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1. (WO2019063468) METHOD AND ASSEMBLY FOR ANALYSING THE WAVEFRONT EFFECT OF AN OPTICAL SYSTEM
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Verfahren und Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 217 251 .7, angemeldet am 27. September 2017. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference") mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems.

Stand der Technik

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

Sowohl im Projektionsobjektiv als auch in der Beleuchtungseinrichtung besteht ein Bedarf, die im Betrieb durch das jeweilige optische System propagierenden Wellenfronten zu analysieren, um z.B. Aufschluss über die tatsächlich erzielte optische Wirkung der einzelnen optischen Komponenten des betreffenden optischen Systems sowie deren Justage zueinander zu erhalten.

Hierzu ist u.a. das Prinzip der Shearing-Interferometrie bekannt, bei welchem durch Einsatz eines Beugungsgitters („Shearing-Gitter"), das im Bereich der Bildebene der jeweils zu untersuchenden Abbildungsoptik platziert wird, identische Kopien der zu vermessenden Wellenfront entsprechend den unterschiedlichen Beugungsordnungen erzeugt und zur Überlagerung gebracht werden. Das an diesem Beugungsgitter in unterschiedliche Beugungsordnungen gebeugte Licht erzeugt in einer in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgenden Auffangebene ein Interferenzmuster, dessen Auswertung z.B. nach Auflösung durch einen kamerabasierten Sensor grundsätzlich eine Wellenfrontanalyse und damit einen Rückschluss auf die optische Wellenfrontwirkung sowie etwaige Aberrationen der jeweils Abbildungsoptik erlaubt und z.B. eine Justage der in der Abbildungsoptik befindlichen optischen Komponenten zueinander ermöglicht.

Hierbei ist es bekannt, die in die jeweilige Abbildungsoptik eingekoppelte Wellenfront durch eine kohärenzformende Maske auszubilden, welche insbesondere so ausgelegt sein kann, dass in Lichtausbreitungsrichtung nach dem Shearing-Gitter genau zwei Beugungsordnungen miteinander interferieren, wohingegen alle anderen Interferenzen weitgehend unterdrückt sind. Hierdurch können störende Interferenzen vermieden und höhere Messgenauigkeiten erzielt werden.

Des Weiteren ist es bekannt, zur Pupillenfüllung entweder eine räumliche Inkohärenz in der (mit diffusem Licht erfolgenden) Beleuchtung in Verbindung mit einer räumlich ausgedehnten, abschattenden (und „kohärenzformenden") Maske einzusetzen oder auch die Maske selbst mit Streuzentren auszustatten.

Um eine mit den vorstehend beschriebenen, auf einem Diffusor bzw. Streuzentren basierenden Ansätzen einhergehende, unerwünschte Erzeugung von Speckle-Mustern zu vermeiden, ist es weiter bekannt, eine dynamische Pupillenfüllung durch Realisierung einer Scanbewegung des von der beugenden Messmaske erzeugten Beugungsmusters über die Pupille im Wege der Einbringung eines den Strahlengang kippenden optischen Elements zu erreichen. Dies hat jedoch z.B. aufgrund der Einbringung zusätzlicher optischer Elemente zur Verkippung des Streukegels und/oder der Verkippung der Messmaske selbst eine Steigerung der Komplexität des Aufbaus und einen erhöhten apparativen Aufwand zur Folge.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US 7,768,653 B2, US 8,559, 108 B2, DE 101 09 929 A1 und DE 100 53 587 A1 verwiesen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems bereitzustellen, welche eine möglichst genaue Wellen-frontanalyse mit geringerem apparativen Aufwand und unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Probleme ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren bzw. die Anordnung gemäß den

Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems weist folgende Schritte auf:

- Beleuchten einer Messmaske mit Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungseinrichtung;

- Erzeugen, aus einer von der Messmaske ausgehenden, das optische Sys- tem durchlaufenden Wellenfront, eines Interferogramms in einer vorgegebenen Ebene über ein Beugungsgitter; und

