DE102022212463A1

DE102022212463A1 - Optisches system, lithographieanlage und verfahren zum betreiben eines optischen systems einer lithographieanlage

Info

Publication number: DE102022212463A1
Application number: DE102022212463.4A
Authority: DE
Inventors: Matthias Fetzer; Luca Mettenleiter
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-11-22
Filing date: 2022-11-22
Publication date: 2024-05-23
Also published as: WO2024110450A1

Abstract

Ein optisches System (100) für eine Lithographieanlage (1), aufweisend:ein optisches Element (104),mehrere mit dem optischen Element (104) gekoppelte Aktoren (144) zum Einstellen einer Position (P) des optischen Elements (104) in einer ersten Anzahl (NF) von Starrkörper-Freiheitsgraden,einen Sensorrahmen (122) mit einer zweiten Anzahl (NS) von Sensorelementen (124) zum Erfassen von Sensordaten (A, B, C, D) des optischen Elements (104), wobei die zweite Anzahl (Ns) größer als die erste Anzahl (NF) ist, undeine Ermittlungseinrichtung (132) zum Ermitteln, anhand der erfassten Sensordaten (A, B, C, D), einer deformations-korrigierten Ist-Position (PIST) des optischen Elements (104) relativ zu dem Sensorrahmen (122) in der ersten Anzahl (NF) von Starrkörper-Freiheitsgraden, wobei bei der deformations-korrigierten Ist-Position (PIST) eine Deformation des Sensorrahmens (122) korrigiert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System, eine Lithographieanlage mit einem derartigen optischen System und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen optischen Systems.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Da die meisten Materialien Licht dieser Wellenlänge absorbieren, müssen bei solchen EUV-Lithographieanlagen reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.
Die Anforderungen an die Genauigkeit und Präzision der Abbildungseigenschaften von Lithographieanlagen steigen ständig an. Aus dynamischer Sicht gilt es im Zuge dessen den Einfluss von Störeinträgen auf die Bewegung verschiedener Bauteile der Lithographieanlage zu minimieren. Beispielsweise ist eine sehr genaue Positionierung von optischen Komponenten, insbesondere Spiegeln, der Lithographieanlage erforderlich. Quasi-statische oder dynamische Störanregungen von optischen Komponenten können zum Beispiel durch die Bewegung anderer Bauteile der Lithographieanlage erzeugt werden.
Es ist wünschenswert und erforderlich, optische Komponenten, insbesondere Spiegel, der Lithographieanlage weitestgehend mechanisch von anderen Bauteilen zu entkoppeln und die trotz Entkopplung übertragenen Störanregungen zu unterdrücken oder zu kompensieren.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System für eine Lithographieanlage und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems einer Lithographieanlage bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein optisches System für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das optische System weist auf:

ein optisches Element,
mehrere mit dem optischen Element gekoppelte Aktoren zum Einstellen einer Position des optischen Elements in einer ersten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden,
einen Sensorrahmen mit einer zweiten Anzahl von Sensorelementen zum Erfassen von Sensordaten des optischen Elements, wobei die zweite Anzahl größer als die erste Anzahl ist, und
eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln, anhand der erfassten Sensordaten, einer deformations-korrigierten Ist-Position des optischen Elements relativ zu dem Sensorrahmen in der ersten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden, wobei bei der deformations-korrigierten Ist-Position eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist.

Die Sensorelemente zum Messen der Position des optischen Elements sind an dem Sensorrahmen angeordnet, z. B. angebracht. Mithilfe der von den Sensorelementen erfassten Sensordaten des optischen Elements wird die Position des optischen Elements bezüglich seiner Starrkörper-Freiheitsgrade relativ zu dem Sensorrahmen ermittelt. Eine Deformation des Sensorrahmens aufgrund einer mechanischen Störanregung des Sensorrahmens würde ohne Korrektur zu einem Fehler in der ermittelten Ist-Position des optischen Elements führen. Das heißt, ohne Korrektur der Deformation des Sensorrahmens würde es zu einer fehlerhaften Regelung der Position des optischen Elements und damit zu Abbildungsfehlern des optischen Systems kommen.
Dadurch, dass vorliegend mehr Sensorelemente zum Erfassen der Position des optischen Elements vorgesehen sind als für eine Ermittlung der Starrkörper-Freiheitsgrade des optischen Elements erforderlich sind - was auch als „over-sensing“ bezeichnet wird -, kann zusätzlich zur Bestimmung der Starrkörper-Position des optischen Elements auch eine Deformation des Sensorrahmens erfasst werden. Damit kann eine Deformation des Sensorrahmens, die ansonsten unerkannt bleibt, bei der Regelung der Position des optischen Elements berücksichtigt werden. Folglich kann eine genaue Positionsmessung des optischen Elements relativ zum Sensorrahmen als Referenz trotz einer Deformation des Sensorrahmens erreicht werden. Somit können mechanische Störanregungen des Sensorrahmens kompensiert werden. Insbesondere wird eine Feedback-Regelung der Position des optischen Elements in Anwesenheit von Deformationen des Sensorrahmens verbessert, da die Regelung nicht der Deformation des Sensorrahmens folgt. Daher können Abbildungsfehler des optischen Systems reduziert oder vermieden werden.
Mit dem vorgeschlagenen optischen System kann zudem die Deformation des Sensorrahmens bzw. die darauf basierende deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements vorteilhafterweise während einer Belichtung des optischen Elements, z. B. während einer Belichtung der Lithographieanlage, erfasst werden.
Die deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements bezeichnet in der vorliegenden Beschreibung eine Ist-Position des optischen Elements, welche in Bezug auf eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist. In Ausführungsformen kann - anstatt einer deformations-korrigierten Ist-Position des optischen Elements, bei der eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist - auch eine weitere Ist-Position des optischen Elements erfasst werden, bei der eine Deformation des optischen Elements selbst berücksichtigt ist.
Die erste Anzahl der Starrkörper-Freiheitsgrade des optischen Elements ist beispielsweise mindestens drei und/oder sechs. Die zweite Anzahl der Sensorelemente ist beispielsweise eine Summe aus der ersten Anzahl und einer Anzahl zusätzlicher Sensorelemente, wobei die Anzahl zusätzlicher Sensorelemente 1, 2, 3 und/oder eine Zahl größer als 3 ist.
Beispielsweise hat das optische Element sechs Starrkörper-Freiheitsgrade bzw. ist die Position des optischen Elements mittels der Aktoren in sechs Starrkörper-Freiheitsgraden einstellbar (d. h. die erste Anzahl ist sechs). Die sechs Starrkörper-Freiheitsgrade umfassen insbesondere drei translatorische Freiheitsgrade (Translation in drei Raumrichtungen X, Y, Z; die drei Raumrichtungen X, Y, Z spannen insbesondere einen dreidimensionalen Raum auf) und drei rotatorische Freiheitsgrade (Rotation um drei Achsen, die den drei Raumrichtungen X, Y, Z entsprechen). Weiterhin umfasst der Sensorrahmen beispielsweise sieben oder mehr Sensorelemente zum Erfassen der Sensordaten des optischen Elements. Bekanntermaßen sind zum Bestimmen der Starrkörper-Position eines Körpers, z. B. des optischen Elements, in sechs Freiheitsgraden, sechs voneinander unabhängige Positionsmessungen (z. B. an voneinander verschiedenen Stellen des Körpers) erforderlich, also z. B. sechs voneinander unabhängige Sensorelemente. Dadurch, dass vorliegend sieben oder mehr Sensorelemente vorgesehen sind, also im Fall von sieben Sensorelementen ein zusätzliches Sensorelement und im Falle von mehr als sieben Sensorelementen mehr als ein zusätzliches Sensorelement, können die ein oder mehr zusätzlichen Sensorelemente zum Erfassen einer Abweichung des Sensorrahmens von einem starren Körper, d. h. zum Erfassen einer Deformation des Sensorrahmens, verwendet werden.
