DE102018213220A1

DE102018213220A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektions-belichtungsanlage

Info

Publication number: DE102018213220A1
Application number: DE102018213220.8A
Authority: DE
Inventors: Dirk Jürgens
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2019-09-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage (100, 200, 400), umfassend ein deformierbares optisches Element (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) und eine erste Aktuatoreinrichtung (2), die ausgebildet ist, um wenigstens einen Abschnitt (A) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) zu deformieren. Vorgesehen ist eine zweite Aktuatoreinrichtung (4), die ausgebildet ist, um den wenigstens einen Abschnitt (A) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) zusätzlich zu deformieren. Die erste Aktuatoreinrichtung (2) ist zur Grobkorrektur vorgesehen und ausgebildet, eine Deformation innerhalb eines ersten Hubbereichs zu erzeugen. Die zweite Aktuatoreinrichtung (4) ist zur Feinkorrektur vorgesehen und ausgebildet, eine Deformation innerhalb eines zweiten, kleineren Hubbereichs zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage, umfassend ein deformierbares optisches Element, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage, wonach wenigstens ein Abschnitt eines deformierbaren optischen Elements deformiert wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit einer Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Projektionsbelichtungsanlage wenigstens ein deformierbares optisches Element aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Die Erfindung betrifft ferner eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist.
Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterschaltungen erhöhen sich die Anforderung an Auflösung und Genauigkeit von Projektionsbelichtungsanlagen gleichermaßen. Entsprechend hohe Anforderungen werden auch an die optischen Elemente, die u. a. den Strahlengang innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage beeinflussen, gestellt.
Zur Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit einer Projektionsbelichtungsanlage ist es aus der Praxis bekannt, Abbildungsfehler innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage durch definierte Deformationen einzelner optischer Elemente zu korrigieren. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 100 46 379 A1 bekannt. Die gattungsgemäße Schrift offenbart eine Vorrichtung zur gezielten Deformation von optischen Elementen in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie zur Beseitigung von Abbildungsfehlern bzw. zur aktiven Verstellung piezoelektrischer Elemente als Aktuatoren.
Ein Problem der bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist allerdings, dass die Einstellgenauigkeit in der Regel mit größer werdendem Hubbereich der Aktuatoren abnimmt. Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern vermögen die optischen Elemente somit entweder nur entlang kurzer Verfahrwege mit hoher Genauigkeit zu deformieren oder entlang großer Verfahrwege, dann jedoch mit deutlich verringerter Genauigkeit. Aus diesem Grund ist die Korrektur von Abbildungsfehlern bei Projektionsbelichtungsanlagen bislang limitiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, die zur Deformation optischer Elemente insbesondere große Deformationsamplituden bei hoher Einstellgenauigkeit ermöglicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, bei dem zur Deformation optischer Elemente insbesondere große Deformationsamplituden bei hoher Einstellgenauigkeit erreichbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, die Abbildungsgenauigkeit einer Projektionsbelichtungsanlage zu erhöhen, um insbesondere die Abbildungsgenauigkeit einer bestehenden Projektionsbelichtungsanlage nachträglich weiter zu verbessern.
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie bereitzustellen, welche wenigstens ein optisches Element aufweist, welches zur Korrektur von Abbildungsfehlern mit großen Deformationsamplituden bei hoher Einstellgenauigkeit deformierbar ist.
Die Aufgabe wird für die Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale und für das Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern durch die in Anspruch 14 aufgeführten Merkmale gelöst. Die Aufgabe wird für das Verfahren zur Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit einer Projektionsbelichtungsanlage durch die in Anspruch 17 aufgeführten Merkmale gelöst. Schließlich wird die Aufgabe für die Projektionsbelichtungsanlage durch die in Anspruch 18 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Die Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage umfasst ein deformierbares optisches Element und eine erste Aktuatoreinrichtung, die ausgebildet ist, um wenigstens einen Abschnitt des optischen Elements zu deformieren.
Im Rahmen der Erfindung ist unter einem deformierbaren optischen Element ein optisches Element zu verstehen, das bei der erfindungsgemäßen Verformung durch die Aktuatoreinrichtungen elastisch bzw. zumindest im Wesentlichen reversibel verformbar ist. Die Deformation erfolgt vorzugsweise hysteresefrei.
Unter der erfindungsgemäßen Deformation ist insbesondere keine Ausrichtung oder Verstellung des optischen Elements entlang eines Freiheitsgrads zu verstehen. Die erfindungsgemäße Deformation bezieht sich auf eine Verformung des Materials des optischen Elements, wodurch z. B. eine abschnittsweise Längenänderung in dem Material des optischen Elements oder eine abschnittsweise Oberflächendeformation des optischen Elements verursacht werden kann.
Im Rahmen der Definition der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der optischen Elemente der Projektionsbelichtungsanlage einen Teil der Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern bildet bzw. bilden.
Erfindungsgemäß ist eine zweite Aktuatoreinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, um den wenigstens einen Abschnitt des optischen Elements zusätzlich zu deformieren, wobei die erste Aktuatoreinrichtung zur Grobkorrektur vorgesehen ist und ausgebildet ist, eine Deformation innerhalb eines ersten Hubbereichs zu erzeugen, und wobei die zweite Aktuatoreinrichtung zur Feinkorrektur vorgesehen ist und ausgebildet ist, eine Deformation innerhalb eines zweiten, kleineren Hubbereichs zu erzeugen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht durch die erste Aktuatoreinrichtung eine Deformation des optischen Elements innerhalb eines großen Hubbereichs, wobei die zweite Aktuatoreinrichtung eine hohe Einstellgenauigkeit gewährleistet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit große Hubbereiche bzw. Deformationsbereiche/-amplituden.
Erfindungsgemäß wird das Problem gelöst, dass die Einstellgenauigkeit in der Regel mit steigendem Hubbereich der Aktuatoren bzw. mit steigendem „Manipulatorrange“ abnimmt. Durch die Kombination einer ersten Aktuatoreinrichtung mit großem Hubbereich („long stroke“) und einer zweiten Aktuatoreinrichtung mit einem relativ zu dem ersten Hubbereich kleineren, zweiten Hubbereich („short stroke“) ist es nunmehr möglich, Abbildungsfehler einer Projektionsbelichtungsanlage für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ausreichend genau zu korrigieren.
