WO2018033236A1 - Projection lithography system comprising a measuring device for monitoring lateral image stability - Google Patents

Projection lithography system comprising a measuring device for monitoring lateral image stability Download PDF

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WO2018033236A1
WO2018033236A1 PCT/EP2017/000947 EP2017000947W WO2018033236A1 WO 2018033236 A1 WO2018033236 A1 WO 2018033236A1 EP 2017000947 W EP2017000947 W EP 2017000947W WO 2018033236 A1 WO2018033236 A1 WO 2018033236A1
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beam path
measuring device
projection
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Rolf Freimann
Bernhard Geuppert
Ronald Faassen
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70883Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system

Definitions

  • Projection exposure apparatus with a measuring device for monitoring a lateral imaging stability
  • the invention relates to a projection exposure apparatus for microlithography, a method for monitoring a lateral imaging stability of a projection objective of such a projection exposure apparatus, an interferometric distance measuring apparatus and a method for interferometrically measuring a length of a measurement path.
  • Microlithography projection exposure apparatuses usually comprise a mask transfer stage for holding a mask or "reticle” with mask structures arranged thereon, a wafer transfer stage for holding a substrate in the form of a wafer, and projection optics for imaging the mask structures onto the substrate.
  • the quality of the image of the mask structures often suffers from lateral shift of the image position.
  • the reason for this can be on the one hand in drift events occurring over a period of several image exposures and on the other hand also in vibrational excitations. If the image position on the wafer fluctuates during the exposure of a field, this can lead to a shift of the latent image in the photoresist. This can also affect overlay errors or so-called overlay errors in the printed structures position
  • the field position is repeatedly monitored during the exposure of a wafer with suitable alignment or so-called “alignment” sensors and appropriate corrective measures are initiated on the one hand, to reduced wafer throughput numbers, on the other hand, it can not prevent image position errors which occur during an exposure process, ie during the exposure of a wafer, for example due to vibrations.
  • a projection exposure apparatus with improved lateral imaging stability and a method for monitoring a lateral imaging stability of a projection lens, which solves the aforementioned problems, and in particular for improving the lateral imaging stability no measuring beam path in spatial proximity to an exposure beam path is required as well as no essential Restrictions on wafer throughput must be accepted.
  • an improvement in the lateral imaging stability during an exposure process should also take place.
  • an interferometric distance measuring apparatus for measuring an optical path length difference between a referenced beam path and a measurement beam path in a volume of schlieren-laden gases.
  • the diameter of the measuring beam path is at least partially at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3 cm or at least 10 cm.
  • This interferometric distance measuring device may in particular be part of the measuring apparatus of the projection exposure apparatus according to the invention described below.
  • the diameter of the measuring beam path is at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3, in all sections in which the measuring beam path is not superimposed with the reference beam path cm or at least 10 cm.
  • At least the measuring beam path at least partly runs in the greasy gases.
  • the streaks may be due to low pressure hydrogen gas commonly present in EUV projection exposure equipment.
  • the diameter of the measuring beam path is chosen to be sufficiently large that in the interferogram, in addition to the distorted strip areas caused by the closures, sufficient areas still remain for the evaluation in which the strips are present undistorted.
  • the interferometric distance measuring device is configured to generate a multi-strip interference pattern by superposing a measurement radiation guided in the measurement beam path with a reference radiation guided in the reference beam path. Furthermore, the interferometric distance measuring device comprises an evaluation unit, which is configured to correct local disturbances in the multi-strip interference pattern by means of a correlation filter. Thus, localized perturbations in the multi-stripe interference pattern caused by streaking can be corrected and the corrected multi-stripe interference pattern can be evaluated to determine the path length difference.
  • the interferometric distance measuring device comprises a retroreflector for back reflection of a measuring radiation passing through the measuring beam path, the normal to the retroreflector relative to the propagation direction of the measuring radiation by at least 1 mrad, in particular by at least 5 mrad, by at least 10 mrad at least 20 mrad or at least 30 mrad, is tilted.
  • the measuring beam path has at least two sections which are tilted relative to one another.
  • the tilting of the two sections is in particular a tilt by at least 10 ° or at least 20 °, for example by 90 ° to understand.
  • Nand tilted portions of the measuring beam path may be sections in a region of the measuring beam path, which is superimposed by the reference beam path.
  • one or both of the mutually tilted sections of the measurement beam path may be part of a so-called measurement path in which the reference radiation does not run.
  • Such a measuring beam path with mutually tilted sections also referred to as an "angled measuring beam path" in this text, generally has a relatively long measuring beam path in which local disturbances in the interference pattern caused by streaks occur particularly frequently Distance measuring device can be achieved with such an angled measuring beam path good measurement results.
  • the measurement beam path comprises a measurement path in which the measurement beam path is not superimposed by the reference beam path, the measurement path having a length of at least 0.5 m, in particular at least 1 m or at least 2 m.
  • the interferometric distance measuring device comprises a pressure gauge for measuring a pressure in the region of the measuring beam path and the interferometric distance measuring device is configured to take into account the pressure measured value in determining the optical path length difference.
  • a projection exposure apparatus for the microlithography with a projection objective for imaging mask structures onto a substrate by means of exposure radiation and an interferometric distance measuring apparatus in one of the embodiments described above are provided according to the invention.
  • the interferometric distance Measuring device of monitoring a lateral imaging stability of the projection lens is provided according to the invention.
  • the projection objective comprises optical elements for guiding the exposure radiation, a support frame to which the optical elements are fastened by means of actuators, a sensor frame, which is mounted on the support frame by means of a vibration damper, position sensors which are configured to operate the projection exposure system to measure the respective position of the optical elements with respect to the sensor frame and to control the actuators to correct measured changes in position.
  • the distance measuring device is configured to determine during the operation of the projection exposure apparatus at least one deformation parameter characterizing a deformation of the sensor frame.
  • a method for the interferometric measurement of a length of a measuring section, which passes through a volume of gases laden with striae.
  • the method comprises the steps of irradiating the measuring path with a measuring beam whose diameter is at least in sections at least 0.1 cm, and interferometrically measuring a path length difference between a reference beam path and a measuring beam path comprising the measuring path.
  • the interferometric measurement of the path length difference comprises evaluating a multi-strip interference pattern generated by superimposing a measuring radiation guided in the measurement beam path with a reference radiation guided in the reference beam path and evaluating the multi-strip interference pattern by means of a correlation filter in the multi-strip interference pattern.
  • a projection exposure apparatus for microlithography with a projection objective for imaging mask structures onto a substrate by means of exposure radiation.
  • the projection objective comprises optical elements for guiding the exposure radiation, a support frame, to which the optical elements are fastened by means of actuators, a sensor frame, which is mounted on the support frame by means of a vibration damper, position sensors, which are configured, in operation Projection exposure system to measure the respective position of the optical elements with respect to the sensor frame and to control the actuators to correct measured changes in position, and a measuring device for monitoring a lateral imaging stability of the projection lens, which is configured during operation of the projection exposure system at least one to determine a deformation parameter characterizing deformation of the sensor frame.
  • the measuring device comprises an activity sensor for measuring an activity parameter of the vibration damper and an evaluation device for determining the deformation parameter from the activity parameter.
  • the activity sensor comprises a distance sensor for measuring a mechanical deformation of the vibration damper.
  • the distance sensor may in particular be configured as an interferometric distance measuring device in one of the embodiments described above.
  • the measuring device comprises an acceleration sensor for measuring an acceleration of the sensor frame.
  • a microlithography projection exposure apparatus which has a projection objective for imaging mask structures onto a substrate by means of exposure radiation.
  • the projection objective comprises optical elements for guiding the exposure radiation, a stabilization frame, which serves to stabilize an arrangement of the optical elements relative to one another during operation of the projection exposure apparatus, and a measuring device for monitoring a lateral imaging stability of the projection objective.
  • the measuring device is configured to determine during the operation of the projection exposure apparatus at least one deformation parameter characterizing a deformation of the stabilization frame.
  • the lateral imaging stability of the projection objective indicates to what extent the lateral position of the image of mask structures imaged into the substrate plane by means of the projection optics remains stable over time in the exposure mode of the projection exposure apparatus.
  • the lateral position of the image is understood to mean its position in the substrate plane.
  • the said stabilization frame may be formed by a support frame to which the optical elements are attached, or by a sensor frame.
  • a sensor frame is mounted on the carrier frame by means of one or more vibration dampers and comprises sensors which are configured to measure the respective position of the optical elements in relation to the sensor frame during operation of the projection exposure apparatus and to trigger the acceleration. to control actuators to correct measured changes in position.
  • the deformation parameter can specify, for example, a distance between two reference points of the stabilization frame or also a deformation shape of the stabilization frame.
  • the deformation parameter is determined several times during the operation of the projection exposure apparatus.
  • the determination of the deformation parameter takes place in real time or at a repetition rate which lies in the range of a sampling rate for controlling the projection objective.
  • the determination according to the invention of the deformation parameter makes it possible to effect a correction of a lateral aberration resulting from the change of the deformation parameter in the case of a deviation of the latter from a desired value or a previously determined value of the deformation parameter. In this way, the lateral imaging stability of the projection lens can be improved during an exposure process without restrictions in the wafer throughput without a measurement beam path arranged in spatial proximity to the exposure beam path.
  • the projection exposure apparatus is an EUV projection exposure apparatus, i. the operating wavelength of the projection exposure apparatus is in the extreme ultraviolet radiation wavelength range.
  • the projection exposure apparatus further comprises a correction device which is configured to generate at least one correction signal for correcting a lateral aberration of the projection lens resulting from the change of the deformation parameter by manipulation of at least one element arranged in the beam path of the exposure radiation.
  • the correction device is configured to change the deformation parameter resulting therefrom To determine change in the position of at least one of the optical elements and to effect a correction of the situation.
  • a position of an optical element is its position in at least one of three orthogonal spatial directions and / or its orientation with respect to at least one of three orthogonal tilt axes, ie its positioning with respect to at least one of the six rigid body degrees of freedom, in particular with respect to all six rigid body degrees of freedom , to understand.
  • the correction device is configured to determine a resulting lateral aberration of the projection lens when the deformation parameter is changed and to correct the lateral aberration by changing the position of an element arranged in the beam path of the exposure radiation.
  • the measuring device comprises a distance measuring device, which is configured to measure the at least one deformation parameter in the form of a distance between two reference points of the stabilization frame.
  • the measuring device comprises at least two or more distance measuring devices, each of which is configured to measure a distance between respective reference points of the stabilizing frame.
  • the distance measuring device comprises at least one interferometer.
  • the interferometer is configured to generate a multi-strip interference pattern.
  • a measurement radiation is split into a test beam and a reference beam are tilted toward one another in such a way that their superposition in a detection plane of the interferometer generates a multi-strip interference pattern.
  • this text is to be understood as an interference pattern which is at least one full period apart. includes alternating streaks of constructive and destructive interference. By a full period is meant that the phase difference between the interfering waves along the multi-strip interference pattern occupies all values between 0 and 2TT.
  • a multi-strip interference pattern is an interference pattern having at least two stripes, which stripes may be bright stripes (constructive interference) or dark stripes (destructive interference).
  • a multi-stripe interference pattern may comprise at least two, at least five, at least ten, at least fifty or at least a hundred full periods of alternating streaks of constructive and destructive interference. Such an interference pattern is often referred to as a multi-strip interference pattern.
  • the distance measuring device comprises an interferometric distance measuring device for measuring an optical path length difference between a reference beam path and a measuring beam path in a volume of streaked gases, wherein a diameter of the measuring beam path is at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm.
  • the measurement of a relative path length difference i. to understand a slight deviation of the path length difference from the path length difference underlying a previous measurement.
  • the interferometric distance measuring device comprises a retroreflector for the back reflection of a measuring radiation passing through the measuring beam path, wherein the normal to the retroreflector is tilted by at least 0.1 mrad with respect to the propagation direction of the measuring radiation.
  • the projection lens comprises a support frame to which the optical elements are attached, the stabilization frame comprising the support frame.
  • the stabilization frame is the support frame.
  • the attachment to the support frame can be rigid or also actuatable, ie by means of actuators, with which the optical elements are variable in their position, take place.
  • the measuring device from the measured distances between the two reference points of the stabilization frame, in particular the carrier frame, on the basis of finite element modeling (also referred to in this text as "FE modeling") of the stabilization frame
  • the measuring device can use a transformation matrix determined by means of the FE model From the calculation of the deformation of the stabilization frame it is possible to deduce a resulting change in the arrangement of the optical elements.
  • the projection objective comprises a support frame to which the optical elements are fastened by means of actuators, a sensor frame, which is mounted on the support frame by means of a vibration damper, and position sensors which are configured to control the respective position of the optical during operation of the projection exposure apparatus Measure elements related to the sensor frame and control the actuators to correct measured position changes.
  • the stabilization frame comprises the sensor frame, in particular the stabilization frame is the sensor frame.
  • Vibration dampers, also insulators or shock absorbers, may include deformation elements, such as springs, or pendulum systems, etc. include.
  • the measuring device comprises an activity sensor for measuring an activity parameter of the vibration damper and an evaluation device for determining the deformation parameter from the activity parameter.
  • a deformation shape of the sensor frame can be determined as a deformation parameter.
  • an acceleration of the sensor frame is first calculated from the measured activity parameter and from this the resulting deformation shape is calculated. This can be done by means of a finite element model.
  • the activity sensor comprises a distance sensor for measuring a mechanical deformation of the vibration damper.
  • the distance sensor measures an expansion or compression of the vibration damper during the operation of the projection exposure apparatus.
  • the vibration damper may be formed as a spring.
  • the measuring device comprises an acceleration sensor for measuring an acceleration of the sensor frame.
  • a deformation form of the sensor frame can be determined as a deformation parameter.
  • the resulting deformation shape is calculated from the measured acceleration of the sensor frame. This can be done by means of a finite element model.
  • the measuring device is configured to determine the at least one deformation parameter for a deformation of the stabilization frame generated by oscillations in the range between 0.1 Hz and 10 Hz.
  • the measuring device has a measuring rate of more than ten measurements, in particular more than twenty measurements, per mask exposure.
  • the time required for the measurement of the deformation parameter and determination of the resulting deformation of the stabilization frame is less than 10 ms, in particular less than 5 ms.
  • a method for monitoring a lateral imaging stability of a projection objective of a projection exposure apparatus for microlithography during operation of the projection exposure apparatus is provided according to the invention.
  • mask structures are exposed by means of an exposure radiation which is emitted by the projection is objectively arranged and guided to each other by means of a stabilizing frame stabilized optical elements, imaged onto a substrate.
  • at least one deformation parameter characterizing a deformation of the stabilization frame is determined.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a projection exposure apparatus for microlithography with a support frame and a distance measuring device for determining a distance value between two reference points of the support frame
  • 2 shows an exemplary embodiment of the distance measuring device according to FIG. 1 in the form of a multi-strip interferometer with a displaceable reflector
  • FIG. 3 shows a retroreflector which can be used instead of the reflector according to FIG. 2 in the multi-strip interferometer and a resulting multi-strip interferogram
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a projection exposure apparatus for microlithography with a support frame and a distance measuring device for determining a distance value between two reference points of the support frame
  • 2 shows an exemplary embodiment of the distance measuring device according to FIG. 1 in the form of a multi-strip interferometer with a displaceable reflector
  • FIG. 3 shows a retroreflector which can be used instead of the reflector according to FIG. 2 in the multi
  • FIG. 4 shows a sectional view of a further embodiment of a projection exposure apparatus for IV microlithography with two distance measuring devices with a function according to FIG. 1,
  • FIG. 5 is a sectional view of a projection lens of another embodiment of a projection exposure system for IVlikrolithographie for combination with distance measuring devices with a function of FIG. 1,
  • FIG. 6 is a sectional view of a further embodiment of a projection exposure apparatus for IVlikrolithographie with a present in undeformatorm condition sensor frame and a measuring device for determining a deformation shape of the sensor frame,
  • FIG. 7 shows a sectional view of the projection exposure apparatus according to FIG. 6, in which the sensor frame is in a deformed state
  • FIG. 8 shows a sectional view of a further embodiment of a projection exposure apparatus for IV microlithography with a sensor frame present in an undeformed state and a measuring device for determining a deformation shape of the sensor frame.
  • 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 x direction is perpendicular to the plane of the drawing, the z direction is to the right and the y direction is upward.
  • the projection exposure system 10 comprises a frame 12 having a base frame 31 and a support frame 32. Attached to the base frame 31 are a mask displacement platform 14, the support frame 32 and a wafer transfer stage 22. On the support frame 32 optical elements of a projection lens 30 of the projection exposure apparatus 10 are attached.
  • a projection lens 30 of the projection exposure apparatus 10 is attached on the support frame 32 .
  • two such optical elements M1 and M2 are shown in the form of mirrors for illustrative purposes, and in other embodiments, more than two optical elements may also be provided.
  • the support frame 32 thus serves to stabilize the arrangement of the optical elements M1 and M2 and is therefore also referred to as a stabilization frame. In the embodiment shown in FIG.
  • the support frame 32 comprises two vertically arranged side elements 32a and 32c and two horizontally arranged transverse elements 32b and 32d, the connection points of the elements serving as reference points A, B, C and D.
  • the projection objective 30 is used to image mask structures arranged on a mask 16 onto a substrate in the form of a wafer 24.
  • an exposure radiation 34 is irradiated onto the mask 16 by a lighting device (not shown in the drawing), after interacting with the mask 16 it passes through the projection objective 30 by reflection on the optical elements M1 and M2 and finally strikes the wafer 24.
  • the wavelength of the exposure radiation 32 in the present case lies in the extreme ultraviolet wavelength range (EUV), for example at about 13.5 nm or 6.8 nm, but in other embodiments of the projection exposure apparatus 10 can also be in the UV wavelength range, for example at 248 nm or 193 nm.
  • EUV extreme ultraviolet wavelength range
  • the optical elements M1 and M2 are configured as mirrors in the case shown.
  • the optical elements of the projection lens 30 may be embodied as lenses and / or as mirrors.
  • the mask 16 and the wafer 24 are each arranged displaceably transversely to the beam direction of the exposure radiation 34 on a slide carriage 18 or 26 relative to the respective base 20 or 28 of the mask shift stage 14 or the wafer shift platform 22. During the exposure process, mask 16 and wafer 24 are displaced in opposition to each other, whereby a scanning movement is performed.
  • vibrational excitation 40 The mass reciprocating masses of the mask transfer stage 14 or the wafer transfer stage 22 are often not fully balanced and can therefore exert vibration excitations on the frame 12. Significant portions of these vibration excitations will be referred to as vibrational excitation 40 hereinafter. Furthermore, significant levels of ground vibration can cause such vibration excitation 40.
  • the vibration excitation 40 is typically in the range between 0.1 Hz and 10 Hz, in particular between 0.1 Hz and 3 Hz, and may lead to a deformation of the support frame 32, which occurs at the frequency of the vibration excitation 40. In this case, the support frame 32 changes with the frequency the vibration excitation 40 between an undeformed shape and a deformed shape back and forth.
  • Such a deformed shape may be characterized, for example, in that the upper cross member 32b of the support frame 32 is bent upwardly at the reference point C (see C) while the adjoining side member 32c is simultaneously bent slightly to the left. Due to the attachment of the optical element M1 in the upper portion of the side member 32c, this deformation shape leads to a tilting 44 of the optical element M1, which causes the beam path of the exposure radiation 34 is tilted at the optical element M1, whereby the image of the mask structures a shift in the level of the wafer 24, ie undergoes a lateral displacement with respect to the wafer surface. In other words, a so-called line-of-sight error or a lateral aberration 35 arises, so that the lateral imaging stability of the projection objective 30 is impaired.
  • the projection exposure apparatus is configured to correct a real-time correction of the lateral aberration occurring periodically on account of the vibration excitation 40 and thus to greatly improve the lateral imaging stability.
  • the projection exposure apparatus 10 comprises a measuring device 46 for monitoring the lateral imaging stability of the projection objective 30.
  • the measuring device 46 determines at short intervals, at least one deformation parameter characterizing the deformation of the support frame 32, in this case in the form of a distance value 50 the reference points C and D.
  • the measuring device 46 comprises a distance measuring device 48, for example in the form of an interferometer in one of the embodiments illustrated in Figures 2 and 3 and described in more detail below.
  • the measuring device 46 further comprises an evaluation device 52.
  • the distance value 50 determined by the distance measuring device 48 becomes 50 determined by means of a simulation model, in particular on the basis of a finite element modeling (FE modeling), the support frame 32, a resulting deformation of the support frame 32 in the form of a deformation shape 54.
  • the evaluation device 52 can use, for example, a transformation matrix determined by means of an FE model of the support frame 32 to determine the deformation of the support frame 32.
  • the deformation form 54 can also be regarded as a deformation parameter determined by the measuring device 46.
  • further distance values between other reference points such as the distance value between the reference points A and B or between the reference points B and C, may be included in the simulation calculation.
  • the deformation form 54 determined by the evaluation device 52 is transferred to a correction device 56.
  • the correction device 56 generates therefrom correction signals 58.
