DE102009013720A1 - Method for adjusting reference component e.g. mirror, of projection lens for semiconductor lithography, involves adjusting reference component of projection lens by auxiliary ring that is temporarily connected with projection lens - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung von Referenzkomponenten von Projektionsobjektiven für die Halbleiterlithographie zueinander sowie ein Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie und eine Anordnung mit einem Hilfselement zur Ausrichtung von Referenzkomponenten von Projektionsobjektiven für die Halbleiterlithographie.The The invention relates to a method for aligning reference components of projection lenses for the semiconductor lithography to each other and a projection lens for the Semiconductor lithography and an arrangement with an auxiliary element to Alignment of reference components of projection lenses for semiconductor lithography.
Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie weisen neben ihren mechanischen Komponenten, wie beispielsweise der Waferstage oder der Reticlestage und dem Beleuchtungssystem, als zentrale Komponente das Projektionsobjektiv auf. Dieses Projektionsobjektiv dient dazu, eine Maske, ein sogenanntes Reticle, zur Fertigung von mikroskopisch kleinen Strukturen auf einem Halbleiterwafer in der Regel verkleinert abzubilden. Leistungsfähige Projektionsobjektive bestehen aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Fassungen, in denen teilweise mechanisch oder anderweitig manipulierbare optische Elemente angeordnet sind. Die aufeinander gefügten Fassungen bilden dabei das sogenannte Objektivgehäuse. Zur Befestigung des Projektionsobjektivs in der Projektionsbelichtungsanlage ist in der Regel ein umlaufender Flansch, üblicherweise im mittleren Bereich des Projektionsobjektivs, ausgebildet, über den das Objektiv in der Projektionsbelichtungsanlage gelagert wird. Für die einwandfreie Funktion der gesamten Anlage ist es dabei wichtig, dass die Orientierung der optischen Achse des Projektionsobjektivs gegenüber dem Maschinenkoordinatensystem der Projektionsbelichtungsanlage genau eingestellt werden kann. Hierzu werden üblicherweise an dem Projektionsobjektiv Referenzkomponenten mit einer bekannten, festen räumlichen Beziehung zur optischen Achse des Objektivs an entsprechend angepassten Interfaces angeordnet. Bei den Referenzkomponenten kann es sich beispielsweise um Gittersensoren, Beschleunigungsaufnehmer, Spiegel o. ä. handeln. Für eine ein wandfreie Justage des Objektivs in der Projektionsbelichtungsanlage ist es dabei unerlässlich, dass die genannten Referenzkomponenten präzise an dem Projektionsobjektiv befestigt sind. Nach dem Stand der Technik werden die Referenzkomponenten an einer Fassung eines optischen Elements in dem der Waferstage zugewandten Bereich des Projektionsobjektivs angeordnet. Hierzu werden in der Fassung hochgenaue Bohrungen gefertigt und die Fassung wird am Ende der Fertigung des Projektionsobjektivs gegenüber diesem bzw. gegenüber der optischen Achse einjustiert, wozu bspw. präzise gefertigte Referenzflächen, insbesondere Spiegelflächen, als Referenzkomponenten an Objektiv und Fassung verwendet werden können. Bei der Fassung kann es sich insbesondere um einen sogenannten optischen Manipulator handeln, d. h. um eine Fassung mit erweiterter Funktionalität dahingehend, dass das in ihr angeordnete optische Element mechanisch um verschiedene Achsen beweglich oder auch optisch manipulierbar ist. Hieraus ergibt sich, dass es sich bei der Fassung um ein vergleichsweise aufwendiges und entsprechend teuer zu fertigendes Teil der Projektionsbelichtungsanlage handeln kann. Sollten die genannten Bohrungen nicht innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen, kann dies dazu führen, dass die gesamte Fassung unbrauchbar wird, was insbesondere im Fall aufwendiger Manipulatorfassungen wirtschaftlich ausgesprochen nachteilig ist.Projection exposure systems for the Semiconductor lithography, in addition to its mechanical components, such as the Waferstage or the Reticlestage and the Lighting system, as a central component of the projection lens on. This projection lens serves a mask, a so-called Reticle, for the fabrication of microscopic structures a semiconductor wafer usually reduced in size. Powerful projection lenses consist of a multitude of interconnected versions, in which partially mechanically or otherwise manipulatable optical Elements are arranged. The successive versions form the so-called lens housing. For fixing the projection lens in the projection exposure machine is usually a circumferential flange, usually in the middle area of the projection lens, formed over which the lens in the Projection exposure system is stored. For the perfect function It is important to the orientation of the entire system the optical axis of the projection lens relative to the Machine coordinate system of the projection exposure machine exactly can be adjusted. This is usually done on the projection lens Reference components with a known, fixed spatial Relation to the optical axis of the lens adapted to Interfaces arranged. The reference components may be For example, to grid sensors, accelerometers, mirrors o. Ä. Act. For one a flawless adjustment of the lens in the projection exposure system it is essential that said reference components precisely on the projection lens are attached. According to the prior art, the reference components on a socket of an optical element in which the wafer stage facing the