DE102018218496A1 - Method for manipulating system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus - Google Patents

Method for manipulating system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manipulieren der Systemretardierung in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei das optische System eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, mit folgenden Schritten: Ermitteln einer vorhandenen Systemretardierung des optischen Systems, Induzieren, in wenigstens einem der optischen Elemente (110, 200), einer zusätzlichen Retardierungswirkung derart, dass die ermittelte Systemretardierung wenigstens teilweise kompensiert wird, und Bearbeiten einer Oberfläche dieses optischen Elements derart, dass eine mit dem Induzieren der zusätzlichen Retardierungswirkung einhergehende Änderung der Wellenfront von durch das optische Element hindurchtretendem Licht wenigstens teilweise beseitigt wird.

Figure DE102018218496A1_0000
The invention relates to a method for manipulating the system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, the optical system comprising a plurality of optical elements, comprising the steps of: determining an existing system retardation of the optical system, inducing, in at least one of the optical elements (110 , 200), an additional retarding effect such that the determined system retardation is at least partially compensated, and processing a surface of this optical element such that a change in wavefront associated with inducing the additional retarding effect is at least partially eliminated by light passing through the optical element ,
Figure DE102018218496A1_0000

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manipulieren der Systemretardierung in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.The invention relates to a method for manipulating the system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus.

Stand der TechnikState of the art

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. The image of a mask (= reticle) illuminated by means of the illumination device is hereby projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective in order to apply the mask structure to the photosensitive coating of the Transfer substrate.

Im Betrieb einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage besteht der Bedarf, definierte Beleuchtungssettings, d.h. Intensitätsverteilungen in einer Pupillenebene der Beleuchtungseinrichtung, gezielt einzustellen. Hierzu ist außer der Verwendung diffraktiver optischer Elemente (sogenannter DOE's) auch der Einsatz von Spiegelanordnungen, z.B. aus WO 2005/026843 A2 , bekannt. Solche Spiegelanordnungen umfassen eine Vielzahl unabhängig voneinander einstellbarer Mikrospiegel.In the operation of a microlithographic projection exposure apparatus, there is a need to set defined illumination settings, ie intensity distributions in a pupil plane of the illumination device, in a targeted manner. For this purpose, in addition to the use of diffractive optical elements (so-called DOE's), the use of mirror arrangements, for example WO 2005/026843 A2 , known. Such mirror assemblies include a plurality of independently adjustable micromirrors.

Es sind ferner verschiedene Ansätze bekannt, in der Beleuchtungseinrichtung zur Optimierung des Abbildungskontrastes gezielt bestimmte Polarisationsverteilungen in der Pupillenebene und/oder im Retikel einzustellen. Insbesondere ist es sowohl in der Beleuchtungseinrichtung als auch im Projektionsobjektiv bekannt, für eine kontrastreiche Abbildung eine tangentiale Polarisationsverteilung einzustellen. Unter „tangentialer Polarisation“ (oder „TE-Polarisation“) wird eine Polarisationsverteilung verstanden, bei der die Schwingungsebenen der elektrischen Feldstärkevektoren der einzelnen linear polarisierten Lichtstrahlen annähernd senkrecht zum auf die optische Systemachse gerichteten Radius orientiert sind. Hingegen wird unter „radialer Polarisation“ (oder „TM-Polarisation“) eine Polarisationsverteilung verstanden, bei der die Schwingungsebenen der elektrischen Feldstärkevektoren der einzelnen linear polarisierten Lichtstrahlen annähernd radial zur optischen Systemachse orientiert sind.Furthermore, various approaches are known for selectively setting specific polarization distributions in the pupil plane and / or in the reticle in the illumination device in order to optimize the imaging contrast. In particular, both in the illumination device and in the projection objective, it is known to set a tangential polarization distribution for a high-contrast image. "Tangential polarization" (or "TE polarization") is understood to mean a polarization distribution in which the oscillation planes of the electric field strength vectors of the individual linearly polarized light beams are oriented approximately perpendicular to the radius directed onto the optical system axis. By contrast, "radial polarization" (or "TM polarization") is understood to mean a polarization distribution in which the oscillation planes of the electric field strength vectors of the individual linearly polarized light beams are oriented approximately radially to the optical system axis.

