DE10332110A1 - Vorrichtung zur Streulichtinspektion optischer Elemente - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Streulichtinspektion optischer Elemente mit einer Lichterzeugungseinheit (2) zur Erzeugung von Licht, das auf das jeweils zu inspizierende optische Element (9) eingestrahlt wird, und einem Detektor (4) zur Erfassung von Streulicht (14), das von dem optischen Element bei Bestrahlung emittiert wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Teil der Komponenten (2 bis 8, 12) der Inspektionsvorrichtung an oder in einer Gehäuse-/Halterungseinheit (1) angeordnet, die so dimensioniert ist, dass sie von einer Retikelaufnahme einer Lithographie-Belichtungsanlage aufnehmbar ist, oder es sind alle Komponenten der Inspektionsvorrichtung an oder in einer gemeinsamen Gehäuse-/Halterungseinheit angeordnet, die tragbar und/oder mobil ist. DOLLAR A Verwendung z. B. zur Streulichtinspektion der Oberfläche einer feldnächsten Linse eines Projektionsobjektivs einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Streulichtinspektion optischer Elemente, insbesondere von Linsenoberflächen, mit einer Lichterzeugungseinheit zur Erzeugung von Licht, das auf das jeweils zu inspizierende optische Element eingestrahlt wird, und einem Detektor zur Erfassung von Streulicht, das von dem optischen Element bei Bestrahlung emittiert wird.
  • Derartige Vorrichtungen sind verschiedentlich bekannt und werden hauptsächlich dazu benutzt, die Güte optischer Elemente, wie z.B. Linsen, durch Streulichtinspektion zu erfassen. Dies ist insbesondere für optische Elemente wichtig, die in hochauflösenden optischen Systemen verwendet werden. Gegenüber einer traditionellen visuellen Inspektion hat die Verwendung von Streulichtinspektionsvorrichtungen durch deren winkelaufgelöste quantitative Messung den Vorteil höherer Objektivität und besserer Dokumentierbarkeit. Außerdem ist die Beschädigungsgefahr für das zu inspizierende optische Element geringer. Ein Anwendungsfall sind optische Elemente für Belichtungsanlagen in der Mikrolithographie zur Halbleiterwaferbelichtung. Oberflächenrauhigkeiten auf Oberflächen von dort z.B. in einem Projektionsobjektiv verwendeten Linsen, die durch Kontaminationen oder Oberflächenschädigungen verursacht sein können, haben im Belichtungsbetrieb störendes Streulicht zur Folge, das außerhalb zu belichtender Strukturen auf einen Wafer fällt und damit den Kontrast der Abbildung reduziert. Dies hat direkte Auswirkungen auf die minimal erreichbare kritische Dimension und ihre Gleichförmigkeit von Waferstrukturen.
  • Je feldnaher die streuende Oberfläche ist, umso stärker konzentriert sich das Streulicht auf den Nahbereich um die zu belichtende Struktur. Derartiges, sogenanntes Short-Range-Streulicht hat den stärksten Einfluss auf die Gleichförmigkeit der minimal erreichbaren kritischen Dimension und ist deswegen beim Lithographieprozess besonders störend. Eine Streulichtinspektion ist daher besonders für die Oberfläche einer ersten, feldnächsten Linse in einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage nutzbringend, um festzustellen, ob und gegebenenfalls welche Oberflächenrauhigkeiten und/oder Oberflächenkontaminationen diese Linse aufweist. Wünschenswert ist oft auch eine Streulichtinspektion der austrittsseitigen, wafernächsten Linse eines Projektionsobjektivs der Belichtungsanlage, da diese Linse Ausgasungen z.B. von Photoresistschichten eines zu belichtenden Wafers ausgesetzt ist.
  • Oberflächenkontaminationen werden auf praktisch allen üblichen DUV- und VUV-Projektionsbelichtungssystemen beobachtet. Je nach Zusammensetzung und Ursache sind verschiedene Morphologien der Kontamination zu beobachten, wie Dendriten, sphärische Formen, flache kantige Kristalle etc. Es scheint hierbei auch Zusammenhänge zwischen mikroskopischem Aussehen der Kontaminationen und deren Entfernbarkeit zu geben.