Der Abschnitt des optischen Elements, der erfindungsgemäß deformiert wird, kann eine oder mehrere Oberflächen des optischen Elements, ggf. aber auch nur einen Oberflächenabschnitt wenigstens einer Oberfläche des optischen Elements umfassen. Beispielsweise kann es sich bei dem wenigstens einen Abschnitt des optischen Elements um eine Rückseite des optischen Elements und/oder um eine Vorderseite des optischen Elements - oder einen entsprechenden Oberflächenabschnitt - handeln. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Abschnitt des optischen Elements, der deformiert wird, einen Oberflächenabschnitt einer Oberfläche des optischen Elements betrifft, der zur Beeinflussung des Strahlengangs (z. B. Reflektion, Transmission, Absorption, Polarisationsänderung etc.) innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage dient. Die Deformation kann insbesondere in diesem Bereich vorteilhaft sein, da die elektromagnetische Strahlung mitunter nur auf einen Oberflächenabschnitt bzw. Teilbereich einer der Oberflächen des deformierbaren optischen Elements auftrifft.
Die Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern kann insbesondere drei funktionale Elemente umfassen:

- die ersten Aktuatoreinrichtung;
- das Substrat des optischen Elements; und
- die zweiten Aktuatoreinrichtung,

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung, die zweite Aktuatoreinrichtung und das optische Element in einer Schichtanordnung angeordnet sind.
Die Aktuatoreinrichtungen und das optische Element sowie deren Bestandteile können somit beispielsweise in der Art eines Stapels („stack“) aufeinander angeordnet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Aktuatoreinrichtungen und das optische Element in einem gemeinsamen Herstellungsprozess zu fertigen, insbesondere deren einzelne Schichten aufeinander aufwachsen zu lassen, analog zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, beispielsweise eines Mikrochips.
Die Vorrichtung kann aufgrund der Schichtanordnung besonders kompakt und wirtschaftlich herstellbar sein.
In einer Weiterbildung kann außerdem vorgesehen sein, dass eine Substratschicht des optischen Elements zwischen der ersten Aktuatoreinrichtung und der zweiten Aktuatoreinrichtung angeordnet ist.
Insbesondere eine Verteilung der Aktuatoreinrichtungen auf verschiedene, insbesondere gegenüberliegende Seiten des optischen Elements kann zur Realisierung eines großen Hubbereichs bei hoher Einstellgenauigkeit von Vorteil sein.
Die Substratschicht des optischen Elements kann beispielsweise aus Siliziumoxid und/oder Quarz bestehen bzw. diese Materialien aufweisen.
In einer Weiterbildung kann außerdem vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung zwischen der Substratschicht des optischen Elements und einer optischen Beschichtung, insbesondere einer hochreflektierenden Beschichtung, angeordnet ist.
Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung innerhalb des optischen Elements eingebettet ist. Insbesondere, wenn es sich bei dem optischen Element um einen Spiegel, beispielsweise um einen Spiegel einer EUV („Extreme Ultra Violet“) - Projektionsbelichtungsanlage handelt, kann diese Anordnung von Vorteil sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung auf einer Rückseite des optischen Elements angeordnet ist und/oder dass die zweite Aktuatoreinrichtung auf einer Vorderseite des optischen Elements angeordnet ist.
Eine erfindungsgemäße Grobkorrektur, ausgehend von der Rückseite des optischen Elements, kann insbesondere von Vorteil sein, um die Amplituden der mittels des Hubbereichs der ersten Aktuatoreinrichtung erzeugten Deformation durch Auswahl der Dicke des optischen Elements bzw. der Dicke der Substratschicht des optischen Elements technisch einfach vorzugeben. Eine dünne Substratschicht des optischen Elements vermag dabei eine Deformation mittels der ersten Aktuatoreinrichtung direkter auf die Vorderseite des optischen Elements zu übertragen, als eine dicke Substratschicht, die den Hub der ersten Aktuatoreinrichtung zumindest teilweise aufnimmt und anderweitig im optischen Element verteilt. Somit kann beispielsweise eine standardisierte erste Aktuatoreinrichtung für verschiedene optische Elemente und verschiedene Deformationsamplituden einsetzbar sein.
Es kann auch vorgesehen sein, mittels der ersten Aktuatoreinrichtung zur Grobkorrektur das optische Element an zumindest einer Seitenfläche zu deformieren und zur Feinkorrektur das optische Element mittels der zweiten Aktuatoreinrichtung auf der Vorderseite und/oder der Rückseite zu deformieren.
Es kann außerdem auch vorgesehen sein, beide Aktuatoreinrichtungen auf derselben Seite bzw. Oberfläche des optischen Elements, vorzugsweise in einer Schichtanordnung, vorzusehen. Besonders eignet sich allerdings ein Aufbau, bei dem die erste Aktuatoreinrichtung auf der Rückseite des optischen Elements und die zweite Aktuatoreinrichtung auf der Vorderseite des optischen Elements angeordnet ist.
Bei der Vorderseite kann es sich um eine zur Beeinflussung des Strahlengangs innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage verwendete Seite des optischen Elements handeln. Es kann sich bei der Vorderseite um eine optisch aktive Seite des optischen Elements handeln.
Bei der Rückseite kann es sich um eine zur Beeinflussung des Strahlengangs innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage nicht verwendete Seite des optischen Elements handeln. Es kann sich bei der Rückseite um eine optisch inaktive Seite des optischen Elements handeln. Bei der Rückseite kann es sich um eine von der Vorderseite des optischen Elements abgewandte Seite des optischen Elements handeln.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Hubbereich der ersten Aktuatoreinrichtung um wenigstens den Faktor 2, 5, 10, 50, 100, 500 oder 1.000 größer ist, als der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die maximale Deformationsamplitude, die die erste Aktuatoreinrichtung an dem deformierbaren optischen Element verursacht, um wenigstens den Faktor 2, 5, 10, 50, 100, 500 oder 1.000 größer ist, als die Deformationsamplitude der zweiten Aktuatoreinrichtung.
Beispielsweise kann der Hubbereich bzw. die Deformationsamplitude der ersten Aktuatoreinrichtung größer sein als ein Mikrometer. Der Hubbereich bzw. die Deformationsamplitude der zweiten Aktuatoreinrichtung kann beispielsweise kleiner sein als 10 Nanometer.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung höchstens dem 4-fachen, vorzugsweise höchstens dem 3-fachen, besonders bevorzugt höchstens dem 2-fachen und ganz besonders bevorzugt der Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung entspricht.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung wenigstens dem 0,5-fachen, vorzugsweise wenigstens dem 0,8-fachen, besonders bevorzugt der Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung entspricht.