Im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage tritt u.a. das Problem auf, dass aufgrund von im Material der optischen Komponenten wie z.B. Linsen auftretenden Doppelbrechung (z.B. intrinsischer Doppelbrechung in Kalziumfluorid), Spannungsdoppelbrechung (infolge Fassungen oder Materialspannungen im Herstellungsprozess) oder Schichtdoppelbrechung eine unerwünschte Systemretardierung auftritt, welche eine Reduzierung des sogenannten IPS-Wertes (d.h. der Intensität im bevorzugten Zustand, IPS= „Intensity in Preferred State“) zur Folge hat. Unter „Retardierung“ bzw. „Verzögerung“ wird die Differenz in den optischen Weglängen von zwei orthogonalen (d.h. zueinander senkrechten) Polarisationszuständen verstanden.During operation of a projection exposure apparatus, u.a. the problem that due to in the material of the optical components such. Lens birefringence (eg, intrinsic birefringence in calcium fluoride), stress birefringence (due to sizing or material stress in the fabrication process), or layer birefringence, undesirable system retardation occurs which reduces the so-called IPS value (ie intensity in the preferred state, IPS = Intensity in Preferred State "). By "retardation" is meant the difference in the optical path lengths of two orthogonal (i.e., mutually perpendicular) states of polarization.

Eine Kompensation dieser Systemretardierung zwecks Erhöhung des IPS-Wertes kann sich hierbei insofern als aufwendig aufweisen, als infolge des vektoriellen Charakters der Retardierung Lichtstrahlen mit voneinander verschiedenen Polarisationszuständen effektiv unterschiedliche Retardierungen erfahren, wobei zudem die Systemretardierung eine vergleichsweise ausgeprägte Feld- sowie Pupillenabhängigkeit aufweist.A compensation of this system retardation for the purpose of increasing the IPS value may be complicated insofar as light beams with mutually different polarization states experience different retardations due to the vectorial nature of the retardation, wherein the system retardation also has a comparatively pronounced field and pupil dependency.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 103 55 725 A1 , DE 10 2012 213 553 A1 sowie WO 02/099500 A2 verwiesen.The prior art is merely an example DE 103 55 725 A1 . DE 10 2012 213 553 A1 such as WO 02/099500 A2 directed.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Manipulieren der Systemretardierung in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welches eine wirksame Kompensation der vorstehend beschriebenen Systemretardierung ermöglich.Against the above background, it is an object of the present invention to provide a method of manipulating system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus that enables effective compensation of the system retardation described above.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the method according to the features of independent claim 1.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Manipulieren der Systemretardierung in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei das optische System eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, weist folgende Schritte auf:

  • - Ermitteln einer vorhandenen Systemretardierung des optischen Systems;
  • - Induzieren, in wenigstens einem der optischen Elemente, einer zusätzlichen Retardierungswirkung derart, dass die ermittelte Systemretardierung wenigstens teilweise kompensiert wird; und
  • - Bearbeiten einer Oberfläche dieses optischen Elements derart, dass eine mit dem Induzieren der zusätzlichen Retardierungswirkung einhergehende Änderung der Wellenfront von durch das optische Element hindurchtretendem Licht wenigstens teilweise beseitigt wird.
An inventive method for manipulating the system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, wherein the optical system comprises a plurality of optical elements, comprises the following steps:
  • Determining an existing system retardation of the optical system;
  • Inducing, in at least one of the optical elements, an additional retarding effect such that the determined system retardation is at least partially compensated; and
  • - Editing a surface of this optical element such that one with the Induzieren the additional retardation effect associated change of the wavefront is at least partially eliminated by light passing through the optical element.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine Manipulation der Systemretardierung in einem optischen System - und insbesondere die Kompensation einer im optischen System vorhandenen unerwünschten Retardierung bzw. Störung der Polarisationsverteilung - dadurch zu erzielen, dass in ein optisches Element zunächst gezielt eine geeignete Retardierungswirkung induziert und anschließend eine durch diese Induzierung der Retardierungswirkung hervorgerufene Änderung der Wellenfront von durch das optische Element hindurchtretendem Licht wieder beseitigt wird. Insbesondere kann eine unerwünschte Oberflächendeformation (etwa in Form einer globalen Verbiegung des optischen Elements oder in Form lokaler Oberflächendeformationen) durch geeignete Oberflächenbearbeitung (z.B. Ionenstrahlbearbeitung, IBF= „Ion Beam Figuring) wieder beseitigt werden.The present invention is based in particular on the concept of manipulating system retardation in an optical system-and in particular compensating for unwanted retardation or polarization distribution present in the optical system-by first deliberately inducing a suitable retarding effect in an optical element and subsequently eliminating a change in the wavefront of light passing through the optical element caused by this induction of the retarding effect. In particular, unwanted surface deformation (such as in the form of global bending of the optical element or in the form of local surface deformations) may be removed by suitable surface processing (e.g., Ion Beam Processing, IBF = Ion Beam Figuring).

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein optisches Element insgesamt derart manipuliert, dass es zum einen in polarisationsoptischer Hinsicht die gewünschte Wirkung als Retardierungskompensator in einem optischen System erzielt, zum anderen aber eine unerwünschte Wellenfrontänderung im optischen System verhindert wird, indem eine zunächst durch die Induzierung der betreffenden Retardierungswirkung im optischen Element hervorgerufene Wellenfrontänderung wieder eliminiert wird.In other words, according to the invention, an optical element is manipulated overall in such a way that, on the one hand, it achieves the desired effect as a retardation compensator in an optical system in terms of polarization optics, but on the other hand prevents an unwanted wavefront change in the optical system, by first inducing the relevant one Retardation effect caused in the optical element wavefront change is eliminated again.

In Ausführungsformen der Erfindung umfasst das Induzieren der zusätzlichen Retardierungswirkung in dem optischen Element das Einbringen mechanischer Spannung. Dieses Einbringen mechanischer Spannung kann durch Montieren des optischen Elements unter mechanischer Spannung oder durch anderweitige Beaufschlagung des optischen Elements mit äußerem Druck erfolgen. Dabei kann die Amplitude der mechanischen Spannung z.B. durch die geometrische Form bzw. eine Vordeformation der jeweils verwendeten mechanischen Fassung beeinflusst werden.In embodiments of the invention, inducing the additional retarding effect in the optical element comprises introducing mechanical stress. This introduction of mechanical stress can be accomplished by mounting the optical element under mechanical tension or by otherwise pressurizing the optical element with external pressure. The amplitude of the mechanical stress may be e.g. be influenced by the geometric shape or a predeformation of the mechanical version used in each case.

In weiteren Ausführungsformen kann das Induzieren der zusätzlichen Retardierungswirkung in dem optischen Element auch durch (insbesondere strahlungsinduzierte) Materialkompaktierung erfolgen. Das Bestrahlen des optischen Elements mit ionisierender Strahlung kann beispielsweise ein Bestrahlen mit Röntgenstrahlung, Elektronen, Neutronen und/oder Ionen umfassen.In further embodiments, the induction of the additional retarding effect in the optical element can also be effected by (in particular radiation-induced) material compacting. The irradiation of the optical element with ionizing radiation may comprise, for example, irradiation with X-radiation, electrons, neutrons and / or ions.

Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zum Manipulieren der Systemretardierung in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei das optische System eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, mit folgenden Schritten:

  • - Ermitteln einer vorhandenen Systemretardierung des optischen Systems; und
  • - Induzieren, in wenigstens einem der optischen Elemente, einer zusätzlichen Retardierungswirkung derart, dass die im Schritt ermittelte Systemretardierung wenigstens teilweise kompensiert wird;
  • - wobei das Induzieren einer zusätzlichen Retardierungswirkung das Einbringen einer Materialkompaktierung in das optische Element durch Bestrahlen des optischen Elements mit ionisierender Strahlung umfasst.
The invention further relates to a method for manipulating the system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, the optical system having a plurality of optical elements, comprising the following steps:
  • Determining an existing system retardation of the optical system; and
  • Inducing, in at least one of the optical elements, an additional retarding effect such that the system retardation determined in the step is at least partially compensated;
  • wherein inducing an additional retarding effect comprises introducing a material compaction into the optical element by irradiating the optical element with ionizing radiation.

Vorzugsweise wird eine mit dem Einbringen der Materialkompaktierung einhergehende Änderung der Wellenfront von durch das optische Element hindurchtretendem Licht durch Asphärisierung wenigstens einer Oberfläche des optischen Elements wenigstens teilweise kompensiert.Preferably, a change in the wave front associated with the introduction of the material compaction is at least partially compensated for by light passing through the optical element by aspherizing at least one surface of the optical element.

Eine durch das Induzieren der zusätzlichen Retardierungswirkung im optischen Element erzeugte Retardierung kann beispielhaft und größenordnungsmäßig im Bereich von 1 nm bis 10 nm liegen.Retardation generated by inducing the additional retarding effect in the optical element may be exemplary and on the order of magnitude in the range of 1 nm to 10 nm.

Bei dem erfindungsgemäß mit der zusätzlichen Retardierungswirkung versehenen optischen Element kann es sich insbesondere um eine planparallele Platte handeln (so dass insbesondere eine ursprünglich planparallele Geometrie des optischen Elements, welche durch das Induzieren der zusätzlichen Retardierungswirkung verändert wird, durch die anschließende Oberflächenbearbeitung durch Glättung wieder hergestellt wird).The optical element provided according to the invention with the additional retardation effect may in particular be a plane-parallel plate (so that in particular an originally plane-parallel geometry of the optical element, which is modified by inducing the additional retarding effect, is restored by the subsequent surface processing by smoothing ).

In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei dem optischen Element auch um eine Linse handeln, deren gewünschte Wellenfrontwirkung durch die betreffende Oberflächenbearbeitung (z.B. IBF) nach erfolgter Induzierung der gewünschten Retardierungswirkung wieder hergestellt wird.In further embodiments, the optical element may also be a lens whose desired wavefront effect is restored by the particular surface treatment (e.g., IBF) after induction of the desired retarding effect.

Das optische Element kann insbesondere im optischen System austauschbar angeordnet sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einer Veränderung der Systemretardierung des optischen Systems bzw. des betreffenden optischen Elements über die Lebensdauer hinweg eine weitere Korrektur der Retardierungswirkung vorgenommen werden kann.The optical element can be arranged interchangeably in particular in the optical system. This refinement has the advantage that, given a change in the system retardation of the optical system or of the relevant optical element, a further correction of the retarding effect can be carried out over the service life.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

