DE102020212853A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung von Aktuatoren in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung eines Aktuators (38.2) in einer Projektionsbelichtungsanlage (1,21) für die Halbleiterlithographie, insbesondere in einem Projektionsobjektiv (9,27), wobei zwei Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) mechanisch miteinander gekoppelt sind, umfassend folgende Verfahrensschritte:- Ansteuerung und Auslenkung eines ersten Aktuators (38.2) mit einem konstanten Steuersignal und Auslenkung eines weiteren Aktuators (38.1,38.3) durch die mechanische Kopplung,- Bestimmung der elektrischen Kapazität des weiteren, durch die Kopplung ausgelenkten Aktuators (38.1,38.3). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage (1,21) und ein Projektionsobjektiv (9,27) für die Halbleiterlithographie, von den das letztere eine Vorrichtung zur Vermessung von mindesten zwei mechanisch gekoppelten Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) umfasst, mit einer Steuerungsvorrichtung (40) und einer Messvorrichtung (43), wobei die Messvorrichtung (43) dazu eingerichtet ist, die Kapazität mindestens eines Aktuators (38.1,38.2,38.3) zu bestimmen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung von Aktuatoren in einer Projektionsbelichtungsanlage oder einem Projektionsobjektiv für die Halbleiterlithographie.
• Derartige Anlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, mit einem sogenannten Retikel, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.
• Die mikrostrukturierten Bauteile werden außer mit EUV-Systemen auch mit den im Markt etablierten DUV-Systemen mit einer Wellenlänge zwischen 100nm und 400nm, insbesondere von 193nm oder 248nm hergestellt. Durch die Einführung des EUV-Bereichs und damit der Möglichkeit noch kleinere Strukturen herstellen zu können, sind auch die Anforderungen an die optische Korrektur der konkurrierenden DUV-Systeme mit einer Wellenlänge von 193nm weiter gestiegen. Ergänzend steigen mit jeder neuen Generation von Projektionsbelichtungsanlagen, unabhängig von der Wellenlänge, zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Durchsatz, was typischerweise zu einer stärkeren thermischen Belastung und damit zu steigenden thermal verursachten Abbildungsfehlern führt. Zur Korrektur der Abbildungsfehler können unter anderem Manipulatoren verwendet werden, die die Position und Ausrichtung der optischen Elemente verändern oder aber die Abbildungseigenschaften der optischen Elemente, insbesondere von Spiegeln, durch Deformation der optisch aktiven Flächen beeinflussen. Die Deformationen werden beispielsweise durch an der Rückseite eines Spiegels angeordnete Aktuatoren realisiert. Durch den geringen verfügbaren Bauraum können aktuell keine technisch und wirtschaftlich realisierbaren Sensoren zur Bestimmung der Topographie der optisch aktiven Flächen verfügbar sein. Deswegen werden die Aktuatoren in einem offenen Regelkreis angesteuert. Dies hat den Nachteil, dass eine Veränderung des Verhältnisses zwischen Steuersignal und Auslenkung des Aktuators und/oder Defekte an den Aktuatoren oder an der Anbindung der Aktuatoren an den Spiegel nicht detektiert werden können.
• Die zur Lösung dieses Problems aus der Literatur bekannte Impedanzspektroskopie ist sehr kostenintensiv und technisch schwer realisierbar.
• Eine alternative Lösung stellen ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche dar. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten.
• Ein Verfahren zur Vermessung eines Aktuators in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie umfasst folgende Verfahrensschritte:
• - Ansteuerung und Auslenkung eines ersten Aktuators mit einem konstanten Steuersignal und Auslenkung eines weiteren Aktuators durch eine mechanische Kopplung mit dem ersten Aktuator,
• - Bestimmung der elektrischen Kapazitätsänderung des weiteren, durch die Kopplung ausgelenkten Aktuators.
• Die mechanische Kopplung der Aktuatoren kann dabei insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Aktuatoren als piezoelektrische oder elektrostriktive Aktuatoren durch die Integration von Elektroden innerhalb eines piezoelektrisch oder elektrostriktiv aktiven Materials, beispielsweise einer Piezokeramik, gebildet werden. Die mechanische Kopplung erfolgt dann durch die Piezokeramik selbst, die wie eine vergleichsweise steife Feder wirkt. Der weitere Aktuator wirkt in der Art eines einstellbaren Kondensators, dessen Kapazität unter anderem von seiner Auslenkung abhängt. Ändert sich also die Auslenkung des weiteren Aktuators durch die Ansteuerung des ersten Aktuators und die mechanische Übertragung der Auslenkung des ersten Aktuators auf den weiteren Aktuator, so ändert sich die Kapazität des weiteren Aktuators.
• Somit lassen sich aus der Bestimmung der momentanen Kapazität des weiteren Aktuators bei ausgelenktem ersten Aktuator Rückschlüsse auf die Bedingungen am Ort des ersten Aktuators ziehen. Insbesondere können auf diese Weise Rückschlüsse auf die Qualität der mechanischen Kopplung der Aktuatoren untereinander und damit auf die Integrität des umgebenden Materials oder auf den Zustand von Klebestellen gezogen werden.
• Allerdings können Abweichungen der gemessenen Kapazität des weiteren Aktuators insbesondere auch von einem fehlerhaften ersten Aktuator wie auch von Fehlern im weiteren Aktuator herrühren. Eine eindeutige Fehlerbestimmung kann in diesem Fall dadurch erfolgen, dass nacheinander die Kapazität mehrerer Aktuatoren in der Umgebung des ersten Aktuators bei ausgelenktem ersten Aktuator bestimmt wird. Durch die Zusammenschau der so ermittelten Daten lässt sich der Fehler eingrenzen.
• Die Aktuatoren sind mit einem optischen Element einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie verbunden. Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um einen Spiegel in einer EUV- oder auch DUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln. Insbesondere kann das optische Element ein Teil eines Projektionsobjektives der Projektionsbelichtungsanlage sein.
• Dadurch, dass die Auslenkung des ersten Aktuators mehr als 40% der Gesamtauslenkung bevorzugt mehr als 70% der Gesamtauslenkung und besonders bevorzugt 100% der Gesamtauslenkung des Aktuators umfasst, kann erreicht werden, dass der weitere Aktuator hinreichend weit ausgelenkt wird, um einen messbaren Einfluss auf die Kapazität des weiteren Aktuators zu erzeugen.
• Insbesondere kann die Kapazität des zweiten Aktuators mit einer Wechselspannung mit einer konstanten Frequenz erfasst werden. Dabei kann insbesondere eine Frequenz gewählt werden, die hinreichend weit entfernt von mechanischen Eigenfrequenzen der zugehörigen Anlage ist.
• Vorteilhaft ist es, wenn die Kapazität mit einer Auflösung von maximal 10^-4, bevorzugt von 10^-5 und besonders bevorzugt von 10^-6 der typischen Kapazität der Aktuatoren gemessen wird.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Kapazität bei einer konstanten Temperatur erfasst. Dadurch wird der Einfluss der Temperatur auf die Kapazität des weiteren Aktuators ausgeschaltet und damit die Aussagekraft der Messung erhöht.
• In einer Variante wird die Auslenkung der Aktuatoren durch einen Vergleich der erfassten Kapazitätswerte mit bei der Inbetriebnahme der Aktuatoren bestimmten Soll-Kapazitätswerten kalibriert. Hierdurch wird es ermöglicht, insbesondere Alterungseffekte der Aktuatoren zu ermitteln und bei der Ansteuerung der Aktuatoren im üblichen Betrieb der Anlage zu berücksichtigen.
• Eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie oder ein Projektionsobjektiv mit einer Vorrichtung zur Vermessung von mindesten zwei mechanisch gekoppelten Aktuatoren, mit einer Steuerungsvorrichtung und einer Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Kapazität mindestens eines Aktuators zu bestimmen.
• Dabei können die mindestens zwei Aktuatoren mit einem optischen Element der Projektionsbelichtungsanlage oder des Projektionsobjektives verbunden sein.
• Die Steuerungsvorrichtung kann insbesondere eine Wechselspannungsquelle und eine Gleichspannungsquelle umfassen. Die Spannungsvorrichtung muss im benötigten Spannungsreich des Aktuators betrieben werden können. Des Weiteren ist eine Änderung der Spannung im niederfrequenten Bereich < 50 Hz sinnvoll.
• Weiterhin müssen die Steuerungsvorrichtung und die Messvorrichtung nicht zwingend als getrennte Einheiten realisiert sein; es können auch beide Funktionalitäten in einer gemeinsamen Baugruppe integriert sein.
• Wenn die Messvorrichtung einen Sensor zur Erfassung der Temperatur bei der Erfassung der Kapazität umfasst, kann die Genauigkeit der Messung weiter verbessert werden.
• Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
• 1 eine prinzipielle Darstellung einer DUV-Projektionsbelichtungsanlage,
• 2 eine prinzipielle Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage,
• 3a-c aus dem Stand der Technik bekannte Aktuatoranordnungen für deformierbare Spiegel,
• 4a-c schematische Darstellungen zur Veranschaulichung des Prinzips,
• 5 ein Flussdiagramm zu einem Messverfahren.
• In 1 ist eine exemplarische DUV-Projektionsbelichtungsanlage 21 dargestellt, in welcher die Erfindung zur Anwendung kommen kann. Die Projektionsbelichtungsanlage 21 dient zur Belichtung von Strukturen auf ein mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im Allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als Wafer 22 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie beispielsweise Computerchips.
• Die Projektionsbelichtungsanlage 21 umfasst dabei im Wesentlichen eine Beleuchtungseinrichtung 23, einen Retikelhalter 24 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer Struktur versehenen Maske, einem sogenannten Retikel 25, durch welches die späteren Strukturen auf dem Wafer 22 bestimmt werden, einen Waferhalter 26 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 22 und einer Abbildungseinrichtung, nämlich einem Projektionsobjektiv 27, mit mehreren optischen Elementen 28, die über Fassungen 29 in einem Objektivgehäuse 30 des Projektionsobjektives 27 gehalten sind.
• Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die in das Retikel 25 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 22 abgebildet werden; die Abbildung wird in der Regel verkleinernd ausgeführt.
• Die Beleuchtungseinrichtung 23 stellt einen für die Abbildung des Retikels 25 auf dem Wafer 22 benötigten Projektionsstrahl 31 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit, wobei diese insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 100 nm und 300 nm liegt. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in der Beleuchtungseinrichtung 23 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 31 beim Auftreffen auf das Retikel 25 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.
• Über den Projektionsstrahl 31 wird ein Bild des Retikels 25 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 27 entsprechend verkleinert auf den Wafer 22 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Dabei können das Retikel 25 und der Wafer 22 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 25 auf entsprechende Bereiche des Wafers 22 abgebildet werden. Das Projektionsobjektiv 27 weist eine Vielzahl von einzelnen refraktiven, diffraktiven und/oder reflexiven optischen Elementen 28, wie beispielsweise Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen auf, wobei diese optischen Elemente 28 beispielsweise durch eine oder mehrere der vorliegend beschriebenen Aktuatoranordnungen aktuiert werden können.