  • This can be a correction signal 58-2 for controlling an actuator 36 of one or more optical elements, in the case of the first optical element M1 shown in FIG. 1, a correction signal 58-1 for controlling the mask shift stage 14 and / or a correction signal 58-3 for controlling the wafer shift stage 22 act.
  • the control device 56 calculates from the transmitted deformation form 54 a resulting change in the position of one or more optical elements. In the case illustrated in FIG.
  • the deformation form 54 of the support frame 32 is characterized in that upper transverse element 32b is bent upwards at the reference point C and the adjacent side element 32c is slightly bent to the left.
  • the correction device 56 calculates the resulting tilt 44 of the optical element M1 and, as a correction signal 58-2, gives an instruction to the actuator 36 to carry out a corresponding correction of this tilting. This is done by executing one of the tilting 44 opposite correction movement 60 of the actuator 36 to a suitable tilting axis 38.
  • the correction signal 58-2 serves da- to immediately correct a change in position of one or more optical elements of the projection lens 30 caused by the frame deformation.
  • control device 56 may also be configured to obtain the resulting lateral aberration 35 from the transmitted deformation shape 54 by calculating the resulting positional changes of the optical elements M1 and / or M2 and the resulting change in the beam path of the exposure radiation 34 in the projection objective 30 determine. Furthermore, the correction device 56 sends the correction signal 58-1 and / or 58-3 to the mask shift stage 14 or the wafer shift stage 22 for carrying out a correction movement 62 or 64 serving to correct the lateral aberration 35 in the form of a lateral displacement of the mask 16 or the wafer 24.
  • the correction signal 58-2 can also be configured to only partially correct the positional change of the optical element M1 and / or M2 and additionally be combined with the correction signals 58-1 and / or 58-3 according to an embodiment variant.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the distance measuring device 48 according to FIG. 1. This is configured in the form of a Fizeau interferometer and comprises a measuring radiation beam-in module 89 for providing measuring radiation 66 in the form of an expanded measuring beam 98.
  • the measuring radiation irradiation module 89 comprises a measuring radiation source 93 as well as a telescope with two focusing optics 95 and 97 and an aperture 96.
  • the measuring radiation source 93 generates the measuring radiation 66, for example in the form of a laser beam.
  • the laser beam is focused by the focusing optics 95 on the aperture 96 such that a divergent beam of coherent light emanates from the aperture.
  • the wavefront of the divergent beam is substantially spherical.
  • the divergent beam is collimated by the focusing optics 97, whereby the measuring beam 98, widened in comparison to the beam generated by the measuring radiation source 93, is generated with a substantially planar wavefront.
  • Measuring radiation 66 are wavelengths in the visible or near infrared range in question.
  • helium neon lasers, laser diodes, solid-state lasers and LEDs can be used as measuring light sources.
  • the measuring radiation 66 is directed by a beam splitter 68 onto a splitting element 70 in the form of a fizzle element with a fizzle surface 71.
  • a portion of the incoming measuring radiation 66 is reflected as a reference beam 74 on the Fizeau Structure 71 of the splitting element 70.
  • the radiation of the measuring radiation 66 passing through the splitting element 70 runs along an optical axis 69 of the distance measuring device 48 and, as measuring beam 72, strikes a displaceable reflector 80 in the form of a plane mirror. Since the measuring beam 72 has a planar wavefront, it passes back into the reflector 80 after reflection and then passes through the splitting element 70 and the beam splitter 68.
  • the measuring beam 72 and the reference beam 74 are then by means of a camera lens 76 to a detector 78 for generating focused on an interference pattern.
  • the beam path of the measuring beam 72 extending from the fizzle surface 71 via the reflector 80 as far as the detector 78 is referred to as a measuring beam path.
  • the beam path of the reference beam 74 extending from the fizzle surface 71 to the detector 78 is referred to as the reference beam path.
  • measuring head 67 The arrangement of the measuring radiation beam-in module 89, the beam splitter 68, the camera objective 76 and the detector 78 is also referred to as measuring head 67.
  • the cleavage element 70 is arranged tilted.
  • the tilting is such that the fizzle surface of the splitting element 70 is tilted with respect to the optical axis 44 by a tilt angle ⁇ , which is chosen such that the interference pattern generated on the detector 78 is a multi-strip interference pattern 84, also known as a multi-strip interference pattern.
  • a multi-stripe interference pattern in this text is to be understood as an interference pattern which is at least one full period apart. includes alternating streaks of constructive and destructive interference. By a full period is meant that the phase difference between the interfering waves along the multi-strip interference pattern occupies all values between 0 and 2 ⁇ .
  • a multi-strip interference pattern is an interference pattern having at least two stripes, which stripes may be bright stripes (constructive interference) or dark stripes (destructive interference).
  • at least five, in particular more than 30, light and dark stripes can each be contained in the multi-strip interference pattern 84 generated on the detector 78.
  • is the wavelength of the measuring radiation 66 and DR is the beam diameter of the reference beam 74 at the location of the splitting element 70.
  • 633 nm
  • DR 5 mm and thus ⁇ > 13 mrad.
  • the path length difference between the beam path of the reference beam 74, which extends from the Fizeau nature 71 to the detector 78, and the beam path of the measuring beam 72 which extends from the Fizeau Structure 71 to the reflector 80 and then back to the detector 78 corresponds to that
  • the measuring head 67 of the measuring device 48 further comprises an evaluation unit 94. In this, by evaluating the interference pattern 84, the length of the measuring section 75, and in particular a change of the measuring section 75, with high Accuracy determined. The length determined in this way is the distance value 50 mentioned above with reference to FIG. 1, for example between the reference points C and D.
  • the diameter D of the beam path of the measuring beam 72 ie of the measuring beam path, has a value of at least 0, at least in the region of the measuring path 75 in which the measuring beam path is not superimposed with the beam path of the reference beam 74. 1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3 cm or at least 10 cm on.
  • the focusing optics 95 and 97 of the measuring radiation irradiation module 89 are set appropriately.
  • the diameter of the beam path of the measuring beam 72 over its entire length is at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3 cm or at least 10 cm.
  • This value of the diameter is selected to be sufficiently large that, in addition to the distorted stripe regions in the form of the local perturbations 85 caused by the streaks, sufficient regions still remain for the evaluation in which the stripes are undistorted.
  • the multi-strip interference pattern 84 is corrected with the local interferences 85 by means of a correlation filter, and the corrected multi-strip interference pattern 86 is evaluated for determining the length of the measuring section 75.
  • the measuring device 48 may include a pressure measuring device 91 for measuring the gas pressure in the region of the measuring beam path 72.
  • the pressure measuring device 91 for measuring the gas pressure is arranged in the region of the measuring section 75.
  • the pressure measurement value is taken into account by the evaluation unit when determining the length of the measurement path 75, which improves its accuracy.
  • a retro-reflector 88 shown in FIG. 3 can be used for retro-reflection of the measuring beam 72.
  • the retroreflector 88 may be constructed of a plane mirror 90 and a littrow grid 92 deposited thereon.
  • the retroreflector 88 is tilted such that the normal on the plane mirror 90 of the retort reflector pivots with respect to the direction of the measuring beam 72 by at least 1 mrad, in particular by at least 5 mrad, at least 10 mrad, at least 20 mrad or at least 30 mrad is.
  • a displacement of the reflector 80 or 88 parallel to the measuring beam 71 but also a displacement of the reflector 88 transverse to the measuring beam 71, to a phase shift between the measuring beam 72 and the reference beam 74 , which results in the interference pattern 84 shifting in position on the detector 78.
  • positional changes between the reference points C and D of the support frame 32 can be determined in at least two mutually orthogonal dimension directions.
  • a reflector unit may be provided in which, in addition to the reflector 80 in the form of a plane mirror according to FIG. 2, the retroreflector 88 according to FIG. 3 is also arranged.
  • the position of the reflector unit in the measuring beam direction i. in the x-direction according to FIG. 2
  • the position of the reflector unit transversely to the measuring beam direction i. in the z-direction of FIG. 2 are determined.
  • FIG. 4 shows a projection exposure apparatus 10 in an embodiment which is already known in its basic structure from FIG. 1 of US Pat. No. 7,423,724 B2 and the associated description, which is incorporated by reference into the disclosure of the present text.
  • the incoming exposure radiation 34-1 serving for the mask 16 is, after reflection on the mask 16, directed onto a wafer 24 as exposure radiation 34-2 via the optical elements M1 to M6 of a projection objective 30 in the form of mirrors.
  • the mask 16 is held by a mask shift stage 14 and the wafer 24 by a wafer shift stage 22.
  • the projection objective 30 according to FIG. 4 comprises not only one, but two support frames, namely a first support frame 32-1, to which the optical elements M1 to M4 are fastened, and a second support frame 32-2 to which the optical elements M5 and M6 are attached.
  • the lateral image position can be particularly sensitive to the displacement of certain mirrors.
  • This can e.g. Be mirror, which are arranged in the rear part of the exposure beam path in the projection lens.
  • the stability of the mirrors M5 and M6 is considered to be particularly critical with respect to lateral image position errors. Therefore, the second support frame 32-2 holding the two mirrors M5 and M6 is monitored for possible deformation during an exposure operation.
  • distance measuring devices 48-1 and 48-2 of the type described above for measuring distance values in the vertical direction, which in this case is arranged parallel to the optical axis of the projection objective 30, are provided.
  • a first distance measuring device 48-1 serves to measure a distance value between reference points A and B arranged on the left side of the second carrier frame 32-2.
  • the second distance measuring device 48-2 serves to measure a distance value between on the right side of the second carrier frame 32-2 arranged reference points C and D.
  • FIG. 5 shows that already shown in FIG. 2 of US Pat. No. 8,027,022 B2 and the associated description, which are incorporated by reference in the disclosure of the present text. Tes recorded, known beam path of a projection lens 30 of another embodiment of a projection exposure system.
  • G mirror 90 this can also include the term "grazing incidence mirror”
  • the further optical elements M1 to M6 which are mirrors operated at conventional angles of incidence
  • distance values between reference points of the carrier frame are monitored, which reflect the stability of the optical elements M5 and M6 Stabilization of the lateral imaging behavior is analogous to the operation described in connection with FIG.
  • FIGS. 6 and 7 illustrate another embodiment of a projection exposure apparatus 10 for microlithography with a projection objective 30, which is mounted next to a support frame 32 on which optical elements M1 and M2 are mounted in the form of mirrors by means of actuators 36-1 and 36-2 , a stabilization frame in the form of a sensor frame 102 has.
  • FIG. 6 shows the projection exposure apparatus 10 in the idle state
  • FIG. 7 shows the projection exposure apparatus 10 in a state in which vibration excitations are exerted on a frame frame 12 comprising the support frame 32.
  • vibrational excitation 40 Significant portions of these vibration excitations will be referred to as vibrational excitation 40 hereinafter.
  • This vibration excitation 40 is typically in the range between 0.1 Hz and 10 Hz, in particular between 0.1 Hz and 3 Hz, and may by ground vibrations or by the reciprocating during the scanning masses of a mask shift stage 14 and a Wafer shift platform 22 are generated. As shown in FIG. In this case, the vibration excitation 40 results in deformation of the sensor frame 102. At this time, the sensor frame 102 reciprocates at the frequency of vibration excitation between the undeformed shape shown in FIG. 6 and the deformed shape shown in FIG.
  • the projection objective 30 is used to image mask structures arranged on a mask 16 onto a substrate in the form of a wafer 24.
  • an exposure radiation 34 is irradiated onto the mask 16 by a lighting device which is not shown in the drawing.
  • the projection objective 30 passes through Reflection on the optical elements M1 and M2 and finally strikes the wafer 24.
  • the wavelength of the exposure radiation 34 in the present case is in the extreme ultraviolet wavelength range (EUV), e.g. at about 13.5 nm or 6.8 nm, but in other embodiments of the projection exposure apparatus 10 may also be used in the UV wavelength range, e.g. at 248 nm or 193 nm.
  • EUV extreme ultraviolet wavelength range
  • the optical elements M1 and M2 are configured as mirrors in the case shown.
  • the optical elements of the projection lens 30 may be embodied as lenses and / or as mirrors.
  • the mask 16 and the wafer 24 are each arranged displaceably transversely to the beam direction of the exposure radiation 34 on a slide carriage 18 or 26 relative to the respective base 20 or 28 of the mask shift stage 14 or the wafer shift platform 22. During the exposure process, mask 16 and wafer 24 are displaced in opposition to each other, thereby performing a scanning movement.
  • the stability of the beam path of the exposure radiation 34 during the imaging process is effected by means of the above-mentioned sensor frame 102, which is designed as a rigid reference structure.
  • the sensor frame is by means of vibration dampers 106-1 and 106-2 in the form of shock absorbers, which are also referred to as insulators, on the frame frame 12 of the projection exposure apparatus 10, in particular on the support frame 32 of the Russianitiesobichtungsstrom. jektivs 30 hung up.
  • the positions of the mask shuttle stage 14, the optical elements M1 and M2, and the wafer transfer stage 22 are continuously referenced to the sensor frame 102 by means of distance measuring devices 48-1 to 48-4 during the exposure operation and held in stable positional relation to the sensor frame 102 by appropriate action.
  • the distance measuring devices 48-1 to 48-4 in the imaging mode continuously measure the relative position of the mask shuttle stage 14, the optical elements M1 and M2 and the wafer transfer platform 22 in one or more dimensions at respective measurement points on the sensor frame 102. 1 to 108-4 are transmitted to a control device 116, which, with changes in the distance values 108-1 to 108-4 control signals 118-1 to 118-4 to the Maskverschiebebühne 14, the actuators 36-1 and 36-2 of the optical elements M1 and M2 as well as the Waferverschiebebühne 22 transmitted.
  • the control signals 118-1 to 118-4 serve to correct the positional changes in the beam path of the exposure radiation 34 determined on the basis of the measured distance values 108-1 to 108-4.
  • control signals 118-1 to 118-4 effect respective adjustment processes in the mask shift stage 14, the actuators 36-1 and 36-2 as well as the wafer transfer stage 22, whereby the changes in the distance values 108-1 to 108-4 are compensated again.
  • the respective positional relationship of the mask 14, the optical elements M1 and M2 and the wafer to the respective measurement points on the sensor frame 102 is kept stable.
  • a vibration excitation 40 may cause the shape of the sensor frame 102 to move between the undeformed shape shown in FIG. 6 and the deformed shape shown in FIG her oscillates.
  • the measuring points of the distance measuring devices 48-1 to 48-4 on the sensor frame 102 shift relative to one another, ie in the deformed shape illustrated in FIG. 7 the relative positional relationship of the measuring points is added.
  • the described deformation effect of the sensor frame 102 is taken into account in the stabilization control of the projection exposure apparatus 10 and thus eliminates or at least minimizes its influence on the lateral imaging stability.
  • each of the vibration dampers 106-1 and 106-2 is one of the activity sensors 104-1 and 104, respectively -2 in the form of a distance measuring device for measuring an activity parameter of the respective vibration damper 106-1 and 106-2, respectively, in the form of a deformation value 112-1 or 112-2 indicative of the mechanical deformation of the vibration damper.
  • the activity sensors 104-1 and 104-2 are each designed as interferometric distance measuring device 48 according to FIG. 2.
  • the deformation values 112-1 and 112-2 of the vibration dampers 106-1 and 106-2 are transmitted to the evaluation device 52 during the exposure operation.
  • an acceleration value 114 is determined from the deformation values 112-1 and 112-2, which quantifies acceleration forces acting on the sensor frame 102.
  • a second evaluation unit 52b calculates a deformation shape 54 resulting therefrom for the sensor frame 102.
  • the calculation is based on finite element modeling (FE modeling).
  • the second evaluation unit 52b may use a transformation matrix determined by means of an FE model in the calculation of the deformation form.
  • one or more acceleration sensors may also be provided for the direct measurement of the acceleration value 114.
  • the deformation form 54 determined by the second evaluation unit 52b is forwarded to a correction device 56.
  • This determines corrector signals 58-1 to 58-4 in the form of correction values for the control signals 116-1 to 116-4 and transmits these to the control device 116.
  • the correction signals 58 take into account the changes in position resulting from the changed shape of the sensor frame 102 the measuring points of the distance measuring devices 48-1 to 48-4 in the evaluation of the distance values 108-1 to 108-4 determined by these.
  • the correction signals 58-1 to 58-2 serve the control signals 118-1 to 118-4 to the mask transfer stage 14, the actuators 36-1 and 36-2 of the optical elements M1 and M2, and the wafer transfer stage 22 to adapt to the respective current deformation shape 54 to avoid a lateral aberration.
  • the transmitted deformation shape 54 can also be calculated by calculating the resulting positional changes of the optical elements M1 and M2, and possibly also of the translation stages 14 and 22, and the resulting change in the beam path of the exposure radiation 34 in the projection objective 30 a resulting lateral imaging errors are determined.
  • the correction signals 58-1 to 58-4 cause only the change of the control signal 18-1 and / or 118-4 to the mask shuttle 14 and the wafer transfer stage 22 to execute a correction movement 62 serving to correct the lateral aberration 55 or 64 in the form of a lateral displacement of the mask 6 or of the wafer 24.
  • the two variants for compensating a transmitted deformation shape can also be combined with each other.
  • the evaluation units 52a and 52b shown separately in FIGS. 6 and 7 can also form a common functional unit together with the correction device 56, which comprises a plurality of deformation values 112 as input parameters, for example twenty-four input parameters at six deformation values per vibration damper 106 and four vibration dampers used generates correction signals 58 comprising a plurality of correction values by means of a transformation matrix based on an FE model.
  • the transformation matrix determined by means of the FE model is a 72 ⁇ 24 matrix in the example given with 24 inputs and 72 outputs.
  • a transformation matrix of such a size allows a real-time calculation of the correction signals 58 with regard to the frequency of the vibration excitation 40.
  • FIG. 8 illustrates another embodiment of a microlithographic projection exposure apparatus 10.
  • the measuring device 46 additionally comprises, in addition to the activity sensors 104-1 and 104-2, a distance measuring device of the type illustrated in FIG. 2 for determining the deformation parameter of FIG Sensor- frame 102.
  • the distance measuring device 148 serves to measure changes in the length of the sensor frame 102 in a direction transverse to the beam path of the exposure radiation 34, ie, parallel to the x direction according to the coordinate system indicated in FIG. 8.
  • the measuring head 67 of the distance measuring device 148 is tilted.
  • the distance measuring device 148 additionally has a deflecting mirror 150 with which the measuring radiation 67 emanating from the measuring head 67 is directed onto the splitting element 70.
  • the measured value determined by the distance measuring device 148 indicates the distance between the reflector 80 and the splitting element 70. While the reflector 80 in the left region of the sensor frame 102 is attached to the latter, the splitting element 70 is fastened to the latter in the right region of the sensor frame 102. Thus, variations of the measured value over time describe the above-mentioned changes in the length of the sensor frame 102 parallel to the x-direction.
  • the measured values of the distance measuring device 148 are transmitted to the evaluation device 52 as further deformation values 112-3 and taken into account in the determination of the deformation shape 54 of the sensor frame 102.
  • the measuring device 46 comprises no activity sensors 104-1 and 104-2 but only the distance measuring device 148 and possibly further distance measuring devices for measuring changes in the length of the sensor frame 102 in other coordinate directions.

Abstract

The invention relates to a projection lithography system comprising a measuring device for monitoring lateral image stability. In an interferometric distance measuring device for measuring an optical path length difference between a reference beam path and a measuring beam path in a volume of gases laden with schlieren inhomogeneities, at least some sections of the diameter of the measuring beam path are at least 0.1 cm. A projection lithography system for microlithography comprises the interferometric distance measuring device.

Description

Projektionsbelichtungsanlage mit einer Messvorrichtung zur Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität  Projection exposure apparatus with a measuring device for monitoring a lateral imaging stability
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 215 543.1 vom 18. August 2016. Die gesamte Offenbarung dieser Patentanmeldung wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Hintergrund der Erfindung The present application claims priority to German Patent Application 10 2016 215 543.1 of 18 August 2016. The entire disclosure of this patent application is incorporated by reference into the present application. Background of the invention
Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithograhie, ein Verfahren zur Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität eines Projektionsobjektivs einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage, eine interferomet- rische Abstandsmessvorrichtung sowie ein Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer Länge einer Messstrecke. The invention relates to a projection exposure apparatus for microlithography, a method for monitoring a lateral imaging stability of a projection objective of such a projection exposure apparatus, an interferometric distance measuring apparatus and a method for interferometrically measuring a length of a measurement path.
Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie umfassen üblicherweise eine Maskenverschiebebühne zum Halten einer Maske bzw. eines sogenannten „Retikels" mit darauf angeordneten Maskenstrukturen, eine Waferverschiebebüh- ne zum Halten eines Substrats in Gestalt eines Wafers sowie eine Projektionsoptik zum Abbilden der Maskenstrukturen auf das Substrat. Microlithography projection exposure apparatuses usually comprise a mask transfer stage for holding a mask or "reticle" with mask structures arranged thereon, a wafer transfer stage for holding a substrate in the form of a wafer, and projection optics for imaging the mask structures onto the substrate.