region of the projection lens. For this are made in the version highly accurate holes and the socket becomes at the end of the production of the projection lens opposite this or opposite the optical axis einjustiert, including, for example, precisely manufactured reference surfaces, in particular Mirror surfaces, can be used as reference components on lens and socket. at The version may be in particular a so-called optical Act manipulator, d. H. to a socket with extended functionality to the effect, that the optical element arranged in it is mechanically different Axes movable or optically manipulated. From this results itself, that it is in the version to a relatively complex and correspondingly expensive to manufacture part of the projection exposure system can act. Should the mentioned holes not within the given tolerances, this can lead to the entire version becomes unusable, which in particular in the case of elaborate Manipulatorfassungen economically pronounced disadvantageous.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, durch welche die Justage von Projektionsobjektiven bzw. von Komponenten von Projektionsobjektiven zueinander vereinfacht wird.It is thus an object of the present invention, a method and to provide a device by which the adjustment of projection lenses or components of projection lenses to each other simplified becomes.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 sowie die Vorrichtungen mit den in Anspruch 14 und 22 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.These The object is achieved by the method with the in claim 1 and the Devices having the features specified in claims 14 and 22 solved. The dependent claims relate to advantageous embodiments and variants of the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, dass eine Referenzkomponente eines Projektionsobjektivs gegenüber dem Projektionsobjektiv in der Weise ausgerichtet wird, dass ein mindestens zeitweise mit dem Projektionsobjektiv verbundenes Hilfsele ment verwendet wird. Dabei kann es sich bei der Referenzkomponente um einen Spiegel, einen Gittersensor oder einen Beschleunigungssensor oder auch um mehrere der genannten Bauteile handeln.The inventive method is that a reference component of a projection lens across from the projection lens is aligned in such a way that a At least temporarily associated with the projection lens Hilfsele ment is used. It may be in the reference component to a mirror, a grid sensor or an acceleration sensor or also act on several of the above components.
Die genannte Ausrichtung kann insbesondere gegenüber einer an einer anderen Stelle des Projektionsobjektivs angeordneten Spiegelfläche, die ihrerseits in einer festen räumlichen Beziehung zur optischen Achse des Projektionsobjektivs steht, erfolgen.The mentioned alignment may in particular with respect to one at another Position of the projection lens arranged mirror surface, the in turn, in a fixed spatial Relation to the optical axis of the projection lens, done.
Bei dem Hilfselement kann es sich insbesondere um einen Zusatzring zur Montage an einer Komponente des Objektivs, insbesondere einer Fassung eines optischen Bauteils handeln, wobei der Zusatzring hochgenaue Bohrungen aufweist. In den genannten hochgenauen Bohrungen des Zusatzrings können dann die oben bereits angesprochenen Referenzkomponenten eingeschraubt werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht nun darin, dass der Zusatzring, der die hochgenauen Bohrungen für die Aufnahme der Referenzkomponenten trägt, als separates Bauteil gefertigt ist, welches im Idealfall keine weiteren optischen bzw. Manipulatorfunktionalitäten des Projektionsobjektivs trägt und gegenüber dem Objektiv einjustiert werden kann. Sollte sich also herausstellen, dass die vorgegebenen Toleranzen für die Aufnahme der Referenzkomponenten nicht eingehalten wurden, so muss lediglich der Zusatzring ausgesondert bzw. überarbeitet werden, ohne dass es zum Austausch einer komplexen optischen bzw. mechanischen Komponente, wie bspw. einer Manipulatorfassung, kommen muss. Der Zusatzring kann dabei beispielsweise mit dem Objektiv fest verschraubt werden. Das Hilfselement muss nicht zwangsläufig als Ring an einer Fassung ausgebildet sein; auch alternative Bauformen und Montagepositionen des Hilfselementes sind denkbar.The auxiliary element may in particular be an additional ring for mounting on a component of the objective, in particular a socket of an optical component, wherein the additional ring has highly accurate bores. In the above-mentioned high-precision holes of the additional ring then the above-mentioned reference components can be screwed. The advantage of this procedure consists in the fact that the additional ring, which carries the highly accurate holes for receiving the reference components, is made as a separate component, which in the ideal case carries no further optical or manipulator functionalities of the projection lens and can be adjusted relative to the objective. Should it turn out that the specified tolerances for the inclusion of the reference components were not met, then only the additional ring Separated or revised, without having to replace a complex optical or mechanical component, such as, for example, a manipulator socket, must come. The additional ring can be screwed firmly, for example, with the lens. The auxiliary element does not necessarily have to be designed as a ring on a socket; Alternative designs and mounting positions of the auxiliary element are conceivable.
