EP1982233A2 - Verfahren und vorrichtung zur korrektur von abbildungsfehlern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur korrektur von abbildungsfehlern

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EP1982233A2
EP1982233A2 EP06840995A EP06840995A EP1982233A2 EP 1982233 A2 EP1982233 A2 EP 1982233A2 EP 06840995 A EP06840995 A EP 06840995A EP 06840995 A EP06840995 A EP 06840995A EP 1982233 A2 EP1982233 A2 EP 1982233A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
projection exposure
optical correction
exposure apparatus
elements
correction element
Prior art date
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Ceased
Application number
EP06840995A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Sorg
Peter Deufel
Toralf Gruner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Publication of EP1982233A2 publication Critical patent/EP1982233A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70933—Purge, e.g. exchanging fluid or gas to remove pollutants

Definitions

  • the invention relates to a projection exposure apparatus for microlithography, which has optical correction elements for modifying the imaging properties, and to a method for correcting aberrations of a projection exposure apparatus.
  • FIG. 1 shows such a projection exposure apparatus by way of example for explaining the prior art.
  • the projection exposure apparatus 1 consists essentially of a lighting device 3, a device 4 for receiving and exact positioning of a provided with a grid-like structure mask, a so-called reticle 5, through which the later structures are determined on the wafer 2, a device 6 for mounting , Movement and exact positioning of just this wafer 2 and an imaging device, namely a projection lens 7, with multiple optical elements, such.
  • the basic principle of operation provides that the structures introduced into the reticle 5 are imaged in a reduced manner on the wafer 2.
  • the illumination device 3 provides a projection beam 11 required for imaging the reticle 5 on the wafer 2 as electromagnetic radiation, for example from the visible or the UV or EUV range.
  • the source of this radiation may be a laser or the like.
  • the radiation is in the illumination device 3 via optical Elements are formed so that the projection beam 11 when hitting the reticle 5 has the desired properties in terms of diameter, polarization, shape of the wavefront and the like.
  • the optical elements may in particular be refractive, reflective or other types of components or combinations thereof.
  • the wafer 2 After a successful exposure, the wafer 2 is moved further in the direction of the arrow, so that a plurality of individual fields, each with the structure predetermined by the reticle 5, are exposed on the same wafer 2. Due to the step-by-step advancing movement of the wafer 2 in the projection exposure apparatus 1, it is often referred to as a stepper.
  • the projection objective 7 has a multiplicity of individual refractive, diffractive and / or reflective optical elements, such as eg. As lenses, mirrors, prisms, end plates and the like.
  • a common problem with the use of the described projection exposure systems is that the illumination and imaging optics used generally have more or less severe aberrations of different orders. To correct these aberrations, it is customary to introduce correction elements into the beam path of both the illumination device and the projection objective of the projection exposure device. Examples of such measures are disclosed in patent applications EP 0874283 A2, US 2003/0128349 A1 and in US patent 5,392,119. Furthermore, the inter- national patent application WO 2005/064404 the problem of quickly changing a correction element in a projection exposure system. In this case, the optical correction element is moved by means of a changing device into or out of the beam path of the projection exposure apparatus; The optical correction element can be located in particular in the region of a pupil plane of the projection exposure apparatus.
  • the pupil plane is a particularly favorable place to make an image error correction by means of optical correction elements, since measures in the pupil plane similar modifications of the image can be achieved in each location of an image plane.
  • the correction of aberrations often depends to a significant extent on the structure currently being exposed; Such structures usually vary during use of the projection exposure apparatus at short intervals.
  • the thus required change of the optical correction elements causes the risk of misalignments of the projection exposure system due to shocks, voltage changes or other mechanical or thermal influences and a possible contamination of the interior of the projection exposure system by impurities.
  • the inventive projection exposure apparatus for semiconductor lithography shows a first and at least one further optical correction element, wherein the first optical correction element is arranged in the region of a pupil plane of the projection exposure system and the further optical correction element is arranged at a greater distance from the pupil plane than the first correction element.
  • the first correction element can be arranged at a distance from the pupil plane which corresponds to a subaperture ratio of greater than 0.75, in particular greater than 0.9.
  • the subaperture ratio is a measure of the distance of an object to a pupil plane; a subaperture ratio of 1 means that an object is in the pupil plane.
  • the subaperture ratio is described as a ratio of principal ray height to marginal ray height VM on the optically effective surface of an optical element.
  • the further optical correction element may be arranged at a distance from the pupil plane which corresponds to a subaperture ratio of less than 0.75, in particular less than 0.5.
  • This arrangement of the two optical correction elements has the advantage that, on the one hand, an efficient correction of image aberrations, in particular of constant image aberrations in the region of the pupil plane over the entire image plane, is best possible. Since it is precisely the optical elements arranged in the area of the pupil plane that generate constant aberrations over the entire image plane, this makes it most possible to effectively correct such errors.
  • Plan parallel plates as correction elements have the advantage that on the one hand they are easy to manufacture and to change in the projection exposure apparatus and on the other hand can be measured easily by interferometric methods. In addition, they are comparatively robust in their correcting action to decentrations, especially when used near a pupil plane.
  • diaphragms in particular vapor-deposited first-order or variable aperture diaphragms into consideration.
  • interference filters or intensity filters in particular gray filters, can be used.
  • gray filters have the property that they make it possible in a simple way to compensate for local deviations, in particular in the radial direction, of the transmission of the objective.
  • diaphragms An advantageous possibility of using diaphragms is that the zeroth diffraction order of the diffraction image generated by the reticle can be efficiently masked out or attenuated by means of an aperture arranged in or near a pupil plane, which leads to an improvement of the contrast and thus to an improvement in the Picture on the wafer leads.
  • the diffraction occurring at the reticle is strongly dependent on the type of structures to be exposed and on the illumination settings. This creates the need to flexibly adapt the shape and position of the aperture used to the particular circumstances. This can be achieved, for example, by providing a changing device which permits a rapid change of the optical correction element as soon as the optical conditions change, for example, through the use of a new particle.
  • the use of a changing device has the particular advantage that the complete objective housing does not have to be opened in order to change the optical correction element, which reduces the risk of contamination of the interior of the objective housing.
  • the use of the changing device is not limited to the rapid replacement of diaphragms, and the other optical correction elements specified above can be exchanged quickly by means of the changing device in an advantageous manner.
  • a field plane or image plane is understood as meaning a plane in which an image or an intermediate image of the object plane is created.
  • the optical elements used such as lenses for example, are exposed to inhomogeneous stresses to a great extent, which leads to aberrations.
  • the density of the lens material in the heavily exposed areas can locally change or increase, so that the imaging properties of the lens change and imaging errors occur.
  • an effective correction of such errors can be achieved in that the further optical correction element is arranged in the region of the field-near optical elements of the projection exposure apparatus, since in this way the errors caused by the effects described above are in the vicinity of the location to be cured of their formation.