Bei herkömmlichen Projektionsbelichtungsanlagen leidet die Qualität des Bildes der Maskenstrukturen oftmals unter lateraler Verschiebung der Bildlage. Die Ursache dafür kann einerseits in über einen Zeitraum von mehreren Bildbelichtungen auftretenden Driftvorgängen und andererseits auch in Schwingungsanregungen liegen. Schwingt die Bildlage während der Belichtung eines Feldes auf dem Wafer, so kann dies zu einer Verschiebungdes latenten Bildes im Photolack füh- ren. Dies kann sich auch auf Überlagerungsfehler bzw. sogenannte„Overlay"- Fehler in den gedruckten Strukturen auswirken. Ein derartiges Driften der Bildlage In conventional projection exposure systems, the quality of the image of the mask structures often suffers from lateral shift of the image position. The reason for this can be on the one hand in drift events occurring over a period of several image exposures and on the other hand also in vibrational excitations. If the image position on the wafer fluctuates during the exposure of a field, this can lead to a shift of the latent image in the photoresist. This can also affect overlay errors or so-called overlay errors in the printed structures position
BESTÄTIGUNGSKOPIE geht z.B. bei EUV-Projektions-belichtungsanlagen oftmals auf eine Veränderung einer Spiegelposition und/oder Spiegelkippstellung im Projektionsobjektiv zurück. CONFIRMATION COPY In the case of EUV projection exposure systems, for example, a change in a mirror position and / or mirror tilt position in the projection objective often results.
Bei konventionellen Verfahren zur Stabilisierung der Abbildungsstabilität von Pro- jektionsbelichtungsanlagen wird die Feldlage im Verlauf der Belichtung eines Wafers mehrfach mit geeigneten Justage- bzw. sogenannten„Alignment"- Sensoren kontrolliert und entsprechende Korrekturmaßnahmen eingeleitet. Dazu wird der eigentliche Belichtungsvorgang des Photolacks unterbrochen. Dies führt einerseits zu verringerten Waferdurchsatzzahlen, andererseits können damit Bild- lagenfehler, welche während eines Belichtungsvorganges, d.h. während der Belichtung eines Wafers, beispielsweise aufgrund von Schwingungen auftreten, nicht unterbunden werden. In conventional methods for stabilizing the imaging stability of projection exposure systems, the field position is repeatedly monitored during the exposure of a wafer with suitable alignment or so-called "alignment" sensors and appropriate corrective measures are initiated on the one hand, to reduced wafer throughput numbers, on the other hand, it can not prevent image position errors which occur during an exposure process, ie during the exposure of a wafer, for example due to vibrations.
Dieser Problematik wird oftmals durch eine stabilere Auslegung eines Trägerrah- mens, an dem die Belichtungsstrahlung im Projektionsobjektiv führende optische Elemente befestigt sind, oder durch Vorsehen eines steifen Referenzrahmens, bezüglich dem die optischen Elemente aktiv stabilisiert werden, begegnet. Dies führt jedoch zu erhöhten Material kosten sowie stark erhöhtem Gewicht des Projektionsobjektivs. Bei einer im Stand der Technik, z.B. aus DE10 2008 004 762 A1 , bekannten Herangehensweise wird ein zusätzlicher Messtrahlengang im Bereich bzw. in räumlicher Nähe zum Belichtungsstrahlengang des Projektionsobjektivs vorgesehen, mit dem während des Belichtungsvorganges die laterale Abbildungsstabilität überwacht wird. Dieser Ansatz erfordert jedoch Bauraum im Strahlengang des Projektionsobjektivs zur Anordnung von den Messstrahlengang definierenden Elementen, was zu Einschränkungen in den Freiheitsgraden beim optischen Design des Projektionsobjektivs führen kann. This problem is often counteracted by a more stable design of a carrier frame, to which the exposure radiation in the projection lens leading optical elements are attached, or by providing a rigid reference frame, with respect to which the optical elements are actively stabilized. However, this leads to increased material costs and greatly increased weight of the projection lens. In a prior art, e.g. DE10 2008 004 762 A1, known approach, an additional measuring beam path in the region or in spatial proximity to the exposure beam path of the projection lens is provided with the lateral imaging stability is monitored during the exposure process. However, this approach requires space in the beam path of the projection lens for the arrangement of the measuring beam path defining elements, which can lead to restrictions in the degrees of freedom in the optical design of the projection lens.
Zugrunde liegende Aufgabe Underlying task
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine interferometrische Abstandsmessvorrich- tung, ein Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer Länge einer Mess- strecke, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer verbesserten lateralen Abbildungsstabilität sowie ein Verfahren zur Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität eines Projektionsobjektivs bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere zur Verbesserung der lateralen Abbil- dungsstabilität kein Messstrahlengang in räumlicher Nähe zu einem Belichtungsstrahlengang benötigt wird sowie keine wesentlichen Einschränkungen beim Waferdurchsatz in Kauf genommen werden müssen. Insbesondere soll auch eine Verbesserung der lateralen Abbildungsstabilität während eines Belichtungsvorganges erfolgen. It is an object of the invention to provide an interferometric distance measuring device, a method for interferometrically measuring a length of a measuring device. to provide a projection exposure apparatus with improved lateral imaging stability and a method for monitoring a lateral imaging stability of a projection lens, which solves the aforementioned problems, and in particular for improving the lateral imaging stability no measuring beam path in spatial proximity to an exposure beam path is required as well as no essential Restrictions on wafer throughput must be accepted. In particular, an improvement in the lateral imaging stability during an exposure process should also take place.
Erfindungsgemäße Lösung Inventive solution
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine interferometrische Abstandsmess- Vorrichtung zur Messung eines optischen Weglängenunterschieds zwischen einem Refererenzstrahlengang und einem Messstrahlengang in einem Volumen von mit Schlieren behafteten Gasen bereitgestellt. Der Durchmesser des Messstrahlengangs beträgt zumindest abschnittsweise mindestens 0,1 cm, insbesondere mindestens 0,5 cm, mindestens 1 cm, mindestens 3 cm oder mindestens 10 cm. Diese interferometrische Abstandsmessvorrichtung kann insbesondere Teil der Messvorrichtung der nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage sein. According to one aspect of the invention, there is provided an interferometric distance measuring apparatus for measuring an optical path length difference between a referenced beam path and a measurement beam path in a volume of schlieren-laden gases. The diameter of the measuring beam path is at least partially at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3 cm or at least 10 cm. This interferometric distance measuring device may in particular be part of the measuring apparatus of the projection exposure apparatus according to the invention described below.
Insbesondere beträgt der Durchmesser des Messstrahlengangs in allen Abschnit- ten, in denen der Messstrahlengang nicht mit dem Referenzstrahlengang überlagert ist, insbesondere mit diesem nicht im Wesentlichen übereinstimmt, mindestens 0,1 cm, insbesondere mindestens 0,5 cm, mindestens 1 cm, mindestens 3 cm oder mindestens 10 cm. Zumindest der Messstrahlengang verläuft zumindest teilweile in den mit Schlieren behafteten Gasen. Die Schlieren können z.B. auf- grund von in EUV-Projektionsbelichtungsanlagen häufig enthaltenem Wasserstoffgas mit niedrigem Druck auftreten. Durch die Konfigurierung des Messstrahlengangs mit dem genannten Durchmesser lassen sich durch die Schlieren hervorgerufene Verzerrungen im Interferogramm durch entsprechende Auswertung des Interferogramms, insbesondere mittels eines Korrelationsfilters, korrigieren. Der Durchmesser des Messstrahlengangs ist bei dieser Dimensionierung ausreichend groß gewählt, dass im Interferogramm neben den durch die Schlie- ren hervorgerufenen verzerrten Streifenbereichen noch für die Auswertung ausreichend Bereiche verbleiben, in denen die Streifen unverzerrt vorliegen. Durch Integration einer derartigen Abstandsmessvorrichtung in eine Projektionsbelich- tungsanlage für die Mikrolithographie kann eine Verbesserung der lateralen Abbildungsstabilität der Projektionsbelichtungsanlage bewirkt werden. In particular, the diameter of the measuring beam path is at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3, in all sections in which the measuring beam path is not superimposed with the reference beam path cm or at least 10 cm. At least the measuring beam path at least partly runs in the greasy gases. For example, the streaks may be due to low pressure hydrogen gas commonly present in EUV projection exposure equipment. By configuring the measuring beam path with the mentioned diameter can be through the streaks distortions caused in the interferogram by appropriate evaluation of the interferogram, in particular by means of a correlation filter, correct. In this dimensioning, the diameter of the measuring beam path is chosen to be sufficiently large that in the interferogram, in addition to the distorted strip areas caused by the closures, sufficient areas still remain for the evaluation in which the strips are present undistorted. By integrating such a distance measuring device into a projection exposure apparatus for microlithography, an improvement in the lateral imaging stability of the projection exposure apparatus can be achieved.
Gemäß einer Ausführungsform ist die interferometrische Abstandsmessvorrichtung dazu konfiguriert, durch Überlagerung einer im Messstrahlengang geführten Messstrahlung mit einer im Referenzstrahlengang geführten Referenzstrahlung ein Mehrstreifeninterferenzmuster zu erzeugen. Weiterhin umfasst die interfero- metrische Abstandsmessvorrichtung eine Auswerteeinheit, welche dazu konfiguriert ist lokale Störungen im Mehrstreifeninterferenzmuster mittels eines Korrelationsfilters zu korrigieren. Damit können durch Schlieren hervorgerufene lokale Störungen im Mehrstreifeninterferenzmuster korrigiert werden und das korrigierte Mehrstreifeninterferenzmuster zur Bestimmung des Weglängenunterschieds aus- gewertet werden. According to one embodiment, the interferometric distance measuring device is configured to generate a multi-strip interference pattern by superposing a measurement radiation guided in the measurement beam path with a reference radiation guided in the reference beam path. Furthermore, the interferometric distance measuring device comprises an evaluation unit, which is configured to correct local disturbances in the multi-strip interference pattern by means of a correlation filter. Thus, localized perturbations in the multi-stripe interference pattern caused by streaking can be corrected and the corrected multi-stripe interference pattern can be evaluated to determine the path length difference.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die interferometrische Abstandsmessvorrichtung einen Retroreflektor zur in sich Zurückreflexion einer den Messstrahlengang durchlaufenden Messstrahlung, wobei die Normale auf den Retrore- flektor gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Messstrahlung um mindestens 1 mrad, insbesondere um mindestens 5 mrad, um mindestens 10 mrad, um mindestens 20 mrad oder um mindestens 30 mrad, verkippt ist. According to a further embodiment, the interferometric distance measuring device comprises a retroreflector for back reflection of a measuring radiation passing through the measuring beam path, the normal to the retroreflector relative to the propagation direction of the measuring radiation by at least 1 mrad, in particular by at least 5 mrad, by at least 10 mrad at least 20 mrad or at least 30 mrad, is tilted.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Messstrahlengang mindestens zwei zueinander verkippte Abschnitte auf. Unter der Verkippung der beiden Abschnitte ist insbesondere eine Verkippung um mindestens 10° oder um mindestens 20°, z.B. um 90°, zu verstehen. Jeder, nur einer oder keiner der beiden zuei- nander verkippten Abschnitte des Messstrahlengangs können Abschnitte in einem Bereich des Messstrahlgangs sein, der von dem Referenzstrahlengang überlagert ist. Damit kann einer oder beide der zueinander verkippten Abschnitte des Messstrahlengangs Teil einer sogenannten Messstrecke sein, in der die Referenzstrah- lung nicht verläuft. Ein derartiger Messstrahlengang mit zueinander verkippten Abschnitten, in diesem Text auch„abgewinkelter Messstrahlengang" bezeichnet, weist in der Regel einen relativ langen Messstrahlengang auf, bei dem aufgrund von Schlieren hervorgerufene lokale Störungen im Interferenzmuster besonders häufig auftreten. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung der interferometri- sehen Abstandsmessvorrichtung lassen sich auch mit einem solchen abgewinkelten Messstrahlengang gute Messergebnisse erzielen. According to a further embodiment, the measuring beam path has at least two sections which are tilted relative to one another. The tilting of the two sections is in particular a tilt by at least 10 ° or at least 20 °, for example by 90 ° to understand. Everyone, only one or both of them Nand tilted portions of the measuring beam path may be sections in a region of the measuring beam path, which is superimposed by the reference beam path. Thus, one or both of the mutually tilted sections of the measurement beam path may be part of a so-called measurement path in which the reference radiation does not run. Such a measuring beam path with mutually tilted sections, also referred to as an "angled measuring beam path" in this text, generally has a relatively long measuring beam path in which local disturbances in the interference pattern caused by streaks occur particularly frequently Distance measuring device can be achieved with such an angled measuring beam path good measurement results.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Messstrahlengang eine Messstrecke, in welcher der Messstrahlengang nicht vom Referenzstrahlengang überlagert ist, wobei die Messstrecke eine Länge von mindestens 0,5 m, insbesondere mindestens 1 m oder mindestens 2 m, beträgt. Bei einer derart langen Messstrecke, treten aufgrund von Schlieren hervorgerufene lokale Störungen im Interferenzmuster besonders häufig auf. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung der interferometrischen Abstandsmessvorrichtung lassen sich auch mit einem solchen abgewinkelten Messstrahlengang gute Messergebnisse erzielen. According to a further embodiment, the measurement beam path comprises a measurement path in which the measurement beam path is not superimposed by the reference beam path, the measurement path having a length of at least 0.5 m, in particular at least 1 m or at least 2 m. With such a long measuring path, local disturbances in the interference pattern caused by streaks occur particularly frequently. Due to the inventive design of the interferometric distance measuring device, good measurement results can be achieved even with such an angled measuring beam path.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die interferometrische Abstandsmessvorrichtung ein Druckmessgerät zur Messung eines Drucks im Bereich des Messstrahlengangs und die interferometrische Abstandsmessvorrich- tung ist dazu konfiguriert, den Druckmesswert bei der Bestimmung des optischen Weglängenunterschieds zu berücksichtigen. According to a further embodiment, the interferometric distance measuring device comprises a pressure gauge for measuring a pressure in the region of the measuring beam path and the interferometric distance measuring device is configured to take into account the pressure measured value in determining the optical path length difference.
Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro- lithographie mit einem Projektionsobjektiv zum Abbilden von Maskenstrukturen auf ein Substrat mittels einer Belichtungsstrahlung sowie einer interferometrischen Abstandsmessvorrichtung in einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt. Inbesondere dient die interferometrische Abstands- messvorrichtung der Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität des Projektionsobjektivs. Furthermore, a projection exposure apparatus for the microlithography with a projection objective for imaging mask structures onto a substrate by means of exposure radiation and an interferometric distance measuring apparatus in one of the embodiments described above are provided according to the invention. In particular, the interferometric distance Measuring device of monitoring a lateral imaging stability of the projection lens.
Gemäß einer Ausführungsform der Projektionsbelichtungsanlage umfasst das Projektionsobjektiv optische Elemente zum Führen der Belichtungsstrahlung, einen Trägerrahmen, an dem die optischen Elemente mittels Aktuatoren befestigt sind, einen Sensorrahmen, welcher mittels eines Schwingungsdämpfers an dem Trägerrahmen gelagert ist, Lagesensoren, welche dazu konfiguriert sind, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage die jeweilige Lage der optischen Elemente in Bezug auf den Sensorrahmen zu messen und die Aktuatoren zur Korrektur gemessener Lageveränderungen anzusteuern. Die Abstandsmessvorrichtung ist dazu konfiguriert, während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage zumindest einen, eine Deformation des Sensorrahmens charakterisierenden, Deformationsparameter zu bestimmen. According to an embodiment of the projection exposure apparatus, the projection objective comprises optical elements for guiding the exposure radiation, a support frame to which the optical elements are fastened by means of actuators, a sensor frame, which is mounted on the support frame by means of a vibration damper, position sensors which are configured to operate the projection exposure system to measure the respective position of the optical elements with respect to the sensor frame and to control the actuators to correct measured changes in position. The distance measuring device is configured to determine during the operation of the projection exposure apparatus at least one deformation parameter characterizing a deformation of the sensor frame.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer Länge einer Messstrecke, welche ein Volumen von mit Schlieren behafteten Gasen durchläuft bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Durchstrahlen der Messstrecke mit einem Messstrahl, dessen Durchmesser zumindest abschnittsweise mindestens 0,1 cm beträgt, sowie interferometrisches Vermessen eines Weglängenunterschieds zwischen einem Referenzstrahlengang und einem die Messstrecke umfassenden Messstrahlengang. Furthermore, according to the invention, a method is provided for the interferometric measurement of a length of a measuring section, which passes through a volume of gases laden with striae. The method comprises the steps of irradiating the measuring path with a measuring beam whose diameter is at least in sections at least 0.1 cm, and interferometrically measuring a path length difference between a reference beam path and a measuring beam path comprising the measuring path.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das interferometrische Vermessen des Weglängenunterschieds ein Auswerten eines durch Überlagerung einer im Messstrahlengang geführten Messstrahlung mit einer im Refefenzstrahlengang geführten Referenzstrahlung erzeugten Mehrstreifeninterferenzmusters und beim Auswerten des Mehrstreifeninterferenzmusters werden lokale Störungen im Mehrstreifeninterferenzmuster mittels eines Korrela- tionsfilters korrigiert. Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Abstands- messvorrichtung bzw. der erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfah- ren übertragen werden. 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 selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird. According to one embodiment of the method according to the invention, the interferometric measurement of the path length difference comprises evaluating a multi-strip interference pattern generated by superimposing a measuring radiation guided in the measurement beam path with a reference radiation guided in the reference beam path and evaluating the multi-strip interference pattern by means of a correlation filter in the multi-strip interference pattern. The features specified with respect to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or design variants, etc. of the distance measuring device according to the invention or the projection exposure apparatus according to the invention can be correspondingly transferred to the method according to the invention. These and other features of the embodiments according to the invention are explained in the description of the figures and the claims. The individual features can be realized either separately or in combination as embodiments of the invention. Furthermore, they can describe advantageous embodiments which are independently protectable and their protection is possibly claimed only during or after pending the application.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv zum Abbilden von Maskenstrukturen auf ein Substrat mittels einer Belichtungsstrahlung bereitgestellt. Das Projektionsobjektiv umfasst optische Elemente zum Führen der Belichtungsstrahlung, einen Trägerrahmen, an dem die optischen Elemente mittels Ak- tuatoren befestigt sind, einen Sensorrahmen, welcher mittels eines Schwingungsdämpfers an dem Trägerrahmen gelagert ist, Lagesensoren, welche dazu konfi- guriert sind, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage die jeweilige Lage der optischen Elemente in Bezug auf den Sensorrahmen zu messen und die Aktua- toren zur Korrektur gemessener Lageveränderungen anzusteuern, sowie eine Messvorrichtung zur Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität des Projektionsobjektivs, welche dazu konfiguriert ist, während des Betriebs der Projektions- belichtungsanlage zumindest einen, eine Deformation des Sensorrahmens charakterisierenden, Deformationsparameter zu bestimmen. According to a further aspect of the invention, a projection exposure apparatus for microlithography is provided with a projection objective for imaging mask structures onto a substrate by means of exposure radiation. The projection objective comprises optical elements for guiding the exposure radiation, a support frame, to which the optical elements are fastened by means of actuators, a sensor frame, which is mounted on the support frame by means of a vibration damper, position sensors, which are configured, in operation Projection exposure system to measure the respective position of the optical elements with respect to the sensor frame and to control the actuators to correct measured changes in position, and a measuring device for monitoring a lateral imaging stability of the projection lens, which is configured during operation of the projection exposure system at least one to determine a deformation parameter characterizing deformation of the sensor frame.
Gemäß einer Ausführungsform der Projektionsbelichtungsanlage nach dem weiteren Aspekt umfasst die Messvorrichtung einen Aktivitätssensor zur Messung ei- nes Aktivitätsparameters des Schwingungsdämpfers sowie eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung des Deformationsparameters aus dem Aktivitätsparameter. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Aktivitätssensor einen Abstandssensor zur Messung einer mechanischen Verformung des Schwingungsdämpfers. Der Abstandssensor kann insbesondere als interferometrische Ab- standsmessvorrichtung in einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsfor- men konfiguriert sein. According to one embodiment of the projection exposure apparatus according to the further aspect, the measuring device comprises an activity sensor for measuring an activity parameter of the vibration damper and an evaluation device for determining the deformation parameter from the activity parameter. According to a further embodiment, the activity sensor comprises a distance sensor for measuring a mechanical deformation of the vibration damper. The distance sensor may in particular be configured as an interferometric distance measuring device in one of the embodiments described above.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung einen Beschleunigungssensor zur Messung einer Beschleunigung des Sensorrahmens. According to a further embodiment, the measuring device comprises an acceleration sensor for measuring an acceleration of the sensor frame.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie bereitgestellt, welche ein Projektionsobjektiv zum Abbilden von Maskenstrukturen auf ein Substrat mittels einer Belichtungsstrahlung aufweist. Das Projektionsobjektiv umfasst optische Elemente zum Führen der Belichtungsstrahlung, einen Stabilisierungsrahmen, welcher im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage dazu dient, eine Anordnung der optischen Elemente zueinander zu stabilisieren, sowie eine Messvorrichtung zur Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität des Projektionsobjektivs. Die Messvorrichtung ist dazu konfiguriert, während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage zumindest einen, eine Deformation des Stabilisierungsrahmens charakterisierenden, Deformationsparameter zu bestimmen. According to a further aspect of the invention, there is provided a microlithography projection exposure apparatus which has a projection objective for imaging mask structures onto a substrate by means of exposure radiation. The projection objective comprises optical elements for guiding the exposure radiation, a stabilization frame, which serves to stabilize an arrangement of the optical elements relative to one another during operation of the projection exposure apparatus, and a measuring device for monitoring a lateral imaging stability of the projection objective. The measuring device is configured to determine during the operation of the projection exposure apparatus at least one deformation parameter characterizing a deformation of the stabilization frame.
