WO2017148577A1 - Vorrichtung zum verändern einer oberflächenform eines optischen elements mittels elektronenbestrahlung - Google Patents

Vorrichtung zum verändern einer oberflächenform eines optischen elements mittels elektronenbestrahlung Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for modifying a shape of a surface of an optical element by electron irradiation. Furthermore, the invention relates to a projection objective for microlithography and to an inspection device for inspecting a substrate for microlithography, such as a reticle inspection device or a wafer inspection device, each with an optical element manufactured by means of the aforementioned method.
  • WO 2011/020 655 A1 describes a homogeneous compaction of the entire surface of a substrate for a mirror or of a substrate already provided with a reflective coating by irradiation with electrons. Homogeneous densification near the surface causes a uniform depression of the surface without a significant change in the optical surface shape. With this measure, a
  • CONFIRMATION COPY Further compaction in subregions of the mirror by high-energy radiation during use, for example, in a projection lens for microlithography with EUV radiation (radiation in the extreme ultraviolet wavelength range) can be prevented.
  • DE 10 2012 212 199 A1 further discloses a surface structuring of microstructured or nanostructured components made of glass or ceramic by means of electron irradiation.
  • an electron beam having a diameter in the region of the smallest structures to be produced can be directed onto selected subareas of the surface, in order to achieve a local compaction and thus a local subsidence of the surface in accordance with the desired surface structuring.
  • a processing of an optical element of a projection exposure apparatus for microlithography with an electron beam will be described. Image aberrations caused by aging effects of the projection exposure apparatus can be compensated by a suitably performed compaction and a concomitant change in the shape of the optical surface of the optical element.
  • an absorbed dose distribution to be introduced by the irradiation into the optical element which is suitable for effecting a desired correction of the surface shape of the optical element due to the material compaction caused thereby.
  • the determination of the energy dose distribution is carried out according to the prior art by a simulation of the effect of the irradiated absorbed dose distribution on a change in the surface shape. This simulation is based on an assumed linear relationship between a local compaction caused by the electron irradiation and a surface subsidence of the optical element caused thereby.
  • a problem with the processing of surfaces of optical elements by electron irradiation is that the actual shape correction achieved by the Surface deviates from the desired shape correction - caused, for example, by deformation of the optical element due to registered material stresses. This deviation causes problems, in particular due to narrow tolerance specifications in the correction of mirror elements of projection exposure apparatuses for EUV lithography.
  • an apparatus for modifying a shape of a surface of an optical element by electron irradiation comprising: an electron irradiation device configured to irradiate electrons onto the surface with a spatially resolved absorbed dose distribution to produce local material densities to irradiate the optical element, and a control device which is configured to determine from a predetermined desired change of a surface shape of the optical element, a specification for the spatially resolved absorbed dose distribution for controlling the electron beam irradiation device by optimization by means of minimization of a merit function, wherein a variable or Argument is sought with which the merit function has a minimum value.
  • the specification for the spatially resolved energy dose distribution is determined in such a way that a difference between the desired change and one caused on the basis of the determined default actual change in the surface shape of the optical element is minimized.
  • the quality function contains a conversion term for converting a local compaction describing a material compaction in the region of a surface element of the surface into a resulting change in shape of the surface of the optical element.
  • the conversion term is configured both for a surface reduction caused by the local compaction in the region of the surface element and for a deformation caused by the local compaction due to forces acting parallel to the surface of at least a portion of the surface whose surface is a multiple of the surface of the surface element to take into account.
  • the invention is based on the finding that local compaction in the material of the optical element induces, in addition to the local surface subsidence, stresses in the body of the optical element which can lead to deformations of the surface far beyond the local area of compaction.
  • the determination of the spatially resolved absorbed dose distribution takes place by solving an optimization problem.
  • the surface change which is dependent on a spatially resolved energy dose is calculated and adapted to a predetermined desired change.
  • the optimization uses as input the desired change and as a result outputs an optimal spatially resolved absorbed dose distribution for achieving the desired change.
  • the value of a quality function also called target function or merit function, is maximized by varying a variable or an argument of the quality function.
  • the energy dose per unit area is the energy which is introduced into the optical element by means of electron irradiation.
  • a suitable unit for the absorbed dose is eg J / mm 2 .
  • the said spatially resolved absorbed dose distribution is to be understood as meaning a distribution e (x, y) of the energy introduced per area as a function of the surface coordinates x, y of the surface of the optical element.
  • the planar element can be, for example, a surface section of the surface of the optical element which is exposed to a uniform absorbed dose during the irradiation with the electron radiation device.
  • the surface element may have the extent of the cross section of the electron beam irradiated onto the surface by the electron irradiation device.
  • the conversion term takes into account not only the lowering of the surface of the optical element caused by the local compaction directly in the area of the compaction, but also a deformation of at least one area of the surface affected by the immediate subsidence by a multiple larger portion of the surface. in particular a deformation of the entire surface of the optical element. This deformation is due to the fact that a compaction triggered by the electron irradiation describes a material compaction in all spatial directions. The material compaction in directions parallel to the surface creates stresses in the optical element, which then lead to the said deformation.
  • the conversion term can be a linear operator A, which is also referred to below as a compaction sensitivity operator.
  • a compaction sensitivity operator Between the resulting change in shape h (x, y) of the entire surface and a spatially resolved compaction g (x, y), the following linear relationship is assumed in this case:
  • the control device On the basis of the specification e (x, y) of the absorbed dose distribution determined by the control device, it is possible to determine, for example, the respective residence time of the electron beam irradiated onto the surface of the optical element at the individual locations of the surface by means of the electron irradiation device. Alternatively, it is also possible to determine the intensity of an intensity-controlled electron beam for individual locations of the surface. The intensity describes the number of electrons striking a surface element per unit of time.
  • the local compaction in the quality function is described as a function of the absorbed dose distribution and the controller is configured to vary the absorbed dose distribution to optimize the quality function.
  • the absorbed dose distribution is the variable of the quality function underlying the optimization.
  • the parameters c C p and ⁇ are constants which depend on the electron energy, the layer composition and the layer thicknesses of the optical element.
  • This relationship between the compaction g (x, y) and the absorbed dose distribution e (x, y) can be computationally easily implemented.
  • the local compaction in the quality function is described by means of a power series development, in which the absorbed dose distribution functions in at least two different powers as a basic system.
  • the local compaction g (x, y) can depend on the absorbed dose distribution e (x, y) and on the development coefficients also be represented as follows:
  • e the absorbed dose distribution
  • ai and a2 evolution coefficients of the power series evolution.
  • control device is configured to vary the local compaction in order to optimize the value of the quality function.
  • the local compaction is thus the optimization variable underlying the quality function.
  • the local compaction can be described, for example, in the form of the above-mentioned spatially resolved compaction g (x, y).
  • the conversion term is an integral operator.
  • a (x, y, x ', y') is the integral core associated with the linear operator A and ⁇ c R 2 is the irradiated area.
  • the control device comprises a determination device, which is configured to determine the conversion term by means of the finite element method.
  • the finite element method also referred to as finite element method (FEM)
  • FEM finite element method
  • the FEM can be used for solids to calculate deformations caused by energy input. Also, the effects of a plurality of local compaction at different locations of the surface on the shape of the entire surface and thus the corresponding conversion term can be determined by FEM.
  • the determination device is configured to determine the conversion term taking into account the geometry of the optical element and / or a location of use of the optical element in an optical arrangement.
  • the geometry, the location or both sizes are thus input variables for the determination device.
  • the shape of the optically active surface, the shape of the edge around the optically effective surface or even the entire three-dimensional shape of the optical element can be taken into account.
  • degrees of freedom of the optical element can be included in the determination of the conversion term.
  • the optical arrangement, with respect to which a place of use is taken into account may be, for example, an optical system of a projection exposure apparatus for lithography, in particular a projection objective of such an exposure apparatus.
  • the determination device is configured to perform the determination of the conversion term based on a compaction distribution describing the compaction spatially resolved over the surface of the optical element.
  • the compaction distribution is represented by a polynomial basis.
  • Chebyshev polynomials can serve as the basis system for the presentation of the compaction distribution.
  • a basic function system from Chebyshev polynomials is particularly suitable for roughly rectangular surfaces.
  • B-splines basic splines
  • the device comprises a determination device, which is configured to calculate the conversion term by determining the resulting change in shape of the surface of the optical element based on a compaction distribution describing the compaction spatially resolved over the surface of the optical element, which is represented by a polynomial basis Determining a linear operator as the conversion term from the resulting shape change.
  • the resulting shape change may be the size referred to hereinafter as textual h (x, y) in this text
  • the compaction distribution may be g (x, y)
  • the polynomial may be Chebyshev polynomial Tnm (x, y), y) or the combinations ⁇ from Teschebyschow polynomials Tnm (x, y) and a truncation function ⁇ , and the linear operator by the size A act.
  • the above object can be further solved by, for example, a method of changing a shape of a surface of an optical element by electron irradiation.
  • the method comprises determining a specification for a spatially resolved absorbed dose distribution for the electron irradiation from a predetermined desired change of a surface shape of the optical element by optimization by means of a minimization of a quality function, such that a difference between the desired change and based on the determined default caused actual change in the surface shape of the optical element is minimized.
  • the merit function contains a conversion term for converting a local compaction into a resulting change in shape of the surface of the optical element, wherein the local compaction describes a material compaction generated by electron irradiation in the region of a surface element of the surface.
  • the conversion term is configured both for a surface reduction caused by the local compaction in the area of the area element and for a deformation caused by the local compaction due to forces acting parallel to the surface of at least a portion of the surface whose area is a multiple of the area of the area element to take into account.
  • the method comprises an irradiation of electrons onto the surface of the optical element with a spatially resolved absorbed dose distribution corresponding to the determined specification for generating the local compaction in the optical element.
  • the conversion term in the quality function takes into account not only the local surface subsidence caused by the local compaction, but also a deformation of a subsection of the surface or the entire surface caused by stresses.
  • a spatially resolved absorbed dose distribution is determined with which a highly accurate change of the surface by electron irradiation is made possible.
  • the local compaction in the quality function is described as a function of the absorbed dose distribution and the absorbed dose distribution is varied during the optimization by means of the quality function.
  • the local compaction is varied in the optimization by means of the quality function.
  • the conversion term is determined by means of the finite element method.
  • a compaction distribution representing the compaction in a spatially resolved manner over the surface of the optical element is represented by means of a polynomial basis and the conversion term is determined on the basis of the compaction distribution represented by the polynomial basis.
  • polynomial basis for representing the compaction distribution or the locally resolved local compaction for example, a basic function system from Chebyshev polynomials or B-splines (base splines) can be used.
  • the conversion term is determined as follows: representing a compaction distribution describing the compaction spatially resolved over the surface of the optical element by means of a polynomial basis, determining the resulting shape change of the surface of the optical element based on the compaction distribution represented by the polynomial basis, and determining a linear one Operator as the conversion term from the resulting shape change.
  • the optical element is part of a projection objective for microlithography.
  • the optical element can be designed as a lens or as a mirror.
  • the optical element is part of an illumination system of a projection exposure apparatus for microlithography.
  • the optical element can also have diffractive structures.
  • the optical element is a mirror for reflecting extreme ultraviolet radiation.
  • the mirror is thus designed to reflect electromagnetic radiation having a wavelength of less than 100 nm, in particular a wavelength of approximately 13.5 nm or approximately 6.7 nm.
  • the mirror is provided with a correspondingly formed reflective coating.
  • a change in the surface shape can according to this embodiment both on the finished mirror or on a temporary provided with a conductive coating substrate and allows a change in the surface shape in a sufficient for the EUV range accuracy.
  • a projection objective for microlithography is provided according to the invention.
  • the projection objective comprises at least one optical element which has been produced by means of one of the above-described exemplary embodiments of the method according to the invention or the device according to the invention.
  • the at least one optical element may be a mirror for the reflection of extreme ultraviolet radiation.
  • the projection objective can thus be designed for use in EUV microlithography.
  • an illumination system for a microlithographic projection exposure apparatus can also be provided.
  • the illumination system contains at least one optical element which has been produced by means of one of the above-described embodiments of the method according to the invention or the device according to the invention.