- Erfassen dieses Interferogramms mit einem Detektor;

- wobei unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftref- fenden Beleuchtungslichts über eine Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen erzeugt werden;

- wobei eine Mehrzahl von Interferogrammen in einer Mehrzahl von Messschritten erfasst wird, wobei sich diese Messschritte hinsichtlich der Winkelverteilung des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts voneinander unterscheiden; und

- wobei zur Ermittlung der jeweiligen Systemwellenfrontabweichungen des optischen Systems für die in den einzelnen Messschritten jeweils beleuchteten Pupillenbereiche ein übereinstimmender Wellenfrontabweichungs- Anteil in den in diesen Messschritten jeweils erhaltenen Messergebnissen ermittelt wird.

Dabei ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung unter der„Systemwellenfront" die bei Abbildung einer Punktlichtquelle durch das optische System erzeugte Wellenfront zu verstehen. Die „Systemwellenfrontabweichung" ist die Abweichung jener Systemwellenfront von einer idealen Kugelwelle, welche in den bei Abbildung von dem optischen System erzeugten Bildpunkt hinein konvergiert. Des Weiteren wird wie Weiteren noch detaillierter beschrieben eine Wellenfrontabweichung erfindungsgemäß in eine Summe von Summanden zerlegt, wobei diese Summanden als„Wellenfrontabweichungs-Anteile" bezeichnet werden.

Im Ergebnis können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wie im Weiteren noch näher erläutert systematische Wellenfrontfehler der Messanordnung im Sinne einer„Absolutkalibrierung" ermittelt bzw. von der eigentlichen System-wellenfrontmessung separiert werden.

Der Erfindung liegt dabei insbesondere auch das Konzept zugrunde, eine zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems verwendete Messmaske mit einer gewünschten Winkelverteilung, welche veränderbar einstellbar ist, zu beleuchten und auf diese Weise die eingangs beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Insbesondere können in den jeweils erhaltenen Messergebnis-sen bzw. Interferogrammen unerwünschte Speckle-Muster entweder (durch Ausgestaltung der Messmaske ohne Streuzentren) vermieden oder im Wege der Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings bei Beleuchtung der Messmaske herausgerechnet werden. Des Weiteren kann erfindungsgemäß auch der mit einer Verlagerung oder Verkippung der Messmaske bei herkömm-liehen Ansätzen verbundene erhöhte apparative Aufwand vermieden werden.

Zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts eingesetzten Komponente kann ein Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von unabhängig voneinander verstellbaren Feldfacetten dienen, dessen Einsatz in Kombination mit einem Pupillenfacet-tenspiegel in einer Beleuchtungseinrichtung für den Betrieb im EUV (z.B. bei Wellenlängen kleiner als 15nm) z.B. aus DE 100 53 587 A1 bekannt ist. In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei der im Rahmen der Offenbarung zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung eingesetzten Komponente auch um ein diffraktives optisches Element (DOE) handeln.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strahlrichtung des auf die Spiegelanordnung auftreffenden Beleuchtungslichtes zum wenigstens teilweisen Herausmitteln von Speckle-Mustern zeitlich variiert.

Das erfindungsgemäß hinsichtlich seiner Wellenfrontwirkung untersuchte optische System kann insbesondere ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage sein.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die

Wellenfrontwirkung des Projektionsobjektivs gezielt für diejenigen Pupillenbereiche ermittelt werden, welche im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage beleuchtet werden. Dabei kann die erfindungsgemäße Ermittlung einer

Systemwellenfrontabweichung in solcher Weise erfolgen, dass während der Durchführung der Messung die eingestellte Beleuchtungswinkelverteilung derjenigen Beleuchtungswinkelverteilung entspricht, welche auch im Mikrolitho-graphieprozess genutzt wird.