• 2 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung ebenfalls Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1 weist neben einer Lichtquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6 auf. Eine durch die Lichtquelle 3 erzeugte EUV-Strahlung 14 als optische Nutzstrahlung wird mittels eines in der Lichtquelle 3 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 15 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 2 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 2 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 16 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 16 und einer optischen Baugruppe 17 mit Spiegeln 18, 19 und 20 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 2 in das Objektfeld 5 abgebildet.
• Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 8 gehalten wird. Ein lediglich schematisch dargestelltes Projektionsobjektiv 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 13 gehalten wird. Die Lichtquelle 3 kann Nutzstrahlung insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 1 nm und 120 nm emittieren.
• 3a bis 3c zeigen verschiedene aus dem Stand der Technik bekannten Aktuatoranordnungen für als deformierbare Spiegel 32 ausgebildete optische Elemente, wie sie in einer der oben dargestellten Anlagen verwendet werden.
• 3a zeigt eine Aktuatoranordnung, bei welcher Aktuatoren 37 zwischen der Rückseite 35 des deformierbaren Spiegels 32 und einem Rahmen 36 angeordnet sind. Die Aktuatoren 37 sind jeweils mit einer Steuerungsvorrichtung 40 verbunden. Werden die Aktuatoren 37, wie in 3a dargestellt, angesteuert und aus ihrer neutralen Stellung ausgelenkt, wird der Spiegelkörper 33 und dadurch die für die Abbildungseigenschaften relevante Spiegeloberfläche 34 deformiert.
• 3b zeigt eine weitere Aktuatoranordnung, bei welcher Aktuatoren 38 an der Rückseite 35 des deformierbaren Spiegels 32 angeordnet sind. Die Aktuatoren 38 deformieren den Spiegelkörper 33 und dadurch die für die Abbildungseigenschaften relevante Spiegeloberfläche 34 durch eine senkrecht zur Rückseite 35 des Spiegelkörpers 33 ausgeführte Auslenkung. Im Gegensatz zu den in 3a dargestellten Aktuatoren 37 wird die Deformation des Spiegelkörpers 33 in diesem Fall durch die Querkontraktion des Aktuators 38 bewirkt. Der Spiegel 32 ist wie in 3a in einem deformierten Zustand dargestellt. Die Aktuatoren 38 werden üblicherweise mit einer Vorspannung, also in einem bereits ausgelenkten Zustand mit der Spiegelrückseite 35 verbunden, wodurch die Aktuatoren 38 in zwei Richtungen wirken können. Wie in 3a beschrieben sind die Aktuatoren 38 jeweils mit einer Steuerungsvorrichtung 40 verbunden.
• 3c zeigt eine weitere alternative Aktuatoranordnung, bei welcher die Aktuatoren 38 als Teil eines Aktuatorgrundkörpers 39 ausgebildet sind. Der Aktuatorgrundkörper 39 umfasst das gleiche Material wie der Aktuator 38 und die Aktuatoren 38 werden durch die Anordnung von nicht dargestellten Elektroden im Aktuatorgrundkörper 39 ausgebildet, so dass der Aktuatorgrundkörper 39 nur im Bereich der Elektroden ausgelenkt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Aktuatoren 38 nicht einzeln auf der Spiegelrückseite 35 des Spiegels 32 angebracht werden müssen, sondern eine Gruppe von Aktuatoren 38 in einem Bauteil an der Spiegelrückseite 35 angebracht werden können. Durch den Aktuatorgrundkörper 39 sind die einzelnen Aktuatoren 38 mechanisch miteinander gekoppelt. Die prinzipielle Funktionsweise der Deformation des Spiegelkörpers 33 und der Spiegeloberfläche 34 ist wie in 3b beschrieben. Ebenso sind die Aktuatoren 38 jeweils mit einer Steuerungsvorrichtung 40 verbunden.
