DE102023205253A1 - Method and device for qualifying a component of a projection exposure system for semiconductor lithography - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualifizierung einer Komponente (Mx,117) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie, welches sich dadurch ausweist, dass die Komponente (Mx,117) bei der Qualifizierung von einem durch aktive Geräuschunterdrückung beruhigten vorbestimmten Bereich (31) umgeben ist.Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (30) zur Qualifizierung einer Komponente (Mx,117) einer Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithografie, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung (30) mindestens einen Schallsensor (32) und einen Schallerzeuger (33) umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass diese in einem zur Aufnahme der Komponente (Mx,117) vorbestimmten Bereich (31) der Vorrichtung (30) eine aktive Geräuschunterdrückung bewirken.The invention relates to a method for qualifying a component (Mx,117) of a projection exposure system (1,101) for semiconductor lithography, which is characterized in that the component (Mx,117) during the qualification is from a predetermined area (31) quieted by active noise suppression. The invention further relates to a device (30) for qualifying a component (Mx,117) of a projection exposure system (1,101) for semiconductor lithography, which is characterized in that the device (30) has at least one sound sensor (32) and a sound generator (33), which are designed in such a way that they bring about active noise suppression in an area (31) of the device (30) predetermined to accommodate the component (Mx,117).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualifizierung einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie.The invention relates to a method and a device for qualifying a component of a projection exposure system for semiconductor lithography.
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 fotosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element 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 neben Lichtquellen mit einer Wellenlänge von 100nm bis 400 nm, einem als DUV-Bereich bezeichneten Wellenlängenbereich, vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Dieser Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.Such systems are used to produce the finest structures, especially on semiconductor components or other microstructured components. The functional principle of the systems mentioned is based on producing the finest structures down to the nanometer range by means of a generally reducing image of structures on a mask, with a so-called reticle, on an element to be structured that is provided with photosensitive material. The minimum dimensions of the structures created depend directly on the wavelength of the light used. Recently, in addition to light sources with a wavelength of 100 nm to 400 nm, a wavelength range referred to as the DUV range, light sources with an emission wavelength in the range of a few nanometers, for example between 1 nm and 120 nm, in particular in the range of 13.5 nm, have increasingly been used . This wavelength range is also known as the EUV range.
Die zur Abbildung verwendeten optischen Komponenten für die oben beschriebene Anwendung müssen mit höchster Präzision positioniert werden, um eine ausreichende Abbildungsqualität gewährleisten zu können. In der Fertigung der optischen Komponenten werden deswegen hohe Anforderungen an die Qualifizierung der umfassten mechatronischen Systeme zur Positionierung der optischen Elemente gestellt. Die Qualifizierungsvorrichtungen werden dabei möglichst weitgehend von der Umwelt entkoppelt und abgeschirmt, um störende Einflüsse auf die Qualifizierung zu mindern und die geforderte Messfähigkeit der Systeme zu gewährleisten.The optical components used for imaging for the application described above must be positioned with the highest precision in order to ensure sufficient imaging quality. In the production of optical components, high requirements are therefore placed on the qualification of the mechatronic systems involved for positioning the optical elements. The qualification devices are decoupled and shielded from the environment as much as possible in order to reduce disruptive influences on the qualification and to ensure the required measurement capability of the systems.
Allgemein führt ein Eintrag von Energie in eine Qualifizierungsvorrichtung zu Verformungen oder Anregungen der Komponente und der Vorrichtung, wodurch der externe Energieeintrag das erfasste Messignal maskiert, also überlagert und im ungünstigsten Fall die Messgenauigkeit dadurch limitiert.In general, an input of energy into a qualification device leads to deformations or excitations of the component and the device, as a result of which the external energy input masks the recorded measurement signal, i.e. it is superimposed and, in the worst case scenario, thereby limits the measurement accuracy.