  • an inspection device for inspecting a substrate for microlithography is provided according to the invention.
  • the substrate may be a reticle or a wafer.
  • the inspection device can thus be configured as a reticle inspection device or as a wafer inspection device.
  • the inspection device comprises at least one optical element which has been produced by means of one of the above-described exemplary embodiments of the method according to the invention or the device according to the invention.
  • the optical element produced in this way can in particular be part of an imaging objective of the inspection device.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device according to the invention for changing a shape of a surface of an optical element by means of electron irradiation in a schematic illustration
  • FIG. 2 shows an illustration of the construction and the mode of operation of a control device of the device according to FIG.
  • FIG. 3 shows a projection exposure apparatus for microlithography with a projection objective, which comprises an optical element manufactured by means of the apparatus according to FIG. 1, and also FIG.
  • FIG. 4 shows an inspection device for inspecting a substrate for microlithography, which comprises an optical element manufactured by means of the device according to FIG. Detailed description of inventive embodiments
  • a Cartesian xyz coordinate system is indicated in the drawing, from which the respective positional relationship of the components shown in the figures results.
  • the y-direction is perpendicular to the plane in this in, the x-direction to the right and the z-direction upwards.
  • a device 10 for changing a shape of a surface 12 of an optical element 14 by means of electron irradiation is shown schematically.
  • a mirror for the EUV wavelength range ie for electromagnetic radiation having a wavelength of less than 100 nm, in particular a wavelength of approximately 13.5 nm or approximately 6.7 nm
  • This may be a mirror for a projection objective or for a mask illumination system of a projection exposure apparatus for EUV microlithography, as illustrated below with reference to FIG. 3.
  • the device 10 is also suitable for highly accurate surface shape production or surface shape change in other optical elements, such as Mirrors for other wavelength ranges, lenses or optical elements with diffractive structures.
  • the device 10 contains an electron irradiation device 16 for generating an electron beam 18 directed and focused on selectable locations of the surface 12.
  • the electron beam 18 is particularly energetically designed such that a more or less pronounced local compaction of the material of the optical element 14 in FIG the proximity of the surface 12 is effected.
  • the energy dose is to be understood as the energy per area which is introduced into the optical element 14 by the electron beam 18. The energy dose is thus dependent in particular on the residence time of the electron beam at the selected location and on its intensity.
  • the local compaction causes a local surface subsidence 20 in the region of a surface element 21.
  • the surface subsidence 20 is shown in FIG. 1 as heavily oversubscribed for illustration. Compaction occurs in particular in amorphous materials by a redistribution of electron bonds.
  • the local compaction takes place in all Jardinrichgungen, i. Not only is there a local surface subsidence 20 in the region of the surface element 21 in the negative z-direction, but also a compaction parallel to the surface 12, ie, approximately along the x / y-plane. In this case, parallel to the surface 12 acting forces 25, whereby voltages are induced in the optical element 14. These stresses can cause a deformation of a substantially larger surface portion 23 than the area element 21 affected by the local compaction.
  • the surface portion 23 may comprise part of the surface 12 or even the entire surface 2.
  • the electron irradiation device 16 For generating the electron beam 18, the electron irradiation device 16 includes an electron source 22 and an acceleration unit 24.
  • the electron source 22 for example, a thermionic cathode, a crystal cathode or a field emission cathode.
  • the acceleration unit 24 accelerates and concentrates the electrons emitted from the electron source 22.
  • the acceleration unit 24 may have an anode with a positive electrostatic potential which is high relative to the electron source 22 and a small outlet opening for the accelerated electrons.
  • the acceleration unit 24 further includes a control electrode, for example a Wehnelt cylinder.
  • the intensity or the beam current indicates the number of electrons which occur per unit of time through an imaginary surface perpendicular to the electron beam.
  • the electron irradiation device 16 For focusing the electron beam 18 coming from the acceleration unit 24, the electron irradiation device 16 furthermore comprises a focusing unit 26 with suitably designed electrical or magnetic components.
  • the electron beam 18 can be deflected in both the x and y directions.
  • the deflection unit 28 also contains suitably designed electrical or magnetic components.
  • the electron beam 18 strikes the surface 12 of the optical element 14 at a specific location (x, y). In this way, a multiplicity of different locations of the surface 12 can be irradiated one after the other and thus a spatially resolved absorbed dose distribution over the surface Achieve surface 12.
  • the spatially resolved energy dose distribution here means a distribution of the introduced energy e (x, y) per area as a function of the surface coordinates x, y of the surface 12 of the optical element 14.
  • the electron irradiation device 16 further comprises a vacuum chamber 30, in which the electron source 22, the acceleration unit 24, the focusing unit 26, the deflection unit 28 and the optical element 14 or at least the surface 12 of the optical Elements 14 are arranged.
  • the device 10 furthermore contains a control device 32 for controlling the electron irradiation device 16.
  • the control device 32 is designed in particular to supply a spatially resolved absorbed dose distribution 36 for the irradiation of the surface 12 with the electron beam 18 from a predetermined desired change 34 for the surface 12 of the optical element 14 determine with which the target change 34 is achieved very accurately.
  • the control device 32 contains an optimization module 38 for optimizing the value of a quality function.
  • the conversion term 42 is used in the merit function to convert a local compaction into a resulting shape change of the surface 12 taking into account the local surface subsidence 20 and also the forces acting parallel to the surface 12 25 caused deformation of the surface 12 used.
  • the construction and operation of the optimization module 38 and the determination device 40 will be explained in more detail below.
  • the control device 32 comprises a conversion module 44.
  • the conversion module 44 converts the determined spatially resolved energy dose distribution 36 into a spatially resolved dwell time 46 of the electron beam 18 at specific surface coordinates x, y.
  • the location-dependent dwell time 46 is subsequently used for the corresponding adjustment of the deflection unit 28. In this way, the determined absorbed dose distribution 36 on the surface 12 and thus a corresponding achieved highly accurate shape change of the surface 12 of the optical element 14.
  • the conversion module 44 instead of or in addition to the residence time from the determined location-dependent absorbed dose distribution 36, the conversion module 44 generates a spatially resolved intensity of the electron beam 18. Additionally or alternatively, a location-dependent adjustment of the focusing by means of the focusing unit 26 or the acceleration or the kinetic energy of the electrons can take place the acceleration unit 24 done.
  • FIG. 2 illustrates in more detail the construction and the mode of operation of the control device 32 with the optimization module 38.
  • the optimization module 38 uses an optimization algorithm 48 to optimize by means of a merit function 50 or merit function or target function called out.
  • a location-dependent compaction g (x, y) and thus indirectly a location-dependent absorbed dose distribution e (x, y) is sought, so that the quality function 50 gives a minimum value.
  • consideration of non-local stress deformations of the surface 12 by means of local compaction takes place.
  • the conversion term 42 is referred to as a linear operator A.
  • the linear operator A is an integral operator in this embodiment:
  • h (x, y) L " 2 ⁇ ( ⁇ , y, ⁇ ', y') g (x ', y') dx'dy ', (2 )
  • A (x, y, x ', y') is the integral core associated with the linear operator A and
  • ⁇ c R 2 is the irradiated area.
  • the irradiated area ⁇ is slightly larger than the footprint or base area ⁇ of the surface 12 because of the edge runout.
  • a non-linear operator A can also be used.
  • one embodiment of the merit function 50 is:
  • the fact is taken into account that compactions are always positive and a positive defocus is always induced.
  • adjustable rigid body degrees of freedom of the optical element 14 are taken into account in the optimization.
  • the rigid body degrees of freedom are usually dependent on the geometry of the optical element 14 and the location of use thereof within an optical system, such as a projection lens.
  • the wavefront changes ⁇ with the scalar product of the Hilbert space went out. The errors that can be corrected by using the rigid body degrees of freedom or adjustable wavefront changes form a subspace Ks of ⁇ .
  • a secondary condition 54 limits the maximum compaction and its gradients:
  • a compaction g (x, y)> 0 is thus sought as an optimization problem for a surface change b (x, y) in the form of a wavefront change, so that the manipulator travel Vmin ⁇ v ⁇ Vmax for at least one solution of the system
  • the spatially-suction-compacting g (x, y) is varied to optimize the value of the quality function 50.
  • the parameters c C p and ⁇ are constants which depend on the electron energy, the layer composition and the layer thicknesses of the optical element. This relationship between the compaction g (x, y) and the absorbed dose distribution e (x, y) can be implemented computationally uncomplicated.
  • the local compaction g (x, y) in the merit function 50 is replaced by the absorbed dose distribution e (x, y).
  • the energy dose distribution e (x, y) is varied instead of the compaction g (x, y). For this purpose, a corresponding adjustment of the secondary conditions 52 and 54 is made.
  • a stochastic approach can also be used.
  • the functional relationship additionally exhibits random fluctuations.
  • An optimization can then be carried out, for example, for the expected value and the variance of the quality function.
  • suitable base function systems for the local compaction g (x, y) and the predetermined wavefront change or desired change b (x, y) are first determined.
  • a selection of a suitable functional space with a basic functional system for the spatially resolved compaction g (x, y), also referred to below as compaction distribution, can be performed, for example, by the determination device 40 taking into account the geometry of the optical element 14.
  • compaction distribution e.g. for an approximately rectangular surface 12 a set of Chebyshev polynomials is selected as the basis:
  • the domain of definition for the functions Tnm is stretched so that the irradiated area ⁇ is included.
  • each base function Tnm with a truncation function ⁇ which has the value 1 on the surface 12 and approaches zero at the edge of the irradiated surface ⁇ . In this way it is achieved that even with the base system representable Compaction at the edge disappears.
  • the compaction distribution g (x, y) can now be represented as a linear combination of the functions ⁇ .
  • Another alternative set of functions may be, for example, B-splines.
  • an orthonormal system constructed from linear combinations of Zernik's polynomials is selected.
  • the conversion term 42 or the linear operator A can be described by a matrix.
  • the determination device 40 first determines by a finite element calculation for the basis functions ⁇ of the compaction distribution g (x, h) in each case a resulting total change h (x, y) of the surface 12.
  • the result of the finite element calculation determines Determining device 40, taking into account the solid body degrees of freedom, the geometry and the place of use of the optical element 14 the conversion term 42. In this case, a determination of the projector PB can be carried out first.
  • the determined conversion term 42 is then transferred to the optimization module 38 of the control device 32 and used in an optimization in the quality function 50.
  • the wavefront change in the form of the sol surface change b (x, y) 34 is first transferred to the control device 32.
  • the sol surface change as described above, can be represented as linear combinations of Zernik polynomials.
  • the solar surface change 34 may have previously been determined by a measurement of the surface 12. For this purpose, for example, a phase shift method or another method known in the art can be used.
  • the optimization module 38 executes the optimization algorithm 48.
  • the quality function 50 with the previously determined conversion term 42, taking into account the constraints 52 and 54 minimized.
  • a suitable spatially resolved energy dose distribution 36 for the desired change is determined.
  • the determined energy dose distribution 36 is then converted by the conversion module 44 into a location-dependent dwell time 46 of the electron beam 18 for different locations of the surface 12.
  • the location-dependent dwell time 46 is finally used by the controller 32 to control the electron gun 16.
  • a location-dependent intensity of the electron beam 18 can also be specified.
  • the electron irradiation of the surface 12 carried out in this way effects a compaction distribution, which achieves the desired desired change 34 with high precision by local surface subsidence 20 and deformations of the surface by stress forces parallel to the surface 12. Since in the actual optimization by the optimization module 38 no FEM is carried out for determining a resulting overall change from local compaction, a change in shape can also be carried out quickly for a plurality of optical elements.
  • the device 10 is particularly suitable for the high-precision machining of mirrors for projection objectives or other optical systems in EUV microlithography.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a projection exposure apparatus 100 for microlithography with a projection objective 110, which comprises at least one optical element 14 in the form of a mirror 14-1, 14-2, or produced using the inventive surface modification apparatus 10 in one of the preceding embodiments 14-3 includes.
  • the projection exposure apparatus 10 comprises an illumination system 102 for generating an exposure radiation 104 in the form of EUV radiation (extreme ultraviolet radiation) with a wavelength of ⁇ 100 nm, in particular a wavelength of approximately 13.5 nm or approximately 6.8 nm.