• Die 4a bis 4c zeigen jeweils ein Ersatzschaubild, mittels welchem die mechanische Kopplung der Aktuatoren 38 untereinander und zum Spiegel 32 (4a und 4b) und das Messprinzip (4c) veranschaulicht werden soll.
• 4a zeigt dabei eine Draufsicht auf die Rückseite 35 eines Spiegelkörpers 33 mit einem Aktuatorgrundkörper 39, der neun Aktuatoren 38.x umfasst. Die Aktuatoren 38.x sind über den Aktuatorgrundkörper 39 alle untereinander mechanisch gekoppelt, wobei die mechanische Kopplung der Aktuatoren untereinander schematisch durch die Federn 41 und die Kopplung der Aktuatoren 38.x mit dem Spiegelkörper 33 durch die Federn 42 dargestellt ist. Der in 4a gestrichelt dargestellte Aktuator 38.2 in der Mitte des Aktuatorgrundkörpers 39 wird bei der erfindungsgemäßen Vermessung von einer Steuerungsvorrichtung 40 angesteuert und mit einer konstanten Spannung ausgelenkt.
• 4b zeigt einen Schnitt durch den Spiegel 32 entlang der Linie IVb in der 4a. In der Schnittdarstellung gut erkennbar sind die drei Aktuatoren 38.1, 38.2, 38.3, wobei der Aktuator 38.2 mit einer Steuerungsvorrichtung 40 verbunden ist, aber noch nicht angesteuert wird, die Auslenkung also Null beträgt. Ebenfalls gut erkennbar in der 4b sind Sensoren 44, welche der Temperaturmessung am Ort der Aktuatoren 38.x dienen.
• 4c zeigt wiederum einen Schnitt durch den Spiegel 32, wobei der Aktuator 38.2 von der Steuerungsvorrichtung 40 mit einer konstanten Spannung angesteuert wird. Der Aktuator 38.2 wird senkrecht zur Rückseite 35 des Spiegelkörpers 33 ausgelenkt und zieht sich gleichzeitig parallel zur Rückseite 35 des Spiegelkörpers 33 zusammen. Durch die Kopplung des Aktuators 38.2 mit dem Spiegelkörper 33 wird der Spiegelkörper 33 deformiert. Die Aktuatoren 38.1, 38.3 sind durch über den Aktuatorgrundkörper 39 und über den Spiegelkörper 33 mit dem Aktuator 38.2 mechanisch gekoppelt, was bei einer Auslenkung des Aktuators 38.2 zu einer mechanischen Spannung und damit Deformation in den Aktuatoren 38.1, 38.3 führt. Diese führt bei einem elektrostriktiven oder bei einem piezoelektrischen Aktuator 38.1, 38.3 zu einer Kapazitätsänderung, die gemessen werden kann. Dazu sind die beiden Aktuatoren 38.1 und 38.3, die bei der Vermessung als Sensoren wirken, mit einer Messvorrichtung 43 verbunden. Diese erfasst die Kapazitätsänderung der Aktuatoren 38.1, 38.3 zwischen einem unbelasteten Zustand, wie er in 4b dargestellt ist und einem mit einer durch die Auslenkung von Aktuator 38.2 verursachten mechanische Spannung belasteten Zustand, wie er in 4c dargestellt ist. In der 4c ist dargestellt, dass alle Aktuatoren 38.1,38.2,38.3 mit jeweils mit der Steuerungsvorrichtung 40 und mit der Messvorrichtung 43 verbunden sind, so dass ein sequentielles Vermessen aller Aktuatoren 38.1,38.2,38.3 möglich ist.
• Es versteht sich von selbst, dass sich das anhand der 4a bis 4c veranschaulichte Messprinzip auf unterschiedlichste Aktuatoranordnungen über die hier exemplarisch gezeigten Anordnungen hinaus anwenden lässt.
• Nachfolgend werden die theoretischen Hintergründe dieser Messmethode kurz zusammengefasst:
• Die folgende Formel (1) beschreibt den Zusammenhang zwischen der Dehnung S des Aktuators 38 und dem elektrischen Feld E sowie der mechanischen Spannung σ. Der Materialparameter M stellt die Kopplung zwischen mechanischer Dehnung und dem elektrischen Feld E dar. Die Inverse des E-Modul des Materials wird durch s dargestellt
$$\text{S}={\text{M*E}}^2+\text{s*}\mathrm{\sigma }$$

