WO2018162286A1 - Projektionssystem für eine lithographieanlage sowie verfahren zum betreiben einer lithographieanlage - Google Patents

Projektionssystem für eine lithographieanlage sowie verfahren zum betreiben einer lithographieanlage Download PDF

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WO2018162286A1
WO2018162286A1 PCT/EP2018/054833 EP2018054833W WO2018162286A1 WO 2018162286 A1 WO2018162286 A1 WO 2018162286A1 EP 2018054833 W EP2018054833 W EP 2018054833W WO 2018162286 A1 WO2018162286 A1 WO 2018162286A1
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WO
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segment
segments
optical element
wavefront
projection system
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PCT/EP2018/054833
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English (en)
French (fr)
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Sonja Schneider
Robert Weiss
Judith Fingerhuth
Norbert Wabra
Peter Graf
Ferdinand DJURIC-RISSNER
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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Publication date
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G—PHYSICS
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    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
    • G03F7/70891—Temperature

Definitions

  • the present invention relates to a projection system for a lithography Anläge with a wavefront manipulator and a method for operating a lithography system.
  • Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits.
  • the microlithography phie farming is performed with a lithography system, which has a loading ⁇ lighting system and a projection system.
  • the image of an illuminated by the illumination system mask (reticle) is in this case by means of the Pro ⁇ jetechnischssystems was bonded to a photosensitive layer (photoresist) be ⁇ -coated and which is arranged in the image plane of the projection system substrate such as a silicon wafer, projected to the mask pattern on the transfer photosensitive coating of the substrate.
  • the entire wafer is usually not exposed, but only a narrow range.
  • the wafer surface is exposed piece by piece or slitwise. Both the wafer and the mask are scanned step by step and moved antiparallel against each other.
  • the exposure area is often a rectangular area.
  • Aberrations of optical systems are also called aberrations.
  • One way to describe the aberrations of an optical system stel ⁇ len is called Zernike polynomials.
  • the function value of a Zerni- ke polynomial thereby indicates the deviation of the actual wavefront from Strah ⁇ development of an ideal wave front.
  • the wavefront of the radiation With a targeted change of the wavefront of the radiation, it is therefore possible to obtain an ideal wavefront and thus obtain an ideal optical system.
  • This can be achieved by specifically adjusting the optical path length of individual light beams or light bundles.
  • an undesired curvature of the wavefront can be compensated.
  • the refractive index can be changed locally for individual light bundles.
  • Such devices are known, for example, from DE 199 56 353 C1 or from WO 2013 044 936 A1.
  • an object of the present invention is to provide an improved optical arrangement in a projection system for correcting the wavefront of radiation in a lithography system.
  • the projection system comprises a radiation ⁇ gear for imaging lithographic structures wherein an optical device is arranged with a wavefront manipulator in the beam path, wel ⁇ cher is irradiated during operation of the lithography tool by a duri ⁇ fenden in the beam path of radiation beam along a through-beam direction.
  • the wavefront manipulator is configured to set an optical path length for the beam.
  • the wavefront manipulator to a seg ⁇ ment s optical element having transversely juxtaposed to the through direction of the beam segments, wherein at least one segment is movably arranged in such that to which the by radiating radiation beam segment changes relative the optical path length for the radiation beam at a position change of the segment.
  • the proposed optical arrangement is not part of a Be ⁇ illumination system in a lithography tool.
  • the optical assembly is part of the projection system, which is set up for imaging lithographic structures by means of UV illumination light, wherein the Be ⁇ leuchtungslicht is powered by a beam shaping and illumination system assurege ⁇ represents.
  • An additional aspect of this application relates to a projection system for a lithography system which has a beam path for imaging lithographic structures, wherein in the beam path an optical arrangement with a wavefront manipulator is arranged, which during operation of the lithography system is guided by a beam extending in the beam path a transmission direction is irradiated.
  • the wavefront manipulator is configured to set an optical path length for the beam.
  • a corresponding projection system makes it possible to compensate a wavefront, which extends in an undesired manner, and to achieve improved imaging performance ⁇ .
  • the respective beam carries a lithographic information, so then includes useful light.
  • the light beams of the beam preferably have a wavelength between 150 and 200 nm.
  • absorption at wavelengths of 248 nm or 193 nm is preferably not more than 5%. Absorption rates at the stated wavelengths for projection light of less than 1% are particularly preferred.
  • the material of the segments or of the optical element for the projek ⁇ tion preferably light at the wavelength of 193 nm has a transparency of at least ⁇ least 95%. In particular, the transparency is at least 99%, more Favor ⁇ ter at least 99.5%.