Das optische Element der Lithographieanlage ist beispielsweise ein Spiegel der Lithographieanlage, z. B. ein Spiegel einer Projektionsoptik der Lithographieanlage. Das optische Element kann jedoch auch ein anderes optisches Element der Lithographieanlage sein.
Das optische System umfasst beispielsweise einen Tragrahmen (Engl. „force frame“). Der Tragrahmen ist bezüglich eines Bodens zum Beispiel schwingungsentkoppelt gelagert. Das optische Element ist beispielsweise mithilfe der mehreren Aktoren beweglich an dem Tragrahmen befestigt, um die Position des optischen Elements einstellen zu können. Die mehreren Aktoren stellen beispielsweise eine Aktorik eines Regelkreises zum Regeln der Position des optischen Elements dar.
Der Sensorrahmen (Engl. „sensor frame“) ist beispielsweise bezüglich des Tragrahmens schwingungsentkoppelt gelagert. Der Sensorrahmen dient insbesondere als (z. B. optische) Referenz zur Positionsmessung.
Die Sensorelemente sind zum Erfassen von Sensordaten zum Ermitteln einer Position des optischen Elements relativ zu dem Sensorrahmen eingerichtet. Die Sensorelemente weisen zum Beispiel Interferometer und/oder andere Messvorrichtungen zum Erfassen einer Position des optischen Elements auf. Die Sensorelemente sind zum Beispiel zur eindimensionalen Messung und/oder Abstandsmessung eingerichtet. Beispielsweise ist jedes Sensorelement zum Erfassen eines Abstands zwischen dem Sensorrahmen (insbesondere dem Anbringungsort des entsprechenden Sensorelements an dem Sensorrahmen) und dem optischen Element (insbesondere einem dem jeweiligen Sensorelement zugeordneten Zielort an dem optischen Element) eingerichtet. Das optische Element kann beispielsweise mehrere Zielelemente (Targets) aufweisen, welche bei der Positionsmessung entsprechend mit den mehreren Sensorelementen des Sensorrahmens zusammenwirken. Zum Beispiel sind die Zielelemente (z. B. sichtbar) an dem optischen Element angeordnet. Eine Anzahl der Zielelemente entspricht insbesondere der Anzahl der Sensorelemente, d.h. der zweiten Anzahl. Beispielweise strahlt ein von einem jeweiligen Sensorelement ausgesendetes Licht (z. B. Laserlicht) in Richtung eines entsprechenden Zielelements bzw. auf das entsprechende Zielelement ein. Bei den Zielelementen kann es sich beispielsweise um Reflektorelemente handeln zum Reflektieren eines von den Sensorelementen ausgesendeten Lichts.
Das optische System umfasst zum Beispiel eine Steuervorrichtung. Die Ermittlungseinrichtung ist beispielsweise Teil der Steuervorrichtung. Die Ermittlungseinrichtung ermittelt die deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements anhand der erfassten Sensordaten. Die erfassten Sensordaten enthalten durch das „over-sensing“ (zweite Anzahl von Sensorelementen größer als erste Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden) mehr Informationen als zum Ermitteln einer Starrkörper-Position des optischen Elements erforderlich sind. Daher kann basierend auf den Sensordaten eine Abweichung des Sensorrahmens von einem starren Körper (Deformation des Sensorrahmens) erkannt werden. Weiterhin kann basierend auf den Sensordaten eine deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements relativ zu dem Sensorrahmen in der ersten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden ermittelt werden.
Beispielsweise ist die Ermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, zunächst eine Deformation des Sensorrahmens anhand der erfassten Sensordaten zu ermitteln. Beispielsweise ist die Ermittlungseinrichtung weiterhin dazu eingerichtet, die deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements anhand der Sensordaten und der ermittelten Deformation des Sensorrahmens zu ermitteln. In anderen Beispielen kann die Ermittlungseinrichtung auch dazu eingerichtet sein, die deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements anhand der erfassten Sensordaten direkt, d. h. ohne die Deformation des Sensorrahmens einzeln zu berechnen, zu ermitteln. Eine direkte Bestimmung der deformations-korrigierten Ist-Position des optischen Elements erfolgt beispielsweise durch eine Simulationsberechnung.
Die Lithographieanlage ist zum Beispiel eine EUV- oder eine DUV-Lithographieanlage. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm. Weiterhin steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
Die EUV- oder DUV-Lithographieanlage umfasst ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem. Insbesondere wird mit der EUV- oder DUV-Lithographieanlage das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Das optische System ist beispielsweise eine Projektionsoptik oder Teil einer Projektionsoptik der Lithographieanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Beleuchtungssystem sein.
Gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts ist die Ermittlungseinrichtung zum Korrigieren einer quasi-statischen Deformation des Sensorrahmens anhand der Sensordaten eingerichtet.
Quasi-statische Deformationen spielen bei einem Sensorrahmen einer Lithographieanlage, insbesondere EUV-Lithographieanlage, üblicherweise eine große Rolle. Folglich kann durch das Berücksichtigen und Korrigieren von quasi-statischen Deformationen des Sensorrahmens bei der Positionsmessung des optischen Elements eine Positionsgenauigkeit des optischen Elements signifikant erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts ist die Ermittlungseinrichtung zum Korrigieren einer dynamischen Deformation des Sensorrahmens anhand der Sensordaten eingerichtet.
Eine dynamische Deformation des Sensorrahmens umfasst insbesondere eine Schwingung des Sensorrahmens in einer oder mehrerer seiner Eigenmoden. Eine dynamische Deformation des Sensorrahmens umfasst beispielsweise eine Schwingung des Sensorrahmens in seiner ersten und/oder in weiteren Eigenmoden. Eine Schwingung des Sensorrahmens in einer jeweiligen Eigenmode weist insbesondere eine Schwingung mit einer entsprechenden Eigenfrequenz des Sensorrahmens auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts ist mindestens eines der Sensorelemente in einem Bereich einer Auslenkung des Sensorrahmens in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung angeordnet.
Durch Anordnen mindestens eines Sensorelements in einem Bereich einer Auslenkung des Sensorrahmens in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung kann eine Deformation des Sensorrahmens aufgrund der entsprechenden Störanregung besonders gut detektiert werden.
Das mindestens eine Sensorelement, das im Bereich der besagten Auslenkung angeordnet wird, ist insbesondere eines der zusätzlichen Sensorelemente, die nicht für eine Ermittlung der Starrkörper-Position erforderlich ist.