• Das elektrische Feld ergibt sich aus (2): $$\text{E}={\text{U/d}}_{\text{Schicht}}$$

  

  wobei d_Schicht die Schichtdicke zwischen zwei Elektroden des Aktuators 38 und U die elektrische Spannung ist.
• Die mechanische Spannung σ wird durch (3) berechnet und bildet sich aus anliegender Kraft F pro Fläche A. $$\mathrm{\sigma =}\text{F/A}$$

  

  vergleichbar zu linearen piezoelektrischen Materialien besitzen elektrostriktive Materialien auch einen inversen elektrostriktiven Effekt ε, der in (4) beschrieben ist: $$\text{D}=\mathrm{\epsilon }*\text{E}+\text{2}*\text{M}*\text{E}*\mathrm{\sigma }$$

  
• Somit ergibt sich eine elektrische Verschiebungsdichte D abhängig von elektrischen Feld E und einer mechanischen Spannung σ.
• Die Kapazität C eines elektrostriktiven Aktuator lässt sich mit (5) aus der Verschiebungsdichte D und der angelegten Spannung U berechnen. Hierbei stellt C die Kapazität, A die aktive Fläche des Aktuators, N die Anzahl der Schichten und d_Schicht die Dicke der Schichten dar. $$\text{C}=\left(\text{D}*\text{A}*\text{N}\right)/\text{U}$$

  
• Aus (4) und (5) ergibt sich die Kapazität des Aktuators zu $$\text{D}=\left(\mathrm{\epsilon }*\text{A}*\text{N}\right)/{\text{d}}_{\text{Schicht}}+\left(\text{2}*\text{M}*\mathrm{\sigma }*\text{N}\right)/{\text{d}}_{\text{Schicht}}$$

  
• Dabei wird bei den hier gezeigten elektrostriktiven Aktuatoren 38.1, 38.3 eine konstante Bias-Vorspannung angelegt und die Kapazität bei einer konstanten Frequenz bestimmt. Die Messung findet zweckmäßigerweise bei einer konstanten Temperatur statt, um den Einfluss einer Temperaturänderung auf die Kapazitätsmessung auszuschließen. Die Kapazitätsmessung kann auch bei piezoaktiven Aktuatoren angewendet werden, wobei bei dieser Art der Aktuatoren die mechanische Spannung durch den piezoelektrischen Effekt auch durch eine Spannungsmessung bestimmt werden kann.
• 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zu einer erfindungsgemäßen Verfahren zur Vermessung eines Aktuators in einer Projektionsbelichtungsanlage, wobei zwei Aktuatoren mechanisch miteinander gekoppelt sind.
• In einem ersten Verfahrensschritt 51 wird der ersten Aktuator 38.2 mit einem konstanten Steuersignal angesteuert und ausgelenkt und ein weiterer Aktuator 38.1, 38.3 durch die mechanische Kopplung 41 ausgelenkt.
• In einem zweiten Verfahrensschritt 52 wird die elektrische Kapazität des weiteren, durch die Kopplung ausgelenkten Aktuators 38.1, 38.3 bestimmt.
• Bezugszeichenliste

1

Projektionsbelichtungsanlage (EUV)

2

Feldfacettenspiegel (EUV)

3

Lichtquelle (EUV)

4

Beleuchtungsoptik (EUV)

5

Objektfeld (EUV)

6

Objektebene (EUV)

7

Retikel (EUV)

8

Retikelhalter (EUV)

9

Projektionsobjektiv (EUV)

10

Bildfeld (EUV)

11

Bildebene (EUV)

12

Wafer (EUV)

13

Waferhalter (EUV)

14

EUV-Strahlung (EUV)

