DE102012212757A1

DE102012212757A1 - METHOD FOR OPERATING A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE PLANT

Info

Publication number: DE102012212757A1
Application number: DE201210212757
Authority: DE
Inventors: Boris Bittner; Norbert Wabra; Sonja Schneider; Ricarda Schneider; Hendrik Wagner; Rumen Iliew
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-01-23
Also published as: WO2014012660A2; WO2014012660A3

Abstract

Eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (10), die insbesondere für EUV-Licht ausgelegt ist, enthält ein Objektiv (26) mit einem adaptiven Spiegel (M2), der seinerseits ein Spiegelsubstrat (44) und eine Aktuierungseinheit (42) zum Verformen des Spiegelsubstrats (44) umfasst. Unter Verwendung von zuvor gemessenen Abbildungsfehlern wird ein Satz von Steuerbefehlen für die Aktuierungseinheit (42) bestimmt, bei dessen Übergabe an die Aktuierungseinheit (42) sich das Spiegelsubstrat (44) so verformt, dass die zuvor gemessen Abbildungsfehler korrigiert werden. Dieser Satz von Steuerbefehlen wird in einem nicht flüchtigen Datenspeicher (66) gespeichert und an die Aktuierungseinheit (42) übergeben. Wenn nach längeren Betriebsdauern der Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage unterbrochen wird, kann durch einfaches Nachladen der gespeicherten Steuerbefehle der vorher vorhandene Korrekturzustand rasch wieder hergestellt werden, ohne dass eine erneute Messung der Abbildungsfehler des Objektivs (26) erforderlich ist.A microlithographic projection exposure system (10), which is designed in particular for EUV light, contains an objective (26) with an adaptive mirror (M2), which in turn has a mirror substrate (44) and an actuation unit (42) for deforming the mirror substrate (44) includes. Using previously measured imaging errors, a set of control commands is determined for the actuation unit (42), when these are transferred to the actuation unit (42), the mirror substrate (44) is deformed in such a way that the previously measured imaging errors are corrected. This set of control commands is stored in a non-volatile data memory (66) and transferred to the actuation unit (42). If the operation of the projection exposure system is interrupted after a long period of operation, the previously existing correction state can be quickly restored by simply reloading the stored control commands, without the need to re-measure the imaging errors of the objective (26).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, und zwar insbesondere einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem katoptrischen Objektiv, das einen adaptiven Spiegel enthält.The invention relates to a method for operating a microlithographic projection exposure apparatus, in particular an EUV projection exposure apparatus with a catoptric objective, which contains an adaptive mirror.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art

Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen werden dazu verwendet, um Strukturen, die in einer Maske enthalten oder darauf ausgebildet sind, auf einen Photolack oder eine andere lichtempfindliche Schicht zu übertragen. Die wichtigsten optischen Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage sind eine Lichtquelle, ein Beleuchtungssystem, das von der Lichtquelle erzeugtes Projektionslicht aufbereitet und auf die Maske richtet, und ein Objektiv, das den vom Beleuchtungssystem beleuchteten Abschnitt der Maske auf die lichtempfindliche Schicht abbildet.Microlithographic projection exposure equipment is used to transfer structures contained in or formed on a mask to a photoresist or other photosensitive layer. The most important optical components of a projection exposure apparatus are a light source, an illumination system that prepares and directs projection light generated by the light source to the mask, and an objective that images the portion of the mask illuminated by the illumination system onto the photosensitive layer.

Je kürzer die Wellenlänge des Projektionslichts ist, desto kleinere Strukturen lassen sich auf der lichtempfindlichen Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage definieren. Die jüngste Generation von Projektionsbelichtungsanlagen verwendet Projektionslicht im extremen ultravioletten Spektralbereich (EUV), dessen Mittenwellenlänge bei 13.5 nm liegt. Derartige Anlagen werden häufig kurz als EUV-Projektionsbelichtungsanlagen bezeichnet.The shorter the wavelength of the projection light, the smaller the structures that can be defined on the photosensitive layer using the projection exposure apparatus. The latest generation of projection exposure equipment uses extreme ultraviolet spectral (EUV) projection light whose center wavelength is 13.5 nm. Such systems are often referred to briefly as EUV projection exposure systems.

Es gibt allerdings keine optischen Materialien, die für derart kurze Wellenlängen ein ausreichend hohes Transmissionsvermögen haben. Daher sind in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen die bei längeren Wellenlängen üblichen Linsen und anderen refraktiven optischen Elemente durch Spiegel ersetzt, und auch die Maske enthält deswegen ein Muster aus reflektierenden Strukturen. Objektive, die ausschließlich Spiegel als abbildende optische Elemente enthalten, werden als katoptrische Objektive bezeichnet.However, there are no optical materials that have sufficiently high transmittance for such short wavelengths. Therefore, in EUV projection exposure systems, the longer wavelength lenses and other refractive optical elements are replaced by mirrors, and therefore the mask also contains a pattern of reflective structures. Lenses that contain only mirrors as imaging optical elements are called catoptric lenses.

Um eine optimale Abbildung der in der Maske enthaltenen Strukturen auf die lichtempfindliche Schicht zu gewährleisten, werden extrem hohe Anforderungen an die Formgenauigkeit der Spiegel im Objektiv gestellt. Dennoch werden infolge von Fertigungs- und Montagetoleranzen die durch das Objektivdesign bedingten minimalen Abbildungsfehler nie ganz erreicht. Es besteht somit bereits vor der erstmaligen Inbetriebnahme der Projektionsbelichtungsanlage in der Regel ein dauerhafter Korrekturbedarf, um die durch Fertigungs- und Montagetoleranzen bedingten Abbildungsfehler zu kompensieren.In order to ensure optimum imaging of the structures contained in the mask on the photosensitive layer, extremely high demands are placed on the dimensional accuracy of the mirror in the lens. Nevertheless, due to manufacturing and assembly tolerances caused by the lens design minimum aberrations are never quite reached. Thus, even before the initial commissioning of the projection exposure apparatus, there is usually a permanent need for correction in order to compensate for the imaging errors caused by manufacturing and assembly tolerances.

Beschrieben werden Abbildungsfehler von Objektiven häufig als Abweichung einer meist gemessenen realen optischen Wellenfront von einer idealen optischen Wellenfront. Solche auch als Wellenfrontdeformationen bezeichneten Abweichungen lassen sich als Reihenentwicklung in einzelne Anteile zerlegen. Dabei hat sich insbesondere eine Zerlegung nach Zernike-Koeffizienten als geeignet erwiesen, da die einzelnen Terme der Zerlegung direkt bestimmten Seidel'schen Abbildungsfehlern wie Astigmatismus oder Koma zugeordnet werden können.Lens aberrations are often described as a deviation of a mostly measured real optical wavefront from an ideal optical wavefront. Such deviations, also referred to as wavefront deformations, can be broken down into individual fractions as series development. In particular, a decomposition according to Zernike coefficients has proved to be suitable, since the individual terms of the decomposition can be assigned directly to specific Seidel aberrations such as astigmatism or coma.

Zu Korrektur von Abbildungsfehlern können vor der Inbetriebnahme der Projektionsbelichtungsanlage die im Objektiv enthaltenen Spiegel mit Hilfe von Manipulatoren sehr genau justiert werden, was sowohl Verlagerungen als auch Verbiegungen der Spiegel umfasst. Allerdings lassen sich mit solchen Maßnahmen nur vergleichsweise langwellige Anteile der Wellenfrontdeformationen verringern.To correct aberrations, the mirrors contained in the lens can be adjusted very accurately using manipulators before commissioning the projection exposure system, which includes both displacements and deflections of the mirror. However, only comparatively long-wave portions of the wavefront deformations can be reduced with such measures.