  • the segments are arranged side by side transversely to the transmission direction.
  • Transverse to the transmission direction means, for example, that two segments do not overlap in the transmission direction and / or have no overlap such that a light beam emerges from a Ausstrahlseite from a first Seg ⁇ ment and on a Einstrahlseite a transversely arranged next to the first segment second segment irradiates.
  • Each segment has an input Beam side and a Ausstrahlseite on.
  • the Einstrahlseite is, for example, the substantially the light source facing surface of a segment.
  • the Ausstrahlseite is the Einstrahlseite opposite and Wesentli ⁇ chen the light source opposite surface of the segment. It is possible that a side surface of a segment, which connects the Einstrahlseite with the Ausstrahl ⁇ side, partially facing the light source and / or may be facing away.
  • Transverse juxtaposed segments can overlap with their side surfaces so that there are configurations in which a light beam ⁇ beam over the Einstrahlseite of the first segment into this, on the side surface of the first segment from the first segment off and on the Sei ⁇ ten surface of the second segment radiates into the second segment and finally radiates over the Ausstrahlseite the second segment of this.
  • it can also mean, transverse to one another, that the segments are arranged in a plane .
  • the segments can each other together form a ⁇ menierden body forming the segmented optical element in a basic form in a specific position.
  • the segmented optical element is obtained, for example, by dividing the basic shape, such as a wedge-shaped glass plate.
  • the segments are not offset along the transmission direction.
  • adjoining segments are arranged in a conforming and displaceable manner relative to one another.
  • the projection light with Lithography ⁇ phischer information falls in particular more of the segments arranged next to one another of the segmented optical element.
  • the arrangement of the segments in the beam path may be based on the projec ⁇ onsander during operation of lithography tool are also described as follows.
  • Each light beam of the projection light passes along the transmission direction only at most the Einstrahlce of two segments and a radiating Side of a segment of a single segmented optical element or the emission sides of two segments and a Einstrahlseite a segment ei ⁇ nes single segmented optical element.
  • the wavefront manipulator summarizes environmentally several arranged in through ⁇ beam direction behind the other segmented optical elements, wherein each light beam no two segments of each segmented optical element in full thickness, measured along the propagation ⁇ direction of the light beam , radiates through.
  • a light beam for example, is defined as an arbitrarily small to be selected subset of the Pro ⁇ jemiesanders.
  • a light beam on a vertically disposed to its direction of propagation plane to illuminate a ⁇ sammen adoptde area of 0.01 mm 2 to 0.1 mm 2 or ⁇ the area of a circle with a radius of Figure 1.
  • a lithography system is in particular designed to image lithographic structures, for example, onto a wafer coated with a photoresist.
  • the term lithography tool also includes other Vorrich ⁇ obligations, such as devices for the measurement of lithographic structures (verification) or devices for measuring and repair of lithography masks.
  • the projection system with respect to a lithography tool, which is used for the exposure of wafers ⁇ be written, without this represents ⁇ represents a limitation on the use possibility.
  • the lithography system comprises a light source, for example a laser, which emits projection light, as well as the projection system.
  • the projection system has a beam path. Beams of light passing through the beam path contribute to the image.
  • the course of the light rays in the projection system is influenced by various optical elements, such as lenses and / or mirrors, which are part of the projection system.
  • diaphragms can be provided which limit the beam path in particular laterally.
  • the lithographic structure to be imaged may be, for example be predefined by a lithography mask, which is arranged in the beam path ⁇ and is irradiated in an exposure of the projection light.
  • a beam shaping and illumination system is arranged between the light source and the projection system.
  • the projection light includes a plurality of light beams, wherein a plurality of light ⁇ also radiate a beam bundle can be summarized.
  • a radiation beam in particular comprises a plurality of len Lichtstrah- emanating from a field point.
  • a field point is a point in a field plane of the beam path.
  • a field plane is defined in that the image or an intermediate image of the structure to be imaged is generated in the operation of the lithography system in the ⁇ ser level.
  • the field level can also be referred to as the image plane.
  • Radiation beam propagating along the optical path and illuminate after ⁇ following optical elements surfaces which can be, for example, as a sub-aperture ⁇ be distinguished. Instead of lighting, you can also say that it is irradiated.
  • the subaperture may be different for each optical element irradiated by a beam of rays. It can also be different on the single- jet surface and on the emission surface of an optical element.