Der Bereich einer Auslenkung ist beispielsweise ein Bereich einer maximalen Auslenkung des Sensorrahmens in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung.
Der Bereich einer Auslenkung ist im Falle einer dynamischen Störanregung (d. h. einer Schwingungsanregung des Sensorrahmens) beispielsweise ein Bereich einer von Null verschiedenen Schwingungsamplitude, z. B. einer maximalen Schwingungsamplitude, des Sensorrahmens in Bezug auf eine Eigenmode des Sensorrahmens. Ein Bereich maximaler Schwingungsamplitude bei einer dynamischen Schwingungsanregung des Sensorrahmens ist insbesondere ein Bauchbereich einer Eigenmode des Sensorrahmens.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts ist eine der ersten Anzahl entsprechende Anzahl von Sensorelementen jeweils in einem Nicht-Auslenkungs-Bereich des Sensorrahmens in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung angeordnet.
Insbesondere umfassen die Sensorelemente eine erste Gruppe von Sensorelementen, deren Anzahl der ersten Anzahl entspricht und welche zum Erfassen des optischen Elements als Starrkörper eingerichtet sind. Die Sensorelemente der ersten Gruppe sind in dieser Ausführungsform beispielsweise in dem Nicht-Auslenkungs-Bereich des Sensorrahmens angeordnet, um das optische Element als Starrkörper besser zu erfassen. Weiterhin umfassen die Sensorelemente eine zweite Gruppe von Sensorelementen, deren Anzahl mindestens eins ist und die zum Erfassen einer Deformation des Sensorrahmens eingerichtet sind.
Ein Nicht-Auslenkungs-Bereich des Sensorrahmens ist insbesondere ein Bereich des Sensorrahmens der sich bei einer Deformation durch eine mechanische Störanregung nicht bewegt und/oder kaum bewegt.
Ein Nicht-Auslenkungs-Bereich des Sensorrahmens ist bei einer dynamischen Schwingungsanregung des Sensorrahmens beispielsweise ein Bereich minimaler Schwingungsamplitude und/oder ein Knotenbereich einer Eigenmode des Sensorrahmens.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts umfasst das optische System ferner eine Schwingungssensoreinrichtung zum Erfassen einer oder mehrerer Anregungsfrequenzen einer Schwingungsanregung des optischen Systems. Weiterhin ist die Ermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, die deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements, bei der eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist, zu ermitteln, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist/sind.
Das optische Element verhält sich üblicherweise bei kleineren Anregungsfrequenzen starrer als der Sensorrahmen. Somit sind Schwingungsanregungen des optischen Elements bei Anregungsfrequenzen, die kleiner oder gleich des vorbestimmten Schwellenwertes sind, meist gering. Folglich kann das optische Element (z. B. näherungsweise) bei diesen Anregungsfrequenzen als starrer Körper angenommen werden. Durch die Annahme des optischen Elements als starrer Körper (d. h. durch die Annahme, dass eine Deformation des optischen Elements gering und/oder nicht vorhanden ist), kann anhand der Sensordaten eine Deformation des Sensorrahmens erfasst bzw. eine deformations-korrigierte Ist-Position des optischen Elements, in der die Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist, besser ermittelt werden.
Die Schwingungsanregung des optischen Systems ist beispielsweise eine durch bewegliche Komponenten innerhalb des optischen Systems hervorgerufene Schwingungsanregung. Die Schwingungsanregung des optischen Systems ist beispielsweise eine Schwingungsanregung des optischen Elements.
Die Schwingungssensoreinrichtung umfasst z. B. ein oder mehrere Schwingungssensoren. Ein entsprechender Schwingungssensor weist beispielsweise ein oder mehrere Piezoelemente oder andere Arten von Schwingungsdetektoren auf. Die Schwingungssensoreinrichtung umfasst zum Beispiel eine Steuereinheit zum Ermitteln der Anregungsfrequenz(en) der erfassten Schwingung. Die Anregungsfrequenz(en) umfassen beispielsweise einen oder mehrere einzelne Frequenzwerte und/oder einen oder mehrere Frequenzbereiche.
Die Schwingungssensoreinrichtung ist beispielsweise zum Erfassen einer dynamischen Schwingungsanregung des optischen Systems, des optischen Elements und/oder des Sensorrahmens eingerichtet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts ist die Ermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, eine weitere Ist-Position des optischen Elements in der ersten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden anhand der Sensordaten zu ermitteln, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist/sind, wobei bei der weiteren Ist-Position eine Deformation des optischen Elements korrigiert ist.
Damit kann im Falle großer Anregungsfrequenzen (größer als der Schwellenwert), bei denen das optische Element nicht mehr als Starrkörper angenommen werden kann, eine Deformation des optischen Elements bei Ermittlung der Ist-Position korrigiert werden. Dies ist möglich, da der Sensorrahmen bei großen Anregungsfrequenzen (größer als der Schwellenwert) als zumindest näherungsweise starr angenommen werden kann und somit eine Korrektur der Deformation des Sensorrahmens nicht notwendig ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts beträgt der vorbestimmte Schwellenwert 1 kHz, 750 Hz, 500 Hz, 300 Hz, 200 Hz, 100 Hz, 50 Hz, 20 Hz oder 10 Hz.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts umfasst das optische System ferner eine Regelungseinrichtung zum Regeln der Position des optischen Elements basierend auf einer Abweichung der ermittelten deformations-korrigierten Ist-Position, bei der eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist, von einer Soll-Position oder basierend auf einer Abweichung der ermittelten weiteren Ist-Position, bei der eine Deformation des optischen Elements korrigiert ist, von einer Soll-Position.
Da bei der ersten Alternative dieser Ausführungsform die Regelung (Feedback-Regelung) der Position des optischen Elements auf der ermittelten deformations-korrigierten Ist-Position des optischen Elements, bei der eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist, basiert, wird vermieden, dass die Regelgröße einer Deformation des Sensorrahmens folgt.
Da bei der zweiten Alternative dieser Ausführungsform die Regelung der Position des optischen Elements auf der ermittelten weiteren Ist-Position des optischen Elements, bei der eine Deformation des optischen Elements korrigiert ist, basiert, wird vermieden, dass die Regelung anhand einer fehlerhaft ermittelten Ist-Position durchgeführt wird.
Die Regelungseinrichtung ist zum Beispiel Teil der Steuervorrichtung des optischen Systems.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts ist das optische Element ein erstes optisches Element. Außerdem umfasst das optische System ferner mindestens ein weiteres optisches Element und mehrere mit dem mindestens einen weiteren optischen Element gekoppelte Aktoren zum Einstellen einer Position des mindestens einen weiteren optischen Elements in einer dritten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden. Weiterhin weist der Sensorrahmen für jedes des mindestens einen weiteren optischen Elements eine der dritten Anzahl entsprechende Anzahl von Sensorelementen zum Erfassen von Sensordaten des mindestens einen weiteren optischen Elements auf. Darüber hinaus ist die Ermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Deformation des Sensorrahmens basierend auf den Sensordaten des ersten optischen Elements zu ermitteln, und eine deformations-korrigierte Ist-Position des mindestens einen weiteren optischen Elements relativ zu dem Sensorrahmen in der dritten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden anhand der erfassten Sensordaten des mindestens einen weiteren optischen Elements und basierend auf der für das erste optische Element ermittelten Deformation des Sensorrahmens zu ermitteln.