Aus dem Stand der Technik sind passive und aktiv geregelte Dämpfersysteme zur Körperschallentkopplung und Schallschutzhauben und Vakuumkammern zur Abschirmung von Störschall bekannt. Schallschutzhauben haben den Nachteil, dass sie die zu vermessende Komponente komplett und luftdicht umschließen müssen und die für eine breitbandige Abschirmung von Schallenergie verwendeten Materialien unterschiedlicher Dichte den Anforderungen an Ausgasung für die Hochleistungsoptiken nicht entsprechen, wodurch das Risiko einer Beschädigung der zu vermessenden Komponenten, insbesondere der optischen Elemente, steigt.Passive and actively controlled damper systems for decoupling structure-borne noise and soundproof hoods and vacuum chambers for shielding noise are known from the prior art. Soundproof hoods have the disadvantage that they have to completely and airtightly enclose the component to be measured and the materials of different densities used for broadband shielding of sound energy do not meet the outgassing requirements for the high-performance optics, which increases the risk of damage to the components to be measured, especially the optical elements, increases.
Vakuumkammern haben den Nachteil, dass diese in der Anschaffung und im Betrieb sehr hohe Kosten verursachen und die Zugänglichkeit zum Messobjekt stark einschränken.Vacuum chambers have the disadvantage that they are very expensive to purchase and operate and severely restrict access to the measurement object.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beheben.The object of the present invention is to provide an improved method and a device which eliminate the disadvantages of the prior art described above.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This task is solved by a method and a device with the features of the independent claims. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Qualifizierung einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie zeichnet sich dadurch aus, dass die Komponente bei der Qualifizierung von einem durch aktive Geräuschunterdrückung beruhigten vorbestimmten Bereich umgeben ist. Dieser Bereich kann im Idealfall vollständig beruhigt sein und ermöglicht dadurch eine Qualifizierung der Komponenten ohne den Einfluss von Störschall aus der Umgebung. Das Verfahren kann bevorzugt in einem Reinraum Anwendung finden.A method according to the invention for qualifying a component of a projection exposure system for semiconductor lithography is characterized in that the component is surrounded by a predetermined area quieted by active noise suppression during qualification. Ideally, this area can be completely quiet and thus enables the components to be qualified without the influence of ambient noise. The method can preferably be used in a clean room.
Insbesondere kann die Komponente als eine mechatronische Komponente ausgebildet sein. Die Anforderungen an die Positioniergenauigkeit der mechatronischen Komponenten, insbesondere solchen, welche optische Elemente, wie beispielsweise Spiegel einer Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage aufweisen, liegen üblicherweise im Bereich von Pikometern, so dass ein Gespräch in Zimmerlautstärke bereits eine Messung des mechatronischen Systems unmöglich machen oder zumindest stören würde. Das erfindungsgemäße Unterdrücken des Störschalls, also der Umgebungsgeräusche, welche beispielsweise durch die Lüftungsanlagen in einem Reinraum verursacht werden können, ermöglicht vorteilhafterweise die Qualifizierung der Komponenten mit der geforderten Messgenauigkeit.In particular, the component can be designed as a mechatronic component. The requirements for the positioning accuracy of the mechatronic components, in particular those which have optical elements, such as mirrors of a projection optics of the projection exposure system, are usually in the range of picometers, so that a conversation at room volume would already make a measurement of the mechatronic system impossible or at least disruptive . The suppression according to the invention of the noise, i.e. the ambient noise, which can be caused, for example, by the ventilation systems in a clean room, advantageously enables the components to be qualified with the required measurement accuracy.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann von außen auf die Vorrichtung einwirkender Störschall durch einen Schallsensor erfasst werden. Der Schallsensor kann als Mikrofon ausgebildet sein und an einem äußeren Rahmen der Vorrichtung angeordnet sein, wobei die Mikrofone zweckmäßigerweise eine große Bandbreite an Schallfrequenzen in einem Bereich von 0,25 Hz bis 20 kHz, insbesondere von 10 Hz bis 20 kHz erfassen.In a first embodiment of the invention, noise acting on the device from outside can be detected by a sound sensor. The sound sensor can be designed as a microphone and arranged on an outer frame of the device, the microphones expediently having a wide range of sound frequencies zen in a range from 0.25 Hz to 20 kHz, in particular from 10 Hz to 20 kHz.