  • 1-4 schematische Darstellungen (Figur la-lc und 3a-3d) bzw. Flussdiagramme (2 und 4) zur Erläuterung unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung; und
  • 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung beispielhaft realisierbar ist.
Show it:
  • 1-4 schematic representations (Figure la-lc and 3a-3d) or flowcharts ( 2 and 4 ) for explaining different embodiments of the invention; and
  • 5 a schematic representation for explaining the structure of a microlithographic projection exposure apparatus, in which the present invention can be realized by way of example.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Im Weiteren wird zunächst unter Bezugnahme auf 5 ein prinzipieller Aufbau einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen optischen System erläutert. Die Projektionsbelichtungsanlage weist eine Beleuchtungseinrichtung 10 sowie ein Projektionsobjektiv 20 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 10 dient zur Beleuchtung einer Struktur tragenden Maske (Retikel) 30 mit Licht von einer Lichtquelleneinheit 1, welche beispielsweise einen ArF-Excimerlaser für eine Arbeitswellenlänge von 193 nm sowie eine ein paralleles Lichtbündel erzeugende Strahlformungsoptik umfasst. Generell sind die Beleuchtungseinrichtung 10 sowie das Projektionsobjektiv 20 bevorzugt für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 250 nm, weiter insbesondere weniger als 200 nm, ausgelegt.In addition, first with reference to 5 a basic structure of a microlithographic projection exposure system with an optical system according to the invention explained. The projection exposure apparatus has a lighting device 10 as well as a projection lens 20 on. The lighting device 10 serves to illuminate a structure-carrying mask (reticle) 30 with light from a light source unit 1 which comprises, for example, an ArF excimer laser for a working wavelength of 193 nm as well as a parallel beam generating beam shaping optics. Generally, the lighting device 10 as well as the projection lens 20 preferably designed for a working wavelength of less than 250 nm, more particularly less than 200 nm.

Die Beleuchtungseinrichtung 10 weist eine optische Einheit 11 auf, die u.a. im dargestellten Beispiel u.a. ein diffraktives optisches Element (DOE) 12 und einen Umlenkspiegel 13 umfasst. In Lichtausbreitungsrichtung nach der optischen Einheit 11 befindet sich im Strahlengang eine Lichtmischeinrichtung (nicht dargestellt), welche z.B. in für sich bekannter Weise eine zur Erzielung einer Lichtmischung geeignete Anordnung aus mikrooptischen Elementen aufweisen kann, sowie eine Linsengruppe 14, hinter der sich eine Feldebene mit einem Retikel-Maskierungssystem (REMA) befindet, welches durch ein in Lichtausbreitungsrichtung nachfolgendes REMA-Objektiv 15 auf die Struktur tragende, in einer weiteren Feldebene angeordnete Maske (Retikel) 30 abgebildet wird und dadurch den ausgeleuchteten Bereich auf dem Retikel begrenzt. Die Struktur tragende Maske 30 wird mit dem Projektionsobjektiv 20 auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht versehenes Substrat 40 bzw. einen Wafer abgebildet. Das Projektionsobjektiv 20 kann insbesondere für den Immersionsbetrieb ausgelegt sein. Ferner kann es eine numerische Apertur NA größer als 0.85, insbesondere größer als 1.1, aufweisen.The lighting device 10 has an optical unit 11 on, inter alia, in the example shown, a diffractive optical element (DOE) twelve and a deflecting mirror 13 includes. In the light propagation direction after the optical unit 11 is located in the beam path, a light mixing device (not shown), which may have, for example, in known manner to achieve a mixture of light suitable arrangement of micro-optical elements, and a lens group 14 behind which there is a field plane with a reticle masking system (REMA), which is followed by a REMA objective following in the light propagation direction 15 on the structure bearing, arranged in a further field level mask (reticle) 30 and thereby limits the illuminated area on the reticle. The structure wearing mask 30 becomes with the projection lens 20 on a substrate provided with a photosensitive layer 40 or a wafer imaged. The projection lens 20 can be designed in particular for immersion operation. Furthermore, it can have a numerical aperture NA greater than 0.85, in particular greater than 1.1.