Damit kann die Deformation des Sensorrahmens, die basierend auf den erfassten Sensordaten des optischen Elements (d. h. des ersten optischen Elements) ermittelt wurde, auch zum Ermitteln der deformations-korrigierten Ist-Position des mindestens einen weiteren optischen Elements verwendet werden. Somit ist eine größere Anzahl von Sensorelementen (zweite Anzahl) als es der Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgarden (erste Anzahl) entspricht („over-sensing“) nur für das erste optische Element nicht jedoch für die weiteren optischen Elemente erforderlich.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Lithographieanlage mit einem wie vorstehend beschriebenen optischen System vorgeschlagen.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems einer Lithographieanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst ein optisches Element und mehrere mit dem optischen Element gekoppelte Aktoren zum Einstellen einer Position des optischen Elements in einer ersten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden. Das Verfahren weist die Schritte auf:

a) Erfassen von Sensordaten des optischen Elements mithilfe einer zweiten Anzahl von Sensorelementen eines Sensorrahmens, wobei die zweite Anzahl größer als die erste Anzahl ist, und
b) Ermitteln, anhand der erfassten Sensordaten, einer deformations-korrigierten Ist-Position des optischen Elements relativ zu dem Sensorrahmen in der ersten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden, wobei bei der deformations-korrigierten Ist-Position eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist.

Gemäß einer Ausführungsform des dritten Aspekts umfasst das Verfahren einen Schritt eines Erfassens einer oder mehrerer Anregungsfrequenzen einer Schwingungsanregung des optischen Systems. Des Weiteren wird Schritt b) ausgeführt, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist/sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts wird, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist/sind, eine weitere Ist-Position des optischen Elements, bei welcher eine Deformation des optischen Elements korrigiert ist, in der ersten Anzahl von Starrkörper-Freiheitsgraden anhand der Sensordaten ermittelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts umfasst das Verfahren einen Schritt eines Regelns der Position des optischen Elements basierend auf einer Abweichung der ermittelten deformations-korrigierten Ist-Position, bei der eine Deformation des Sensorrahmens korrigiert ist, von einer Soll-Position oder basierend auf einer Abweichung der ermittelten weiteren Ist-Position, bei der eine Deformation des optischen Elements korrigiert ist, von einer Soll-Position.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die für das optische System beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt ein optisches System der Projektionsbelichtungsanlage aus 1 gemäß einer Ausführungsform;
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 2;
4 veranschaulicht eine Schwingungsanregung eines Sensorrahmens des optischen Systems aus 2 gemäß einer Ausführungsform;
5 zeigt funktionelle Komponenten einer Steuervorrichtung des optischen Systems aus 2 gemäß einer Ausführungsform; und
6 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines optischen Systems einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß einer Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.
In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab 6 bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .
Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.
Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
2 zeigt ein optisches System 100 der Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage 1) aus 1 gemäß einer Ausführungsform. Das optische System 100 ist beispielsweise eine Projektionsoptik 10 oder Teil einer Projektionsoptik 10 der Lithographieanlage 1 aus 1.
Das optische System 100 umfasst einen Tragrahmen 102 (Engl. „force frame“). Der Tragrahmen 102 ist beispielsweise schwingungsentkoppelt auf einem Boden gelagert (nicht gezeigt).
Das optische System 100 umfasst außerdem ein oder mehrere optische Elemente 104, 106. Bei den optischen Elementen 104, 106 handelt es sich beispielsweise um Spiegel M1 bis M6 der Lithographieanlage 1, z. B. der Projektionsoptik 10, aus 1. Beispielsweise wird Arbeitslicht 108 (z. B. EUV-Licht) der Lithographieanlage auf eine Maske 110 (Retikel), ähnlich der Maske 7 in 1, gelenkt. Ein Bild der Maske 110 wird mittels des optischen Systems 100 auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des optischen Systems 100 angeordnetes Substrat 112, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert. Dabei wird das Arbeitslicht 108 über die zwei beispielhaft in 2 gezeigten Spiegel 104, 106 oder auch über mehr als zwei Spiegel des optischen Systems 100 gelenkt.
Im Folgenden werden die optischen Elemente 104, 106 als Spiegel 104, 106 beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, dass es sich in anderen Beispielen auch um andere optische Elemente als Spiegel handeln kann.
Die Spiegel 104, 106 sind mittels Aktoren 114, 116 beweglich an dem Tragrahmen 102 befestigt. Obwohl in 2 nur jeweils zwei Aktoren 114, 116 sichtbar sind, umfasst jeder Spiegel 104, 106 zum Beispiel mindestens drei und/oder sechs Aktoren 114, 116. Außerdem sind die Spiegel 104, 106 beispielsweise schwingungsentkoppelt (Schwingungsentkopplungseinrichtungen 118, 120) an dem Tragrahmen 102 gelagert.
Insbesondere weist ein erster Spiegel 104 der Spiegel 104, 106 mehrere mit dem Spiegel 104 gekoppelte Aktoren 114 zum Einstellen einer Position P des Spiegels 104 in einer ersten Anzahl N_F von Starkörper-Freiheitsgraden auf.
Zum Erfassen einer Ist-Position P_IST des Spiegels 104 umfasst das optische System 100 einen Sensorrahmen 122 mit mehreren Sensorelementen 124 zum Erfassen von Sensordaten A-D (3) des Spiegels 104. Mithilfe der Sensorelemente 124 kann die Ist-Position P_IST des Spiegels 104 relativ zu dem Sensorrahmen 122 gemessen werden.
Der Sensorrahmen 122 ist beispielsweise bezüglich des Tragrahmens 102 schwingungsentkoppelt gelagert (Schwingungsentkopplungseinrichtungen 126).
Bei den Sensorelementen 124 handelt es sich beispielsweise um Interferonmeter oder um andere Messvorrichtungen zum Erfassen der Ist-Position P_IST des Spiegels 104. Zum Beispiel ist jedes der Sensorelemente 124 dazu eingerichtet, eine eindimensionale Positionsmessung, z. B. eine Abstandsmessung, auszuführen. Der Spiegel 104 kann beispielsweise mehrere Zieleelemente 128, wie beispielsweise Reflektorelemente, aufweisen, um ein von den Sensorelementen 124 ausgesendetes Licht (z. B. Laserlicht) zu reflektieren.
Der Spiegel 104 ist beispielsweise mithilfe von mehreren Aktoren 114 gelagert, um die Position P des Spiegels 104 in sechs Starkörper-Freiheitsgraden (erste Anzahl N_F = 6) einzustellen. Die sechs Starkörper-Freiheitsgrade umfassen insbesondere eine Translation in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung sowie eine Rotation um die X-Achse, die Y-Achse sowie die Z-Achse.
Herkömmlicherweise werden zum Erfassen der Ist-Position P_IST des Spiegels 104 eine Anzahl Ns von Sensorelementen 124 verwendet, die der Anzahl N_F von Starrkörper-Freiheitsgraden entspricht.