  • the light source side arranged surfaces of the segments of the segmented optical element are preferably arranged in the region of a field plane.
  • Such an arrangement may, for example, as a near-field arrangement of
  • Wavefront manipulator A near-field arrangement can be defined as follows. Each bundle of rays emanating from a field point of the field plane illuminates a subaperture with a subaperture diameter SAD on a surface of a subsequent optical element. All beams from the field level illuminate together on the
  • an optically used area with the maximum diameter DFP is an optically used area with the maximum diameter DFP.
  • the area can be categorized using the ratio SAD / DFP.
  • a ratio of 0 describes the
  • Field level a ratio of 1 the pupil level.
  • a region in which the ratio SAD / DFP lies within a predetermined interval for example between 0 and 0.5, preferably between 0 and 0.25, can apply as the field-near region along the transmission direction.
  • the range is given by means of an interval for the ratio SAD / DFP, e.g. between 0.5 and 1, preferably between 0.75 and 1.
  • all surfaces of the respective segment irradiated by the projection light are within a corresponding range, e.g. close to the field or close to the pupil.
  • the light beams of the beam each have an individual direction in which they move.
  • a direction of the beam which is referred to herein as a through-beam direction and all directions comprises pagieren in the individual light rays of the beam per ⁇ .
  • the transmission direction can change, in particular during an irradiation on and during an emission from an optical element.
  • the through-beam direction can also be within an optical element AEn ⁇ countries, for example if the optical element has a varying along the through beam ⁇ direction refractive index.
  • Light can be described as an electromagnetic wave.
  • the wave nature of the light can be described as a propagating vibration of the electric and magnetic fields.
  • Such a wave may be mathematically written, for example, as a sine function, with the argument of the function being referred to as the phase of the wave.
  • a wavefront can be defined.
  • the wave front of an electromagnetic wave includes all those punk ⁇ te, which have the same phase.
  • the wavefront thus forms an area in space that shifts along the propagation direction. If the electro ⁇ magnetic wave has more than one period, then there are several consecutive running wavefronts.
  • the wavefront forms an electromagnetic wave that is emitted isotropically from a point source becomes, a spherical surface, which grows in the radial direction.
  • the wave front is a planar surface which is propagated in a rectilinear manner perpendicular ⁇ right to the area in space, as long as no disturbances in the optical properties of the irradiated volume are available.
  • the wavefront is locally always perpendicular to the propagation direction of an electromagnetic wave.
  • the wave front forms a section of a spherical surface.
  • the propagation direction may change. For example, all light rays or radiation beam at the focal point meet at a perfect Sam ⁇ mellinse. Based on the wave front, this means that the wave fronts of different radiation beam converge to the focal point, where the wavefronts are superimposed in phase. If the converging lens has errors, such as local deformations, this may cause that portion of the electromagnetic wave ⁇ rule of the beam which irradiates the deformation is deferrers ⁇ device.
  • the wavefront of neighboring Strahlenbün ⁇ spindles can also be intentionally different. This is the case for example with Ver ⁇ application of phase-changing lithography masks.
  • the phase of adjacent Be ⁇ range, for example, rotated by 180 ° kentyp in this mass in binary structures, so that destructive interference results in a superposition of the radiation beam. In this way a con ⁇ contrast can be increased in the exposure.
  • the wavefront manipulator is arranged to adjust the phase of each Strahlenbün ⁇ trade individually and independently of the other beams. This is achieved by adjusting the optical path length of the beam or electromagnetic wave describing the beam as it passes through the wavefront manipulator.
  • the optical path length is a function of the refractive index n of the medium and the geometrical path length, the back defines the electromagnetic wave in the medium to ⁇ for classical media.
  • n (x) is a function indicating the value of the refractive index of the medium at the position x for the electromagnetic wave.
  • n (x) ⁇ 1
  • equation (I) gives the geometric path length in this case.
  • the wavefront manipulator is presently implemented as a segmented optical ele ⁇ ment.
  • This can, for example, a split into segments glass plate with plane-parallel single-jet and from beam sides be a split in Seg ⁇ mente lens curved in a predetermined manner the surface of the single-jet and / or jetting side, such as convex or concave or it can also be a act in segments split body whose Einstrahl- and / or Ausstrahlseite is formed by a free-form surface.
  • a free-form surface does not have symmetry in particular within the ⁇ be illuminated by the projection light surface.
  • the segmented optical element is preferably made of a material transparent to the light projection ⁇ material.
  • it may be made of quartz glass and / or monocrystalline calcium fluoride.
