktuatoren zu reduzieren.
Aufgrund der großen Zahl von optischen Komponenten in einem Projektionsbelichtungssystem ist die Abbildungsqualität durch eine Vielzahl von Parametern der optischen Komponenten bestimmt und auch betriebsbedingten Driften unterworfen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Projektionsbelichtungssystem mehrere optische Komponenten, die im Strahlengang einer ProjektionsStrahlung, mit der das Projektionsbelichtungssystem betrieben wird, angeordnet sind und eine Interferometeranordnung zur Prüfung wenigstens einer dieser optischen Komponenten mittels einer Meßstrahlung, wobei die Meßstrahlung unter einem Einfallswinkel von wenigstens 30° zur Flächennormalen einer optischen Fläche der optischen Komponente auf die optische Fläche auftrifft und wenigstens ein diffraktives optisches Element im Strahlengang der Meßstrahlung angeordnet ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Projektionsbelichtungssystem vorzuschlagen, welches die Erfassung von Parametern einzelner Komponenten des Systems oder/und die Erfassung von zeitlichen Änderungen von Parametern der Komponenten des Systems ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Projektionsbelichtungssystem zur Belichtung eines Substrats mit einem Muster eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung einer musterdefinierenden Struktur mit Projektionsstrahlung, und eine Projektionsoptik zur Übertragung von mit der musterdefinierenden Struktur wechselwirkender Projektionsstrahlung auf das Substrat, wobei die Beleuchtungsoptik und die Projektionsoptik jeweils eine Mehrzahl optischer Komponenten aufweisen, wobei das Projektionsbelichtungssystem wenigstens eine Interferometeranordnung zur Vermessung einer optischen Komponente der Mehrzahl optischer Komponenten umfaßt, wobei die Interferometeranordnung eine Meßstrahlungsquelle, eine strahlformende Optik, einen Rückreflektor mit einem ersten Beugungsgitter und einen zweidimensional ortsauflösenden Strahlungsdetektor umfaßt, welche außerhalb eines Strahlenganges der Projektionsstrahlung durch das Projektionsbelichtungssystem angeordnet und derart konfiguriert sind, daß: von der Meßstrahlungsquelle emittierte Meßstrahlung durch die strahlformende Optik als ausgedehntes Strahlenbündel auf einen ersten ausgedehnten Bereich einer optischen Oberfläche der zu vermessenden optischen Komponente trifft, auf die optische Oberfläche treffende Meßstrahlung nach einer ersten Wechselwirkung mit der zu vermessenden optischen Komponente als ausgedehntes Strahlenbündel auf den Rückreflektor trifft, an dem ersten Beugungsgitter des Rückreflektors reflektierte Meßstrahlung auf einen zweiten ausgedehnten Bereich einer optischen Oberfläche der zu vermessenden optischen Komponente trifft, auf den zweiten ausgedehnten Bereich der optischen Oberfläche treffende Meßstrahlung nach einer zweiten Wechselwirkung mit der zu vermessenden optischen Komponente als ausgedehntes Strahlenbündel in die strahlformende Optik eintritt, und die in die strahlformende Optik eintretende Meßstrahlung in Überlagerung mit Referenzstrahlung auf den zweidimensional ortsauflösenden Detektor trifft.
Die Interferometeranordnung erlaubt eine Erfassung von Parametern der optischen Komponente, auf welche der Meß- strahlungsstrahl gerichtet ist . Da der Meßstrahlungsstrahl auf einen ausgedehnten Bereich der Oberfläche der optischen Komponente trifft, ist es möglich, räumlich abhängige Parameter und zeitliche Änderungen derselben zu erfassen. Der räumlich abhängige Parameter kann hierbei eine Oberflächengestalt des Bereichs der optischen Oberfläche sein, auf welchen der Meßstrahlungsstrahl gerichtet ist. Der räumlich abhängige Parameter kann ebenfalls eine Verteilung eines Brechungsindex eines Substratmaterials der optischen Komponente sein, sofern der Meßstrahlungsstrahl das Substratmaterial durchsetzt.
Indem die Komponenten der Interferometeranordnung außerhalb des Strahlengangs der Projektionsstrahlung angeordnet sind, ist es möglich, diese Parameter während eines Belichtungsbetriebs des Projektionsbelichtungssystems zu erfassen, ohne diesen Betrieb hierbei zu beeinträchtigen. Es ist somit eine online-Erfassung dieser Parameter während des Betriebs möglich, wobei insbesondere zeitlich abhängige Driften dieser Parameter erfaßt werden können. Derartige Driften können beispielsweise durch thermische Veränderungen an dem Projektionsbelichtungssystem während des Belichtungsbetriebs verursacht sein. Beispielsweise können sich optische Komponenten, wie Linsen oder Spiegel, des Projektionsbelichtungssystems aufgrund der auf diese treffenden Projektionsstrahlung erwärmen, so daß sich Oberflächengestalten der optischen Komponenten ändern. Ebenso kann sich ein Brechungsindex und eine Brechungsindexverteilung in einem Substratmaterial einer Linse während des Betriebs ändern. Die Änderungen des Brechungsindex können hierbei sowohl auf eine Erwärmung als auch auf eine strahlungsinduzierte strukturelle Veränderung, wie beispielsweise compaction und rarefaction, des Substratmaterials zurückzuführen sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung trifft die Meßstrahlung schräg auf die optische Oberfläche, beispielsweise unter einem mittleren Inzidenzwinkel von größer 30°. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Interferometeranordnung raumsparend zwischen Strukturkomponenten des Projektionsbelichtungssystems, wie etwa Fassungen und Rahmen der optischen Komponenten, anzubringen. Insbesondere ist es möglich, bereits bestehende Projektionsbelichtungssysteme mit einer Interferometeranordnung nachzurüsten, um Parameter bzw. Driften von Parametern der optischen Komponenten zu erfassen.
Gemäß einer Ausführungsform nimmt der ausgedehnte Bereich der optischen Oberfläche, auf welchen der Meßstrahlungsstrahl gerichtet ist, einen relativ großen Teil von mehr als 10 %, insbesondere von mehr als 20 %, der für die Projektionsstrahlung wirksamen Oberfläche der optischen Komponente ein.
Aufgrund der Ausdehnung des Wechselwirkungsbereichs der optischen Oberfläche und der schrägen Inzidenz des Meßstrahlungsstrahls auf diesen Bereich der optischen Oberfläche wird eine eventuell vorhandene Symmetrie von Wellenfronten des Meßstrahlungsstrahls vor einem Auftreffen desselben auf die optische Oberfläche nach der Wechselwirkung mit der optischen Komponente nicht mehr vorhanden sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist dann das erste Beugungsgitter der Rückreflektors derart konfiguriert, daß Strahlung des Meßstrahlungsstrahls, welcher auch als ausgedehnter Strahl auf das Beugungsgitter trifft, an jedem Ort des Auftreffens im wesentlichen in sich zurückreflektiert wird, so daß ein jedes Teilstrahlenbündel des Strahls, welches von dem Rückreflektor zurückgeworfen wird, im wesentlichen den gleichen Weg zurückläuft, wie es zum Rückreflektor hin gelaufen ist. Abweichungen von der Koinzidenz zwischen dem Hinweg und dem Rückweg einzelner TeilStrahlenbündel sind möglich und tragen zu dem mit der Interferometeranordnung erfaßten Effekt einer Parameteränderung bei. Anders ausgedrückt, Änderungen eines Parameters der optischen Komponente werden in der Regel zu einer Änderung der Koinzidenz der Hinwege und Rückwege und damit zu einer Änderung des von dem Strahlungsdetektor erfaßten Interferenzmusters führen. Aus einer Analyse des Interferenzmusters ist es dann entsprechend möglich, auf die Änderung des Parameters zurückzuschließen.