  • An advantageous procedure for replacing the optical correction element consists in the fact that first the application parameters of the projection exposure apparatus are detected and predicted on the basis of the detection Degradationserscheinept. Subsequently, at least one adjusted correction element can be produced in advance, well ahead of the planned time of an exchange, which is then exchanged at the specified point in time. This procedure can be further refined by additionally measuring the application parameters of the projection exposure apparatus or a prediction of the expected degradation phenomena is carried out on the basis of drift measurements and / or known illumination settings. This method has the advantage that the times required for an exchange of optical correction elements can be effectively reduced.
  • FIG. 2 shows an exemplary arrangement of the two optical correction elements in the projection objective of a projection exposure apparatus
  • FIG. 3 shows an exemplary changing device for changing one of the optical correction elements
  • Figure 4 shows a variant of the invention, in which the Kirvor- direction is designed as a turntable
  • Figure 5 shows an alternative to the formation of the changing device as a turntable
  • Figure 5a shows another alternative to the formation of the changing device in conjunction with two opposing magazines
  • Figure 6 shows a further variant of the invention, in which a carriage is combined as a changing device with a designed as a turntable magazine;
  • FIG. 7 shows an embodiment of the present invention in which the optical correction elements are arranged together on a support frame; and FIG. 8 shows a concept for mounting an optical correction element.
  • FIG. 2 shows an exemplary arrangement of the two optical correction elements 13, 14 in the projection objective 7 of a projection exposure apparatus.
  • the projection objective 7 has a plurality of lenses 8 mounted in frames 9;
  • the location of a pupil plane 12 of the projection lens 7 is indicated by a dashed line.
  • the area of the pupil plane 12 is the first optical correction element
  • the manipulators 15 allow a variation of the tilt of the optical correction element 13 or also a variation of the distance of the optical correction element 13 from the pupil plane 12; They can be designed in particular as a piezo manipulator.
  • the fixation of the optical correction element 13 on the manipulators 15 can be effected via spring elements, pneumatic elements, magnetic elements, vacuum elements or even form-fitting elements.
  • the distance in which the first correction element 13 is arranged from the pupil plane 12 corresponds to a subaperture ratio of> 0.75.
  • the second optical correction element 14 Spaced from the pupil plane 12 and thus from the first optical correction element 13, the second optical correction element 14 is arranged, wherein the distance of the second optical correction element 14 from the pupil plane 12 corresponds to a Subaperturiller of ⁇ 0.75.
  • the optical correction elements 13 and 14 may be, for example, plane-parallel plates, diaphragms such as, for example, a vapor-deposited first-order diaphragm or else variable diaphragms.
  • interference filters or intensity filters, in particular gray filters can be used as optical correction elements 13 and 14, respectively.
  • the invention is not limited to that - as shown in Figure 2 - the optical correction elements 13 and 14 are executed adjacent; rather, it is conceivable that in the region between the optical correction elements 13 and 14 further optical elements are arranged.
  • FIG. 3 shows an exemplary changing device 17 for exchanging one of the optical correction elements 13 or 14.
  • the changing device 17 is designed as a carriage.
  • the changing device 17 embodied as a slide is realized as an arrangement of fixed guide rails 19 in connection with an adapter holder 29 on movable guide rails 18, by which a linear guidance of the optical correction element 13 into the beam path of the projection objective 7 (not shown in FIG ) is guaranteed.
  • the movable guide rails 18, the adapter holder 29 or also the fixed guide rails 19 can be equipped with sensor units 20 for determining the position of the optical correction element 13.
  • the drive of the changing device 17, not shown in Figure 3 is to be chosen so that the entry of vibration or heat in the projection lens 7 is as low as possible; This can be achieved in particular by the use of linear motors, pneumatic elements or voice coils as a drive.
  • the optical correction element 13 is realized as an intensity filter for center shading.
  • the optical correction element 13 is inserted into the region of the holding member 16 by a linear movement.
  • the definition of the end position of the optical correction element 13 with respect to the other components of the projection lens 7 already takes place when introducing the opti- see correction element 13 in the adapter holder 29.
  • the holding member 16 is connected to the lens housing 10 of the projection lens 7, not shown in Figure 3.
  • the external components for the positioning of the optical correction element 13 prevent friction particles from precipitating on the surfaces of the optical elements arranged in the projection objective 7 and causing scattered light. In the event of a defect, the optical correction element 13 can be replaced without exchanging the entire projection objective 7 are completely replaced with little effort
  • Figure 4 shows a variant of the invention, in which the changing device 17 is formed as a turntable.
  • the changing device 17 is formed as a turntable.
  • the particular advantage of using a turntable as changing device 17 lies in the fact that it is possible in this way, the horizontal forces acting on the lens housing 10 and thus on the projection lens 7 to keep low, there as acceleration torques with rapid deceleration or accelerating the changing device 17 only torques and no linear forces occur.
  • the changing device 17 embodied as a turntable can, as shown in FIG.
  • FIG. 5 shows a changing device 17, which is designed as a linear slide.
  • the receiving units 22 are arranged in the form of a linear slide changing device 17 linear along the course of the carriage. Trained as a linear slide changing device 17 can thereby extend horizontally through the entire lens housing 10.
  • the two solutions shown in Figures 4 and 5 have in common that the changing device 17 itself has a plurality of receiving units 22 and thus shows a double functionality on the one hand as a changing device 17 and on the other hand as a magazine.
  • An advantage of this solution is in particular that a separate magazine is unnecessary, whereby a considerable amount of space can be saved.
  • FIG. 5a shows a further variant of the invention in which a high degree of flexibility and in particular changing speed achieved.
  • the changing device 17 is formed in this embodiment as a linear slide with two receiving units 22 for optical correction elements 13.
  • two stacking magazines 23a and 23b are arranged on opposite sides of the objective housing 10.
  • the changing device 17 can be moved horizontally through the entire lens housing 10 from one magazine 23a, b to the other in a linear movement.
  • optical correction elements 13 can be removed from the changing device 17 or introduced into this. This arrangement makes it possible, during the operation of the projection exposure apparatus with an optical correction element 13 in one of the magazines 23a or 23b, to introduce the optical correction element 13 suitable for the subsequently provided operating parameters of the installation into the receiving unit 22 of the exchanging device 17.
  • This procedure makes it possible, with a practically unlimited number of different correction elements within a single linear movement, to remove a no longer required correction element 13 from the beam path of the installation and to introduce the new correction element 13 required for the parameters of the installation into the beam path during the same movement , In this way, changing the parameters of the system within times ⁇ 30 ms, in particular ⁇ 10 ms, possible.
  • the measure mentioned above can considerably increase the efficiency of the plant and thus increase productivity.
  • Figure 6 shows a further variant of the invention, in which a carriage is combined as a changing device 17 with a designed as a turntable magazine 23.
  • the magazine 23 shows four receiving units 22, three of which are equipped with optical correction elements 13.
  • the fourth receiving unit 22 is not occupied in the present example, it is for receiving an optical correction element 13 from the interior of the lens housing 10 is available.
  • the changing device 17 is formed in the known manner as a linear slide, which moves along the guide rails 18 and 19 in and out of the interior of the lens housing 10.