Durch bewegliche Teile in dem optischen System 100 können jedoch mechanische Störanregungen und damit Deformationen des Sensorrahmens 122 verursacht werden, die eine genaue Positionsmessung des Spiegels 104 relativ zu dem Sensorrahmen 122 verhindern. Bei den Störanregungen des Sensorrahmens 122 kann es sich beispielsweise um quasi-statische Störanregungen oder dynamische Störanregungen (Schwingungsanregungen) handeln. Insbesondere kann sich der Sensorrahmen 122 durch eine mechanische Störanregung (periodisch oder nichtperiodisch) deformieren. Dies führt zu einem Fehler in der ermittelten Ist-Position P_IST des Spiegels 104, was in Folge zu einem Abbildungsfehler des optischen Systems 100 führt.
Es ist wünschenswert, eine Deformation des Sensorrahmens 122 zu erfassen und bei dem Ermitteln der Ist-Position P_IST des Spiegels 104 zu berücksichtigen. Dazu wird das Prinzip des „over-sensing“ angewendet. Insbesondere umfasst das optische System 100 gemäß 2 mehr Sensorelemente 124 zum Ermitteln der Ist-Position P_IST des Spiegels 104 als für eine Bestimmung der Starrkörper-Position des Spiegels 104 erforderlich sind. Insbesondere ist die Anzahl N_S von Sensorelementen 124, die an dem Sensorrahmen 122 angeordnet sind und zur Vermessung des Spiegels 104 dienen, größer als die Anzahl N_F von Starrkörper-Freiheitsgraden des Spiegels 104.
Beispielsweise ist die Anzahl Ns von Sensorelementen 124, die an dem Sensorrahmen 122 angeordnet sind und zur Vermessung des Spiegels 104 dienen, sieben oder mehr. In 2 sind lediglich vier von beispielshaften sieben Sensorelementen 124 gezeigt. Beispielsweise weist der Sensorrahmen 122 vier vertikale Sensorelemente 124a zur Erfassung einer vertikalen Bewegung (Z-Richtung in 2) auf, von denen in 2 zwei sichtbar sind. Weiterhin weist der Sensorrahmen 122 beispielsweise drei horizontale Sensorelemente 124b zur Erfassung einer horizontalen Bewegung (in der XY-Ebene in 2) auf, von denen in 2 zwei sichtbar sind.
Das optische Element 104 kann zu jedem Sensorelement 124 zugeordnet ein Zielelement 128 (z. B. Reflektorelement) aufweisen und somit sieben oder mehr Zielelemente 128.
Im Falle von sieben Sensorelementen 124 (Ns = 7) und sechs Starrkörper-Freiheitsgraden des Spiegels 104 (N_F = 6) wird somit ein zusätzliches Sensorelement 124 bereitgestellt, um eine Deformation des Spiegels 104 zu erfassen. Im Falle von mehr als sieben Sensorelementen 124 (Ns > 7) und sechs Starrkörper-Freiheitsgraden des Spiegels 104 (N_F = 6) gibt es entsprechend mehr als ein zusätzliches Sensorelement 124, um eine Deformation des Spiegels 104 zu erfassen.
3 zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt aus 2. Wie in 3 gezeigt, umfasst das optische System 100 eine Steuervorrichtung 130. Die Steuervorrichtung 130 umfasst eine Ermittlungseinrichtung 132, welche Sensordaten A, B, C, D der Sensorelemente 124 empfängt. Die Ermittlungseinrichtung 132 ist dazu eingerichtet, anhand der Sensordaten A, B, C, D, eine deformations-korrigierte Ist-Position P_IST des Spiegels 104 zu ermitteln (z. B. zu berechnen). Die deformations-korrigierte Ist-Position P_IST des Spiegels 104 ist eine Starrkörper-Position des Spiegels 104, bei welcher eine Deformation des Sensorrahmens 122 berücksichtigt wurde, d. h. korrigiert wurde.
Die Steuervorrichtung 130 umfasst außerdem eine Regelungseinrichtung 134 zum Regeln der Position P des Spiegels 104. Die Regelungseinrichtung 134 empfängt die von der Ermittlungseinrichtung 132 ermittelte deformations-korrigierte Ist-Position P_IST des Spiegels 104. Die Regelungseinrichtung 134 ist dazu eingerichtet, eine Abweichung zwischen der deformations-korrigierten Ist-Position P_IST des Spiegels 104 und einer Soll-Position P_SOLL des Spiegels 104 zu berechnen. Basierend auf der berechneten Abweichung ermittelt die Regelungseinrichtung 134 eine Stellgröße u, die an eine Ansteuereinrichtung 136 übermittelt wird. Die Ansteuereinrichtung 136 sendet ein Steuersignal E, F an jeden Aktor 114, um den Spiegel 104 in die Soll-Position P_SOLL zu bewegen. Da eine mögliche Deformation des Sensorrahmens 122 in der Bestimmung der deformations-korrigierten Ist-Position P_IST des Spiegels 104 bereits korrigiert ist, führt eine Deformation des Sensorrahmens 122 nicht zu einer fehlerhaften Regelung der Spiegelposition.
Wie in 4 lediglich allgemein und schematisch veranschaulicht, können Sensorelemente 216, 218 an einem Sensorrahmen 200 (wie die Sensorelemente 124 an dem Sensorrahmen 122 in 2) entsprechend einer erwarteten Auslenkung einzelner Bereiche des Sensorrahmens 200 aufgrund von Störanregungen platziert werden. 4 zeigt einen Sensorrahmen 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Außerdem ist in 4 eine Momentaufnahme einer Torsionsmode des Sensorrahmens 200 veranschaulicht, bei der ein mittlerer Bereich 202 keine Auslenkung erfährt und deshalb Nicht-Auslenkungs-Bereich 202 genannt wird. Der Nicht-Auslenkungs-Bereich 202 des Sensorrahmens 202 wird bei einer Deformation gemäß der veranschaulichten Torsionsmode nicht bewegt. Ein Nicht-Auslenkungs-Bereich kann bei einer dynamischen Schwingungsanregung des Sensorrahmens 200 auch Knotenbereich einer Eigenmode des Sensorrahmens 200 genannt werden.
Weiterhin sind die Bereiche 204, 206 und 208 Bereiche des Sensorrahmens 200 mit Auslenkungen in positiver Y-Richtung (in 4 in die Zeichenebene hinein), wobei eine Größe der Auslenkung (z. B. eine Amplitude) vom Bereich 204 zum Bereich 208 zunimmt. Das heißt, die Bereiche 208 sind Bereiche mit maximaler Auslenkung. Außerdem sind die Bereiche 210, 212 und 214 Bereiche des Sensorrahmens 200 mit Auslenkungen in negativer Y-Richtung (in 4 aus der Zeichenebene heraus), wobei eine Größe der Auslenkung (z. B. eine Amplitude) vom Bereich 210 zum Bereich 214 zunimmt. Das heißt, auch die Bereiche 214 sind Bereiche mit maximaler Auslenkung.
Das Bezugszeichen 216 kennzeichnet ein Sensorelement, das an dem Sensorrahmen 200 in einem Bereich 208 einer Auslenkung, insbesondere einer maximalen Auslenkung, des Sensorrahmens 200 in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung angeordnet ist (im Beispiel von 4 in Bezug auf die gezeigte Torsionsmode).