Im Weiteren wird nun davon ausgegangen, dass in der Projektionsbelichtungsanlage eine unerwünschte Systemretardierung bzw. Veränderung der eigentlich gewünschten Polarisationsverteilung von hindurchtretendem Licht z.B. aufgrund von in den Linsen auftretender intrinsischer Doppelbrechung, Spannungsdoppelbrechung oder Schichtdoppelbrechung vorliegt. Zur Eliminierung bzw. Kompensation dieser Systemretardierung wird nun - wie im Weiteren anhand der beispielhaften Ausführungsformen von 1-2 bzw. 3-4 beschrieben - ein (in der mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage entweder bereits vorhandenes oder gezielt zusätzlich eingebrachtes) optisches Element mit einer geeigneten Retardierungswirkung bzw. mit entsprechenden Doppelbrechungseigenschaften versehen.It is now assumed that in the projection exposure apparatus there is an undesirable system retardation or change in the actually desired polarization distribution of light passing through, for example due to intrinsic birefringence, stress birefringence or layer birefringence occurring in the lenses. To eliminate or compensate for this system retardation is now - as in the following with reference to the exemplary embodiments of 1-2 respectively. 3-4 described - a (in the microlithographic projection exposure system either already existing or intentionally additionally introduced) optical element provided with a suitable retarding effect or with corresponding birefringence properties.

Gemäß einer ersten, in den schematischen Darstellungen von Fig. la-lc und dem Flussdiagramm von 2 dargestellten Ausführungsform kann dies insbesondere durch Einbringen einer mechanischen Spannung erfolgen. Hierbei wird im Ausführungsbeispiel ein optisches Element 100 in Form einer planparallelen Platte im Vergleich zum ursprünglichen Zustand (Fig. la) nach Ermitteln der vorhandenen Systemretardierung (Schritt S210 in 2) zum Induzieren der geeigneten Retardierungswirkung bzw. Einbringen mechanischer Spannung in das optische Element 100 gemäß Schritt S220 von 2 gebogen (vgl. Fig. lb). Anschließend wird das optische Element 100 im entsprechend verspannten Zustand durch Oberflächenbearbeitung (Schritt S230 gemäß 2) wieder geglättet mit der Folge, dass die mit dem Durchbiegen bzw. Einbringen der mechanischen Spannung einhergehende unerwünschte Oberflächendeformation wieder verschwindet, wobei die Retardierungswirkung des optischen Elements 100 aufgrund der mechanischen Spannung erhalten bleibt.According to a first, in the schematic representations of Fig. La-lc and the flowchart of 2 illustrated embodiment, this can be done in particular by introducing a mechanical stress. Here, in the embodiment, an optical element 100 in the form of a plane-parallel plate in comparison to the original state (FIG. 1 a) after determining the existing system retardation (step S210 in FIG 2 ) for inducing the appropriate retarding effect or introducing mechanical stress into the optical element 100 according to step S220 from 2 bent (see Fig. Lb). Subsequently, the optical element 100 in the corresponding braced condition by surface treatment (step S230 according to 2 ) smoothed again with the result that the undesirable surface deformation associated with the bending or introduction of the mechanical stress disappears again, the retarding effect of the optical element 100 due to the mechanical tension is maintained.