  • This embodiment of the invention has the advantage that the opening through which the optical correction elements 13 are introduced into the interior of the lens housing 10, in contrast to the turntable solution described in Figure 4 can be kept small and thus the risk of introducing contaminants in the Interior of the lens housing 10 can be effectively reduced.
  • the risk of contamination can be further reduced by providing a lock 24, which passes through the optical correction elements 13 before and after the change, and which is constantly flowed through, for example by means of a purge gas, possibly resulting from the exterior space. low levels of contamination can be dissipated before the optical correction element 13 reaches the interior of the lens housing 10. It is also conceivable to arrange the entire changing device 17 and the magazine 23 together in a space flowed through by flushing gas, so that there is no contact with the environment when changing the optical correction element 13 and in particular the optical correction elements 13 already during their storage in the magazine 23rd flowed around by purge gas and thus are largely protected against contamination.
  • the purge gas can advantageously be removed from the projection objective in the region of the exchanging device 17.
  • the main track output (not shown) of the projection objective 7 is located in the region of the changing device 17. This measure avoids contamination of the interior of the projection objective 7 in a particularly effective manner.
  • the magazine 23 can also be realized as a stacking magazine with optical correction elements 13 or 14 stacked vertically one above the other.
  • both the pupil plane 12 closer optical correction elements 13 and the pupil plane 12 more distant optical correction elements 14 can be changed.
  • FIG. 1 A further advantageous embodiment of the present invention is shown in FIG.
  • the optical correction elements 13 and 14 are arranged together on a support frame 25.
  • the first optical correction element 13 may for example be integrated firmly in the carrier mount in the vicinity of the pupil plane.
  • the carrier mount carries the second optical correction element 14 via the holding elements 16 and the manipulators 15.
  • the carrier mount 25 can be embodied in such a way that it can be simply exchanged as a whole.
  • the second optical correction element 14 in the support frame 25th be replaced without removing them from the lens housing 10.
  • the second optical correction element 14 can be simply exchanged in a known manner (see preceding figures) in this way;
  • this variant shows the particular advantage that the two optical correction elements 13 and 14 are arranged within a structural unit and thus in a particularly compact manner.
  • FIG. 8 shows a bearing concept for mounting an optical correction element 13 or 14 in the interior of a projection objective 7, wherein the optical correction element 13 or 14 is embodied as a fixed stop and at only two bearing points 27 in the interior of the projection objective 7, not shown in FIG Bearings 26 and 28 is stored.
  • the design of the bearings 27 can be chosen in particular in such a way that a bearing point of a hard metal, a ruby prism or hardened steel is used.
  • the first bearing 26 is realized as a fixed bearing; as the second bearing 28 a floating bearing is used in the present example, in which the principle of a line system is used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem ersten und mindestens einem weiteren optischen Korrekturelement. Dabei ist das erste optische Korrekturelement im Bereich einer Pupillenebene der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet und das weitere optische Korrekturelement in einem größeren Abstand von der Pupillenebene angeordnet als das erste Korrekturelement. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem ersten und mindestens einem weiteren optischen Korrekturelement, wobei das erste optische Korrekturelement in der Nähe einer Pupillenebene der Projektionsbelichtungsanlage in einer Trägerfassung angeordnet ist und das weitere optische Korrekturelement in einer Hilfsfassung austauschbar in der Trägerfassung angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage in der Halbleiterlithographie, mit mindestens den folgenden Schritten - Vorsehen eines optischen Korrekturelementes - Erfassen der Einsatzparameter der Projektionsbelichtungsanlage - Vorhersage von Degradationserscheinungen Fertigung mindestens eines angepassten Korrekturelementes vorab Austausch des Korrekturelementes zu einem festgelegten Zeitpunkt

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern
Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, die optische Korrekturelemente zur Modifika- tion der Abbildungseigenschaften aufweist sowie ein Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage .
Projektionsbelichtungsanlagen werden in der Mikrolithographie zur Herstellung elektronischer Schaltkreise auf Halbleitersubstraten verwendet. Figur 1 zeigt eine derartige Projektionsbelichtungsanlage exemplarisch zur Erläuterung des Standes der Technik.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 besteht dabei im wesentlichen aus einer Beleuchtungseinrichtung 3, einer Einrichtung 4 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer gitterartigen Struktur versehenen Maske, einem sogenannten Reticle 5, durch welches die späteren Strukturen auf dem Wafer 2 bestimmt werden, einer Einrichtung 6 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 2 und einer Abbildungseinrichtung, nämlich einem Projektionsobjektiv 7, mit mehreren optischen Elementen, wie z. B. Linsen 8, die über Fassungen 9 in einem Objektivgehäuse 10 des Projektionsobjektives 7 gelagert sind.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die in das Reticle 5 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 2 verkleinert abgebildet werden.
Die Beleuchtungseinrichtung 3 stellt einen für die Abbildung des Reticles 5 auf dem Wafer 2 benötigten Projektionsstrahl 11 als elektromagnetische Strahlung beispielsweise aus dem sichtbaren oder auch dem UV- oder EUV-Bereich bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in der Beleuchtungseinrichtung 3 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 11 beim Auftreffen auf das Reticle 5 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist. Bei den optischen Elementen kann es sich insbesondere um refraktive, reflektive oder um andere Arten von Komponenten oder deren Kombinationen handeln.
Nach einer erfolgten Belichtung wird der Wafer 2 in Pfeilrichtung weiterbewegt, sodass auf demselben Wafer 2 eine Vielzahl von einzelnen Feldern, jeweils mit der durch das Reticle 5 vorgegebenen Struktur, belichtet wird. Aufgrund der schrittweisen Vorschubbewegung des Wafers 2 in der Projektionsbelichtungsanla- ge 1 wird diese häufig auch als Stepper bezeichnet.
Darüber hinaus erfolgt bei vielen modernen Geräten eine scannende Abbildung eines jeden Feldes; entsprechend werden diese Anlagen als Scanner bezeichnet.
Über den Projektionsstrahl 11 wird ein Bild des Reticles 5 er- zeugt und von dem Projektionsobjektiv 7 entsprechend verkleinert auf den Wafer 2 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Das Projektionsobjektiv 7 weist eine Vielzahl von einzelnen refraktiven, diffraktiven und/oder reflektiven optischen E- lementen, wie z. B. Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen auf.