  • Herkömmlicherweise sind Streulichtinspektionsvorrichtungen stationäre Systeme, in die das jeweils zu inspizierende optische Element einzu bringen ist. Dabei umfassen diese Systeme typischerweise mehrere, einzeln handzuhabende Baugruppen mit jeweils eigenem Gehäuse, z.B eine Lasereinheit als eine erste, lichterzeugende Baugruppe und einen Streulichtsensor als eine weitere, eigenständige Baugruppe. Im Fall der erwähnten Mikrolithographie-Projektionsobjektivlinse bedeutet dies, dass die Linse mit einer solchen stationären Vorrichtung nur vor ihrem erstmaligen Einbau in die Mikrolithographieanlage und damit vor ihrer Verwendung im Belichtungsbetrieb inspiziert werden kann oder zur Inspektion ausgebaut werden muss. Dies macht zum einen Personalaufwand und zum anderen erhebliche Systemabschaltzeiten von typischerweise mehreren Wochen erforderlich, was eine regelmäßige Inspektion völlig unwirtschaftlich macht.
  • Derartige stationäre Streulichtinspektionssysteme sind in vielerlei Ausführungen bekannt, siehe z.B. die Patentschriften US 3.652.863 und US 3.814.946 und die Offenlegungsschriften DE 44 23 802 A1 , DE 197 39 679 A1 und DE 198 27 183 A1 .
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Streulichtinspektionsvorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die gegenüber den herkömmlichen stationären Systemen handhabungstechnische Vorteile bietet und z.B. bei Bedarf eine Oberflächeninspektion einer feldnächsten Linse oder einer wafernächsten Linse eines Mikrolithographie-Projektionsobjektivs in ihrem in das Objektiv eingebauten Zustand ermöglicht.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2.
  • Bei der Vorrichtung nach Anspruch 1 ist speziell vorgesehen, dass wenigstens ein Teil der Komponenten der Inspektionsvorrichtung an oder in einer Gehäuse-/Halterungseinheit angeordnet ist, die speziell so dimensioniert ist, dass sie von einer Retikel- und/oder Substrataufnahme einer Lithographie-Belichtungsanlage aufnehmbar ist, wobei die Substrataufnahme insbesondere eine Waferaufnahme sein kann, d.h. bei den in der Belichtungsanlage zu belichtenden Substraten handelt es sich in diesem Fall um Halbleiterwafer. Dies ermöglicht eine Oberflächeninspektion einer feldnächsten und/oder substratnächsten Linse des Projektionsobjektivs einer solchen Belichtungsanlage, ohne dass die betreffende Linse hierzu ausgebaut werden muss, sowie eines vor dem bzw. oberhalb des Retikels befindlichen optischen Elements eines Beleuchtungssystems der Belichtungsanlage. Zur Inspektion der feldnächsten Linse sind wenigstens die Lichterzeugungseinheit und der Detektor an oder in der Halterung angeordnet, die dann zur Streulichtinspektion der Linsenoberfläche in die Retikelaufnahme eingesetzt wird, wonach die Retikelaufnahme in ihre Betriebsstellung gebracht wird. Dann kann der Oberflächeninspektionsprozess an der feldnächsten Linse in deren eingebautem Zustand durchgeführt werden, wobei die vom Detektor erhaltenen Daten gleich an Ort und Stelle durch eine ebenfalls an oder in der Gehäuse-/Halterungseinheit angeordnete Auswerteeinheit ausgewertet oder durch Fernübertragung zu einer extern platzierten Auswerteeinheit übertragen oder in einem an oder in der Gehäuse-/Halterungseinheit angeordneten Speicher abgelegt werden können. In entsprechender Ausfertigung kann die Vorrichtung auch in eine Waferaufnahme positioniert werden, so dass die oberhalb des Wafers befindliche Linse des Projektionsobjektives, die besonders leicht durch Ausgasungen z.B. eines Photoresists kontaminiert wird, inspiziert werden kann.
  • Da kein Ausbau der Linse erforderlich ist, erlaubt diese automatisierte, kompakte Streulichtinspektionsvorrichtung eine Inspektion der äußeren, nächsten Linsen des Projektionsobjektivs oder Beleuchtungssystems innerhalb einer vergleichsweise geringen Betriebsunterbrechung von weniger als einer Stunde, meist weniger als einer halben Stunde, wobei keine Hardwareeingriffe in das Lithographiesystem erforderlich sind.