  • EUV radiation extreme ultraviolet radiation
  • the variants shown in the exposure radiation 104 may be so-called DUV radiation, ie radiation in the deep UV wavelength range having a wavelength of, for example, 248 nm or 193 nm.
  • the exposure radiation 104 strikes a lithography mask 106 with mask structures to be imaged thereon.
  • the exposure radiation 104 as shown in FIG. 10, can be reflected on the lithography mask 106, as is often the case when using EUV radiation.
  • the lithography mask 106 may also be embodied as a transmission mask. In this case, the exposure radiation 104 passes through the mask 106.
  • the mask structures are imaged on a wafer 1 4 arranged in an image plane 116 by means of the projection objective 110 which comprises a multiplicity of mirrors, of which three mirrors, that is to say the mirrors 14-1, 14-2 and 14, are shown by way of example in FIG. 3 are shown.
  • the projection objective 110 which comprises a multiplicity of mirrors, of which three mirrors, that is to say the mirrors 14-1, 14-2 and 14, are shown by way of example in FIG. 3 are shown.
  • FIG 4 shows a schematic sectional view of an inspection device 200 for inspecting a substrate for microlithography.
  • the substrate to be inspected may be a lithographic reticle or a wafer.
  • the inspection device 200 is a reticle inspection device in the second case, a wafer inspection device.
  • the inspection device 200 comprises an imaging objective 210 which comprises at least one optical element 14 in the form of a mirror 214-1, 214-2 or 214-3, which is manufactured using the surface morphing device 10 according to the invention in one of the preceding embodiments.
  • the inspection device 200 comprises an illumination system 202 for generating an inspection radiation 204 in the form of EUV radiation (extreme ultraviolet radiation) with a wavelength of ⁇ 100 nm, in particular a wavelength of approximately 13.5 nm or approximately 6.8 nm.
  • the inspection radiation 204 may be so-called DUV radiation, ie radiation in the deep UV wavelength range having a wavelength of, for example, 248 nm or 193 nm, or radiation in the visible wavelength range.
  • the wavelength of the inspection radiation 204 corresponds to the wavelength for which the reticle to be inspected is configured for use in a projection exposure apparatus.
  • the inspection radiation 204 strikes the test substrate 206 to be inspected, which, as mentioned above, depending on the embodiment of the inspection device 200, may be a lithography particle with masking structures to be imaged thereon or a wafer.
  • the inspection radiation 204 as shown in FIG. 4, can be reflected on the test substrate 206, as is often the case when using EUV radiation.
  • the test substrate 206 in the form of a reticle can also be irradiated.
  • the imaging objective 210 comprises a multiplicity of mirrors, of which three mirrors, namely the mirrors 214-1, 214-2 and 214-3, are shown by way of example in FIG.
  • apparatus (10) for electronically irradiating a shape of a surface (12) of an optical element (14), comprising:
  • an electron beam irradiator (16) configured to irradiate electrons to the surface (12) with a spatially resolved energy dose distribution (36) to produce local material densities in the optic element (14);
  • a control device (32) which is configured from a predetermined desired change (34) of a surface shape of the optical element (14) a specification for the spatially resolved absorbed dose distribution (36) for controlling the electron beam irradiation device (16) by optimization by means of a minimization of a merit function (50) to be determined in such a way that a difference between the desired change and an actual change in the surface shape of the optical element caused on the basis of the determined specification is minimized,
  • the merit function (50) includes a conversion term (42) for converting a local compaction describing a material compaction in the region of a surface element (21) of the surface (12) into a resulting change in shape of the surface (12) of the optical element (14), and
  • the local compaction in the merit function (50) is described as a function of the absorbed dose distribution (36) and the control device (32) is configured to vary the energy dose distribution (36) for optimization by means of the merit function (50).
  • control device (32) is configured to vary the local compaction for optimization by means of the quality function (50).
  • determining device (40) is configured to determine the conversion term (42) taking into account the geometry of the optical element (14) and / or a location of use of the optical element (14) in an optical arrangement.
  • Clause 8 device according to clause 6 or 7,
  • determining means (40) is configured to spatially resolve the determination of the conversion term (42) based on a compaction perform compaction distribution describing the surface (12) of the optical element (14), the compaction distribution being represented by a polynomial basis.
  • a method of modifying a shape of a surface (12) of an optical element (14) by electron irradiation comprising the steps of:
  • the quality function (50) comprises a conversion term (42) for converting a local compaction into a resulting shape change of the surface (12) of the optical element (14), wherein the local compaction generates a material compaction generated by electron irradiation in the region of
  • the conversion term (42) is configured to at least cause both a surface subsidence (20) in the region of the surface element caused by the local compaction and a deformation due to local compaction due to forces acting parallel to the surface (12) a portion (23) of the surface (12) whose area is a multiple of the area of the surface element (21) to take into account, and
  • the local compaction in the quality function (50) is described as a function of the absorbed dose distribution (36) and in the optimization by means of the quality function (50) the absorbed dose distribution (36) is varied.
  • Clause 15 Procedure according to one of the clauses 10 to 13, in which the conversion term is determined by:
  • optical element (14) is part of a projection lens for microlithography.
  • Clause 18 A microlithography projection objective (110) comprising an optical element (14-1, 14-2, 14-3) fabricated by the method of any one of clauses 10 to 17.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Verändern einer Form einer Oberfläche (12) eines optischen Elements (14) mittels Elektronenbestrahlung. Die Vorrichtung (10) umfasst eine Elektronenbestrahlungseinrichtung (16) zum Einstrahlen von Elektronen auf die Oberfläche (12) mit einer ortaufgelösten Energiedosisverteilung (36) zur Erzeugung von lokalen Materialverdichtungen in dem optischen Element (14). Weiterhin umfasst die Vorrichtung (10) eine Steuerungseinrichtung (32) zum derartigen Ermitteln einer ortsaufgelöste Energiedosisverteilung (36) aus einer vorgegebenen Solländerung (34) einer Oberflächenform des optischen Elements (14) durch Optimierung mittels einer Minimierung einer Gütefunktion (50), dass eine Differenz zwischen der Solländerung und einer aufgrund der ermittelten Vorgabe bewirkten tatsächlichen Änderung der Oberflächenform des optischen Elements minimiert wird. Die Gütefunktion (50) enthält einen Umrechnungsterm (42) zur Umrechnung einer eine Materialverdichtung im Bereich der Oberfläche (12) beschreibenden lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche (12). Dabei berücksichtigt der Umrechnungsterm (42) sowohl eine durch die lokale Kompaktierung bedingte Oberflächenabsenkung (20) als auch eine aufgrund von parallel zur Oberfläche (12) wirkenden Kräften bedingte Deformation der Oberfläche (12). Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechende Verfahren und ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie.

Description

Vorrichtung zum Verändern einer Oberflächenform eines optischen Elements mittels Elektronenbestrahlung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 203 591.6 vom 4. März 2016. Die gesamte Offenbarung dieser Patentanmeldung wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verändern einer Form einer Oberfläche eines optischen Elements mittels Elektronenbestrahlung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie sowie eine Inspektionseinrichtung zur Inspektion eines Substrats für die Mikrolithographie, wie etwa eine Retikelinspektionseinrichtung oder eine Waferinspektionseinrichtung, jeweils mit einem mittels des vorgenannten Verfahrens gefertigten optischen Element.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass bei amorphen Materialien durch Bestrahlung mit Elektronen eine Materialverdichtung auftreten kann. So existiert ein Verfahren, bei dem durch den Energieeintrag des Elektronenstrahls Elektronenbindungen in der Nähe der Oberfläche umverteilt werden, wodurch eine Kompaktierung des Materials auftritt. Dieser Effekt kann zur Bearbeitung von optischen Elementen verwendet werden.
Beispielsweise wird in der WO 2011/020 655 A1 eine homogene Kompaktierung der gesamten Oberfläche eines Substrats für einen Spiegel oder eines bereits mit einer reflektierenden Beschichtung versehenen Substrats durch Bestrahlung mit Elektronen beschrieben. Die homogene Verdichtung in der Nähe der Oberfläche bewirkt eine gleichmäßige Vertiefung der Oberfläche ohne eine wesentliche Änderung der optischen Oberflächenform. Mit dieser Maßnahme kann eine
BESTÄTIGUNGSKOPIE weitere Kompaktierung in Teilbereichen des Spiegels durch energiereiche Strahlung während einer Verwendung, beispielsweise in einem Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit EUV-Strahlung (Strahlung im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich), verhindert werden.
Aus DE 10 2012 212 199 A1 ist ferner eine Oberflächenstrukturierung von mikro- oder nanostrukturierten Bauteilen aus Glas oder Keramik mittels Elektronenbestrahlung bekannt. Dazu kann ein Elektronenstrahl mit einem Durchmesser im Bereich der kleinsten zu erzeugenden Strukturen auf ausgewählte Teilbereiche der Oberfläche gerichtet werden, um eine lokale Verdichtung und somit eine lokale Absenkung der Oberfläche entsprechend der gewünschten Oberflächen- strukturierung zu erzielen. Weiterhin wird eine Bearbeitung eines optischen Elements einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Elektronenstrahl beschrieben. Durch Alterungseffekte bedingte Abbildungsfehler der Projektionsbelichtungsanlage können durch eine geeignet ausgeführte Verdichtung und eine damit einhergehende Änderung der Form der optischen Oberfläche des optischen Elements kompensiert werden.
Zur Steuerung der Elektronenbestrahlung wird herkömmlicherweise zunächst eine durch die Bestrahlung in das optische Element einzubringende Energiedosisverteilung bestimmt, die dazu geeignet ist, aufgrund von dadurch hervorgerufenen Materialverdichtungen eine gewünschte Korrektur der Oberflächenform des optischen Elements zu bewirken. Die Bestimmung der Energiedosisverteilung erfolgt gemäß dem Stand der Technik durch eine Simulation der Wirkung der eingestrahlten Energiedosisverteilung auf eine Veränderung der Oberflächenform. Dieser Simulation liegt eine angenommene lineare Beziehung zwischen einer durch die Elektronenbestrahlung hervorgerufenen lokalen Kompaktierung und einer dadurch hervorgerufenen Oberflächenabsenkung des optischen Elements zu Grunde.
Ein Problem bei der Bearbeitung von Oberflächen optischer Elemente durch Elektronenbestrahlung liegt darin, dass die tatsächlich erzielte Formkorrektur der Oberfläche von der gewünschten Formkorrektur abweicht - hervorgerufen beispielsweise durch Deformation des optischen Elements aufgrund eingetragener Materialspannungen. Diese Abweichung bereitet insbesondere aufgrund enger Toleranzvorgaben bei der Korrektur von Spiegelelementen von Projektionsbelichtungsanlagen für die EUV-Lithographie Probleme.
Zugrunde liegende Aufgabe Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere eine vorgegebene Solländerung einer Oberflächenform eines optischen Elements mit hoher Genauigkeit durch Elektronenbestrahlung realisiert werden kann.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß beispielsweise gelöst werden mit einer Vorrichtung zum Verändern einer Form einer Oberfläche eines optischen Elements mittels Elektronenbestrahlung, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Elektronenbestrahlungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, Elektronen auf die Oberfläche mit einer ortaufgelösten Energiedosisverteilung zur Erzeugung von lokalen Materialverdichtungen in dem optischen Element einzustrahlen, und eine Steuerungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, aus einer vorgegebenen Solländerung einer Oberflächenform des optischen Elements eine Vorgabe für die ortsaufgelöste Energiedosisverteilung zur Steuerung der Elektronenbestrahlungseinrichtung durch Optimierung mittels einer Minimierung einer Gütefunktion zu ermitteln, bei der eine Variable bzw. ein Argument gesucht wird, mit dem die Gütefunktion einen minimalen Wert aufweist. Die Vorgabe für die ortsaufgelöste Energiedosisverteilung wird dabei derart ermittelt, dass eine Differenz zwischen der Solländerung und einer aufgrund der ermittelten Vorgabe bewirkten tatsächlichen Änderung der Oberflächenform des optischen Elements minimiert wird. Die Gütefunktion enthält einen Umrechnungsterm zur Umrechnung einer eine Materialverdichtung im Bereich eines Flächenelements der Oberfläche beschreibenden lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche des optischen Elements. Hierbei ist der Umrechnungsterm dazu konfiguriert, sowohl eine durch die lokale Kompaktierung bedingte Oberflächenabsenkung im Bereich des Flächenelements als auch eine durch die lokale Kompaktierung aufgrund von parallel zur Oberfläche wirkenden Kräften bedingte Deformation zumindest eines Abschnitts der Oberfläche, dessen Fläche ein Vielfaches der Fläche des Flächenelements beträgt, zu berücksichtigen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer lokalen Kompaktierung im Material des optischen Elements neben der lokalen Oberflächenabsenkung auch Spannungen in den Körper des optischen Elements induziert werden, welche weit über den lokalen Bereich der Kompaktierung hinaus zu Deformationen der Oberfläche führen können. Die erfindungsgemäße Ermittlung der Vorgabe für die ortsaufgelöste Energiedosisverteilung mittels einer Optimierungsrechnung unter Berücksichtigung einer Deformation des optischen Elements, welche aufgrund von parallel zur Oberfläche wirkenden Kräften bedingt ist, ermöglicht es, die vorgegebene Solländerung der Oberflächenform des optischen Elements mit einer erheblich verbesserten Genauigkeit zu realisieren.