  • the segmented optical element is divided into segments.
  • the segmented optical element is divided into strips for this purpose.
  • the segmented optical element can be obtained, for example, by sawing a previously integral optical element.
  • Such a segmented optical element makes it possible to arrange individual segments independently of the other segments and to positio ⁇ kidney.
  • individual segments of the segmented optical ele ⁇ ment are arranged at different positions in the optical arrangement, wherein different segments are arranged transversely to the transmission direction side by side ⁇ .
  • the segmented optical element may in particular be arranged in a basic form. With respect to the individual segments of the segmen ⁇ oriented optical element this basic arrangement is referred to in this application as basic or null position.
  • At least one of the segments is arranged to be movable. This means that the segment can be brought into a different position from the zero position. For this segment, for example, fi xed ⁇ in a mobile version. By a deflection of the socket then the segment can be deflected as a whole.
  • a deflection may comprise a displacement along a specific axis, a rotation about a specific axis or even a combination thereof. The deflection takes place along a Auslen ⁇ kung direction, this also includes rotations around an axis.
  • a beam illuminates the area defined by the subaperture of the beam on the segmented optical element and transmits a certain volume of the segmented optical element.
  • This volume can be referred to as Nestrahlvolumen.
  • the transmission volume is a partial volume of the total volume encompassed by the segmented optical element.
  • the fürstrahlvolumen may be completely in one segment or it may include partial volumes of several juxtaposed segments.
  • the naturalstrahlvolumen comprises at least a partial volume of the ⁇ movably arranged segment.
  • the portion of the beam that passes through this sub-volume may also be referred to as a sub-beam.
  • a deflection of the segment which relative to the beam follows, it is therefore achieved that the partial beam penetrates another sub-volume of the segment.
  • targeted ⁇ nde ⁇ tion can be in particular the optical path length for the partial beams achieved by a deflection of the movable segment.
  • the partial beam may also comprise the entire beam.
  • the optical arrangement of the projection system for a lithographic system can next to the wavefront manipulator even further optical elements umfas ⁇ sen.
  • the beam forming of the respective beam for example, focus or collimate it in a small area be Farming ⁇ ken.
  • This can be advantageous implementations of the wavefront manipulator made it handy ⁇ .
  • Lithography equipment is a geometric path length which traverses the beam in the segment and / or a refractive index along the path through which the beam traversed in the segment is adjustable in dependence on the position of the segment relative to the beam.
  • the optical path length of the beam according to equation (l) can be adjusted.
  • the segment has a thickness that varies along the direction of deflection along the deflection direction
  • Deflection have a variable refractive index.
  • Lithographiestrom is the movably arranged segment of the segmented optical element independently of the other segments of the segmented optical element movable.
  • Lithographiestrom is a segment of the segmented optical element displaced along a direction of displacement and the Displacement direction includes with the transmission direction an angle of greater than 0 °, in particular between 45 ° to 90 °, a.
  • the displacement direction corresponds to the deflection direction when the displacement is a displacement along the axis given by the displacement direction. Because the displacement direction encloses an angle greater than 0 ° with the transmission direction, it is ensured that the volume of the segment irradiated by the radiation beam through a
  • Shift is changed. Such a shift along a
  • Displacement direction is clearly defined by the specification of the deflection in a known displacement direction. This can be for example a length in cm or in mm. In particular, the zero position can be used as the zero point for the deflection. The segment may then have, for example, a deflection of +4 cm or a deflection of -15 mm.
  • Lithography system is the wavefront manipulator for the correction of
  • Tilt Tilt, spherical aberration, coma, astigmatism, distortion and / or field curvature.
  • any aberration can be described with reference to the wavefront of the projection light by coefficients of so-called Zernike polynomials.
  • a first-order Zernike polynomial describes a tilt of the wavefront.
  • a tilt of the wavefront against the desired state causes an offset of the pixel, which is imaged by the relevant beam. Therefore, distortion of an image as a whole can be described by first-order Zernike polynomials with individual coefficients for each ray bundle.
  • Lithography system is an area between two segments of the segmented optical element of the wavefront manipulator parallel to the
  • Transmission direction of the projection light or the beam is.
  • Lithographiestrom is an area formed between two segments of the segmented optical element of the wavefront manipulator opaque.
  • the region can be an edge between two segments, through which part of the projection light strikes the segmented optical element when it is irradiated.
  • An edge may cause the light that strikes it to be scattered so that it exits the segmented element at a different location and at a different angle than adjacent light that does not hit the edge. This leads to an increase in scattered light, which can lead to loss of contrast for the image.