Weiterhin kann zur Geräuschunterdrückung von einem Schallerzeuger erzeugter Gegenschall von der Komponente weg gerichtet sein. Der zur Unterdrückung durch Auslöschung des auf die Vorrichtung einwirkenden Störschalls bewirkte Gegenschall von, beispielsweise als Lautsprecher ausgebildeten, Schallerzeugern ist zweckmäßigerweise von dem vorbestimmten Bereich um die zu qualifizierende Komponente weg gerichtet, so dass kein Störschall innerhalb dieses Bereiches auftritt. Dies wird durch die Ausrichtung einer als Schalltrichter ausgebildeten Schallaustrittsöffnung des Schallerzeugers bewirkt. Der Störschall und der Gegenschall heben sich bei richtiger Phasenlage aber auch bei in Richtung der Komponente gerichteten Schallerzeugern auf.Furthermore, to suppress noise, counter-sound generated by a sound generator can be directed away from the component. The counter-sound caused by sound generators, for example designed as loudspeakers, for suppression by canceling out the noise acting on the device is expediently directed away from the predetermined area around the component to be qualified, so that no noise occurs within this area. This is achieved by aligning a sound outlet opening of the sound generator designed as a sound funnel. The interfering sound and the opposing sound cancel each other out when the phase position is correct, but also when the sound generators are directed in the direction of the component.
Daneben kann eine Ansteuerung auf Basis des erfassten Störschalls den durch den Schallerzeuger zu bewirkenden Gegenschall derart bestimmen, dass dieser den erfassten, von außen auf die Vorrichtung wirkenden Störschall unterdrückt. Im Idealfall kann der erfasste Störschall vollständig oder zumindest in bestimmten Frequenzbereichen umfassend ausgelöscht werden.In addition, a control based on the detected noise can determine the counter-sound to be caused by the sound generator in such a way that it suppresses the detected noise acting on the device from outside. Ideally, the detected noise can be completely or at least comprehensively canceled out in certain frequency ranges.
In einer weiteren Ausführungsform kann zur - in diesem Fall erwünschten - Anregung der Komponente Schall aus in Richtung der Komponente ausgerichteten Schallaustrittsöffnungen eines zusätzlichen Schallerzeugers verwendet werden. In a further embodiment, for the - in this case desired - excitation of the component, sound can be used from sound outlet openings of an additional sound generator that are aligned in the direction of the component.
Dieser kann an demselben Rahmen wie die Schallerzeuger zur Unterdrückung des von außen auf die Vorrichtung wirkenden Störschalls angeordnet sein. Die Anregung kann beispielsweise zur Messung einer sogenannten Systemantwort der mechatronischen Komponenten genutzt werden und gezielt bestimmte Eigenfrequenzen anregen. Insbesondere können auch Burstsignale oder Sweepsignale oder jede andere Art von Signalen durch die Lautsprecher bewirkt werden. Dies hat den Vorteil, dass auch im späteren Betrieb von in der Projektionsbelichtungsanlage verbauten Komponenten bewirkter Störschall im Vorfeld simuliert und die Auswirkungen auf die Komponente erfasst werden kann. Weiterhin kann die Vorrichtung zur Analyse von in einer Projektionsbelichtungsanlage auftretenden Störungen durch Überprüfung der Auswirkung von möglichen Ursachen einer Störung Anwendung finden.This can be arranged on the same frame as the sound generators to suppress the noise affecting the device from outside. The excitation can, for example, be used to measure a so-called system response of the mechatronic components and specifically stimulate certain natural frequencies. In particular, burst signals or sweep signals or any other type of signals can also be caused by the loudspeakers. This has the advantage that noise caused by components installed in the projection exposure system can also be simulated in advance during later operation and the effects on the component can be recorded. Furthermore, the device can be used to analyze disturbances occurring in a projection exposure system by checking the effect of possible causes of a disturbance.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Qualifizierung einer Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie weist sich dadurch aus, dass die Vorrichtung mindestens einen Schallsensor und einen Schallerzeuger umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass diese in einem zur Aufnahme der Komponente vorbestimmten Bereich der Vorrichtung eine aktive Geräuschunterdrückung bewirken.A device according to the invention for qualifying a component of a projection exposure system for semiconductor lithography is characterized in that the device comprises at least one sound sensor and a sound generator, which are designed such that they bring about active noise suppression in a region of the device predetermined for receiving the component.