Mit anderen Worten erfolgt die Ermittlung der ortsaufgelösten Energiedosisverteilung durch Lösen eines Optimierungsproblems. Dabei wird die von einer orts- aufgelösten Energiedosis abhängige Oberflächenänderung berechnet und an eine vorgegebene Solländerung angepasst. Die Optimierung verwendet als Eingabe die Solländerung und gibt als Ergebnis eine optimale ortsaufgelöste Energiedosisverteilung zum Erzielen der Solländerung aus. Dabei wird der Wert einer Gütefunktion, auch Zielfunktion oder Meritfunktion bezeichnet, durch Variierung einer Variablen bzw. eines Arguments der Gütefunktion maximiert. Unter der Energiedosis ist die Energie pro Fläche, welche mittels der Elektronenbestrahlung in das optische Element eingebracht wird, zu verstehen. Eine geeignete Einheit für die Energiedosis ist z.B. J/mm2. Unter der genannten ortsaufgelösten Energiedosisverteilung ist eine Verteilung e(x,y) der einge- brachten Energie pro Fläche als Funktion der Oberflächenkoordinaten x, y der Oberfläche des optischen Elements zu verstehen.
Das Flächenelement kann beispielsweise ein Flächenabschnitt der Oberfläche des optischen Elements sein, welcher bei der Bestrahlung mit der Elektronen- bestrahlungseinrichtung mit einer einheitlichen Energiedosis beaufschlagt wird. So kann das Flächenelement beispielsweise die Ausdehnung des Querschnitts des von der Elektronenbestrahlungseinrichtung auf die Oberfläche eingestrahlten Elektronenstrahls aufweisen. Wie erwähnt, berücksichtigt der Umrechnungsterm nicht nur die durch die lokale Kompaktierung bedingte, unmittelbar im Bereich der Kompaktierung erfolgende Absenkung der Oberfläche des optischen Elements, sondern auch eine Deformation zumindest eines gegenüber dem von der unmittelbaren Absenkung betroffenen Bereich um ein Vielfaches größeren Abschnitts der Oberfläche, insbesondere eine Deformation der gesamten Oberfläche des optischen Elements. Diese Deformation ist der Tatsache geschuldet, dass eine durch die Elektronenbestrahlung ausgelöste Kompaktierung eine Materialverdichtung in allen Raumrichtungen beschreibt. Die Materialverdichtung in parallel zur Oberfläche verlaufenden Richtungen erzeugt Spannungen im optischen Element, welche dann zu der genannten Deformation führen.
Der Umrechnungsterm kann insbesondere ein linearer Operator A sein, welcher nachfolgend auch als Kompaktierungssensitivitätsoperator bezeichnet wird. Zwischen der resultierenden Formänderung h(x,y) der gesamten Oberfläche und einer ortsaufgelösten Kompaktierung g(x,y) wird in diesem Fall der folgende lineare Zusammenhang angenommen:
Ag = h Mit diesem Zusammenhang und der Solländerung b der Oberflächenform kann als Gütefunktion beispielsweise der folgende Ausdruck verwendet werden:
Ag - b"2
Das Optimierungsproblem ergibt sich dann exemplarisch zu: Ag - b 2— > min
Auf der Grundlage der von der Steuerungseinrichtung bestimmten Vorgabe e(x, y) der Energiedosisverteilung kann beispielsweise die jeweilige Verweilzeit des mittels der Elektronenbestrahlungseinrichtung auf die Oberfläche des optischen Elements eingestrahlten Elektronenstrahls an den einzelnen Orten der Oberfläche bestimmt werden. Alternativ ist auch eine Bestimmung der Intensität eines intensitätsgesteuerten Elektronenstrahls für einzelne Orte der Oberfläche möglich. Die Intensität beschreibt die pro Zeiteinheit auf ein Flächenelement auftreffende Anzahl von Elektronen. Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung ist die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion als Funktion der Energiedosisverteilung beschrieben und die Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert, zur Optimierung der Gütefunktion die Energiedosisverteilung zu variieren. Somit ist in diesem Fall die Energiedosisverteilung die der Optimierung zugrunde liegende Variable der Gütefunktion. Dabei wird nach einem Ausführungsbeispiel die Kompaktierung g(x,y) in der Gütefunktion wie folgt als Funktion der Energiedosisverteilung e(x,y) beschrieben: g(x, y) = ccp ea (x,y)
Hierbei sind die Parameter cCp und α Konstanten, die von der Elektronenenergie, der Schichtzusammensetzung und den Schichtdicken des optischen Elements abhängen. Diese Beziehung zwischen der Kompaktierung g(x,y) und der Energiedosisverteilung e(x,y) lässt sich rechnerisch einfach umsetzen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung ist die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion mittels einer Potenzreihenentwicklung beschrieben, bei der die Energiedosisverteilung in mindestens zwei unterschiedlichen Potenzen als Basissystem fungiert. Die lokale Kompaktierung g(x,y) kann in Abhängigkeit von der Energiedosisverteilung e(x,y) und mit den Entwicklungskoeffizienten
Figure imgf000009_0001
auch folgendermaßen dargestellt werden:
Figure imgf000009_0002
Insbesondere wird bei einer bevorzugten Ausführungsform die lokale Kompaktierung g(x,y) wie folgt beschrieben: g = ale + a2e2 wobei e die Energiedosisverteilung und ai sowie a2 Entwicklungskoeffizienten der Potenzreihenentwicklung sind. Durch die Verwendung einer Potenzreihenentwicklung oder eines Polynoms lässt sich je nach Anzahl der verwendeten Potenzen eine erforderliche Genauigkeit der Beschreibung der lokalen Kompaktierung g(x,y) durch die Energiedosisverteilung e(x,y) erzielen.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert, zur Optimierung des Wertes der Gütefunktion die lokale Kompaktierung zu variieren. Die lokale Kompaktierung ist damit die der Optimierung zugrunde liegende Variable der Gütefunktion. Dabei kann die lokale Kompaktierung beispielsweise in Gestalt der vorstehend erwähnten ortsaufgelösten Kompaktierung g(x,y) beschrieben sein.
Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung ist der Umrechnungsterm ein Integraloperator. Zwischen der resultierenden Formänderung h(x,y) und einer ortsaufgelösten Kompaktierung g(x,y) kann der bereits weiter oben beschriebene lineare Zusammenhang Ag = h angenommen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel gilt somit:
Figure imgf000010_0001
wobei A(x, y, x', y') der dem linearen Operator A zugehörige Integralkern und Ω c R2 die bestrahlte Fläche ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Steuerungseinrichtung eine Ermittlungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm mittels der Methode der finiten Elemente zu ermitteln. Die Methode der finiten Elemente, auch als Finite-Elemente-Methode (FEM) bezeichnet, ist ein dem Fachmann bekanntes numerisches Verfahren zur Lösung von partiellen Differentialgleichungen. Die FEM kann bei Festkörpern zur Berechnung von Verformungen durch Energieeintrag verwendet werden. Auch die Auswirkungen einer Mehrzahl von lokalen Kompaktierungen an verschiedenen Orten der Oberfläche auf die Form der gesamten Oberfläche und somit der entsprechende Umrechnungsterm lassen sich mittels FEM ermitteln.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Ermittlungseinrichtung dazu konfiguriert, den Umrechnungsterm unter Berücksichtigung der Geometrie des optischen Elements und/oder eines Einsatzortes des optischen Elements in einer optischen Anordnung zu ermitteln. Die Geometrie, der Einsatzort oder beide Größen sind somit Eingangsgrößen für die Ermittlungseinrichtung. Insbesondere kann die Form der optisch wirksamen Fläche, die Form des Rands um die optisch wirksame Fläche oder auch die gesamte dreidimensionale Gestalt des optischen Elements berücksichtigt werden. Weiterhin können jeweils von einem Einsatzort abhängige Starrkörperfreiheitsgrade des optischen Elements in die Ermittlung des Umrechnungsterms eingehen. Bei der optischen Anordnung, bezüglich der ein Einsatzort berücksichtigt wird, kann es sich z.B. um ein optisches System einer Projektionsbelichtungsanlage für die Lithographie, insbesondere um ein Projektionsobjektiv einer solchen Belichtungsanlage handeln. Ferner ist bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform die Ermittlungseinrichtung dazu konfiguriert, die Ermittlung des Umrechnungsterms auf Grundlage einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Oberfläche des optischen Elements beschreibenden Kompaktierungsverteilung durchzuführen. Dabei wird die Kompaktierungsverteilung mittels einer Polynombasis dargestellt. Insbesondere können Tschebyschow-Polynome als Basissystem zur Darstellung der Kompaktierungsverteilung dienen. Ein Basisfunktionssystem aus Tschebyschow-Polynome eignet sich besonders für ungefähr rechteckige Oberflächen. Alternativ ist auch eine Verwendung von B-Splines (Basis-Splines) als Basisfunktionen zur Darstellung der Kompaktierungsverteilung möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Ermittlungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm durch Bestimmung der resultierenden Formänderung der Oberfläche des optischen Elements auf Grundlage einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Oberfläche des optischen Elements beschreibenden Kompaktierungsverteilung, welche mittels einer Polynombasis dargestellt ist, sowie Bestimmung eines linearen Operators als den Umrechnungsterm aus der resultierenden Formänderung zu ermitteln. Bei der resultierenden Formänderung kann es sich um die nachstehend in diesem Text als resultierende Gesamtänderung h(x,y) bezeichnete Größe, bei der Kompaktierungsverteilung um die Größe g(x,y), bei der Polynombasis um die Tschebyschow-Polynome Tnm (x,y) bzw. um die Kombinationen ΨΤΠΓΠ aus Teschebyschow-Polynomen Tnm (x,y) und einer Abschneidefunktion Ψ, sowie beim linearen Operator um die Größe A handeln.
Die vorgenannte Aufgabe kann weiterhin beispielsweise gelöst werden mit einem Verfahren zum Verändern einer Form einer Oberfläche eines optischen Elements mittels Elektronenbestrahlung. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Vorgabe für eine ortsaufgelöste Energiedosisverteilung für die Elektronenbestrahlung aus einer vorgegebenen Solländerung einer Oberflächenform des optischen Elements durch Optimierung mittels einer Minimierung einer Gütefunktion, derart dass eine Differenz zwischen der Solländerung und einer aufgrund der ermittelten Vorgabe bewirkten tatsächlichen Änderung der Oberflächenform des optischen Elements minimiert wird. Die Gütefunktion enthält einen Umrechnungsterm zur Umrechnung einer lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche des optischen Elements, wobei die lokale Kompaktierung eine durch Elektroneneinstrahlung erzeugte Materialverdichtung im Bereich eines Flächenelements der Oberfläche beschreibt. Dabei ist der Umrechnungsterm dazu konfiguriert, sowohl eine durch die lokale Kompaktierung bedingte Oberflächenabsenkung im Bereich des Flächenelements als auch eine durch die lokale Kompaktierung aufgrund von parallel zur Oberfläche wirkenden Kräften bedingte Deformation zumindest eines Abschnitts der Oberfläche, dessen Fläche ein Vielfaches der Fläche des Flächenelements beträgt, zu berücksichtigen. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Einstrahlen von Elektronen auf die Oberfläche des optischen Elements mit einer der ermittelten Vorgabe entsprechenden ortsaufgelösten Energiedosisverteilung zur Erzeugung der lokalen Kompaktierung im optischen Element.
