DE102016202198A1 - Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings - Google Patents

Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings, mit einer Gitteranordnung aus einem ersten, im optischen Strahlengang vor dem Prüfling positionierbaren Gitter und einem zweiten, im optischen Strahlengang nach dem Prüfling positionierbaren Gitter (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 111), und einer wenigstens einen Detektor (12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 102, 112) aufweisenden Auswerteeinheit zur Auswertung von durch Überlagerung der beiden Gitter in einer im optischen Strahlengang nach dem zweiten Gitter befindlichen Detektionsebene erzeugten Moiré-Strukturen, wobei die Detektionsebene einen Abstand zu dem zweiten Gitter von weniger als 100µm aufweist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings.
  • Stand der Technik
  • Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD’s, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
  • In der Praxis besteht ein Bedarf, Abbildungsfehler wie z.B. die Verzeichnung des Projektionsobjektivs möglichst exakt zu bestimmen. Hierzu ist insbesondere die Technik der Moiré-Vermessung bekannt, bei welcher ein in einer Objektebene des Projektionsobjektivs angeordnetes erstes Gitter auf ein in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes zweites Gitter (auch als „Moiré-Maske“ bezeichnet) projiziert und die jeweils durch diese Anordnung transmittierte Lichtintensität mit einer (z.B. kamerabasierten) Detektoranordnung gemessen wird.
  • 12 und 13 zeigen lediglich schematische Darstellungen zur Erläuterung dieses Prinzips. Dabei ist das in der Objektebene des Prüflings in Form eines Projektionsobjektivs 6 befindliche erste Gitter mit „5“, das erzeugte Bild der in dem ersten Gitter 5 enthaltenen Teststrukturen ist mit „7“ und das zweite Gitter bzw. die Moiré-Maske ist mit „8“ bezeichnet. In der Regel fallen die Ebenen des Teststrukturbildes 7 einerseits und des zweiten Gitters 8 bzw. der Moiré-Maske andererseits zusammen und sind 12 lediglich zur besseren Darstellung räumlich getrennt dargestellt. Über eine Detektoranordnung 9 wird die in Lichtausbreitungsrichtung nach dem zweiten Gitter 8 bzw. der Moiré-Maske erhaltene Lichtverteilung 10 (welche gemäß 13 typischerweise ein charakteristisches Streifenmuster aufweist) bestimmt. Dabei ist bei entsprechender Auslegung der Gitteranordnung aus dem ersten und zweiten Gitter die transmittierte Lichtintensität im Falle einer fehlerfreien Abbildung maximal und im Falle vorhandener Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs 6 reduziert, da das Licht von hellen Bereichen der in dem ersten Gitter 5 enthaltenen Teststrukturen bei fehlerhafter Abbildung in zunehmenden Maße auf dunkle Bereiche des zweiten Gitters 8 bzw. der Moiré-Maske fällt.
  • Zur Ermittlung der jeweils relevanten Abbildungsfehler des Prüflings bzw. Projektionsobjektivs sind unterschiedliche Mess- und Auswerteverfahren auf Basis der Moiré-Vermessung bekannt. Diesen Mess- bzw. Auswerteverfahren ist gemeinsam, dass für einzelne Feldpunkte herangezogene Signale jeweils auf Basis einer Mittelung über einen bestimmten Bereich erhalten werden. Dabei sind wiederum Signale an mehreren Feldpunkten wünschenswert, um den Feldverlauf von Abbildungsfehlern wie z.B. der Verzeichnung bestimmen zu können.
  • Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist jedoch, dass – wie in 14 angedeutet – aufgrund der Winkelverteilung des aus dem Prüfling bzw. Projektionsobjektiv 6 bzw. der Moiré-Maske 8 austretenden Lichtes eine Überlappung der jeweiligen, unterschiedlichen Feldpunkten zugeordneten Lichtkegel (in 14 mit „9a“ und „9b“ bezeichnet) stattfinden kann mit der Folge, dass in der jeweiligen Detektionsebene das jeweils zur Auswertung unterschiedlicher Feldpunkte herangezogene Licht zum Teil zusammenfällt. Ursachen für diesen Effekt sind u.a. die aufgrund der Winkelverteilung des aus dem Prüfling austretenden Lichts vorhandene Lichtdivergenz, die durch Beugung an der Moiré-Maske entstehende Lichtdivergenz sowie auch die Divergenz aufgrund möglichen Streulichts.