Eine verbreitete Problematik beim Einsatz der beschriebenen Pro- jektionsbelichtungsanlagen besteht darin, dass die verwendeten Beleuchtungs- und Abbildungsoptiken in der Regel mehr oder weni- ger starke Abbildungsfehler verschiedener Ordnungen aufweisen. Zur Korrektur dieser Abbildungsfehler ist es üblich, Korrekturelemente in den Strahlengang sowohl der Beleuchtungseinrichtung als auch des Projektionsobjektives der Projektionsbelichtungsan- lage einzubringen. Beispiele für derartige Maßnahmen werden in den Patentanmeldungen EP 0874283 A2, US 2003/0128349 Al sowie in dem US-Patent 5,392,119 offenbart. Ferner adressiert die inter- nationale Patentanmeldung WO 2005/064404 die Problematik, ein Korrekturelement in einer Projektionsbelichtungsanlage schnell zu wechseln. Dabei wird das optische Korrekturelement mittels einer Wechselvorrichtung in bzw. aus dem Strahlengang der Pro- jektionsbelichtungsanlage bewegt; das optische Korrekturelement kann sich dabei insbesondere im Bereich einer Pupillenebene der Projektionsbelichtungsanlage befinden. Die Pupillenebene ist ein besonders günstiger Ort, um eine Bildfehlerkorrektur mittels optischer Korrekturelemente vorzunehmen, da durch Maßnahmen in der Pupillenebene gleichartige Modifikationen der Abbildung in jedem Ort einer Bildebene erreicht werden können. Die Korrektur von Abbildungsfehlern hängt jedoch oftmals in erheblichem Ausmaß von der aktuell zu belichtenden Struktur ab; derartige Strukturen variieren in der Regel während des Einsatzes der Projek- tionsbelichtungsanlage in kurzen Abständen. Der hierdurch erforderliche Wechsel der optischen Korrekturelemente bedingt die Gefahr von Dejustierungen der Projektionsbelichtungsanlage aufgrund von Erschütterungen, Spannungsänderungen oder anderen mechanischen oder auch thermischen Einflüssen sowie eine mögliche Kontamination des Inneren der Projektionsbelichtungsanlage durch Verunreinigungen .
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, durch das eine flexible Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage bei gleichzeitiger minimaler mechanischer, thermischer Belastung und minimaler Kontamination des Inneren der Anlage möglich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben, die eine verbesserte Korrektur von Abbil- dungsfehlern von Projektionsbelichtungsanlagen erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtungen und das Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen genannten Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Varianten der Erfindung. Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie zeigt ein erstes und mindestens ein weiteres optisches Korrekturelement, wobei das erste optische Korrekturelement im Bereich einer Pupillenebene der Projektionsbelich- tungsanlage angeordnet ist und das weitere optische Korrekturelement in einem größeren Abstand von der Pupillenebene angeordnet ist als das erste Korrekturelement. Dabei kann das erste Korrekturelement in einem Abstand von der Pupillenebene angeordnet sein, der einem Subaperturverhältnis von größer als 0,75, insbesondere größer als 0,9 entspricht. Das Subaperturverhältnis ist dabei ein Maß für den Abstand eines Objektes zu einer Pupillenebene; ein Subaperturverhältnis von 1 bedeutet, dass sich ein Objekt in der Pupillenebene befindet. Der Abstand des Objektes zu der Pupillenebene ist um so größer, je mehr sich das Subaper- turverhältnis an 0 annähert. Eine detailliertere Darstellung der Definition des Subaperturverhältnisses findet sich in der US- Provisional-Application US 60/696118, die auf die Anmelderin zurückgeht. Dort ist das Subaperturverhältnis als ein Verhältnis aus Hauptstrahlhöhe zu Randstrahlhöhe VM auf der optisch wirksa- men Oberfläche eines optischen Elementes beschrieben. Das weitere optische Korrekturelement kann in einem Abstand von der Pupillenebene angeordnet sein, der einem Subaperturverhältnis von kleiner als 0,75, insbesondere kleiner als 0,5, entspricht. Diese Anordnung der beiden optischen Korrekturelemente hat den Vor- teil, dass zum einen eine effiziente Korrektur von Bildfehlern, insbesondere von über die gesamte Bildebene konstanten Bildfehlern im Bereich der Pupillenebene am besten möglich ist. Da gerade die im Bereich der Pupillenebene angeordneten optischen Elemente konstante Bildfehler über die gesamte Bildebene gene- rieren, ist hierdurch eine wirksame Korrektur derartiger Fehler am ehesten möglich.
Als optische Korrekturelemente haben sich insbesondere planparallele Platten bewährt; dabei kann es sich bei einem, mehreren oder auch bei allen optischen Korrekturelementen um planparallele Platten handeln. Planparallele Platten als Korrekturelemente haben den Vorteil, dass sie einerseits leicht zu fertigen und in der Projektionsbelichtungsanlage zu wechseln sind und andererseits mittels interferometrischer Verfahren auf einfache Weise vermessen werden können. Darüber hinaus sind sie - insbesondere bei einem Einsatz in der Nähe einer Pupillenebene - in ihrer Korrekturwirkung vergleichsweise robust gegenüber Dezentrierun- gen.
Als Alternativen zu der Verwendung von planparallelen Platten kommen Blenden, insbesondere aufgedampfte Blenden erster Ordnung oder variable Blenden in Betracht. Ebenso können Interferenzfilter oder Intensitätsfilter, insbesondere Graufilter, verwendet werden. Dabei haben Graufilter die Eigenschaft, dass sie es auf einfache Weise ermöglichen, lokale Abweichungen, insbesondere in radialer Richtung, der Transmission des Objektives auszugleichen.
Eine vorteilhafte Einsatzmöglichkeit von Blenden besteht darin, dass mittels einer in oder in der Nähe einer Pupillenebene ange- ordneten Blende die nullte Beugungsordnung des von dem Reticle erzeugten Beugungsbildes effizient ausgeblendet oder abgeschwächt werden kann, was zu einer Verbesserung des Kontrastes und damit zu einer Verbesserung des Bildes auf dem Wafer führt. Die am Reticle auftretende Beugung ist jedoch stark von der Art der zu belichtenden Strukturen sowie von den Beleuchtungsset- tings abhängig. Damit entsteht die Notwendigkeit, die verwendete Form und Position der Blende an die jeweiligen Gegebenheiten flexibel anzupassen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Wechselvorrichtung vorgesehen wird, die einen schnellen Wechsel des optischen Korrekturelementes gestattet, sobald sich beispielsweise durch die Verwendung eines neuen Re- ticles die optischen Gegebenheiten ändern. Dabei hat der Einsatz einer Wechselvorrichtung den besonderen Vorteil, dass zum Wechsel des optischen Korrekturelementes nicht das vollständige Ob- jektivgehäuse geöffnet werden muss, wodurch sich das Risiko von Kontaminationen des Inneren des Objektivgehäuses verringert. Selbstverständlich ist die Verwendung der Wechselvorrichtung nicht auf den schnellen Austausch von Blenden beschränkt, auch die weiteren oben angegebenen optischen Korrekturelemente können mittels der Wechselvorrichtung in vorteilhafter Weise schnell ausgetauscht werden.