Hierdurch kann der im Mikrolithographieprozess typischerweise erfolgenden, gezielten Ausleuchtung bestimmter Pupillenbereiche Rechnung getragen werden, und es können gezielt gerade diejenigen Systemwellenfrontabweichungen erfasst werden, welche bei der mikrolithographischen Belichtung wirksam wer-den. Die Systemwellenfrontabweichungen können somit - durch entsprechende Einstellung der Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen - bei dem jeweiligen auch im Mikrolithographieprozess genutzten Beleuchtungssetting ermittelt werden mit der Folge, dass insbesondere auftretende thermisch induzierte Effekte bzw. Wellenfrontfehler wie die Erwärmung optischer Elemente und damit einhergehende Aberrationen denjenigen Effekten bzw. Aberrationen entsprechen, welche dann aufgrund der konkreten Wärmelastverteilung innerhalb des Projektionsobjektivs auch im Mikrolithographieprozess auftreten.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Beleuchten einer Messmaske mit Beleuchtungslicht durch eine Beleuchtungseinrichtung;

- Erzeugen, aus einer von der Messmaske ausgehenden, das optische

System durchlaufenden Wellenfront, eines Interferogramms in einer vorgegebenen Ebene über ein Beugungsgitter; und

- Erfassen dieses Interferogramms mit einem Detektor;

- wobei unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftref- fenden Beleuchtungslichts über eine Spiegelanordnung aus unabhängig voneinander einstellbaren Spiegelelementen erzeugbar sind;

- wobei das optische System ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist; und

- wobei die Wellenfrontwirkung des Projektionsobjektivs durch Einstellung der Spiegelanordnung gezielt für diejenigen Pupillenbereiche ermittelt wird, welche im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage beleuchtet werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt. Dabei kann die Arbeitswellenlänge insbesondere die derzeit in der EUV-Lithographie üblichen Werte von 13.5nm oder 6.7nm aufweisen.

Die Erfindung betrifft weiter auch eine Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems, mit

- einer Beleuchtungseinrichtung, welche einen Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Feldfacetten und einen Pupillenfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten aufweist, wobei die Feldfacetten zur Erzeugung einer gewünschten Winkelverteilung des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts unabhängig voneinander verstellbar sind;

- einer Messmaske;

- einem Beugungsgitter, welches aus jeweils einer bei Beleuchtung der Messmaske durch die Beleuchtungseinrichtung mit Beleuchtungslicht von der Messmaske ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront für unterschiedliche Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts jeweils ein Interferogramm in einer vorgegebenen Ebene erzeugt;

- einem Detektor zur Erfassung der für die unterschiedlichen Winkelverteilungen des auf die Messmaske auftreffenden Beleuchtungslichts erhaltenen Interferogramme; und

- einer Berechnungs- und Speichereinheit zur Berechnung und Speicherung der jeweiligen Systemwellenfrontabweichungen des optischen Systems für die in den einzelnen Messschritten jeweils beleuchteten Pupillenbereiche auf Basis eines übereinstimmenden Wellenfrontabweichungs-Anteils in den erhaltenen Interferogrammen.

Die Offenbarung betrifft weiter auch eine Anordnung zur Analyse der Wellen-frontwirkung eines optischen Systems, mit

- einer Beleuchtungseinrichtung;

- einer Messmaske;

- einem Beugungsgitter, welches aus einer bei Beleuchtung der Messmaske durch die Beleuchtungseinrichtung mit Beleuchtungslicht von der Messmaske ausgehenden, das optische System durchlaufenden Wellenfront wenigstens ein Interferogramm in einer vorgegebenen Ebene erzeugt; und

- einem Detektor zur Erfassung dieses Interferogramms;

wobei die Anordnung dazu konfiguriert ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen.

In Ausführungsformen weist die Anordnung ferner eine Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung des auf den Feldfacettenspiegel auftreffenden Beleuchtungslichts auf. Hierdurch können wie im Weiteren noch beschrieben Speckle-Muster, welche auf die räumliche Kohärenz des einfallenden Lichtes zurückzuführen sind, wenigstens teilweise weggemittelt werden.