Auf diese Weise kann eine Ungenauigkeit bzw. unzureichende Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung mittels der zweiten Aktuatoreinrichtung besonders effizient ausgeglichen werden.
Insbesondere wenn der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung im Wesentlichen der Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung entspricht, lässt sich der Nachteil der ersten Aktuatoreinrichtung, nämlich eine schlechte Einstellgenauigkeit (aufgrund des großen Hubbereichs) ausgleiche.
Bei einer Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung von 10 Nanometern beträgt der Hub der zweiten Aktuatoreinrichtung somit vorzugsweise 10 Nanometer.
Bei einer Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung von etwa 10 Nanometer kann die zweite Aktuatoreinrichtung bei einem Hub von 10 Nanometern vorzugsweise eine Einstellgenauigkeit von 0,1 Nanometer oder noch geringer aufweisen, woraus sich über einen hohen Hub eine hohe Einstellgenauigkeit (Feinkorrektur) ergibt.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das optische Element als Spiegel (insbesondere als gekrümmter Spiegel), Linse, Prisma, Polarisator, Abschlussplatte, Retikel, Wafer und/oder Waferhalter ausgebildet ist. Das optische Element kann beispielsweise auch als sog. „Grazing-Incidence“-Spiegel ausgebildet sein.
Grundsätzlich kann es sich bei dem erfindungsgemäßen optischen Element um ein beliebiges deformierbares Element der Projektionsbelichtungsanlage handeln, das den Strahlengang innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage beeinflusst, erzeugt und/oder das auf den Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage eine Wirkung entfalten kann oder auf das die elektromagnetische Strahlung einen Einfluss hat. Es kann sich bei dem deformierbaren optischen Element auch um eine Komponente der Projektionsbelichtungsanlage handeln, die derartige optische Elemente mittelbar beeinflussen, beispielsweise lagern oder verstellen, kann. Insofern kann es sich bei einem optischen Element im Rahmen der Erfindung auch um einen Waferhalter bzw. einen Wafertisch, ein Retikel bzw. eine Maske und deren Befestigungs- bzw. Aktuierungseinrichtung handeln.
Besonders eignet sich die Erfindung allerdings zur Korrektur von Abbildungsfehlern durch Deformationen wenigstens eines Abschnitts eines als Spiegel oder Linse ausgebildeten optischen Elements.
Es kann vorgesehen sein, dass die deformierbaren optischen Elemente entlang des Strahlengangs innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage angrenzend an eine Zwischenfokusebene angeordnet sind.
Wenn das optische Element als Spiegel ausgebildet ist, kann es sich bei der vorstehend genannten „Vorderseite“ um die reflektierende Seite bzw. um die dem Strahlengang zugewandte Seite des Spiegels handeln. Wenn das optische Element als Linse, Prisma, Polarisator oder Retikel ausgebildet ist, kann es sich bei der „Vorderseite“ um die Seite des optischen Elements handeln, auf die die Strahlung zuerst auftrifft. Wenn das optische Element als Wafer ausgebildet ist, kann es sich bei der „Vorderseite“ um die belichtete Seite des Wafers handeln. Wenn das optische Element als Wafertisch ausgebildet ist, kann es sich bei der „Vorderseite“ um die dem Wafer zugewandte Seite des Wafertisches handeln.
Bei der „Rückseite“ des optischen Elements kann es sich jeweils um die der „Vorderseite“ des optischen Elements abgewandte Seite des optischen Elements handeln.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung als Linearaktuator, thermischer Manipulator und/oder Piezoaktuator ausgebildet ist.
Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer bestimmten Art Aktuatoreinrichtung beschränkt zu verstehen. Die Deformation bzw. der Hubbereich der Aktuatoreinrichtungen kann rotatorisch oder linear unter Verwendung beliebiger mechanischer und/oder physikalischer Wirkmechanismen erzeugt werden. Beispielsweise können auch thermische Manipulatoren verwendet werden, um den oder die Hubbereiche mittels thermisch bedingter Materialausdehnung oder Materialkontraktion zu verursachen. Besonders eignet sich die Erfindung allerdings zur Verwendung mit Piezoaktuatoren.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung als Piezoaktuator ausgebildet ist, umfassend mehrere Piezoelemente in einer Rasteranordnung. Alternativ und/oder zusätzlich kann auch die zweite Aktuatoreinrichtung als Piezoaktuator ausgebildet sein, umfassend mehrere Piezoelemente in einer Rasteranordung.
Vorzugsweise kann auf der Rückseite des optischen Elements eine Rasteranordnung aus Piezoelementen angefügt sein, wobei sich die Piezoelemente durch das Anlegen einer entsprechenden Spannung entlang deren Hauptachse längs der angelegten Spannung ausdehnen. Hierdurch kann eine laterale Kontraktion und somit eine Deformation auf der Vorderseite des optischen Elements induziert werden.
In einer Weiterbildung hierzu können die Piezoelemente vorzugsweise in einem 4-mm-Raster angeordnet sein. Auch ein 1-mm-Raster, 2-mm-Raster, 3-mm-Raster, 5-mm-Raster, 6-mm-Raster, 7-mm-Raster, 8-mm-Raster oder sonstige Rastergrößen können geeignet sein.
Das Raster der Piezoelemente kann in einer beliebigen Anordnung und geometrischen Ausdehnung ausgebildet sein, um den wenigstens einen Abschnitt des optischen Elements möglichst umfassend deformieren zu können. Der Außenumfang der Rasteranordnung kann beispielsweise dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig oder achteckig ausgebildet sein oder einer sonstigen geometrischen (polygonalen) Form entsprechen. Die Rasteranordnung kann insbesondere auch quadratisch oder rund ausgebildet sein.
Es können auch Rasteranordnungen vorgesehen sein, bei denen die Piezoelemente entlang der beiden Raumrichtungen unterschiedlich beabstandet sind. Beispielsweise kann eine Rasteranordnung vorgesehen sein, bei der die Piezoelemente entlang einer ersten Raumrichtung in einem 4-mm-Abstand und entlang einer zweiten Raumrichtung in einem 5-mm-Abstand angeordnet sind.
Die Piezoelemente der Rasteranordnung können elektrisch mittels Reihen- und Spaltenadressierung ansteuerbar sein, wozu beispielsweise 50 bis 500 Kanäle für die Spaltenadressierung und 50 bis 500 Kanäle für die Reihenadressierung bereitgestellt werden können.