  • Die Erzielung einer möglichst hohen Feldauflösung bei der Moiré-Vermessung ist jedoch insbesondere wünschenswert, wenn in einem vergleichsweise schmalen Bildfeld – wie es etwa durch ein für den Betrieb im EUV ausgelegtes Projektionsobjektiv erzeugt wird – noch möglichst viele voneinander unabhängige Messsignale zur Ermittlung z.B. eines Feldverlaufs der Verzeichnung bestimmt werden sollen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings bereitzustellen, welche eine verbesserte Feldauflösung bei der Ermittlung von Abbildungsfehlern des Prüflings ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Anordnung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Eine Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings weist auf:
    • – eine Gitteranordnung aus einem ersten, im optischen Strahlengang vor dem Prüfling positionierbaren Gitter und einem zweiten, im optischen Strahlengang nach dem Prüfling positionierbaren Gitter; und
    • – eine wenigstens einen Detektor aufweisende Auswerteeinheit zur Auswertung von durch Überlagerung der beiden Gitter in einer im optischen Strahlengang nach dem zweiten Gitter befindlichen Detektionsebene erzeugten Moiré-Strukturen;
    • – wobei die Detektionsebene einen Abstand zu dem zweiten Gitter von weniger als 100µm aufweist.
  • Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, in einer Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings wie z.B. eines Projektionsobjektivs einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage den Abstand zwischen der Moiré-Maske (d.h. dem im optischen Strahlengang nach dem Prüfling positionierten zweiten Gitter) und einer im optischen Strahlengang nachfolgenden Detektionsebene (in welcher die auszuwertende Überlagerung der Moiré-Maske mit dem im Strahlengang vor dem Prüfling befindlichen ersten Gitter erfolgt) hinreichend gering zu wählen, um auch bei nahe benachbarten, vermessenen Feldpunkten die jeweilige Fläche, auf die sich das Licht aus einem Feldpunkt in der Detektionsebene verteilt, gering zu halten.
  • Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich Lichtkegel, die unterschiedlichen bzw. benachbarten Feldpunkten zugeordnet sind, bereits in der Detektionsebene überlappen, mit der Folge, dass die betreffenden Messpunkte voneinander getrennt werden können.
  • Im Ergebnis kann so eine hinreichende Feldauflösung bei der Moiré-Vermessung des Prüflings erzielt und auch bei besonders schmalen Bildfeldern (etwa im Falle eines für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsobjektivs) ein Feldverlauf der relevanten Abbildungsfehler wie z.B. Verzeichnung ermittelt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Detektionsebene einen Abstand zu dem zweiten Gitter bzw. der Moiré-Maske von weniger als 80µm, insbesondere weniger als 60µm, weiter insbesondere weniger als 40µm, weiter insbesondere weniger als 10µm, weiter insbesondere weniger als 5µm, weiter insbesondere weniger als 1µm, weiter insbesondere weniger als 200nm, auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Detektor einen Abstand zu dem zweiten Gitter bzw. der Moiré-Maske von weniger 100µm, insbesondere weniger als 80µm, weiter insbesondere weniger als 60µm, weiter insbesondere weniger als 40µm, weiter insbesondere weniger als 10µm, weiter insbesondere weniger als 5µm, weiter insbesondere weniger als 1µm, und weiter insbesondere weniger als 200nm auf. In entsprechenden, im Weiteren näher beschriebenen Ausführungsformen umfasst die vorliegende Erfindung diverse Realisierungen geringer Abstände zwischen Moiré-Maske und (z.B. kamerabasierten) Detektor, wobei jeweils z.B. fertigungstechnische Herausforderungen gelöst werden.