Diese vorstehend genannte Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung kann z.B. einen durch Rotation und/oder Translation beweglichen Diffusor (zur zufäl-ligen Variation der Strahlrichtung) aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann die Einrichtung auch eine Strahlrichtungssteuerungseinheit zur gezielten (deterministischen) Steuerung der Strahlrichtung aufweisen.

Die o.g. Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung kann insbesondere in einem am Eingang der Beleuchtungseinrichtung befindlichen Zwischenfokus oder in dessen Nähe angeordnet sein.

Die Erfindung betrifft weiter auch eine mikrolithographische Projektionsbelich-tungsanlage, welche für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm ausgelegt ist und eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist, mit einer Anordnung zur Messung der Wellenfront der das Projektionsobjektiv durchlaufenden Strahlung, wobei eine Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung während der Wellenfrontmessung vorgesehen ist. Die Projektionsbelichtungsanlage kann insbesondere für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 15nm (z.B. 13.5nm), weiter insbesondere bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 7nm (z.B. 6.7nm), ausgelegt sein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Beleuchtungseinrichtung einen Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Feldfacetten und einen Pupillenfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten auf, wobei die Feldfacetten unabhängig voneinander verstellbar sind.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Einrichtung einen durch Rotation und/oder Translation beweglichen Diffusor auf.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Einrichtung eine Strahlrichtungssteue-rungseinheit zur gezielten Steuerung der Strahlrichtung auf.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 -2 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und

Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung beispielhaften Ausführungsform;

Figur 3-5 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer

eher Ausführungsformen der Erfindung; und

Figur 6 eine schematische Darstellung eines prinzipiellen möglichen

Aufbaus einer Vorrichtung zur Wellenfronterfassung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER

AUSFUHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine lediglich schematische Darstellung zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Analyse der Wellenfrontwirkung eines optischen Systems in einer Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 trifft Licht eines Quellpunkts 100 einer räumlich ausgedehnten und inkohärenten Lichtquelle zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 101 , welcher eine Mehrzahl unabhängig voneinander verstellbarer Feldfacetten aufweist, wobei in Fig. 1 der einfacheren Darstellung halber lediglich zwei Feldfacetten FFi und FF2 eingezeichnet sind. Von diesen Feldfacetten FFi , FF2, ... trifft das Licht über einen Pupillenfacettenspiegel 102 (von welchem wiederum der Einfachheit halber lediglich zwei Pupillenfacetten PFi und PF2 eingezeichnet sind) auf eine mit„1 10" bezeichnete Messmaske. In einer im optischen Strahlengang nachfolgenden Pupillenebene PP wird abhängig von der über die Feldfacetten FFi , FF2, ... des Feldfacettenspiegels 101 eingestellten Winkelverteilung eine Intensitätsverteilung 130 erzeugt. Durch ein im optischen Strahlengang nachfolgendes Beugungsgitter 150 wird ein Interferogramm erzeugt, welches in Fig. 1 mit„180" bezeichnet ist und durch einen Detektor 170 erfasst wird. Des Weiteren sind in Fig. 1 mit„120" optische Elemente zwischen Messmaske 1 10 und Pupillenebene PP, mit „140" optische Elemente zwischen

Pupillenebene PP und Beugungsgitter 150 und mit„160" optische Elemente zwischen Beugungsgitter 150 und Detektor 170 symbolisiert.

Wie lediglich schematisch in Fig. 2 dargestellt, führt die Beleuchtung einer Messmaske 210 unter einem bestimmten Winkel α zur Erzeugung eines entsprechenden Streulichtkegels 215, welcher wiederum einen in der Pupillenebene PP ausgeleuchteten Bereich 230 erzeugt. Dabei sind in Fig. 2 durch „220" optische Elemente zwischen Messmaske 210 und Pupillenebene PP symbolisiert. Durch Erzeugung einer Vielzahl solcher Kanäle lässt sich eine gewünschte Winkelverteilung und ein entsprechendes Beleuchtungssetting bei Beleuchtung der Messmaske 210 realisieren.