  • Bei der Vorrichtung nach Anspruch 2 sind speziell alle Vorrichtungskomponenten an und/oder in einer gemeinsamen Gehäuse-/Halterungseinheit angeordnet, die tragbar und/oder mobil ist. Dies realisiert eine kompakte und einfach handhabbare und damit flexibel einsetzbare automatisierte Streulichtinspektionsvorrichtung. Die Vorrichtung kann problemlos an einen jeweils gewünschten Inspektionsort gebracht werden, d.h. im Gegensatz zu traditionellen Systemen braucht das zu inspizierende optische Element nicht transportiert werden, sondern es kann die Streulichtinspektionsvorrichtung an den Ort des optischen Elements zwecks Streulichtinspektion desselben verbracht werden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung weitere Komponenten je nach Bedarf, wie eine Strahlformungsoptik, die der Lichterzeugungseinheit nachgeschaltet ist, eine an den Detektor ankoppelbare Auswerteeinheit, einen Bildspeicher, eine Schnittstelle für externe Kommunikation und/oder eine Energieversorgungseinheit. Damit lassen sich die Funktionalitäten der Vorrichtung entsprechend erweitern, wobei die weiteren Komponenten vorzugsweise ebenfalls in die Gehäuse-/Halterungseinheit integriert sind.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Detektor eine CCD-Einheit, einen CMOS-Bildsensor, ein Diodenarray, einen Zeilensensor, eine diskrete Photodiode oder einen Photomultiplier. Die beiden letztgenannten Detektorelemente sind hinsichtlich Empfindlichkeit vorteilhaft. Die anderen genannten Detektorelemente bieten die Möglichkeit einer winkelaufgelösten Streulichterfassung und können mit einem Bildverstärker kombiniert sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Detektor so ausgelegt sein, dass er auch Licht erfasst, das von dem zu inspizierenden optischen Element spekular, d.h. ungestreut direkt reflektiert wird. Daraus lassen sich Informationen über das Reflektionsverhalten der Oberfläche des inspizierten Elements bei der betreffenden Wellenlänge und dem betreffenden Einfallswinkel gewinnen, mit deren Hilfe beispielsweise Rückschlüsse auf etwaige homogene Kontaminationsfilme auf der Oberfläche gezogen werden können.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Lichterzeugungseinheit darauf ausgelegt, Inspektionslicht auf eine jeweilige Inspektionsstelle des zu inspizierenden optischen Elements unter wenigstens zwei verschiedenen Winkeln einzustrahlen. Bei Verwendung eines ortsauflösenden Detektors und einer geeignet ausgelegten Auswerteeinheit kann dann mittels Bildverarbeitung der Streulichtanteil von zwei gegenüberliegenden Oberflächen des inspizierten optischen Elements, z.B. der Ober- und Unterseite einer Linse, getrennt erfasst werden, was den Informationsgehalt der Streulichtinspektion weiter verbessert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichterzeugungseinheit darauf ausgelegt, Inspektionslicht bei wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängen abzugeben, und die Auswerteinheit ist entsprechend zur wellenlängenselektiven Erfassung und Auswertung der Streulichtinformation ausgelegt.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer in einem Gehäuse untergebrachten Streulichtinspektionsvorrichtung, das in eine Retikelaufnahme einer Lithographie-Belichtungsanlage einsetzbar ist, während eines Inspektionsvorgangs an einer feldnächsten Linse eines Projektionsobjektivs der Belichtungsanlage und
  • 2 eine schematische, ausschnittweise Draufsicht von oben auf die gemäß 1 inspizierte Linse in einer Anwendung mit unterscheidender Inspektion von Ober- und Unterseite der Linse.
  • Bei der in 1 schematisch gezeigten Streulichtinspektionsvorrichtung sind alle Komponenten in einer Gehäuseeinheit 1 angeordnet, deren äußere Kontur so gestaltet ist, dass sie in einer üblichen Retikelaufnahme einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage anstelle eines bei der normalen Waferbelichtung verwendeten Retikels einsetzbar ist. Die Gehäuseeinheit 1 ist dazu relativ flach gebaut und weist umfangsseitig einen Halteflansch 1a auf. Als funktionswesentliche Komponenten beinhaltet die Streulichtinspektionsvorrichtung eine Lichterzeugungseinheit 2 mit einem oder mehreren kleinvolumigen Lasern, z.B. einem jeweiligen Diodenlaser mit Treiberelektronik, eine Strahlformungsoptik 3, einen Detektor 4, einen Auswerteprozessor 5, einen Bildspeicher 6, eine z.B. optische Kommunikationsschnittstelle 7 und eine oder mehrere Batterien 8 als Energieversorgung. Alternativ zur Unterbringung in der Gehäuseeinheit 1 kann vorgesehen sein, die Komponenten 2 bis 8 der Inspektionsvorrichtung an einer entsprechend gestalteten Halterungseinheit anzuordnen.