In einer weiteren, in den schematischen Darstellungen von 3a-3d sowie dem Flussdiagramm von 4 dargestellten Ausführungsform kann das Induzieren der Retardierungswirkung in einem optischen Element 200 (hier in Form einer Linse) auch durch Einbringen einer strahlungsinduzierten Materialkompaktierung erfolgen. Dies geschieht gemäß 4 nach wiederum zunächst erfolgter Ermittlung einer vorhandenen Systemretardierung (Schritt S410 in 4) in einem Schritt S420. Das Einbringen dieser Materialkompaktierung kann insbesondere durch Bestrahlen des optischen Elements 200 mit ionisierender Strahlung erfolgen. Geeignete ionisierende Strahlungsarten umfassen z.B. mittelschwere Ionen (z.B. Sauerstoff, Kalzium oder Ionen mit zwischen diesen Elementen im Periodensystem liegender Ordnungszahl) vorzugsweise mit Energien größer als 50 keV, Elektronen mit einer Energie von vorzugsweise wenigstens 1 keV, Röntgenstrahlung und Neutronen. Die jeweilige Bestrahlungsdosis kann abhängig von der jeweiligen Teilchenart geeignet gewählt werden und kann z.B. bei Ionen wenigstens 10-4 J/mm2, bei Elektronen und Photonen wenigstens 0.1 J/mm2 betragen.In another, in the schematic representations of 3a-3d and the flowchart of 4 illustrated embodiment may induce the retarding effect in an optical element 200 (here in the form of a lens) also by introducing a radiation-induced material compaction done. This happens according to 4 after again first determining an existing system retardation (step S410 in 4 ) in one step S420 , The introduction of this material compaction can in particular by irradiation of the optical element 200 with ionizing radiation. Suitable types of ionizing radiation include, for example, medium-heavy ions (eg oxygen, calcium or ions with atomic number lying between these elements in the periodic table), preferably with energies greater than 50 keV, electrons with an energy of preferably at least 1 keV, X-rays and neutrons. The respective irradiation dose can be suitably selected depending on the particular particle type and can be at least 10 -4 J / mm 2 for ions, for electrons and photons at least 0.1 J / mm 2 , for example.

Wie in 3b lediglich schematisch angedeutet entstehen infolge der Bestrahlung entsprechend kompaktierte und in ihrer Retardierungswirkung veränderte Bereiche 201-203. Des Weiteren hat die besagte strahlungsinduzierte Materialkompaktierung auch eine in 3c angedeutete unerwünschte Oberflächendeformation zur Folge, welche im Schritt S430 gemäß 4 wie in 3d angedeutet durch anschließenden Oberflächenabtrag (z.B. mit IBF) wieder beseitigt wird.As in 3b indicated only schematically arise due to the irradiation correspondingly compacted and changed in their retarding effect areas 201 - 203 , Furthermore, said radiation-induced material compaction also has an in 3c indicated unwanted surface deformation result, which in step S430 according to 4 as in 3d indicated by subsequent surface removal (eg with IBF) is eliminated again.

Zu beachten ist, dass die vorstehend beschriebene Materialkompaktierung neben der Oberflächendeformation auch eine Brechzahländerung zur Folge hat, welche ohne weitere Maßnahmen ebenfalls eine Wellenfrontänderung bewirkt und entweder über die Wellenfrontwirkung gemessen oder rechnerisch durch optische Simulation oder Finite- Elemente-Berechnungen abgeschätzt werden kann. Diese Brechzahl- bzw. Wellenfrontänderung kann bei der erfindungsgemäßen abschließenden Oberflächenbearbeitung im Schritt S430 ebenfalls berücksichtigt bzw. vorgehalten werden.It should be noted that the material compaction described above in addition to the surface deformation also results in a change in refractive index, which also causes a wavefront change without further measures and either measured via the wavefront effect or can be estimated mathematically by optical simulation or finite element calculations. This refractive index or wavefront change can in the final surface treatment according to the invention in step S430 also be taken into account or retained.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described in terms of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments, e.g. by combination and / or exchange of features of individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • WO 02/099500 A2 [0007]WO 02/099500 A2 [0007]

Claims (12)