  • In weiteren Ausführungsformen umfasst die vorliegende Erfindung jedoch auch Ausgestaltungen mit vergleichsweise großem Abstand zwischen dem eigentlichen (z.B. kamerabasierten) Detektor und der Moiré-Maske, wobei bei diesen ebenfalls im weiteren noch näher beschriebenen Ausgestaltungen jeweils eine geeignete optische Signalübertragung von der (wiederum in geringem Abstand zur Moiré-Maske angeordneten) Detektionsebene bis zum Detektor realisiert wird. Da bei dieser optischen Signalübermittlung jeweils ein „Übersprechen“ zwischen den unterschiedlichen Feldpunkten zugeordneten Signalen vermieden werden kann, kann auch hier im Ergebnis eine hohe Feldauflösung unter Vermeidung der eingangs beschriebenen Probleme realisiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der optische Prüfling ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der optische Prüfling für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Gitter entweder unmittelbar auf dem Detektor oder auf einer auf dem Detektor befindlichen Substratfolie oder Schicht aufgebracht.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Gitter auf einem auf der dem Detektor abgewandten Seite des Gitters befindlichen Substrat angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Detektor ein Array von Lichtsensoren auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Detektor eine faseroptisch an die Detektionsebene gekoppelte Sensoranordnung auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Hilfsoptik zur Abbildung einer in der Detektionsebene erhaltenen Lichtverteilung auf den Detektor auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Quantenkonverterschicht auf, welche als Primärlicht zur Detektionsebene gelangendes Licht eines ersten Wellenlängenbereichs absorbiert und Sekundärlicht eines von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen zweiten Wellenlängenbereichs emittiert.
  • Gemäß einer Ausführungsform besitzt die Quantenkonverterschicht in dem ersten Wellenlängenbereich eine Eindringtiefe von weniger als 10µm, insbesondere weniger als 5µm.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Farbfilterschicht auf, welche von der Quantenkonverterschicht nicht absorbiertes Licht wenigstens teilweise herausfiltert.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine zwischen dem zweiten Gitter und dem Detektor angeordnete, quer zur Lichtausbreitungsrichtung in unterschiedliche Messpositionen verschiebbare Aperturblende auf.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings, mit
    • – einer Gitteranordnung aus einem ersten, im optischen Strahlengang vor dem Prüfling positionierbaren Gitter und einem zweiten, im optischen Strahlengang nach dem Prüfling positionierbaren Gitter;
    • – einer Auswerteeinheit mit wenigstens einem Detektor zur Auswertung von durch Überlagerung der beiden Gitter in einer im optischen Strahlengang nach dem zweiten Gitter befindlichen Detektionsebene erzeugten Moiré-Strukturen; und
    • – einer zwischen dem zweiten Gitter und dem Detektor angeordneten, quer zur Lichtausbreitungsrichtung in unterschiedliche Messpositionen verschiebbaren Aperturblende. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1–11 schematische Darstellungen zur Erläuterung unterschiedlicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
  • 12–13 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Aufbau und Funktionsprinzip einer herkömmlichen Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings; und
  • 14 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines bei einer herkömmlichen Vorrichtung zur Moiré-Vermessung auftretenden Problems.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Weiteren werden jeweils ausgehend von dem prinzipiellen, anhand von 12–14 beschriebenen Aufbau zur Moiré-Vermessung unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, in denen zur Realisierung einer hohen Feldauflösung unter Vermeidung der eingangs beschriebenen Probleme (insbesondere der Überlappung der in 14 angedeuteten Lichtkegel) jeweils ein geringer Abstand zwischen Detektionsebene und Moiré-Maske realisiert wird.
  • Dies geschieht bei den in 1–5 dargestellten Ausführungsformen unter Realisierung eines entsprechend geringen Abstandes zwischen dem jeweils eingesetzten (z.B. kamerabasierten) Detektor und der Moiré-Maske, wohingegen bei den in 6–10 dargestellten Ausführungsformen jeweils eine geeignete optische Signalübertragung zwischen der Detektionsebene und dem (in diesen Beispielen von der Moiré-Maske weiter entfernten) Detektor verwirklicht wird.
  • 1 zeigt zunächst eine Ausführungsform, bei welcher ein zweites Gitter 11 bzw. die Moiré-Maske auf einer unmittelbar auf einem Detektor 12 befindlichen Substratfolie 13 aufgebracht ist, so dass der Abstand zwischen Moiré-Maske bzw. zweitem Gitter 11 und Detektionsebene hier über die Dicke der Substratfolie 13 eingestellt wird.