Ein dauerhafter Korrekturbedarf kann sich auch noch nach der erstmaligen Inbetriebnahme der Projektionsbelichtungsanlage ergeben. So hat man beispielsweise festgestellt, dass das energiereiche EUV-Projektionslicht in den Spiegelsubstraten an Orten, die über längere Zeit einer besonders hohen Lichtintensität ausgesetzt sind, zu einer Verdichtung (engl. compaction) führt, die mit einer lokal begrenzten Formänderung des betreffenden Spiegels einhergeht.A permanent need for correction can also arise after the initial commissioning of the projection exposure system. It has been found, for example, that the high-energy EUV projection light in the mirror substrates at locations which are exposed to a particularly high light intensity for a long time leads to compaction, which is accompanied by a locally limited change in the shape of the relevant mirror.

Außerdem gibt es vorübergehende Abbildungsfehler, die erst im Laufe des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage auftreten und gelegentlich von den Betriebsbedingungen, etwas der abzubildenden Maske und dem verwendeten Beleuchtungsetting, abhängen. Eine wichtige Ursache für solche vorübergehenden Abbildungsfehler liegt darin, dass die Spiegel einen Teil des energiereichen Projektionslichts absorbieren, sich dadurch lokal erwärmen und infolge der daraus resultierenden inhomogenen Temperaturverteilung verformen. Diese thermisch bedingten Abbildungsfehler klingen bei Unterbrechung des Betriebs wieder ab. Deswegen besteht häufig Bedarf, Abbildungsfehler des Objektivs auch während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage flexibel korrigieren zu können.In addition, there are transient aberrations that only occur in the course of the operation of the projection exposure apparatus and sometimes depend on the operating conditions, some of the mask to be imaged, and the lighting setting used. An important cause of such transient aberrations is that the mirrors absorb some of the high-energy projection light, thereby locally heat and deform as a result of the resulting inhomogeneous temperature distribution. These thermally induced aberrations sound again when the operation is interrupted. Therefore, there is often a need to be able to flexibly correct aberrations of the objective even during operation of the projection exposure apparatus.

Ein Ansatz, sowohl kurzwellige als auch langwellige Wellenfrontdeformationen dauerhaft zu korrigieren, besteht darin, an geeigneten Spiegeln die Oberfläche lokal abzutragen, um auf diese Weise die Form des Spiegels zu verändern und dadurch die Wellenfrontdeformationen zu verringern oder so zu beeinflussen, dass sie mit den bereits erwähnten Manipulatoren leichter korrigiert werden können.One approach to permanently correcting both shortwave and longwave wavefront deformations is to locally ablate the surface at appropriate mirrors to thereby change the shape of the mirror and thereby reduce or influence the wavefront deformations to match those already existing mentioned manipulators can be corrected more easily.

Eine solche Nachbearbeitung durch Materialabtrag, wie sie bei Linsen erfolgreich angewendet wird, ist bei EUV-Objektiven jedoch aus mehreren Gründen problematisch. Zum einen verändert ein Materialabtrag zwar die Form des betreffenden Spiegels, jedoch wird gleichzeitig die empfindliche reflektierende Beschichtung beschädigt, was zu einer lokalen Verringerung des Reflektionskoeffizienten führt. However, such post-processing by material removal, as is successfully used in lenses, is problematic for EUV lenses for several reasons. On the one hand, a material removal changes the shape of the respective mirror, but at the same time the sensitive reflective coating is damaged, which leads to a local reduction of the reflection coefficient.

Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems besteht darin, nicht die Beschichtung selbst, sondern das Spiegelsubstrat lokal nachzubearbeiten, wie dies aus der US 2005/0134980 A1 bekannt ist.One approach to solving this problem is to locally rework not the coating itself, but the mirror substrate, as shown in the US 2005/0134980 A1 is known.

Gemäß einem anderen Lösungsansatz wird nicht von der Spiegeloberfläche Material abgetragen, sondern das Spiegelsubstrat unterhalb der reflektierenden Beschichtung lokal verdichtet, wie dies in der DE 10 2011 084 117 A beschrieben ist. Hierzu wird ein Bearbeitungsstrahl, z. B. ein Elektronenstrahl oder ein energiereicher Lichtstrahl, auf den zu bearbeitenden Spiegel gerichtet. Der Bearbeitungsstrahl durchdringt die reflektierende Beschichtung, ohne nennenswert mit dieser in Wechselwirkung zu treten, und führt in dem darunter liegenden Bereich des Spiegelsubstrats zu einer Verdichtung. Die damit einhergehende lokale Kontraktion des Substrats bewirkt schließlich die gewünschte Verformung des Spiegels.According to another approach, material is not removed from the mirror surface, but the mirror substrate is densified locally below the reflective coating, as described in US Pat DE 10 2011 084 117 A is described. For this purpose, a processing beam, z. As an electron beam or a high-energy light beam, directed to the mirror to be processed. The processing beam penetrates the reflective coating without appreciably interacting therewith and densifies in the underlying region of the mirror substrate. The concomitant local contraction of the substrate eventually causes the desired deformation of the mirror.

Bei beiden Lösungsansätzen verbleibt jedoch das grundsätzliche Problem, dass jede Art der Nachbearbeitung zunächst den Einbau des Spiegels in das Objektiv erfordert, um den Korrekturbedarf und die erforderliche Nachbearbeitung zu ermitteln. Wird der betreffende Spiegel danach aus dem Objektiv ausgebaut, nachbearbeitet und später wieder eingebaut, so lassen sich die bei der Feststellung des Korrekturbedarfs vorhandenen Verhältnisse nicht mehr vollkommen reproduzieren. Man könnte deswegen davon sprechen, dass der Aus- und spätere Einbau des Spiegels selbst wie eine Art zusätzliche, aber unerwünschte und nicht kontrollierbare Nachbearbeitung wirkt. Dieses Problem lässt sich auch nicht dadurch umgehen, dass man nicht den bei der Feststellung des Korrekturbedarfs verwendeten Spiegel nachbearbeitet, sondern ein identisches Doppel hiervon, wie dies die bereits erwähnte US 2005/0134980 A1 vorschlägt.In both approaches, however, the fundamental problem remains that each type of post-processing initially requires the installation of the mirror in the lens to determine the need for correction and the required post-processing. If the mirror in question is then removed from the objective, reworked and later reinstalled, the conditions existing when determining the need for correction can no longer be perfectly reproduced. One could therefore say that the removal and later installation of the mirror itself acts as a kind of additional, but unwanted and uncontrollable reworking. This problem can not be circumvented either by not reworking the mirror used to determine the need for correction, but by duplicating it, as the one already mentioned US 2005/0134980 A1 suggests.

Wellenfrontdeformationen in EUV-Objektiven können jedoch nicht nur durch einen dauerhaften lokalen Materialabtrag an den Spiegeloberflächen, sondern auch mit Hilfe adaptiver Spiegel korrigiert werden. Wie etwa aus der US 6,989,922 B2 hervorgeht, können solche adaptiven Spiegel sowohl zur Korrektur von vorübergehenden Abbildungsfehlern, wie sie durch die teilweise Absorption von EUV-Licht verursacht werden, als auch zur Korrektur von dauerhaften Abbildungsfehlern verwendet werden, die auf Fertigungs- und Montagetoleranzen zurückgehen.However, wavefront deformations in EUV lenses can not only be corrected by permanent local material removal on the mirror surfaces, but also with the help of adaptive mirrors. How about from the US 6,989,922 B2 As can be seen, such adaptive mirrors can be used both to correct for transient aberrations caused by the partial absorption of EUV light and to correct for persistent aberrations due to manufacturing and assembly tolerances.