In 4 ist eine dynamischen Störanregung (d. h. eine Schwingungsanregung) des Sensorrahmens 200 in einer Eigenmode mit einer entsprechenden Eigenfrequenz gezeigt. In diesem Fall kann man sagen, dass das Sensorelement 216 in einem Bereich 208 einer maximalen Schwingungsamplitude des Sensorrahmens 200 in Bezug auf die Eigenmode des Sensorrahmens 200 angeordnet ist.
Durch Anordnen eines oder mehrerer Sensorelemente 218, welche nicht für die Ermittlung der Starrkörper-Position erforderlich sind (zusätzliche Sensorelemente), in einem Bereich einer (z. B. maximalen) Auslenkung des Sensorrahmens in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung kann eine Deformation des Sensorrahmens 200 aufgrund der entsprechenden Störanregung besonders gut detektiert werden.
Das Bezugszeichen 218 kennzeichnet Sensorelemente, die an dem Sensorrahmen 200 in dem Nicht-Auslenkungs-Bereich 202 in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung angeordnet ist.
Durch Anordnen der Sensorelementr 218 in dem Nicht-Auslenkungs-Bereich 202 werden die Sensorelemente 218 die in 4 veranschaulichte Eigenmode nicht detektieren und können besonders gut für die Erfassung der Position des Spiegels 104 als Starrkörper verwendet werden.
Vorteilhafterweise können bei dem optischen System 100 in 2 sechs der beispielhaften sieben Sensorelemente 124 (2) in einem entsprechenden Nicht-Auslenkungs-Bereich des Sensorrahmens 122 (ähnlich dem Nicht-Auslenkungs-Bereich 202 des Sensorrahmens 200 in 4) in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung angeordnet werden. Weiterhin kann das zusätzliche siebte Sensorelement 124 in einem Bereich einer Auslenkung, z. B. maximalen Auslenkung (ähnlich den Bereichen 208, 214 in 4), in Bezug auf die quasi-statische und/oder dynamische Störanregung angeordnet werden.
Wie in 3 gestrichelt gezeigt, kann das optische System 100 optional eine Schwingungssensoreinrichtung 138 aufweisen. Die Schwingungssensoreinrichtung 138 dient zum Erfassen einer oder mehrerer Anregungsfrequenzen G einer Schwingungsanregung des optischen Systems 100, z. B. des Spiegels 104. Die Schwingungssensoreinrichtung 138 umfasst z. B. einen oder mehrere Schwingungssensoren, wie beispielsweise ein oder mehrere Piezoelemente oder dergleichen. Obwohl in 3 gezeigt ist, dass die Schwingungssensoreinrichtung 138 an dem Spiegel 104 angebracht ist, kann die Schwingungssensoreinrichtung 138 oder ein oder mehrere Schwingungssensoren der Schwingungssensoreinrichtung 138 auch an anderen Orten und/oder Komponenten des optischen Systems 100 angebracht sein.
Weiterhin kann das optische System 100 eine Auswerteinrichtung 139 (5) umfassen, welche den von der Schwingungssensoreinrichtung 138 detektierten Wert G der Anregungsfrequenz (oder die Werte G) empfängt. Die Auswerteinrichtung 139 ist beispielsweise Teil der Steuervorrichtung 130', wie in 5 gezeigt. Die Auswerteinrichtung 139 ist dazu eingerichtet, den/die empfangene/n Werte G der Anregungsfrequenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert W zu vergleichen. Der vorbestimmte Schwellenwert W beträgt beispielswiese 500 Hz oder 200 Hz. In anderen Beispielen kann der Schwellenwert W auch andere Werte haben, z. B. 1 kHz, 750 Hz, 300 Hz, 100 Hz, 50 Hz, 20 Hz oder 10 Hz. Das Erfassen der Anregungsfrequenzen des optischen Systems 100 G dient zum Ermitteln, ob sich der Spiegel 104 zumindest näherungsweise als Starrkörper verhält. Insbesondere wird der Schwellenwert W derart ermittelt bzw. ausgewählt, dass der Spiegel 104 bei Anregungsfrequenzen unterhalb des Schwellenwert W als Starrkörper angenommen werden kann.
Wenn die Auswerteinrichtung 139 ermittelt, dass die eine oder die mehreren von der Schwingungssensoreinrichtung 138 erfassten Anregungsfrequenzen G kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert W ist/sind, dann sendet sie ein Steuersignal H an die Ermittlungseinrichtung 132', die deformations-korrigierte Ist-Position P_IST des Spiegels 104, bei der die Deformation des Sensorrahmens 122 korrigiert ist, zu ermitteln. Denn in diesem Fall kann der Spiegel 104 als Starrkörper angenommen werden, sodass die Sensordaten A bis D zur Korrektur einer Deformation des Sensorrahmens 122 herangezogen werden können.
Wenn die Auswerteinrichtung 139 ermittelt, dass die eine oder die mehreren von der Schwingungssensoreinrichtung 138 erfassten Anregungsfrequenzen G größer als der vorbestimmte Schwellenwert W ist/sind, dann liegt ein Fall vor, bei dem der Spiegel 104 nicht als starr angenommen werden kann. Jedoch kann der Sensorrahmen 122 als starr angenommen werden. In diesem Fall sendet die Auswerteinrichtung 139 ein Steuersignal I an die Ermittlungseinrichtung 132', - anstatt eine Deformation des Sensorrahmens 122 - eine Deformation des Spiegels 104 zu korrigieren. Mit anderen Worten wird die Ermittlungseinrichtung 132', wenn die eine oder die mehreren Anregungsfrequenzen G größer als der vorbestimmte Schwellenwert W ist/sind, eine weitere Ist-Position P_IST' des Spiegels 104 ermitteln, bei der eine Deformation des Spiegels 104 korrigiert ist.
Wie in 2 gezeigt, kann das optische System 100 zusätzlich zu dem Spiegel 104 weitere Spiegel 106 aufweisen. Beispielhaft ist in 2 ein weiterer Spiegel 106 gezeigt, der an dem Tragrahmen 102 mittels Aktoren 116 beweglich gelagert ist. Obwohl nicht in 2 gezeigt, kann das optische System 100 auch mehr als einen weiteren Spiegel 106 aufweisen.
Der weitere Spiegel 106 hat eine dritte Anzahl N_F' von Starrkörper-Freiheitsgraden, z. B. auch sechs. Weiterhin umfasst der Sensorrahmen 122 für den weiteren Spiegel 106 mehrere Sensorelemente 140 ähnlich der Sensorelemente 124 des ersten Spiegels 104. Die Sensorelemente 140 dienen zum Erfassen von Sensordaten des Spiegels 106, um eine Position P_IST2 des Spiegels 106 zu messen. Der Sensorrahmen 122 umfasst zum Beispiel genauso viele Sensorelemente 140 (Anzahl Ns') für den weiteren Spiegel 106 wie der weitere Spiegel 106 Starrkörper-Freiheitsgrade aufweist. Da eine Deformation des Sensorrahmens 122 bereits mithilfe der Sensorelemente 124 für den ersten Spiegel 104 mit dem Prinzip des „over-sensing“ (N_S > N_F) erfasst wird, braucht die Deformation des Sensorrahmens 122 vorteilhafterweise für den weiteren Spiegel 106 nicht extra nochmal erfasst zu werden.