Die laterale Abbildungsstabilität des Projektionsobjektivs gibt in diesem Zusammenhang an, in welchem Maße die laterale Lage des Bildes von mittels der Projektionsoptik in die Substratebene abgebildeten Maskenstrukturen im Belich- tungsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage über die Zeit stabil bleibt. Unter der lateralen Lage des Bildes wird dessen Lage in der Substratebene verstanden. Der genannten Stabilisierungsrahmen kann von einem Trägerrahmen, an dem die optischen Elemente befestigt sind, oder von einem Sensorrahmen gebildet werden. Ein derartiger Sensorrahmen ist mittels eines oder mehrerer Schwingungs- dämpfern an dem Trägerrahmen gelagert und umfasst Sensoren, welche dazu konfiguriert sind, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage die jeweilige Lage der optischen Elemente in Bezug auf den Sensorrahmen zu messen und die Ak- tuatoren zur Korrektur gemessener Lageveränderungen anzusteuern. Der Deformationsparameter kann beispielsweise einen Abstand zwischen zwei Referenzpunkten des Stabilisierungsrahmens oder auch eine Deformationsform des Stabilisierungsrahmens angeben. In this connection, the lateral imaging stability of the projection objective indicates to what extent the lateral position of the image of mask structures imaged into the substrate plane by means of the projection optics remains stable over time in the exposure mode of the projection exposure apparatus. The lateral position of the image is understood to mean its position in the substrate plane. The said stabilization frame may be formed by a support frame to which the optical elements are attached, or by a sensor frame. Such a sensor frame is mounted on the carrier frame by means of one or more vibration dampers and comprises sensors which are configured to measure the respective position of the optical elements in relation to the sensor frame during operation of the projection exposure apparatus and to trigger the acceleration. to control actuators to correct measured changes in position. The deformation parameter can specify, for example, a distance between two reference points of the stabilization frame or also a deformation shape of the stabilization frame.
Insbesondere wird der Deformationsparameter mehrfach während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage bestimmt. Gemäß einer Ausführungsvariante erfolgt die Bestimmung des Deformationsparameters in Echtzeit bzw. mit einer Wiederholungsrate, welche im Bereich einer Samplingrate zur Steuerung des Projektionsobjektivs liegt. Die erfindungsgemäße Bestimmung des Deformationsparameters ermöglicht es, bei einer Abweichung dessen von einem Sollwert bzw. einem zuvor bestimmten Wert des Deformationsparameters eine Korrektur eines durch die Veränderung des Deformationsparameters resultierenden lateralen Abbildungsfehlers zu bewirken. Damit kann die laterale Abbildungsstabilität des Projektionsobjektivs ohne einen in räumlicher Nähe zum Belichtungsstrahlengang angeordneten Messstrahlengang während eines Belichtungsvorganges und damit ohne Einschränkungen beim Waferdurchsatz verbessert werden. In particular, the deformation parameter is determined several times during the operation of the projection exposure apparatus. According to an embodiment variant, the determination of the deformation parameter takes place in real time or at a repetition rate which lies in the range of a sampling rate for controlling the projection objective. The determination according to the invention of the deformation parameter makes it possible to effect a correction of a lateral aberration resulting from the change of the deformation parameter in the case of a deviation of the latter from a desired value or a previously determined value of the deformation parameter. In this way, the lateral imaging stability of the projection lens can be improved during an exposure process without restrictions in the wafer throughput without a measurement beam path arranged in spatial proximity to the exposure beam path.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Projektionsbelichtungsanlage eine EUV- Projektionsbelichtungsanlage, d.h. die Betriebswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage liegt im Wellenlängenbereich extrem ultravioletter Strahlung. According to one embodiment, the projection exposure apparatus is an EUV projection exposure apparatus, i. the operating wavelength of the projection exposure apparatus is in the extreme ultraviolet radiation wavelength range.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Projektionsbelichtungsanlage weiterhin eine Korrekturvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, bei Veränderung des Deformationsparameters mindestens ein Korrektursignal zur Korrektur eines aus der Veränderung des Deformationsparameters resultierenden lateralen Abbildungsfehlers des Projektionsobjektivs durch Manipulation mindestens eines im Strahlengang der Belichtungsstrahlung angeordneten Elements zu erzeugen. According to a further embodiment, the projection exposure apparatus further comprises a correction device which is configured to generate at least one correction signal for correcting a lateral aberration of the projection lens resulting from the change of the deformation parameter by manipulation of at least one element arranged in the beam path of the exposure radiation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Korrekturvorrichtung dazu konfiguriert, bei Veränderung des Deformationsparameters eine daraus resultierende Veränderung der Lage mindestens eines der optischen Elemente zu bestimmen und eine Korrektur der Lage zu bewirken. Unter einer Lage eines optischen Elements ist dessen Position in mindestens einer von drei orthogonalen Raumrichtungen und/oder dessen Orientierung bzgl. mindestens einer von drei orthogona- len Kippachsen, d.h. dessen Positionierung bzgl. mindestens eines der sechs Starrkörperfreiheitsgrade, insbesondere bezüglich aller sechs Starrkörperfreiheits- grade, zu verstehen. According to a further embodiment, the correction device is configured to change the deformation parameter resulting therefrom To determine change in the position of at least one of the optical elements and to effect a correction of the situation. A position of an optical element is its position in at least one of three orthogonal spatial directions and / or its orientation with respect to at least one of three orthogonal tilt axes, ie its positioning with respect to at least one of the six rigid body degrees of freedom, in particular with respect to all six rigid body degrees of freedom , to understand.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Korrekturvorrichtung dazu konfigu- riert, bei Veränderung des Deformationsparameters einen daraus resultierenden lateralen Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs zu bestimmen und den lateralen Abbildungsfehler durch Lageveränderung eines im Strahlengang der Belichtungsstrahlung angeordneten Elements zu korrigieren. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung eine Ab- standsmesseinrichtung, welche zur Vermessung des mindestens einen Deformationsparameters in Gestalt eines Abstands zwischen zwei Referenzpunkten des Stabilisierungsrahmens konfiguriert ist. Insbesondere umfasst die Messvorrichtung mindestens zwei oder mehrere Abstandsmesseinrichtungen, von denen jede zur Vermessung eines Abstands zwischen jeweiligen Referenzpunkten des Stabilisierungsrahmens konfiguriert ist. So können die Abstände mehrerer Referenzpunkte zueinander vermessen werden, wodurch sich die zugrunde liegende Deformation des Rahmens detailliert bestimmen lässt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Abstandsmesseinrichtung mindestens ein Interferometer. Insbesondere ist das Interferometer zur Erzeugung eines Mehrstreifeninterferenzmusters konfiguriert. Bei einem derartigen Interferometer wird eine Messstrahlung in einen Prüfstrahl und einen Referenzstrahl zueinander derart verkippt aufgespalten, dass durch deren Überlagerung in einer Detektionsebene des Interferometers ein Mehrstreifeninterferenzmuster erzeugt wird. Unter einem Mehrstreifeninterferenzmuster, ist in diesem Text ein Interferenzmuster zu verstehen, welches mindestens eine volle Periode von sich ab- wechselnden Streifen konstruktiver und destruktiver Interferenz umfasst. Unter einer vollen Periode ist zu verstehen, dass die Phasendifferenz zwischen den interferierenden Wellen entlang des Mehrstreifeninterferenzmusters alle Werte zwischen 0 und 2TT einnimmt. Mit anderen Worten ist unter einem Mehrstreifeninter- ferenzmuster ein Interferenzmuster mit mindestens zwei Streifen zu verstehen, wobei die Streifen helle Steifen (konstruktive Interferenz) oder dunkle Streifen (destruktive Interferenz) sein können. Insbesondere kann ein Mehrstreifeninterferenzmuster mindestens zwei, mindestens fünf, mindestens zehn, mindestens fünfzig oder mindestens hundert volle Perioden von sich abwechselnden Steifen konstruktiver und destruktiver Interferenz umfassen. Ein derartiges Interferenzmuster wird oft auch als Vielstreifeninterferenzmuster bezeichnet. According to a further embodiment, the correction device is configured to determine a resulting lateral aberration of the projection lens when the deformation parameter is changed and to correct the lateral aberration by changing the position of an element arranged in the beam path of the exposure radiation. According to a further embodiment, the measuring device comprises a distance measuring device, which is configured to measure the at least one deformation parameter in the form of a distance between two reference points of the stabilization frame. In particular, the measuring device comprises at least two or more distance measuring devices, each of which is configured to measure a distance between respective reference points of the stabilizing frame. Thus, the distances of several reference points to each other can be measured, whereby the underlying deformation of the frame can be determined in detail. According to a further embodiment, the distance measuring device comprises at least one interferometer. In particular, the interferometer is configured to generate a multi-strip interference pattern. In such an interferometer, a measurement radiation is split into a test beam and a reference beam are tilted toward one another in such a way that their superposition in a detection plane of the interferometer generates a multi-strip interference pattern. Under a multi-stripe interference pattern, this text is to be understood as an interference pattern which is at least one full period apart. includes alternating streaks of constructive and destructive interference. By a full period is meant that the phase difference between the interfering waves along the multi-strip interference pattern occupies all values between 0 and 2TT. In other words, a multi-strip interference pattern is an interference pattern having at least two stripes, which stripes may be bright stripes (constructive interference) or dark stripes (destructive interference). In particular, a multi-stripe interference pattern may comprise at least two, at least five, at least ten, at least fifty or at least a hundred full periods of alternating streaks of constructive and destructive interference. Such an interference pattern is often referred to as a multi-strip interference pattern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Abstandsmesseinrichtung eine interferömetrische Abstandsmessvorrichtung zur Messung eines optischen Weglängenunterschieds zwischen einem Referenzstrahlengang und einem Messstrahlengang in einem Volumen von mit Schlieren behafteten Gasen, wobei ein Durchmesser des Messstrahlengangs mindestens 0,1 cm, insbesondere mindestens 0,5 cm, beträgt. Unter der Messung eines optischen Weglängenunterschieds ist insbesondere die Messung eines relativen Weglängenunterschieds, d.h. einer geringfügigen Abweichung des Weglängenunterschieds von dem einer vorausgehenden Messung zugrunde liegenden Weglängenunterschied zu verstehen. According to a further embodiment, the distance measuring device comprises an interferometric distance measuring device for measuring an optical path length difference between a reference beam path and a measuring beam path in a volume of streaked gases, wherein a diameter of the measuring beam path is at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm. In particular, when measuring an optical path length difference, the measurement of a relative path length difference, i. to understand a slight deviation of the path length difference from the path length difference underlying a previous measurement.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die interferömetrische Abstandsmessvorrichtung einen Retroreflektor zur Rückreflektion einer den Mess- strahlengang durchlaufenden Messstrahlung, wobei die Normale auf den Retroreflektor gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Messstrahlung um mindestens 0,1 mrad verkippt ist. According to a further embodiment, the interferometric distance measuring device comprises a retroreflector for the back reflection of a measuring radiation passing through the measuring beam path, wherein the normal to the retroreflector is tilted by at least 0.1 mrad with respect to the propagation direction of the measuring radiation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Projektionsobjektiv einen Trägerrahmen, an dem die optischen Elemente befestigt sind, wobei der Stabilisierungsrahmen den Trägerrahmen umfasst. Insbesondere ist der Stabilisierungsrahmen der Trägerrahmen. Die Befestigung am Trägerrahmen kann starr oder auch aktuierbar, d.h. mittels Aktuatoren, mit denen die optischen Elemente in Ihrer Stellung veränderbar sind, erfolgen. Gemäß einer Ausführungsvariante wird in der Messvorrichtung aus dem bzw. den gemessenen Abständen zwischen den zwei Referenzpunkten des Stabilisierungsrahmens, insbesondere des Träger- rahmens, auf Grundlage einer Finite-Elemente-Modellierung (in diesem Text auch „FE-Modellierung" bezeichnet) des Stabilisierungsrahmens die daraus resultierende Verformung des Stabilisierungsrahmens berechnet. Dabei kann sich die Messvorrichtung einer mittels des FE-Modells ermittelten Transformationsmatrix bedienen. Aus der Berechnung der Verformung des Stabilisierungsrahmens lässt sich auf eine daraus resultierende Veränderung der Anordnung der optischen Elemente schließen. According to a further embodiment, the projection lens comprises a support frame to which the optical elements are attached, the stabilization frame comprising the support frame. In particular, the stabilization frame is the support frame. The attachment to the support frame can be rigid or also actuatable, ie by means of actuators, with which the optical elements are variable in their position, take place. According to an embodiment variant, in the measuring device, from the measured distances between the two reference points of the stabilization frame, in particular the carrier frame, on the basis of finite element modeling (also referred to in this text as "FE modeling") of the stabilization frame In this case, the measuring device can use a transformation matrix determined by means of the FE model From the calculation of the deformation of the stabilization frame it is possible to deduce a resulting change in the arrangement of the optical elements.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Projektionsobjektiv einen Trägerrahmen, an dem die optischen Elemente mittels Aktuatoren befestigt sind, einen Sensorrahmen, welcher mittels eines Schwingungsdämpfers an dem Trägerrahmen gelagert ist, sowie Lagesensoren, welche dazu konfiguriert sind, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage die jeweilige Lage der optischen Elemente in Bezug auf den Sensorrahmen zu messen und die Aktuatoren zur Korrektur gemessener Lageveränderungen anzusteuern. Gemäß dieser Ausfüh- rungsform umfasst der Stabilisierungsrahmen den Sensorrahmen, insbesondere ist der Stabilisierungsrahmen der Sensorrahmen. Schwingungsdämpfer, auch Isolatoren oder Stoßdämpfer bezeichnet, können Verformungselemente, wie z.B. Federn, oder auch Pendelsysteme etc. umfassen. Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst die Messvorrichtung einen Aktivitätssensor zur Messung eines Aktivitätsparameters des Schwingungsdämpfers sowie eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung des Deformationsparameters aus dem Aktivitätsparameter. Aus dem gemessenen Aktivitätsparameter kann eine Deformationsform des Sensorrahmens als Deformationsparameter ermittelt werden. Insbesondere wird aus dem gemessenen Aktivitätsparameter zunächst eine Beschleunigung des Sensorrahmens berechnet und daraus die resultierende Deformationsform berechnet. Dies kann mittels eines Finite-Elemente-Modells erfolgen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Aktivitätssensor einen Abstandssensor zur Messung einer mechanischen Verformung des Schwingungsdämpfers. Insbesondere misst der Abstandssensor eine Dehnung bzw. Kompres- sion des Schwingungsdämpfers während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage. Dabei kann der Schwingungsdämpfer als Feder ausgebildet sein. According to a further embodiment, the projection objective comprises a support frame to which the optical elements are fastened by means of actuators, a sensor frame, which is mounted on the support frame by means of a vibration damper, and position sensors which are configured to control the respective position of the optical during operation of the projection exposure apparatus Measure elements related to the sensor frame and control the actuators to correct measured position changes. According to this embodiment, the stabilization frame comprises the sensor frame, in particular the stabilization frame is the sensor frame. Vibration dampers, also insulators or shock absorbers, may include deformation elements, such as springs, or pendulum systems, etc. include. According to one embodiment, the measuring device comprises an activity sensor for measuring an activity parameter of the vibration damper and an evaluation device for determining the deformation parameter from the activity parameter. From the measured activity parameter, a deformation shape of the sensor frame can be determined as a deformation parameter. In particular, an acceleration of the sensor frame is first calculated from the measured activity parameter and from this the resulting deformation shape is calculated. This can be done by means of a finite element model. According to a further embodiment, the activity sensor comprises a distance sensor for measuring a mechanical deformation of the vibration damper. In particular, the distance sensor measures an expansion or compression of the vibration damper during the operation of the projection exposure apparatus. In this case, the vibration damper may be formed as a spring.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung einen Beschleunigungssensor zur Messung einer Beschleunigung des Sensorrahmens. Mittels der während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage gemessenen Beschleunigung kann eine Deformationsform des Sensorrahmes als Deformationsparameter ermittelt werden. Insbesondere wird aus der gemessenen Beschleunigung des Sensorrahmens die resultierende Deformationsform berechnet. Dies kann mittels eines Finite-Elemente-Modells erfolgen. According to a further embodiment, the measuring device comprises an acceleration sensor for measuring an acceleration of the sensor frame. By means of the acceleration measured during operation of the projection exposure apparatus, a deformation form of the sensor frame can be determined as a deformation parameter. In particular, the resulting deformation shape is calculated from the measured acceleration of the sensor frame. This can be done by means of a finite element model.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Messvorrichtung dazu konfiguriert, den zumindest einen Deformationsparameter für eine durch Schwingungen im Bereich zwischen 0,1 Hz und 10 Hz erzeugte Deformation des Stabilisierungsrahmens zu bestimmen. According to one embodiment, the measuring device is configured to determine the at least one deformation parameter for a deformation of the stabilization frame generated by oscillations in the range between 0.1 Hz and 10 Hz.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messvorrichtung eine Messrate von mehr als zehn Messungen, insbesondere mehr als zwanzig Messungen, pro Maskenbelichtung auf. Insbesondere ist der für die Messung des Deformationsparameters und Bestimmung der daraus resultierenden Deformation des Stabili- sierungsrahmens benötigte Zeitraum kleiner als 10 ms, insbesondere kleiner als 5 ms. According to a further embodiment, the measuring device has a measuring rate of more than ten measurements, in particular more than twenty measurements, per mask exposure. In particular, the time required for the measurement of the deformation parameter and determination of the resulting deformation of the stabilization frame is less than 10 ms, in particular less than 5 ms.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität eines Projektionsobjektivs einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage bereitgestellt. Bei dem Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage werden Maskenstrukturen mittels einer Belichtungsstrahlung, welche von in dem Projektions- objektiv angeordneten und zueinander mittels eines Stabilisierungsrahmens stabilisierten optischen Elementen geführt wird, auf ein Substrat abgebildet. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest ein, eine Deformation des Stabilisierungsrahmens charakterisierender, Deformationsparameter bestimmt. Furthermore, a method for monitoring a lateral imaging stability of a projection objective of a projection exposure apparatus for microlithography during operation of the projection exposure apparatus is provided according to the invention. In the operation of the projection exposure apparatus, mask structures are exposed by means of an exposure radiation which is emitted by the projection is objectively arranged and guided to each other by means of a stabilizing frame stabilized optical elements, imaged onto a substrate. According to the method according to the invention, at least one deformation parameter characterizing a deformation of the stabilization frame is determined.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. der erfindungsgemäßen Projektions- belichtungsanlage angegebenen Merkmale können entsprechend auf das erfin- dungsgemäße Verfahren übertragen werden. 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 selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird. The features specified with regard to the above-mentioned embodiments, exemplary embodiments or design variants, etc. of the projection exposure apparatus according to the invention can be correspondingly transferred to the method according to the invention. These and other features of the embodiments according to the invention are explained in the description of the figures and the claims. The individual features can be realized either separately or in combination as embodiments of the invention. Furthermore, they can describe advantageous embodiments which are independently protectable and their protection is possibly claimed only during or after pending the application.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen The above and other advantageous features of the invention will become apparent in the following detailed description of exemplary embodiments according to the invention with reference to the accompanying schematic
Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt: Drawings illustrated. It shows:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Projektions- belichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Trägerrahmen sowie einer Abstandsmesseinrichtung zum Bestimmen eines Abstandswerts zwischen zwei Referenzpunkten des Trägerrahmens, Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform der Abstandsmesseinrichtung gemäß Fig. 1 in Gestalt eines Mehrstreifen-Interferometers mit einem verschiebbaren Reflektor, Fig. 3 einen anstelle des Reflektors gemäß Fig. 2 im Mehrstreifen-Interferometer einsetzbaren Retroreflektor sowie ein resultierendes Mehrstreifeninterferogramm, 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a projection exposure apparatus for microlithography with a support frame and a distance measuring device for determining a distance value between two reference points of the support frame, 2 shows an exemplary embodiment of the distance measuring device according to FIG. 1 in the form of a multi-strip interferometer with a displaceable reflector, FIG. 3 shows a retroreflector which can be used instead of the reflector according to FIG. 2 in the multi-strip interferometer and a resulting multi-strip interferogram, FIG.
Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Projektions- belichtungsanlage für die IVlikrolithographie mit zwei Abstandsmesseinrichtungen mit einer Funktion gemäß Fig. 1 , 4 shows a sectional view of a further embodiment of a projection exposure apparatus for IV microlithography with two distance measuring devices with a function according to FIG. 1,
Fig. 5 eine Schnittansicht eines Projektionsobjektivs einer weiteren Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage für die IVlikrolithographie zur Kombination mit Abstandsmesseinrichtungen mit einer Funktion gemäß Fig. 1 , 5 is a sectional view of a projection lens of another embodiment of a projection exposure system for IVlikrolithographie for combination with distance measuring devices with a function of FIG. 1,
Fig. 6 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage für die IVlikrolithographie mit einem in undeformiertem Zustand vorliegenden Sensorrahmen sowie einer Messvorrichtung zur Bestimmung einer Deformationsform des Sensorrahmens, 6 is a sectional view of a further embodiment of a projection exposure apparatus for IVlikrolithographie with a present in undeformiertem condition sensor frame and a measuring device for determining a deformation shape of the sensor frame,
Fig. 7 eine Schnittansicht der Projektionsbelichtungsanlage gemäß Fig. 6, bei welcher der Sensorrahmen in einem deformierten Zustand vorliegt, 7 shows a sectional view of the projection exposure apparatus according to FIG. 6, in which the sensor frame is in a deformed state, FIG.
Fig. 8 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Projektionsbelich- tungsanlage für die IVlikrolithographie mit einem in einem undeformierten Zustand vorliegenden Sensorrahmen sowie einer Messvorrichtung zur Bestimmung einer Deformationsform des Sensorrahmens. Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele 8 shows a sectional view of a further embodiment of a projection exposure apparatus for IV microlithography with a sensor frame present in an undeformed state and a measuring device for determining a deformation shape of the sensor frame. Detailed description of inventive embodiments
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnli- che 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. In the embodiments or embodiments or design variants described below, functionally or structurally similar elements are provided as far as possible with the same or similar reference numerals. Therefore, for the understanding of the features of the individual elements of a particular embodiment, reference should be made to the description of other embodiments or the general description of the invention.
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 x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die z-Richtung nach rechts und die y- Richtung nach oben. To facilitate the description, a Cartesian xyz coordinate system is indicated in the drawing, from which the respective positional relationship of the components shown in the figures results. In Fig. 1, the x direction is perpendicular to the plane of the drawing, the z direction is to the right and the y direction is upward.
Fig. 1 veranschaulicht eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Pro- jektionsbelichtungsanlage 10 für die Mikrolithographie. Die Projektionsbe- lichtungsanlage 10 umfasst ein Rahmengestell 12 mit einem Grundrahmen 31 sowie einem Trägerrahmen 32. Am Grundrahmen 31 sind eine Maskenverschie- bebühne 14, der Trägerrahmen 32 sowie eine Waferverschiebebühne 22 befestigt. Am Trägerrahmen 32 sind optische Elemente eines Projektionsobjektivs 30 der Projektionsbelichtungsanlage 10 befestigt. In dem Projektionsobjektiv 30 gemäß Fig. 1 sind zu Veranschaulichungszwecken zwei derartige optische Elemen- te M1 und M2 in Gestalt von Spiegeln dargestellt, in anderen Ausführungsformen können auch mehr als zwei optische Elemente vorgesehen sein. Der Trägerrahmen 32 dient damit der Stabilisierung der Anordnung der optischen Elemente M1 und M2 und wird daher auch als Stabilisierungsrahmen bezeichnet. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform umfasst der Trägerrahmen 32 zwei vertikal an- geordnete Seitenelemente 32a und 32c sowie zwei horizontal angeordnete Querelemente 32b und 32d, wobei die Verbindungspunkte der Elemente als Referenzpunkte A, B, C und D dienen. Das Projektionsobjektiv 30 dient der Abbildung von auf einer Maske 16 angeordneten Maskenstrukturen auf ein Substrat in Gestalt eines Wafers 24. Dazu wird eine Belichtungsstrahlung 34 von einer nicht zeichnerisch dargestellten Beleuch- tungseinrichtung auf die Maske 16 eingestrahlt, durchläuft nach Wechselwirkung mit der Maske 16 das Projektionsobjektiv 30 durch Reflexion an den optischen Elementen M1 und M2 und trifft schließlich den Wafer 24 auf. Die Wellenlänge der Belichtungsstrahlung 32 liegt im vorliegenden Fall im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich (EUV), z.B. bei etwa 13,5 nm oder 6,8 nm, kann aber in an- deren Ausführungsformen der Projektionsbelichtungsanlage 10 auch im UV- Wellenlängenbereich, z.B. bei 248 nm oder 193 nm liegen. Die optischen Elemente M1 und M2 sind im gezeigten Fall als Spiegel konfiguriert. Je nach Wellenlänge der Belichtungsstrahlung 34 können die optischen Elemente des Projektionsobjektivs 30 als Linsen und/oder als Spiegel ausgeführt sein. 1 illustrates a first embodiment according to the invention of a projection exposure apparatus 10 for microlithography. The projection exposure system 10 comprises a frame 12 having a base frame 31 and a support frame 32. Attached to the base frame 31 are a mask displacement platform 14, the support frame 32 and a wafer transfer stage 22. On the support frame 32 optical elements of a projection lens 30 of the projection exposure apparatus 10 are attached. In the projection objective 30 according to FIG. 1, two such optical elements M1 and M2 are shown in the form of mirrors for illustrative purposes, and in other embodiments, more than two optical elements may also be provided. The support frame 32 thus serves to stabilize the arrangement of the optical elements M1 and M2 and is therefore also referred to as a stabilization frame. In the embodiment shown in FIG. 1, the support frame 32 comprises two vertically arranged side elements 32a and 32c and two horizontally arranged transverse elements 32b and 32d, the connection points of the elements serving as reference points A, B, C and D. The projection objective 30 is used to image mask structures arranged on a mask 16 onto a substrate in the form of a wafer 24. For this purpose, an exposure radiation 34 is irradiated onto the mask 16 by a lighting device (not shown in the drawing), after interacting with the mask 16 it passes through the projection objective 30 by reflection on the optical elements M1 and M2 and finally strikes the wafer 24. The wavelength of the exposure radiation 32 in the present case lies in the extreme ultraviolet wavelength range (EUV), for example at about 13.5 nm or 6.8 nm, but in other embodiments of the projection exposure apparatus 10 can also be in the UV wavelength range, for example at 248 nm or 193 nm. The optical elements M1 and M2 are configured as mirrors in the case shown. Depending on the wavelength of the exposure radiation 34, the optical elements of the projection lens 30 may be embodied as lenses and / or as mirrors.
Die Maske 16 sowie der Wafer 24 sind jeweils auf einem Verschiebeschlitten 18 bzw. 26 gegenüber der jeweiligen Basis 20 bzw. 28 der Maskenverschiebebühne 14 bzw. der Waferverschiebebühne 22 quer zur Strahlrichtung der Belichtungsstrahlung 34 verschiebbar angeordnet. Während des Belichtungsvorgangs wer- den Maske 16 und Wafer 24 gegensätzlich zueinander verschoben, wodurch eine Scanbewegung ausgeführt wird. The mask 16 and the wafer 24 are each arranged displaceably transversely to the beam direction of the exposure radiation 34 on a slide carriage 18 or 26 relative to the respective base 20 or 28 of the mask shift stage 14 or the wafer shift platform 22. During the exposure process, mask 16 and wafer 24 are displaced in opposition to each other, whereby a scanning movement is performed.
Die sich bei der Scanbewegung hin- und herbewegenden Massen der Maskenverschiebebühne 14 bzw. der Waferverschiebebühne 22 sind oft nicht vollständig ausbalanciert und können daher Schwingungsanregungen auf das Rahmengestell 12 ausüben. Signifikante Anteile dieser Schwingungsanregungen werden nachstehend als Schwingungsanregung 40 bezeichnet. Weiterhin können signifikante Anteile von Bodenschwingungen eine derartige Schwingungsanregung 40 bewirken. Die Schwingungsanregung 40 liegt typischerweise im Bereich zwischen 0,1 Hz und 10 Hz, insbesondere zwischen 0,1 Hz und 3 Hz, und kann zu einer Deformation des Trägerrahmens 32 führen, welche mit der Frequenz der Schwingungsanregung 40 auftritt. Dabei wechselt der Trägerrahmen 32 mit der Frequenz der Schwingungsanregung 40 zwischen einer undeformierten Form und einer deformierten Form hin und her. The mass reciprocating masses of the mask transfer stage 14 or the wafer transfer stage 22 are often not fully balanced and can therefore exert vibration excitations on the frame 12. Significant portions of these vibration excitations will be referred to as vibrational excitation 40 hereinafter. Furthermore, significant levels of ground vibration can cause such vibration excitation 40. The vibration excitation 40 is typically in the range between 0.1 Hz and 10 Hz, in particular between 0.1 Hz and 3 Hz, and may lead to a deformation of the support frame 32, which occurs at the frequency of the vibration excitation 40. In this case, the support frame 32 changes with the frequency the vibration excitation 40 between an undeformed shape and a deformed shape back and forth.
Eine derartige deformierte Form kann beispielsweise dadurch gekennzeichnet sein, dass das obere Querelement 32b des Trägerrahmens 32 am Referenzpunkt C nach oben gebogen (siehe C) und dabei das angrenzende Seitenelement 32c gleichzeitig leicht nach links verbogen wird. Aufgrund der Befestigung des optischen Elements M1 im oberen Abschnitt des Seitenelements 32c führt diese Deformationsform zu einer Verkippung 44 des optischen Elements M1 , was dazu führt, dass der Strahlengang der Belichtungsstrahlung 34 am optischen Element M1 verkippt wird, wodurch die Abbildung der Maskenstruktruren eine Verschiebung in der Ebene des Wafers 24, d.h. eine laterale Verschiebung in Bezug auf die Waferoberfläche erfährt. Mit anderen Worten entsteht ein sogenannter Sichtlinien-Fehler bzw. ein lateraler Abbildungsfehler 35, damit wird die laterale Abbil- dungsstabilität des Projektionsobjektivs 30 beeinträchtigt. Such a deformed shape may be characterized, for example, in that the upper cross member 32b of the support frame 32 is bent upwardly at the reference point C (see C) while the adjoining side member 32c is simultaneously bent slightly to the left. Due to the attachment of the optical element M1 in the upper portion of the side member 32c, this deformation shape leads to a tilting 44 of the optical element M1, which causes the beam path of the exposure radiation 34 is tilted at the optical element M1, whereby the image of the mask structures a shift in the level of the wafer 24, ie undergoes a lateral displacement with respect to the wafer surface. In other words, a so-called line-of-sight error or a lateral aberration 35 arises, so that the lateral imaging stability of the projection objective 30 is impaired.
Die Projektionsbelichtungsanlage gemäß Fig. 1 ist dazu konfiguriert, eine Echtzeitkorrektur des aufgrund der Schwingungsanregung 40 periodisch auftretenden lateralen Abbildungsfehlers zu korrigieren und damit die laterale Abbildungsstabili- tät stark zu verbessern. Dazu umfasst die Projektionsbelichtungsanlage 10 eine Messvorrichtung 46 zur Überwachung der lateralen Abbildungsstabilität des Projektionsobjektivs 30. Die Messvorrichtung 46 bestimmt während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 10 in kurzen Zeitabständen, zumindest einen die Deformation des Trägerrahmens 32 charakterisierenden Deformationsparameter, in diesem Fall in Gestalt eines Abstandswerts 50 zwischen den Referenzpunkten C und D. Zur Bestimmung des Abstandswerts 50 umfasst die Messvorrichtung 46 eine Abstandsmesseinrichtung 48, z.B. in Gestalt eines Interferometers in einer der in den Figuren 2 und 3 veranschaulichten und nachstehend näher beschriebenen Ausführungsformen. The projection exposure apparatus according to FIG. 1 is configured to correct a real-time correction of the lateral aberration occurring periodically on account of the vibration excitation 40 and thus to greatly improve the lateral imaging stability. For this purpose, the projection exposure apparatus 10 comprises a measuring device 46 for monitoring the lateral imaging stability of the projection objective 30. During operation of the projection exposure apparatus 10, the measuring device 46 determines at short intervals, at least one deformation parameter characterizing the deformation of the support frame 32, in this case in the form of a distance value 50 the reference points C and D. For determining the distance value 50, the measuring device 46 comprises a distance measuring device 48, for example in the form of an interferometer in one of the embodiments illustrated in Figures 2 and 3 and described in more detail below.
Die Messvorrichtung 46 umfasst weiterhin eine Auswerteeinrichtung 52. Darin wird aus dem von der Abstandsmesseinrichtung 48 bestimmten Abstandswert 50 mittels eines Simulationsmodells, insbesondere auf Grundlage einer Finite- Elemente-Modellierung (FE-Modellierung), des Trägerrahmens 32 eine daraus resultierende Verformung des Trägerrahmens 32 in Gestalt einer Deformationsform 54 bestimmt. Die Auswerteeinrichtung 52 kann sich zur Bestimmung der Verformung des Trägerrahmens 32 z.B. einer mittels eines FE-Modells des Trägerrahmens 32 ermittelten Transformationsmatrix bedienen. Auch die Deformationsform 54 kann als ein von der Messvorrichtung 46 bestimmter Deformationsparameter angesehen werden. Gemäß weiterer Ausführungsvarianten können in die Simulationsrechnung neben dem Abstandswert 50 zwischen den Referenz- punkten C und D auch weitere Abstandswerte zwischen anderen Referenzpunkten, wie z.B. der Abstandswert zwischen den Referenzpunkten A und B oder zwischen den Referenzpunkten B und C eingehen. The measuring device 46 further comprises an evaluation device 52. Therein, the distance value 50 determined by the distance measuring device 48 becomes 50 determined by means of a simulation model, in particular on the basis of a finite element modeling (FE modeling), the support frame 32, a resulting deformation of the support frame 32 in the form of a deformation shape 54. The evaluation device 52 can use, for example, a transformation matrix determined by means of an FE model of the support frame 32 to determine the deformation of the support frame 32. The deformation form 54 can also be regarded as a deformation parameter determined by the measuring device 46. According to further embodiments, in addition to the distance value 50 between the reference points C and D, further distance values between other reference points, such as the distance value between the reference points A and B or between the reference points B and C, may be included in the simulation calculation.
Die von der Auswerteeinrichtung 52 bestimmte Deformationsform 54 wird an eine Korrekturvorrichtung 56 übergeben. Die Korrekturvorrichtung 56 generiert hieraus Korrektursignale 58. Dabei kann es sich um ein Korrektursignal 58-2 zur Ansteue- rung eines Aktuators 36 eines oder mehrerer optischer Elemente, im in Fig. 1 dargestellten Fall des ersten optischen Elements M1 , um ein Korrektursignal 58-1 zur Ansteuerung der Maskenverschiebebühne 14 und/oder ein Korrektursignal 58-3 zur Ansteuerung der Waferverschiebebühne 22 handeln. Zur Erzeugung des Korrektursignals 58-2 an den Aktuator 36 berechnet die Steuerungsvorrichtung 56 aus der übermittelten Deformationsform 54 eine daraus resultierende Veränderung der Lage eines oder mehrerer optischer Elemente. Im in Fig. 1 dargestellten Fall ist, wie bereits vorstehend erwähnt, die Deformationsform 54 des Träger- rahmens 32 dadurch gekennzeichnet, dass obere Querelement 32b am Referenzpunkt C nach oben gebogen und das angrenzende Seitenelement 32c leicht nach links verbogen ist. Daraus berechnet die Korrekturvorrichtung 56 die daraus resultierende Verkippung 44 des optischen Elements M1 und gibt als Korrektursignal 58-2 eine Anweisung an den Aktuator 36, eine entsprechende Korrektur dieser Verkippung auszuführen. Dies erfolgt durch Ausführung einer der Verkippung 44 entgegengesetzten Korrekturbewegung 60 des Aktuators 36 um eine geeignete Kippachse 38. Mit anderen Worten dient das Korrektursignal 58-2 da- zu, eine durch die Rahmendeformation hervorgerufene Lageveränderung eines oder mehrerer optischer Elemente des Projektionsobjektivs 30 unmittelbar zu korrigieren. Alternativ kann die Steuerungsvorrichtung 56 auch dazu konfiguriert sein, aus der übermittelten Deformationsform 54 durch Berechnung der sich daraus ergebenden Lageveränderungen der optischen Elemente M1 und/oder M2 und der daraus resultierenden Veränderung des Strahlengangs der Belichtungsstrahlung 34 im Projektionsobjektiv 30 den sich ergebenden lateralen Abbildungsfehler 35 zu be- stimmen. Weiterhin sendet die Korrekturvorrichtung 56 das Korrektursignal 58-1 und/oder 58-3 an die Maskenverschiebebühne 14 bzw. die Waferverschiebebüh- ne 22 zur Ausführung einer der Korrektur des lateralen Abbildungsfehlers 35 dienenden Korrekturbewegung 62 bzw. 64 in Gestalt einer lateralen Verschiebung der Maske 16 bzw. des Wafers 24. Das Korrektursignal 58-2 kann gemäß einer Ausführungsvariante auch zur nur teilweisen Korrektur der Lageveränderung des optischen Elements M1 und/oder M2 konfiguriert sein und zusätzlich mit den Korrektursignalen 58-1 und/oder 58-3 kombiniert werden. The deformation form 54 determined by the evaluation device 52 is transferred to a correction device 56. The correction device 56 generates therefrom correction signals 58. This can be a correction signal 58-2 for controlling an actuator 36 of one or more optical elements, in the case of the first optical element M1 shown in FIG. 1, a correction signal 58-1 for controlling the mask shift stage 14 and / or a correction signal 58-3 for controlling the wafer shift stage 22 act. To generate the correction signal 58-2 to the actuator 36, the control device 56 calculates from the transmitted deformation form 54 a resulting change in the position of one or more optical elements. In the case illustrated in FIG. 1, as already mentioned above, the deformation form 54 of the support frame 32 is characterized in that upper transverse element 32b is bent upwards at the reference point C and the adjacent side element 32c is slightly bent to the left. From this, the correction device 56 calculates the resulting tilt 44 of the optical element M1 and, as a correction signal 58-2, gives an instruction to the actuator 36 to carry out a corresponding correction of this tilting. This is done by executing one of the tilting 44 opposite correction movement 60 of the actuator 36 to a suitable tilting axis 38. In other words, the correction signal 58-2 serves da- to immediately correct a change in position of one or more optical elements of the projection lens 30 caused by the frame deformation. Alternatively, the control device 56 may also be configured to obtain the resulting lateral aberration 35 from the transmitted deformation shape 54 by calculating the resulting positional changes of the optical elements M1 and / or M2 and the resulting change in the beam path of the exposure radiation 34 in the projection objective 30 determine. Furthermore, the correction device 56 sends the correction signal 58-1 and / or 58-3 to the mask shift stage 14 or the wafer shift stage 22 for carrying out a correction movement 62 or 64 serving to correct the lateral aberration 35 in the form of a lateral displacement of the mask 16 or the wafer 24. The correction signal 58-2 can also be configured to only partially correct the positional change of the optical element M1 and / or M2 and additionally be combined with the correction signals 58-1 and / or 58-3 according to an embodiment variant.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Abstandsmesseinrichtung 48 gemäß Fig. 1. Diese ist in Gestalt eines Fizeau-Interferometers ausgeführt und umfasst ein Messstrahlungseinstrahlmodul 89 zur Bereitstellung von Messstrahlung 66 in Form eines aufgeweiteten Messstrahls 98. FIG. 2 shows an embodiment of the distance measuring device 48 according to FIG. 1. This is configured in the form of a Fizeau interferometer and comprises a measuring radiation beam-in module 89 for providing measuring radiation 66 in the form of an expanded measuring beam 98.
Das Messstrahlungseinstrahlmodul 89 umfasst eine Messstrahlungsquelle 93 so- wie ein Teleskop mit zwei Fokussieroptiken 95 und 97 sowie einer Blende 96. Die Messstrahlungsquelle 93 erzeugt die Messstrahlung 66 z.B. in Form eines Laserstrahls. Der Laserstrahl wird von der Fokussieroptik 95 auf die Blende 96 derart fokussiert, dass ein divergenter Strahl kohärenten Lichts von der Blendenöffnung ausgeht. Die Wellenfront des divergenten Strahls ist im Wesentlichen sphärisch. Der divergente Strahl wird von der Fokussieroptik 97 kollimiert, wodurch der im Vergleich zum von der Messstrahlungsquelle 93 erzeugten Strahl aufgeweitete Messstrahl 98 mit einer im Wesentlichen ebenen Wellenfront erzeugt wird. Für die Messstrahlung 66 kommen Wellenlängen im sichtbaren oder nahen Infrarotbereich in Frage. So können als Messlichtquellen beispielsweise Helium-Neon- Laser, Laserdioden, Festkörperlaser und LED's Verwendung finden. Die Messstrahlung 66 wird von einem Strahlteiler 68 auf ein Aufspaltungselement 70 in Gestalt eines Fizeauelements mit einer Fizeaufläche 71 gelenkt. The measuring radiation irradiation module 89 comprises a measuring radiation source 93 as well as a telescope with two focusing optics 95 and 97 and an aperture 96. The measuring radiation source 93 generates the measuring radiation 66, for example in the form of a laser beam. The laser beam is focused by the focusing optics 95 on the aperture 96 such that a divergent beam of coherent light emanates from the aperture. The wavefront of the divergent beam is substantially spherical. The divergent beam is collimated by the focusing optics 97, whereby the measuring beam 98, widened in comparison to the beam generated by the measuring radiation source 93, is generated with a substantially planar wavefront. For the Measuring radiation 66 are wavelengths in the visible or near infrared range in question. For example, helium neon lasers, laser diodes, solid-state lasers and LEDs can be used as measuring light sources. The measuring radiation 66 is directed by a beam splitter 68 onto a splitting element 70 in the form of a fizzle element with a fizzle surface 71.