  • An edge can also lead to a local optical path change resulting in an edge in the wavefront and image quality
  • the term opaque is meant that the light incident on the opaque area is at least partially absorbed.
  • the area for this purpose is treated with an absorbent coating or a separate absorber is attached.
  • the light is deflected, for example reflected, onto an absorber surface arranged laterally of the beam path.
  • This alternative embodiment has the advantage that the absorber surface can be cooled more easily. In this embodiment, it is thus avoided that beam portions which would radiate or radiate onto the area between two segments are absorbed and thus do not contribute to an exposure. Thus, the resolution of the lithographic image can be improved.
  • This embodiment may be advantageous, as it is for example on the
  • Limiting a segment can cause curvatures in the surface of the segment. Furthermore, for example, from the production of the segment
  • segmented optical element locally altered optical properties, lattice defects and / or other damage and changes in the structure of the material occur predominantly in the material close to the material
  • Lithography plant emits a beam from a field point, which corresponds to a pixel of an image of the lithographic structure.
  • the beam illuminates a subaperture on the segmented optical element and there are at least two segments in the area defined by the subaperture.
  • This embodiment makes it possible to correct for the beam at least one tilt of the wavefront.
  • two segments lie in the area determined by the subaperture, it is meant that at least a partial area of the irradiation sides of these two segments corresponds to a corresponding part of the subaperture.
  • Lithographiestrom lie a number of segments in the area defined by the subaperture, wherein the number of segments is at least as large as the order of the function, with which the course of the wavefront along an axis can be described.
  • a straight line for example along the x-axis, can be described, since this requires at least two parameters become. These parameters are a y-intercept and a slope. In order to correct a wavefront having higher order aberrations, there is preferably a correspondingly higher number of segments in the subaperture. According to another embodiment of the projection system for a
  • Lithographiestrom the wavefront manipulator on a plurality of segmented optical elements, which are arranged along the beam path in the transmission direction one behind the other.
  • a segmented optical element whose segments are wedge-shaped and lined up along the ⁇ -direction next to each other, correct the tilt only in the ⁇ -direction. Therefore, if, after this segmented optical element, another segmented optical element, whose segments are aligned along the y-direction, is irradiated by the beam, the tilt of the wavefront in the y-direction can also be corrected by this second segmented optical element. With the aid of movable segments with a curved surface, further tilting can be corrected.
  • complex two-dimensional optical path length distributions can be generated for each beam. This makes it possible to correct even higher-order aberrations in two dimensions.
  • Lithography are several, in the beam path arranged behind one another segmented optical elements present, the segments of which are displaceable along a displacement direction.
  • Displacement direction of the segments includes with the transmission direction an angle greater than 0 °, preferably from 45 ° to 90 °, a.
  • the wavefront manipulator is disposed in a near-field position in the beam path.
  • Lithography plant is provided a heating device which is adapted to cause a local temperature change in associated segments.
  • Refractive index of most materials depends on the temperature. Therefore, through a targeted temperature change, a targeted
  • Refractive index change can be achieved. Furthermore, most materials have a temperature-dependent expansion coefficient not equal to zero. Then, by changing the temperature, the claimed volume of the material also changes. This is a geometric path length of a light beam, which radiates through the affected area, customizable. Thus, the advantage with such a heating device is that the optical path length can be adjusted locally in a targeted manner and without a mechanical change in position of a segment.
  • Such a heater can, for example, by a conductive
  • the heating device may also be an optical heating device which, for example, injects infrared radiation laterally into a segment. The injected infrared radiation is at least partially absorbed by the material, resulting in a local temperature change.
  • a displacement of a segment relates to all the ray bundles in whose subaperture the segment lies. There may be situations where this is undesirable. Then the embodiment offers such
  • Heater the ability to set the optical path length targeted for only one beam without a shift of the segment.
  • Lithographiestrom the wavefront manipulator on two segmented optical elements.
  • the segments of a respective segmented optical element are arranged side by side transversely to the transmission direction.
  • the segmented optical elements are arranged one behind the other in the transmission direction and enclose or form a cavity-free volume.
  • one segment of the one segmented optical element corresponds to a corresponding segment of the other segmented optical element, which are in surface contact with one another in the transmission direction.
  • the segments of the segmented optical elements are formed as wedge segments whose thickness is perpendicular to the transmission direction, that is, the geometric path length, depends on the position. If one selects a Cartesian coordinate system whose z-axis points in the direction of transmission, the segments are displaceably arranged in the ⁇ -direction and in each case one surface irradiated by the projection light lies in the ⁇ -y-plane
  • the one wedge segment has a thickness increasing in the positive ⁇ direction and the other wedge segment has a thickness increasing in the negative x direction.