Die Anordnung des weiteren optischen Korrekturelements in einem größeren Abstand von der Pupillenebene als das erste optische Korrekturelement bedingt, dass sich dieses Korrekturelement nä- her an einer Feldebene der Projektionsbelichtungsanlage befindet als das erste optische Korrekturelement. Dabei wird unter einer Feldebene oder Bildebene eine Ebene verstanden, in der ein Bild oder ein Zwischenbild der Objektebene entsteht. Typischerweise sind die verwendeten optischen Elemente wie beispielsweise Lin- sen in besonderem Ausmaß inhomogenen Belastungen ausgesetzt, die zu Abbildungsfehlern führen. Insbesondere kann sich die Dichte des Linsenmaterials in den stark belichteten Bereichen lokal verändern bzw. erhöhen, sodass sich die Abbildungseigenschaften der Linse ändern und es zu Abbildungsfehlern kommt. Eine effek- tive Korrektur derartiger Fehler kann nach der erfindungsgemäßen Lösung dadurch erreicht werden, dass das weitere optische Korrekturelement im Bereich der feldnahen optischen Elemente der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet wird, da sich auf diese Weise die durch die oben beschriebenen Effekte hervorgerufenen Fehler in der Nähe des Ortes ihrer Entstehung beheben lassen.
Eine vorteilhafte Vorgehensweise zum Ersetzen des optischen Korrekturelementes besteht dabei darin, dass zunächst die Einsatzparameter der Projektionsbelichtungsanlage erfasst werden und auf Basis der Erfassung Degradationserscheinungen vorhergesagt werden. Nachfolgend kann dann bereits vorab - deutlich vor dem geplanten Zeitpunkt eines Austausches - mindestens ein angepass- tes Korrekturelement gefertigt werden, welches dann an dem festgelegten Zeitpunkt getauscht wird. Diese Vorgehensweise kann da- durch noch verfeinert werden, dass zusätzlich eine Messung der Einsatzparameter der Projektionsbelichtungsanlage vorgenommen wird bzw. eine Vorhersage der zu erwartenden Degradationserscheinungen anhand von Driftmessungen und/oder bekannter Be- leuchtungssettings erfolgt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass sich die für einen Tausch von optischen Korrekturelementen benötigten Zeiten wirksam verringern lassen.
Nachfolgend werden einige exemplarische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren 2 bis 7 erläutert.
Es zeigen:
Figur 2 eine beispielhafte Anordnung der beiden optischen Korrekturelemente im Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsaniage;
Figur 3 eine beispielhafte Wechselvorrichtung zum Wechseln eines der optischen Korrekturelemente;
Figur 4 eine Variante der Erfindung, bei der die Wechselvor- richtung als Drehteller ausgebildet ist;
Figur 5 eine Alternative zur Ausbildung der Wechselvorrichtung als Drehteller;
Figur 5a eine weitere Alternative zur Ausbildung der Wechselvorrichtung in Verbindung mit zwei einander gegenüberliegenden Magazinen
Figur 6 eine weitere Variante der Erfindung, bei der ein Schlitten als Wechselvorrichtung mit einem als Drehteller ausgebildeten Magazin kombiniert ist;
Figur 7 eine Realisationsform der vorliegenden Erfindung, bei der die optischen Korrekturelemente gemeinsam auf einer Trägerfassung angeordnet sind; und Figur 8 ein Konzept zur Lagerung eines optischen Korrekturelements .
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Anordnung der beiden optischen Korrekturelemente 13, 14 im Projektionsobjektiv 7 einer Projek- tionsbelichtungsanlage . Das Projektionsobjektiv 7 weist eine Mehrzahl von in Fassungen 9 gelagerter Linsen 8 auf; darüber hinaus ist der Ort einer Pupillenebene 12 des Projektionsobjektives 7 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Im Bereich der Pupillenebene 12 ist dabei das erste optische Korrekturelement
13 über Manipulatoren 15 mit den Halteelementen 16 verbunden; auch eine lose Anordnung der optischen Korrekturelemente 13 bzw.
14 in der Projektionsbelichtungsanlage ist denkbar. Die Manipulatoren 15 ermöglichen eine Variation der Verkippung des opti- sehen Korrekturelementes 13 oder auch eine Variation des Abstandes des optischen Korrekturelementes 13 von der Pupillenebene 12; sie können dabei insbesondere als Piezomanipulatoren ausgebildet sein. Die Fixierung des optischen Korrekturelements 13 auf den Manipulatoren 15 kann dabei über Federelemente, pneuma- tische Elemente, magnetische Elemente, Unterdruckelemente oder auch formschlüssige Elemente erfolgen. Der Abstand, in dem das erste Korrekturelement 13 von der Pupillenebene 12 angeordnet ist, entspricht einem Subaperturverhältnis von > 0,75. Beabstandet von der Pupillenebene 12 und damit von dem ersten optischen Korrekturelement 13 ist das zweite optische Korrekturelement 14 angeordnet, dabei entspricht der Abstand des zweiten optischen Korrekturelements 14 von der Pupillenebene 12 einem Subaperturverhältnis von < 0,75. Bei den optischen Korrekturelementen 13 und 14 kann es sich beispielsweise um planparallele Platten, Blenden wie beispielsweise eine aufgedampfte Blende erster Ordnung oder auch um variable Blenden handeln. Darüber hinaus können als optische Korrekturelemente 13 bzw. 14 Interferenzfilter oder auch Intensitätsfilter, insbesondere Graufilter, zur Anwendung kommen. Dabei ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass - wie in Figur 2 dargestellt - die optischen Korrekturelemente 13 und 14 benachbart ausgeführt sind; vielmehr ist es auch denkbar, dass im Bereich zwischen den optischen Korrekturelementen 13 und 14 weitere optische Elemente angeordnet sind.
Figur 3 zeigt eine beispielhafte Wechselvorrichtung 17 zum Wech- sein eines der optischen Korrekturelemente 13 oder 14. Im Beispiel der Figur 3 ist die Wechselvorrichtung 17 als Schlitten ausgebildet. Die als Schlitten ausgebildete Wechselvorrichtung 17 ist dabei als eine Anordnung aus festen Führungsschienen 19 in Verbindung mit einer Adapterfassung 29 an beweglichen Füh- rungsschienen 18 realisiert, durch die eine lineare Führung des optischen Korrekturelementes 13 in den Strahlengang des Projektionsobjektivs 7 (in Figur 3 nicht dargestellt) gewährleistet ist. Dabei können die beweglichen Führungsschienen 18, die Adapterfassung 29 oder auch die festen Führungsschienen 19 mit Sen- soreinheiten 20 zur Positionsbestimmung des optischen Korrekturelements 13 ausgestattet sein. Der in Figur 3 nicht dargestellte Antrieb der Wechselvorrichtung 17 ist dabei so zu wählen, dass der Eintrag von Vibrationen oder auch von Wärme in das Projektionsobjektiv 7 so gering wie möglich ist; dies kann insbesondere durch die Verwendung von Linearmotoren, pneumatischen Elementen oder auch Schwingspulen als Antrieb erreicht werden.