Folglich kann die Ermittlungseinrichtung 132 dazu eingerichtet sein, eine Deformation des Sensorrahmens 122 basierend auf den Sensordaten A, B, C, D des ersten optischen Elements 104 zu ermitteln. Zudem kann die Ermittlungseinrichtung 132 dazu eingerichtet sein, eine deformations-korrigierte Ist-Position P_IST2 des weiteren Spiegels 106 relativ zu dem Sensorrahmen 122 anhand der mittels der Sensorelemente 140 erfassten Sensordaten des weiteren Spiegels 106 und basierend auf der für das erste optische Element 104 ermittelten Deformation des Sensorrahmens 122 zu ermitteln. Die Position P2 des weiteren Spiegels 106 kann dann basierend auf der derart ermittelten deformations-korrigierten Ist-Position P_IST2 des weiteren Spiegels 106 geregelt werden.
Im Folgenden wird mit Bezug zu 6 ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems 100 einer Lithographieanlage 1 beschrieben. Das optische System 100 (2) umfasst ein optisches Element 104, wie beispielsweise einen Spiegel, und mehrere mit dem optischen Element 104 gekoppelte Aktoren 114 zum Einstellen einer Position P des optischen Elements 104 in einer ersten Anzahl N_F von Starrkörper-Freiheitsgraden.
In einem ersten optionalen Schritt S1 des Verfahrens wird/werden eine oder mehrere Anregungsfrequenzen G einer Schwingungsanregung des optischen Systems 100 erfasst.
In einem zweiten optionalen Schritt S2 des Verfahrens wird ermittelt, ob die eine oder die mehreren in S1 erfassten Anregungsfrequenzen G kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert W ist/sind.
In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens werden Sensordaten A-D des optischen Elements 104 mithilfe einer zweiten Anzahl N_S von Sensorelementen 124 eines Sensorrahmens 122 erfasst, wobei die zweite Anzahl N_S größer als die erste Anzahl N_F ist.
In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens wird anhand der in S3 erfassten Sensordaten A-D eine deformations-korrigierte Ist-Position P_IST des optischen Elements 104 relativ zu dem Sensorrahmen 122 in der ersten Anzahl N_F von Starrkörper-Freiheitsgraden ermittelt, wobei bei der deformations-korrigierten Ist-Position P_IST eine Deformation des Sensorrahmens 122 korrigiert ist.
Wenn zuvor die optionalen Schritte S1 und S2 durchgeführt wurden, dann kann Schritt S4 in Abhängigkeit des Ergebnisses von Schritt S2 ausgeführt werden. Insbesondere kann Schritt S4 nur dann ausgeführt werden, wenn in Schritt S2 ermittelt wurde, dass die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen G kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert W ist/sind.
Wenn hingegen in Schritt S2 ermittelt wurde, dass die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen G größer als der vorbestimmte Schwellenwert W ist/sind, dann kann anstelle von Schritt S4 ein optionaler Schritt S4' ausgeführt werden.
In einem optionalen Schritt S4' des Verfahrens wird eine weitere Ist-Position P_IST' des optischen Elements 104, bei welcher - anstatt einer Deformation des Sensorrahmens 122 wie in S4 - eine Deformation des optischen Elements 104 korrigiert ist, in der ersten Anzahl N_F von Starrkörper-Freiheitsgraden anhand der Sensordaten A-D ermittelt, wenn die erfassten Anregungsfrequenzen G größer als der vorbestimmte Schwellenwert W ist/sind.
In einem fünften Schritt S5 des Verfahrens wird die Position P des optischen Elements 104, insbesondere in einem Feedback-Regelkreis, geregelt. Dabei wird die Position P des optischen Elements 104 basierend auf einer Abweichung der ermittelten deformations-korrigierten Ist-Position P_IST, bei der eine Deformation des Sensorrahmens 122 korrigiert ist, von einer Soll-Position oder - falls zuvor Schritt S4' durchgeführt wurde - basierend auf einer Abweichung der ermittelten weiteren Ist-Position P_IST', bei der eine Deformation des optischen Elements 104 korrigiert ist, von einer Soll-Position geregelt.
Mit dem vorgeschlagenen optischen System 100 (2) und dem vorgeschlagenen Verfahren (6) kann folglich durch Ausnutzung des Prinzips des „over-sensing“ eine Deformation des Sensorrahmens 122, relativ zu dem die Position P_IST des optischen Elements 104 gemessen wird, erfasst und korrigiert werden. Dadurch sind höherer Abbildungsgenauigkeiten des optischen Systems 100 und damit der Lithographieanlage 1 zu erreichen. Optional können dabei die Frequenzbereiche von Anregungsfrequenzen G berücksichtigt werden, in denen das optische Element 104 oder der Sensorrahmen 122 sinnvollerweise als Starrkörper betrachtet werden können.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Projektionsbelichtungsanlage
2: Beleuchtungssystem
3: Lichtquelle
4: Beleuchtungsoptik
5: Objektfeld
6: Objektebene
7: Retikel
8: Retikelhalter
9: Retikelverlagerungsantrieb
10: Projektionsoptik
11: Bildfeld
12: Bildebene
13: Wafer
14: Waferhalter
15: Waferverlagerungsantrieb
16: Beleuchtungsstrahlung
17: Kollektor
18: Zwischenfokusebene
19: Umlenkspiegel
20: erster Facettenspiegel
21: erste Facette
22: zweiter Facettenspiegel
23: zweite Facette
100: optisches System
102: Tragrahmen
104: optisches Element
106: optisches Element
108: Arbeitslicht
110: Maske
112: Substrat
114: Aktor
116: Aktor
118: Schwingungsentkopplungseinrichtung
120: Schwingungsentkopplungseinrichtung
122: Sensorrahmen
124: Sensorelement
124a, 124b: Sensorelement
126: Schwingungsentkopplungseinrichtung
128: Zieleelement
130: Steuervorrichtung
132, 132': Ermittlungseinrichtung
134, 134': Regelungseinrichtung
136: Ansteuereinrichtung
138: Schwingungssensoreinrichtung
140: Sensorelement
A-D: Sensordaten
E, F: Steuersignal
G: Wert
H, I: Steuersignal
M1-M6: Spiegel
NF, NF': Anzahl
Ns, Ns': Anzahl
P, P', P2: Position
PIST: Ist-Position
PIST', PIST2: Ist-Position
PSOLL: Soll-Position
S1-S5, S4': Verfahrensschritte
u: Stellgröße
W: Schwellenwert
X, Y, Z: Richtungen

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 102008009600 A1 [0070, 0074]
US 20060132747 A1 [0072]
EP 1614008 B1 [0072]
US 6573978 [0072]
DE 102017220586 A1 [0077]
US 20180074303 A1 [0091]

Claims

Optisches System (100) für eine Lithographieanlage (1), aufweisend: ein optisches Element (104), mehrere mit dem optischen Element (104) gekoppelte Aktoren (114) zum Einstellen einer Position (P) des optischen Elements (104) in einer ersten Anzahl (N_F) von Starrkörper-Freiheitsgraden, einen Sensorrahmen (122) mit einer zweiten Anzahl (N_S) von Sensorelementen (124) zum Erfassen von Sensordaten (A, B, C, D) des optischen Elements (104), wobei die zweite Anzahl (Ns) größer als die erste Anzahl (N_F) ist, und eine Ermittlungseinrichtung (132) zum Ermitteln, anhand der erfassten Sensordaten (A, B, C, D), einer deformations-korrigierten Ist-Position (P_IST) des optischen Elements (104) relativ zu dem Sensorrahmen (122) in der ersten Anzahl (N_F) von Starrkörper-Freiheitsgraden, wobei bei der deformations-korrigierten Ist-Position (P_IST) eine Deformation des Sensorrahmens (122) korrigiert ist.
