DE102013215718A1 - Projection exposure system e.g. extreme UV projection exposure system for microlithography, has optical element bearings that are provided with bipod on which temperature sensor and temperature-regulating element are arranged - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, insbesondere eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit mehreren optischen Elementen, wobei die optischen Elemente Lager aufweisen, auf denen sie gelagert sind und wobei mindestens ein Lager mindestens einen Bipod aufweist. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage, bei welcher die Abbildungseigenschaften und/oder die Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage überwacht und entsprechend des Überwachungsergebnisses gesteuert und/oder geregelt werden.The present invention relates to a projection exposure apparatus for microlithography, in particular an EUV projection exposure apparatus having a plurality of optical elements, wherein the optical elements have bearings on which they are mounted and wherein at least one bearing has at least one bipod. In addition, the present invention relates to a method for operating such a projection exposure apparatus, in which the imaging properties and / or the components of the projection exposure apparatus are monitored and controlled and / or regulated in accordance with the monitoring result.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie werden zur Herstellung mikro- und nanostrukturierter Bauteilen der Elektrotechnik und Mikrosystemtechnik eingesetzt. Um immer kleinere Strukturen erzeugen bzw. abbilden zu können, werden Projektionsbelichtungsanlagen zunehmend mit Arbeits- bzw. Nutzlicht sehr kleiner Wellenlängen betrieben, wie beispielsweise Licht aus dem Wellenlängenspektrum des extrem Ultravioletten (EUV) im Bereich von 5 bis 20 nm. Projection exposure systems for microlithography are used for the production of micro- and nanostructured components in electrical engineering and microsystems technology. In order to be able to produce and image ever smaller structures, projection exposure systems are increasingly being operated with working or useful light of very small wavelengths, such as, for example, light from the wavelength spectrum of the extreme ultraviolet (EUV) in the range from 5 to 20 nm.
Bei derartigen Projektionsbelichtungsanlagen ist es von entscheidender Bedeutung, dass die optischen Elemente exakt positioniert sind und diese Position auch während des Betriebs beibehalten werden kann. Allerdings unterliegt eine derartige Projektionsbelichtungsanlage äußeren Einflüssen und verursacht selbst durch das Nutzlicht einen Energieeintrag in die optischen Elemente, sodass es über der Betriebszeit zu Veränderungen kommen kann, insbesondere Temperaturveränderungen, die auch eine Änderung der Position der optischen Elemente bewirken können. In such projection exposure equipment, it is crucial that the optical elements are accurately positioned and that position can be maintained even during operation. However, such a projection exposure system is subject to external influences and causes even by the Nutzlicht an energy input into the optical elements, so it can come over the operating time to changes, especially temperature changes that can cause a change in the position of the optical elements.
Deshalb ist es bereits bekannt, optische Elemente mit Temperiereinrichtungen zu versehen, die sowohl eine Kühlung als auch eine Aufheizung der entsprechenden Bauteile ermöglichen, um möglichst eine zeitlich konstante Temperatur einstellen zu können. Therefore, it is already known to provide optical elements with tempering, which allow both cooling and heating of the corresponding components in order to adjust as possible a temporally constant temperature.
Entsprechend ist es auch bekannt, Überwachungseinrichtungen sowie Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen in Projektionsbelichtungsanlagen vorzusehen, die eine Überwachung der Abbildungseigenschaften der Projektionsbelichtungsanlage und/oder Eigenschaften der Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage ermöglichen, so dass auf Basis der Überwachungsergebnisse eine Anpassung und geeignete Einstellung der Projektionsbelichtungsanlage ermöglicht wird. Accordingly, it is also known to provide monitoring devices and control and / or regulating devices in projection exposure systems which enable monitoring of the imaging properties of the projection exposure apparatus and / or properties of the components of the projection exposure apparatus so that adaptation and suitable adjustment of the projection exposure apparatus is made possible on the basis of the monitoring results ,
Allerdings sind trotz vielfältiger Maßnahmen zur Gewährleistung konstanter Abbildungsbedingungen gleichwohl Variationen und Abweichungen zu beobachten, so dass es weiterhin einen Bedarf gibt, Verbesserungen vorzunehmen. However, despite various measures to ensure constant imaging conditions, variations and deviations are nevertheless observed, so that there is still a need to make improvements.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorrichtungen und Verfahren bereit zu stellen, die es ermöglichen, Umgebungseinflüsse auf das Abbildungsverhalten von Projektionsbelichtungsanlagen zu erfassen und gegebenenfalls zu kompensieren. Dabei sollen die entsprechenden Vorrichtungen und Verfahren sowohl einfach aufgebaut, als auch einfach betreibbar sein.It is therefore an object of the present invention to provide devices and methods which make it possible to detect environmental influences on the imaging behavior of projection exposure apparatuses and to compensate, if necessary. The corresponding devices and methods should be both simple in construction, as well as easy to operate.
TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Betreiben einer Projektionsbelichtungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a projection exposure apparatus having the features of
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch die Lager von optischen Elementen von Projektionsbelichtungsanlagen Umgebungseinflüssen und insbesondere Temperaturänderungen durch die Strahlungsbelastung der optischen Elemente mit Arbeitslicht unterliegen, sodass dadurch nicht unerhebliche Einflüsse auf die Abbildungseigenschaften und die Positioniergenauigkeit der optischen Elemente ausgehen. Insbesondere wurde erkannt, dass bei Lageranordnungen, die sogenannte Bipods, also Lagerstrukturen mit zwei Haltearmen umfassen, Temperartureinflüsse und Umgebungseinflüsse starke Auswirkungen zeigen können. Entsprechend wird vorgeschlagen, an entsprechenden Bipods von Lagern von optischen Elementen mindestens einen Temperatursensor und/oder mindestens ein Temperierelement anzuordnen.The present invention is based on the finding that the bearings of optical elements of projection exposure systems are also subject to environmental influences and, in particular, temperature changes due to the radiation exposure of the optical elements to working light, so that not inconsiderable influences on the imaging properties and the positioning accuracy of the optical elements result. In particular, it has been recognized that bearing arrangements, the so-called bipods, that is to say bearing structures with two retaining arms, may have strong effects on temperature influences and environmental influences. Accordingly, it is proposed to arrange at corresponding bipods of bearings of optical elements at least one temperature sensor and / or at least one tempering.
Mit einem Temperatursensor ist die Ermittlung der Temperatur des Bipods möglich, sodass mögliche Temperaturveränderungen erkannt werden können. Diese sind Grundlage dafür, die durch Temperaturveränderungen erzeugten Positionsveränderungen des gelagerten optischen Elements oder deren Auswirkungen durch entsprechende Kompensation der thermischen Ausdehnung am Bipod und/oder durch geeignete Kompensationsmaßnahmen an anderen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage zu beseitigen oder zu vermeiden. Beispielsweise kann bei einer festgestellten Änderung der Position eines optischen Elements, wie eines Spiegels einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, die Auswirkung daraus durch eine veränderte Positionierung der Wafer-Stage, also des Arbeitstisches, auf dem die zu belichtende Halbleiterscheibe angeordnet ist, kompensiert werden.With a temperature sensor, the determination of the temperature of the bipod is possible, so that possible temperature changes can be detected. These are the basis for the changes in position of the stored optical element caused by temperature changes or their effects by corresponding compensation of the thermal expansion on the bipod and / or by suitable compensation measures on other components of the Eliminate or avoid projection exposure equipment. For example, in the event of a change in the position of an optical element, such as a mirror of an EUV projection exposure apparatus, the effect can be compensated for by a changed positioning of the wafer stage, ie the work table on which the semiconductor wafer to be exposed is arranged.
Statt lediglich einen oder mehrere Temperatursensoren an einem Bipod eines Lagers eines optischen Elements anzuordnen, können auch zusätzlich ein oder mehrere Temperierelemente angeordnet sein, die Heiz- und/oder Kühlelemente umfassen können, um den Bipod kühlen und/oder heizen zu können. Damit lässt sich eine zeitlich konstante Temperatur des Bipods einstellen, sodass Positionsveränderungen des gelagerten optischen Elements aufgrund der thermischen Ausdehnung des Bipods vermieden werden können. Als Heiz- und/oder Kühlelemente kommen sämtliche für die Anordnung in einem Bipod geeigneten Heiz- und/oder Kühlelemente in Frage. Insbesondere können in einfacher Weise Widerstandsheizelemente, wie beispielsweise Heizdrähte an einem entsprechenden Bipod angeordnet werden. Instead of merely arranging one or more temperature sensors on a bipod of a bearing of an optical element, one or more tempering elements may additionally be arranged, which may comprise heating and / or cooling elements in order to cool and / or heat the bipod. This makes it possible to set a time-constant temperature of the bipod, so that positional changes of the mounted optical element due to the thermal expansion of the bipod can be avoided. Suitable heating and / or cooling elements are all suitable for the arrangement in a bipod heating and / or cooling elements in question. In particular, resistance heating elements, such as, for example, heating wires can be arranged on a corresponding bipod in a simple manner.