Im Beispiel der Figur 3 ist das optische Korrekturelement 13 als Intensitätsfilter zur Mittenabschattung realisiert. Durch die Wechselvorrichtung 17 wird das optische Korrekturelement 13 in den Bereich des Halteelements 16 durch eine lineare Bewegung eingeführt. Dabei erfolgt die Festlegung der Endposition des optischen Korrekturelementes 13 gegenüber den übrigen Komponenten des Projektionsobjektives 7 bereits beim Einbringen des opti- sehen Korrekturelementes 13 in die Adapterfassung 29. Das Halteelement 16 ist dabei mit dem Objektivgehäuse 10 des in Figur 3 nicht dargestellten Projektionsobjektives 7 verbunden.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die überwiegende Mehr- zahl der Komponenten der Wechselvorrichtung 17 keinen Kontakt zum Objektivinneren haben. Hieraus ergeben sich verschiedene Vorteile:
Durch die außenliegenden Komponenten für die Positionierung des optischen Korrekturelementes 13 wird vermieden, dass sich durch Reibung entstehende Partikel auf den Oberflächen der in dem Projektionsobjektiv 7 angeordneten optischen E- lemente niederschlagen und Streulicht verursachen Im Defektfall kann das optische Korrekturelement 13 ohne einen Austausch des gesamten Projektionsobjektives 7 mit geringem Aufwand vollständig ausgewechselt werden
- Upgrades/Redesigns können selbst an bereits im Einsatz befindlichen Objektiven noch ohne die Notwendigkeit eines Objektivtausches vorgenommen werden; dabei kann auch ein von dem ursprünglich verwendeten vollständig verschiedenes optisches Korrekturelement 13 eingebaut werden
- schnellerer Service bei kürzerer Ausfallzeit der Projekti- onsbelichtungsanlage
Figur 4 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der die Wechselvorrichtung 17 als Drehteller ausgebildet ist. Die als Drehteller ausgebildete Wechselvorrichtung 17 zeigt dabei vier Aufnahmeeinheiten 22 zur Aufnahme optischer Korrekturelemente 13. Im vorliegenden Beispiel sind drei der vier Aufnahmeeinheiten 22 der als Drehteller ausgebildeten Wechselvorrichtung 17 mit optischen Korrekturelementen 13, in diesem Fall mit Intensitätsfiltern, versehen; die vierte Aufnahmeeinheit 22 verbleibt leer, wodurch sich die Möglichkeit eröffnet, beispielsweise ohne Intensitätsfilter zu belichten bzw. die leere Aufnahmeeinheit 22 zum Wechseln des optischen Korrekturelements 13 vorzusehen. Der besondere Vorteil der Verwendung eines Drehtellers als Wechselvorrichtung 17 liegt dabei darin, dass es auf diese Weise möglich wird, die Horizontalkräfte, die auf das Objektivgehäuse 10 und damit auf das Projektionsobjektiv 7 wirken, gering zu hal- ten, da als Beschleunigungsmomente bei schnellem Abbremsen bzw. Beschleunigen der Wechselvorrichtung 17 lediglich Drehmomente und keine linearen Kräfte auftreten. Die als Drehteller ausgebildete Wechselvorrichtung 17 kann dabei, wie in Figur 4 dargestellt, sich teilweise außerhalb des Objektivgehäuses 10 befinden, wodurch der Wechsel optischer Korrekturelemente 13 erleich- tert wird. Diesem Vorteil steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass bei einer teilweisen Anordnung der als Drehteller ausgebildeten Wechselvorrichtung 17 außerhalb des Objektivgehäuses 10 ein erhöhter Aufwand zur Vermeidung des Eintrags von Kontamination in das Innere des Objektivgehäuses 10 nötig wird. Diese Problematik lässt sich dadurch beseitigen, dass die als Drehteller ausgebildete Wechselvorrichtung 17 vollständig im Inneren des Objektivgehäuses 10 angeordnet wird; selbstverständlich hat dies gewisse Limitation hinsichtlich der maximalen Anzahl der für einen schnellen Wechsel zur Verfügung stehenden optischen Korrekturelemente 13 zur Folge. Es ist ferner denkbar, den in
Figur 4 nicht dargestellten Antrieb der als Drehteller ausgebildeten Wechselvorrichtung sowohl innerhalb als auch außerhalb des Objektivgehäuses 10 anzuordnen.
Eine Alternative zur Ausbildung der Wechselvorrichtung 17 als Drehteller ist in Figur 5 dargestellt. Figur 5 zeigt eine Wechselvorrichtung 17, die als Linearschlitten ausgebildet ist. Dabei sind die Aufnahmeeinheiten 22 in der als Linearschlitten ausgebildeten Wechselvorrichtung 17 linear entlang dem Verlauf des Schlittens angeordnet. Die als Linearschlitten ausgebildete Wechselvorrichtung 17 kann dabei horizontal durch das gesamte Objektivgehäuse 10 verlaufen. Den beiden in Figur 4 und 5 dargestellten Lösungen ist gemeinsam, dass die Wechselvorrichtung 17 selbst eine Mehrzahl von Aufnahmeeinheiten 22 aufweist und somit eine doppelte Funktionalität einerseits als Wechselvorrichtung 17 und andererseits als Magazin zeigt. Vorteilhaft an dieser Lösung ist insbesondere, dass sich ein separates Magazin erübrigt, wodurch ein erhebliches Maß an Bauraum eingespart werden kann.
Figur 5a zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der ein hohes Maß an Flexibilität und insbesondere Wechselgeschwindig- keit erreicht wird. Die Wechselvorrichtung 17 ist in dieser Ausführungsform als Linearschlitten mit zwei Aufnahmeeinheiten 22 für optische Korrekturelemente 13 ausgebildet. Dabei sind im Unterschied zur Figur 5 zwei Stapelmagazine 23a und 23b an gegenü- berliegenden Seiten des Objektivgehäuses 10 angeordnet. Die Wechselvorrichtung 17 kann dabei in einer Linearbewegung durch das gesamte Objektivgehäuse 10 horizontal von einem Magazin 23a, b zum anderen hindurchbewegt werden. Damit kann das Entfernen eines optischen Korrekturelements aus dem Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage und das Einbringen eines optischen Korrekturelementes innerhalb der selben Bewegung der Wechselvorrichtung ohne Änderung der Bewegungsrichtung erfolgen. Hierdurch wird die Anzahl der zum Austausch eines optischen Korrekturelements notwendigen Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge mi- nimiert, so dass im Ergebnis ein schnellerer Austausch möglich wird. Sowohl in Magazin 23a als auch in Magazin 23b können optische Korrekturelemente 13 aus der Wechselvorrichtung 17 entnommen bzw. in diese eingebracht werden. Diese Anordnung ermöglicht es, während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen Korrekturelement 13 in einem der Magazine 23a oder 23b bereits das für die nachfolgend vorgesehenen Betriebsparameter der Anlage passende optische Korrekturelement 13 in die Aufnahmeeinheit 22 der Wechselvorrichtung 17 einzubringen. Diese Vorgehensweise gestattet es bei einer praktisch unbegrenz- ten Anzahl von verschiedenen Korrekturelementen innerhalb einer einzigen Linearbewegung ein nicht mehr benötigtes Korrekturelement 13 aus dem Strahlengang der Anlage zu entfernen und im Zuge derselben Bewegung das für die Parameter der Anlage erforderliche neue Korrekturelement 13 in den Strahlengang einzubringen. Auf diese Weise werden Wechsel der Parameter der Anlage innerhalb von Zeiten < 30 ms, insbesondere < 10 ms, möglich. Durch die genannte Maßnahme lässt sich der Nutzungsgrad der Anlage erheblich erhöhen und damit die Produktivität steigern.