Bevor der adaptive Spiegel verformt wird, muss der Korrekturbedarf des Objektivs bestimmt werden. In der Regel erfolgt dies durch eine Messung der Wellenfront in der Bildebene des Objektivs mit Hilfe an sich bekannter Messeinrichtungen. Für eine solche Messung muss der Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage jedoch unterbrochen werden, was deren Durchsatz verringert. Wenn der adaptive Spiegel auch dauerhafte Abbildungsfehler korrigieren soll, wie sie durch Montage- und Fertigungstoleranzen entstehen, so ist folglich vor jeder Inbetriebnahme der Projektionsbelichtungsanlage eine Messung der Abbildungsfehler erforderlich. Erst dann kann berechnet werden, wie der adaptive Spiegel verformt werden muss, um die gemessenen Abbildungsfehler zu korrigieren.Before the adaptive mirror is deformed, the correction requirement of the objective must be determined. In general, this is done by measuring the wavefront in the image plane of the lens by means of known measuring devices. For such a measurement, however, the operation of the projection exposure apparatus must be interrupted, which reduces their throughput. If the adaptive mirror is also intended to correct permanent aberrations caused by assembly and manufacturing tolerances, it is therefore necessary to measure the aberrations prior to each use of the projection exposure apparatus. Only then can it be calculated how the adaptive mirror has to be deformed in order to correct the measured aberrations.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, mit dem sich deren Durchsatz erhöhen lässt.The object of the invention is to provide a method for operating a microlithographic projection exposure apparatus, with which the throughput can be increased.

Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten:

a) Bereitstellen einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, die ein Objektiv aufweist, das dazu eingerichtet ist, eine Maske auf eine lichtempfindliche Schicht abzubilden, wobei das Objektiv einen adaptiven Spiegel enthält, der umfasst:
– ein Spiegelsubstrat,
– eine von dem Spiegelsubstrat getragene reflektierende Beschichtung und
– eine Aktuierungseinheit, durch deren Betätigung das Spiegelsubstrat verformbar ist;
b) Messen der Abbildungsfehler des Objektivs;
c) Unter Verwendung der in Schritt b) gemessenen Abbildungsfehler, Bestimmen eines Satzes von Steuerbefehlen für die Aktuierungseinheit derart, dass sich bei Übergabe der Steuerbefehle an die Aktuierungseinheit das Spiegelsubstrat so verformt, dass sich die in Schritt b) gemessenen Abbildungsfehler verändern;
d) Speichern des in Schritt c) bestimmten Satzes von Steuerbefehlen in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher;
e) Übergeben der in Schritt d) gespeicherten Steuerbefehle an die Aktuierungseinheit und Verformen des Spiegelsubstrats mit Hilfe der Aktuierungseinheit;
f) Betreiben der Projektionsbelichtungsanlage über einen ununterbrochenen Betriebszeitraum von mindestens einer Stunde;
g) Unterbrechen des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage für mindestens eine Stunde;
h) mindestens einmaliges Wiederholen der Schritte e) bis
g) unter Verwendung des in Schritt d) gespeicherten Satzes von Steuerbefehlen.

According to the invention, this object is achieved by a method with the following steps:

a) providing a microlithographic projection exposure apparatus having an objective configured to image a mask onto a photosensitive layer, the objective including an adaptive mirror comprising:
A mirror substrate,
A reflective coating carried by the mirror substrate and
- An actuation unit, by the actuation of the mirror substrate is deformable;
b) measuring the aberrations of the lens;
c) using the aberrations measured in step b), determining a set of control commands for the actuation unit such that upon transfer of the control commands to the actuation unit the mirror substrate deforms such that the aberrations measured in step b) change;
d) storing the set of control commands determined in step c) in a non-volatile data memory;
e) transferring the control commands stored in step d) to the actuation unit and deforming the mirror substrate by means of the actuation unit;
f) operating the projection exposure equipment for an uninterrupted period of operation of at least one hour;
g) interrupting the operation of the projection exposure apparatus for at least one hour;
h) repeating steps e) to at least once
g) using the set of control commands stored in step d).

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit die Abbildungsfehler des Objektivs nicht nach jeder längeren Unterbrechung des Betriebs neu gemessen, um aus den Messergebnissen die Steuerbefehle für die Aktuierungseinheit des adaptiven Spiegels zu berechnen. Stattdessen erfolgt die Messung der Abbildungsfehler nur noch selten oder sogar nur einmal, nämlich vor der ersten Inbetriebnahme der Projektionsbelichtungsanlage. Die auf der Grundlage dieser Messung bestimmten Steuerbefehle für die Aktuierungseinheit werden in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher gespeichert, so dass sie nach jeder längeren Betriebsunterbrechung ausgelesen und an die Aktuierungseinheit des adaptiven Spiegels übergeben werden können.Thus, in the method according to the invention, the aberrations of the objective are not remeasured after every longer interruption of the operation in order to calculate the control commands for the adaptive mirror actuation unit from the measurement results. Instead, the measurement of aberrations takes place only rarely or even only once, namely before the first startup of the projection exposure apparatus. The control commands for the actuation unit determined on the basis of this measurement are stored in a non-volatile data memory so that they can be read out after each longer interruption of operation and transferred to the actuation unit of the adaptive mirror.

Der adaptive Spiegel übernimmt auf diese Weise die Funktion von Spiegeln, die im Stand der Technik dauerhaft durch Materialabtrag nachbearbeitet werden, um Abbildungsfehler korrigieren zu können, die durch Fertigungs- und Montagetoleranzen verursacht sind. Die weiter oben ausführlich geschilderten Probleme, die mit der lokalen Nachbearbeitung von Spiegeloberflächen einhergehen, werden durch das erfindungsgemäße Betriebsverfahren vermieden. Stattdessen wird das Spiegelsubstrat vor jeder einer Betriebsunterbrechung folgenden Wiederaufnahme des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage so verformt, dass der adaptive Spiegel die dauerhaften Abbildungsfehler korrigiert, ohne dass hierzu jedes Mal eine Messung der Abbildungsfehler erforderlich ist.In this way, the adaptive mirror assumes the function of mirrors which are permanently reworked by material removal in the prior art in order to be able to correct aberrations caused by manufacturing and assembly tolerances. The problems described in detail above, which accompany the local reworking of mirror surfaces, are avoided by the operating method according to the invention. Instead, the mirror substrate is deformed prior to each intermittent resumption of operation of the projection exposure equipment so that the adaptive mirror corrects the persistent aberrations without requiring measurement of aberrations each time.

Der adaptive Spiegel kann selbstverständlich auch zur Korrektur solcher Abbildungsfehler verwendet werden, die nur vorübergehend während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage auftreten. In diesem Fall müssen der Aktuierungseinheit des adaptiven Spiegels weitere Steuerbefehle übermittelt werden, damit das Spiegelsubstrat sich so verformt, dass die zusätzlichen zugetretenen Abbildungsfehler korrigiert werden. Im Gegensatz zu Abbildungsfehlern, die durch Fertigungs- und Montagetoleranzen verursacht sind, lassen sich solche vorübergehenden Abbildungsfehler häufig auch durch Simulation vorhersagen. Die Aktuierungseinheit kann das Spiegelsubstrat des adaptiven Spiegels dann so verformen, dass die durch Simulation bestimmten vorübergehenden Abbildungsfehler korrigiert werden. Auf diese Weise ist ein Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage möglich, bei dem auf Messungen von Abbildungsfehlern vollständig verzichtet wird, während denen die Anlage nicht benutzt werden kann und die deswegen deren Durchsatz beeinträchtigen.Of course, the adaptive mirror may also be used to correct for aberrations that occur only temporarily during operation of the projection exposure equipment. In this case, further control commands must be transmitted to the adaptive mirror actuation unit in order for the mirror substrate to deform so as to correct the additional aberrations that have been applied. Unlike aberrations caused by manufacturing and assembly tolerances, such transient aberrations can often be predicted by simulation. The actuation unit may then deform the mirror substrate of the adaptive mirror to correct the transient aberrations determined by simulation. In this way, operation of the projection exposure apparatus is possible, in which measurements of aberrations are completely omitted, during which the system can not be used and therefore affect their throughput.