Es kann vorgesehen sein, die Rasteranordnung der Piezoelemente mit beispielsweise einer Silizium oder ULE („Ultra-low Expansion Glass“) - Deckschicht zu versehen, die optional mit Gold, Aluminium und/oder Silber beschichtet ist.
Als besonders geeignet zur Ausbildung der ersten Aktuatoranordnung hat sich ein „Surface Parallel Array“ (SPA) der Northrop Grumman's AOA Xinetics (AOX), herausgestellt.
In einer Weiterbildung kann außerdem vorgesehen sein, dass die zweite Aktuatoreinrichtung als Piezoaktuator ausgebildet ist, umfassend einen Schichtaufbau mit zumindest einer piezoelektrisch aktiven Schicht. Alternativ und/oder zusätzlich kann auch die erste Aktuatoreinrichtung als Piezoaktuator ausgebildet sein, umfassend einen Schichtaufbau mit zumindest einer piezoelektrisch aktiven Schicht.
In einer Weiterbildung hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass die piezoelektrisch aktive Schicht mehrere zylinderförmig ausgebildete, nebeneinander angeordnete Piezoelemente aufweist.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die erste und/oder zweite Aktuatoreinrichtung eine gemeinsame Masseelektrodenschicht aufweist. Zur gezielten Adressierung der piezoelektrisch aktiven Schicht können mehrere in einem Schichtaufbau aufgetragene Elektroden vorgesehen sein, zu denen die gemeinsame Masselektrode eine Referenz bildet, um mittels jeweils einer einzelnen Elektrode eines oder vorzugsweise mehrere der Piezoelemente anzusteuern.
Als besonders geeignet zur Ausbildung der zweiten Aktuatoreinrichtung hat sich ein „Piezolayerstack“ herausgestellt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als „Manipulatorstack“ ausgebildet sein. Vorzugsweise kann eine dünne Spiegelschale mit einer rückseitig aufgeklebten ersten Aktuatoreinrichtung, insbesondere einem „Piezoaktuator-Grid“ (z. B. einem Surface Parallel Array), bestückt und als „long stroke Manipulator“ zur Erzeugung eines großen Hubbereichs bzw. zur Erzeugung großer Deformationsamplituden verwendet werden. Auf vorzugsweise der Spiegelvorderseite kann unterhalb einer hochreflektierenden Beschichtung die erste Aktuatoreinrichtung angeordnet sein, die insbesondere als piezoaktive Schicht (z. B. gemäß dem SMILE-Konzept) zur Erzeugung eines kleineren Hubbereichs bzw. kleinerer Deformationsamplituden als „short stroke-Manipulator“ verwendet wird.
Es kann eine Sensoreinrichtung vorgesehen sein, um das Deformations- und/oder Korrekturergebnis der ersten Aktuatoreinrichtung und/oder der zweiten Aktuatoreinrichtung zu erfassen. Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung einen optischen Sensor im Bereich des Wafers umfassen, der initial, kontinuierlich und/oder periodisch die Fokussierung des Strahlengangs erfasst. Es können auch beliebige (weitere) Sensoren vorgesehen sein, um Abbildungsfehler zu erkennen, beispielsweise Wellenfrontsensoren und/oder Sensoren, die ebenfalls als Piezoelemente ausgebildet sind.
Es kann eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorgesehen sein, um die mittels der ersten Aktuatoreinrichtung und/oder mittels der zweiten Aktuatoreinrichtung zu verursachenden Deformationen in Abhängigkeit von Messdaten der Sensoreinrichtung zu steuern bzw. zu regeln.
Insofern nach der Korrektur durch die erste Aktuatoreinrichtung aufgrund deren Ungenauigkeit noch Abbildungsfehler bestehen bleiben, kann erfindungsgemäß die zweite Aktuatoreinrichtung zur Korrektur verwendet werden. Aufgrund der hohen Genauigkeit der zweiten Aktuatoreinrichtung kann auch auf eine sensortechnische Erfassung deren Deformations- bzw. Korrekturergebnisses verzichtet werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage, wonach wenigstens ein Abschnitt eines deformierbaren optischen Elements mittels einer ersten Aktuatoreinrichtung deformiert wird. Dabei ist vorgesehen, dass der Abschnitt des optischen Elements mittels einer zweiten Aktuatoreinrichtung zusätzlich deformiert wird, wobei die erste Aktuatoreinrichtung eine Deformation innerhalb eines ersten Hubbereichs zur Grobkorrektur erzeugt, und wobei die zweite Aktuatoreinrichtung eine Deformation innerhalb eines zweiten, kleineren Hubbereichs zur Feinkorrektur erzeugt.
Kerngedanke der Erfindung ist es also, eine Aktuatoreinrichtung mit großem Hubbereich bei gleichzeitig „schlechter“ absoluter Einstellgenauigkeit mit einer Aktuatoreinrichtung mit kleinerem Hubbereich bei gleichzeitig guter (bzw. besserer) Einstellgenauigkeit zu kombinieren. Durch die Kombination der zwei Deformationsmechanismen können Abbildungsfehler einer Projektionsbelichtungsanlage in einem großen Bereich mit hoher Genauigkeit korrigiert werden. Beispielsweise können erfindungsgemäß bis zu 100-fach erhöhte Deformationsamplituden realisierbar sein, verglichen mit dem Stand der Technik.
Die Dicke der Substratschicht des optischen Elements kann so gewählt werden, dass sich die gewünschte Deformationsamplitude durch die erste Aktuatoreinrichtung ergibt, wobei benachbarte Achsen umso stärker zusammenwirken und den Deformationsbereich vergrößern können, je langwelliger die Zieldeformation ist.
Die Erfindung eignet sich grundsätzlich für eine Vielzahl von Anwendungen im Hinblick auf die Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage, da erfindungsgemäß Deformationen mit großen Amplituden bei gleichzeitig hoher Einstellgenauigkeit erreichbar sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Abschnitt des optischen Elements derart deformiert wird, dass Passformfehler (bzw. Passefehler von Freiformflächen eines optischen Elements), Prozessfehler, insbesondere Belichtungsfehler in einem Randbereich eines Wafers und/oder eine Wärmeausdehnung des optischen Elements korrigiert werden und/oder dass eine Belichtungsüberlagerungskorrektur (sog. „Overlay-Manipulation“) durchgeführt wird.
Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise zur Korrektur von Passefehlern in Projektionsbelichtungsanlagen verwendet werden, deren Projektionsobjektive starke Freiformflächen aufweisen, wie beispielsweise Projektionsobjektive für die EUV-Lithografie mit großer numerischer Apertur (sog. „High-NA“-EUV-Projektio nso bjektive“).