  • Bei der Substratfolie 13 kann es sich z.B. um eine Glasmembran mit einer beispielhaften Dicke von 25µm handeln. Die Substratfolie 13 kann hierbei so ausgelegt sein, dass eine reflexmindernde Wirkung unter Reduzierung unerwünschter Störsignale erzielt wird.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „10 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Gemäß 2 ist im Unterschied zu 1 die Moiré-Maske bzw. das zweite Gitter 21 unmittelbar auf der Oberfläche des (im Ausführungsbeispiel als Kamerachip ausgelegten) Detektors 22 aufgebracht. Dabei kann das Aufbringen der Strukturen der Moiré-Maske bzw. des zweiten Gitters 21 bereits Bestandteil des Fertigungsprozesses des Detektors 12 bzw. Kamerachips sein. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher im Unterschied zu 2 die Aufbringung der Strukturen der Moiré-Maske bzw. des zweiten Gitters 31 nicht unmittelbar auf dem Detektor 32 bzw. Kamerachip, sondern auf einer auf dem Detektor 32 befindlichen Schutzschicht 34 erfolgt. Hierdurch kann eine Schädigung des Detektors 32 während des Fertigungsprozesses (welcher einen Lithographieprozess mit Ätzschritten oder ein Elektronenstrahlschreiben umfassen kann) verhindert werden. Dabei kann die Schutzschicht 34 auf der lichtempfindlichen Fläche des Detektors 32 nur bereichsweise oder auch auf der gesamten lichtempfindlichen Fläche des Detektors 32 aufgebracht sein. Ferner kann die Schutzschicht 34 auch ggf. den gesamten Detektor 32 bzw. Kamerachip umhüllen. Die Dicke der Schutzschicht 34 kann in geeigneter Weise gewählt werden, um zum einen den gewünschten Abstand zwischen Moiré-Maske bzw. zweitem Gitter 31 und Detektor 32 bzw. Detektionsebene einzustellen und zum anderen auch eine Reflexminderung zur Eliminierung unerwünschter Störsignale zu erzielen. Im Ausführungsbeispiel kann die Schutzschicht 34 aus Quarzglas (SiO2) hergestellt sein und eine Dicke im Bereich von 20nm bis 200nm aufweisen.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Moiré-Maske bzw. das zweite Gitter 41 auf der dem Detektor 42 abgewandten Seite eines transparenten Substrats 43 angeordnet ist. Infolge dieser Anordnung kann das Substrat 43 selbst – trotz der auch hier erfolgenden Realisierung eines geringen Abstandes zwischen Moiré-Maske bzw. zweitem Gitter 41 und Detektionsebene – eine vergleichsweise große Dicke (z.B. von einigen hundert Mikrometern (µm)) aufweisen, womit eine höhere Stabilität der Anordnung realisiert werden kann.
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher der Detektor 55 ein Array von Lichtsensoren wie z.B. Photodioden aufweist, wobei im Übrigen wiederum ein dünnes Substrat 53 zwischen Moiré-Maske bzw. zweitem Gitter 51 und dem den Detektor 52 bildenden Array 55 von Lichtsensoren vorgesehen ist. Hierdurch kann die Herstellbarkeit gegenüber einem vollflächigen Kamerachip als Detektor verbessert werden, da eine größere Flexibilität hinsichtlich der jeweils zulässigen Fertigungsschritte erzielt wird.
  • In 6 und 7 sind jeweils Ausführungsformen dargestellt, bei welchem der Detektor bzw. eine diesen Detektor bildende Sensoranordnung faseroptisch an die Detektionsebene gekoppelt ist. So erfolgt gemäß 6 und 7 jeweils eine Lichtaufnahme unmittelbar nach Lichtaustritt aus der Moiré-Maske bzw. dem jeweiligen zweiten Gitter 61 bzw. 71, wobei dann das jeweilige optische Signal über optische Fasern 66 (gemäß 6) oder eine monolithische Face-Plate 76 (gemäß 7) bis zu dem jeweiligen Detektor 62 bzw. 72, welcher sich selbst in größerem Abstand von der Moiré-Maske befinden kann, geleitet wird. Da das in der Detektionsebene – wiederum nur in geringem Abstand von der Moiré-Maske – aufgenommene Licht faseroptisch zu dem jeweiligen Detektor 62 bzw. 72 transportiert wird, tritt kein Mischen bzw. Übersprechen der jeweiligen Signale auf.