Wie weiter oben bereits erläutert wurde, können sich dauerhafte Abbildungsfehler über eine längere Betriebsdauer hinweg auch verändern. Dies kann es erforderlich machen, die Schritte b) bis d) zu wiederholen, wodurch ein neuer Satz von Steuerbefehlen im Datenspeicher gespeichert wird, bevor die Schritte e) bis h) erneut durchgeführt werden. Die Messung der Abbildungsfehler und die Bestimmung von neuen Steuerbefehlen für die Aktuierungseinheit des adaptiven Spiegels erfolgt dann nur noch in größeren zeitlichen Abständen, die typischerweise mehrere Wochen oder sogar mehrere Monate betragen.As already explained above, permanent aberrations can also change over a longer period of operation. This may require repeating steps b) through d), which will store a new set of control commands in the data store before performing steps e) through h) again. The measurement of the aberrations and the determination of new control commands for the actuation unit of the adaptive mirror then takes place only at longer time intervals, which typically amount to several weeks or even several months.

Auslöser für eine nochmalige Messung der Abbildungsfehler und eine Neubestimmung der Steuerbefehle kann entweder das Verstreichen eines vorgegebenen Betriebszeitraums, z. B. eines Zeitraums zwischen zwei und sechs Monaten, oder ein Anzeichen für eine Verschlechterung der Abbildungseigenschaften sein. Solche Anzeichen können sich aus einer Kurzmessung ergeben, wie sie in der eingangs bereits erwähnten US 6,989,922 B2 beschrieben ist, oder das Ergebnis von Qualitätskontrollen der Bauelemente sein, die mit der Projektionsbelichtungsanlage hergestellt werden.Trigger for a further measurement of the aberrations and a redetermination of the control commands can either the lapse of a predetermined period of operation, for. A period of between two and six months, or an indication of deterioration in imaging properties. Such signs can result from a short measurement, as in the already mentioned US 6,989,922 B2 or the result of quality controls of the devices made with the projection exposure equipment.

Soweit bislang von der Korrektur von Abbildungsfehlern die Rede gewesen ist, so ist darauf hinzuweisen, dass der adaptive Spiegel im Allgemeinen nicht unbedingt eine Korrektur der Abbildungsfehler bewirken muss, sondern unter Umständen lediglich eine Veränderung der Abbildungsfehler herbeiführen kann. Häufig genügt es nämlich, bestimmte Abbildungsfehler in andere Abbildungsfehler zu überführen, die sich dann mit anderen Maßnahmen, z. B. einer Verlagerung ganzer Spiegel mit Hilfe von Manipulatoren, relativ leicht korrigieren lassen. Bezogen auf Wellenfrontdeformationen bedeutet dies beispielsweise, dass eine relativ schwache, aber dennoch störende kurzwellige Wellenfrontdeformation in eine relativ starke langwellige Wellenfrontdeformation umgewandelt werden kann, die aber leicht durch andere Maßnahmen korrigiert werden kann.As far as so far from the correction of aberrations has been mentioned, it should be noted that the adaptive mirror generally does not necessarily have to cause a correction of aberrations, but may cause only a change in aberrations. Often it is sufficient, namely, to transfer certain aberrations in other aberrations, which then with other measures, eg. B. a shift entire mirror with the help of manipulators, relatively easy to correct. With reference to wavefront deformations, this means, for example, that a relatively weak but nevertheless disturbing shortwave wavefront deformation can be converted into a relatively strong longwave wavefront deformation, which however can easily be corrected by other measures.

In vielen Fällen wird jedoch der Satz von Steuerbefehlen für die Aktuierungseinheit derart festgelegt sein, dass sich mindestens einer oder ein gerundeter Mittelwert über alle der in Schritt b) gemessenen Abbildungsfehler verringert.In many cases, however, the set of control commands for the actuation unit will be set such that at least one or a rounded average will decrease over all of the aberrations measured in step b).

Bevorzugt anwendbar ist die Erfindung insbesondere bei katoptrischen Objektiven von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, die für Projektionslicht ausgelegt sind, das eine Mittenwellenlänge hat, die zwischen 5 nm und 30 nm liegt. Im Prinzip kann die Erfindung jedoch auch bei Projektionsbelichtungsanlagen Anwendung finden, die für längere Wellenlängen im DUV oder VUV-Spektralbereich ausgelegt sind.Preferably, the invention is particularly applicable to catoptric lenses of EUV projection exposure equipment designed for projection light having a center wavelength that is between 5 nm and 30 nm. In principle, however, the invention can also be used in projection exposure systems which are designed for longer wavelengths in the DUV or VUV spectral range.

Besonders günstig ist es, wenn die Aktuierungseinheit dazu eingerichtet ist, in dem Spiegelsubstrat eine variierbare Temperaturverteilung zu erzeugen. Eine solche variierbare Temperaturverteilung übersetzt sich in eine variierbare Form des Spiegelsubstrats, ohne dass hierfür von außen Kräfte auf den adaptiven Spiegel ausgeübt werden müssten. Um die variierbare Temperaturverteilung zu erzeugen, kann die Aktuierungseinheit mehrere individuell ansteuerbare Heizlichtquellen enthalten, die jeweils einen Heizlichtstrahl auf das Spiegelsubstrat richten, der darin zumindest teilweise absorbiert wird. Derartige Aktuierungseinheiten sind an sich bekannt und in der DE 100 00 191 A1 beschrieben. It is particularly favorable if the actuation unit is set up to produce a variable temperature distribution in the mirror substrate. Such a variable temperature distribution translates into a variable form of the mirror substrate, without the need for external forces to be exerted on the adaptive mirror. In order to generate the variable temperature distribution, the actuation unit may include a plurality of individually controllable heating light sources, each of which directs a Heizlichtstrahl on the mirror substrate, which is at least partially absorbed therein. Such Aktuierungseinheiten are known per se and in the DE 100 00 191 A1 described.

Selbstverständlich kann die Verformung des Spiegelsubstrats auch mit Hilfe von anderen Arten von Aktuierungseinheiten erzeugt werden, wie sie beispielsweise in der oben erwähnten US 6,989,922 B2 , der US 7,572,019 B2 oder der US 6,880,942 B2 beschrieben sind.Of course, the deformation of the mirror substrate can also be produced by means of other types of actuator units, as described, for example, in the above-mentioned US 6,989,922 B2 , of the US 7,572,019 B2 or the US Pat. No. 6,880,942 B2 are described.

Der Begriff der ”Verformung” ist im vorliegenden breit zu verstehen und umfasst alle Veränderungen am adaptiven Spiegel, durch welche sich die Phase einer darauf auftreffenden optischen Wellenfront verändern lässt. Neben einer Verformung im engeren Sinne umfasst dies beispielsweise auch Brechzahlvariationen, die in einer reflektierenden Beschichtung erzeugt werden.The term "deformation" is to be understood broadly in the present and includes all changes to the adaptive mirror, by means of which the phase of an incident optical wavefront can be changed. In addition to a deformation in the strict sense, this includes, for example, refractive index variations that are generated in a reflective coating.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. Show:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen EUV-Projektionsbelichtungsanlage; 1 a schematic perspective view of an EUV projection exposure apparatus according to the invention;

2 einen Meridionalschnitt durch das Objektiv der in der 1 gezeigten Projektionsbelichtungsanlage; 2 a meridional section through the lens in the 1 shown projection exposure system;

3 eine Untersicht auf einen adaptiven Spiegel, der in dem in der 2 gezeigten Objektiv enthalten ist; 3 a bottom view of an adaptive mirror, which in the in the 2 included lens is included;

4 einen meridionalen Schnitt durch den in der 3 gezeigten adaptiven Spiegel; 4 a meridional section through the in the 3 shown adaptive mirror;

5 ein Flussdiagramm, in dem wichtige Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgeführt sind. 5 a flowchart in which important steps of the method according to the invention are listed.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

1. Grundlegender Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage1. Basic structure of the projection exposure machine

Die 1 zeigt in einer perspektivischen, stark schematisierten und nicht maßstäblichen Darstellung den grundlegenden Aufbau einer erfindungsgemäßen mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 dient dazu, reflektierende Strukturen 12, die auf einer in der 1 nach unten weisenden Seite einer Maske 14 angeordnet sind, auf eine lichtempfindliche Schicht 16 zu projizieren. Die lichtempfindliche Schicht 16, bei der es sich insbesondere um einen Photolack (engl. resist) handeln kann, wird von einem Wafer 18 oder einem anderen Substrat getragen.The 1 shows in a perspective, highly schematic and not to scale representation of the basic structure of a microlithographic projection exposure apparatus according to the invention, the total with 10 is designated. The projection exposure machine 10 serves as a reflective structure 12 on one in the 1 down-facing side of a mask 14 are arranged on a photosensitive layer 16 to project. The photosensitive layer 16 , which in particular can be a resist, is obtained from a wafer 18 or another substrate.