In Ausführungsformen kann wie im Weiteren beschrieben auch eine geeignete Einrichtung zur Realisierung einer - deterministischen oder auch zufälligen -Variation der Strahlrichtung des auf die Spiegelanordnung auftreffenden bzw. in das optische System eintretenden Lichtes verwendet werden mit dem Ziel, Speckle-Muster, welche auf die räumliche Kohärenz des einfallenden Lichtes zurückzuführen sind, wegzumitteln.

Fig. 3a dient zur Veranschaulichung dieses Ansatzes, wobei im Vergleich zu Fig. 1 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „200" erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Eine in Fig. 3a durch den mit„P" bezeichneten Doppelpfeil angedeutete seitliche Verschiebung des Quellpunkts 300 führt zu einer seitlichen Verschiebung der Pupillenausleuchtung. Kohären-te Störungen, welche in Form von Speckle-Mustern auftreten und damit zufälligen Charakter haben, ändern sich hierbei und können durch Mittelung über mehrere Bildaufnahmen im Messergebnis verringert werden. Der in der Pupillenebene PP ausgeleuchtete Bereich wandert hierbei als Ganzes, ohne dass eine Veränderung der relevanten Information über die Wellenfrontabweichun-gen stattfindet.

Bei der vorstehend genannten Einrichtung zur Variation der Strahlrichtung kann es sich z.B. um einen im Bereich des Zwischenfokus (IF=„Intermediate Focus") eingesetzten, durch Rotation und/oder Translation bewegten Diffusor (z. B. eine rotierende EUV-Streuscheibe, welche durch FIB-Strukturierung einer dünnen Sl-Membran herstellt werden kann) handeln, wie in Fig. 3b lediglich schematisch angedeutet ist. In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine Strahlrichtungssteuerungseinheit, wie sie aus US 2005/027051 1 A1 bekannt ist, zur gezielten bzw. deterministischen Variation der Strahlrichtung verwendet werden.

Wie im Weiteren erläutert kann die in der erfindungsgemäßen Anordnung reali-sierbare, flexible Einstellung unterschiedlicher Beleuchtungssettings auch für eine Absolutkalibrierung genutzt werden.

In Ausführungsformen kann eine Mehrzahl von Interferogrammen in einer Mehrzahl von Messschritten erfasst werden, wobei sich diese Messschritte hinsichtlich der Winkelverteilung des auf die Messmaske 1 10 auftreffenden Beleuchtungslichts voneinander unterscheiden. Fig. 4 zeigt beispielhafte, in der Pupillenebene eingestellte Intensitätsverteilungen 430a, 430b, 430c, ... , 430n. Die Erfindung geht nun weiter von der Überlegung aus, dass der systematische Wellenfront-Fehler der Messanordnung für jede dieser Intensitätsverteilungen 430a, 430b, 430c, ... , 430n übereinstimmt. Die in einem (Pupillen-)Bereich i gemessenen Wellenfrontabweichungen können dargestellt werden als:

= Slsotrop + s†nisotrop + poß ^ ,

Dabei bezeichnen:

Wi die aus wenigstens zwei Teilinterferogrammen bzw. Schero- grammen ermittelten Wellenfrontabweichungen entlang des Pupillenbereichs i

Slsotrop die beleuchtungsrichtungsunabhängigen Anteile der systema- tischen Abweichungen der Messanordnung (Scherinterfero- meterabweichungen);

g.Anisotrop ^e be|euchtungsrichtungsabhängigen Anteile der systemati-

sehen Scherinterferometerabweichungen, wirksam in Richtung des Pupillenbereichs i; und

POBi die Systemwellenfrontabweichungen des zu untersuchenden optischen Systems (z. B. Projektionsobjektivs) im Pupillenbereich i

Sämtliche der vorstehend genannten Größen werden entlang eines gemeinsamen Koordinatensystems angegeben, z.B. entlang eines kartesischen x-y-Koordinatensystems um den Bereichsmittelpunkt.