Die Herstellung eines Beugungsgitters, welche die Funktion des Rückreflektors wie gewünscht ausführt, ist technisch möglich. Beispielsweise kann der Verlauf des Meßstrahlungsstrahls in der Interferometeranordnung samt der Wechselwirkung mit der optischen Komponente durch einen Computer simuliert werden, so daß Inzidenzwinkel der einzelnen Teilstrahlenbündel des Meßstrahlungsstrahls auf das Beugungsgitter errechnet werden können. In Abhängigkeit der somit errechneten Inzidenzwinkelverteilung über Orte des Beugungsgitters ist es dann möglich, Liniendichten des Beugungsgitters ortsabhängig so zu bestimmen, daß wenigstens ein Teil der auf das Beugungsgitter treffenden Meßstrahlung unter einer vorgegebenen Beugungsordnung in sich selbst zurückreflektiert wird, um schließlich nach einer erneuten Wechselwirkung mit der optischen Komponente auf den Strahlungsdetektor zu treffen. Es ist dann möglich, ein entsprechendes Beugungsgitter unter Vorgabe der Linien- dichteverteilung zu fertigen. Ein solches Beugungsgitter wird üblicherweise als Computer generiertes Hologramm (CGH) bezeichnet. Ein solches CGH kann, ausgehend von einer mathematischen Beschreibung der Liniendichteverteilung mit herkömmlich bekannten Methoden, wie etwa einem Elektronen- Strahlschreiber, einem Lithographiegerät, einem Laserstrahlschreiber und dergleichen hergestellt werden.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung variiert die Liniendichte zwischen verschiedenen Orten auf dem Beugungsgitter um mehr als einen Faktor 2, insbesondere um mehr als einen Faktor 3. Gemäß einer Ausführungsform umfaßt auch die strahlformende Optik ein Beugungsgitter. Das Beugungsgitter kann hierbei ebenfalls ein Computer generiertes Hologramm sein, welches so konfiguriert ist, daß es den auf die optische Oberfläche treffenden Meßstrahlungsstrahl angepaßt an eine Geometrie der optischen Komponente so formt, daß der Strahl auf den ausgedehnten Bereich der optischen Oberfläche trifft.
Gemäß einer Ausführungsform umfaßt die Interferometeranordnung einen Referenzlichtreflektor, welcher in einem Strahlengang zwischen der Meßstrahlungsquelle und der strahlformenden Optik angeordnet ist, um die zur Erzeugung des Interferenzmusters nötige Referenzstrahlung aus der Strahlung der Meßstrahlungsquelle abzuleiten. Hierbei kann der Referenzlichtreflektor ein teiltransparenter Spiegel sein. Hierdurch erhält die Interferometeranordnung einen als Fizeau- Interferometer bezeichneten Aufbau, wobei der teiltransparente Spiegel typischerweise ein Planspiegel ist, welcher orthogonal in dem als Parallelstrahl ausgebildeten Meßstrahlungsstrahl zwischen der Meßstrahlungsquelle und der strahlformenden Optik angeordnet ist.
Der Referenzlichtreflektor kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch ein weiteres Beugungsgitter umfassen.
Dieses kann hierbei so gestaltet sein, daß das Referenzlicht unter einem Winkel in Bezug auf die einfallende Meßstrahlung hin zu dem Strahlungsdetektor reflektiert wird, wodurch ein ansonsten in dem üblichen Fizeau-Aufbau vorhandener zusätzlicher Strahlteiler nicht notwendig ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform nutzt die Interferometeranordnung die Vorzüge der Technologie der phasenschiebenden Interferometrie (PSI) . Hierbei werden in einer Messung mehrere Interferenzmuster detektiert, wobei jeweils verschiedene Phasenverschiebungen in den Strahlengang der Interferometeranordnung erzeugt werden. Zur Erzeugung der Phasenverschiebungen sehen verschiedene Ausführungsformen die Möglichkeiten einer Variation einer Wellenlänge der Meßstrahlung, eine Variation einer Position der strahlformenden Optik, eine Variation einer Position des Rückreflektors, eine Variation einer Position des Referenzlichtreflektors, und dergleichen vor .
Gemäß einer Ausführungsform wird die von dem Rückreflektor reflektierte und dem Strahlungsdetektor zugeführte Meßstrahlung bei der Wechselwirkung mit der optischen Komponente an deren optischen Oberfläche reflektiert. Diese Möglichkeit eignet sich insbesondere dazu, Änderungen einer Oberflächengestalt der optischen Oberfläche zu erfassen. Diese Möglichkeit ist auf optische Komponenten anwendbar, welche Spiegel sind oder Linsen sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die optische Komponente eine Linse, und die von dem Rückreflektor zurückgeworfene und dem Strahlungsdetektor zugeführte Meßstrahlung zur
Wechselwirkung mit der optischen Komponente wird an einer ersten
Oberfläche der Linse gebrochen, durchdringt deren
Substratmaterial, wird an der zweiten Oberfläche der Linse innen reflektiert, durchdringt das Substratmaterial ein zweites Mal und tritt schließlich durch die erste Oberfläche der Linse wieder aus dieser aus. Diese Möglichkeit eignet sich insbesondere dazu, auch Änderungen eines Brechungsindex des
Linsenmaterials zu erfassen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert . Hierbei zeigt
Figur 1 ein Projektionsbelichtungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 ein Projektionsbelichtungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 3 eine Detailansicht einer Interferometeranordnung, wie sie in die Projektionsbelichtungssysteme der Figuren 1 und 2 integriert ist,
Figur 4 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystemen der Figuren 1 und 2 integriert sein kann,
Figur 5 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann,
Figur 6 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann,
Figur 7 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann,
Figur 8 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann,
Figur 9 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann,
Figur 10 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann,
Figur 11 eine Draufsicht zu der in Figur 10 gezeigten Schnittdarstellung,
Figur 12 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in dem Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann, Figur 13 eine Interferometeranordnung, wie sie gemäß einer weiteren Ausführungsform in das Projek- tionsbelichtungssystem der Figur 1 integriert sein kann,
Figur 14 eine Draufsicht einer Interferometeranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform entsprechend der Figur 11, und
Figur 15 eine Teildarstellung einer in Figur 11 gezeigten Strahlungssendeeinheit .
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Projek- tionsbelichtungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Projektionsbelichtungssystem 1 umfaßt eine Projektionsoptik 3 zur Abbildung einer auf einem Maskenträger 5 vorgesehenen Photomaske 7 auf eine mit einem Photolack belegte Oberfläche 11 eines Halbleiterwafers 13, welcher auf einem Wafertisch 15 gehaltert ist.
Die Maske 7 wird mit Projektionsstrahlung 17 belichtet, welche durch eine Beleuchtungsoptik 19 erzeugt wird. Die Beleuchtungsoptik 19 umfaßt zur Erzeugung der Projektionsstrahlung eine Strahlungsquelle 21, beispielsweise einen KrF- Excimer-Laser, welcher Projektionsstrahlung einer Wellenlänge von 248 nm erzeugt. Die aus der Quelle 21 austretende Strahlung wird durch eine Mehrzahl optischer Komponenten geeignet geformt, um mit einer gewünschten Winkelverteilung und möglichst homogenen Ortsverteilung auf einen abzubildenden Bereich der Maske 7 zu treffen. Die optischen Komponenten der Beleuchtungsoptik 19 sind in Figur 1 lediglich schematisch angedeutet und umfassen Komponenten 23 einer Kollimationsoptik, einen Integrator 24 und weitere Komponenten 25 zur Strahlformung. Die Komponenten 25 sind in Figur 1 schematisch als Linsen angedeutet, können jedoch auch andere Elemente, wie etwa Beugungsgitter, Polarisatoren und anderes umfassen. Über einen Spiegel 26 wird die Projektionsstrahlung auf die Maske 7 gerichtet . Ein auf der Maske 7 vorgegebenes Muster wird durch die Projektionsoptik 3 auf den Wafer 13 übertragen. Hierzu umfaßt die Projektionsoptik 3 eine Mehrzahl von Linsen, von denen in Figur 1 lediglich exemplarisch drei Linsen 29, 30 und 31 dargestellt sind. Die Linsen sind in einem Gehäuse 33 der Projektionsoptik 3 gehaltert. Zur Erfassung von Änderungen einer Oberflächengestalt eines Bereichs einer Oberfläche 35 der Linse 29 umfaßt die Projektionsoptik eine Interferometeranordnung 37 mit einem Rückreflektor 39 und weiteren Komponenten, welche in Figur 1 schematisch als Kasten 40 dargestellt sind und nachfolgend näher erläutert werden. Die Komponenten der Interferometeranordnung 37 sind außerhalb eines Strahlengangs der Projektionsstrahlung 17 angeordnet.
In der Figur 1 ist lediglich exemplarisch die Interferometeranordnung 37 zur Vermessung von Parametern der Linse 29 dargestellt. Es ist jedoch auch vorgesehen, eine entsprechende Interferometeranordnung zur Vermessung von Parametern anderer optischer Komponenten einzusetzen, wie etwa weiterer Linsen 30, 31 bzw. in Figur 1 nicht dargestellter Linsen der Projektionsoptik 3 oder auch von Komponenten der Beleuchtungsoptik 19, wie der in Figur 1 schematisch dargestellten Komponenten 23, 24, 25 und 26 sowie weiterer in der schematischen Darstellung der Figur 1 nicht gezeigter Komponenten der Beleuchtungsoptik 19.