Die Projektionsbelichtungsanlage 10 umfasst ein Beleuchtungssystem 20, das die mit den Strukturen 12 versehene Seite der Maske 14 mit EUV-Licht 22 beleuchtet. Als Mittenwellenlänge für das EUV-Licht 22 kommt insbesondere ein Bereich zwischen 5 nm und 30 nm in Betracht; im dargestellten vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Mittenwellenlänge des EUV-Lichts 22 etwa 13,5 nm. Das EUV-Licht 22 leuchtet auf der nach unten weisenden Seite der Maske 14 ein Beleuchtungsfeld 24 aus, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Geometrie eines Ringsegments hat.The projection exposure machine 10 includes a lighting system 20 that with the structures 12 provided side of the mask 14 with EUV light 22 illuminated. As center wavelength for the EUV light 22 In particular, a range between 5 nm and 30 nm is considered; in the illustrated embodiment, the center wavelength of the EUV light is 22 about 13.5 nm. The EUV light 22 lights up on the down side of the mask 14 a lighting field 24 from, which has the geometry of a ring segment in the illustrated embodiment.

Die Projektionsbelichtungsanlage 10 umfasst ferner ein katoptrisches Objektiv 26, das auf der lichtempfindlichen Schicht 16 ein verkleinertes Bild 24' der im Bereich des Beleuchtungsfeldes 24 liegenden Strukturen 12 erzeugt. Das Objektiv 26 hat eine optische Achse OA, die mit der Symmetrieachse des ringsegmentförmigen Beleuchtungsfeldes 24 zusammenfällt und sich somit außerhalb des Beleuchtungsfeldes 24 befindet.The projection exposure machine 10 further includes a catoptric lens 26 that on the photosensitive layer 16 a reduced picture 24 ' in the area of the illumination field 24 lying structures 12 generated. The objective 26 has an optical axis OA, with the axis of symmetry of the ring segment-shaped illumination field 24 coincides and thus outside the illumination field 24 located.

Das Objektiv 26 ist für einen Scanbetrieb ausgelegt, bei dem die Maske 14 während der Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 16 synchron mit dem Wafer 18 verfahren wird. Diese Verfahrbewegungen der Maske 14 und des Wafers 18 sind in der 1 mit Pfeilen A1, A2 angedeutet. Während einer Belichtung der lichtempfindlichen Schicht 16 überstreicht somit das Beleuchtungsfeld 24 scannerartig die Maske 14, wodurch auch größere zusammenhängende Strukturbereiche auf die lichtempfindliche Schicht 16 projiziert werden können. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten, mit denen die Maske 14 und der Wafer 18 verfahren werden, ist dabei gleich dem Abbildungsmaßstab β des Objektivs 26. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das vom Objektiv 20 erzeugte Bild 24' verkleinert (|β| < 1) und aufrecht (β > 0), weswegen der Wafer 18 langsamer als die Maske 14, aber in der gleichen Richtung verfahren wird.The objective 26 is designed for a scan mode in which the mask 14 during the exposure of the photosensitive layer 16 in sync with the wafer 18 is moved. These movements of the mask 14 and the wafer 18 are in the 1 indicated by arrows A1, A2. During exposure of the photosensitive layer 16 thus covers the illumination field 24 scanner-like the mask 14 , whereby larger coherent structural areas on the photosensitive layer 16 can be projected. The ratio of the speeds with which the mask 14 and the wafer 18 are the same, the imaging scale β of the lens 26 , In the illustrated embodiment, that of the lens 20 generated picture 24 ' reduced (| β | <1) and upright (β> 0), why the wafer 18 slower than the mask 14 but in the same direction.

Von jedem Punkt im Beleuchtungsfeld 24, das sich in einer Objektebene des Objektivs 26 befindet, gehen Lichtbündel aus, die in das Objektiv 26 eintreten. Dieses bewirkt, dass die eintretenden Lichtbündel in einer Bildebene des Objektivs 26 in Feldpunkten konvergieren. Die Feldpunkte in der Objektebene, von denen die Lichtbündel ausgehen, und die Feldpunkte in der Bildebene, in denen diese Lichtbündel wieder konvergieren, stehen dabei in einer Beziehung zueinander, die man als optische Konjugation bezeichnet.From every point in the lighting field 24 that is in an object plane of the lens 26 located, light beams go out into the lens 26 enter. This causes the incoming light beams in an image plane of the lens 26 converge in field points. The field points in the object plane from which the light beams emanate and the field points in the image plane in which these light beams converge are in a relationship to one another, which is called optical conjugation.

Für einen einzelnen Punkt in der Mitte des Beleuchtungsfeldes 24 ist ein solches Lichtbündel schematisch angedeutet und mit 28 bezeichnet. Der Öffnungswinkel des Lichtbündels 28 beim Eintritt in das Objektiv 26 ist dabei ein Maß für dessen numerische Apertur NA. Infolge der verkleinerten Abbildung ist die bildseitige numerische Apertur NA des Objektivs 26 um den Kehrwert des Abbildungsmaßstabs β vergrößert.For a single point in the middle of the illumination field 24 is such a light beam schematically indicated and with 28 designated. The opening angle of the light beam 28 when entering the lens 26 is a measure of its numerical aperture NA. Due to the reduced image, the image-side numerical aperture NA of the lens is 26 increased by the reciprocal of the magnification β.

In der 2 sind wichtige Komponenten des Objektivs 26 ebenfalls schematisch und nicht maßstäblich in einem Meridionalschnitt gezeigt. Zwischen der mit 30 angedeuteten Objektebene und der mit 32 angedeuteten Bildebene sind insgesamt sechs Spiegel M1 bis M6 entlang einer optischen Achse OA angeordnet. Das von einem Punkt in der Objektebene 30 ausgehende Lichtbündel 28 trifft zuerst auf einen konkaven ersten Spiegel M1, wird zurück auf einen konvexen zweiten Spiegel M2 reflektiert, der als adaptiver Spiegel ausgebildet ist, trifft auf einen konkaven dritten Spiegel M3, wird zurück auf einen konkaven vierten Spiegel M4 reflektiert und trifft dann auf einen konvexen fünften Spiegel M5, der das EUV-Licht zurück auf einen konkaven sechsten Spiegel M6 richtet. Dieser fokussiert das Lichtbündel 28 schließlich in einem Bildpunkt in der Bildebene 32, der zum Objektpunkt in der Objektebene 30 optisch konjugiert ist.In the 2 are important components of the lens 26 also shown schematically and not to scale in a meridional section. Between the with 30 indicated object level and with 32 indicated image plane a total of six mirrors M1 to M6 are arranged along an optical axis OA. That from a point in the object plane 30 outgoing light bundles 28 first encounters a concave first mirror M1, is reflected back to a convex second mirror M2 formed as an adaptive mirror, strikes a concave third mirror M3, is reflected back to a concave fourth mirror M4, and then encounters a convex fifth Mirror M5, which directs the EUV light back to a concave sixth mirror M6. This focuses the light beam 28 finally in a pixel in the picture plane 32 , the object point in the object plane 30 is optically conjugated.