  • Wie in 1 schematisch gezeigt, sind alle genannten Vorrichtungskomponenten 2 bis 8 in der Gehäuseeinheit 1 angebracht. 1 zeigt die Vorrichtung während eines Inspektionsvorgangs zur Oberflächenprüfung einer feldnächsten, ersten Linse 9 eines Projektionsobjektivs der Mikrolithographie-Belichtungsanlage, speziell von deren Oberseite 9a und Unterseite 9b. Die Komponenten der Lithographieanlage sind im übrigen sämtlich herkömmlicher Art und daher in 1 der Einfachkeit halber nicht gezeigt. Wesentlich ist lediglich, dass die Gehäuseeinheit 1 so dimensioniert ist, dass sie zur Durchführung von Inspektionsvorgängen für die feldnächste Linse 9 in die Retikelaufnahme der Lithographieanlage eingelegt werden kann, wonach sie wie ein Retikel automatisch in die sogenannte Retikelstage transferiert wird, was die Inspektionsposition gemäß 1 ist.
  • Die jeweilige Laserdiode 2 erzeugt einen Lichtstrahl 10, der durch die Strahlformungsoptik 3 kollimiert, fokussiert und schräg auf ein inspiziertes Flächenelement der Linse 9 projiziert wird. Dieses Flächenelement kann z.B. eine typische Abmessung in der Größenordnung von 1 mm2 haben.
  • Ein spekular, d.h. ungestreut, von der Linsenoberseite 9a reflektierter Lichtanteil 11 erreicht die Streulichtinspektionsvorrichtung an einer Auftreffstelle 12, die als sogenannter geschwärzter „Beam Dump" realisiert ist oder an der eine Photodiode als Teil des Detektors 4 vorgesehen sein kann. Die erstgenannte Option absorbiert diesen Lichtanteil 11 und verhindert Störeinflüsse durch Mehrfachreflektion. Wenn die letztgenannte Option gewählt wird, kann über die Photodiode dieser spekular reflektierte Lichtanteil 11 erfasst werden, woraus der Auswerteprozessor 5, der mit dem Detektor 4 einschließlich der optionalen Photodiode gekoppelt ist, Informationen über das Reflektionsverhalten der reflektierenden Oberfläche bei der verwendeten Laserwellenlänge und dem verwendeten Einfallswinkel gewinnen kann. Diese Informationen können dazu genutzt werden, Rückschlüsse auf etwaige homogene Kontaminationsfilme auf der Linsenoberfläche zu ziehen. In analoger Weise wird mit spekular von der Linsenunterseite 9b reflektiertem Licht 13 verfahren.
  • Für den Detektor 4 bieten sich verschiedene herkömmliche Realisierungsmöglichkeiten an, insbesondere als CCD-Element, als CMOS-Bildsensorelement, als Diodenarray, als Zeilensensor, wobei jede dieser Realisierungen mit einem Bildverstärker kombiniert sein kann, als diskrete Photodiode oder als Photomultiplier. Die beiden letztgenannten Realisierungen eignen sich insbesondere zur Erfassung eines integrierten Streulichtsignals über einen Winkelbereich, der durch die Position und die Größe des Detektorelements bestimmt ist. Diese Varianten zeichnen sich durch ihre sehr hohe Empfindlichkeit aus. Die anderen genannten Detektorrealisierungen bieten die Möglichkeit, über den durch Position und Größe des Detektorelements bestimmten Winkelbereich hinweg eine winkelaufgelöste Messung durchzuführen. Daraus lassen sich semiempirisch Informationen über die Morphologie der Streuzentren an der Linsenoberfläche machen.