Selbstverständlich lässt sich der in Figur 5a dargestellte Gedanke auch auf die anderen vorliegend vorgestellten Ausführungs- formen übertragen.
Figur 6 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der ein Schlitten als Wechselvorrichtung 17 mit einem als Drehteller ausgebildeten Magazin 23 kombiniert ist. Das Magazin 23 zeigt dabei vier Aufnahmeeinheiten 22, von denen drei mit optischen Korrekturelementen 13 ausgestattet sind. Die vierte Aufnahmeeinheit 22 ist im vorliegenden Beispiel nicht belegt, sie steht zur Aufnahme eines optischen Korrekturelements 13 aus dem Inneren des Objektivgehäuses 10 zur Verfügung. Die Wechselvorrichtung 17 ist in der bekannten Weise als Linearschlitten ausgebildet, der sich entlang der Führungsschienen 18 und 19 in und aus dem Inneren des Objektivgehäuses 10 bewegt. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass die Öffnung, durch welche die optischen Korrekturelemente 13 in das Innere des Objektivgehäuses 10 eingebracht werden, im Unterschied zu der in Figur 4 beschriebenen Drehtellerlösung klein gehalten werden kann und damit die Gefahr des Einbringens von Kontaminationen in das Innere des Objektivgehäuses 10 wirksam verringert werden kann. Die Ge- fahr von Kontaminationen kann darüber hinaus dadurch weiter verringert werden, dass eine Schleuse 24 vorgesehen ist, welche die optischen Korrekturelemente 13 vor und nach dem Wechsel passieren, und die beispielsweise mittels eines Spülgases ständig durchströmt wird, wodurch eventuell aus dem Außenraum eindrin- gende Kontaminationen abgeführt werden können, bevor das optische Korrekturelement 13 das Innere des Objektivgehäuses 10 erreicht. Dabei ist es auch denkbar, die gesamte Wechselvorrichtung 17 und das Magazin 23 zusammen in einem von Spülgas durchströmten Raum anzuordnen, sodass bei einem Wechsel des optischen Korrekturelementes 13 kein Kontakt zu der Umgebung besteht und insbesondere die optischen Korrekturelemente 13 bereits während ihrer Lagerung im Magazin 23 von Spülgas umströmt und damit weitgehend geschützt vor Kontamination sind.
Dabei kann das Spülgas im Bereich der Wechselvorrichtung 17 in vorteilhafter Weise aus dem Projektionsobjektiv abgeführt wer- den; mit anderen Worten befindet sich der (nicht dargestellte) Hauptpurgeausgang des Projektionsobjektives 7 im Bereich der Wechselvorrichtung 17. Durch diese Maßnahme wird eine Kontamination des Inneren des Projektionsobjektives 7 besonders wirksam vermieden.
Das Magazin 23 kann alternativ zu der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform auch als Stapelmagazin mit vertikal übereinander gestapelten optischen Korrekturelementen 13 bzw. 14 realisiert werden.
Ebenso besteht die Möglichkeit, die Wechselvorrichtung 17 in der Weise zu realisieren, dass sich auf einem Linearschlitten ein mit mehreren optischen Korrekturelementen 13 versehener Drehtel- ler befindet, der vollständig in das Innere des Objektivgehäuses 10 eingebracht oder auch aus diesem entfernt werden kann. Auch Lösungen, bei denen das Wechseln des optischen Korrekturelements 13 mittels eines Schwenkarms oder auch eines Doppelschwenkarms vorgenommen wird, sind denkbar.
Selbstverständlich können mit den vorstehend geschilderten exemplarischen Anordnungen sowohl die der Pupillenebene 12 näheren optischen Korrekturelemente 13 als auch die der Pupillenebene 12 entfernteren optischen Korrekturelemente 14 gewechselt werden.
Eine weitere vorteilhafte Realisationsform der vorliegenden Erfindung ist in Figur 7 dargestellt. Die optischen Korrekturelemente 13 bzw. 14 sind dabei gemeinsam auf einer Trägerfassung 25 angeordnet. Dabei kann das erste optische Korrekturelement 13 beispielsweise in der Nähe der Pupillenebene fest in der Trägerfassung integriert sein. Die Trägerfassung trägt über die Halteelemente 16 und die Manipulatoren 15 das zweite optische Korrekturelement 14. Dabei kann die Trägerfassung 25 in der Weise ausgeführt sein, dass sie als Ganze einfach getauscht werden kann. Darüber hinaus kann aufgrund des beschriebenen modularen Aufbaus das zweite optische Korrekturelement 14 in der Trägerfassung 25 getauscht werden, ohne diese aus dem Objektivgehäuse 10 zu entfernen. In Kombination mit dem als Stapelmagazin ausgeführten Magazin 23 kann auf diese Weise beispielsweise das zweite optische Korrekturelement 14 einfach in bekannter Weise (vergleiche vorangehende Figuren) gewechselt werden; darüber hinaus zeigt diese Variante den besonderen Vorteil, dass die beiden optischen Korrekturelemente 13 und 14 innerhalb einer baulichen Einheit und damit in besonders kompakter Weise angeordnet sind.
Figur 8 zeigt ein Lagerkonzept zur Lagerung eines optischen Korrekturelements 13 bzw. 14 im Inneren eines Projektionsobjektivs 7, wobei das optische Korrekturelement 13 bzw. 14 als Festblende ausgeführt ist und an lediglich zwei Lagerstellen 27 im Inneren des in Figur 8 nicht dargestellten Projektionsobjektives 7 über die Lager 26 und 28 gelagert ist. Die Ausführung der Lagerstellen 27 kann dabei insbesondere in der Weise gewählt werden, dass eine Lagerstelle aus einem Hartmetall, einem Rubinprisma oder auch gehärtetem Stahl zur Anwendung kommt. Dabei ist das erste Lager 26 als Festlager realisiert; als zweites Lager 28 wird im vorliegenden Beispiel ein Loslager verwendet, in dem das Prinzip einer Linienanlage zur Anwendung kommt.
Die beschriebenen Varianten und Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nicht isoliert zu betrachten; selbstverständlich sind beliebige Kombinationen der vorstehend dargestellten Lösungen denkbar.

Claims

Patentansprüche :
1. Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem ersten und mindestens einem weiteren optischen Kor- rekturelement , dadurch gekennzeichnet, dass das erste optische Korrekturelement im Bereich einer Pupillenebene der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet ist und das weitere optische Korrekturelement in einem größeren Abstand von der Pupillenebene angeordnet ist als das erste Korrekturelement.
2. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Korrekturelement in einem Abstand von der Pupillenebene angeordnet ist, der einem Subapertur- verhältnis von größer als 0,75, insbesondere größer als 0,9 entspricht.
3. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere optische Korrekturelement in einem Abstand von der Pupillenebene ange- ordnet ist, der einem Subaperturverhältnis von kleiner als 0,75, insbesondere kleiner als 0,5, entspricht.
4. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der optischen Korrekturelemente um eine planparallele Platte handelt.
5. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der optischen Korrekturelemente um eine Blende, insbesondere um eine aufgedampfte Blende erster Ordnung oder um eine variable Blende handelt.
6. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vo- rangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der optischen Elemente um einen Interfe- renzfilter oder einen Intensitätsfilter, insbesondere um einen Graufilter, handelt.
7. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass es sich auch bei dem weiteren optischen Korrekturelement um eine planparallele Platte handelt.
8. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindes- tens eines der optischen Korrekturelemente manipulierbar gelagert ist.
9. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindes- tens eines der optischen Korrekturelemente als austauschbares Teil realisiert ist.
10. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine als austauschbares Teil realisierte optische Korrekturelement lose in der Projektionsbelichtungsanlage gelagert ist.
11. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine als austauschbares Teil realisierte optische Korrekturelement fixiert in der Projektionsbelichtungsanlage gelagert ist.
12. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren des optischen Korrekturele- mentes Federelemente, pneumatische Elemente, magnetische Elemente, Unterdruckelemente oder formschlüssige Elemente vorhanden sind.
13. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine Wechselvorrichtung zum Austausch des optischen Korrekturelements vorgesehen ist.
14. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung als Schlitten ausgebildet ist.
15. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung als Drehteller ausgebildet ist.
16. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung als Schwenkarm ausgebildet ist.
17. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung selbst mehrere Aufnahmeeinheiten zur Aufnahme optischer Korrekturelemente aufweist .
18. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der An- sprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magazin zur Aufbewahrung optischer Korrekturelemente vorhanden ist.
19. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin als Stapelmagazin ausgebildet ist.
20. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin als Drehtellermagazin ausgebildet ist.
21. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung eine Sensoreinheit zur Positionsbestimmung des optischen Korrekturelementes aufweist.
22. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der An- sprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schleuse zur Vermeidung von Kontaminationen des Inneren der Projekti- onsbelichtungsanlage vorgesehen ist.
23. Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem ersten und mindestens einem weiteren optischen Korrekturelement, wobei das erste optische Korrekturelement in der Nähe einer Pupillenebene der Projektionsbelichtungsanlage in einer Trägerfassung angeordnet ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass das weitere optische Korrekturelement in einer Hilfsfassung austauschbar in der Trägerfassung angeordnet ist.
24. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 23, dadurch ge- kennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der optischen Korrekturelemente um eine planparallele Platte handelt.
25. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der optischen Korrekturelemente um eine
Blende, insbesondere um eine aufgedampfte Blende erster Ordnung oder um eine variable Blende handelt.
26. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vo- rangehenden Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der optischen Elemente um einen Interferenzfilter oder einen Intensitätsfilter, insbesondere um einen Graufilter, handelt.
27. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass es sich auch bei dem weiteren optischen Korrekturelement um eine planparallele Platte handelt.
28. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vo- rangehenden Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der optischen Korrekturelemente manipulier- bar gelagert ist.
29. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine austauschbar angeordnete optische Korrekturelement lose in der Projektionsbelichtungsanlage gelagert ist .
30. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vo- rangehenden Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine austauschbar angeordnete optische Korrekturelement fixiert in der Projektionsbelichtungsanlage gelagert ist.
31. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren des optischen Korrekturelementes Federelemente, pneumatische Elemente, magnetische Elemente, Unterdruckelemente oder formschlüssige Elemente vorhanden sind.
32. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wechselvorrichtung zum Austausch des optischen Korrekturelements vorgesehen ist.
33. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung als Schlitten ausgebildet ist.
34. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung als Drehteller ausgebildet ist.
35. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 32, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung als Schwenkarm ausgebildet ist.
36. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung selbst mehrere Aufnahmeeinheiten zur Aufnahme optischer Korrekturelemente auf- weist.
37. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magazin zur Aufbewahrung optischer Korrekturelemente vorhanden ist.
38. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin als Stapelmagazin ausgebildet ist .
39. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin als Drehtellermagazin ausgebildet ist.
40. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der An- sprüche 32 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung eine Sensoreinheit zur Positionsbestimmung des optischen Korrekturelementes aufweist.
41. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der An- sprüche 32 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schleuse zur Vermeidung von Kontaminationen des Inneren der Projektionsbelichtungsanlage vorgesehen ist.
42. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der An- sprüche 23 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfassung als auswechselbare Fassung ausgebildet ist.
43. Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern einer Projektionsbelichtungsanlage in der Halbleiterlithographie, mit min- destens den folgenden Schritten
- Vorsehen eines optischen Korrekturelementes - Erfassen der Einsatzparameter der Projektionsbelichtungs- anlage
- Vorhersage von Degradationserscheinungen
- Fertigung mindestens eines angepassten Korrekturelementes vorab
- Austausch des Korrekturelementes zu einem festgelegten Zeitpunkt
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass zu- sätzlich eine Messung der Einsatzparameter der Projektionsbe- lichtungsanlage vorgenommen wird.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhersage der Degradationserscheinun- gen anhand von Driftmessungen und/oder bekannter Beleuch- tungssettings erfolgt.
46. Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem optischen Korrekturelement, das als austauschbares Teil realisiert ist und eine Wechselvorrichtung zum Austausch des optischen Korrekturelements vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung in der Weise ausgebildet ist, dass das Entfernen eines optischen Korrekturelements aus dem Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage und das Einbringen eines optischen Korrekturelementes in den Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage innerhalb der selben Bewegung der Wechselvorrichtung ohne Änderung der Bewegungsrichtung erfolgen kann.
47. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung mindestens zwei Aufnahmeeinheiten zur Aufnahme optischer Korrekturelemente aufweist .
48. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung als Linearschlitten ausgebildet ist und mindestens zwei Magazine zur Aufbewahrung der optischen Korrekturelemente vorhanden ist, wobei der Linearschlitten Aufnahmeeinheiten aufweist und die optischen Korrekturelemente aus den mindestens zwei Magazinen in Auf- nahmevorrichtungen des Linearschlittens eingebracht werden können.
49. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 46-48, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei min- destens einem der optischen Korrekturelemente um eine planparallele Platte handelt.
50. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 46-48, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei min- destens einem der optischen Korrekturelemente um eine Blende, insbesondere um eine aufgedampfte Blende erster Ordnung oder um eine variable Blende handelt.
51. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der vo- rangehenden Ansprüche 46-48, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem der optischen Elemente um einen Interferenzfilter oder einen Intensitätsfilter, insbesondere um einen Graufilter, handelt.
52. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 48-51, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden Magazine als Stapelmagazin ausgebildet ist.
53. Projektionsbelichtungsanlage nach einem oder mehreren der An- sprüche 48-51, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eines der beiden Magazine als Drehtellermagazin ausgebildet ist.
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