Das Objektiv 26 hat eine erste Pupillenfläche 34, die sich in oder in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des zweiten Spiegels M2 befindet. Eine Pupillenfläche zeichnet sich dadurch aus, dass dort die Hauptstrahlen der von Punkten in der Objektebene 30 ausgehenden Lichtbündel die optische Achse OA schneiden. Gezeigt ist dies in der 2 für den gestrichelt angedeuteten Hauptstrahl 36 des Lichtbündels 28.The objective 26 has a first pupil surface 34 which is located in or in the immediate vicinity of the surface of the second mirror M2. A pupil surface is characterized by the fact that there are the main rays of the points in the object plane 30 Outgoing light beam cut the optical axis OA. This is shown in the 2 for the main beam indicated by dashed lines 36 of the light beam 28 ,

Eine zweite Pupillenfläche 38 befindet sich im Strahlengang zwischen dem fünften Spiegel M5 und dem sechsten Spiegel M6, wobei der Abstand der zweiten Pupillenfläche 38 zu diesen beiden Spiegeln M5, M6 relativ groß ist. Auf der Höhe der zweiten Pupillenfläche 38 ist eine Abschattungsblende 40 angeordnet.A second pupil surface 38 is located in the beam path between the fifth mirror M5 and the sixth mirror M6, wherein the distance of the second pupil surface 38 to these two mirrors M5, M6 is relatively large. At the height of the second pupil surface 38 is a shading stop 40 arranged.

2. Adaptiver Spiegel2. Adaptive mirror

Der adaptive Spiegel M2 umfasst ein Spiegelsubstrat, eine davon getragene reflektierende Beschichtung und eine Aktuierungseinheit 42, durch deren Betätigung das Spiegelsubstrat gezielt verformbar ist. Der Aufbau des adaptiven Spiegels M2 wird im Folgenden näher mit Bezug auf die 3 und 4 erläutert, die den adaptiven Spiegel M2 in einer Untersicht bzw. einem Schnitt entlang der Linie IV-IV zeigen.The adaptive mirror M2 includes a mirror substrate, a reflective coating carried thereon, and an actuation unit 42 , by the actuation of which the mirror substrate is specifically deformable. The construction of the adaptive mirror M2 will be described in more detail below with reference to FIGS 3 and 4 which show the adaptive mirror M2 in a bottom view and a section along the line IV-IV, respectively.

Das mit 44 bezeichnete Spiegelsubstrat besteht aus einem Material, das bei der Betriebstemperatur des Spiegels M2 einen von Null verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat. Das Spiegelsubstrat 44 verformt sich deswegen, wenn sich seine räumliche Temperaturverteilung verändert. Geeignet als Material für das Spiegelsubstrat 44 ist beispielsweise Quarzglas oder ULE.That with 44 designated mirror substrate consists of a material which has a non-zero thermal expansion coefficient at the operating temperature of the mirror M2. The mirror substrate 44 deforms when its spatial temperature distribution changes. Suitable as material for the mirror substrate 44 is for example quartz glass or ULE.

Auf eine präzise bearbeitete optische Fläche 46 des Spiegelsubstrats 44 ist eine in der 4 übertrieben dick dargestellte reflektierende Beschichtung 48 aufgebracht, bei der es sich um eine Anordnung von mehreren dünnen Doppelschichten handelt. Die reflektierende Beschichtung 48 ist so ausgelegt, dass das auftreffende kurzwellige EUV-Licht zu einem möglichst großen Teil und über einen größeren Winkelbereich hinweg reflektiert wird.On a precisely machined optical surface 46 of the mirror substrate 44 is one in the 4 exaggerated thick reflective coating shown 48 applied, which is an arrangement of several thin double layers. The reflective coating 48 is designed so that the incident short-wave EUV light is reflected to as much as possible and over a larger angular range.

Die Aktuierungseinheit 42 umfasst insgesamt sechs Heizeinheiten 50, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind. In jeder Ebene sind dabei drei Heizeinheiten 50 angeordnet, die einen identischen Aufbau haben und gleichmäßig um eine zylindrische Umfangsfläche 52 des Spiegelsubstrats 44 verteilt sind, so dass innerhalb jeder Ebene benachbarte Heizeinheiten 50 jeweils einen Winkel von 120° einschließen.The actuation unit 42 comprises a total of six heating units 50 which are arranged in the illustrated embodiment in two mutually parallel planes. There are three heating units in each level 50 arranged, which have an identical structure and evenly around a cylindrical peripheral surface 52 of the mirror substrate 44 are distributed so that within each level adjacent heating units 50 each enclose an angle of 120 °.

Jede Heizeinheit 50 enthält neun Heizlichtquellen 54, bei denen es sich z. B. um Laserdioden handeln kann. Jede Heizlichtquelle 54 ist dazu eingerichtet, einen Heizlichtstrahl 56 auf die zylindrische Umfangsfläche 52 des Spiegelsubstrats 54 zu richten. Wie am besten in der Untersicht der 3 erkennbar ist, werden die Heizlichtstrahlen 56 an der zylindrischen Umfangsfläche 52 gebrochen, sofern sie nicht senkrecht darauf auftreffen, und dringen in das Spiegelsubstrat 44 ein. Die Heizlichtquellen 54 sind so in den Heizeinheiten 50 angeordnet, dass maximal 9 Heizlichtstrahlen 56 die Heizeinheiten 50 fächerartig verlassen.Every heating unit 50 contains nine heating light sources 54 in which it is z. B. can be laser diodes. Every heating light source 54 is equipped to provide a heating light beam 56 on the cylindrical peripheral surface 52 of the mirror substrate 54 to judge. As best in the soffit of 3 is recognizable, the Heizlichtstrahlen 56 on the cylindrical peripheral surface 52 broken, unless they impinge perpendicularly on it, and penetrate into the mirror substrate 44 one. The heating light sources 54 are like that in the heating units 50 arranged that a maximum of 9 Heizlichtstrahlen 56 the heating units 50 leave fanatically.

Innerhalb eines zentralen, in der 3 durch einen gestrichelten Kreis 60 angedeuteten Volumens des Spiegelsubstrats 44 überschneiden sich die fächerartig das Spiegelsubstrat 44 durchsetzenden Heizlichtstrahlen 54. Auf diese Weise kann das zentrale Volumen gleichmäßig dicht und von verschiedenen Seiten aus den Heizlichtstrahlen 54 ausgesetzt werden.Within a central, in the 3 through a dashed circle 60 indicated volume of the mirror substrate 44 the fan-like overlap the mirror substrate 44 passing through Heizlichtstrahlen 54 , In this way, the central volume can be uniformly dense and from different sides of the Heizlichtstrahlen 54 get abandoned.

Durch teilweise Absorption verlieren die Heizlichtstrahlen 56 einen Teil ihrer Energie und erwärmen dadurch das Spiegelsubstrat 44 lokal. Da die Heizlichtquellen 54 individuell von einer in der 2 angedeuteten Steuereinrichtung 56 angesteuert werden können, lassen sich unterschiedliche Temperaturverteilungen im Spiegelsubstrat 44 erzeugen. Infolge der Anordnung der Heizeinheiten 50 in zwei parallelen Ebenen (vgl. 4) kann die Temperaturverteilung dabei in allen drei Raumrichtungen gezielt variiert werden.Due to partial absorption, the heating light beams lose 56 a part of their energy and thereby heat the mirror substrate 44 local. Because the heating light sources 54 individually from one in the 2 indicated control device 56 can be controlled, can be different temperature distributions in the mirror substrate 44 produce. As a result of the arrangement of heating units 50 in two parallel planes (cf. 4 ), the temperature distribution can be selectively varied in all three directions.

Diese Temperaturverteilungen führen zu der bereits erwähnten Verformung des Spiegelsubstrats 44 und der davon getragenen reflektierenden Beschichtung 48. Erzeugt werden können sowohl langwellige Verformungen, wie sie etwa bei der Astigmatismuskorrektur benötigt werden, als auch kurzwellige Verformungen, wie sie typischerweise zur Korrektur von Abbildungsfehlern benötigt werden, deren Ursache Material- und Fertigungstoleranzen sind.These temperature distributions lead to the already mentioned deformation of the mirror substrate 44 and the reflective coating carried thereby 48 , Can be produced both long-wave deformations, as required for astigmatism correction, as well as short-wave deformations, as they are typically required to correct aberrations, the cause of material and manufacturing tolerances.