Analog zur erfindungsgemäßen Vorrichtung berücksichtigt der Umrechnungsterm in der Gütefunktion nicht nur die durch die lokale Kompaktierung verursachte lokale Oberflächenabsenkung, sondern auch eine durch Spannungen bewirkte Deformation eines Teilabschnitts der Oberfläche oder der gesamten Oberfläche. Durch diese Maßnahme wird mit einer Optimierung mittels der Gütefunktion eine ortsaufgelöste Energiedosisverteilung ermittelt, mit welcher eine hochgenaue Änderung der Oberfläche durch Elektronenbestrahlung ermöglicht wird. Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung wird die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion als Funktion der Energiedosisverteilung beschrieben und die Energiedosisverteilung bei der Optimierung mittels der Gütefunktion variiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die lokale Kompaktierung bei der Optimierung mittels der Gütefunktion variiert. Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung wird der Umrechnungsterm mittels der Methode der finiten Elemente ermittelt. Gemäß einer Ausführungsform wird eine die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Oberfläche des optischen Elements darstellende Kompaktierungsverteilung mittels einer Polynombasis dargestellt und der Umrechnungsterm auf Grundlage der mittels der Polynombasis dargestellten Kompaktierungsverteilung ermittelt. Als Polynombasis zur Darstellung der Kompaktierungsverteilung bzw. der ortsaufgelösten lokalen Kompaktierung kann beispielsweise ein Basisfunktionssystem aus Tschebyschow-Polynomen oder B-Splines (Basis-Splines) verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Umrechnungsterm wie folgt ermittelt: Darstellen einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Obefläche des optischen Elements beschreibenden Kompaktierungsverteilung mittels einer Polynombasis, Bestimmen der resultierenden Formänderung der Oberfläche des optischen Elements auf Grundlage der mittels der Polynombasis dargestellten Kompaktierungsverteilung, sowie Bestimmen eines linearen Operators als den Umrechnungsterm aus der resultierenden Formänderung.
Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist das optische Element Teil eines Projektionsobjektivs für die Mikrolithographie. Insbesondere kann das optische Element als Linse oder als Spiegel ausgelegt sein. In einer weiteren Ausführungsform ist das optische Element Teil eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie. Ferner kann das optische Element auch diffraktive Strukturen aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel zur Reflexion extrem ultravioletter Strahlung. Der Spiegel ist somit zur Reflexion elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von ungefähr 13,5 nm oder ungefähr 6,7 nm ausgelegt. Dazu ist der Spiegel mit einer entsprechend ausgebildeten reflektiven Beschichtung versehen. Eine Änderung der Oberflächenform kann gemäß dieser Ausführungsform sowohl an dem fertiggestellten Spiegel oder an einem temporär mit einer leitfähigen Beschichtung versehenen Substrat vorgenommen werden und ermöglicht eine Änderung der Oberflächenform in einer für den EUV-Bereich ausreichenden Genauigkeit. Ferner wird erfindungsgemäß ein Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie bereitgestellt. Das Projektionsobjektiv umfasst mindestens ein optisches Element, welches mittels einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung angefertigt wurde. Insbesondere kann das mindestens eine optische Element ein Spiegel zur Reflexion extrem ultravioletter Strahlung sein. Das Projektionsobjektiv kann so für den Einsatz in der EUV-Mikrolithographie ausgebildet sein. Ebenso kann auch ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie bereitgestellt werden. Dabei enthält das Beleuchtungssystem mindestens ein optisches Element, welches mittels einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung angefertigt wurde.
Ferner wird erfindungsgemäß eine Inspektionseinrichtung zur Inspektion eines Substrats für die Mikrolithographie bereitgestellt. Bei dem Substrat kann es sich um ein Retikel oder um einen Wafer handeln. Entsprechend kann damit die Inspektionseinrichtung als Retikelinspektionseinrichtung oder als Waferin- spektionseinrichtung konfiguriert sein. Die Inspektionseinrichtung umfasst mindestens ein optisches Element, welches mittels einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung angefertigt wurde. Das derart angefertigte optische Element kann insbesondere Teil eines Abbildungsobjektivs der Inspektionseinrichtung sein.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungs- beispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden und umgekehrt. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbst- ständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.
Kurzbeschreibunq der Zeichnungen
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verändern einer Form einer Oberfläche eines optischen Elements mittels Elektronenbestrahlung in einer schematischen Veranschaulichung, Fig. 2 eine Veranschaulichung des Aufbaus und der Funktionsweise einer Steuereinrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv, welches ein mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 1 gefertigtes optisches Element umfasst, sowie
Fig. 4 eine Inspektionseinrichtung zur Inspektion eines Substrats für die Mikrolithographie, welches ein mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 1 gefertigtes optisches Element umfasst. Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz- Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In Fig. 1 verläuft die y-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die x-Richtung nach rechts und die z- Richtung nach oben.
Im Folgenden werden Komponenten und Funktionsweisen von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit entsprechenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
In Fig. 1 wird ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zum Verändern einer Form einer Oberfläche 12 eines optischen Elements 14 mittels Elektronenbestrahlung schematisch dargestellt. Als optisches Element 14 ist exemplarisch ein Spiegel für den EUV-Wellenlängenbereich, d.h. für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,7 nm vorgesehen. Dabei kann es sich um einen Spiegel für ein Projektionsobjektiv oder für ein Maskenbeleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage für EUV-Mikrolithographie handeln, wie nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 veranschaulicht. Die Vorrichtung 10 eignet sich aber auch zur hochgenauen Oberflächenformherstellung oder Oberflächenformänderung bei anderen optischen Elementen, wie beispielsweise Spiegel für andere Wellenlängenbereiche, Linsen oder optische Elemente mit diffraktiven Strukturen.
Die Vorrichtung 10 enthält eine Elektronenbestrahlungseinrichtung 16 zur Erzeugung eines auf auswählbare Orte der Oberfläche 12 gerichteten und gebündelten Elektronenstrahls 18. Der Elektronenstrahl 18 ist insbesondere energetisch derart ausgebildet, dass je nach Energiedosis eine mehr oder weniger stark ausgeprägte lokale Kompaktierung des Materials des optischen Elements 14 in der Nähe der Oberfläche 12 bewirkt wird. Als Energiedosis ist die Energie pro Fläche zu verstehen, welche durch den Elektronenstrahl 18 in das optische Element 14 eingebracht wird. Die Energiedosis ist somit insbesondere von der Verweildauer des Elektronenstrahls am ausgewählten Ort und von dessen Intensität abhängig.
Die lokale Kompaktierung bewirkt eine lokale Oberflächenabsenkung 20 im Bereich eines Flächenelements 21. Die Oberflächenabsenkung 20 ist in Fig. 1 zur Veranschaulichung stark überzeichnet dargestellt. Eine Kompaktierung tritt insbesondere in amorphen Materialien durch eine Umverteilung von Elektronenbindungen auf. Dabei erfolgt die lokale Kompaktierung in allen Raumrichgungen, d.h. es findet nicht nur eine lokale Oberflächenabsenkung 20 im Bereich des Flächenelements 21 in negativer z-Richtung sondern auch eine Kompaktierung parallel zur Oberfläche 12, also in etwa entlang der x/y-Ebene statt. Dabei entstehen parallel zur Oberfläche 12 wirkende Kräfte 25, wodurch Spannungen in das optische Element 14 induziert werden. Diese Spannungen können eine Verformung eines gegenüber dem von der lokalen Kompaktierung betroffenen Flächenelement 21 wesentlich größeren Oberflächenabschnitts 23 bewirken. Der Oberflächenabschnitt 23 kann einen Teil der Oberfläche 12 oder auch die gesamten Oberfläche 2 umfassen.
Zur Erzeugung des Elektronenstrahls 18 enthält die Elektronenbestrahlungseinrichtung 16 eine Elektronenquelle 22 und eine Beschleunigungseinheit 24. Als Elektronenquelle 22 kann beispielsweise eine Glühkathode, eine Kristallkathode oder eine Feldemissions-Kathode verwendet werden. Die Beschleunigungseinheit 24 beschleunigt und bündelt die von der Elektronenquelle 22 emittierten Elektronen. Dazu kann die Beschleunigungseinheit 24 eine Anode mit einem gegenüber der Elektronenquelle 22 hohen positiven elektrostatischen Potential und einer kleinen Austrittsöffnung für die beschleunigten Elektronen aufweisen. Zum Bündeln und zum Einstellen der Intensität des Elektronenstrahls 18 enthält die Beschleunigungseinheit 24 ferner eine Steuerelektrode, beispielsweise einen Wehneltzylinder. Die Intensität bzw. der Strahlstrom gibt die Anzahl der Elektronen an, welche pro Zeiteinheit durch eine senkrecht zum Elektronenstrahl gedachte Fläche treten.
Zum Fokussieren des von der Beschleunigungseinheit 24 kommenden Elektronenstrahls 18 umfasst die Elektronenbestrahlungseinrichtung 16 weiterhin eine Fokussierungseinheit 26 mit geeignet ausgebildeten elektrischen oder magnetischen Komponenten.
Mit einer Ablenkungseinheit 28 der Elektronenbestrahlungseinrichtung 16 lässt sich der Elektronenstrahl 18 sowohl in x- als auch in y-Richtung ablenken. Hierfür enthält die Ablenkungseinheit 28 ebenfalls geeignet ausgebildete elektrische oder magnetische Komponenten. Je nach Einstellung der Ablenkungseinheit 28 trifft der Elektronenstrahl 18 an einem bestimmten Ort (x,y) auf die Oberfläche 12 des optischen Elements 14. Auf diese Weise lässt sich nacheinander eine Vielzahl von verschiedenen Orten der Oberfläche 12 bestrahlen und somit eine ortsaufgelöste Energiedosisverteilung über die Oberfläche 12 erzielen. Unter der ortsaufgelösten Energiedosisverteilung ist hier eine Verteilung der eingebrachten Energie e(x,y) pro Fläche als Funktion der Oberflächenkoordinaten x, y der Oberfläche 12 des optischen Elements 14 zu verstehen. Dabei kann die Bestrahlung beispielsweise rasterartig oder auch kontinuierlich über die gesamte Oberfläche erfolgen. Auch ist eine unregelmäßige oder regelmäßige Anordnung verschiedener zu bestrahlender Orte, etwa in Zeilen, Kreisen, Ellipsen oder dergleichen möglich. Zur Vermeidung einer Absorption der Elektronen des Elektronenstrahls 18 durch Luft weist die Elektronenbestrahlungseinrichtung 16 ferner eine Vakuumkammer 30 auf, in welcher die Elektronenquelle 22, die Beschleunigungseinheit 24, die Fokussierungseinheit 26, die Ablenkeinheit 28 und das optische Element 14 oder zumindest die Oberfläche 12 des optischen Elements 14 angeordnet sind.
Die Vorrichtung 10 enthält weiterhin eine Steuerungseinrichtung 32 zum Steuern der Elektronenbestrahlungseinrichtung 16. Die Steuerungseinrichtung 32 ist insbesondere dazu ausgebildet, aus einer vorgegebenen Solländerung 34 für die Oberfläche 12 des optischen Elements 14 eine ortsaufgelöste Energiedosisverteilung 36 für die Bestrahlung der Oberfläche 12 mit dem Elektronenstrahl 18 zu ermitteln, mit welcher die Solländerung 34 sehr genau erzielt wird.