Ein Teil der eingehenden Messstrahlung 66 wird als Referenzstrahl 74 an der Fizeaufläche 71 des Aufspaltungselements 70 reflektiert. Die das Aufspaltungselement 70 durchlaufende Strahlung der Messstrahlung 66 verläuft entlang einer optischen Achse 69 der Abstandsmesseinrichtung 48 und trifft als Messstrahl 72 auf einen verschiebbaren Reflektor 80 in Gestalt eines Planspiegels. Da der Messstrahl 72 eine ebene Wellenfront aufweist, läuft dieser nach Reflexion am Reflektor 80 in sich selbst zurück und durchläuft daraufhin das Aufspaltungselement 70 sowie den Strahlteiler 68. Der Messstrahl 72 sowie der Referenzstrahl 74 werden daraufhin mittels eines Kameraobjektivs 76 auf einen Detektor 78 zur Erzeugung eines Interferenzmusters fokussiert. Der sich von der Fizeaufläche 71 über den Reflektor 80 bis hin zum Detektor 78 erstreckende Strahlengang des Messstrahls 72 wird als Messstrahlengang bezeichnet. Der sich von der Fizeaufläche 71 zum Detektor 78 erstreckende Strahlengang des Referenzstrahls 74 wird als Referenzstrahlengang bezeichnet. A portion of the incoming measuring radiation 66 is reflected as a reference beam 74 on the Fizeaufläche 71 of the splitting element 70. The radiation of the measuring radiation 66 passing through the splitting element 70 runs along an optical axis 69 of the distance measuring device 48 and, as measuring beam 72, strikes a displaceable reflector 80 in the form of a plane mirror. Since the measuring beam 72 has a planar wavefront, it passes back into the reflector 80 after reflection and then passes through the splitting element 70 and the beam splitter 68. The measuring beam 72 and the reference beam 74 are then by means of a camera lens 76 to a detector 78 for generating focused on an interference pattern. The beam path of the measuring beam 72 extending from the fizzle surface 71 via the reflector 80 as far as the detector 78 is referred to as a measuring beam path. The beam path of the reference beam 74 extending from the fizzle surface 71 to the detector 78 is referred to as the reference beam path.
Die Anordnung aus dem Messstrahlungseinstrahlmodul 89, dem Strahlteiler 68, dem Kameraobjektiv 76 und dem Detektor 78 wird auch als Messkopf 67 be- zeichnet. The arrangement of the measuring radiation beam-in module 89, the beam splitter 68, the camera objective 76 and the detector 78 is also referred to as measuring head 67.
Das Aufspaltungselement 70 ist verkippt angeordnet. Die Verkippung ist derart, dass die Fizeaufläche des Aufspaltungselements 70 bezüglich der optischen Achse 44 um einen Kippwinkel ß verkippt ist, welcher derart gewählt ist, dass es sich bei dem auf dem Detektor 78 erzeugten Interferenzmuster um ein Mehrstreifenin- terferenzmuster 84, auch Vielstreifeninterferenzmuster bezeichnet, handelt. Allgemein ist unter einem Mehrstreifeninterferenzmuster in diesem Text ein Interferenzmuster zu verstehen, welches mindestens eine volle Periode von sich ab- wechselnden Streifen konstruktiver und destruktiver Interferenz umfasst. Unter einer vollen Periode ist zu verstehen, dass die Phasendifferenz zwischen den interferierenden Wellen entlang des Mehrstreifeninterferenzmusters alle Werte zwischen 0 und 2π einnimmt. Mit anderen Worten ist unter einem Mehrstreifeninter- ferenzmuster ein Interferenzmuster mit mindestens zwei Streifen zu verstehen, wobei die Streifen helle Steifen (konstruktive Interferenz) oder dunkle Streifen (destruktive Interferenz) sein können. Gemäß vorteilhafter Ausfühurngsformen können im auf dem Detektor 78 erzeugten Mehrstreifeninterferenzmuster 84 jeweils mindestens fünf, insbesondere jeweils mehr als 30, helle und dunkle Strei- fen enthalten sein. Gemäß einer Ausführungsform gilt für den Kippwinkel ß: ß > 100 · A / DR . The cleavage element 70 is arranged tilted. The tilting is such that the fizzle surface of the splitting element 70 is tilted with respect to the optical axis 44 by a tilt angle β, which is chosen such that the interference pattern generated on the detector 78 is a multi-strip interference pattern 84, also known as a multi-strip interference pattern. is. In general, a multi-stripe interference pattern in this text is to be understood as an interference pattern which is at least one full period apart. includes alternating streaks of constructive and destructive interference. By a full period is meant that the phase difference between the interfering waves along the multi-strip interference pattern occupies all values between 0 and 2π. In other words, a multi-strip interference pattern is an interference pattern having at least two stripes, which stripes may be bright stripes (constructive interference) or dark stripes (destructive interference). According to advantageous embodiments, at least five, in particular more than 30, light and dark stripes can each be contained in the multi-strip interference pattern 84 generated on the detector 78. According to one embodiment, for the tilt angle β: β> 100 · A / DR.
Dabei ist λ die Wellenlänge der Messstrahlung 66 und DR der Strahldurchmesser des Referenzstrahls 74 am Ort des Aufspaltungselements 70. Gemäß einem Zahlenbeispiel ist λ = 633 nm, DR = 5 mm und damit ß > 13 mrad. Here λ is the wavelength of the measuring radiation 66 and DR is the beam diameter of the reference beam 74 at the location of the splitting element 70. According to a numerical example, λ = 633 nm, DR = 5 mm and thus β> 13 mrad.
Der Weglängenunterschied zwischen dem Strahlengang des Referenzstrahls 74, der sich von der Fizeaufläche 71 bis zum Detektor 78 erstreckt, und dem Strah- lengang des Messstrahls 72 welcher sich von der Fizeaufläche 71 zum Reflektor 80 und von dort zurücklaufend bis zum Detektor 78 erstreckt, entspricht der doppelten Länge einer Messstrecke 75 zwischen der Fizeaufläche 71 und dem Reflektor 80. Der Messkopf 67 der Messvorrichtung 48 umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit 94. In dieser wird durch Auswertung des Interferenzmusters 84 die Länge der Messstrecke 75, ünd insbesondere eine Veränderung der Messstrecke 75, mit hoher Genauigkeit bestimmt. Bei der so bestimmten Länge handelt es sich um den vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 erwähnten Abstandswert 50, etwa zwischen den Referenzpunkten C und D. Die in Fig. 2 dargestellte Abstandsmesseinrichtung 48 ist zum Betrieb in mit Schlieren 82 behafteten Gasen, wie sie etwa aufgrund von in EUV-Projektions- belichtungsanlagen häufig enthaltenem Wasserstoffgas mit niedrigem Druck auftreten, konfiguriert. Derartige Schlieren rufen lokale Störungen 85 im Mehrstrei- feninterferenzmuster 84 in Gestalt von Streifenverzerrungen hervor. Gemäß der in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Durchmesser D des Strahlengangs des Messstrahls 72, also des Messstrahlengangs, zumindest im Bereich der Messstrecke 75, in dem der Messstrahlengang nicht mit dem Strahlengang des Referenzstrahls 74 überlagert ist, einen Wert von mindestens 0,1 cm, insbesondere mindestens 0,5 cm, mindestens 1 cm, mindestens 3 cm oder mindestens 10 cm auf. Um den Durchmesser D der Strahlengangs entsprechend einzustellen werden die Fokussieroptiken 95 und 97 des Messstrahlungs- einstrahlmoduls 89 geeignet eingestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante beträgt der Durchmesser der Strahlengangs des Messstrahls 72 über seine gesamte Länge mindestens 0,1 cm, insbesondere mindestens 0,5 cm, mindestens 1 cm, mindestens 3 cm oder mindestens 10 cm. The path length difference between the beam path of the reference beam 74, which extends from the Fizeaufläche 71 to the detector 78, and the beam path of the measuring beam 72 which extends from the Fizeaufläche 71 to the reflector 80 and then back to the detector 78 corresponds to that The measuring head 67 of the measuring device 48 further comprises an evaluation unit 94. In this, by evaluating the interference pattern 84, the length of the measuring section 75, and in particular a change of the measuring section 75, with high Accuracy determined. The length determined in this way is the distance value 50 mentioned above with reference to FIG. 1, for example between the reference points C and D. The distance measuring device 48 shown in FIG. 2 is configured to operate in greases having greases 82, such as occur due to low pressure hydrogen gas frequently contained in EUV projection exposure equipment. Such streaks cause local perturbations 85 in the multi-fringe interference pattern 84 in the form of fringe distortions. According to the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the diameter D of the beam path of the measuring beam 72, ie of the measuring beam path, has a value of at least 0, at least in the region of the measuring path 75 in which the measuring beam path is not superimposed with the beam path of the reference beam 74. 1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3 cm or at least 10 cm on. In order to adjust the diameter D of the beam path accordingly, the focusing optics 95 and 97 of the measuring radiation irradiation module 89 are set appropriately. According to a further embodiment variant, the diameter of the beam path of the measuring beam 72 over its entire length is at least 0.1 cm, in particular at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 3 cm or at least 10 cm.
Dieser Wert des Durchmessers ist ausreichend groß gewählt, dass im Mehrstreifeninterferenzmuster 84 neben den durch die Schlieren hervorgerufenen verzerr- ten Streifenbereichen in Gestalt der lokalen Störungen 85 noch für die Auswertung ausreichend Bereiche verbleiben, in denen die Streifen unverzerrt sind. Dazu wird in der Auswerteeinheit 94 das Mehrstreifenintererenzmusters 84 mit den lokalen Störungen 85 mittels eines Korrelationsfilters korrigiert und das korrigierte Mehrstreifeninterferenzmuster 86 zur Bestimmung der Länge der Messstrecke 75 ausgewertet. This value of the diameter is selected to be sufficiently large that, in addition to the distorted stripe regions in the form of the local perturbations 85 caused by the streaks, sufficient regions still remain for the evaluation in which the stripes are undistorted. For this purpose, in the evaluation unit 94, the multi-strip interference pattern 84 is corrected with the local interferences 85 by means of a correlation filter, and the corrected multi-strip interference pattern 86 is evaluated for determining the length of the measuring section 75.
Weiterhin kann die Messvorrichtung 48 ein Druckmessgerät 91 zur Vermessung des Gasdrucks im Bereich des Messstrahlengangs 72 umfassen. In der gezeigten Ausführungsform ist das Druckmessgerät 91 zum Messen des Gasdrucks im Be- reich der Messstrecke 75 angeordnet. Der Druckmesswert wird von der Auswerteeinheit bei der Bestimmung der Länge der Messstrecke 75 berücksichtigt, wodurch deren Genauigkeit verbessert wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Abstandsmesseinrichtung 48 gemäß Fig. 2 kann anstatt des als Planspiegels ausgeführten Reflektors 80 ein in Fig. 3 dargestellter Retroreflektor 88 zur in sich Zurückreflexion des Messstrahls 72 verwendet werden. Der Retroreflektor 88 kann aus einem Planspiegel 90 sowie einem darauf aufgebrachten Littrowgitter 92 aufgebaut sein. Der Retroreflektor 88 ist derart verkippt angeordnet, dass die Normale auf dem Planspiegel 90 des Ret- roreflektors gegenüber der Richtung des Messstrahls 72 um mindestens 1 mrad, insbesondere um mindestens 5 mrad, mindestens 10 mrad, mindestens 20 mrad oder um mindestens 30 mrad, verschwenkt ist. In dieser Konfiguration führt nicht nur, wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 2, eine Verschiebung des Reflektors 80 bzw. 88 parallel zum Messstrahl 71 , sondern auch eine Verschiebung des Reflektors 88 quer zum Messstrahl 71 , zu einer Phasenverschiebung zwischen Messstrahl 72 und Referenzstrahl 74, was zur Folge hat, dass sich das Interferenzmuster 84 in seiner Position auf dem Detektor 78 verschiebt. Damit lassen sich in dieser Ausführungsform Positionsveränderungen zwischen den Referenzpunkten C und D des Trägerrahmens 32 in mindestens zwei zueinander orthogonalen Dimensionsrichtungen bestimmen. Furthermore, the measuring device 48 may include a pressure measuring device 91 for measuring the gas pressure in the region of the measuring beam path 72. In the embodiment shown, the pressure measuring device 91 for measuring the gas pressure is arranged in the region of the measuring section 75. The pressure measurement value is taken into account by the evaluation unit when determining the length of the measurement path 75, which improves its accuracy. According to a further embodiment of the distance measuring device 48 according to FIG. 2, instead of the reflector 80 embodied as a plane mirror, a retro-reflector 88 shown in FIG. 3 can be used for retro-reflection of the measuring beam 72. The retroreflector 88 may be constructed of a plane mirror 90 and a littrow grid 92 deposited thereon. The retroreflector 88 is tilted such that the normal on the plane mirror 90 of the retort reflector pivots with respect to the direction of the measuring beam 72 by at least 1 mrad, in particular by at least 5 mrad, at least 10 mrad, at least 20 mrad or at least 30 mrad is. In this configuration, not only, as in the embodiment of FIG. 2, a displacement of the reflector 80 or 88 parallel to the measuring beam 71, but also a displacement of the reflector 88 transverse to the measuring beam 71, to a phase shift between the measuring beam 72 and the reference beam 74 , which results in the interference pattern 84 shifting in position on the detector 78. Thus, in this embodiment, positional changes between the reference points C and D of the support frame 32 can be determined in at least two mutually orthogonal dimension directions.
Insbesondere kann in einer Ausführungsform der Abstandsmesseinrichtung 48 eine Reflektoreinheit vorgesehen sein, in der neben dem als Planspiegel ausgeführten Reflektor 80 gemäß Fig. 2 auch der Retroreflektor 88 gemäß Fig. 3 angeordnet ist. Durch Auswertung der Position des vom Reflektor 80 erzeugten Interferenzmusters auf dem Detektor 78 kann die Position der Reflektoreinheit in Messstrahlrichtung, d.h. in x-Richtung gemäß Fig. 2, und durch Auswertung der Positi- on des vom Retroreflektor 88 erzeugten Interferenzmusters die Position der Reflektoreinheit quer zur Messstrahlrichtung, d.h. in z-Richtung gemäß Fig. 2, bestimmt werden. In particular, in one embodiment of the distance measuring device 48, a reflector unit may be provided in which, in addition to the reflector 80 in the form of a plane mirror according to FIG. 2, the retroreflector 88 according to FIG. 3 is also arranged. By evaluating the position of the interference pattern generated by the reflector 80 on the detector 78, the position of the reflector unit in the measuring beam direction, i. in the x-direction according to FIG. 2, and by evaluating the position of the interference pattern generated by the retroreflector 88, the position of the reflector unit transversely to the measuring beam direction, i. in the z-direction of FIG. 2, are determined.
Fig. 4 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage 10 in einer Ausführungsform, wie sie in ihrem grundsätzlichen Aufbau bereits aus Fig. 1 von US 7,423,724 B2 sowie der zugehörigen Beschreibung, welche per Bezugnahme in die Offenbarung des vorliegenden Textes aufgenommen wird, bekannt ist. Eine der Beleuchtung der Maske 16 dienende eingehende Belichtungsstrahlung 34-1 wird nach Reflexion an der Maske 16 als Belichtungsstrahlung 34-2 über die optischen Elemente M1 bis M6 eines Projektionsobjektivs 30 in Gestalt von Spiegeln auf einen Wafer 24 gelenkt. Analog zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die Maske 16 von ei- ner Maskenverschiebebühne 14 und der Wafer 24 von einer Waferverschiebe- bühne 22 gehalten. Im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 umfasst das Projektionsobjektiv 30 gemäß Fig. 4 nicht nur einen, sondern zwei Trägerrahmen, nämlich einen ersten Trägerrahmen 32-1 , an dem die optischen Elemente M1 bis M4 befestigt sind, sowie einen zweiten Trägerrahmen 32-2, an dem die optischen Elemente M5 und M6 befestigt sind. FIG. 4 shows a projection exposure apparatus 10 in an embodiment which is already known in its basic structure from FIG. 1 of US Pat. No. 7,423,724 B2 and the associated description, which is incorporated by reference into the disclosure of the present text. One of the lighting The incoming exposure radiation 34-1 serving for the mask 16 is, after reflection on the mask 16, directed onto a wafer 24 as exposure radiation 34-2 via the optical elements M1 to M6 of a projection objective 30 in the form of mirrors. Analogously to the embodiment according to FIG. 1, the mask 16 is held by a mask shift stage 14 and the wafer 24 by a wafer shift stage 22. Compared with the embodiment according to FIG. 1, the projection objective 30 according to FIG. 4 comprises not only one, but two support frames, namely a first support frame 32-1, to which the optical elements M1 to M4 are fastened, and a second support frame 32-2 to which the optical elements M5 and M6 are attached.
Abhängig vom Design eines Projektionsobjektivs kann die laterale Bildlage besonders empfindlich auf die Verlagerung bestimmter Spiegel reagieren. Dies können z.B. Spiegel sein, welche im hinteren Teil des Belichtungsstrahlengangs im Projektionsobjektiv angeordnet sind. In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird die Stabilität der Spiegel M5 und M6 als besonders kritisch in Bezug auf laterale Bildlagefehler angesehen. Daher wird hier der die beiden Spiegel M5 und M6 haltende zweite Trägerrahmen 32-2 hinsichtlich möglicher Deformationen während eines Belichtungsvorgangs überwacht. Dazu sind Abstandsmesseinrichtungen 48-1 und 48-2 der vorstehend beschriebenen Art zur Messung von Abstandswerten in vertikaler Richtung, welche in diesem Fall parallel zur optischen Achse des Projektionsobjektivs 30 angeordnet ist, vorgesehen. Eine erste Abstandsmessein- richtung 48-1 dient der Messung eines Abstandswertes zwischen auf der linken Seite des zweiten Trägerrahmens 32-2 angeordneten Referenzpunkten A und B. Die zweite Abstandsmesseinrichtung 48-2 hingegen dient der Messung eines Abstandswertes zwischen auf der rechten Seite des zweiten Trägerrahmens 32-2 angeordneten Referenzpunkten C und D. Die Auswertung der Abstandsmesswer- te und Verwendung zur Stabilisierung des lateralen Abbildungsverhaltens erfolgt analog zur in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Funktionsweise. Depending on the design of a projection lens, the lateral image position can be particularly sensitive to the displacement of certain mirrors. This can e.g. Be mirror, which are arranged in the rear part of the exposure beam path in the projection lens. In the embodiment according to FIG. 4, the stability of the mirrors M5 and M6 is considered to be particularly critical with respect to lateral image position errors. Therefore, the second support frame 32-2 holding the two mirrors M5 and M6 is monitored for possible deformation during an exposure operation. For this purpose, distance measuring devices 48-1 and 48-2 of the type described above for measuring distance values in the vertical direction, which in this case is arranged parallel to the optical axis of the projection objective 30, are provided. A first distance measuring device 48-1 serves to measure a distance value between reference points A and B arranged on the left side of the second carrier frame 32-2. The second distance measuring device 48-2 on the other hand serves to measure a distance value between on the right side of the second carrier frame 32-2 arranged reference points C and D. The evaluation of Abstandsmesswer- te and use to stabilize the lateral imaging behavior is analogous to the operation described in connection with FIG.