3. Funktion3rd function

Beim erstmaligen Zusammenbau des Objektivs 26 werden die Spiegel M1 bis M6 sorgfältig zueinander ausgerichtet, was üblicherweise unter gleichzeitiger Vermessung der Wellenfront in der Bildebene 32 erfolgt. Zu diesem Zweck wird in die Bildebene 32 eine in der 2 mit 62 angedeutete Wellenfront-Messeinrichtung in das Bildfeld des Objektivs 26 verfahren. Die Justierung wird dann solange durchgeführt, bis sich keine signifikante Korrektur der Wellenfront mehr erzielen lässt.When assembling the lens for the first time 26 For example, the mirrors M1 to M6 are carefully aligned with each other, usually while simultaneously measuring the wavefront in the image plane 32 he follows. For this purpose, in the picture plane 32 one in the 2 With 62 indicated wavefront measuring device in the field of view of the lens 26 method. The adjustment is then carried out until no significant correction of the wavefront can be achieved.

Üblicherweise verbleiben jedoch auch nach sorgfältigster Justierung der Spiegel M1 bis M6 Restabbildungsfehler, die so groß sein können, dass sie nicht mehr tolerierbar sind. Deswegen wird nach der Montage des Objektivs 26 nochmals eine Messung der Wellenfront mithilfe der Wellenfront-Messeinrichtung 62 vorgenommen. Die Messergebnisse werden von der Wellenfront-Messeinrichtung 62 an einen Rechner 64 übergeben, der den Restkorrekturbedarf berechnet. Der Rechner 64 bestimmt außerdem einen Satz von Steuerbefehlen für die Aktuierungseinheit 42 des adaptiven Spiegels M2. Die Steuerbefehle werden dabei so festgelegt, dass sich bei Übergabe der Steuerbefehle an die Aktuierungseinheit 42 das Spiegelsubstrat 44 in einer Weise verformt, dass die zuvor gemessenen Abbildungsfehler zumindest teilweise korrigiert oder zumindest in Abbildungsfehler umgewandelt werden, die sich auf andere Weise, z. B. durch Lageveränderung einzelner Spiegel M1 bis M6 mit Hilfe von Manipulatoren, korrigieren lassen. Der vom Rechner 64 bestimmte Satz von Steuerbefehlen wird in einem nicht-flüchtigen Datenspeicher 66 gespeichert, so dass er auch nach einer Unterbrechung des Projektionsbetriebs und vorzugsweise auch nach Unterbrechung der Stromversorgung wieder abgerufen werden kann.However, even after the most careful adjustment of the mirrors M1 to M6, residual aberrations usually remain, which can be so great that they are no longer tolerable. That is why after mounting the lens 26 another measurement of the wavefront using the wavefront measuring device 62 performed. The measurement results are from the wavefront measuring device 62 to a computer 64 passed, which calculates the residual correction requirement. The computer 64 also determines a set of control commands for the actuation unit 42 the adaptive mirror M2. The control commands are set so that when transferring the control commands to the Aktuierungseinheit 42 the mirror substrate 44 deformed in such a way that the previously measured aberrations are at least partially corrected or at least converted into aberrations that are otherwise, for. B. by changing the position of individual mirrors M1 to M6 with the help of manipulators, correct. The from the computer 64 certain set of control commands is stored in a non-volatile memory 66 stored so that it can be retrieved even after an interruption of the projection operation and preferably after interruption of the power supply again.

In einem nächsten Schritt werden die vom Rechner 64 bestimmten und im Datenspeicher 66 gespeicherten Steuerbefehle an die Aktuierungseinheit 42 übergeben, wodurch sich das Spiegelsubstrat 44 verformt und der adaptive Spiegel M2 seine Korrekturwirkung entfaltet.The next step will be from the computer 64 certain and in the data store 66 stored control commands to the Aktuierungseinheit 42 pass, resulting in the mirror substrate 44 deformed and the adaptive mirror M2 unfolds its corrective effect.

Anschließend wird die Projektionsbelichtungsanlage 10 über einen längeren ununterbrochenen Betriebszeitraum betrieben, um das in der Maske 14 enthaltene Muster aus Strukturen 12 auf die Substrate 18 zu übertragen und auf diese Weise mikrostrukturierte Bauelemente herzustellen.Subsequently, the projection exposure system 10 operated over a longer uninterrupted period of operation to that in the mask 14 contained patterns of structures 12 on the substrates 18 to transfer and thus produce microstructured components.

Nach einem längeren ununterbrochenen Betrieb, der eine Dauer von mehreren Tagen oder sogar Wochen haben kann, ist es im Allgemeinen unvermeidlich, dass die Projektionsbelichtungsanlage 10 vorübergehend außer Betrieb genommen wird. Anlass für eine Unterbrechung des Betriebs können z. B. Wartungsarbeiten, der Austausch von Verschleißteilen, Störungen oder Umrüstungen sein. Während der Beitriebsunterbrechung ist auch die Aktuierungseinheit 42 des adaptiven Spiegels M2 nicht in Betrieb, so dass die zuvor von der Aktuierungseinheit 42 erzeugte Verformung des Spiegelsubstrats 44 verloren geht.After prolonged uninterrupted operation, which can last for several days or even weeks, it is generally unavoidable that the projection exposure equipment 10 temporarily taken out of service. Occasion for an interruption of the operation can z. As maintenance work, the replacement of wearing parts, faults or conversions. During the feed break is also the actuation unit 42 of the adaptive mirror M2 not in operation, so that the previously by the actuation unit 42 generated deformation of the mirror substrate 44 get lost.

Erfindungsgemäß werden bei Wiederaufnahme des Betriebs die im Datenspeicher 66 gespeicherten Steuerbefehle für die Aktuierungseinheit wieder der Aktuierungseinheit 42 zugeführt, damit der adaptive Spiegel M2 seine Korrekturwirkung erneut aufbaut.According to the resumption of the operation in the data memory 66 stored control commands for the Aktuierungseinheit again the Aktuierungseinheit 42 supplied so that the adaptive mirror M2 builds up its correction effect again.

Dieser Zyklus von Betriebszeiträumen und Betriebsunterbrechungen kann über Monate oder gar Jahre hinweg wiederholt werden, ohne dass eine nochmalige Messung von Abbildungsfehlern des Objektivs 26 mithilfe der Wellenfront-Messeinrichtung 62 erforderlich ist.This cycle of operating periods and stoppages can be repeated over months or even years without the need to re-measure aberrations of the lens 26 using the wavefront measuring device 62 is required.

Während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage kann 10 es allerdings zu vorübergehenden Abbildungsfehlern kommen, die beispielsweise durch die Absorption des energiereichen EUV-Lichts in den Spiegelsubstraten der Spiegel M1 bis M6 entstehen. Im Prinzip können solche Abbildungsfehler von der Wellenfront-Messeinrichtung 62 in einer kurzen Betriebsunterbrechung erfasst werden. Der Rechner 64 modifiziert dann die der Aktuierungseinheit 42 übergebenen Steuerbefehle so, dass auch die zusätzlichen vorübergehenden Abbildungsfehler vom adaptiven Spiegel M2 korrigiert werden.During the operation of the projection exposure apparatus, however, temporary aberrations may occur which arise, for example, as a result of the absorption of the high-energy EUV light in the mirror substrates of the mirrors M1 to M6. In principle, such aberrations of the wavefront measuring device 62 be recorded in a short business interruption. The computer 64 then modify the the Aktuierungseinheit 42 given control commands so that the additional transient aberrations are corrected by the adaptive mirror M2.