  • Streulicht 14, das vom bestrahlten Bereich der Linse 9 zum Detektor 4 gelangt, wird von diesem erfasst, und zwar je nach Detektortyp wie erwähnt integral oder winkelaufgelöst. Der Auswerteprozessor 5 nimmt die vom Detektor 4 erfasste Streulichtinformation auf und wertet sie aus, vorzugsweise unter Verwendung eines entsprechenden Bildverarbeitungsalgorithmus. Die von ihm dadurch gewonnene Information wird im Bildspeicher 6 abgelegt, bei dem es sich z.B. um eine Speicherkarte handeln kann, wie sie in Digitalkameras verwendet wird und in kleinster Bauform mit bis zu 512 MBit Speicherkapazität kommerziell erhältlich ist. Die Speicherkarte 6 wird nach dem Messvorgang entnommen, und die in ihr gespeicherte Information kann dann z.B. in einen PC oder Laptop eingelesen und dort weiterverarbeitet werden.
  • Zur ganzflächigen Inspektion der Linse 9 wird jeweils nach Abschluss eines einzelnen Inspektionsvorgangs für den jeweils bestrahlten Oberflächenfleck der Linse 9 die Retikelstage lateral abrasternd verfahren, so dass das Streuverhalten der gesamten Oberfläche der Linse 9 ortsaufgelöst bestimmt werden kann. Die optionale Kommunikationsschnittstelle 7 lässt sich hierzu als Steuerungsschnittstelle benutzen, über die Steuerungsinformationen für den jeweiligen Bildaufnahme vorgang und/oder für das abrasternde Bewegen der Retikelstage übertragen werden können. Die Kommunikationsschnittstelle 7 kann z.B. eine Funksignalübertragung zu einem Empfänger innerhalb oder außerhalb der Lithographieanlage beinhalten.
  • Alternativ zur Steuerung über die Schnittstelle 7 kann der Bildaufnahmevorgang und das Bewegen der Retikelstage zeitgesteuert erfolgen. Dazu kann die als Modul realisierte Streulichtinspektionsvorrichtung eine interne Quarzuhr enthalten, die abwechselnd für z.B. eine Sekunde einen inspizierenden Bildaufnahmevorgang steuert und dann z.B. eine Sekunde auf Warten schaltet, während parallel versetzt dazu eine Steuereinheit der Lithographieanlage jeweils während des Wartezeitraums der Bildaufnahme die Retikelstage verfährt und während des Zeitraums eines Bildaufnahmevorgangs die Retikelstage auf Warten schaltet.
  • In einer weiteren möglichen Realisierung kann die Kommunikationsschnittstelle 7 einen oder mehrere Photoempfänger an der Gehäuseoberseite aufweisen, die im Einsatz in der Retikelstage einem Beleuchtungssystem der Lithographieanlage zugewandt ist. Über diese Photoempfängeranordnung können dann mit Hilfe eines Lasers dieses Beleuchtungssystems oder eines im übrigen wie üblich primär zu Justierzwecken eingesetzten Hilfslasers Steuerbefehle optisch an die Streulichtinspektionsvorrichtung in der Gehäuseeinheit 1 übertragen werden.
  • Optional kann zur Gewinnung zusätzlicher Information über die Oberflächenbeschaffenheit der Linse 9 vorgesehen sein, deren Streuverhalten durch die Streulichtmessung wellenlängenabhängig bei zwei oder mehr verschiedenen Wellenlängen zu bestimmen. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, dass als Lichterzeugungseinheit 2 eine entsprechende Anzahl von Lasereinheiten verwendet wird, die Licht unterschiedlicher Wellenlängen emittieren, z.B. mit Wellenlängen von 650 nm und 404 nm.
  • Des weiteren kann die Streulichtinspektionsvorrichtung darauf ausgelegt sein, die Streulichtanteile von der Oberseite 9a und der Unterseite 9b der Linse 9 unterscheidbar zu erfassen und auszuwerten. Dazu beinhaltet in diesem Fall die Lichterzeugungseinheit 2 zwei Punktlichtquellen, z.B. Laserdioden, die zusammen mit der Strahlformungsoptik 3 so abgestimmt sind, dass sie jeweils den gleichen Oberseitenfleck unter verschiedenen Einfallswinkeln bestrahlen. 2 zeigt schematisch einen derartigen Inspektionsvorgang, bei dem das Licht beider Punktlichtquellen auf einen gemeinsamen Oberseiten-Auftreffpunkt 15 fällt. Aufgrund der verschiedenen Einfallswinkel ergeben sich für die beiden Lichtstrahlen unterschiedliche Auftreffpunkte 16a, 16b an der Linsenunterseite. Indem für den Detektor 4 ein solcher vom ortsauflösenden Typ verwendet wird, lässt sich dann mittels geeigneter Bildverarbeitung der Streulichtanteil von der Linsenoberseite von demjenigen von der Linsenunterseite separieren, so dass dementsprechend getrennt Aussagen über die Oberflächenbeschaffenheit der Linsenoberseite einerseits und der Linsenunterseite andererseits möglich sind.