Fig. 5 zeigt den bereits aus Fig. 2 von US 8,027,022 B2 sowie der zugehörigen Beschreibung, welche per Bezugnahme in die Offenbarung des vorliegenden Tex- tes aufgenommen wird, bekannten Strahlengang eines Projektionsobjektivs 30 einer weiteren Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage. In diesem wird die von einem Beleuchtungsmodul auf eine Maske 16 eingestrahlte Belichtungsstrahlung 34-1 nach Reflexion an der Maske als Belichtungsstrahlung 34-2 zunächst an einem im streifenden Einfall betriebenen sogenannten G-Spiegel 90 (hierfür kann auch der Begriff„Grazing-Incidence-Spiegel" verwendet werden) reflektiert. Daran schließen sich im Strahlengang des Projektionsobjektivs 30 die weiteren optischen Elemente M1 bis M6, welche unter herkömmlichen Einfallswinkeln betriebene Spiegel sind. Erfindungsgemäß wird eine oder mehrere Ab- Standsmesseinrichtungen zur Messung von Abstandswerten zwischen Referenzpunkten eines Trägerrahmens des Projektionsobjektivs 30 angeordnet, an welchen der G-Spiegel 90 sowie die optischen Elemente M1 bis M6 befestigt sind. Insbesondere werden Abstandswerte zwischen Referenzpunkten des Trägerrahmens überwacht, welche die Stabilität der optischen Elemente M5 und M6 wie- derspiegeln. Die Auswertung der Abstandsmesswerte und Verwendung zur Stabilisierung des lateralen Abbildungsverhaltens erfolgt analog zur in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Funktionsweise. FIG. 5 shows that already shown in FIG. 2 of US Pat. No. 8,027,022 B2 and the associated description, which are incorporated by reference in the disclosure of the present text. Tes recorded, known beam path of a projection lens 30 of another embodiment of a projection exposure system. In this, the exposure radiation 34-1 irradiated by a lighting module onto a mask 16, after reflection on the mask as exposure radiation 34-2, is first applied to a grazing incidence so-called G mirror 90 (this can also include the term "grazing incidence mirror This is followed in the beam path of the projection objective 30 by the further optical elements M1 to M6, which are mirrors operated at conventional angles of incidence In particular, distance values between reference points of the carrier frame are monitored, which reflect the stability of the optical elements M5 and M6 Stabilization of the lateral imaging behavior is analogous to the operation described in connection with FIG.
Die Figuren 6 und 7 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform einer Projek- tionsbelichtungsanlage 10 für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv 30, welches neben einem Trägerrahmen 32, an dem optische Elemente M1 und M2 in Gestalt von Spiegeln mittels Aktuatoren 36-1 und 36-2 befestigt sind, einen Stabilisierungsrahmen in Gestalt eines Sensorrahmens 102 aufweist. Fig. 6 zeigt die Projektionsbelichtungsanlage 10 im Ruhezustand, während Fig. 7 die Projek- tionsbelichtungsanlage 10 in einem Zustand zeigt, in dem Schwingungsanregungen auf ein den Trägerrahmen 32 umfassendes Rahmengestell 12 ausgeübt werden. Signifikante Anteile dieser Schwingungsanregungen werden nachstehend als Schwingungsanregung 40 bezeichnet. Diese Schwingungsanregung 40 liegt typischerweise im Bereich zwischen 0,1 Hz und 10 Hz, insbesondere zwischen 0,1 Hz und 3 Hz, und kann durch Bodenschwingungen oder durch die bei der Scanbewegung sich hin- und herbewegenden Massen einer Maskenverschiebe- bühne 14 bzw. einer Waferverschiebebühne 22 erzeugt werden. Wie in Fig. 7 ge- zeigt, führt die Schwingungsanregung 40 zu einer Deformation des Sensorrahmens 102. Dabei oszilliert der Sensorrahmen 102 mit der Frequenz der Schwingungsanregung zwischen der in Fig. 6 gezeigten undeformierten Form und in Fig. 7 gezeigten deformierten Form hin und her. FIGS. 6 and 7 illustrate another embodiment of a projection exposure apparatus 10 for microlithography with a projection objective 30, which is mounted next to a support frame 32 on which optical elements M1 and M2 are mounted in the form of mirrors by means of actuators 36-1 and 36-2 , a stabilization frame in the form of a sensor frame 102 has. FIG. 6 shows the projection exposure apparatus 10 in the idle state, while FIG. 7 shows the projection exposure apparatus 10 in a state in which vibration excitations are exerted on a frame frame 12 comprising the support frame 32. Significant portions of these vibration excitations will be referred to as vibrational excitation 40 hereinafter. This vibration excitation 40 is typically in the range between 0.1 Hz and 10 Hz, in particular between 0.1 Hz and 3 Hz, and may by ground vibrations or by the reciprocating during the scanning masses of a mask shift stage 14 and a Wafer shift platform 22 are generated. As shown in FIG. In this case, the vibration excitation 40 results in deformation of the sensor frame 102. At this time, the sensor frame 102 reciprocates at the frequency of vibration excitation between the undeformed shape shown in FIG. 6 and the deformed shape shown in FIG.
Das Projektionsobjektiv 30 dient der Abbildung von auf einer Maske 16 angeordneten Maskenstrukturen auf ein Substrat in Gestalt eines Wafers 24. Dazu wird eine Belichtungsstrahlung 34 von einer nicht zeichnerisch dargestellten Beleuchtungseinrichtung auf die Maske 16 eingestrahlt, durchläuft nach Wechselwirkung mit der Maske 16 das Projektionsobjektiv 30 durch Reflexion an den optischen Elementen M1 und M2 und trifft schließlich den Wafer 24 auf. Die Wellenlänge der Belichtungsstrahlung 34 liegt im vorliegenden Fall im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich (EUV), z.B. bei etwa 13,5 nm oder 6,8 nm, kann aber in anderen Ausführungsformen der Projektionsbelichtungsanlage 10 auch im UV- Wellenlängenbereich, z.B. bei 248 nm oder 193 nm, liegen. Die optischen Elemente M1 und M2 sind im gezeigten Fall als Spiegel konfiguriert. Je nach Wellenlänge der Belichtungsstrahlung 34 können die optischen Elemente des Projektionsobjektivs 30 als Linsen und/oder als Spiegel ausgeführt sein. Die Maske 16 sowie der Wafer 24 sind jeweils auf einem Verschiebeschlitten 18 bzw. 26 gegenüber der jeweiligen Basis 20 bzw. 28 der Maskenverschiebebühne 14 bzw. der Waferverschiebebühne 22 quer zur Strahlrichtung der Belichtungsstrahlung 34 verschiebbar angeordnet. Während des Belichtungsvorgangs werden Maske 16 und Wafer 24 gegensätzlich zueinander verschoben, wodurch eine Scanbewegung ausgeführt wird. The projection objective 30 is used to image mask structures arranged on a mask 16 onto a substrate in the form of a wafer 24. For this purpose, an exposure radiation 34 is irradiated onto the mask 16 by a lighting device which is not shown in the drawing. After interacting with the mask 16, the projection objective 30 passes through Reflection on the optical elements M1 and M2 and finally strikes the wafer 24. The wavelength of the exposure radiation 34 in the present case is in the extreme ultraviolet wavelength range (EUV), e.g. at about 13.5 nm or 6.8 nm, but in other embodiments of the projection exposure apparatus 10 may also be used in the UV wavelength range, e.g. at 248 nm or 193 nm. The optical elements M1 and M2 are configured as mirrors in the case shown. Depending on the wavelength of the exposure radiation 34, the optical elements of the projection lens 30 may be embodied as lenses and / or as mirrors. The mask 16 and the wafer 24 are each arranged displaceably transversely to the beam direction of the exposure radiation 34 on a slide carriage 18 or 26 relative to the respective base 20 or 28 of the mask shift stage 14 or the wafer shift platform 22. During the exposure process, mask 16 and wafer 24 are displaced in opposition to each other, thereby performing a scanning movement.
Die Stabilität des Strahlengangs der Belichtungsstrahlung 34 während des Abbildungsvorganges wird mittels des vorstehend erwähnten Sensorrahmens 102, welcher als steife Referenzstruktur ausgebildet ist, bewirkt. Der Sensorrahmen ist mittels Schwingungsdämpfern 106-1 und 106-2 in Gestalt von Stoßdämpfern, welche auch als Isolatoren bezeichnet werden, am Rahmengestell 12 der Projektionsbelichtungsanlage 10, insbesondere am Trägerrahmen 32 des Projektionsob- jektivs 30 aufgehängt. Die Positionen der Maskenverschiebebühne 14, der optischen Elemente M1 und M2 sowie der Waferverschiebebühne 22 werden während des Belichtungsbetriebs kontinuierlich mittels Abstandsmesseinrichtungen 48-1 bis 48-4 zum Sensorrahmen 102 referenziert und durch entsprechende Ak- tuation in stabiler Positionsbeziehung zum Sensorrahmen 102 gehalten. The stability of the beam path of the exposure radiation 34 during the imaging process is effected by means of the above-mentioned sensor frame 102, which is designed as a rigid reference structure. The sensor frame is by means of vibration dampers 106-1 and 106-2 in the form of shock absorbers, which are also referred to as insulators, on the frame frame 12 of the projection exposure apparatus 10, in particular on the support frame 32 of the Projektionsobichtungsanlage. jektivs 30 hung up. The positions of the mask shuttle stage 14, the optical elements M1 and M2, and the wafer transfer stage 22 are continuously referenced to the sensor frame 102 by means of distance measuring devices 48-1 to 48-4 during the exposure operation and held in stable positional relation to the sensor frame 102 by appropriate action.
Konkret messen die Abstandsmesseinrichtungen 48-1 bis 48-4 im Abbildungsbetrieb kontinuierlich die relative Lage der Maskenverschiebebühne 14, der optischen Elemente M1 und M2 sowie der Waferverschiebebühne 22 in jeweils einer oder mehreren Dimensionen zu jeweiligen Messpunkten am Sensorrahmen 102. Die dabei ermittelten Abstandswerte 108-1 bis 108-4 werden an eine Steuerungsvorrichtung 116 übertragen, welche bei Veränderungen in den Abstandswerten 108-1 bis 108-4 Steuerungssignale 118-1 bis 118-4 an die Maskenverschiebebühne 14, die Aktuatoren 36-1 und 36-2 der optischen Elemente M1 und M2 so- wie die Waferverschiebebühne 22 übermittelt. Die Steuerungssignale 118-1 bis 118-4 dienen der Korrektur der anhand der gemessenen Abstandswerte 108-1 bis 108-4 festgestellten Lageveränderungen im Strahlengang der Belichtungsstrahlung 34. Mit anderen Worten bewirken die Steuerungssignale 118-1 bis 118-4 jeweilige Justagevorgänge in der Maskenverschiebebühne 14, den Aktuatoren 36-1 und 36-2 sowie der Waferverschiebebühne 22, womit die Veränderungen in den Abstandswerten 108-1 bis 108-4 wieder ausgeglichen werden. Damit wird während eines Belichtungsvorgangs die jeweilige Lagebeziehung der Maske 14, der optischen Elemente M1 und M2 sowie des Wafers zu den jeweiligen Messpunkten am Sensorrahmen 102 stabil gehalten. Specifically, the distance measuring devices 48-1 to 48-4 in the imaging mode continuously measure the relative position of the mask shuttle stage 14, the optical elements M1 and M2 and the wafer transfer platform 22 in one or more dimensions at respective measurement points on the sensor frame 102. 1 to 108-4 are transmitted to a control device 116, which, with changes in the distance values 108-1 to 108-4 control signals 118-1 to 118-4 to the Maskverschiebebühne 14, the actuators 36-1 and 36-2 of the optical elements M1 and M2 as well as the Waferverschiebebühne 22 transmitted. The control signals 118-1 to 118-4 serve to correct the positional changes in the beam path of the exposure radiation 34 determined on the basis of the measured distance values 108-1 to 108-4. In other words, the control signals 118-1 to 118-4 effect respective adjustment processes in the mask shift stage 14, the actuators 36-1 and 36-2 as well as the wafer transfer stage 22, whereby the changes in the distance values 108-1 to 108-4 are compensated again. Thus, during an exposure process, the respective positional relationship of the mask 14, the optical elements M1 and M2 and the wafer to the respective measurement points on the sensor frame 102 is kept stable.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann eine typischerweise im Bereich zwischen 0,1 Hz und 10 Hz liegende Schwingungsanregung 40 dazu führen, dass die Form des Sensorrahmens 102 zwischen der in Fig. 6 gezeigten undeformierten Form und der in Fig. 7 gezeigten deformierten Form hin und her oszilliert. Dies führt dazu, dass sich die Messpunkte der Abstandsmesseinrichtungen 48-1 bis 48-4 am Sensorrahmen 102 zueinander verschieben, d.h. in der in Fig. 7 veranschaulichten deformierten Form ist die relative Lagebeziehung der Messpunkte zuei- nander anders als in der in Fig. 6 veranschaulichten undeformierten Form. Ohne weitere Kompensation dieses Effekts würde dies aufgrund der jeweiligen Refe- renzierung der Maskenverschiebebühne 14, der optischen Elemente M1 und M2 sowie der Waferverschiebebühne 22 zum Sensorrahmen 102 dazu führen, dass die Deformation des Sensorrahmens 102 eine Relatiwerschiebung der genannten Elemente, insbesondere der optischen Elemente M1 und 2, zueinander bewirkt. Dies wiederum hätte einen lateralen Abbildungsfehler 35 zur Folge, wie in Fig. 7 anhand des Strahlengangs der Belichtungsstrahlung 34 veranschaulicht. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird der beschriebene Deformationseffekt des Sensorrahmens 102 bei der Stabilisierungssteuerung der Projektions- belichtungsanlage 10 berücksichtigt und somit dessen Einfluss auf die laterale Abbildungsstabilität eliminiert oder zumindest minimiert. Dazu umfasst das Projektionsobjektiv 30 gemäß der Figuren 6 und 7 eine Messvorrichtung 46 mit Aktivi- tätssensoren 104-1 und 104-2 sowie einer Auswerteeinrichtung 52. Jedem der Schwingungsdämpfer 106-1 und 106-2 ist einer der Aktivitätssensoren 104-1 bzw. 104-2 in Gestalt einer Abstandsmessvorrichtung zur Messung eines Aktivitätsparameters des jeweiligen Schwingungsdämpfers 106-1 bzw. 106-2 in Gestalt einer die mechanische Verformung des Schwingungsdämpfers angebenden Deformati- onswertes 112-1 bzw. 112-2 zugeordnet. Gemäß einer Ausführungsform sind die Aktivitätssensoren 104-1 und 104-2 jeweils als interferometrische Abstandsmess- einrichtung 48 gemäß Fig. 2 ausgeführt. Die Deformationswerte 112-1 und 112-2 der Schwingungsdämpfer 106-1 und 106-2 werden während des Belichtungsbetriebs an die Auswerteeinrichtung 52 übermittelt. In einer ersten Auswerteeinheit 52a wird aus den Deformationswerten 112-1 und 112-2 ein Beschleunigungswert 114 ermittelt, welcher auf den Sensorrahmen 102 wirkende beschleunigende Kräfte quantifiziert. As already mentioned above, a vibration excitation 40, typically in the range between 0.1 Hz and 10 Hz, may cause the shape of the sensor frame 102 to move between the undeformed shape shown in FIG. 6 and the deformed shape shown in FIG her oscillates. As a result, the measuring points of the distance measuring devices 48-1 to 48-4 on the sensor frame 102 shift relative to one another, ie in the deformed shape illustrated in FIG. 7 the relative positional relationship of the measuring points is added. Other than in the illustrated in Fig. 6 undeformed shape. Without further compensation for this effect, due to the respective referencing of the mask transfer stage 14, the optical elements M1 and M2 and the wafer transfer stage 22 to the sensor frame 102, this would result in the deformation of the sensor frame 102 being a relative shift of said elements, in particular of the optical elements M1 and 2, to each other. This in turn would result in a lateral aberration 35, as illustrated in FIG. 7 with reference to the beam path of the exposure radiation 34. According to one aspect of the invention, the described deformation effect of the sensor frame 102 is taken into account in the stabilization control of the projection exposure apparatus 10 and thus eliminates or at least minimizes its influence on the lateral imaging stability. For this purpose, the projection objective 30 according to FIGS. 6 and 7 comprises a measuring device 46 with activity sensors 104-1 and 104-2 and an evaluation device 52. Each of the vibration dampers 106-1 and 106-2 is one of the activity sensors 104-1 and 104, respectively -2 in the form of a distance measuring device for measuring an activity parameter of the respective vibration damper 106-1 and 106-2, respectively, in the form of a deformation value 112-1 or 112-2 indicative of the mechanical deformation of the vibration damper. According to one embodiment, the activity sensors 104-1 and 104-2 are each designed as interferometric distance measuring device 48 according to FIG. 2. The deformation values 112-1 and 112-2 of the vibration dampers 106-1 and 106-2 are transmitted to the evaluation device 52 during the exposure operation. In a first evaluation unit 52a, an acceleration value 114 is determined from the deformation values 112-1 and 112-2, which quantifies acceleration forces acting on the sensor frame 102.
Aus dem einen Deformationsparameter des Sensorrahmens 102 darstellenden Beschleunigungswert 114 berechnet daraufhin eine zweite Auswerteeinheit 52b eine sich daraus für den Sensorrahmen 102 ergebende Deformationsform 54. Die Berechnung geht auf eine Finite-Elemente-Modellierung (FE-Modellierung) zu- rück, insbesondere kann sich die zweite Auswerteeinheit 52b bei der Berechnung der Deformationsform einer mittels eines FE-Modells ermittelten Transformationsmatrix bedienen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können anstatt der Aktivitätssensoren 104-1 und 104-2 der Schwingungsdämpfer 106-1 bzw. 106-2 auch ein oder mehrere Beschleunigungssensoren zur direkten Messung des Beschleunigungswertes 114 vorgesehen sein. From the acceleration value 114 representing a deformation parameter of the sensor frame 102, a second evaluation unit 52b then calculates a deformation shape 54 resulting therefrom for the sensor frame 102. The calculation is based on finite element modeling (FE modeling). In particular, the second evaluation unit 52b may use a transformation matrix determined by means of an FE model in the calculation of the deformation form. According to a further embodiment, instead of the activity sensors 104-1 and 104-2 of the vibration damper 106-1 or 106-2, one or more acceleration sensors may also be provided for the direct measurement of the acceleration value 114.
Die von der zweiten Auswerteeinheit 52b ermittelte Deformationsform 54 wird an eine Korrekturvorrichtung 56 weitergegeben. Diese wiederum bestimmt Korrek- tursignale 58-1 bis 58-4 in Gestalt von Korrekturwerten für die Steuerungssignale 116-1 bis 116-4 und übermittelt diese an die Steuerungsvorrichtung 116. Die Korrektursignale 58 berücksichtigen die sich aus der veränderten Form des Sensorrahmens 102 ergebenden Lageveränderungen der Messpunkte der Abstands- messeinrichtungen 48-1 bis 48-4 bei der Auswertung der von diesen ermittelten Abstandswerte 108-1 bis 108-4. Mit anderen Worten dienen die Korrektursignale 58-1 bis 58-2 dazu, die Steuerungssignale 118-1 bis 118-4 an die Maskenver- schiebebühne 14, die Aktuatoren 36-1 und 36-2 der optischen Elemente M1 und M2 und die Waferverschiebebühne 22 an die jeweils aktuelle Deformationsform 54 zur Vermeidung eines lateralen Abbildungsfehlers anzupassen. The deformation form 54 determined by the second evaluation unit 52b is forwarded to a correction device 56. This in turn determines corrector signals 58-1 to 58-4 in the form of correction values for the control signals 116-1 to 116-4 and transmits these to the control device 116. The correction signals 58 take into account the changes in position resulting from the changed shape of the sensor frame 102 the measuring points of the distance measuring devices 48-1 to 48-4 in the evaluation of the distance values 108-1 to 108-4 determined by these. In other words, the correction signals 58-1 to 58-2 serve the control signals 118-1 to 118-4 to the mask transfer stage 14, the actuators 36-1 and 36-2 of the optical elements M1 and M2, and the wafer transfer stage 22 to adapt to the respective current deformation shape 54 to avoid a lateral aberration.
Dies kann gemäß einer Ausführungsvariante erfolgen, indem aus der übermittelten Deformationsform 54 eine jeweilige Lageveränderung der optischen Elemente M1 und M2, und ggf. auch der Verschiebebühnen 14 und 22, welche sich aufgrund der Referenzierung an den Sensorrahmen 102 ergeben würde, ermittelt wird und die Steuerungssignale 18-1 bis 118-4 mittels der Korrektursignale 58-1 bis 58-4 derart angepasst werden, dass damit die genannten Lageveränderungen der optischen Elemente M1 und M2 unmittelbar korrigiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann aus der übermittelten Deformationsform 54 auch durch Berechnung der sich daraus ergebenden Lageveränderungen der op- tischen Elemente M1 und M2, und ggf. auch der Verschiebebühnen 14 und 22, und der daraus resultierenden Veränderung des Strahlengangs der Belichtungsstrahlung 34 im Projektionsobjektiv 30 ein sich ergebender lateraler Abbildungs- fehler bestimmt werden. In diesem Fall bewirken die Korrektursignale 58-1 bis 58- 4 lediglich die Veränderung des Steuerungssignals 18-1 und/oder 118-4 an die Maskenverschiebebühne 14 bzw. die Waferverschiebebühne 22 zur Ausführung einer der Korrektur des lateralen Abbildungsfehlers 55 dienenden Korrektur- bewegung 62 bzw. 64 in Gestalt einer lateralen Verschiebung der Maske 6 bzw. des Wafers 24. Die beiden Ausführungsvarianten zur Kompensation einer übermittelten Deformationsform können auch miteinander kombiniert werden. This can be done according to an embodiment variant in that a respective change in position of the optical elements M1 and M2, and possibly also of the translation stages 14 and 22, which would result from referencing to the sensor frame 102, is determined from the transmitted deformation shape 54 and the control signals 18-1 to 118-4 are adjusted by means of the correction signals 58-1 to 58-4 in such a way that said positional changes of the optical elements M1 and M2 are corrected directly. According to a further embodiment, the transmitted deformation shape 54 can also be calculated by calculating the resulting positional changes of the optical elements M1 and M2, and possibly also of the translation stages 14 and 22, and the resulting change in the beam path of the exposure radiation 34 in the projection objective 30 a resulting lateral imaging errors are determined. In this case, the correction signals 58-1 to 58-4 cause only the change of the control signal 18-1 and / or 118-4 to the mask shuttle 14 and the wafer transfer stage 22 to execute a correction movement 62 serving to correct the lateral aberration 55 or 64 in the form of a lateral displacement of the mask 6 or of the wafer 24. The two variants for compensating a transmitted deformation shape can also be combined with each other.