Hierfür enthält die Steuerungseinrichtung 32 ein Optimierungsmodul 38 zum Optimieren des Wertes einer Gütefunktion. Weiterhin enthält die Vorrichtung 10 eine Ermittlungseinrichtung 40 zum Ermitteln eines Umrechnungsterms 42. Der Umrechnungsterm 42 wird in der Gütefunktion zum Umrechnen einer lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche 12 unter Berücksichtigung der lokalen Oberflächenabsenkung 20 und auch der durch die parallel zur Oberfläche 12 wirkenden Kräfte 25 verursachten Deformation der Oberfläche 12 verwendet. Der Aufbau und die Funktionsweise des Optimierungsmoduls 38 und der Ermittlungseinrichtung 40 werden weiter unten näher erläutert. Weiterhin umfasst die Steuerungseinrichtung 32 ein Umwandlungsmodul 44. In diesem Ausführungsbeispiel wandelt das Umwandlungsmodul 44 die ermittelte ortsaufgelöste Energiedosisverteilung 36 in eine ortsaufgelöste Verweildauer 46 des Elektronenstrahls 18 bei bestimmten Oberflächenkoordinaten x, y um. Die ortsabhängige Verweildauer 46 wird anschließend zur entsprechenden Ein- Stellung der Ablenkungseinheit 28 verwendet. Auf diese Weise wird die ermittelte Energiedosisverteilung 36 auf der Oberfläche 12 und damit eine entsprechende, hochgenaue Formänderung der Oberfläche 12 des optischen Elements 14 erreicht.
In alternativen Ausführungsbeispielen erzeugt das Umwandlungsmodul 44 anstelle oder zusätzlich zur Verweildauer aus der ermittelten ortsabhängigen Energiedosisverteilung 36 eine ortsaufgelöste Intensität des Elektronenstrahls 18. Auch kann zusätzlich oder alternativ eine ortsabhängige Einstellung der Fokussierung mittels der Fokussierungseinheit 26 oder der Beschleunigung bzw. der kinetischen Energie der Elektronen mittels der Beschleunigungseinheit 24 erfolgen.
In Fig. 2 wird der Aufbau und die Funktionsweise der Steuerungseinrichtung 32 mit dem Optimierungsmodul 38 detaillierter veranschaulicht. Zur Bestimmung einer mit e(x,y) beschriebenen geeigneten ortsaufgelösten Energiedosisverteilung 36 für eine mit b(x,y) beschriebene vorgegebene Solländerung 34 der Oberfläche 12 führt das Optimierungsmodul 38 mit einem Optimierungsalgorithmus 48 eine Optimierung mittels einer Gütefunktion 50, auch Meritfunktion oder Zielfunktion genannt, aus. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine ortsabhängige Kompaktierung g(x,y) und somit indirekt eine ortsabhängige Energiedosisverteilung e(x,y) gesucht, so dass die Gütefunktion 50 einen minimalen Wert ergibt. Dabei erfolgt mit Hilfe des Umrechnungsterms 42 insbesondere auch eine Berücksichtigung von nicht lokalen Spannungsverformungen der Oberfläche 12 durch lokale Kompaktierungen.
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsformen einer Gütefunktion 50 beschrieben. Da lokale Kompaktierungen auf wesentlich kleineren Längenskalen als die Längenskalen der Oberfläche 12 stattfinden, kann zwischen der Kompaktierung g(x,y) und der resultierenden Gesamtänderung h(x,y) der Oberfläche 12 ein linearer Zusammenhang angenommen werden:
Ag = h (1 ) Hierbei wird der Umrechnungsterm 42 als linearer Operator A bezeichnet. Der lineare Operator A ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Integraloperator:
h(x, y) = L „2 Α(χ, y, χ', y')g(x', y')dx'dy' , (2)
wobei A(x, y, x', y') der dem linearen Operator A zugehörige Integralkern und
Ω c R2 die bestrahlte Fläche ist. Die bestrahlte Fläche Ω ist wegen des Randauslaufs etwas größer als der Footprint bzw. Basisfläche Ω der Oberfläche 12. In alternativen Ausführungsbeispielen kann auch ein nicht linearer Operator A verwendet werden.
Unter Verwendung von Gleichung (1 ) und Solländerung b(x,y) der Form der Oberfläche 12 lautet eine Ausführungsform der Gütefunktion 50:
Ag - b i- (3) wobei als Norm die L2-Norm für quadratintegrierbare Funktionen auf der Basisfläche Ω der Oberfläche 12 verwendet wird:
Figure imgf000021_0001
Als vorgegebene Solländerung b(x,y) kann entweder die Solloberflächenänderung oder auch eine mit der Oberflächenänderung korrespondierende Wellen- frontänderung verwendet werden. Als Optimierungsproblem wird somit für eine vorgegebene Solländerung b(x,y) eine stets positive Kompaktierung g(x,y) > 0 gesucht, so dass
Ag - b ^> min . (5) Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Gütefunktion 50 wird der Umstand berücksichtigt, dass Kompaktierungen immer positiv sind und stets ein positiver Defokus induziert wird. Zum Ausgleich dieser Vorzugsrichtung der Oberflächendeformation werden einstellbare Starrkorperfreiheitsgrade des optischen Elements 14 bei der Optimierung berücksichtigt. Die Starrkorperfreiheitsgrade sind üblicherweise der Geometrie des optischen Elements 14 sowie dem Einsatzort desselben innerhalb eines optischen Systems, wie etwa eines Projektionsobjektivs, abhängig. Zur Berücksichtigung der Starrkorperfreiheitsgrade wird von dem Hilbertraum der Wellenfrontänderungen Ή mit dem Skalarprodukt
Figure imgf000022_0001
ausgegangen. Die durch Nutzung der Starrkorperfreiheitsgrade behebbaren Fehler bzw. einstellbaren Wellenfrontänderungen bilden einen Unterraum Ks von Ή. Mit einem Projektor PB auf den Unterraum WB lassen sich die Starrkorperfreiheitsgrade in der Gütefunktion 50 berücksichtigen. Als Optimierungsproblem wird nun für eine vorgegebene Solloberflächenänderung b(x,y) in Gestalt einer Wellenfrontänderung eine Kompaktierung g(x,y) > 0 gesucht, so dass
Figure imgf000022_0002
wobei (1-PB) der zu PB komplementäre Projektor auf den Unterraum der nicht durch Starrkorperfreiheitsgrade behebbaren Fehler bzw. Wellenfrontänderungen ist. Eine Berechnung von PB unter Verwendung einer geeigneten Basis und mit Berücksichtigung der Geometrie und des Einsatzortes des optischen Elements 14 erfolgt beispielsweise durch die Ermittlungseinrichtung 40. Dieses wird weiter unten näher erläutert. Bei einer Ausbildungsform des Optimierungsproblems werden durch eine Nebenbedingung 52 zusätzlich Verfahrwegeinschränkungen bezüglich der Starrkörperfreiheitsgrade berücksichtigt. Verfahrwege v sind Elemente eines Vektorraums V. Eine Wirkung der Verfahrwege v im Raum der Wellenfront- änderungen wird durch eine Sensitivitätsmatrix M beschrieben. Somit gilt als Nebenbedingung, dass für mindestens eine Lösung des Systems
PBAg = Mv (8) Vmin < v < Vma gilt, wobei Vmin und Vma Verfahrweggrenzen darstellen.
In einer weiteren Ausbildungsform des Optimierungsproblems werden durch eine Nebenbedingung 54 die maximale Kompaktierung und deren Gradienten beschränkt:
Figure imgf000023_0001
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird somit als Optimierungsproblem für eine Solloberflächenänderung b(x,y) in Gestalt einer Wellenfrontänderung eine Kompaktierung g(x,y) > 0 gesucht, so dass
Figure imgf000023_0002
der Manipulatorverfahrweg Vmin < v < Vmax für mindestens eine Lösung des Systems
PBAg = Mv (11 ) darstellt und die Maximumsnorm von g(x,y) und dessen Ableitungen wir folgt eingeschränkt sind: g < C0, dxg \ , dxg < C. (12)
In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird zur Optimierung des Wertes der Gütefunktion 50 die ortsaugelöste Kompaktierung g(x,y) variiert. Als Ergebnis liegt somit eine optimale ortsaufgelöste Kompaktierung g(x,y) vor. Aus der ermittelten Kompaktierung g(x,y) lässt sich beispielsweise mit der Gleichung g(x, y) = ccp ea (x,y) (13) die zugehörige ortsaufgelöste Energiedosisverteilung e(x,y) ermitteln. Dabei sind die Parameter cCp und α Konstanten, die von der Elektronenenergie, der Schichtzusammensetzung und den Schichtdicken des optischen Elements abhängen. Dieser Zusammenhang zwischen der Kompaktierung g(x,y) und der Energiedosisverteilung e(x,y) lässt sich rechnerisch unkompliziert umsetzen.
Alternativ kann zum Ermitteln der Energiedosisverteilung e(x,y) aus der lokalen Kompaktierung g(x,y) auch eine Potenzreihenentwicklung oder ein Polynom auf Basis der Energiedosisverteilung verwendet werden: g(e) = axe + a2e2 + a3e3 + ... + aMe M
(14) wobei Entwicklungskoeffizienten sind. Vorzugweise werden dabei mindestens zwei unterschiedlichen Potenzen der Energiedosisverteilung verwendet. Insbesondere wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Vereinfachung der Optimierung die lokale Kompaktierung g(x,y) in Abhängigkeit von der Energiedosisverteilung e(x,y) wie folgt beschrieben: g = a{e + a2e2 (15) In anderen Ausführungsbeispielen wird die lokale Kompaktierung g(x,y) in der Gütefunktion 50 durch die Energiedosisverteilung e(x,y) ersetzt. Hierfür kann beispielsweise eine der Gleichungen (13), (14) oder (15) verwendet werden. Bei einer Optimierung wird anstelle der Kompaktierung g(x,y) die Energiedosis- Verteilung e(x,y) variiert. Dazu wird eine entsprechende Anpassung der Nebenbedingungen 52 und 54 vorgenommen.
Statt den oben beschriebenen deterministischen funktionalen Zusammenhängen zwischen der Kompaktierung g(x,y) und der Energiedosisverteilung e(x,y) kann auch ein stochastischer Ansatz verwendet werden. Der funktionale Zusammenhang weist dafür zusätzlich zufällige Schwankungen auf. Eine Optimierung kann dann beispielsweise für den Erwartungswert und die Varianz der Gütefunktion durchgeführt werden. Zum Ermitteln des Umrechnungsterms 42 bzw. des linearen Operators A werden gemäß einer Ausführungsform zunächst geeignete Basisfunktionssysteme für die lokale Kompaktierung g(x,y) und die vorgegebene Wellenfrontänderung bzw. Solländerung b(x,y) ermittelt. Eine Auswahl eines geeigneten Funktionsraumes mit einem Basisfunktionssystem für die ortsaufgelöste Kompaktierung g(x,y), im Folgenden auch Kompaktierungsverteilung genannt, kann beispielsweise durch die Ermittlungseinrichtung 40 unter Berücksichtigung der Geometrie des optischen Elements 14 erfolgen. So kann z.B. für eine ungefähr rechteckige Oberfläche 12 ein aus Tschebyschow-Polynomen bestehender Funktionensatz als Basis ausgewählt werden:
Der Definitionsbereich für die Funktionen Tnm wird dabei so gestreckt, dass die bestrahlte Fläche Ω umfasst wird. Zusätzlich erfolgt eine Multiplikation jeder Basisfunktion Tnm mit einer Abschneidefunktion Ψ, welche auf der Oberfläche 12 den Wert 1 hat und beim Rand der bestrahlten Fläche Ω gegen Null geht. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch die mit dem Basissystem darstellbare Kompaktierung am Rand verschwindet. Die Kompaktierungsverteilung g(x,y) lässt sich nun als Linearkombination der Funktionen ΨΤηπι darstellen. Eine weiterer alternativer Funktionensatz können beispielsweise B-Splines sein. Als Basis für die vorgegebene Solloberflächenänderung b(x,y) in Gestalt einer Wellenfrontänderung im Hilbertraum W wird z.B. ein aus Linearkombinationen von Zernikschen Polynomen konstruiertes Orthonormalsystem ausgewählt.