Die optischen Komponenten der Projektionsoptik 3 der Figur 1 sind lediglich Linsen. Es ist jedoch auch möglich, die Prinzipien der Erfindung auf andere Projektionsoptiken anzuwenden, wie beispielsweise katadioptrische Projektions- Optiken, welche neben Linsen auch wenigstens einen Spiegel mit einer gekrümmten Spiegelfläche umfassen.
Figur 2 zeigt schematisch einen Aufbau eines katoptrischen Projektionsbelichtungssystems 3a, welches lediglich Spiegel als optische Komponenten aufweist. Auch dieses Projektions- belichtungssystem Ia umfaßt eine Projektionsoptik 3a zur Abbildung einer mustererzeugenden Struktur 7a auf einen Halbleiterwafer 13a, und eine Beleuchtungsoptik 19a zur Beleuchtung der musterbildenden Struktur 7a mit Projektionsstrahlung 17a. Die Projektionsstrahlung 17a wird durch eine Strahlungsquelle 21a erzeugt, welche beispielsweise eine Plasmaquelle zur Erzeugung von EUV-Strahlung umfaßt. Die Beleuchtungsoptik 19a formt die Projektionsstrahlung 17a mittels Spiegeln 51, 52, 53 und 54 derart, daß sie mit einer gewünschten Winkelverteilung auf die musterbildende Struktur 7a trifft. Die musterbildende Struktur 7a reflektiert Projektionsstrahlung gemäß dem darzustellenden Muster, und die Projektionsoptik 3a erzeugt hierauf das abzubildende Muster auf dem Wafer 13a mittels Spiegeln 55, 56, 57, 58, 59 und 60. Oberflächengestalten der Spiegel 51 bis 60 können sich während des Betriebs des Projektionsbelichtungssystems Ia ändern und damit eine Abbildungsqualität des Systems beeinträchtigen. Deshalb kann einem jeden der Spiegel 51 bis 60 eine Interferometeranordnung zugeordnet sein, welche ähnlich der in Figur 1 gezeigten Interferometeranordnung 37 konfiguriert ist und nachfolgend im Detail beschrieben wird. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich dem Spiegel 58 eine Interferometeranordnung 37a, welche dort auch nur schematisch dargestellt ist, zugeordnet, um Änderungen einer Gestalt einer Oberfläche 35a des Spiegels 58 zu erfassen.
Details der Interferometeranordnung 37 der Figur 1 werden nachfolgend anhand der Figur 3 erläutert . Die Interferometeranordnung 37 umfaßt eine Strahlungsquelle 63 für Meßstrahlung 65. Die Strahlungsquelle 63 kann hierbei beispielsweise ein Helium-Neon-Laser sein, welcher die Meßstrahlung 65 einer Wellenlänge von 632,8 nm emittiert. Die Meßstrahlung 65 wird von einer schematisch dargestellten Kollimationsoptik 66 kollimiert und an einem Strahlteiler 67 reflektiert. Sie durchsetzt daraufhin eine Keilplatte 68 mit einer orthogonal zur Strahlrichtung der die Keilplatte 68 durchsetzenden Meßstrahlung 65 orientierten teilreflektierenden Fläche 69, welche eine Fizeau-Fläche der Interferometeranordnung 37 bildet. An der Fizeau-Fläche 69 reflektierte Meßstrahlung dient als Referenzstrahlung, durchsetzt den Strahlteiler 67 geradlinig und wird durch eine Kameraoptik 69 auf einen zweidimensional ortsauflösenden Strahlungsdetektor 70 projiziert. Der Strahlungsdetektor 70 kann ein CCD-Detektor sein, welcher eine Vielzahl von in einem zweidimensionalen Muster angeordneten Pixeln 71 aufweist. Ein die Fizeau-Fläche 69 durchsetzender Teil der Meßstrahlung 65 tritt durch ein Fenster 71, welches in dem Gehäuse 33 der Projektionsoptik 37 angebracht ist, in ein Inneres des Gehäuses 33 ein. Im Inneren des Gehäuses kann beispielsweise Vakuum vorgesehen sein oder eine Gasatmosphäre eines geeigneten Gases, welches mit der Projektionsstrahlung 17 eine geringe Wechselwirkung aufweist.
An einer Innenoberfläche des Fensters 71 ist ein Computer generiertes Hologramm (CGH) 73 vorgesehen, welches derart gestaltet ist, daß die als paralleler Strahl kollimierte und auf das CGH 73 auftreffende Meßstrahlung durch das CGH 73 gebeugt wird, beispielsweise in einer ersten Beugungsordnung, und hierbei aufgeweitet wird, so daß die Meßstrahlung auf einen ausgedehnten Bereich 61 auf die Oberfläche 35 der Linse 29 trifft. Von dort wird die Meßstrahlung reflektiert und trifft wiederum als ausgedehntes Strahlenbündel auf ein weiteres CGH 75 des Rückreflektors 39, welches derart konfiguriert wird, daß die auf das CGH 75 treffende Meßstrahlung möglichst exakt in sich selbst zurückreflektiert wird. Das CGH 75 erfüllt deshalb für die Strahlung, welche unter einer gegebenen Beugungsordnung, beispielsweise der ersten Beugungsordnung, an dem CGH 75 reflektiert wird, die Funktion eines Rückreflektors.
Die rückreflektierte Meßstrahlung trifft dann wiederum auf einen ausgedehnten Bereich der optischen Oberfläche 35 der Linse 29. Dieser ausgedehnte Bereich wird, sofern die Bedingung der exakten Rückreflexion erfüllt ist, mit dem ausgedehnten Bereich 61, auf den die von der strahlformenden Optik 73 herkommende Meßstrahlung auftrifft, zusammenfallen. Die von dem CGH 75 aus auf den Bereich 61 auftreffende Meßstrahlung wird wiederum an der optischen Oberfläche 35 reflektiert und trifft auf das CGH 73 und wird von diesem zu einem im wesentlichen parallelen Meßstrahlungsstrahl geformt, welcher die Fizeau-Fläche 69 und Keilplatte 68 durchsetzt, dann den Strahlteiler 67 durchsetzt und durch die Kameraoptik 69 auf den Detektor 70 projiziert wird, so daß auf dem Detektor 70 aufgrund der interferenten Überlagerung der an der Fizeau-Fläche 69 reflektierten Referenzstrahlung mit der Meßstrahlung, welche in dem Bereich 61 zweimal mit der Oberfläche 35 der Linse 29 wechselgewirkt hat, ein interferentes Muster entsteht . Dieses wird von dem Detektor 70 in eine Steuerung 81 eingelesen.
Der gesamte Aufbau aus den Komponenten der Interferometeranordnung 37 und der Linse 29 ist der numerischen Simulation zugänglich, so daß bei bekannter Geometrie der Komponenten durch Methoden beispielsweise der Strahlverfolgung (ray tracing) das entstehende Interferenzmuster errechnet werden kann. Durch einen Vergleich eines gemessenen Interferenzmusters mit dem errechneten Interferenzmuster ist es bei geeigneter Eichung der Komponenten der Interferometeranordnung 37 sodann möglich, auf Abweichungen einer Oberflächengestalt der optischen Fläche 35 in dem Bereich 61 von einer Soll-Gestalt zu schließen.
Selbst wenn ein entstehendes Interferenzmuster durch numerische Berechnungen nicht exakt vorhergesagt werden kann, ist es dennoch möglich, Änderungen des Interferenzmusters in Abhängigkeit von der Zeit zu erfassen. Aus solchen Änderungen ist es dann möglich, Rückschlüsse auf Änderungen der Gestalt der optischen Fläche 35 in dem Bereich 61 zu ziehen. Beispielsweise ist es dabei möglich festzustellen, ob sich ein Krümmungsradius der Oberfläche 35 in dem Bereich 61 mit der Zeit erhöht oder erniedrigt . Eine solche Änderung des Krümmungsradius kann beispielsweise durch eine Erwärmung der Linse 29 aufgrund der Projektionsstrahlung 17 hervorgerufen werden.