Die in den Figuren 6 und 7 separat dargestellten Auswerteeinheiten 52a und 52b können auch zusammen mit der Korrekturvorrichtung 56 eine gemeinsame Funktionseinheit bilden, welche aus einer Vielzahl von Deformationswerten 112 als Eingangsparametern, beispielweise vierundzwanzig Eingangsparametern bei sechs Deformationswerten pro Schwingungsdämpfer 106 und vier zum Einsatz kommenden Schwingungsdämpfern, mittels einer auf einem FE-Modell basieren- den Transformationsmatrix Korrektursignale 58 erzeugt, welche eine Vielzahl von Korrekturwerten umfasst. Die Korrektursignale 58 können z.B. Korrekturwerte für jeden von jeweils sechs Starrkörperfreiheitsgraden zur Aktuierung der optischen Elemente des Projektionsobjektivs 30 bzw. der Verschiebebühnen 14 und 22 umfassen. In einem Fall, in dem das Projektionsobjektiv 30 zehn entsprechend aktu- ierbare optische Elemente aufweist, umfassen die Korrektursignale (10 + 2) x 6 = 72 Korrekturwerte. Die mittels des FE-Modells ermittelte Transformationsmatrix ist in dem genannten Beispiel mit 24 Eingängen und 72 Ausgängen eine 72x24 - Matrix. Eine Transformationsmatrix einer derartigen Größe erlaubt eine Echtzeitberechnung der Korrektursignale 58 im Hinblick auf die Frequenz der Schwin- gungsanregung 40. The evaluation units 52a and 52b shown separately in FIGS. 6 and 7 can also form a common functional unit together with the correction device 56, which comprises a plurality of deformation values 112 as input parameters, for example twenty-four input parameters at six deformation values per vibration damper 106 and four vibration dampers used generates correction signals 58 comprising a plurality of correction values by means of a transformation matrix based on an FE model. The correction signals 58 may be e.g. Correction values for each of six rigid body degrees of freedom for the actuation of the optical elements of the projection lens 30 and the translation stage 14 and 22, respectively. In a case where the projection lens 30 has ten correspondingly operable optical elements, the correction signals include (10 + 2) × 6 = 72 correction values. The transformation matrix determined by means of the FE model is a 72 × 24 matrix in the example given with 24 inputs and 72 outputs. A transformation matrix of such a size allows a real-time calculation of the correction signals 58 with regard to the frequency of the vibration excitation 40.
In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 10 für die Mikrolithographie veranschaulicht. Diese unterscheidet sich von der Projektionsbelichtungsanlage gemäß der Figuren 6 und 7 darin, dass die Messvor- richtung 46 neben den Aktivitätssensoren 104-1 und 104-2 zusätzlich eine mit dem Bezugszeichen 148 versehene Abstandsmesseinrichtung des in Fig. 2 veranschaulichten Typs zur Bestimmung des Deformationsparameters des Sensor- rahmens 102 umfasst. Die Abstandsmesseinrichtung 148 dient der Vermessung von Längenveränderungen des Sensorrahmens 102 in einer Richtung quer zum Strahlengang der Belichtungsstrahlung 34, d.h. parallel zur x-Richtung gemäß dem in Fig. 8 angegebenen Koordinatensystem. Im Vergleich zur Abstandsmess- einrichtung 48 gemäß Fig. 2 ist der Messkopf 67 der Abstandsmesseinrichtung 148 verkippt angeordnet. Zur Kompensation dieser Verkippung weist die Abstandsmesseinrichtung 148 zusätzlich einen Umlenkspiegel 150 auf, mit dem die vom Messkopf 67 ausgehende Messstrahlung 67 auf das Aufspaltungselement 70 gelenkt wird. FIG. 8 illustrates another embodiment of a microlithographic projection exposure apparatus 10. This differs from the projection exposure apparatus according to FIGS. 6 and 7 in that the measuring device 46 additionally comprises, in addition to the activity sensors 104-1 and 104-2, a distance measuring device of the type illustrated in FIG. 2 for determining the deformation parameter of FIG Sensor- frame 102. The distance measuring device 148 serves to measure changes in the length of the sensor frame 102 in a direction transverse to the beam path of the exposure radiation 34, ie, parallel to the x direction according to the coordinate system indicated in FIG. 8. Compared to the distance measuring device 48 according to FIG. 2, the measuring head 67 of the distance measuring device 148 is tilted. To compensate for this tilt, the distance measuring device 148 additionally has a deflecting mirror 150 with which the measuring radiation 67 emanating from the measuring head 67 is directed onto the splitting element 70.
Der von der Abstandsmesseinrichtung 148 ermittelte Messwert gibt den Abstand zwischen dem Reflektor 80 und dem Aufspaltungselement 70 an. Während der Reflektor 80 im linken Bereich des Sensorrahmens 102 an diesem befestigt ist, ist das Aufspaltungselement 70 im rechten Bereich des Sensorrahmens 102 an die- sem befestigt. Damit beschreiben Variationen des Messwerts über die Zeit die vorstehend genannten Längenveränderungen des Sensorrahmens 102 parallel zur x-Richtung. Die Messwerte der Abstandsmesseinrichtung 148 werden als weitere Deformationswerte 112-3 an die Auswerteeinrichtung 52 übermittelt und bei der Bestimmung der Deformationsform 54 des Sensorrahmens 102 berücksich- tigt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Projektionsbelichtungsanlage 10 umfasst die Messvorrichtung 46 keine Aktivitätssensoren 104-1 und 104-2 sondern lediglich die Abstandsmesseinrichtung 148 und ggf. weitere Abstandsmess- einrichtungen zur Vermessung von Längenveränderungen des Sensorrahmens 102 in anderen Koordinatenrichtungen. The measured value determined by the distance measuring device 148 indicates the distance between the reflector 80 and the splitting element 70. While the reflector 80 in the left region of the sensor frame 102 is attached to the latter, the splitting element 70 is fastened to the latter in the right region of the sensor frame 102. Thus, variations of the measured value over time describe the above-mentioned changes in the length of the sensor frame 102 parallel to the x-direction. The measured values of the distance measuring device 148 are transmitted to the evaluation device 52 as further deformation values 112-3 and taken into account in the determination of the deformation shape 54 of the sensor frame 102. According to a further embodiment of the projection exposure apparatus 10, the measuring device 46 comprises no activity sensors 104-1 and 104-2 but only the distance measuring device 148 and possibly further distance measuring devices for measuring changes in the length of the sensor frame 102 in other coordinate directions.
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 offensichtli- che 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. The above description of exemplary embodiments is to be understood by way of example. The disclosure thus made makes it possible for a person skilled in the art on the one hand to understand the present invention and the associated advantages, and on the other hand also includes obvious modifications and modifications of the structures and methods described in the understanding of the person skilled in the art. Therefore, all such modifications and modifications as far as they are within the scope of the invention as defined in the appended claims, and equivalents are covered by the scope of the claims.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Projektionsbelichtungsanlage 10 projection exposure machine
12 Rahmengestell  12 frame
14 Maskenverschiebebühne  14 Mask Shifting Platform
16 Maske  16 mask
18 Verschiebeschlitten  18 sliding carriages
20 Basis  20 base
22 Waferverschiebebühne  22 wafer transfer platform
24 Wafer  24 wafers
26 Verschiebeschlitten  26 sliding carriage
28 Basis  28 base
30 Projektionsobjektiv  30 projection lens
31 Grundrahmen  31 base frame
32 Trägerrahmen  32 carrier frame
32a, 32c Seitenelemente  32a, 32c side elements
32b, 32d Querelemente 32b, 32d cross elements
31-1 sowie 32-2 Trägerrahmen 31-1 and 32-2 support frames
34 Belichtungsstrahlung 34 exposure radiation
34-1 eingehende Belichtungsstrahlung 34-1 incoming exposure radiation
34-2 Belichtungsstrahlung im Abbildungsstrahlengang 34-2 exposure radiation in the imaging beam path
35 lateraler Abbildungsfehler 35 lateral aberration
36, 36-1 und 36-2 Aktuator  36, 36-1 and 36-2 actuator
38 Kippachse  38 tilting axis
40 Schwingungsanregung 40 vibration excitation
42 Rahmendeformation  42 frame deformation
44 Verkippung  44 tilting
46 Messvorrichtung  46 measuring device
48 Abstandsmesseinrichtung  48 Distance measuring device
50 Abstandswert 50 distance value
52 Auswerteeinrichtung  52 evaluation device
52 sowie 52b Auswerteeinheiten 54 Deformationsform 52 and 52b evaluation units 54 deformation form
56 Korrekturvorrichtung  56 Correction device
58-1 bis 58-4 Korrektursignale  58-1 to 58-4 correction signals
60, 62 sowie 64 Korrekturbewegungen  60, 62 and 64 correction movements
66 eingehende Messstrahlung  66 incoming measuring radiation
67 Messkopf  67 measuring head
68 Strahlteiler  68 beam splitter
69 optische Achse  69 optical axis
70 Aufspaltungselement  70 cleavage element
71 Fizeaufläche  71 Fizefläche
72 Messstrahl  72 measuring beam
74 Referenzstrahl  74 reference beam
75 Messstrecke  75 measuring section
76 Kameraobjektiv  76 Camera Lens
78 Detektor  78 detector
80 verschiebbarer Reflektor  80 sliding reflector
82 Schlieren  82 streaks
84 Mehrstreifeninterferenzmuster  84 multi-striped interference pattern
85 lokale Störungen  85 local disturbances
86 korrigiertes Mehrstreifeninterfernenzmuster 86 corrected multi-strip interference pattern
88 Retroreflektor 88 Retroreflector
89 Messstrahlungseinstrahlmodul  89 Measuring radiation module
90 G-Spiegel  90 G mirror
91 Druckmessgerät  91 pressure gauge
93 Messstrahlungsquelle  93 measuring radiation source
94 Auswerteeinheit  94 evaluation unit
95 Fokussieroptik  95 focusing optics
96 Blende  96 aperture
97 Fokussieroptik  97 focusing optics
98 aufgeweiteter Messstrahl  98 expanded measuring beam
102 Sensorrahmen  102 sensor frame
104-1 , 104-2 Aktivitätssensoren 106 Schwingungsdämpfer 104-1, 104-2 activity sensors 106 vibration damper
108-1 bis 108-4 Abstandswerte 108-1 to 108-4 distance values
110 Verschiebung 110 shift
112-1 , 112-2, 112-3 Deformationswerte 114 Beschleunigungswert  112-1, 112-2, 112-3 Deformation values 114 Acceleration value
116 Steuerungsvorrichtung  116 control device
118-1 bis 118-2 Steuerungssignale 118-1 to 118-2 control signals
A, B, C, D Referenzpunkte A, B, C, D reference points
M1 , M2 optische Elemente  M1, M2 optical elements
148 Abstandsmesseinrichutng 148 distance measuring instrument
150 Umlenkspiegel  150 deflection mirror

Claims

Ansprüche claims
1. Interferometrische Abstandsmessvorrichtung zur Messung eines optischen Weglängenunterschieds zwischen einem Referenzstrahlengang und einem Mess- strahlengang in einem Volumen von mit Schlieren behafteten Gasen, wobei ein Durchmesser des Messstrahlengangs zumindest abschnittsweise mindestens 0,1 cm beträgt. 1. Interferometric distance measuring device for measuring an optical path length difference between a reference beam path and a measuring beam path in a volume of gassed gases, wherein a diameter of the measuring beam path is at least partially at least 0.1 cm.
2. Interferometrische Abstandsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Interferometric distance measuring device according to claim 1,
bei welcher der Durchmesser des Messstrahlengangs zumindest abschnittsweise mindestens 1 cm, insbesondere mindestens 3 cm beträgt. in which the diameter of the measuring beam path is at least in sections at least 1 cm, in particular at least 3 cm.
3. Interferometrische Abstandsmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche dazu konfiguriert ist, durch Überlagerung einer im Messstrahlengang ge- führten Messstrahlung mit einer im Referenzstrahlengang geführten Referenzstrahlung ein Mehrstreifeninterferenzmuster zu erzeugen, und eine Auswerteeinheit umfasst, welche dazu konfiguriert ist lokale Störungen im Mehrstreifeninterferenzmuster mittels eines Korrelationsfilters zu korrigieren. 3. Interferometric distance measuring device according to claim 1, which is configured to generate a multi-strip interference pattern by superimposing a measuring radiation guided in the measuring beam path with a reference beam guided in the reference beam path, and comprising an evaluation unit which is configured to local disturbances in the multi-strip interference pattern by means of a Correlation filter correct.
4. Interferometrische Abstandsmessvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, 4. Interferometric distance measuring device according to one of the preceding claims,
welche einen Retroreflektor zur in sich Zurückreflexion einer den Messstrahlengang durchlaufenden Messstrahlung umfasst, wobei die Normale auf den Retroreflektor gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Messstrahlung um mindestens 1 mrad verkippt ist. which comprises a retroreflector for back reflection of a measurement radiation passing through the measurement beam path, wherein the normal to the retroreflector is tilted by at least 1 mrad relative to the propagation direction of the measurement radiation.
5. Interferometrische Abstandsmessvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, 5. Interferometric distance measuring device according to one of the preceding claims,
bei welcher der Messstrahlengang mindestens zwei zueinander verkippte Ab- schnitte aufweist. in which the measuring beam path has at least two sections tilted relative to one another.
6. Interferometrische Abstandsmessvornchtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, Interferometric distance measuring device according to one of the preceding claims,
bei welcher der Messstrahlengang eine Messstrecke umfasst, in welcher der Messstrahlengang nicht vom Referenzstrahlengang überlagert ist, wobei die Messstrecke eine Länge von mindestens 0,5 m beträgt. in which the measurement beam path comprises a measurement path in which the measurement beam path is not superimposed by the reference beam path, the measurement path being at least 0.5 m in length.
7. Interferometrische Abstandsmessvornchtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, 7. Interferometric distance measuring device according to one of the preceding claims,
welche ein Druckmessgerät zur Messung eines Drucks im Bereich des Messstrahlengangs umfasst und die interferometrische Abstandsmessvornchtung dazu konfiguriert ist, den Druckmesswert bei der Bestimmung des optischen Weglängenunterschieds zu berücksichtigen. which comprises a pressure gauge for measuring a pressure in the region of the measuring beam path and the interferometric distance measuring device is configured to take into account the pressure measured value in the determination of the optical path length difference.
8. Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv zum Abbilden von Maskenstrukturen auf ein Substrat mittels einer Belichtungsstrahlung sowie einer interferometrischen Abstandsmessvornchtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche. 8. A microlithographic projection exposure apparatus comprising a projection lens for imaging mask patterns on a substrate by means of exposure radiation and an interferometric distance measuring apparatus according to any one of the preceding claims.
9. Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie nach Anspruch 8, bei der das Projektionsobjektiv umfasst: The microlithographic projection exposure apparatus of claim 8, wherein the projection objective comprises:
- optische Elemente zum Führen der Belichtungsstrahlung,  optical elements for guiding the exposure radiation,
- einen Trägerrahmen, an dem die optischen Elemente mittels Aktuatoren befestigt sind,  a support frame to which the optical elements are fastened by means of actuators,
- einen Sensorrahmen, welcher mittels eines Schwingungsdämpfers an dem Trägerrahmen gelagert ist, sowie  - A sensor frame, which is mounted by means of a vibration damper on the support frame, and
- Lagesensoren, welche dazu konfiguriert sind, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage die jeweilige Lage der optischen Elemente in Bezug auf den Sensorrahmen zu messen und die Aktuatoren zur Korrektur gemessener Lageveränderungen anzusteuern,  Position sensors, which are configured to measure the respective position of the optical elements with respect to the sensor frame during operation of the projection exposure apparatus and to control the actuators for correcting measured position changes,
wobei die Abstandsmessvornchtung dazu konfiguriert ist, während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage zumindest einen, eine Deformation des Sensorrahmens charakterisierenden, Deformationsparameter zu bestimmen. wherein the distance measuring device is configured to determine during the operation of the projection exposure apparatus at least one deformation parameter characterizing a deformation of the sensor frame.
10. Verfahren zum interferometrischen Vermessen einer Länge einer Messstrecke, welche ein Volumen von mit Schlieren behafteten Gasen durchläuft, mit den Schritten: 10. A method for interferometrically measuring a length of a measuring section which passes through a volume of gassed gases, comprising the steps of:
- Durchstrahlen der Messstrecke mit einem Messstrahl, dessen Durchmesser zumindest abschnittsweise mindestens 0,1 cm beträgt, sowie - Radiating the measuring section with a measuring beam whose diameter is at least partially at least 0.1 cm, and
- interferometrisches Vermessen eines Weglängenunterschieds zwischen einem Referenzstrahlengang und einem die Messstrecke umfassenden Messstrahlengang.  - Interferometric measurement of a path length difference between a reference beam path and a measurement path comprising the measuring beam path.
11. Verfahren nach Anspruch 10, 11. The method according to claim 10,
bei dem das interferometrische Vermessen des Weglängenunterschieds ein Auswerten eines durch Überlagerung einer im Messstrahlengang geführten Messstrahlung mit einer im Refefenzstrahlengang geführten Referenzstrahlung erzeug- ten Mehrstreifeninterferenzmusters umfasst und beim Auswerten des Mehrstreifeninterferenzmusters lokale Störungen im Mehrstreifeninterferenzmuster mittels eines Korrelationsfilters korrigiert werden. in which the interferometric measurement of the path length difference comprises evaluating a multi-strip interference pattern generated by superposing a measuring radiation guided in the measuring beam path with a reference radiation guided in the reference beam path and correcting local interferences in the multi-strip interference pattern by means of a correlation filter when evaluating the multi-strip interference pattern.
12. Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Projektions- objektiv zum Abbilden von Maskenstrukturen auf ein Substrat mittels einer Belichtungsstrahlung, wobei das Projektionsobjektiv umfasst: 12. A projection exposure apparatus for microlithography comprising a projection objective for imaging mask structures onto a substrate by means of exposure radiation, the projection objective comprising:
- optische Elemente zum Führen der Belichtungsstrahlung,  optical elements for guiding the exposure radiation,
- einen Trägerrahmen, an dem die optischen Elemente mittels Aktuatoren befestigt sind,  a support frame to which the optical elements are fastened by means of actuators,
- einen Sensorrahmen, welcher mittels eines Schwingungsdämpfers an dem Trägerrahmen gelagert ist, a sensor frame, which is mounted on the carrier frame by means of a vibration damper,
- Lagesensoren, welche dazu konfiguriert sind, im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage die jeweilige Lage der optischen Elemente in Bezug auf den Sensorrahmen zu messen und die Aktuatoren zur Korrektur gemessener Lage- Veränderungen anzusteuern, sowie  - Position sensors, which are configured to measure during operation of the projection exposure system, the respective position of the optical elements with respect to the sensor frame and to control the actuators to correct measured changes in position, and
- eine Messvorrichtung zur Überwachung einer lateralen Abbildungsstabilität des Projektionsobjektivs, welche dazu konfiguriert ist, während des Betriebs der Pro- jektionsbelichtungsanlage zumindest einen, eine Deformation des Sensorrahmens charakterisierenden, Deformationsparameter zu bestimmen. a measuring device for monitoring a lateral imaging stability of the projection lens, which is configured during operation of the projection jektionsbelichtungsanlage to determine at least one, a deformation of the sensor frame characterizing deformation parameters.
13. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, 13. A projection exposure apparatus according to claim 12,
bei der die Messvorrichtung einen Aktivitätssensor zur Messung eines Aktivitätsparameters des Schwingungsdämpfers sowie eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung des Deformationsparameters aus dem Aktivitätsparameter umfasst. wherein the measuring device comprises an activity sensor for measuring an activity parameter of the vibration damper and an evaluation device for determining the deformation parameter from the activity parameter.
14. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, 14. A projection exposure apparatus according to claim 13,
bei welcher der Aktivitätssensor einen Abstandssensor zur Messung einer mechanischen Verformung des Schwingungsdämpfers umfasst. wherein the activity sensor comprises a distance sensor for measuring a mechanical deformation of the vibration damper.
15. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 4, bei der die Messvorrichtung einen Beschleunigungssensor zur Messung einer Beschleunigung des Sensorrahmens umfasst. 15. A projection exposure apparatus according to any one of claims 12 to 4, wherein the measuring device comprises an acceleration sensor for measuring an acceleration of the sensor frame.
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