  • the two wedge segments are in contact with each other, wherein the contact surface is opposed by the surface irradiated by the projection light and lying in the ⁇ -y plane and not in the xy plane, but has a gradient along the ⁇ direction.
  • a method for operating a lithography system with a projection system having an optical arrangement in particular according to one of the aforementioned exemplary embodiments, is proposed.
  • the method comprises the steps ⁇
  • a transmission of the optical arrangement is achieved, for example, by the optical arrangement in a beam path of the projection system
  • a light source of the lithography system emits the projection light.
  • the material of the optical elements which are part of the optical arrangement is predominantly transparent to the projection light, or at least substantially transparent.
  • the adjustment of the position of the movable segment is realized, for example, by displacement of the segment.
  • the segment can be movably mounted and by a dedicated actuator
  • this further comprises the steps: Capture the wavefront of the projection light with a
  • Driving actuators associated with the segments to adjust the calculated position of each segment.
  • the lithography system preferably has a device for detecting the wavefront of the projection light. This could be, for example, a Hartmann Shack sensor. Furthermore, the lithography system can have devices for electronic data processing, such as computers. These computers can be set up to perform the calculations.
  • a computer program product such as a computer program means, for example, can be provided or supplied as a storage medium, such as memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file from a server in a network. This can be done, for example, in a wireless communication network by the transmission of a ent ⁇ speaking file with the computer program product or program Computerpro ⁇ agent.
  • the embodiments and features described for the proposed device apply accordingly to the proposed method.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embodiment of a DUV
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a wavefront manipulator with a segmented optical element having a movably arranged segment
  • 3a shows a perspective view of the wavefront manipulator in which the movably arranged segment is displaced
  • Fig. 3b shows a perspective view of an embodiment of the movably arranged segment in two positions A and B;
  • FIG. 4 shows a cross-section of another embodiment of a movably arranged segment, wherein the segment has partial volumes with different refractive indices
  • FIG. 5 shows a schematic example of a correction of a wavefront by means of a wavefront manipulator
  • Fig. 6 shows an embodiment of a projection system of a lithographic ⁇ system with an optical arrangement
  • FIG. 7 shows a cross section of a further embodiment of a segmented optical element!
  • FIG. 8 shows a schematic view of a second embodiment of a wavefront manipulator with two segmented optical elements.
  • 9 shows a cross section of a third embodiment of a wavefront manipulator with two segmented optical elements!
  • FIG. 10 shows a perspective view of a fourth embodiment of a wavefront manipulator with an infrared laser!
  • FIG. 11 shows a flow chart of an embodiment of a method for operating a lithography system with a projection system.
  • Fig. 12 shows a schematic cross section of an embodiment of a segmented optical element.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a DUV lithography tool 100, wel ⁇ che a beam shaping and illumination system 102 and a projection system 104 includes.
  • DUV stands for "deep ultraviolet” (English: deep ultraviolet, DUV) and denotes a wavelength of the working light (also called useful radiation) between 30 and 250 nm.
  • the beam-forming and illumination system 102 and the projection system 104 can be housed in a vacuum housing be ⁇ assigns and / or be surrounded by a machine room.
  • the optical elements are in the machine ⁇ space evacuating means for producing a Va ⁇ kuums and / or driving devices for the mechanical method and a ⁇ represent provided. Further, also electrical controls and the like be provided in this engine room.
  • the DUV lithography system 100 has a DUV light source 106.
  • a DUV light source 106 an ArF excimer laser wel ⁇ cher radiation 108 in the DUV region may be provided for example, emitting at 193 nm, for example.
  • the beam shaping and illumination system 102 shown in FIG. 1 directs the DUV radiation 108 onto a lithography mask 120.
  • the lithography mask 120 is embodied as a transmissive optical element and can be arranged outside the systems 102, 104.
  • the lithography mask 120 has lithographi-see structures, which are reduced by means of the projection system 104 shown reduced to a wafer 124 or the like. In this case, the wafer 124 is arranged in the image plane of the projection system 104.
  • the projection system 104 includes a plurality of lenses 128 and / or mirror for Ab ⁇ formation of the lithography mask 120 onto the wafer 124th
  • lenses 128 and / or mirrors of the projection system 104 may be arranged symmetrically to the op ⁇ tables axis 126 of the projection system 104th
  • the number of lenses and mirrors of the DUV lithography system 100 is not limited to the number shown. There may also be more or fewer lenses and / or mirrors. Furthermore, the mirrors are usually curved at their front for beam shaping.