Auf eine Messung der Abbildungsfehler mithilfe der Wellenfront-Messeinrichtung 62 kann jedoch verzichtet werden, wenn die vorübergehenden Abbildungsfehler durch Simulation bestimmt werden. In diesem Fall wird der adaptive Spiegel M2 nachgestellt, um die durch Simulation bestimmten vorübergehenden Abbildungsfehler zu korrigieren oder zumindest so zu verändern, dass sie leichter durch andere Maßnahmen korrigiert werden können.On a measurement of aberrations using the wavefront measuring device 62 However, it can be omitted if the transient aberrations are determined by simulation. In this case, the adaptive mirror M2 is readjusted to correct, or at least modify, the simulation-determined transient aberrations so that they can be more easily corrected by other means.

Nach längeren Betriebsdauern können sich die Abbildungseigenschaften des Objektivs 26 auch dauerhaft verschlechtern. Ursache hierfür können beispielsweise irreversible und lokal begrenzte Verdichtungen von Teilen der Spiegelsubstrate sein, die durch das energiereiche EUV-Licht verursacht werden.After longer periods of operation, the imaging properties of the lens can 26 also permanently worsen. This can be caused, for example, by irreversible and locally limited compaction of parts of the mirror substrates caused by the high-energy EUV light.

In diesem Falle ist es am günstigsten, die Abbildungsfehler nochmals neu mit Hilfe der Wellenfront-Messeinrichtung 62 zu messen, vom Rechner 64 einen neuen Satz von Steuerbefehlen für die Aktuierungseinheit 42 berechnen zu lassen und das Spiegelsubstrat 44 des adaptiven Spiegels M2 dann entsprechend dem neuen Satz von Steuerbefehlen zu verformen. Solche erneuten Vermessungen der Abbildungsfehler mithilfe der Wellenfront-Messeinrichtung 42 können beispielsweise nach Verstreichen vorgegebener Betriebszeiträume oder erst dann durchgeführt werden, wenn Anzeichen für eine Verschlechterung der Abbildungseigenschaften vorliegen. Bei diesen Anzeichen kann es sich z. B. um eine Erhöhung des Ausschusses der mit der Projektionsbelichtungsanlage 10 hergestellten mikrostrukturierten Bauteile handeln.In this case, it is best to re-image the aberrations using the wavefront measuring device 62 to measure, from the calculator 64 a new set of control commands for the actuation unit 42 to calculate and the mirror substrate 44 of the adaptive mirror M2 then deform according to the new set of control commands. Such remeasurements of the aberrations using the wavefront measuring device 42 For example, they may be performed after elapse of predetermined periods of operation, or only when there are signs of deterioration in imaging properties. These signs may be z. B. to increase the Committee of the projection exposure system 10 act manufactured microstructured components.

4. Wichtige Verfahrensschritte4. Important process steps

Wichtige Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in einem Flussdiagramm zusammengefasst, das in der 7 gezeigt ist.Important steps of the method according to the invention are summarized in a flow chart, which in the 7 is shown.

In einem ersten Schritt S1 wird eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem Objektiv bereitgestellt, das einen adaptiven Spiegel mit einem Spiegelsubstrat und einer Aktuierungseinheit enthält.In a first step S1, a microlithographic projection exposure apparatus with a lens is provided, which contains an adaptive mirror with a mirror substrate and an actuation unit.

In einem zweiten Schritt S2 werden Abbildungsfehler des Objektivs gemessen.In a second step S2, aberrations of the objective are measured.

In einem dritten Schritt S3 wird ein Satz von Steuerbefehlen derart bestimmt, dass sich bei Übergabe der Steuerbefehle an die Aktuierungseinheit das Spiegelsubstrat so verformt, dass die in Schritt S2 gemessenen Abbildungsfehler korrigiert werden.In a third step S3, a set of control commands is determined in such a way that when the control commands are transferred to the actuation unit, the mirror substrate is deformed in such a way that the aberrations measured in step S2 are corrected.

In einem vierten Schritt S4 wird der in Schritt S3 bestimmte Satz von Steuerbefehlen gespeichert.In a fourth step S4, the set of control commands determined in step S3 is stored.

In einem fünften Schritt S5 werden die gespeicherten Steuerbefehle an die Aktuierungeinheit übergeben, wodurch sich das Spiegelsubstrat mithilfe der Aktuierungseinheit verformt.In a fifth step S5, the stored control commands are transferred to the actuation unit, as a result of which the mirror substrate is deformed by means of the actuation unit.

In einem sechsten Schritt S6 wird die Projektionsbelichtungsanlage betrieben, indem in einer Maske enthaltenen Muster auf eine lichtempfindliche Schicht übertragen werden.In a sixth step S6, the projection exposure apparatus is operated by transferring patterns contained in a mask to a photosensitive layer.

In einem siebten Schritt S7 wird der Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage unterbrochen.In a seventh step S7, the operation of the projection exposure apparatus is interrupted.

In einem achten Schritt S8 werden die Schritte S5 bis S7 unter Verwendung des in Schritt S4 gespeicherten Satzes von Steuerbefehlen wiederholt.In an eighth step S8, steps S5 through S7 are repeated using the set of control commands stored in step S4.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2005/0134980 A1 [0012, 0014]
DE 102011084117 A [0013]
US 6989922 B2 [0015, 0023, 0028]
DE 10000191 A1 [0027]
US 7572019 B2 [0028]
US 6880942 B2 [0028]

Claims

Method for operating a microlithographic projection exposure apparatus comprising the following steps: a) providing a microlithographic projection exposure apparatus ( 10 ), which is a lens ( 26 ), which is adapted to a mask ( 14 ) on a photosensitive layer ( 16 ), whereby the lens ( 26 ) includes an adaptive mirror (M2) comprising: - a mirror substrate ( 44 ), - one of the mirror substrate ( 44 ) reflective coating ( 48 ) and - an actuation unit ( 42 ), by the operation of which the mirror substrate ( 44 ) is deformable; b) measuring the aberrations of the lens ( 26 ); c) using the aberrations measured in step b), determining a set of control commands for the actuation unit ( 42 ) such that upon transfer of the control commands to the actuation unit ( 42 ) the mirror substrate ( 44 ) deforms so that the aberrations measured in step b) change; d) storing the set of control commands determined in step c) in a non-volatile data memory ( 66 ); e) transferring the control commands stored in step d) to the actuation unit ( 42 ) and deforming the mirror substrate ( 44 ) with the aid of the actuation unit ( 42 ); f) operating the projection exposure apparatus ( 10 ) for an uninterrupted period of operation of at least one hour; g) interrupting the operation of the projection exposure apparatus ( 10 ) for at least one hour; h) repeating steps e) to g) at least once using the set of control commands stored in step d).

Method according to Claim 1, in which transient aberrations are determined by simulation and the actuation unit ( 42 ) the mirror substrate ( 44 ) of the adaptive mirror (M2) are deformed so as to change the transient aberrations.

Method according to claim 1 or 2, wherein steps b) to d) are repeated after step h), whereby a new set of control commands in the data memory ( 66 ) is stored before steps e) to h) are carried out again.

The method of claim 3, wherein steps b) to d) are repeated only after either a predetermined period of operation has elapsed or there are signs of deterioration in imaging properties.

Method according to one of the preceding claims, in which upon transfer of the control commands to the actuation unit ( 42 ) the adaptive mirror (M2) deforms such that at least one of the aberrations measured in step b) decreases.

Method according to one of the preceding Claims 1 to 4, in which upon transfer of the control commands to the actuation unit ( 42 ) the adaptive mirror (M2) deforms such that a rounded average is reduced over all aberrations measured in step b).

Method according to one of the preceding claims, in which the actuation unit ( 42 ) is arranged in the mirror substrate ( 44 ) to produce a variable temperature distribution.

Method according to Claim 7, in which the actuation unit ( 42 ) several individually controllable heating light sources ( 54 ), each having a Heizlichtstrahl ( 56 ) on the mirror substrate ( 44 ), which is at least partially absorbed therein.

Method according to one of the preceding claims, in which the objective ( 26 ) is a catoptric lens.

Method according to one of the preceding claims, in which the projection exposure apparatus is designed for projection light having a center wave which is between 5 nm and 30 nm.