Nun erfolgt eine Zerlegung der Systemwellenfrontabweichungen des zu untersuchenden optischen Systems (z. B. eines Projektionsobjektivs) in einen allen Pupillenbereichen gemeinsamen Anteil, welcher mathematisch durch Mittelwertbildung über alle N Pupillenbereiche (i=1 , ... N) und die jeweiligen verbleibenden Unterschiede im Pupillenbereich Nr. i erhalten wird:

POBt = P Bt + (APOß)i (2)

Die sämtlichen Pupillenbereichen gemeinsame Komponente wird hier und Folgenden als„Grundanteil" bezeichnet. Durch Einsetzen von (2) in (1 ) folgt:

W, = Slsotrop + anisotrop + poß_ + (Δρ) . (3)

Bei Gruppierung nach bereichsunabhängigen und bereichsabhängigen Größen ergibt sich:

Wi = 5/sotr°P + POBi + S nisotrop + (APOB)i (4)

Die beleuchtungsrichtungsabhängigen Fehler der Messanordnung (Scherinter-ferometerfehler) lassen sich durch eine Mitdrehung des Scheri nterferometers bei der Pupillenbereichsauswahl teilweise vermeiden. Dabei muss das Scherin-terferometer als Ganzes, also einschließlich Messmaske und Detektor, mitge-

dreht werden. Bei einer solchen Vorgehensweise gilt:

s nisotrop (Azimutalwinkel)= 0 (5)

Zur Vermeidung eines solchen Mitdrehens des Scherinterferometers können die anisotropen, also durch Abschattungseffekte verursachten systematischen Scherinterferometerfehler durch elektromagnetische Simulationsrechnungen modelliert werden. Dies gilt auch bei Veränderung der Beleuchtungsrichtung relativ zur optischen Achse. Gleichung (4) lässt sich schreiben als:

Wi _ sAnisotrop = s,so troP + ρ^βΤ + (ΔΡΟβ)ί (6)

wobei in Gleichung (6) links die bekannten und rechts die unbekannten Größen stehen. Ein iteratives Zusammenführen („Iteratives Stitching") der auf der linken Seite von Gleichung (6) stehenden, über die N Pupillenbereiche bekannten Größen ergibt die Überlagerung der gesuchten systematischen Scherinterferometerfehler mit dem Grundanteil und die gesuchten Unterschiede zwischen Systemwellenfront und Grundanteil.

Im letzten Schritt wird der Grundanteil näher betrachtet, da sich dieser nachteilig den gesuchten systematischen Scherinterferometerfehlern überlagert. Zur Abschätzung wenigstens einer Grundanteilkomponente sei im Folgenden eine spezifische, besonders interessierende Wellenfrontkomponente entlang der Pupille betrachtet, beispielsweise ein Z9. Für eine solche Komponente kann mathematisch der Grundanteil durch Pupillenteilbereichsbildung und Mittelwertbildung über die N Teilbereiche berechnet werden. Dieser Grundanteil hat über den Teilbereich einen bestimmten, charakteristischen Verlauf, kann also als eine Wellenfront angesehen werden. Diese Wellenfront wird an das Ergebnis der o.g. Zusammenführung („Stitchingergebnis 1 ") angefittet und dann sub-trahiert, so dass die gesuchten systematischen, isotropen Scherinterferometerfehler als Absolutwerte erhalten werden. Damit ist für diese Wellenfrontkomponente das Absolutkalibrierverfahren beendet. Für andere, zu ermittelnde Wel-lenfrontkomponenten kann in analoger Art und Weise vorgegangen werden.