Auch kann sich die Erfindung vorteilhaft für sog. „edge-die“-Anwendungen eignen, für die besonders hohe Deformations-Verfahrwege bzw. Deformationsamplituden erforderlich sein können, um Deformationen in den Randbereichen des Wafers zu korrigieren. Bekanntermaßen können sich Wafer im Mikrometerbereich in den Außenbereichen aufwölben, was bei der Belichtung einen Unschärfeeffekt erzeugen kann. Durch eine entsprechende Korrektur können in Folge auch Halbleiterbauelemente bzw. Mikrochips unter Ausnutzung der Randbereiche des Wafers hergestellt werden (die „edge-dies“), was die Ausbeute und somit die Wirtschaftlichkeit der Herstellungsverfahren verbessern kann.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, insbesondere hinsichtlich EUV-Projektionsbelichtungsanlagen in vorteilhafter Weise Abbildungsfehler, die durch eine unerwünschte Erwärmung der optischen Elemente, beispielsweise der Spiegel oder dem Wafer, hervorgerufen werden, zu korrigieren. Für die Korrektur von wärmebedingten Abbildungsfehlern kann sich insbesondere auch die Verwendung eines thermischen Manipulators eignen. Hierzu kann beispielsweise ein Gitter von Heizelementen vorgesehen sein, um durch die punktuelle Erwärmung des wenigstens einen Abschnitts des optischen Elements eine mechanische Ausdehnung oder Kontraktion des optischen Elements zu verursachen bzw. eine diesbezüglich vorhergehende Ausdehnung oder Kontraktion auszugleichen. Ein thermischer Manipulator kann sich neben einem Piezoaktuator besonders eignen, um parasitäre thermische Effekte zu kompensieren.
Auch für eine Belichtungsüberlagerungskorrektur (die sog. „Overlay-Manipulation“), bei der die Fokussierung der Projektionsbelichtungsanlage zwischen verschiedenen Belichtungsschritten nachjustiert werden muss, um ein optimales Mustermatching zu erreichen, kann sich die Erfindung eignen. Beispielsweise kann sich während Ätzprozessen aufgrund mechanischer Spannung der Wafer mechanisch verziehen, was in den nachfolgenden Belichtungsprozessen berücksichtigt werden muss. Durch die erfindungsgemäße Deformation wenigstens eines Abschnitts wenigstens eines optischen Elements kann der Strahlengang bzw. Fokus innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage diesbezüglich korrigierbar sein.
Die Erfindung ist nicht auf die Korrektur der vorstehend genannten Abbildungsfehler beschränkt zu verstehen.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung für die Korrektur der Abbildungsfehler auf dem optischen Element bzw. auf dem Substrat des optischen Elements aufgeklebt wird und/oder zusammen mit dem optischen Element in einem Schichtaufbau hergestellt wird.
Insbesondere kann sich eine materialschlüssige Befestigung der Aktuatoreinrichtungen an dem optischen Element für eine direkte und exakte Kraftübertragung eignen.
Eine gemeinsame Herstellung des optischen Elements zusammen mit zumindest einer der Aktuatoreinrichtungen, insbesondere in einem Schichtaufbau, kann dabei besonders bevorzugt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zweite Aktuatoreinrichtung auf dem optischen Element, insbesondere der Substratschicht des optischen Elements aufgebracht bzw. auf diesem abgeschieden wird. Die zweite Aktuatoreinrichtung kann somit in einem Schichtaufbau in der Art eines Mikrochips direkt materialschlüssig mit dem optischen Element hergestellt werden.
Es kann allerdings auch vorteilhaft sein, zumindest eine der Aktuatoreinrichtungen erst nachträglich auf einem bestehenden optischen Element aufzukleben, um eine bestehende Projektionsbelichtungsanlage nachträglich aufzurüsten bzw. aufzuwerten.
Die Erfindung betrifft demnach auch ein Verfahren zur Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit einer (bestehenden) Projektionsbelichtungsanlage, wobei die Projektionsbelichtungsanlage wenigstens ein deformierbares optisches Element aufweist, das mittels einer ersten Aktuatoreinrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern deformiert wird. Dabei ist vorgesehen, dass auf wenigstens einen Abschnitt des deformierbaren optischen Elements eine zweite Aktuatoreinrichtung zur Feinkorrektur von Abbildungsfehlern aufgebracht, vorzugsweise aufgeklebt wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es somit, dass mittels der Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern eine bestehende Projektionsbelichtungsanlage bzw. deren Optik nachträglich noch erweitert bzw. verbessert werden kann, da die Notwendigkeit der Modifikation bzw. Beeinträchtigung des gesamten optischen Systems entfallen kann: Beschichtungen, Abmessungen etc. können im Idealfall unverändert weiter verwendet werden, da lediglich die zweite Aktuatoreinrichtung aufgeklebt oder auf sonstige Weise auf wenigstens ein deformierbares optisches Element aufgebracht werden muss.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist, welches mit einer Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern gemäß den vorstehenden Ausführungen deformierbar ist.
Die Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung mit mikrolithographischen DUV („Deep Ultra Violet“) - und EUV-Projektionsbelichtungsanlagen.
Eine mögliche Verwendung der Erfindung betrifft auch die Immersionslithographie, wobei Prozessfehler mit großer Deformationsamplitude vorteilhaft korrigierbar sind.
Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden, sind auch für die erfindungsgemäßen Verfahren bzw. für die Projektionsbelichtungsanlage vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt wurden, auch auf die erfindungsgemäßen Verfahren bzw. auf die Projektionsbelichtungsanlage verstanden werden - und umgekehrt.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:

1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage;
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
3 eine immersionslithographische Projektionsbelichtungsanlage;
4 eine Schnittdarstellung durch eine Schichtanordnung, umfassend eine erste Aktuatoreinrichtung, eine zweite Aktuatoreinrichtung und ein optisches Element gemäß einer ersten Ausführungsform;
5 eine Schnittdarstellung durch eine Schichtanordnung, umfassend eine erste Aktuatoreinrichtung, eine zweite Aktuatoreinrichtung und ein optisches Element gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6 eine Schnittdarstellung durch eine Schichtanordnung, umfassend eine erste Aktuatoreinrichtung, eine zweite Aktuatoreinrichtung und ein optisches Element gemäß einer dritten Ausführungsform;
7 eine Ausführungsform einer zweiten Aktuatoreinrichtung zur Feinkorrektur in einer Schnittdarstellung; und
8 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer ersten Aktuatoreinrichtung zur Grobkorrektur zusammen mit dem deformierbaren optischen Element.