Die Änderung des Krümmungsradius oder eines anderen Parameters der Oberflächengestalt der optischen Fläche 35 kann zu einer Änderung und gegebenenfalls zu einer Beeinträchtigung der Abbildungsqualität der Projektionsoptik 37 führen. Durch die Interferometeranordnung 37 können derartige Änderungen erfaßt werden, und es können Maßnahmen getroffen werden, um derartigen Änderungen der Abbildungsqualität entgegenzuwirken. Rein beispielhaft zeigt die Figur 3 eine Linse 32 der Projektionsoptik 37, welche an dem Gehäuse 33 mittels einer Halterung 83 gehaltert ist, welche mehrere piezoelektrische Aktuatoren 85 stützen, die wiederum eine Fassung 87 der Linse 32 tragen. Die piezoelektrischen Aktuatoren 85 werden von der Steuerung 81 kontrolliert, um eine Position der Linse 32 relativ zu der Linse 29 zu ändern. Somit ist es möglich, bei einer Änderung der Oberflächengestalt der Linsenoberfläche 35 die Position der Linse 32 relativ zu der Linse 29 so zu verlagern, daß eine Änderung der Abbildungsqualität der Projektionsoptik 37 aufgrund der Änderung der Oberflächengestalt der Oberfläche 35 möglichst kompensiert wird.
Die Figur 3 zeigt noch einen Aktuator 91, welcher dazu konfiguriert ist, das CGH 75 in eine in Figur 3 durch einen Pfeil 92 bezeichnete Richtung zu verlagern, um eine Phasenverschiebung der an dem CGH 75 zurückgeworfenen Meßstrahlung und damit eine Phasenverschiebung in dem durch den Detektor 70 erfaßten Interferenzmuster zu erzeugen. Es ist somit möglich, die Prinzipien der phasenschiebenden Interferometrie (PSI) auszunutzen und für eine Vermessung der optischen Oberfläche 35 in dem Bereich 61 mehrere Interferogramme mit dem Detektor 70 mit jeweils verschiedenen Stellungen des CGHs 75 zu erfassen. Eine Auswertung der mehreren Interferogramme ist vorteilhaft hinsichtlich Genauigkeit und Eindeutigkeit der durchgeführten Messung. Hintergrundinformation zur phasenschiebenden Interferometrie können dem Kapitel 14 des Textbuches von Daniel Malacara, Optical Shop Testing, 2nd edition, Wiley Interscience Publication (1992) entnommen werden.
Die in Figur 3 im Detail gezeigte Interferometeranordnung dient zur Vermessung der Oberflächengestalt der Oberfläche 35 der Linse 29 des in Figur 1 gezeigten Projektionsbelichtungssystems . Es ist jedoch ebenso möglich, mit einem entsprechenden Aufbau einer Interferometeranordnung Oberflächengestalten von anderen optischen Komponenten des Projektionsbelichtungssystems der Figur 1 zu erfassen. Ebenso ist es möglich, mit einem entsprechenden Aufbau von Interferometeranordnung Oberflächengestalten der Spiegel der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform des Projektionsbelichtungssystems zu erfassen.
In Figur 3 sind drei an verschiedenen Orten des Bereichs 61 errichtete Oberflächennormalen 89 eingetragen. Ferner sind in Figur 3 drei Inzidenzwinkel α von Teilstrahlen des Meßstrahlenbündels eingetragen, welche auf den Bereich 61 treffen. Aufgrund der Krümmung der Oberfläche 35 und der Divergenz der auftreffenden Meßstrahlung sind die Inzidenzwinkel nicht an jedem Ort des Bereichs 61 gleich. Es ist jedoch möglich, die Inzidenzwinkel über die Fläche des Bereichs 61 zu mittein, um so einen mittleren Inzidenzwinkel der Meßstrahlung auf die Oberfläche 35 zu bestimmen. Auch aus der schematischen Darstellung der Figur 3 ist ersichtlich, daß die Meßstrahlung unter einem relativ großen Inzidenzwinkel auf die Fläche 35 trifft. Dieser Inzidenzwinkel ist insbesondere größer als 30°.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projek- tionsbelichtungssystems Ib. Im Unterschied zu der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform weist hier eine Interferometeranordnung 37b des Projektionsbelichtungssystems Ib einen anderen Aufbau auf . Dieser unterscheidet sich von dem in Figur 3 gezeigten Aufbau im wesentlichen dadurch, daß die Funktion des Strahlteilers 67 der Figur 3 von einem weiteren CGH 93 bereitgestellt ist. Von einer Strahlungsquelle 63b, welche entfernt von einer zu vermessenden optischen Fläche 35b angeordnet ist, wird Meßstrahlung über einen Lichtleiter 95 in die Nähe des Meßortes geleitet und tritt dort aus einem Faserende 96 als divergentes Bündel von Meßstrahlung 65b aus und wird von einer Kollimationsoptik 66b zu einem parallelen Strahl geformt, welcher auf ein CGH 93 trifft, welches an einer Außenseite eines Fensters 71b eines Gehäuses 33b einer Projektionsoptik 3b angebracht ist. Das CGH 93 beugt die auftreffende Meßstrahlung unter einer gegebenen Beugungsordnung, so daß diese auf die als weiteres CGH 73b ausgebildete strahlformende Optik trifft, um die Meßstrahlung auf einen ausgedehnten Bereich 61b der zu vermessenden optischen Oberfläche 35b zu richten. Von dort wird die Meßstrahlung reflektiert und an einem wiederum als CGH 75b ausgebildeten Rückreflektor in sich zurückreflektiert, um erneut in den Bereich 61b von der optischen Oberfläche 35b reflektiert zu werden und auf das strahlformende CGH 73b zu treffen. Dort wird die zu einem Detektor 70b hin zurücklaufende Meßstrahlung unter einem gleichen Winkel gebeugt wie die das CGH 73b durchsetzende und zu dem Bereich 61b hin verlaufende Meßstrahlung, um dann auf das CGH 93 zu treffen. Dort allerdings wird die zurücklaufende Meßstrahlung bei einer gegebenen Beugungsordnung unter einem anderen Winkel gebeugt als die von der Quelle 63b zu dem Bereich 61b hin verlaufende Meßstrahlung, so daß die zurücklaufende Meßstrahlung in eine Kameraoptik 69b eintritt, um auf den Detektor 70b projiziert zu werden.
Das CGH 93 ist ferner derart konfiguriert, daß es einen Teil der von der Quelle 63b her kommenden Meßstrahlung 65b reflektiert, und zwar derart, daß die an dem CGH 93 reflektierte Meßstrahlung als Referenzstrahlung ebenfalls in die Kameraoptik 69b eintritt und in Überlagerung mit der von dem Bereich 61b zurücklaufenden Meßstrahlung auf den Detektor 70b ein Interferenzmuster erzeugt.
In der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist die optische Komponente 29b, welche mit der Interferometeranordnung 37b vermessen wird, ein Spiegel. Eine Oberflächengestalt der Spiegelfläche 35b ist änderbar, indem der Spiegel einerseits am Rand durch in Figur 4 schematisch dargestellte Widerlager 88 gehaltert ist und indem auf ein Zentrum des Spiegels über einen Aktuator 90 eine in eine durch einen Pfeil 94 dargestellte Richtung änderbare Kraft ausgeübt werden kann. Die ausgeübte Kraft wird durch eine Steuerung 81b bestimmt, welche ein Steuersignal für den Aktuator 90 wiederum aus einer Analyse der von dem Detektor 70b erfaßten Interferenzmuster ableitet. Der Spiegel mit änderbarer Oberflächengestalt ist in der Figur 4 lediglich schematisch dargestellt. Hintergrundinformation zu derartigen aktiven Spiegeln kann beispielsweise aus der EP 1 174 770 A2 gewonnen werden.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projek- tionsbelichtungssystems Ic, welches eine Interferometeranordnung 37c aufweist, welche sich von der in Figur 4 gezeigten Interferometeranordnung im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß Meßstrahlung zur Wechselwirkung mit einer zu vermessenden Linse 29c nicht lediglich reflektiert wird sondern deren Substratmaterial durchsetzt. Hierzu wird Meßstrahlung durch ein CGH 73c auf einen Bereich 6Ic1 einer Oberfläche 35c der Linse 29c gerichtet. Ein Teil der Meßstrahlung wird an der Oberfläche 35c nicht reflektiert sondern gebeugt und tritt in die Linse 29c ein, durchläuft deren Substratmaterial und wird an der anderen Linsenoberfläche 36 innen reflektiert. Die an der Oberfläche 36 innen reflektierte Meßstrahlung durchläuft das Substrat erneut und tritt in einem Bereich 6Ic2 durch die Oberfläche 35c aus der Linse 29c aus und trifft von dort auf ein CGH 75c, welches als Rückreflektor konfiguriert ist. Die rückreflektierte Meßstrahlung wird von dem CGH 75c auf den Bereich 6Ic2 gerichtet, in welchen diese zum Teil in die Linse 29c eindringt, an der anderen Linsenfläche 36 innen reflektiert wird, in dem Bereich 6Ic1 aus der Oberfläche 35c der Linse austritt und auf das CGH 73 trifft und über dieses und ein weiteres CGH 93c und eine Kameraoptik 69c einem Detektor 70c zugeführt wird.