  • the projection system 104 of the illustrated lithography system 100 has, in particular, an optical arrangement 110 with a wavefront manipulator 112 in the beam path.
  • the projection light 108 irradiated on the way to the wafer 124, the optical assembly 110 and the wavefront manipulator 112.
  • the projected light 108 can be ⁇ divides particular in ray bundle 114, which propagate along a through direction of the beam 116 in the beam ⁇ gear.
  • An air gap between the last lens 128 and the wafer 124 may be replaced by a liquid medium 132 having a refractive index> 1.
  • the liquid medium may be, for example, high purity water.
  • Such a structure is also referred to as immersion lithography and has an increased photolithographic resolution.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a wavefront manipulator 112 having a segmented optical element 218, which comprises a movably arranged ⁇ Seg ment 222nd
  • the illustrated wavefront manipulator 112 can be used, for example, in an optical arrangement 110 as the wavefront manipulator 112 of FIG Projection system 104 are used (see Fig. L).
  • the segmented opti cal ⁇ element 218 is in the example of Fig. 2 is formed as a glass plate having a wedge ⁇ form, the wedge tapers in the direction of displacement 238th The wedge ⁇ form is not shown for reasons of clarity in FIG.
  • a representation of a wedge-shaped segment 222 is given in FIG. 3b.
  • the segmented optical element 218 has a plurality of segments 220 whose light source-side surfaces 221 form a plane in this example. In FIG. 2 for reasons of clarity only one segment surface 221 is placed hatched ⁇ and inscribed. The segments 220 are arranged transversely to the transmission direction 116 next to one another. The segments 220 of the segmented optical element 218 are in the zero position in this illustration.
  • the Move ⁇ Lich arranged segment 222 is formed as a slidable segment 222 in FIG. 2 and is displaceable along the displacement direction 238th
  • FIG. 2 shows an image field 232 with field points 234 (only one field point is designated in FIG. 2). From the field point 234 emanates a ray ⁇ lenbündel 114, which propagates in the transmission direction 116. The beam 114 illuminates a sub-aperture 236 on the segmented optical ⁇ rule element 218. The sub-aperture 236 is located in the view of FIG. 2 fully ⁇ constantly Einstrahlseite of the movably arranged segment 222. Au ⁇ ßerdem is shown in Fig. 2 that of Schwarzi ⁇ onslichtkegel 108 shown spanned the projection light 108.
  • the projection light beam 108 comprises all Strah ⁇ lenbündel, emanating from the field points of the image field 232nd
  • the projec ⁇ onsanderkegel 108 illuminates a surface 226 circularly shown in Fig. 2 on the segmented optical element 218. After passing rays of the segmented optical element 218, the projection light beam 108 propagates continued and illuminates an area 228, for example, a Einstrahlseite a further can be optical element (not shown).
  • the beam 114 emanating from the field point 234 illuminates a further subaperture 230 located in the surface 228. In the illustrated situation, the light beams of the beam 114 diverge, for which reason the subaperture 230 covers a larger area than the subaperture 236.
  • an optical path length for the radiation beam 114 can be achieved by means of a displacement of the slidably arranged segment 222 to adjust. In this way, it is possible to correct the wavefront of the beam 114 relative to the other beams of the projection light cone 108.
  • the segmented optical element 218 is divided into segments such 220 that the sub-aperture 236 of the beam bundle 114 ⁇ at least two of the segments 220 lit (see for example Fig. 8). Furthermore, it is preferred that the other segments 220 are arranged to be movable.
  • segmented optical element 218 is divided into segments 222 in a different manner.
  • segmented optical element 218 is not necessarily given a rectangular basic shape.
  • FIG. 3 a shows the segmented optical element of FIG. 2, wherein the movably arranged segment 222 in this representation is shifted from the zero position along the displacement direction 238 and relative to the radiation beam 114.
  • FIG. 3b shows a perspective view of an embodiment of the movably arranged segment 222 in two positions A and B.
  • the segment 222 of FIG. 3b has a wedge shape, that is to say that it has a position-dependent geometric thickness in the transmission direction 116.
  • the movable subordinate to ⁇ member 222 is slidably disposed along the displacement direction 238th
  • the segment 222 is shifted in the illustrated positions A and B relative to the beam 114.