  • Die interne Energieversorgungseinheit 8 macht die Streulichtinspektionsvorrichtung von einer externen Energieversorgung unabhängig. Es sind kommerziell erhältliche Batterien hoher Energiedichte und kleiner Bauform verwendbar und ausreichend. Auch die übrigen Vorrichtungskomponenten 2 bis 7 sind bereits kommerziell in Bauformen erhältlich, die mit den hier vorliegenden Platz- und Gewichtsanforderungen kompatibel sind, d.h. deren Integration an bzw. in die Gehäuseeinheit 1 ermöglichen. Für die Lichterzeugungseinheit 2 sind z.B. rote Laserdioden in vielfältigen Typen, aber auch geeignete grüne und blaue Laserdioden kommerziell erhältlich. Die Leistung von entsprechenden batteriebetrie benen, kleinen Laserdiodenmodulen ist für die vorliegende Streulichtinspektionsaufgabe ausreichend.
  • Es versteht sich, dass die in 1 schematisch gezeigte Lage der einzelnen Vorrichtungskomponenten 2 bis 8 an bzw. in der Gehäuseeinheit 1 nur beispielhaft ist und je nach Anforderungen variieren kann. Insbesondere kann der Einstrahlwinkel, unter dem das Inspektionslicht auf die zu inspizierende Oberfläche trifft, durch entsprechende Anordnung und Auslegung der Lichterzeugungseinheit 2 und der Strahlformungsoptik 3 so eingestellt werden, dass eine optimale Oberflächenstrukturerkennung anhand des rückgestrahlten Streulichts möglich ist.
  • Insgesamt ermöglich somit die gezeigte Streulichtinspektionsvorrichtung ein automatisiertes Inspizieren der Oberfläche der ersten Linse 9 des Lithographie-Projektionsobjektivs, ohne dass diese hierfür ausgebaut werden muss. Das Streuverhalten der Linsenoberfläche kann mit hoher Ortsauflösung bestimmt werden, und die Vorrichtung liefert quantitative Aussagen über die Menge an Streulicht in den beobachteten Raumwinkelbereich. Bei winkelaufgelöster Streulichterfassung sind speziell auch Aussagen über Größe und Morphologie von Streuzentren möglich, deren Ursache, wie z.B. Kontamination, Salzwachstum oder Schichtschäden, dann z.B. durch empirische Methoden ermittelt werden kann. Optional kann die Oberflächenbeschaffenheit der Objektivlinse getrennt für ihre Oberseite und ihre Unterseite ermittelt werden.
  • Da die Vorrichtung als Retikelersatz in der Retikelstage der Lithographieanlage verwendet wird, ist die Streulichtinspektion mit relativ geringen Abschaltzeiten der Lithographieanlage verbunden, was es wiederum ermöglicht, die Streulichtinspektion mit dieser Vorrichtung öfters in regelmäßigen Zeitabständen oder bei Verdacht auf Kontaminationen zur Kontrolle einzusetzen. Dadurch können etwaige Kontaminationen oder Beschädigungen einer Oberflächenschicht, wie einer Antireflexschicht, relativ frühzeitig erkannt werden, so dass entsprechend frühzeitige Gegenmaßnahmen möglich sind. Dies gilt auch für Systeme mit sogenannten „Purgehoods", für die eine etwaige Fehlfunktion durch eine ortsaufgelöste, empfindliche Streulichtmessung frühzeitig erkannt werden kann. Wenn die Vorrichtung mit mehreren verschiedenen Inspektionswellenlängen arbeitet, erlaubt die Analyse des Streuverhaltens noch genauere Aussagen zur Größe und Morphologie von festgestellten Streuzentren. Die gezeigte Vorrichtung hat den weiteren Vorteil, dass sie keine Blendeneinrichtung in unmittelbarer Nähe der zu inspizierenden optischen Oberfläche benötigt.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Streulichtinspektionsvorrichtung in eine Gehäuseeinheit 1 integriert, die zum Einsetzen in eine Retikelaufnahme einer Lithographieanlage angepasst ist. Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen der Erfindung die Streulichtinspektionsvorrichtung auch in irgendeine andere Gehäuse-/Halterungseinheit integriert sein kann, mit der die Vorrichtung dann auch zur Streulichtinspektion von beliebigen anderen optischen Elementen in beliebig anderen optischen Systemen verwendet werden kann. Des weiteren versteht sich, dass nicht immer alle Komponenten der Streulichtinspektionsvorrichtung in die Gehäuse-/Halterungseinheit integriert sein brauchen. Vielmehr kann es je nach Anwendungsfall bereits genügen, wenn nur die Lichterzeugungseinheit und der Detektor sowie, falls vorgesehen, die Strahlformungsoptik in die gemeinsame Gehäuse-/Halterungseinheit integriert sind, während die übrigen Vorrichtungskomponenten je nach Bedarf auch extern angeordnet sein können.