Die zu dem auf dem Detektor 70c entstehenden Referenzmuster beitragende Meßstrahlung, welche mit der Linse 29c Wechsel- gewirkt hat, hat somit das Substrat der Linse 29c zweimal durchlaufen. Änderungen in dem Interferenzmuster sind somit ein Indiz nicht nur für eine Änderung der Oberflächengestalt der Flächen 35c und 36c der Linse 29c sondern auch für Änderungen im Brechungsindex des Substratmaterials der Linse 29c.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems Id mit einer Interferometer- anordnung 37d, welche sich von der in Figur 5 dargestellten Interferometeranordnung im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß zwischen einer strahlformenden Optik 73d, welche die von einer optischen Komponente 29d her zurücklaufende Meßstrahlung umformt, und einem Detektor 7Od eine Kameraoptik (Position 69 in den Figuren 3, 4 und 5) nicht vorgesehen ist. Die Meßstrahlung und die Referenzstrahlung werden somit direkt auf den Detektor übertragen. Ein solcher Aufbau wird in der Literatur auch als "linsenloses Interferometer" bezeichnet.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems Ie mit einer Interferometeranordnung 37e, welche sich von den zuvor gezeigten Anordnungen in den Figuren 3 bis 6 durch den Aufbau der Interferometeranordnung unterscheidet. Die Interferometeranordnung 37e der Figur 7 hat den Aufbau eines sogenannten point-diffraction-Interferometers. Aus einem Faserende 36e tritt von einer Quelle 63e erzeugte Strahlung als sphärische Welle aus. Ein Teil 65e dieser Strahlung wird als Meßstrahlung verwendet und wird durch die als CGH ausgeführte strahlformende Optik 73e zu einem Meßstrahl geformt, welcher mit der zu vermessenden optischen Komponente, nämlich einer Linse 29e, wechselwirkt und durch einen Rückreflektor 39e wieder zurückgeworfen wird, das CGH 73e erneut durchsetzt und somit zu einem sphärisch zu dem Faserende 36e zurücklaufenden Wellenbündel geformt wird. An dem Faserende 36e wird ein Teil der zurücklaufenden Strahlung reflektiert und trifft dann auf den Detektor 7Oe. Auf den Detektor 7Oe trifft allerdings auch ein Teil der direkt aus dem Faserende 36e austretenden Strahlung, welche somit die ReferenzStrahlung zur Erzeugung eines Interferenzmusters auf dem Detektor bildet . Wiederum führen Änderungen an Parametern der vermessenen optischen Komponente 29e dazu, daß sich auch das erzeugte Interferenzmuster ändert . Durch Auslesen des erzeugten Interferenzmusters und Analyse desselben können somit Aktuatoren oder dergleichen, welche an dem Projektionsbelichtungssystem vorgesehen sind, kompensierend angesteuert werden.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems, welches sehr ähnlich zu dem in Figur 7 gezeigten Projektionsbelichtungssystem aufgebaut ist. Allerdings unterscheidet sich das Projektionsbelichtungssystem Ij der Figur 8 von dem der Figur 7 dadurch, daß zwischen dem Ort, hier dem Faserende 96j , an welchem die Meßstrahlung 65j aus der Strahlungsquelle als freier Strahl austritt, und der Oberfläche 35j, mit der die Strahlung zuerst wechselwirkt, keine weitere strahlformende Optik (Gitter 73e in Figur 7) angeordnet ist, um die Wellenfronten der Meßstrahlung zu formen. Das Fenster 71j als planparallele Platte führt zu einem gewissen parallelen Versatz der durchtretenden Meßstrahlung, allerdings nicht zur einer wesentlichen Änderung der Gestalt der Wellenfront .
Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems Ik, welches eine Interferometeranordnung 37k aufweist, welche sich von den in den Figuren 3 bis 8 gezeigten Interferometeranordnungen im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Meßstrahlung zur Wechselwirkung mit einer zu vermessenden Linse 29k diese durchsetzt und an keiner von deren Oberflächen 35k und 36k reflektiert wird. Ein Rückreflektor 39k ist in dieser Ausführungsform als Planspiegel ausgebildet, so daß die Meßstrahlung auf dessen Spiegelfläche orthogonal auftrifft. Entsprechend ist ein an einem Fenster 71k angebrachtes Beugungsgitter 73k derart ausgebildet, daß die Meßstrahlung von dem Beugungsgitter 73k derart geformt wird, daß sie nach einer Brechung an der Linsenfläche 35k in einem ausgedehnten Bereich 6Ik1, dem Durchsetzen des Substratmaterials der Linse 29k und einer weiteren Brechung an der Linsenoberfläche 36k in einem ausgedehnten Bereich 6Ik2 als paralleler Strahl hin zu dem Spiegel 39k verläuft.
In einer Variante dieser Ausführungsform kann das Beugungsgitter 73k derart ausgestaltet sein, daß die in dem Bereich 6Ik2 aus der Linse 29k austretende Meßstrahlung einen divergenten oder konvergenten Strahlverlauf derart aufweist, daß sie an dem Rückreflektor ebenfalls in sich zurückgeworfen wird, wozu der Rückreflektor dann als konkaver oder konvexer Spiegel ausgebildet ist .
Andererseits kann eine Variante der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform auch so ausgestaltet sein, daß der Rückreflektor ein Beugungsgitter umfaßt . In diesem Fall kann in dem Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und der ersten optischen Oberfläche 35k der Linse 29k das Gitter 37k angeordnet sein oder auch weggelassen sein.
In der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform weist die Interferometeranordnung 37k ansonsten einen Aufbau entsprechend der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Interferometeranordnungen auf. Allerdings ist es auch möglich, die in den Figuren 3 bis 6 dargestellten Interferometeranordnungen derart abzuwandeln, daß die Meßstrahlung die Linse ohne Reflexion durchsetzt, wozu dann der Rückreflektor in den Darstellungen der Figuren oberhalb der Linse an einer ähnlichen Position anzuordnen ist, wie dies in Figur 9 dargestellt ist .
Eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems
If mit einer Interferometeranordnung 37f ist in Figur 10 dargestellt. Eine Linse 29f, welche in einer Projektionsoptik oder einer Beleuchtungsoptik des Projektionsbelichtungssystems If angeordnet sein kann, ist in einem Gehäuse 33f der Optik gehaltert. Die Linse 29f selbst ist in einer Fassung 87f befestigt. Zwischen der Fassung 87f und dem Träger 83f sind mehrere Aktuatoren 85f eingefügt, welche von einer Steuerung 81f angesteuert werden, um eine Position der Linse 29f relativ zu dem Gehäuse 33f präzise einstellen zu können. Zur Vermessung der Position der Linse 29f relativ zu dem Gehäuse 33f umfaßt das Projektionsbelichtungssystem If eine Interferometeranordnung 37f. Die Interferometeranordnung 37f umfaßt eine Strahlungs- sendeeinheit 103 und eine Strahlungsdetektionseinheit 105, welche auf einem Ring 101 montiert sind, welcher von dem Träger 83f getragen ist. Der Ring 101 ist aus einem Material mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise Zerodur, gefertigt. Zerodur hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,5-10~6 K"1, welcher somit wesentlich geringer ist als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Trägers 83f, dessen Komponenten beispielsweise aus Stahl gefertigt sind.
Figur 15 zeigt in schematischer Darstellung Details der Strahlungssendeinheit 103. Auf dem Ring 101 ist eine Halterung 127 angebracht, welche auch eine Wärmesenke für eine Halbleiterlaserdiode 121 und Halterung für eine Kollimationsoptik und einen Strahlteiler 125 bildet. Von der Laserdiode 121 emittierte Strahlung wird durch die Linse 123 kollimiert und auf den Strahlteiler 125 gerichtet. Der Strahlteiler 125 ist eine planparallele Platte mit einer teilweise reflektierenden Oberfläche 126 und einer entspiegelten Oberfläche 128. Ein dem Strahlteiler durchsetzender Teil der kollimierten Strahlung bildet einen Meßlichtstrahl 107, und ein an den Strahlteiler 125 reflektierter Teil der Strahlung bildet einen Meßlichtstrahl 109. Die beiden Strahlen 107 und 109 verlaufen unter einem Winkel α zueinander.