  • 8, 9 und 10 zeigen weitere Ausführungsformen, bei denen im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Beispielen jeweils eine Hilfsoptik in Form einer zusätzlichen Projektionsoptik eingesetzt wird, um das in der – wiederum unmittelbar hinter der Moiré-Maske liegenden – Detektionsebene aufgefangene Lichtfeld auf den weiter entfernten Detektor 82, 92 bzw. 102 abzubilden. Die Hilfsoptik 88, 98 bzw. 108 ist hierbei jeweils so ausgestaltet, dass sie das volle Winkelspektrum des hinter der Moiré-Maske bzw. dem zweiten Gitter 81, 91 bzw. 101 aufgefangenen Lichtes oder zumindest einen repräsentativen Anteil des jeweiligen Winkelspektrums übertragen kann. Gemäß 9 befindet sich im Unterschied zu 8 die Moiré-Maske bzw. das zweite Gitter 91 auf einer Quantenkonverterschicht 99, welche als Primärlicht zur Detektionsebene gelangendes Licht eines ersten Wellenlängenbereichs absorbiert und Sekundärlicht eines zweiten, von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen Wellenlängenbereichs emittiert.
  • Im Ausführungsbeispiel kann die Quantenkonverterschicht 99 lediglich beispielhaft aus Lithiumglas hergestellt sein, welches für Wellenlängen unterhalb von 350nm eine Eindringtiefe von weniger als 5µm aufweist und Sekundärlicht in einem Wellenlängenbereich zwischen 360nm und 500nm emittiert. Hierdurch kann erreicht werden, dass die von der Hilfsoptik 98 übertragene Winkelverteilung repräsentativ für die tatsächliche Lichtintensität in der Detektionsebene ist und Beugungseffekte der auf der Moiré-Maske befindlichen Strukturen außer Betracht bleiben. Infolge der geringen Eindringtiefe des Materials der Quantenkonverterschicht 99 für das Primärlicht und der somit bereits nach einem Lichtweg von wenigen Mikrometern (µm) in diesem Material erfolgten Absorption wird auch in dieser Ausführungsform der Abstand zwischen Detektionsebene und Moiré-Maske effektiv gering gehalten, da infolge der geringen Eindringtiefe Primärlicht unterschiedlicher, benachbarter Feldpunkte nicht zusammenfallen kann.
  • 10 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei im Vergleich zu 9 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit oben „10“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind.
  • Bei der Ausführungsform von 10 ist im Vergleich zu 9 eine zusätzliche Farbfilterschicht 110 vorgesehen, welche von der Quantenkonverterschicht 109 nicht absorbiertes Licht wenigstens teilweise herausfiltert. Hierdurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass bei Verwendung einer vergleichsweise dünnen Quantenkonverterschicht 109 ggf. das verwendete (Primär-)Licht eine Eindringtiefe aufweist, die die Dicke der Quantenkonverterschicht 109 (d.h. den effektiven Abstand zwischen Detektionsebene und Moiré-Maske) übersteigt, wobei das nicht umgewandelte Primärlicht hier über die Farbfilterschicht 110 eliminiert werden kann.
  • In weiteren Ausführungsformen kann eine zusätzliche Schutz- und/oder Antireflexschicht zur Reduzierung unerwünschter Störsignale oder zu Schutzzwecken zwischen Moiré-Maske und Quantenkonverterschicht, zwischen Quantenkonverterschicht und Farbfilterschicht und/oder im Strahlengang nach der Farbfilterschicht eingesetzt werden.
  • 11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher zwischen Moiré-Maske bzw. zweitem Gitter 111 und Detektor 112 eine quer zur Lichtausbreitungsrichtung in unterschiedliche Messpositionen verschiebbare Aperturblende 114 eingesetzt wird. Über diese Aperturblende 114 kann die nach Lichtaustritt aus der Moiré-Maske bzw. dem zweiten Gitter 111 entstandene Lichtverteilung bereichsweise abgeschattet werden, so dass jeweils nur Licht einer Untermenge aller Feldpunkte den Detektor 112 erreicht. Dabei kann die Auswahl der in einer Position der Aperturblende 114 messbaren Feldpunkte so gewählt sein, dass sich von unterschiedlichen Feldpunkten ausgehendes Licht nicht überlagern kann (wobei z.B. in einer Einstellung nur jeder zweite, jeder dritte oder jeder vierte Feldpunkt erfasst wird). Im Wege einer Durchführung mehrerer Messungen nacheinander kann durch Verschiebung der Aperturblende 114 in unterschiedliche Messstellungen eine Erfassung sämtlicher Feldpunkte in einer sequentiellen Messreihe realisiert werden.
  • Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings, mit • einer Gitteranordnung aus einem ersten, im optischen Strahlengang vor dem Prüfling positionierbaren Gitter und einem zweiten, im optischen Strahlengang nach dem Prüfling positionierbaren Gitter (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 111); und • einer wenigstens einen Detektor (12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 102, 112) aufweisenden Auswerteeinheit zur Auswertung von durch Überlagerung der beiden Gitter in einer im optischen Strahlengang nach dem zweiten Gitter befindlichen Detektionsebene erzeugten Moiré-Strukturen; • wobei die Detektionsebene einen Abstand zu dem zweiten Gitter von weniger als 100µm aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsebene einen Abstand zu dem zweiten Gitter (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 111) von weniger als 80µm, insbesondere weniger als 60µm, weiter insbesondere weniger als 40µm, weiter insbesondere weniger als 10µm, weiter insbesondere weniger als 5µm, weiter insbesondere weniger als 1µm, weiter insbesondere weniger als 200nm, aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (12, 22, 32, 42, 52) einen Abstand zu dem zweiten Gitter (11, 21, 31, 41, 51) von weniger als 100µm, insbesondere weniger als 80µm, weiter insbesondere weniger als 60µm, weiter insbesondere weniger als 40µm, weiter insbesondere weniger als 10µm, weiter insbesondere weniger als 5µm, weiter insbesondere weniger als 1µm, weiter insbesondere weniger als 200nm, aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Prüfling ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Prüfling für einen Betrieb bei einer Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gitter (11, 21, 31) entweder unmittelbar auf dem Detektor (22) oder auf einer auf dem Detektor (12, 32) befindlichen Substratfolie (13) oder Schicht (34) aufgebracht ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gitter (41) auf einem auf der dem Detektor (42) abgewandten Seite des Gitters (41) befindlichen Substrat (43) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (52) ein Array (55) von Lichtsensoren aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (62, 72) eine faseroptisch an die Detektionsebene gekoppelte Sensoranordnung aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Hilfsoptik (88) zur Abbildung einer in der Detektionsebene erhaltenen Lichtverteilung auf den Detektor (82) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Quantenkonverterschicht (99, 109) aufweist, welche als Primärlicht zur Detektionsebene gelangendes Licht eines ersten Wellenlängenbereichs absorbiert und Sekundärlicht eines von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen zweiten Wellenlängenbereichs emittiert.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Quantenkonverterschicht (99, 109) in dem ersten Wellenlängenbereich eine Eindringtiefe von weniger als 10µm, insbesondere weniger als 5µm, besitzt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Farbfilterschicht (110) aufweist, welche von der Quantenkonverterschicht (109) nicht absorbiertes Licht wenigstens teilweise herausfiltert.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine zwischen dem zweiten Gitter (111) und dem Detektor (112) angeordnete, quer zur Lichtausbreitungsrichtung in unterschiedliche Messpositionen verschiebbare Aperturblende (114) aufweist.
  15. Vorrichtung zur Moiré-Vermessung eines optischen Prüflings, mit • einer Gitteranordnung aus einem ersten, im optischen Strahlengang vor dem Prüfling positionierbaren Gitter und einem zweiten, im optischen Strahlengang nach dem Prüfling positionierbaren Gitter (11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 111); • einer Auswerteeinheit mit wenigstens einem Detektor (12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 102, 112) zur Auswertung von durch Überlagerung der beiden Gitter in einer im optischen Strahlengang nach dem zweiten Gitter befindlichen Detektionsebene erzeugten Moiré-Strukturen; und • einer zwischen dem zweiten Gitter (111) und dem Detektor (112) angeordneten, quer zur Lichtausbreitungsrichtung in unterschiedliche Messpositionen verschiebbaren Aperturblende (114).
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