Mit Hilfe der Basissysteme für die Kompaktierungsverteilung g(x,y) und die vorgegebene Wellenfrontänderung b(x,y) lässt sich der Umrechnungsterm 42 bzw. der lineare Operator A durch eine Matrix beschreiben. Dazu bestimmt die Ermittlungseinrichtung 40 zunächst durch eine Finite-Elemente-Rechnung für die Basisfunktionen ΨΤΠΓΠ der Kompaktierungsverteilung g(x,h) jeweils eine resultierende Gesamtänderung h(x,y) der Oberfläche 12. Mit dem Ergebnis der Finite-Elemente-Rechnung ermittelt die Ermittlungseinrichtung 40 unter Berücksichtigung der Starkörperfreiheitsgrade, der Geometrie und des Einsatzortes des optischen Elements 14 den Umrechnungsterm 42. Dabei kann zunächst eine Bestimmung des Projektors PB erfolgen. Der ermittelte Umrechnungsterm 42 wird anschließend an das Optimierungsmodul 38 der Steuerungseinrichtung 32 übergeben und bei einer Optimierung in der Gütefunktion 50 verwendet.
Zur Änderung der Form der Oberfläche 12 wird zunächst die Wellenfrontänderung in Gestalt der Solloberflächenänderung b(x,y) 34 an die Steuerungseinrichtung 32 übergeben. Dabei kann die Solloberflächenänderung, wie oben beschrieben, als Linearkombinationen von Zernikschen Polynomen dargestellt werden. Die Solloberflächenänderung 34 kann zuvor durch eine Vermessung der Oberfläche 12 bestimmt worden sein. Hierfür kann beispielsweise ein Phasenschiebeverfahren oder ein anderes, dem Fachmann bekanntes Verfahren angewendet werden.
Mit der Solloberflächenänderung 34 als Eingabe führt das Optimierungsmodul 38 den Optimierungsalgorithmus 48 aus. Dabei wird die Gütefunktion 50 mit dem bereits vorher bestimmten Umrechnungsterm 42 unter Berücksichtigung der Nebenbedingungen 52 und 54 minimiert. Als Ergebnis bzw. Ausgabe der Optimierung wird eine geeignete ortsaufgelöste Energiedosisverteilung 36 für die Solländerung ermittelt. Die ermittelte Energiedosisverteilung 36 wird anschließend von dem Umwandlungsmodul 44 in eine ortsabhängige Verweildauer 46 des Elektronenstrahls 18 für verschiedene Orte der Oberfläche 12 umgewandelt. Die ortsabhängige Verweildauer 46 wird schließlich von der Steuerungseinrichtung 32 zum Steuern der Elektronenbestrahlungseinrichtung 16 benutzt. Alternativ kann auch eine ortsabhängige Intensität des Elektronenstrahls 18 vorgegeben werden.
Die auf diese Weise durchgeführte Elektronenbestrahlung der Oberfläche 12 bewirkt eine Kompaktierungsverteilung, welche durch lokale Oberflächenabsenkungen 20 und Deformationen der Oberfläche durch Spannungskräfte parallel zur Oberfläche 12 die gewünschte Solländerung 34 hochgenau erreicht. Da bei der eigentlichen Optimierung durch das Optimierungsmodul 38 keine FEM zur Bestimmung einer resultierenden Gesamtänderung aus lokalen Kompaktierungen durchgeführt wird, ist eine Formänderung auch für mehrere optische Elemente schnell durchführbar. Die Vorrichtung 10 eignet sich insbesondere zur hochgenauen Bearbeitung von Spiegeln für Projektionsobjektive oder andere optische Systeme in der EUV-Mikrolithographie.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Projektionsbelichtungsanlage 100 für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv 110, welches mindestens ein unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Oberflächenformveränderung in einer der vorausgehenden Ausführungsformen hergestelltes optisches Element 14 in Gestalt eines Spiegels 14-1 , 14-2 oder 14-3 umfasst.
Die Projektionsbelichtungsanlage 10 umfasst ein Beleuchtungssystem 102 zur Erzeugung einer Belichtungsstrahlung 104 in Gestalt von EUV-Strahlung (extrem ultraviolette Strahlung) mit einer Wellenlänge von < 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm. In anderen, nicht zeichnerisch dargestellten Varianten kann es sich bei der Belichtungsstrahlung 104 um sogenannte DUV-Strahlung, d.h. Strahlung im tiefen UV-Wellenlängenbereich mit einer Wellenlänge von z.B. 248 nm oder 193 nm, handeln. Die Belichtungsstrahlung 104 trifft auf eine Lithographiemaske 106 mit darauf angeordneten abzubildenden Maskenstrukturen. Dabei kann die Belichtungsstrahlung 104, wie in Fig. 10 gezeigt, an der Lithographie-Maske 106 reflektiert werden, wie dies oft bei Verwendung von EUV-Strahlung der Fall ist. Alternativ kann die Lithographie-Maske 106 auch als Transmissions-Maske ausgeführt sein. In diesem Fall tritt die Belichtungsstrahlung 104 durch die Maske 106 hindurch.
Die Abbildung der Maskenstrukturen auf einen in einer Bildebene 116 angeordneten Wafer 1 4 erfolgt mittels des Projektionsobjektivs 110, welches eine Vielzahl von Spiegeln umfasst, von denen in Fig. 3 exemplarisch drei Spiegel, nämlich die Spiegel 14-1 , 14-2 und 14-3 dargestellt sind.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Inspektionseinrichtung 200 zur Inspektion eines Substrats für die Mikrolithographie. Das zu inspizierende Substrat kann ein Lithographie-Retikel oder ein Wafer sein. Im ersten Fall handelt es sich bei der Inspektionseinrichtung 200 um eine Retikelinspektionseinrichtung im zweiten Fall um eine Waferinspektionseinrichtung.
Die Inspektionseinrichtung 200 umfasst ein Abbildungsobjektiv 210, welches mindestens ein unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Oberflächenformveränderung in einer der vorausgehenden Ausführungsformen hergestelltes optisches Element 14 in Gestalt eines Spiegels 214-1 , 214-2 oder 214-3 umfasst.
Die Inspektionseinrichtung 200 umfasst ein Beleuchtungssystem 202 zur Erzeugung einer Inspektionsstrahlung 204 in Gestalt von EUV-Strahlung (extrem ultraviolette Strahlung) mit einer Wellenlänge von < 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm. In anderen, nicht zeichnerisch dargestellten Varianten kann es sich bei der Inspektionsstrahlung 204 um sogenannte DUV-Strahlung, d.h. Strahlung im tiefen UV-Wellenlängenbereich mit einer Wellenlänge von z.B. 248 nm oder 193 nm, oder Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich handeln. Im Fall der Ausführung der Inspektionseinrichtung 200 als Retikelinspektionseinrichtung entspricht die Wellenlänge der Inspektionsstrahlung 204 derjenigen Wellenlänge, für welche das zu inspizierende Retikel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage konfiguriert ist.
Die Inspektionsstrahlung 204 trifft auf das zu inspizierende Testsubstrat 206, bei welcher es sich, wie oben erwähnt, je nach Ausführungsform der Inspektionseinrichtung 200 um ein Lithographieretikel mit darauf angeordneten abzubildenden Maskenstrukturen oder um einen Wafer handeln kann. Dabei kann die Inspektionsstrahlung 204, wie in Fig. 4 gezeigt, an dem Testsubstrat 206 reflektiert werden, wie dies oft bei Verwendung von EUV-Strahlung der Fall ist. Alternativ kann im Fall einer Retikelinspektionseinrichtung das Testsubstrat 206 in Gestalt eines Retikels auch durchstrahlt werden.
Während der Inspektion wird zu einem jeweiligen Zeitpunkt ein von der Inspektionsstrahlung 204 bestrahlter Abschnitt des Testsubstrats 206 mittels des Abbildungsobjektivs 210 auf einen in der Bildebene 216 des Abbildungsobjektivs 210 angeordneten Detektor 220 abgebildet. Zur Inspektion der gesamten Oberfläche des Testsubstrats 206 wird dieses schrittweise quer zu optischen Achse des Abbildungsobjektivs 210 verschoben. Das Abbildungsobjektiv 210 umfasst eine Vielzahl von Spiegeln, von denen in Fig. 4 exemplarisch drei Spiegel, nämlich die Spiegel 214-1 , 214-2 und 214-3 dargestellt sind.
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein. Die Erfindung umfasst die in den folgenden Klauseln beschriebenen Aspekte. Diese Klauseln bilden Teil der Beschreibung und sind keine Ansprüche:
Klausel 1 : Vorrichtung (10) zum Verändern einer Form einer Oberfläche (12) eines optischen Elements (14) mittels Elektronenbestrahlung, umfassend:
- eine Elektronenbestrahlungseinrichtung (16), welche dazu konfiguriert ist, Elektronen auf die Oberfläche (12) mit einer ortaufgelösten Energiedosisverteilung (36) zur Erzeugung von lokalen Materialverdichtungen in dem optischen Element (14) einzustrahlen, sowie
- eine Steuerungseinrichtung (32), welche dazu konfiguriert ist, aus einer vorgegebenen Solländerung (34) einer Oberflächenform des optischen Elements (14) eine Vorgabe für die ortsaufgelöste Energiedosisverteilung (36) zur Steuerung der Elektronenbestrahlungseinrichtung (16) durch Optimierung mittels einer Minimierung einer Gütefunktion (50) derart zu ermitteln, dass eine Differenz zwischen der Solländerung und einer aufgrund der ermittelten Vorgabe bewirkten tatsächlichen Änderung der Oberflächenform des optischen Elements minimiert wird,
wobei die Gütefunktion (50) einen Umrechnungsterm (42) zur Umrechnung einer eine Materialverdichtung im Bereich eines Flächenelements (21 ) der Oberfläche (12) beschreibenden lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche (12) des optischen Elements (14) enthält, und
wobei der Umrechnungsterm (42) dazu konfiguriert ist, sowohl eine durch die lokale Kompaktierung bedingte Oberflächenabsenkung (20) im Bereich des Flächenelements als auch eine durch die lokale Kompaktierung aufgrund von parallel zur Oberfläche (12) wirkenden Kräften bedingte Deformation zumindest eines Abschnitts (23) der Oberfläche (12), dessen Fläche ein Vielfaches der Fläche des Flächenelements (21 ) beträgt, zu berücksichtigen. Klausel 2: Vorrichtung nach Klausel 1 ,
wobei die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion (50) als Funktion der Energiedosisverteilung (36) beschrieben ist und die Steuerungseinrichtung (32) dazu konfiguriert ist, zur Optimierung mittels der Gütefunktion (50) die Energie- dosisverteilung (36) zu variieren.
Klausel 3: Vorrichtung nach einer der vorausgehenden Klauseln,
wobei die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion (50) mittels einer Potenzreihenentwicklung beschrieben ist, bei der die Energiedosisverteilung (36) in mindestens zwei unterschiedlichen Potenzen als Basissystem fungiert.
Klausel 4: Vorrichtung nach Klausel 1 ,
bei der die Steuerungseinrichtung (32) dazu konfiguriert ist, zur Optimierung mittels der Gütefunktion (50) die lokale Kompaktierung zu variieren.
Klausel 5: Vorrichtung nach einer der vorausgehenden Klauseln,
bei welcher der Umrechnungsterm (42) ein Integraloperator ist.
Klausel 6: Vorrichtung nach einer der vorausgehenden Klauseln,
welche weiterhin eine Ermittlungseinrichtung (40) umfasst, welche dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm (42) mittels der Methode der finiten Elemente zu ermitteln.