Der Strahl 109 verläuft direkt hin zu einem ortsauflösenden Detektor in der Strahlungsdetektionseinheit 105, während der Strahl 107 auf eine Oberfläche 35f der Linse 29f gerichtet ist und von dieser so reflektiert wird, daß ein reflektierter Strahl 108 in Überlagerung mit dem Strahl 109 auf den ortsauflösenden Detektor in der Strahlungsdetektionseinheit 105 trifft. Da der Winkel α zwischen den Strahlen 107 und 109 relativ klein ist, beispielsweise 3° oder 5°, ist der Inzidenzwinkel des Strahls 107 auf der optischen Oberfläche 35f der Linse 29f relativ groß, insbesondere größer als 30°.
Die beiden Strahlen 108 und 109 erzeugen auf dem ortsauflösendem Detektor ein Interferenzmuster. Der ortsauflösende Detektor kann beispielsweise ein zweidimensional ortsauflösender Detektor, wie beispielsweise ein CCD-Detektor, sein. Für die Zwecke dieser Ausführungsform ist es jedoch auch ausreichend, daß der ortsauflösende Detektor einfacher gestaltet ist und beispielsweise lediglich ein Zeilendetektor oder ein Vierquadrantendetektor ist. Wesentlich ist hier nämlich, daß Änderungen in dem Interferenzmuster detektierbar sind, welche durch eine Verlagerung der Position der Linse relativ zu dem Gehäuse hervorgerufen werden. Eine von dem Detektor erfaßte Änderung einer Strahlungsintensitätsverteilung wird von einer Steuerung 81f ausgelesen, welche daraufhin die Aktuatoren 85f derart ansteuert, daß derartige Änderungen der detektierten Strahlungsintensitätsverteilung kompensiert werden und somit eine Position des Ortes 113, an welchem der Strahl 107 auf die Oberfläche 35f trifft, relativ zu dem Gehäuse 33f konstant bleibt.
Figur 11 zeigt eine Draufsicht auf die in Figur 10 im Querschnitt dargestellte Interferometeranordnung 37f. Aus Figur 11 ist ersichtlich, daß die Strahlungssendeeinheit 103 und die Strahlungsdetektionseinheit 105 auf dem Ring 101 gegenüberliegend angeordnet sind, so daß der Ort 113 zentral auf der Oberfläche 35f der Linse angeordnet ist.
Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projek- tionsbelichtungssystems Ig mit einer Interferometeranordnung 37g zur Vermessung einer Position von zwei Linsen 29g-L und 29g2 relativ zueinander. Die beiden Linsen 29g!, 29g2 sind jeweils in einer Fassung 87gx bzw. 87g2 gehaltert, welche über Aktuatoren 8Bg1 bzw. 85g2 an einem Träger 8Sg1 bzw. 83g2 gehaltert sind, wobei die Träger 8Sg1 , 83g2 an einem Gehäuse 33g der Optik des Projektionsbelichtungssystems Ig befestigt sind. Ähnlich wie bei der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform sind eine - -
Strahlungssendeeinheit 103g und eine Strahlungsdetektionseinheit 105g der Interferometeranordnung 37g auf einem Ring 101g einander gegenüberliegend befestigt, wobei der Ring 101g von dem Träger 8Sg1 getragen ist.
Die Strahlungssendeeinheit 103g sendet zwei Strahlen 107g und 109g aus, welche unter einem Winkel α zueinander verlaufen. Der Strahl 107g wird an einem Ort HSg1 von einer Oberfläche 3Sg1 der Linse 29gx derart reflektiert, daß der reflektierte Strahl auf einen ortsauflösenden Detektor in der Strahlungsdetektionseinheit 105g trifft. Anders als bei der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform trifft der andere Strahl 109g nicht direkt auf den ortsauflösenden Detektor. Vielmehr ist der andere Strahl 109g auf einen Ort 113g2 auf einer Linsenfläche 35g2 der Linse 29g2 derart gerichtet, daß der Strahl an der Oberfläche 35g2 der Linse 29g2 so reflektiert wird, daß der reflektierte Strahl ebenfalls auf den Detektor trifft und dort mit dem an der Oberfläche 3Sg1 reflektierten Strahl ein Interferenzmuster bildet. Ändert sich ein relativer Abstand zwischen den beiden Punkten HSg1 und 113g2, so ändert sich entsprechend das auf dem Detektor erzeugte Interferenzmuster, und eine Steuerung (in Figur 12 nicht dargestellt) wird sich ändernde detektierte Strahlungsintensitäten registrieren. In Reaktion darauf kann die Steuerung, ähnlich wie bei der Ausführungsform der Figur 8, die Aktuatoren 8Og1 für die Position der Linse 29g^^ ansteuern, um solchen Änderungen entgegenzuwirken. Bei der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform ist auch die Position der Linse 29g2 durch Ansteuerung der Aktuatoren 85g2 änderbar, so daß die Steuerung auch diese Aktuatoren 85g2 ansteuern kann, um den relativen Abstand zwischen den beiden Orten HSg1 und 113g2 wieder herzustellen. Indem beide Linsen 29g1# 29g2 über Aktuatoren getragen sind, entsteht hier auch ein weiterer Freiheitsgrad, um gegebenenfalls andere Änderungen der Abbildungsqualität des Projektionsbelichtungssystems Ig zu kompensieren.
Figur 13 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Projektionsbelichtungssystems Ih mit einer Interferometeranordnung 37h. Die Interferometeranordnung 37h dient zur Erfassung von Änderungen von Parametern einer Linse 29h und weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie die in Figur 8 gezeigte Interferometeranordnung . Aus einer Strahlungssendeeinheit 103h werden zwei Meßstrahlungsstrahlen 107h und 109h unter einem relativ kleinen Winkel zueinander emittiert. Der eine der beiden Strahlen 109h trifft direkt auf einen in einer Strahlungsdetektionseinheit 105h vorgesehenen Detektor, während der andere Strahl 107h mit einer Linse 29h in Wechselwirkung tritt. Im Unterschied zu der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform wird dieser Strahl 107 jedoch nicht an einer Oberfläche 35h der Linse 29h reflektiert, um dann direkt auf den Detektor 105 zu treffen. Vielmehr trifft der Strahl 107h an einem Ort 113h auf die Oberfläche 35h der Linse 29h und wird dort, wenigstens zum Teil, gebrochen und tritt in die Linse ein, so daß er deren Linsenmaterial durchsetzt und dann an der anderen Linsenoberfläche 29h an einem Ort 114 innen reflektiert wird. Nach der Reflexion an der anderen Linsenoberfläche 29h durchläuft der Strahl das Linsenmaterial erneut und tritt an einem Ort 116 auf der Oberfläche 35h aus der Linse 29h so aus, daß er in Überlagerung mit dem Strahl 109h auf den Detektor in der Strahlungsdetektionseinheit 105h trifft.
Änderungen in der von dem Detektor erfaßten Intensitäts- verteilung sind somit nicht nur kennzeichnend für eine Änderung einer Position der Linse relativ zu dem Gehäuse sondern weiterhin auch kennzeichnend für eine Änderung des Brechungsindex des Linsenmaterials, was ebenfalls zu Änderungen oder Beeinträchtigungen einer Abbildungsqualität des Projek- tionsbelichtungssystems Ih führen kann. Eine in Figur 13 nicht gezeigte Steuerung kann dann Aktuatoren 85h zur Positionsveränderung der Linse 29h relativ zu dem Gehäuse 33h oder andere in dem Projektionsbelichtungssystem Ih vorgesehene Aktuatoren betätigen, um eine gegebene Abbildungsqualität des Proj ektionsbelichtungssystems beizubehalten .