15

Zwischenfeldfokusebene (EUV)

16

Pupillenfacettenspiegel (EUV)

17

Baugruppe (EUV)

18

Spiegel (EUV)

19

Spiegel (EUV)

20

Spiegel (EUV)

21

Projektionsbelichtungsanlage (DUV)

22

Wafer (DUV)

23

Beleuchtungsoptik (DUV)

24

Retikelhalter (DUV)

25

Retikel (DUV)

26

Waferhalter (DUV)

27

Projektionsobjektiv (DUV)

28

optisches Element (DUV)

29

Fassungen (DUV)

30

Objektivgehäuse (DUV)

31

Projektionsstrahl (DUV)

32

Spiegel

33

Spiegelkörper

34

Spiegeloberfläche

35

Spiegelrückseite

36

Rahmen

37

Aktuator - Stellgröße senkrecht zu Spiegelrückseite

38.1-38.3

Aktuator - Stellgröße parallel zur Spiegelrückseite

39

Aktuatorgrundkörper

40

Steuerungsvorrichtung

41

Feder (mechanische Kopplung im Aktuatorgrundkörper)

42

Feder (mechanische Kopplung mit Spiegelkörper)

43

Messvorrichtung

44

Sensor

51

Verfahrensschritt 1

52

Verfahrensschritt 2

Claims (12)

1. Verfahren zur Vermessung eines Aktuators (38.2) in einer Projektionsbelichtungsanlage (1,21) für die Halbleiterlithographie, insbesondere in einem Projektionsobjektiv (27,9), wobei mindestens zwei Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) mechanisch miteinander gekoppelt sind, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ansteuerung und Auslenkung eines ersten Aktuators (38.2) mit einem konstanten Steuersignal und Auslenkung eines weiteren Aktuators (38.1,38.3) durch die mechanische Kopplung, - Bestimmung der elektrischen Kapazität des weiteren, durch die Kopplung ausgelenkten Aktuators (38.1,38.3).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) um piezoelektrische oder elektrostriktive Aktuatoren handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) mit einem optischen Element (32), insbesondere einem Spiegel verbunden sind.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung des ersten Aktuators (38.2) mehr als 40% der Gesamtauslenkung bevorzugt mehr als 70% der Gesamtauslenkung und besonders bevorzugt 100% der Gesamtauslenkung des Aktuators (38.2) umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des zweiten Aktuators (38.1,38.3) mit einer Wechselspannung mit einer konstanten Frequenz erfasst wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität mit einer Auflösung von maximal 10^-4, bevorzugt von 10^-5 und besonders bevorzugt von 10^-6 der typischen Kapazität der Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität bei einer konstanten Temperatur erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung der Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) durch einen Vergleich der erfassten Kapazitätswerte mit bei der Inbetriebnahme der Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) bestimmten Soll-Kapazitätswerten kalibriert wird.
9. Projektionsbelichtungsanlage (1,21) für die Halbleiterlithographie mit einer Vorrichtung zur Vermessung von mindesten zwei mechanisch gekoppelten Aktuatoren (38.1,38.2,38.3), mit einer Steuerungsvorrichtung (40) und einer Messvorrichtung (43), dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (43) dazu eingerichtet ist, die Kapazität mindestens eines Aktuators (38.1,38.2,38.3) zu bestimmen.
10. Projektionsbelichtungsanlage (1,21) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Aktuatoren (38.1,38.2,38.3) mit einem optischen Element, insbesondere einem Spiegel der Projektionsbelichtungsanlage (1,21) verbunden sind.
11. Projektionsbelichtungsanlage (1,21) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (40) eine Wechselspannungsquelle und/oder eine Gleichspannungsquelle umfasst.
12. Projektionsbelichtungsanlage (1,21) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (43) einen Sensor (44) zur Erfassung der Temperatur bei der Erfassung der Kapazität umfasst.

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