1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 für die Halbleiterlithographie, für die die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem 401 der Projektionsbelichtungsanlage 400 weist neben einer Strahlungsquelle 402 eine Optik 403 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 404 in einer Objektebene 405 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 404 angeordnetes Retikel 406, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 407 gehalten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 408 dient zur Abbildung des Objektfeldes 404 in ein Bildfeld 409 in einer Bildebene 410. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 406 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 409 in der Bildebene 410 angeordneten Wafers 411, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 412 gehalten ist. Die Strahlungsquelle 402 kann EUV-Strahlung 413, insbesondere im Bereich zwischen 5 Nanometer und 30 Nanometer, emittieren. Zur Steuerung des Strahlungswegs der EUV-Strahlung 413 werden optisch verschieden ausgebildete und mechanisch verstellbare optische Elemente 415, 416, 418, 419, 420 eingesetzt. Die optischen Elemente sind bei der in 1 dargestellten EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 als verstellbare Spiegel in geeigneten und nachfolgend nur beispielhaft erwähnten Ausführungsformen ausgebildet.
Die mit der Strahlungsquelle 402 erzeugte EUV-Strahlung 413 wird mittels eines in der Strahlungsquelle 402 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass die EUV-Strahlung 413 im Bereich einer Zwischenfokusebene 414 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor die EUV-Strahlung 413 auf einen Feldfacettenspiegel 415 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 415 wird die EUV-Strahlung 413 von einem Pupillenfacettenspiegel 416 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 416 und einer optischen Baugruppe 417 mit Spiegeln 418, 419, 420 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 415 in das Objektfeld 404 abgebildet.
In 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist ein Beleuchtungssystem 103, eine Retikelstage 104 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 105, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 102 bestimmt werden, einen Waferhalter 106 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 102 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich ein Projektionsobjektiv 107, mit mehreren optischen Elementen 108, die über Fassungen 109 in einem Objektivgehäuse 140 des Projektionsobjektivs 107 gehalten sind, auf.
Die optischen Elemente 108 können als einzelne refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente 108, wie z. B. Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen ausgebildet sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Projektionsbelichtungsanlage 100 sieht vor, dass die in das Retikel 105 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 102 abgebildet werden.
Das Beleuchtungssystem 103 stellt einen für die Abbildung des Retikels 105 auf den Wafer 102 benötigten Projektionsstrahl 111 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 103 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 111 beim Auftreffen auf das Retikel 105 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
Mittels des Projektionsstrahls 111 wird ein Bild des Retikels 105 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 107 entsprechend verkleinert auf den Wafer 102 übertragen. Dabei können das Retikel 105 und der Wafer 102 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 105 auf entsprechende Bereiche des Wafers 102 abgebildet werden.
In 3 ist eine dritte Projektionsbelichtungsanlage 200 in Ausbildung als immersionslithographische DUV-Projektionsbelichtungsanlage dargestellt. Zum weiteren Hintergrund einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage 200 wird beispielsweise auf die WO 2005/069055 A2 verwiesen, deren entsprechender Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung integriert sei; auf die genaue Funktionsweise wird an dieser Stelle deshalb nicht im Detail eingegangen.
Erkennbar ist, vergleichbar mit der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 gemäß 2, eine Retikelstage 104, durch welche die späteren Strukturen auf dem Wafer 102, der auf dem Waferhalter 106 bzw. Wafertisch angeordnet ist, bestimmt werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 200 der 3 weist hierzu ebenfalls mehrere optische Elemente, insbesondere Linsen 108 und Spiegel 201, auf.
Im Rahmen der Erfindung können allerdings auch das Retikel 105, 406 die Retikelstage 104 bzw. der Retikelhalter 407, der Wafer 102, 411, der Waferhalter 106, 412 oder weitere Elemente im Bereich des Strahlengangs der Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, 400 als optische Elemente bezeichnet werden.
Zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage, beispielsweise der Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, 400, kann sich insbesondere eine gezielte Deformation deren optischer Elemente 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 eignen. Hier setzt die Erfindung an.
Innerhalb des Strahlengangs der Projektionsbelichtungsanlage 200 sind zwei Spiegel 201 vorgesehen, zwischen denen sich eine Zwischenfokusebene 414 befindet. Obwohl sich die Erfindung zur Korrektur der Abbildungsfehler grundsätzlich für die Deformation beliebiger optischer Elemente beliebiger Projektionsbelichtungsanlagen eignet, kann die Erfindung insbesondere zur Deformation optischer Elemente 201, 402, 415, die an eine Zwischenfokusebene 414 angrenzen, vorteilhaft verwendet werden. Demnach können insbesondere die Spiegel 201 der immersionslithographischen Projektionsbelichtungsanlage der 3 erfindungsgemäß deformierbar ausgebildet sein.
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, 400, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt.
Die Erfindung sowie das nachfolgende Ausführungsbeispiel sind ferner nicht auf eine spezifische Bauform beschränkt zu verstehen. Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.
4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, 400. Die Vorrichtung 1 im Ausführungsbeispiel umfasst ein deformierbares optisches Element, das als Spiegel 201, 415, 416, 418, 419, 420 ausgebildet ist. Das deformierbare optische Element kann allerdings auch als Linse 108, Prisma, Polarisator, Abschlussplatte, Retikel 105, 406, Wafer 102, 411 und/oder Waferhalter 106, 412 ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst ferner eine erste Aktuatoreinrichtung 2, die ausgebildet ist, um wenigstens einen Abschnitt A des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 zu deformieren. Bei dem wenigstens einen Abschnitt A des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 kann es sich um eine oder mehrere Oberflächen oder um einen Teilbereich einer oder mehrerer Oberflächen des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 handeln. In den Ausführungsbeispielen der 4 bis 6 umfasst der zu deformierende Abschnitt A des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 die gesamte zur Beeinflussung des Strahlengangs S (in den 4 bis 7 durch drei Pfeile angedeutet) innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 200, 400 verwendete Vorderseite 3 des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420; in den 7 und 8 betrifft der Abschnitt A nur einen Teilbereich der Vorderseite 3.