Weiterhin kann die Komponente in dem vorbestimmten Bereich der Vorrichtung angeordnet sein. Die Komponente, welche auch als mechatronische Komponente ausgebildet sein kann, und die für die Qualifizierung der Komponente benötigten Messvorrichtungen sind dadurch vor Störschall aus der Umgebung der Vorrichtung geschützt, aber dennoch weiterhin gut zugänglich. Dies vereinfacht die Qualifizierung der Komponenten vorteilhaft.Furthermore, the component can be arranged in the predetermined area of the device. The component, which can also be designed as a mechatronic component, and the measuring devices required for the qualification of the component are thereby protected from noise from the environment of the device, but are still easily accessible. This advantageously simplifies the qualification of the components.
Daneben kann eine Schallaustrittsöffnung des Schallerzeugers in eine von dem Bereich der Komponente abgewandte Richtung ausgerichtet sein. Der Gegenschall kann dadurch einerseits den von außen auf die Komponenten einwirkenden Störschall unterdrücken oder auslöschen, andererseits wird der Gegenschall nicht in Richtung der Komponente abgestrahlt, so dass keine Anregung der Komponente und damit eine Störung der Qualifizierung bewirkt wird.In addition, a sound outlet opening of the sound generator can be aligned in a direction facing away from the area of the component. On the one hand, the counter-sound can suppress or cancel out the interference noise acting on the components from outside; on the other hand, the counter-sound is not radiated in the direction of the component, so that the component is not excited and thus the qualification is not disturbed.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung einen ersten Rahmen zur Aufnahme des Schallerzeugers aufweisen. Dieser Rahmen kann beispielsweise quaderförmig oder kugelförmig ausgebildet sein und den Schallerzeuger und je nach Ausführungsform auch mehrere Schallerzeuger mit von der Komponente weg gerichteten Schallaustrittsöffnungen aufnehmen. Innerhalb dieses Rahmens ist der geräuschunterdrückte vorbestimmte Bereich ausgebildet, in welchem die Komponente zur Qualifizierung angeordnet werden kann.In a further embodiment of the invention, the device can have a first frame for receiving the sound generator. This frame can, for example, be cuboid or spherical and accommodate the sound generator and, depending on the embodiment, also several sound generators with sound outlet openings directed away from the component. Within this frame, the noise-suppressed predetermined area is formed, in which the component can be arranged for qualification.
Weiterhin kann die Vorrichtung einen zweiten Rahmen zur Aufnahme des Schallsensors aufweisen. Dieser zweite Rahmen kann ebenfalls quaderförmig oder kugelförmig ausgebildet sein und den als Mikrofon ausgebildeten Schallsensor oder je nach Ausführungsform auch weitere Mikrofone aufnehmen, welche ebenfalls derart ausgerichtet sind, dass diese den von außen auf die Vorrichtung einwirkenden Störschall, optimal erfassen.Furthermore, the device can have a second frame for receiving the sound sensor. This second frame can also be cuboid or spherical and can accommodate the sound sensor designed as a microphone or, depending on the embodiment, also other microphones, which are also aligned in such a way that they optimally record the noise acting on the device from outside.
Daneben kann mindestens ein Schallsensor an der Komponente direkt angeordnet sein. Dieser beispielsweise zusätzliche Schallsensor kann dazu verwendet werden, einen nach einer ersten Berechnung und Erzeugung von Gegenschall an der Komponente vorhandenen Reststörschall zu erfassen. Die so gewonnenen Signale können zur Korrektur des Gegenschallsignals verwendet werden.In addition, at least one sound sensor can be arranged directly on the component. This additional sound sensor, for example, can be used to detect residual noise present on the component after an initial calculation and generation of counter-sound. The signals obtained in this way can be used to correct the counter-sound signal.