  • In gleicher Weise, wie oben zur Inspektion einer feldnächsten Linse des Projektionsobjektives beschrieben, kann ein retikelseitiges, d.h. austrittsseitiges optisches Element eines Beleuchtungssystems einer Mikrolithografie-Projektionsbelichtungsanlage inspiziert werden. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die Inspektionsvorrichtung über eine sogenannte Waferstage eingebracht werden, um ein wafernächstes, austrittsseitiges Element des Projektionsobjektives zu inspizieren.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Streulichtinspektion optischer Elemente, mit – einer Lichterzeugungseinheit (2) zur Erzeugung von Licht, das auf das jeweils zu inspizierende optische Element (9) eingestrahlt wird, und – einem Detektor (4) zur Erfassung von Streulicht (14), das von dem optischen Element bei Bestrahlung emittiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens ein Teil der Komponenten (2 bis 8) der Inspektionsvorrichtung an oder in einer Gehäuse-/Halterungseinheit (1) angeordnet ist, die so dimensioniert ist, dass sie von einer Retikelaufnahme und/oder einer Substrataufnahme einer Lithographie-Belichtungsanlage aufnehmbar ist.
  2. Vorrichtung zur Streulichtinspektion optischer Elemente, insbesondere nach Anspruch 1, mit – einer Lichterzeugungseinheit (2) zur Erzeugung von Licht, das auf das jeweils zu inspizierende optische Element (9) eingestrahlt wird, und – einem Detektor (4) zur Erfassung von Streulicht (14), das von dem optischen Element bei Bestrahlung emittiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – alle Komponenten (2 bis 8) der Inspektionsvorrichtung an oder in einer gemeinsamen Gehäuse-/Halterungseinheit (1) angeordnet sind, die tragbar und/oder mobil ist.
  3. Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass sie als eine oder mehrere weitere Komponenten eine Strahlformungsoptik (3), eine Auswerteeinheit (5), einen Bildspeicher (6), eine Kommunikationsschnittstelle (7) und/oder eine Energieversorgungseinheit (8) aufweist.
  4. Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor eine CCD-Einheit, einen CMOS-Bildsensor, ein Diodenarray, einen Zeilensensor, eine diskrete Photodiodeneinheit oder eine Photomultipliereinheit beinhaltet.
  5. Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor darauf ausgelegt ist, auch spekular von dem jeweils zu inspizierenden optischen Element reflektiertes Licht (11) zu erfassen.
  6. Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Lichterzeugungseinheit darauf ausgelegt ist, Inspektionslicht auf eine jeweilige Inspektionsstelle (15) des zu inspizierenden optischen Elements unter wenigstens zwei verschiedenen Winkeln einzustrahlen.