Figur 14 zeigt eine Draufsicht auf eine Linse 33i eines Proj ektionsbelichtungssystems Ii in einer Darstellung ähnlich der Figur 11. Im Unterschied zu der Figur 11 sind hier drei separate Interferometeranordnungen 37I1, 37i2 und 37i3 vorgesehen, welche jeweils eine Strahlungssendeinheit 103i und eine Strahlungsdetektionseinheit 105i aufweisen. Ähnlich wie in der Seitenansicht der Figur 10 gezeigt, sendet jede Sendeeinheit zwei Strahlen 109i und 107i aus, von welchen der Strahl 109i direkt auf einen Detektor der Strahlungsdetektionseinheit 105i trifft, während der andere Strahl 107i an einem Ort 113i auf der Oberfläche 35i der Linse reflektiert wird. Aufgrund der räumlich getrennten Anordnung der drei Interferometeranordnungen 37i1# 37i2, 37i3, sind auch die Orte 113i1# 113i2 und 113i3, an welchen die Strahlen 1(Hi1, 107i2 107i3 reflektiert werden, mit Abstand voneinander auf der Oberfläche 35i der Linse angeordnet. Hierdurch lassen sich die Positionen der drei Orte 113i1# 113i2, 113i3 jeweils unabhängig voneinander relativ zu dem Gehäuse 33i bestimmen, woraus sich auch die Orientierung der Oberfläche 35i der Linse ableiten läßt .
Die anhand der Figur 14 erläuterte Verwendung von drei Interferometeranordnungen läßt sich auf eine jede Ausführungsform der Interferometeranordnung, welche vorausgehend anhand der Figuren 3 bis 11 erläutert wurden, anwenden. Abgesehen davon kann auch eine Anzahl von zwei oder mehr als drei Interferometeranordnungen zur Vermessung der gleichen optischen Komponente eingesetzt werden.
Zusammenfassend umfaßt ein Projektionsbelichtungssystem mit mehreren optischen Komponenten eine Interferometeranordnung, deren Komponenten außerhalb eines Projektionsstrahlenganges des Projektionsbelichtungssystems angeordnet sind. Meßstrahlung der Interferometeranordnung trifft schräg unter einem großen Inzidenzwinkel auf eine Oberfläche der zu vermessenden optischen Komponente. Aktuatoren des Projektionsbelichtungssystems können in Abhängigkeit von einer mit der Interferometeranordnung detektierten Meßstrahlungsintensitätsverteilung angesteuert werden, um Abbildungseigenschaften des Projektionsbelichtungssystems zu ändern und diese auch insbesondere gegenüber Driften stabil zu halten.

Claims

Patentansprüche
1. Projektionsbelichtungssystem, umfassend:
mehrere optische Komponenten, die im Strahlengang einer Projektionsstrahlung, mit der das Projektionsbelichtungssystem betrieben wird, angeordnet sind und
eine Interferometeranordnung zur Prüfung wenigstens einer dieser optischen Komponenten mittels einer Meßstrahlung,
wobei die Meßstrahlung unter einem Einfallswinkel von wenigstens 30° zur Flächennormalen einer optischen Fläche der optischen Komponente auf die optische Fläche auftrifft und
wenigstens ein diffraktives optisches Element im Strahlen- gang der Meßstrahlung angeordnet ist.
2. Projektionsbelichtungssystem zur Belichtung eines Substrats (13) mit einem Muster, wobei das Projektionsbelichtungssystem (1) eine Mehrzahl optischer Komponenten und wenigstens eine Interferometeranordnung (37) zur Vermessung einer optischen Komponente (29) der Mehrzahl optischer Komponenten umfaßt,
wobei die Interferometeranordnung (37) eine Meßstrahlungs- quelle (63) , eine strahlformende Optik (73) , einen
Rückreflektor (76) und einen zweidimensional ortsauflösenden
Strahlungsdetektor (70) umfaßt, welche außerhalb eines
Strahlenganges der Projektionsstrahlung (17) durch das
Projektionsbelichtungssystem (1) angeordnet und derart konfiguriert sind, daß:
von der Meßstrahlungsquelle (63) emittierte Meßstrahlung
(65) durch die strahlformende Optik (73) als ausgedehntes
Strahlenbündel auf einen ersten ausgedehnten Bereich (61,-6Ic1) einer optischen Oberfläche (35) der zu vermessenden optischen Komponente (29) trifft, - -
auf die optische Oberfläche (35) treffende Meßstrahlung nach einer ersten Wechselwirkung mit der zu vermessenden optischen Komponente (29) als ausgedehntes Strahlenbündel auf den Rückreflektor (76) trifft,
an dem Rückreflektors (76) reflektierte Meßstrahlung auf einen zweiten ausgedehnten Bereich (61;61C2) einer optischen Oberfläche (35) der zu vermessenden optischen Komponente (29) trifft,
auf den zweiten ausgedehnten Bereich (61;61C2) der optischen Oberfläche treffende Meßstrahlung nach einer zweiten Wechselwirkung mit der zu vermessenden optischen Komponente (29) als ausgedehntes Strahlenbündel in die strahlformende Optik (73) eintritt, und
die in die strahlformende Optik (73) eintretende Meßstrahlung in Überlagerung mit Referenzstrahlung auf den zweidimensional ortsauflösenden Detektor (70) trifft.
3. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 2, wobei der Rückreflektor oder/und die strahlformende Optik ein Beugungsgitter (73,75) umfassen.
4. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein mittlerer Inzidenzwinkel (α) der auf den ersten ausgedehnten Bereich (61,-6Ic1) der optischen Oberfläche treffenden Meßstrahlung bezüglich Oberflächennormalen (89) der optischen Oberfläche (35) größer als 30° ist.
5. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Verhältnis aus einer Fläche des ersten ausgedehnten Bereichs (61,-6Ic1) der optischen Oberfläche (35) geteilt durch eine Fläche eines Bereichs der optischen Oberfläche (35) , in welchem die Projektionsstrahlung (17) auf die optische Oberfläche (35) trifft, größer als 0,1, insbesondere größer als 0,2 ist.
6. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend ein Gehäuse (33), in dem die zu vermessende optische Komponente (29) angeordnet ist, wobei die Meßstrahlungsquelle (63) außerhalb des Gehäuses (33) angeordnet ist, und wobei das Gehäuse (33) ein Fenster (71) für einen Durchtritt der Meßstrahlung (65) hin zu der zu vermessenden optischen Komponente (29) aufweist.
7. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ferner umfassend ein Gehäuse (33), in dem die zu vermessende optische Komponente (29) angeordnet ist, wobei das Beugungsgitter (73, 75) innerhalb des Gehäuses (33) angeordnet und fest mit diesem verbunden ist.
8. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Rückreflektor ein das erstes Beugungsgitter (75) umfaßt.
9. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 8, wobei die Meßstrahlung an dem ersten Beugungsgitter (75) reflektiert wird.
10. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die strahlformende Optik ein zweites Beugungsgitter (73) umfaßt.
11. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 10, ferner umfassend ein Gehäuse (33), in dem die zu vermessende optische Komponente (29) angeordnet ist, wobei die Meßstrahlungsquelle (63) außerhalb des Gehäuses (33) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (33) ein Fenster (71) für einen Durchtritt der Meßstrahlung hin zu der zu vermessenden optischen Komponente (29) aufweist, und wobei das Fenster (71) das zweite Beugungsgitter (73) umfaßt.
12. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Interferometeranordnung (37) einen Referenzlichtreflektor (68) umfaßt, welcher in einem Strahlengang zwischen der Meßstrahlungsquelle (63) und der strahlformenden Optik (73) angeordnet ist, um einen Teil der von der Meßstrahlungsquelle (63) emittierten Meßstrahlung als das Referenzlicht hin zu dem Detektor (70) zu reflektieren.
13. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 12, wobei der Referenzlichtreflektor ein teiltransparenter Spiegel (69) ist.
14. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Referenzlichtreflektor ein drittes Beugungsgitter (93) umfaßt .
15. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 14, wobei die strahlformende Optik ein zweites Beugungsgitter (73b) umfaßt, und wobei das zweite Beugungsgitter (73b) und das dritte Beugungsgitter (93) auf einem gemeinsamen Träger (71b) angeordnet sind.
16. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 15, wobei das zweite Beugungsgitter (73b) auf einer ersten Seite des gemeinsamen Trägers (71b) angeordnet ist und das dritte Beugungsgitter (93) auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des gemeinsamen Trägers (71b) angeordnet ist.
17. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 15, wobei das zweite Beugungsgitter und das dritte Beugungsgitter auf einer gleichen Seite des gemeinsamen Trägers angeordnet sind.
18. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis
17, wobei die Interferometeranordnung (37) einen Strahlteiler (67) umfaßt, welcher in einem Strahlengang zwischen der Meßstrahlungsquelle (63) und dem Referenz- lichtreflektor (68) angeordnet ist.
19. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis
18, wobei die Interferometeranordnung (37) einen Aktuator (91) umfaßt, um den Referenzlichtreflektor (69) in eine Richtung des Strahlengangs zwischen der Meßstrahlungsquelle (63) und der strahlformenden Optik (73) zu verlagern.
20. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 19, wobei die Meßstrahlungsquelle eine optische Faser (95e) mit einem Faserende (96e) umfaßt, welches die strahlformende Optik (73e) bildet und relativ zu dem Detektor (7Oe) derart angeordnet ist, daß von dem Faserende emittierte Strahlung als Meßstrahlung hin zu der optischen Oberfläche (35) und als Referenzstrahlung hin zu dem Detektor (7Oe) emittiert wird, und wobei das Faserende (96e) einen Reflektor bereitstellt, welcher in einem Strahlengang zwischen der strahlformenden Optik (73e) und dem Detektor (7Oe) angeordnet ist .
21. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis
20, wobei die Interferometeranordnung (37) einen Aktuator (91) umfaßt, um den Rückreflektor (75) in eine Richtung eines Strahlengangs des auf den Rückreflektor (75) treffen- den Strahlenbündels zu verlagern.
22. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis
21, wobei eine Wellenlänge der von der Meßstrahlungsquelle (63) emittierten Meßstrahlung (65) änderbar ist.
23. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis
22, wobei die Wechselwirkung der Meßstrahlung mit der zu vermessenden optischen Komponente (29) eine Reflexion der Meßstrahlung an dem ersten ausgedehnten Bereich (61) der optischen Oberfläche (35) umfaßt.
24. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 23, wobei der erste ausgedehnte Bereich (61) der optischen Oberfläche (35) im wesentlichen deckungsgleich mit dem zweiten ausgedehnten Bereich (61) der optischen Oberfläche (35) ist.
25. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 23 oder 24, wobei die zu vermessende optische Komponente einen Spiegel (29b) umfaßt und die optische Oberfläche eine Spiegelfläche (35b) des Spiegels ist.
26. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 25, wobei der Spiegel (29b) einen Aktuator (90) umfaßt, um eine Gestalt der Spiegelfläche (35b) zu ändern.
27. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 26, ferner umfassend eine Steuerung (81b) zur Ansteuerung des Aktuators in Abhängigkeit von einer Analyse von von dem Strahlungsdetektor (71b) detektierten Strahlungsinten- sitäten.
28. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 23 oder 24, wobei die zu vermessende optische Komponente eine Linse (29) umfaßt und die optische Oberfläche eine Linsenfläche (35) der Linse ist.
29. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 22, wobei die zu vermessende optische Komponente eine Linse (29c) mit einer ersten optischen Oberfläche (35c) und einer zweiten optischen Oberfläche (36) umfaßt, und wobei die Wechselwirkung der Meßstrahlung mit der zu vermessenden optischen Komponente (29c) ein Durchdringen eines zwischen der ersten und der zweiten optischen Oberfläche (35c, 36) angeordneten Substratmaterials der Linse umfaßt.
30. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 29, wobei der erste ausgedehnte Bereich (6Ic1) versetzt zu dem zweiten ausgedehnten Bereich (6Ic2) auf der ersten optischen Oberfläche (25c) der Linse (29c) angeordnet ist und wobei die Wechselwirkung der Meßstrahlung mit der zu vermessenden optischen Komponente (29c) eine Reflexion der Meßstrahlung an der zweiten optischen Oberfläche (36) umfaßt.
31. Projektionsbelichtungssystem zu Belichtung eines Substrats (13) mit einem Muster, wobei das Projektionsbelichtungssystem (If) eine Mehrzahl optischer Komponenten und wenigstens eine Interferometeranordnung (37f) umfaßt, wobei die wenigstens eine Interferometeranordnung (37f) eine
Meßstrahlungsquelle (103) , eine strahlformende Optik, einen
Strahlteiler und einen ortsauflösenden Strahlungsdetektor
(105) umfaßt, welche jeweils außerhalb eines Strahlenganges der Projektionsstrahlung (17f) durch das Projektions- belichtungssystem (If) angeordnet und derart konfiguriert sind, daß:
aus von der Meßstrahlungsquelle (103) emittierter Meß- Strahlung ein erster und ein zweiter kollimierter Meßstrahlungsstrahl (107,109) erzeugt werden,
der erste Meßstrahlungsstrahl (107) auf eine erste optische Oberfläche (35f) einer ersten optischen Komponente (29f) derart gerichtet ist, daß ein Inzidenzwinkel des ersten Meßstrahlungsstrahls (107) bezüglich einer Oberflächennormalen der ersten optischen Oberfläche (35f) größer als 30° ist,
der auf die erste optische Oberfläche (35f) der ersten op- tischen Komponente (29f) treffende erste Meßstrahlungsstrahl
(107) nach einer Reflexion an der ersten optischen
Komponente (29f) auf den Strahlungsdetektor (105) trifft, und
der zweite Meßstrahlungsstrahl (109) an der ersten optischen Komponente (29f) vorbei verläuft und in Überlagerung mit dem ersten Meßstrahlungsstrahl (107) auf den Strahlungsdetektor (105) trifft.
32. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 31, ferner umfassend eine Fassung (87f) zur Halterung der ersten optischen Komponente (29f) , wobei die strahlformende Optik (103) und der Detektor (105) mit Abstand voneinander an der Fassung (87f) angebracht sind.
33. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 32, wobei die Fassung wenigstens einen Komponententräger (83f) umfaßt, welcher in mechanischem Kontakt mit der ersten optischen Komponente (29f) steht, wobei die Fassung einen Interferometerträger (101) umfaßt, welcher mit dem Komponen- - - tenträger (83f) mechanisch gekoppelt ist und an welchem die strahlformende Optik (103) und der Strahlungsdetektor (105) befestigt sind.
34. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 33, wobei ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Interferometerträgers (101) kleiner ist als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Komponententrägers (83f) .
35. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 34, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient des Interferometerträgers (101) kleiner ist als 5*10"6 K"1 ist.
36. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 32 bis 35, wobei die Fassung wenigstens einen Aktuator (85f) umfaßt, um die optische Komponente (29f) relativ zu einem Fassungskörper (83f) zu verlagern.
37. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 36, ferner umfassend eine Steuerung (8If) zur Ansteuerung des Aktuators
(85f) in Abhängigkeit von einer Analyse von von dem Strahlungsdetektor (105) detektierten Strahlungsintensitäten.
38. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 31 bis
37, wobei die Reflexion des ersten Meßstrahlungsstrahls (107) an der ersten optischen Oberfläche (35f) des ersten optischen Elements (29f) erfolgt.
39. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 31 bis
38, wobei das erste optische Element eine Linse (29h) ist, und wobei die Reflexion des ersten Meßstrahlungsstrahls
(107h) an einer der ersten optischen Oberfläche (35h) gegenüberliegenden zweiten optischen Oberfläche der Linse (29h) erfolgt.
40. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 31 bis
39, wobei der zweite Meßstrahlungsstrahl (109) zwischen der strahlformenden Optik (103) oder dem Strahlteuer und dem Strahlungsdetektor (105) geradlinig verläuft. - 3 -
41. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 31 bis 39, wobei der zweite Meßstrahlungsstrahl (109g) zwischen der strahlformenden Optik (103g) oder dem Strahlteiler und dem Strahlungsdetektor (105g) eine Reflexion erfährt.
42. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 41, wobei die Reflexion des zweiten Meßstrahlungsstrahls (109g) an einer von der ersten optischen Komponente (29g!) verschiedenen zweiten optischen Komponente (29g2) des projektionsoptischen Systems (Ig) erfolgt.
43. Projektionsbelichtungssystem nach einem der Ansprüche 31 bis 42, wobei das Projektionsbelichtungssystem einer Mehrzahl von Interferometeranordnungen (37i) umfaßt, deren erste Meßstrahlen (107i) jeweils an mit Abstand voneinander angeordneten Orten (113i) auf die erste optische Oberfläche (35i) des ersten optischen Elements treffen.
44. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 43, wobei eine Anzahl der Mehrzahl von Interferometeranordnungen (37i) gleich drei ist.
45. Projektionsbelichtungssystem nach Anspruch 43 oder 44, wobei strahlformende Optiken (103i) und Strahlungsdetektoren (105i) der Mehrzahl von Interferometeranordnungen auf einem gemeinsamen Träger (10Ii) angeordnet sind.
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