Im Rahmen der Erfindung ist eine zweite Aktuatoreinrichtung 4 vorgesehen, die ausgebildet ist, um den wenigstens einen Abschnitt A des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 zusätzlich zu deformieren. Die erste Aktuatoreinrichtung 2 ist zur Grobkorrektur vorgesehen und ausgebildet, um eine Deformation innerhalb eines ersten Hubbereichs zu erzeugen. Die zweite Aktuatoreinrichtung 4 ist zur Feinkorrektur vorgesehen und ausgebildet, um eine Deformation innerhalb eines zweiten, kleineren Hubbereichs zu erzeugen.
Durch die Grobkorrektur mittels der ersten Aktuatoreinrichtung 2 und die Feinkorrektur mittels der zweiten Aktuatoreinrichtung 4, die hinsichtlich des Hubbereichs der ersten Aktuatoreinrichtung 2 einen kleineren Hubbereich aufweist, ist es vorteilhaft möglich, das optische Element 201, 415, 416, 418, 419, 420 derart zu deformieren, dass Passformfehler, Prozessfehler, insbesondere Belichtungsfehler in einem Randbereich des Wafers 102, 411 und/oder eine Wärmeausdehnung des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 korrigiert werden und/oder dass eine Belichtungsüberlagerungskorrektur durchgeführt wird.
Im Rahmen der Herstellung der Vorrichtung 1 kann vorgesehen sein, dass die erste Aktuatoreinrichtung 2 und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung 4 für die Korrektur der Abbildungsfehler auf dem optischen Element 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 aufgeklebt wird, insbesondere im Falle einer bereits bestehenden Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, 400 oder eines bestehenden optischen Elements 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 und/oder zusammen mit dem optischen Element 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 in einem Schichtaufbau hergestellt wird.
Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auch zur Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit einer Projektionsbelichtungsanlage 100, 200, 400, die wenigstens ein deformierbares optisches Element 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 aufweist, verwendbar sein, indem die zweite Aktuatoreinrichtung 4 zur Feinkorrektur von Abbildungsfehlern nachträglich auf das optische Element 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 aufgebracht wird.
Es kann von Vorteil sein, wenn die erste Aktuatoreinrichtung 2, die zweite Aktuatoreinrichtung 4 und das optische Element 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 in einer Schichtanordnung angeordnet sind, wie in den 4 bis 6 dargestellt. Alternative Anordnungen sind allerdings auch möglich. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass insbesondere die erste Aktuatoreinrichtung 2 eine Kraft auf wenigstens eine der Seitenflächen 5 des optischen Elements 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 ausübt, während die zweite Aktuatoreinrichtung 4 auf der Vorderseite 3 und/oder der Rückseite 6 des optischen Elements 108, 201, 415, 416, 418, 419, 420 zur Feinkorrektur vorgesehen ist.
In 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der eine Substratschicht 7 des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 zwischen der ersten Aktuatoreinrichtung 2 und der zweiten Aktuatoreinrichtung 4 angeordnet ist. Die Erfindung kann allerdings auch mit einem hiervon abweichenden Aufbau vorteilhaft verwendet werden, beispielsweise gemäß den Ausführungsbeispielen der 5 und 6. In 5 sind die Aktuatoreinrichtungen 2, 4 gemeinsam auf der Vorderseite 3 des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 und in 6 auf der Rückseite 6 des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 angeordnet.
In den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 ist vorgesehen, dass die zweite Aktuatoreinrichtung 4 zwischen der Substratschicht 7 des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 und einer optischen Beschichtung, insbesondere einer hochreflektierenden Beschichtung 8, angeordnet ist.
Alternativ oder ergänzend kann auch die erste Aktuatoreinrichtung 2 entsprechend angeordnet sein.
Um ein möglichst optimales Ergebnis für eine Deformation mit großer Amplitude und hoher Einstellgenauigkeit zu erzielen kann vorgesehen sein, dass der Hubbereich der ersten Aktuatoreinrichtung 2 um wenigstens den Faktor 2, 5, 10, 50, 100, 500 oder 1.000 größer ist, als der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung 4.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung 4 höchstens dem 4-fachen, vorzugsweise höchstens dem 3-fachen, besonders bevorzugt höchstens dem 2-fachen und ganz besonders bevorzugt der Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung 2 entspricht.
Grundsätzlich können die erste Aktuatoreinrichtung 2 und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung 4 beliebig ausgebildet sein. Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Verwendung von Aktuatoreinrichtungen 2, 4, die als Linearaktuator, thermischen Manipulator und/oder Piezoaktuator ausgebildet sind.
Im Ausführungsbeispiel nach der 7 ist vorgesehen, dass die zweite Aktuatoreinrichtung 2 als Piezoaktuator ausgebildet ist, umfassend einen Schichtaufbau mit zumindest einer piezoelektrisch aktiven Schicht 9. Dabei kann vorgesehen sein, dass die piezoelektrisch aktive Schicht 9 mehrere zylinderförmig ausgebildete, nebeneinander angeordnete Piezoelemente 10 aufweist (vgl. vergrößerter Ausschnitt der 7).
Die zweite Aktuatoreinrichtung 4 kann gemäß der in 7 gezeigten Ausführungsform beispielsweise direkt auf der Substratschicht 7 des optischen Elements 201, 415, 416, 418, 419, 420 abgeschieden werden. Hierfür kann der nachfolgend beschriebene und in 7 dargestellte Aufbau vorteilhaft sein, wobei allerdings auch hiervon abweichende Konzepte möglich sind.
Zunächst kann eine sogenannte „Seeding Layer“ 11 auf die Substratschicht 7 aufgebracht werden, um die Grundlage für die nachfolgend noch abgeschiedenen Schichten zu legen. Auf der Seeding Layer 11 kann eine Bodenelektrode 12 abgeschieden werden, auf der wiederum eine LNO-Schicht 13 aufgetragen wird. Hierauf kann schließlich die piezoelektrisch aktive Schicht 9 aufwachsen, gefolgt von einer Mittlerschicht 14 (sog. „Mediation Layer“). Auf die Mittlerschicht kann eine Glättungsschicht 15 („Smoothening Layer“) folgen, in der eine Mehrzahl Einzelelektroden 16 mit zugehöriger LNO-Schicht 13 eingebettet sind, um eines oder mehrere Piezoelemente 10 ansteuern zu können. Abschließend kann ggf. die hochreflektierende Beschichtung 8 - im Falle einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 eine „Multilayer-Schicht“ - aufgebracht werden.