Optisches System nach Anspruch 1, wobei die Ermittlungseinrichtung (132) zum Korrigieren einer quasi-statischen Deformation des Sensorrahmens (122) anhand der Sensordaten (A, B, C, D) eingerichtet ist.
Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ermittlungseinrichtung (132) zum Korrigieren einer dynamischen Deformation des Sensorrahmens (122) anhand der Sensordaten (A, B, C, D) eingerichtet ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eines der Sensorelemente (216) in einem Bereich (208) einer Auslenkung des Sensorrahmens (200) in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung angeordnet ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine der ersten Anzahl (N_F) entsprechende Anzahl von Sensorelementen (218) jeweils in einem Nicht-Auslenkungs-Bereich (202) des Sensorrahmens (200) in Bezug auf eine quasi-statische und/oder eine dynamische Störanregung angeordnet ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Schwingungssensoreinrichtung (138) zum Erfassen einer oder mehrerer Anregungsfrequenzen (G) einer Schwingungsanregung des optischen Systems (100), wobei die Ermittlungseinrichtung (132) dazu eingerichtet ist, die deformations-korrigierte Ist-Position (P_IST) des optischen Elements (104), bei der eine Deformation des Sensorrahmens (122) korrigiert ist, zu ermitteln, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen (G) kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert (W) ist/sind.
Optisches System nach Anspruch 6, wobei die Ermittlungseinrichtung (132) dazu eingerichtet ist, eine weitere Ist-Position (P_IST') des optischen Elements (104) in der ersten Anzahl (N_F) von Starrkörper-Freiheitsgraden anhand der Sensordaten (A, B, C, D) zu ermitteln, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen (G) größer als der vorbestimmte Schwellenwert (W) ist/sind, wobei bei der weiteren Ist-Position (P_IST') eine Deformation des optischen Elements (104) korrigiert ist.
Optisches System nach Anspruch 6 oder 7, wobei der vorbestimmte Schwellenwert (W) 1 kHz, 750 Hz, 500 Hz, 300 Hz, 200 Hz, 100 Hz, 50 Hz, 20 Hz oder 10 Hz beträgt.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Regelungseinrichtung (134) zum Regeln der Position (P) des optischen Elements (104) basierend auf einer Abweichung der ermittelten deformations-korrigierten Ist-Position (P_IST), bei der eine Deformation des Sensorrahmens (122) korrigiert ist, von einer Soll-Position (P_SOLL) oder basierend auf einer Abweichung der ermittelten weiteren Ist-Position (P_IST'), bei der eine Deformation des optischen Elements (104) korrigiert ist, von einer Soll-Position (P_SOLL).
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das optische Element (104) ein erstes optisches Element (104) ist, und das optische System (100) ferner umfasst: mindestens ein weiteres optisches Element (106), und mehrere mit dem mindestens einen weiteren optischen Element (106) gekoppelte Aktoren (116) zum Einstellen einer Position (P2) des mindestens einen weiteren optischen Elements (106) in einer dritten Anzahl (N_F') von Starrkörper-Freiheitsgraden, wobei der Sensorrahmen (122) für jedes des mindestens einen weiteren optischen Elements (106) eine der dritten Anzahl (N_F') entsprechende Anzahl (Ns') von Sensorelementen (140) zum Erfassen von Sensordaten des mindestens einen weiteren optischen Elements (106) aufweist, und die Ermittlungseinrichtung (132) dazu eingerichtet ist, eine Deformation des Sensorrahmens (122) basierend auf den Sensordaten (A, B, C, D) des ersten optischen Elements (104) zu ermitteln, und eine deformations-korrigierte Ist-Position (P_IST2) des mindestens einen weiteren optischen Elements (106) relativ zu dem Sensorrahmen (122) in der dritten Anzahl (N_F') von Starrkörper-Freiheitsgraden anhand der erfassten Sensordaten des mindestens einen weiteren optischen Elements (106) und basierend auf der für das erste optische Element (104) ermittelten Deformation des Sensorrahmens (122) zu ermitteln.
Lithographieanlage (1) mit einem optischen System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems (100) einer Lithographieanlage (1), wobei das optische System (100) ein optisches Element (104) und mehrere mit dem optischen Element (104) gekoppelte Aktoren (114) zum Einstellen einer Position (P) des optischen Elements (104) in einer ersten Anzahl (N_F) von Starrkörper-Freiheitsgraden umfasst, und das Verfahren die Schritte aufweist: a) Erfassen (S3) von Sensordaten (A, B, C, D) des optischen Elements (104) mithilfe einer zweiten Anzahl (N_S) von Sensorelementen (124) eines Sensorrahmens (122), wobei die zweite Anzahl (N_S) größer als die erste Anzahl (N_F) ist, und b) Ermitteln (S4), anhand der erfassten Sensordaten (A, B, C, D), einer deformations-korrigierten Ist-Position (P_IST) des optischen Elements (104) relativ zu dem Sensorrahmen (122) in der ersten Anzahl (N_F) von Starrkörper-Freiheitsgraden, wobei bei der deformations-korrigierten Ist-Position (P_IST) eine Deformation des Sensorrahmens (122) korrigiert ist.
Verfahren nach Anspruch 12, aufweisend: Erfassen (S1) einer oder mehrerer Anregungsfrequenzen (G) einer Schwingungsanregung des optischen Systems (100), wobei Schritt b) ausgeführt wird, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen (G) kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert (W) ist/sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei, wenn die eine oder die mehreren erfassten Anregungsfrequenzen (G) größer als der vorbestimmte Schwellenwert (W) ist/sind, eine weitere Ist-Position (P_IST') des optischen Elements (104), bei welcher eine Deformation des optischen Elements (104) korrigiert ist, in der ersten Anzahl (N_F) von Starrkörper-Freiheitsgraden anhand der Sensordaten (A, B, C, D) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, aufweisend: Regeln (S5) der Position (P) des optischen Elements (104) basierend auf einer Abweichung der ermittelten deformations-korrigierten Ist-Position (P_IST), bei der eine Deformation des Sensorrahmens (122) korrigiert ist, von einer Soll-Position (P_SOLL) oder basierend auf einer Abweichung der ermittelten weiteren Ist-Position (P_IST'), bei der eine Deformation des optischen Elements (104) korrigiert ist, von einer Soll-Position (P_SOLL).