Verfahren zum Manipulieren der Systemretardierung in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei das optische System eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, mit folgenden Schritten: a) Ermitteln einer vorhandenen Systemretardierung des optischen Systems; b) Induzieren, in wenigstens einem der optischen Elemente (100, 200), einer zusätzlichen Retardierungswirkung derart, dass die im Schritt a) ermittelte Systemretardierung wenigstens teilweise kompensiert wird; und c) Bearbeiten einer Oberfläche dieses optischen Elements (100, 200) derart, dass eine mit dem Induzieren der zusätzlichen Retardierungswirkung im Schritt b) einhergehende Änderung der Wellenfront von durch das optische Element hindurchtretendem Licht wenigstens teilweise beseitigt wird.A method of manipulating system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, the optical system comprising a plurality of optical elements, comprising the steps of: a) determining an existing system retardation of the optical system; b) inducing, in at least one of the optical elements (100, 200), an additional retarding effect such that the system retardation determined in step a) is at least partially compensated; and c) working a surface of said optical element (100, 200) such that a change in the wavefront associated with inducing the additional retarding effect in step b) is at least partially eliminated by light passing through the optical element. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Induzieren einer zusätzlichen Retardierungswirkung im Schritt b) das Einbringen mechanischer Spannung in das optische Element (100) umfasst.Method according to Claim 1 , characterized in that inducing an additional retarding effect in step b) comprises introducing mechanical stress into the optical element (100). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Induzieren einer zusätzlichen Retardierungswirkung im Schritt b) das Einbringen einer Materialkompaktierung in das optische Element (200) umfasst.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that inducing an additional retarding effect in step b) comprises introducing a material compaction into the optical element (200). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen dieser Materialkompaktierung durch Bestrahlen des optischen Elements (200) mit ionisierender Strahlung erfolgt.Method according to Claim 3 , characterized in that the introduction of this material compaction takes place by irradiating the optical element (200) with ionizing radiation. Verfahren zum Manipulieren der Systemretardierung in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, wobei das optische System eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, mit folgenden Schritten: a) Ermitteln einer vorhandenen Systemretardierung des optischen Systems; und b) Induzieren, in wenigstens einem der optischen Elemente (200), einer zusätzlichen Retardierungswirkung derart, dass die im Schritt a) ermittelte Systemretardierung wenigstens teilweise kompensiert wird; wobei das Induzieren einer zusätzlichen Retardierungswirkung im Schritt b) das Einbringen einer Materialkompaktierung in das optische Element (200) durch Bestrahlen des optischen Elements (200) mit ionisierender Strahlung umfasst.A method of manipulating system retardation in an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus, the optical system comprising a plurality of optical elements, comprising the steps of: a) determining an existing system retardation of the optical system; and b) inducing, in at least one of the optical elements (200), an additional retarding effect such that the system retardation determined in step a) is at least partially compensated; wherein inducing an additional retarding effect in step b) comprises introducing a material compaction into the optical element (200) by irradiating the optical element (200) with ionizing radiation. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen des optischen Elements (200) mit ionisierender Strahlung ein Bestrahlen des optischen Elements mit Röntgenstrahlung, mit Elektronen, mit Neutronen und/oder mit Ionen einer Energie von mehr als 50keV umfasst.Method according to Claim 4 or 5 , characterized in that the irradiation of the optical element (200) with ionizing radiation comprises irradiating the optical element with X-radiation, with electrons, with neutrons and / or with ions of an energy of more than 50keV. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Einbringen der Materialkompaktierung einhergehende Änderung der Wellenfront von durch das optische Element hindurchtretendem Licht durch Asphärisierung wenigstens einer Oberfläche des optischen Elements (200) wenigstens teilweise kompensiert wird.Method according to one of Claims 3 to 6 characterized in that a change in wavefront associated with the introduction of material compaction is at least partially compensated for by light passing through the optical element by aspherizing at least one surface of the optical element (200). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Induzieren einer zusätzlichen Retardierungswirkung im Schritt b) erzeugte Retardierung in dem optischen Element (100, 200) im Bereich von (1-10)nm liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a retardation generated in the optical element (100, 200) by inducing an additional retarding effect in step b) is in the range of (1-10) nm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optische Element (100) eine planparallele Platte ist.Method according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the at least one optical element (100) is a plane-parallel plate. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optische Element eine Linse (200) ist.Method according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the at least one optical element is a lens (200). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optische Element (100, 200) in dem optischen System austauschbar angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one optical element (100, 200) is arranged exchangeably in the optical system. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 250nm, insbesondere weniger als 200nm, ausgelegt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the optical system for a working wavelength of less than 250nm, in particular less than 200nm, is designed.
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