In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die erfindungsgemäße Sys-temwellenfrontmessung bei demselben Beleuchtungssetting durchgeführt werden, welches auch im eigentlichen Mikrolithographieprozess verwendet wird. Hierdurch kann der im Mikrolithographieprozess typischerweise erfolgenden, gezielten Ausleuchtung bestimmter Pupillenbereiche Rechnung getragen werden, und es können gezielt gerade diejenigen Systemwellenfrontabweichungen erfasst werden, welche bei der mikrolithographischen Belichtung wirksam werden. Dies wird im Weiteren unter Bezugnahme auf Fig. 5a-5d beschrieben.

Fig. 5a zeigt zunächst ein beispielhaftes Beleuchtungssetting, welches im Mikrolithographieprozess verwendet bzw. in einer mikrolithographischen Projekti-onsbelichtungsanlage eingestellt werden soll. Gemäß Fig. 5b wird nun in der erfindungsgemäßen Messanordnung unter Verwendung der erfindungsgemä-ßen Spiegelanordnung ein entsprechendes Beleuchtungssetting eingestellt, welches im Wesentlichen demjenigen aus Fig. 5a entspricht, wobei jedoch die Beleuchtungspole derart modifiziert (d.h. ein Scherrichtung„ausgedehnt") sind, dass sich die letztendlich bei der Messung erhaltenen Scherogrammme (Fig. 5d) möglichst vollständig in den in Fig. 5a gezeigten Bereichen befinden. Mit anderen Worten sind die einzelnen ausgeleuchteten Bereiche in der Pupille so ausgedehnt bzw. erweitert, dass nach Scherung für die jeweils gescherten Wellenfronten gemäß Fig. 5d ein ausreichend großer Überlappbereich besteht, welcher mit dem Beleuchtungssetting zusammenfällt. Aus diesem Grunde müssen für eine Messung bei Belichtungssetting die beleuchteten Bereiche in der Pupille in Scherrichtung gesehen um den Betrag der Scherung verbreitert sein, wie schematisch in Fig. 5c angedeutet ist.

Fig. 6 zeigt in lediglich schematischer Darstellung den möglichen prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zur Wellenfronterfassung.

In Fig. 6 ist eine hinsichtlich ihrer Wellenfrontwirkung zu prüfende Abbildungsoptik mit„601 " bezeichnet. Dabei kann es sich insbesondere auch um ein Projektionsobjektiv oder auch ein beliebiges Teilsystem einer Beleuch- tungseinrichtung oder eines Projektionsobjektivs einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage handeln. Zur Überprüfung der Wellenfrontwir-kung dieser Abbildungsoptik 601 bzw. zur Analyse der Wellenfront einer diese Abbildungsoptik 601 durchlaufenden Lichtwelle weist die Anordnung gemäß Fig. 1 eine Beleuchtungsmaske 600 auf, durch welche Licht einer (nicht dargestellten) Lichtquelle in die Abbildungsoptik 601 eintritt und auf ein in Lichtausbreitungsrichtung (z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem) nach der Abbildungsoptik 601 angeordnetes Beugungsgitter 602 auftrifft, welches auf einem mit„620a" bezeichneten, für Licht der Arbeitswellenlänge hinrei-chend transparenten Substrat aufgebracht ist. Das an der Gitterstruktur des Beugungsgitters 602 in unterschiedliche Beugungsordnungen (z.B. 0-te, +1 . und -1 . Beugungsordnung) gebeugte Licht erzeugt in einer bezogen auf die Lichtausbreitungsrichtung nach dem Beugungsgitter 602 angeordneten (Auf-fang-)Ebene ein Interferenzmuster, dessen Auswertung im Falle einer Auflö-sung durch einen kamerabasierten Sensor 603 grundsätzlich eine Wellen-frontanalyse und damit einen Rückschluss auf die optische Wirkung bzw. Wel-lenfrontwirkung der Abbildungsoptik 601 und z.B. eine Justage der in der Abbildungsoptik 601 befindlichen optischen Komponenten zueinander ermöglicht.

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