Bei den genannten Bohrungen zur Aufnahme der Referenzkomponente kann es sich insbesondere um eine Dreiergruppe aus einer Langlochbohrung, einer Passbohrung und einer Gewindebohrung handeln. Nach der Justage des Zusatzrings gegenüber dem Projektionsobjektiv kann der Zusatzring am Projektionsobjektiv verbleiben. In die bereits beschriebenen Bohrungen am Zusatzring können nach folgend seitens des Herstellers der Projektionsbelichtungsanlage die angesprochenen weiteren Referenzkomponenten eingeschraubt werden.at said holes for receiving the reference component can it is in particular a triad of a long hole, a pass hole and a threaded hole act. After the adjustment opposite of the additional ring the projection lens, the additional ring on the projection lens remain. In the holes already described on the additional ring can following by the manufacturer of the projection exposure equipment the addressed further reference components are screwed.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Hilfselement um einen Justagering mit zusätzlichen Referenzflächen zur Ausrichtung der Referenzkomponenten. Dabei kann der Justagering insbesondere eine Referenzfläche zur Ausrichtung an dem Projektionsobjektiv aufweisen, wobei die Ausrichtung gegenüber einer an dem Objektiv angeordneten Spiegelfläche erfolgen kann. Nach der Ausrichtung des Justagerings gegenüber der Spiegelfläche an dem Objektiv können dann die Referenzkomponenten an den hierfür vorgesehenen Referenzflächen des Justagerings ausgerichtet und an dem Projektionsobjektiv befestigt, insbesondere verschraubt oder verklemmt werden. Der Justagering kann danach entweder an dem Projektionsobjektiv verbleiben oder auch nach einer entsprechenden Fixierung der Referenzkomponenten von dem Projektionsobjektiv entfernt werden, wodurch sich gegebenenfalls Bauraumvorteile realisieren lassen. Zur Ausrichtung der Referenzkomponenten an dem Justagering müssen nicht zwangsläufig Referenzflächen verwendet werden; auch alternative Geometrien einer statisch bestimmten Lagerung, wie bspw. Punktauflagen, Kugelanlagen oder Schneiden, sind hier denkbar.In an alternative embodiment In the invention, the auxiliary element is an adjusting ring with additional Reference surfaces for Alignment of the reference components. In this case, the Justagering in particular a reference surface for alignment with the projection lens, wherein the Alignment opposite a mirror surface arranged on the lens can be made. After Alignment of Justageings against the mirror surface on the Lens can then the reference components on the designated reference surfaces of the Justagerings aligned and attached to the projection lens, in particular screwed or jammed. The adjusting ring can then either remain on the projection lens or even after a corresponding fixation of the reference components be removed from the projection lens, which may be Can realize space advantages. For aligning the reference components at the Justagering must not necessarily reference surfaces be used; also alternative geometries of a statically determined Storage, such as point pads, ball bearings or cutting, are conceivable here.
Eine weitere Variante besteht darin, dass das Hilfselement, also insbesondere der Justagering, und die Referenzkomponenten während der Ausrichtung gegenüber dem Objektiv fest miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten kann gegebenenfalls eine bauliche Einheit aus Referenzkomponenten und Justagering vorgesehen werden, die als Ganzes gegenüber beispielsweise einer Referenzfläche des Projektionsobjektivs ausgerichtet wird.A Another variant is that the auxiliary element, ie in particular the Justagering, and the reference components during alignment with the Lens firmly connected. In other words, can if necessary, a structural unit of reference components and Justagering be provided, as a whole, for example a reference surface of the projection lens.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.following Be exemplary embodiments and Variants of the invention explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigenIt demonstrate
Eine
Justage der Manipulatorfassung
Anhand
der nachfolgend beschriebenen
In
In
In
Danach
kann der Justagering
Anstatt
an der Manipulatorfassung
Claims (22)
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