Insbesondere kann die Komponente innerhalb des ersten Rahmens und der erste Rahmen innerhalb des zweiten Rahmens angeordnet sein. Dies Anordnung hat den Vorteil, dass der Störschall erfasst und vor Erreichen des vorbestimmten Bereiches in welchem die Komponente angeordnet ist, durch die Schallerzeuger unterdrückt und im Idealfall ausgelöscht werden kann.In particular, the component can be arranged within the first frame and the first frame within the second frame. This arrangement has the advantage that it reduces noise detected and can be suppressed and ideally extinguished by the sound generator before reaching the predetermined area in which the component is arranged.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann an dem ersten Rahmen mindestens ein zusätzlicher Schallerzeuger mit einer in Richtung des Bereiches der Komponente ausgerichteten Schallaustrittsöffnung angeordnet sein. Dieser kann zur gezielten Anregung der Komponente Schallsignale unterschiedlicher Form, wie beispielsweise einzelne Frequenzen oder Frequenzbereiche, Burstsignale, Sweepsignale oder jede andere Art von Schallsignalen bewirken. Die Systemantwort der durch den zusätzlichen Schallerzeuger angeregten Komponente kann dabei durch an der Komponente angeordnete Messsysteme erfasst und durch eine Ansteuerung ausgewertet werden.In a further embodiment of the invention, at least one additional sound generator with a sound outlet opening aligned in the direction of the area of the component can be arranged on the first frame. This can cause sound signals of different forms, such as individual frequencies or frequency ranges, burst signals, sweep signals or any other type of sound signals, to specifically stimulate the component. The system response of the component excited by the additional sound generator can be recorded by measuring systems arranged on the component and evaluated by a control.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann diese eine Ansteuerung umfassen, welche derart ausgebildet ist, dass diese auf Basis des erfassten Störschalls ein Gegenschallsignals zur Ansteuerung der Schallerzeuger bestimmt. Diese erzeugen einen Gegenschall, welcher erfindungsgemäß den Störschall unterdrückt oder vollständig auslöscht.In a further embodiment of the device, this can include a control which is designed in such a way that it determines a counter-sound signal for controlling the sound generator based on the detected noise. These generate counter-sound, which according to the invention suppresses or completely cancels out the interference sound.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
-
1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie, -
2 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithografie, und -
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
1 schematically in meridional section a projection exposure system for EUV projection lithography, -
2 schematically in meridional section a projection exposure system for DUV projection lithography, and -
3 a schematic representation of a device according to the invention.
Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die
Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer 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 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.One embodiment of a
Beleuchtet 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.A reticle 7 arranged in the
In der
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.The projection exposure system 1 includes
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 verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged on a light-sensitive layer of a
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.The
Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 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 (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, oder im normalen Einfall (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.The
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 Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the
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 im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der
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.The
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.Between the
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
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The
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
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The lighting optics 4 thus forms a double faceted system. This basic principle is also known as the honeycomb condenser (fly's eye integrator).
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 Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der
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.With the help of the
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, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4, not shown, transmission optics can be arranged in the beam path between the
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der
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.In a further embodiment of the lighting optics 4, the
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.The imaging of the
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
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, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. The mirrors Mi, just like the mirrors of the lighting optics 4, can have highly reflective coatings for the
Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung 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 kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung 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 β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other image scales are also possible. Image scales of the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung 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 sind bekannt aus der
Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 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 Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.One of the
Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 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.The
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 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.The entrance pupil of the
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.It may be that the projection optics have 10 different positions of the entrance pupil for the tangential and sagittal beam paths. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the
Bei der in der
Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.The
In
Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung ist vergleichbar mit dem in
Im Unterschied zu einer wie in
Das Beleuchtungssystem 102 stellt eine für die Abbildung des Retikels 107 auf dem Wafer 113 benötigte DUV-Strahlung 116 bereit. Als Quelle für diese Strahlung 116 kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung 116 wird in dem Beleuchtungssystem 102 über optische Elemente derart geformt, dass die DUV-Strahlung 116 beim Auftreffen auf das Retikel 107 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.The
Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 110 mit dem Objektivgehäuse 119 unterscheidet sich außer durch den zusätzlichen Einsatz von refraktiven optischen Elementen 117 wie Linsen, Prismen, Abschlussplatten prinzipiell nicht von dem in
Weiterhin ist ein Aufbau der Vorrichtung 30 ohne ausgasende Materialien und die Anpassung der Vorrichtung 30 auf unterschiedliche Umgebungsbedingungen und Komponenten Mx, 117 auf ein Minimum reduziert. Optional können zur weiteren Verbesserung des Schallschutzes zusätzlich zu der Vorrichtung 30 zur aktiven Geräuschunterdrückung eine passiv wirkende Schallschutzhaube 37 um die Komponente Mx, 117 angeordnet werden. Diese kann auf Grund der geringeren Anforderungen einfacher gestaltet werden oder beispielsweise nur auf einen bestimmten Frequenzbereich ausgelegt sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch um die gesamte Vorrichtung 30 ein weiterer Schallschutz 38 angeordnet werden oder der Raum, in welchem die Vorrichtung 30 aufgebaut ist, selbst zur Dämpfung des von außen auf die Vorrichtung 30 einwirkenden Störschalls ausgebildet sein. Die Schallschutzhaube 37 und der die gesamte Vorrichtung 30 umschließende Schallschutz 38 sind in der
Weiterhin sind an dem ersten Rahmen 35 weitere, in der
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
- 22
- BeleuchtungssystemLighting system
- 33
- StrahlungsquelleRadiation source
- 44
- BeleuchtungsoptikIllumination optics
- 55
- ObjektfeldObject field
- 66
- ObjektebeneObject level
- 77
- RetikelReticule
- 88th
- RetikelhalterReticle holder
- 99
- RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
- 1010
- ProjektionsoptikProjection optics
- 1111
- BildfeldImage field
- 1212
- BildebeneImage plane
- 1313
- Waferwafers
- 1414
- Waferhalterwafer holder
- 1515
- WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
- 1616
- EUV-StrahlungEUV radiation
- 1717
- Kollektorcollector
- 1818
- ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
- 1919
- UmlenkspiegelDeflecting mirror
- 2020
- FacettenspiegelFacet mirror
- 2121
- Facettenfacets
- 2222
- FacettenspiegelFacet mirror
- 2323
- Facettenfacets
- 3030
- Vorrichtungcontraption
- 3131
- Vorbestimmter BereichPredetermined area
- 3232
- Mikrofonmicrophone
- 3333
- Lautsprecher zum AuslöschenLoudspeaker to cancel out
- 3434
- Lautsprecher zur AnregungLoudspeaker for stimulation
- 3535
- Rahmen LautsprecherFrame speakers
- 3636
- Rahmen MikrofoneFrame microphones
- 3737
- SchallschutzhaubeSoundproof hood
- 3838
- SchallschutzSoundproofing
- 3939
- SchallaustrittsöffnungSound exit opening
- 4040
- AnsteuerungControl
- 101101
- ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
- 102102
- BeleuchtungssystemLighting system
- 107107
- RetikelReticule
- 108108
- RetikelhalterReticle holder
- 110110
- ProjektionsoptikProjection optics
- 113113
- Waferwafers
- 114114
- Waferhalterwafer holder
- 116116
- DUV-StrahlungDUV radiation
- 117117
- optisches Elementoptical element
- 118118
- Fassungenversions
- 119119
- ObjektivgehäuseLens housing
- M1-M6M1-M6
- SpiegelMirror
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008009600 A1 [0037, 0041]DE 102008009600 A1 [0037, 0041]
- US 2006/0132747 A1 [0039]US 2006/0132747 A1 [0039]
- EP 1614008 B1 [0039]EP 1614008 B1 [0039]
- US 6573978 [0039]US 6573978 [0039]
- DE 102017220586 A1 [0044]DE 102017220586 A1 [0044]
- US 2018/0074303 A1 [0058]US 2018/0074303 A1 [0058]
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2022
- 2022-06-21 DE DE102022206198.5A patent/DE102022206198A1/en not_active Withdrawn
-
2023
- 2023-06-05 DE DE102023205253.9A patent/DE102023205253A1/en active Pending
Also Published As
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