Eine beispielhafte Ausgestaltung der ersten Aktuatoreinrichtung 2 ist in 8 zusammen mit einem optischen Element 201 in einer Draufsicht dargestellt. Auch die erste Aktuatoreinrichtung 2 kann in vorteilhafter Weise als Piezoaktuator ausgebildet sein. Die erste Aktuatoreinrichtung 2 kann hierzu beispielsweise mehrere Piezoelemente 10 in einer Rasteranordnung umfassen. Beispielsweise können die Piezoelemente 10 in einem 4-mm-Raster angeordnet sein.
Bei dem in 8 dargestellten optischen Element kann es sich beispielsweise um einen der Spiegel 201 der Projektionsbelichtungsanlage 200 gemäß 3 handeln, in dessen Oberfläche eine Durchtrittsöffnung 17 (in 3 nicht dargestellt) vorgesehen ist, um elektromagnetische Strahlung gemäß dem in 3 gezeigten Strahlengang durch den Spiegel 201 möglichst unbeeinflusst hindurch zu leiten. Die Rasteranordnung der Piezoelemente 10 kann einen beliebigen Abschnitt A des optischen Elements 201 abdecken, um diesen entsprechend zu deformieren. Ein Beispiel für eine Verteilung der Piezoelemente 10 auf dem optischen Element 201 ist in 8 dargestellt. Besonders vorteilhaft können die Piezoelemente 10 bzw. kann deren Rasteranordnung in dem Abschnitt A des optischen Elements 201 vorgesehen sein, in dem die elektromagnetische Strahlung auftrifft.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10046379 A1 [0006]
WO 2005/069055 A2 [0102]

Claims

Vorrichtung (1) zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage (100, 200, 400), umfassend ein deformierbares optisches Element (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) und eine erste Aktuatoreinrichtung (2), die ausgebildet ist, um wenigstens einen Abschnitt (A) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) zu deformieren, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Aktuatoreinrichtung (4) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um den wenigstens einen Abschnitt (A) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) zusätzlich zu deformieren, wobei die erste Aktuatoreinrichtung (2) zur Grobkorrektur vorgesehen ist und ausgebildet ist, eine Deformation innerhalb eines ersten Hubbereichs zu erzeugen, und wobei die zweite Aktuatoreinrichtung (4) zur Feinkorrektur vorgesehen ist und ausgebildet ist, eine Deformation innerhalb eines zweiten, kleineren Hubbereichs zu erzeugen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aktuatoreinrichtung (2), die zweite Aktuatoreinrichtung (4) und das optische Element (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) in einer Schichtanordnung angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Substratschicht (7) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) zwischen der ersten Aktuatoreinrichtung (2) und der zweiten Aktuatoreinrichtung (4) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aktuatoreinrichtung (2) und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung (4) zwischen der Substratschicht (7) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) und einer optischen Beschichtung, insbesondere einer hochreflektierenden Beschichtung (8), angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aktuatoreinrichtung (2) auf einer Rückseite (6) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) angeordnet ist und/oder dass die zweite Aktuatoreinrichtung (4) auf einer Vorderseite (3) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbereich der ersten Aktuatoreinrichtung (2) um wenigstens den Faktor 2, 5, 10, 50, 100, 500 oder 1.000 größer ist, als der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung (4).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubbereich der zweiten Aktuatoreinrichtung (4) höchstens dem 4-fachen, vorzugsweise höchstens dem 3-fachen, besonders bevorzugt höchstens dem 2-fachen und ganz besonders bevorzugt der Einstellgenauigkeit der ersten Aktuatoreinrichtung (2) entspricht.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element als Spiegel (201, 415, 416, 418, 419, 420), Linse (108), Prisma, Polarisator, Abschlussplatte, Retikel (105, 406), Wafer (102, 411) und/oder Waferhalter (106, 412) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aktuatoreinrichtung (2) und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung (4) als Linearaktuator, thermischer Manipulator und/oder Piezoaktuator ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aktuatoreinrichtung (2) als Piezoaktuator ausgebildet ist, umfassend mehrere Piezoelemente (10) in einer Rasteranordnung.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezoelemente (10) in einem 4-mm-Raster angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Aktuatoreinrichtung (4) als Piezoaktuator ausgebildet ist, umfassend einen Schichtaufbau mit zumindest einer piezoelektrisch aktiven Schicht (9).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrisch aktive Schicht (9) mehrere zylinderförmig ausgebildete, nebeneinander angeordnete Piezoelemente (10) aufweist.
Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage (100, 200, 400), wonach wenigstens ein Abschnitt (A) eines deformierbaren optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) mittels einer ersten Aktuatoreinrichtung (2) deformiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (A) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) mittels einer zweiten Aktuatoreinrichtung (4) zusätzlich deformiert wird, wobei die erste Aktuatoreinrichtung (2) eine Deformation innerhalb eines ersten Hubbereichs zur Grobkorrektur erzeugt, und wobei die zweite Aktuatoreinrichtung (4) eine Deformation innerhalb eines zweiten, kleineren Hubbereichs zur Feinkorrektur erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (A) des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) derart deformiert wird, dass Passformfehler, Prozessfehler, insbesondere Belichtungsfehler in einem Randbereich eines Wafers (102, 411) und/oder eine Wärmeausdehnung des optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) korrigiert werden und/oder dass eine Belichtungsüberlagerungskorrektur durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aktuatoreinrichtung (2) und/oder die zweite Aktuatoreinrichtung (4) für die Korrektur der Abbildungsfehler auf dem optischen Element (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) aufgeklebt wird und/oder zusammen mit dem optischen Element (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) in einem Schichtaufbau hergestellt wird.
Verfahren zur Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit einer Projektionsbelichtungsanlage (100, 200, 400), wobei die Projektionsbelichtungsanlage (100, 200, 400) wenigstens ein deformierbares optisches Element (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) aufweist, das mittels einer ersten Aktuatoreinrichtung (2) zur Korrektur von Abbildungsfehlern deformiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens einen Abschnitt (A) des deformierbaren optischen Elements (108, 201, 415, 416, 418, 419, 420) eine zweite Aktuatoreinrichtung (4) zur Feinkorrektur von Abbildungsfehler aufgebracht wird.
Projektionsbelichtungsanlage (100, 200, 400) für die Halbleiterlithographie mit einem Beleuchtungssystem (103, 401) mit einer Strahlungsquelle (402) sowie einer Optik (107, 403), welche wenigstens ein optisches Element (415, 416, 418, 419, 420, 108, 201) aufweist, welches mit einer Vorrichtung (1) zur Korrektur von Abbildungsfehlern nach einem der Ansprüche 1 bis 13 deformierbar ist.