  7. Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Lichterzeugungseinheit darauf ausgelegt ist, Inspektionslicht mit wenigstens zwei unterschiedlichen Wellenlängen abzugeben, und die Auswerteeinheit zur wellenlängenselektiven Auswertung der Streulichtinformation ausgelegt ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2098849A1 (de) * 2008-03-04 2009-09-09 Galileo Avionica S.p.A. Prüfvorrichtung zur Messung von Streulicht in elektrooptischen Vorrichtungen
DE102015218037A1 (de) * 2015-09-18 2017-03-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Einbringen eines Substrates in ein Messgerät und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7315367B2 (en) * 2004-06-17 2008-01-01 International Business Machines Corporation Defining a pattern on a substrate
JP4532378B2 (ja) * 2005-09-28 2010-08-25 アドバンスド・マスク・インスペクション・テクノロジー株式会社 レーザ光源運用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4402607A (en) * 1980-05-16 1983-09-06 Gca Corporation Automatic detector for microscopic dust on large-area, optically unpolished surfaces
US5591985A (en) * 1994-01-21 1997-01-07 Canon Kabushiki Kaisha Surface state inspecting system including a scanning optical system for scanning a surface to be inspected with a first light and for simultaneously scanning a diffraction grating with a second light
US5767523A (en) * 1997-04-09 1998-06-16 Svg Lithography Systems, Inc. Multiple detector alignment system for photolithography
US6091486A (en) * 1999-01-05 2000-07-18 International Business Machines Corporation Blazed grating measurements of lithographic lens aberrations
DE19962779A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Byk Gardner Gmbh Vorrichtung zur quantifizierten Bestimmung der Qualität von Oberflächen
EP1231517A1 (de) * 2001-02-13 2002-08-14 ASML Netherlands B.V. Lithographischer Projektionsapparat und Verfahren zur Messung von Wellenfront-Aberrationen

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1315654A (en) * 1969-05-21 1973-05-02 Pilkington Brothers Ltd Detection of faults in transparent material using lasers
US3814946A (en) * 1972-12-04 1974-06-04 Asahi Glass Co Ltd Method of detecting defects in transparent and semitransparent bodies
US4989985A (en) * 1988-09-19 1991-02-05 Xerox Corporation Densitometer for measuring specular reflectivity
DE4423802A1 (de) 1994-07-01 1996-01-04 Kley Ernst Bernhard Dr Optischer Sensor zur Indikatrizenerfassung
JPH08338785A (ja) * 1995-06-13 1996-12-24 Nikon Corp 表面検査装置
JPH08338810A (ja) * 1995-06-14 1996-12-24 Nikon Corp レンズ表面検査装置
DE19739679A1 (de) 1996-09-18 1998-10-01 Univ Ilmenau Tech Streulichtsensor
US5963315A (en) * 1997-08-18 1999-10-05 Motorola, Inc. Method and apparatus for processing a semiconductor wafer on a robotic track having access to in situ wafer backside particle detection
WO1999027568A1 (fr) * 1997-11-21 1999-06-03 Nikon Corporation Graveur de motifs a projection et procede de sensibilisation a projection
DE19827183A1 (de) 1998-06-18 1999-12-23 Univ Ilmenau Tech Anordnung zur schnellen optischen Datenvorverarbeitung bei der Klassifizierung von Oberflächen mittels Streulicht
US6809809B2 (en) * 2000-11-15 2004-10-26 Real Time Metrology, Inc. Optical method and apparatus for inspecting large area planar objects

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4402607A (en) * 1980-05-16 1983-09-06 Gca Corporation Automatic detector for microscopic dust on large-area, optically unpolished surfaces
US5591985A (en) * 1994-01-21 1997-01-07 Canon Kabushiki Kaisha Surface state inspecting system including a scanning optical system for scanning a surface to be inspected with a first light and for simultaneously scanning a diffraction grating with a second light
US5767523A (en) * 1997-04-09 1998-06-16 Svg Lithography Systems, Inc. Multiple detector alignment system for photolithography
US6091486A (en) * 1999-01-05 2000-07-18 International Business Machines Corporation Blazed grating measurements of lithographic lens aberrations
DE19962779A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Byk Gardner Gmbh Vorrichtung zur quantifizierten Bestimmung der Qualität von Oberflächen
EP1231517A1 (de) * 2001-02-13 2002-08-14 ASML Netherlands B.V. Lithographischer Projektionsapparat und Verfahren zur Messung von Wellenfront-Aberrationen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2098849A1 (de) * 2008-03-04 2009-09-09 Galileo Avionica S.p.A. Prüfvorrichtung zur Messung von Streulicht in elektrooptischen Vorrichtungen
DE102015218037A1 (de) * 2015-09-18 2017-03-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Einbringen eines Substrates in ein Messgerät und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US10381250B2 (en) 2015-09-18 2019-08-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for introducing a substrate into a measuring apparatus and device for carrying out the method

Also Published As

Publication number Publication date
US7443500B2 (en) 2008-10-28
US20050046832A1 (en) 2005-03-03

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