Klausel 7: Vorrichtung nach Klausel 6,
bei der die Ermittlungseinrichtung (40) dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm (42) unter Berücksichtigung der Geometrie des optischen Elements (14) und/oder eines Einsatzortes des optischen Elements (14) in einer optischen Anordnung zu ermitteln. Klausel 8: Vorrichtung nach Klausel 6 oder 7,
bei der die Ermittlungseinrichtung (40) dazu konfiguriert ist, die Ermittlung des Umrechnungsterms (42) auf Grundlage einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Oberfläche (12) des optischen Elements (14) beschreibenden Kompaktierungsverteilung durchzuführen, wobei die Kompaktierungsverteilung mittels einer Polynombasis dargestellt wird. Klausel 9: Vorrichtung nach einer der vorausgehenden Klauseln, welche weiterhin eine Ermittlungseinrichtung (40) umfasst, die dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm (42) zu ermitteln durch:
- Bestimmung der resultierenden Formänderung der Oberfläche des optischen Elements auf Grundlage einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Ober- fläche des optischen Elements beschreibenden Kompaktierungsverteilung, welche mittels einer Polynombasis dargestellt ist, sowie- Bestimmung eines linearen Operators als den Umrechnungsterm aus der resultierenden Formänderung. Klausel 10: Verfahren zum Verändern einer Form einer Oberfläche (12) eines optischen Elements (14) mittels Elektronenbestrahlung mit den Schritten:
- Ermitteln einer Vorgabe für eine ortsaufgelöste Energiedosisverteilung (36) für die Elektronenbestrahlung aus einer vorgegebenen Solländerung (34) einer Oberflächenform des optischen Elements (14) durch Optimierung mittels einer Minimierung einer Gütefunktion (50), derart dass eine Differenz zwischen der
Solländerung und einer aufgrund der ermittelten Vorgabe bewirkten tatsächlichen
Änderung der Oberflächenform des optischen Elements minimiert wird,
wobei die Gütefunktion (50) einen Umrechnungsterm (42) zur Umrechnung einer lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche (12) des optischen Elements (14) enthält, wobei die lokale Kompaktierung eine durch Elektroneneinstrahlung erzeugte Materialverdichtung im Bereich eines
Flächenelements (21 ) der Oberfläche (12) beschreibt, und
wobei der Umrechnungsterm (42) dazu konfiguriert ist, sowohl eine durch die lokale Kompaktierung bedingte Oberflächenabsenkung (20) im Bereich des Flächenelements als auch eine durch die lokale Kompaktierung aufgrund von parallel zur Oberfläche (12) wirkenden Kräften bedingte Deformation zumindest eines Abschnitts (23) der Oberfläche (12), dessen Fläche ein Vielfaches der Fläche des Flächenelements (21 ) beträgt, zu berücksichtigen, sowie
- Einstrahlen von Elektronen auf die Oberfläche (12) des optischen Elements (14) mit einer der ermittelten Vorgabe entsprechenden ortsaufgelösten Energiedosis- Verteilung (36) zur Erzeugung der lokalen Kompaktierung im optischen Element (14).
Klausel 11 : Verfahren nach Klausel 10,
bei dem die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion (50) als Funktion der Energiedosisverteilung (36) beschrieben ist und bei der Optimierung mittels der Gütefunktion (50) die Energiedosisverteilung (36) variiert wird.
Klausel 12: Verfahren nach Klausel 10,
bei dem bei der Optimierung mittels der Gütefunktion (50) die lokale Kompaktierung variiert wird.
Klausel 13: Verfahren nach einer der Klauseln 10 bis 12,
bei dem der Umrechnungsterm (42) mittels der Methode der finiten Elemente ermittelt wird.
Klausel 14: Verfahren nach Klausel 13,
bei dem eine die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Oberfläche (12) des optischen Elements darstellende Kompaktierungsverteilung mittels einer Polynombasis dargestellt wird und der Umrechnungsterm (42) auf Grundlage der mittels der Polynombasis dargestellten Kompaktierungsverteilung ermittelt wird.
Klausel 15: Verfahren nach einer der Klauseln 10 bis 13, bei dem der Umrechnungsterm ermittelt wird durch:
- Darstellen einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Obefläche des optischen Elements beschreibenden Kompatierungsverteilung mittels einer
Polynombasis, - Bestimmen der resultierenden Formänderung der Oberfläche des optischen Elements auf Grundlage der mittels der Polynombasis dargestellten Kom- paktierungsverteilung, sowie
- Bestimmen eines linearen Operators als den Umrechnungsterm aus der resultierenden Formänderung.
Klausel 16: Verfahren nach einer der Klauseln 10 bis 15,
wobei das optische Element (14) Teil eines Projektionsobjektivs für die Mikrolithographie ist.
Klausel 17: Verfahren nach Klausel 16,
bei dem das optische Element (14) ein Spiegel zur Reflexion extrem ultravioletter Strahlung ist. Klausel 18: Projektionsobjektiv (110) für die Mikrolithographie mit einem mittels des Verfahrens nach einer der Klauseln 10 bis 17 gefertigten optischen Element (14-1 , 14-2, 14-3).
Klausel 19: Inspektionseinrichtung (200) zur Inspektion eines Substrats für die Mikrolithographie mit einem mittels des Verfahrens nach einer der Klauseln 10 bis 17 gefertigten optischen Element (214-1 , 214-2, 214-3).
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung zum Verändern einer Form einer Oberfläche 12 Oberfläche
14 optisches Element
14-1 , 14-2, 14-3 Spiegel
16 Elektronenbestrahlungseinrichtung
18 Elektronenstrahl
20 lokale Oberflächenabsenkung
21 Flächenelement
22 Elektronenquelle
23 Oberflächenabschnitt
24 Beschleunigungseinheit
5 parallel zur Oberfläche wirkende Kräfte
6 Fokussierungseinheit
8 Ablenkungseinheit
0 Vakuumkammer
2 Steuerungseinrichtung
4 Solländerung der Oberfläche
6 ortsaufgelöste Energiedosisverteilung
8 Optimierungsmodul
0 Ermittlungseinrichtung
2 Umrechnungsterm
4 Umwandlungsmodul
6 ortsaufgelöste Verweilzeit
8 Optimierungsalgorithmus
0 Gütefunktion
2 erste Nebenbedingung
4 zweite Nebenbedingung
00 Projektionsbelichtungsanlage
02 Beleuchtungssystem
04 Belichtungsstrahlung „„
34
Lithographiemaske
Projektionsobjektiv
Wafer
Bildebene
Inspektionseinrichtung
Belichtungssystem
Inspektionsstrahlung
Testsubstrat
Abbildungsobjektiv
-1 , 214-2, 214-3 Spiegel
Bildebene
Detektor

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Verändern einer Form einer Oberfläche eines optischen Elements mittels Elektronenbestrahlung, umfassend:
- eine Elektronenbestrahlungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, Elektronen auf die Oberfläche mit einer ortaufgelösten Energiedosisverteilung zur Erzeugung von lokalen Materialverdichtungen in dem optischen Element einzustrahlen, sowie - eine Steuerungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, aus einer vorgegebenen Solländerung einer Oberflächenform des optischen Elements eine Vorgabe für die ortsaufgelöste Energiedosisverteilung zur Steuerung der Elektronenbestrahlungseinrichtung durch Optimierung mittels einer Minimierung einer Gütefunktion derart zu ermitteln, dass eine Differenz zwischen der Solländerung und einer aufgrund der ermittelten Vorgabe bewirkten tatsächlichen Änderung der Oberflächenform des optischen Elements minimiert wird,
wobei die Gütefunktion einen Umrechnungsterm zur Umrechnung einer eine Materialverdichtung im Bereich eines Flächenelements der Oberfläche beschreibenden lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche des optischen Elements enthält, und
wobei der Umrechnungsterm dazu konfiguriert ist, sowohl eine durch die lokale Kompaktierung bedingte Oberflächenabsenkung im Bereich des Flächenelements als auch eine durch die lokale Kompaktierung aufgrund von parallel zur Oberfläche wirkenden Kräften bedingte Deformation zumindest eines Abschnitts der Oberfläche, dessen Fläche ein Vielfaches der Fläche des Flächenelements beträgt, zu berücksichtigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
wobei die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion als Funktion der Energiedosisverteilung beschrieben ist und die Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert ist, zur Optimierung mittels der Gütefunktion die Energiedosisverteilung zu variieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion mittels einer Potenzreihenentwicklung beschrieben ist, bei der die Energiedosisverteilung in mindestens zwei unterschiedlichen Potenzen als Basissystem fungiert. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
bei der die Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert ist, zur Optimierung mittels der Gütefunktion die lokale Kompaktierung zu variieren.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
bei welcher der Umrechnungsterm ein Integraloperator ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
welche weiterhin eine Ermittlungseinrichtung umfasst, welche dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm mittels der Methode der finiten Elemente zu ermitteln.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
bei der die Ermittlungseinrichtung dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm unter Berücksichtigung der Geometrie des optischen Elements und/oder eines Einsatzortes des optischen Elements in einer optischen Anordnung zu ermitteln.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
bei der die Ermittlungseinrichtung dazu konfiguriert ist, die Ermittlung des Umrechnungsterms auf Grundlage einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Oberfläche des optischen Elements beschreibenden Kompaktierungsverteilung durchzuführen, wobei die Kompaktierungsverteilung mittels einer Polynombasis dargestellt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, welche weiterhin eine Ermittlungseinrichtung umfasst, die dazu konfiguriert ist, den Umrechnungsterm zu ermitteln durch:
- Bestimmung der resultierenden Formänderung der Oberfläche des optischen Elements auf Grundlage einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Ober- fläche des optischen Elements beschreibenden Kompaktierungsverteilung, welche mittels einer Polynombasis dargestellt ist, sowie- Bestimmung eines linearen Operators als den Umrechnungsterm aus der resultierenden Formänderung.
10. Verfahren zum Verändern einer Form einer Oberfläche eines optischen Elements mittels Elektronenbestrahlung mit den Schritten:
- Ermitteln einer Vorgabe für eine ortsaufgelöste Energiedosisverteilung für die Elektronenbestrahlung aus einer vorgegebenen Solländerung einer Oberflächen- form des optischen Elements durch Optimierung mittels einer Minimierung einer Gütefunktion, derart dass eine Differenz zwischen der Solländerung und einer aufgrund der ermittelten Vorgabe bewirkten tatsächlichen Änderung der Oberflächenform des optischen Elements minimiert wird,
wobei die Gütefunktion einen Umrechnungsterm zur Umrechnung einer lokalen Kompaktierung in eine resultierende Formänderung der Oberfläche des optischen Elements enthält, wobei die lokale Kompaktierung eine durch Elektroneneinstrahlung erzeugte Materialverdichtung im Bereich eines Flächenelements der Oberfläche beschreibt, und
wobei der Umrechnungsterm dazu konfiguriert ist, sowohl eine durch die lokale Kompaktierung bedingte Oberflächenabsenkung im Bereich des Flächenelements als auch eine durch die lokale Kompaktierung aufgrund von parallel zur Oberfläche wirkenden Kräften bedingte Deformation zumindest eines Abschnitts der Oberfläche, dessen Fläche ein Vielfaches der Fläche des Flächenelements beträgt, zu berücksichtigen, sowie
- Einstrahlen von Elektronen auf die Oberfläche des optischen Elements mit einer der ermittelten Vorgabe entsprechenden ortsaufgelösten Energiedosisverteilung zur Erzeugung der lokalen Kompaktierung im optischen Element.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
bei dem die lokale Kompaktierung in der Gütefunktion als Funktion der Energiedosisverteilung beschrieben ist und bei der Optimierung mittels der Gütefunktion die Energiedosisverteilung variiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10,
bei dem bei der Optimierung mittels der Gütefunktion die lokale Kompaktierung variiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
bei dem der Umrechnungsterm mittels der Methode der finiten Elemente ermittelt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 13,
bei dem eine die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Oberfläche des optischen Elements darstellende Kompaktierungsverteilung mittels einer Polynombasis dargestellt wird und der Umrechnungsterm auf Grundlage der mittels der Polynombasis dargestellten Kompaktierungsverteilung ermittelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 10 oder 14, bei dem der Umrechnungsterm ermittelt wird durch:
- Darstellen einer die Kompaktierung ortsaufgelöst über die Obefläche des optischen Elements beschreibenden Kompatierungsverteilung mittels einer Polynombasis,
- Bestimmen der resultierenden Formänderung der Oberfläche des optischen Elements auf Grundlage der mittels der Polynombasis dargestellten Kompaktierungsverteilung, sowie
- Bestimmen eines linearen Operators als den Umrechnungsterm aus der resultierenden Formänderung.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
wobei das optische Element Teil eines Projektionsobjektivs für die Mikrolithographie ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das optische Element ein Spiegel zur Reflexion extrem ultravioletter Strahlung ist.
18. Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 17 gefertigten optischen Element.
19. Inspektionseinrichtung zur Inspektion eines Substrats für die Mikrolithographie mit einem mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 17 gefertigten optischen Element.
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