Aufgrund der Temperaturüberwachung und/oder Einstellung einer entsprechenden konstanten Temperatur kann ein Bipod in einfacher Weise aus einem metallischen Werkstoff gebildet werden, was entsprechende Konstruktionsvorteile bietet.Due to the temperature monitoring and / or setting a corresponding constant temperature, a bipod can be easily formed from a metallic material, which offers corresponding design advantages.
Ein Lager eines optischen Elements kann mehrere Bipods, beispielsweise drei Bipods, aufweisen, wobei an jedem der Bipods oder an mehreren Bipods entsprechende Temperatursensoren und/oder Temperierelemente vorgesehen sein können. Allerdings ist es auch möglich, dass lediglich ein Bipod in einem Lager eines optischen Elements mit mindestens einem Temperatursensor und/oder mindestens einem Tempierelement ausgebildet ist.A bearing of an optical element can have a plurality of bipods, for example three bipods, wherein corresponding temperature sensors and / or tempering elements can be provided on each of the bipods or on a plurality of bipods. However, it is also possible that only one bipod is formed in a bearing of an optical element with at least one temperature sensor and / or at least one tempering element.
Das entsprechend gelagerte optische Element kann insbesondere ein Spiegel einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage sein, welche durch das verwendetet EUV-Licht hohen Strahlungsbelastungen ausgesetzt ist. The correspondingly mounted optical element can, in particular, be a mirror of an EUV projection exposure apparatus which is exposed to high radiation loads as a result of the EUV light used.
Um eine zeitlich konstante Temperatur des oder der Bipods bzw. eine definierte Berücksichtigung thermischer Ausdehnungen des Bipods vornehmen zu können, kann die Projektionsbelichtungsanlage eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung umfassen, die die Messwerte des Temperatursensors empfängt und/oder das Temperierelement entsprechend steuert bzw. regelt. Auf diese Weise ist es möglich, thermische Ausdehnungen eines oder mehrerer Bipods zu vermeiden oder durch Veränderung anderer Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage zu kompensieren.In order to be able to carry out a time-constant temperature of the bipod or a defined consideration of thermal expansions of the bipod, the projection exposure apparatus may comprise a control and / or regulating device which receives the measured values of the temperature sensor and / or controls or regulates the tempering element accordingly , In this way, it is possible to avoid thermal expansion of one or more bipods or to compensate by changing other components of the projection exposure apparatus.
Insbesondere kann somit die Wärmebelastung des gelagerten optischen Elements kompensiert werden. Allerdings sind auch andere Einflüsse von Änderungen der Umgebung kompensierbar, wie beispielsweise die Änderung der umgebenden Gasatmosphäre, wie beispielsweise bei einem Gaswechsel von Stickstoff zu Wasserstoff oder dergleichen.In particular, thus, the heat load of the mounted optical element can be compensated. However, other influences of changes in the environment are compensable, such as the change of the surrounding gas atmosphere, such as in a gas exchange of nitrogen to hydrogen or the like.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in The accompanying drawings show in a purely schematic manner in FIG
Die
Die Spiegelanordnung der
Erfindungsgemäß weist der in
Sowohl der Temperatursensor
Kommt es somit beim Betrieb der Spiegelanordnung durch die Strahlungsbelastung des Spiegels
Um beispielsweise eine zeitlich konstante Temperatur und damit auch konstante Positionierung des Spiegels
Es hat sich gezeigt, dass damit eine starke Verbesserung der Positioniergenauigkeit von optischen Elementen in Projektionsbelichtungsanlagen erzielt werden kann.It has been found that this can be achieved with a strong improvement of the positioning accuracy of optical elements in projection exposure equipment.
Neben der Bestrahlung des Spiegels
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können beispielsweise Temperierelemente, wie die Heizdrähte
Selbstverständlich ist es auch möglich, die verschiedenen Verfahrensweisen, die hier vorgestellt wurden, miteinander zu kombinieren. Of course, it is also possible to combine the different procedures presented here.
Die
Die erfindungsgemäße Anordnung eines Temperatursensors und/oder eines Temperierelements an den Bipods
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiels beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiment, it will be understood by those skilled in the art that the invention is not limited to this embodiment, but rather modifications are possible in the manner that individual features omitted or other combinations of features can be realized as long as the scope of protection of the appended claims is not abandoned. The present disclosure includes all combinations of the features presented.
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Priority Applications (1)
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DE201310215718 DE102013215718A1 (en) | 2013-08-08 | 2013-08-08 | Projection exposure system e.g. extreme UV projection exposure system for microlithography, has optical element bearings that are provided with bipod on which temperature sensor and temperature-regulating element are arranged |
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DE102013215718A1 true DE102013215718A1 (en) | 2014-07-31 |
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- 2013-08-08 DE DE201310215718 patent/DE102013215718A1/en not_active Ceased
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