  • the subaperture 236 illuminated by the radiation beam 114 is shown in both positions.
  • the radiation beam 114 irradiates in the segment 222, a volume 302, 304, which is defined by the geometrical thickness of the segment 222 on the position of the sub-aperture 236 along the through beam ⁇ direction 116 and the sub-aperture 236 itself is.
  • a reduced geometric path length for the beam 114 in the segment 222 is achieved.
  • the optical path length is reduced and a wavefront, the segment 222 through faster ⁇ ler.
  • the optical and geometric path length in the volume 302 (FIG. 3b: A) is greater for the radiation beam 114 than in the volume 304 (FIG. 3b: B).
  • Fig. 4 shows a cross section through a further embodiment of a movable lent arranged segment 422, which is a segment of a segmented optical ⁇ rule element 218 (see FIG. 2, 3a or 3b) can be.
  • the segment has two subvolumes 402 and 404, which differ in their refractive index for the projection light.
  • the partial volume 402 has a refractive index n 1 that is smaller than a refractive index n 2 of the partial volume 404.
  • n 1 refractive index
  • n 2 refractive index n 2 of the partial volume 404.
  • a light beam radiates through different areas in the segment 422. This is shown in FIG. 4 by means of three light beams 410, 420, 430.
  • the light beams pass through different geometric distances 412, 423, 432 in the partial volume 404 with refractive index n2 and different geo ⁇ metric distances 414, 424, 434 in the sub-volume 402 with refractive index nl. Therefore, the optical path length of the three light beams 410, 420, 430 under ⁇ different. This is shown in Fig. 4 by arrows of different lengths, the segment 422 by incident light rays 416, 426, 436 represents my ⁇ ren. The optical path length for the light beam 410 is at its lowest, so it passes through the segment 422 faster and therefore is represented by the longest arrow 416.
  • FIG. 5 shows a schematic example of a correction of a wavefront of the projection light 108 by means of a wavefront manipulator 218, which is embodied here as a segmented optical element 218.
  • Fig. 5 looks in the possible direction of displacement on the juxtaposed segments 220, of which only one is provided with the corresponding reference numerals. It can be clearly seen in this illustration that the light source-side segment surfaces 221 (in the figure, only one surface 221 is designated) do not have to lie in one plane, but rather can also be distributed over a region 500 along the transmission direction 108.
  • the region 500 results from the condition that the wavefront manipulator 218 is to be arranged in a field-near position in the beam path of the lithography system 100. This is fulfilled when the individual segment surfaces 221 of the segments 220 are arranged in a near-field position.
  • Fig. 6 described below field levels and corresponding positions are explained in more detail.
  • FIG. 5 shows two diagrams (upper and lower illustration) which have an x-axis and a phase axis, which is denoted by Acp.
  • the ⁇ -axis in this case corresponds to a cross-sectional position of the light incident on the WEL lenfronmanipulator 218 projection light 108.
  • the phase-axis represents the coefficients of the tilt of the wave front of the projection light 108 based on the ideal or desired wavefront at the position of shafts ⁇ front manipulators 218 in the beam path
  • the profile of the tilt of the wavefront 506, 508 can be described by a function. that whose amplitude is proportional to x 3 .
  • a coordinate system x, z is shown in FIG. 5, which represents the orientation of the wavefront manipulator 218 relative to the projection light 108.
  • the x-position should coincide with the ⁇ -position in the phase diagram. Due to the arrangement of the segments of the shaft front manipulator 218 shown, a weakening of the phase difference 506 with respect to the desired phase characteristic can be achieved. After the beams by the wavefront ⁇ manipulator 218 108, the projection light amount as a reduced phase difference 508 on an ideal course of the wave front.
  • the segments 220 of the segmented optical element 218 are formed such that a geometrical path length of the projection ⁇ light 108 can be adjusted depending on the x position.
  • the correction was achieved with a total of twelve segments 220. For a better correction, more segments are advantageous.
  • a correction is shown only along the x-axis. It is to ver ⁇ that this correction by a corresponding arrangement of the Wel ⁇ lenfrontmanipulators 218 is possible also along any other axis.
  • a higher resolution and / or a combined correction along more than one axis can be achieved (see, for example, FIG. 8).
  • FIG. 6 shows an embodiment of a projection system 600 of a lithography system 100 with an optical arrangement 610.
  • the projection system 600 can also be referred to as projection optics.
  • the optical design of Pro ⁇ jekomsoptik 600 corresponds with the exception of the optical arrangement 610 of Fig. 34 of US 8,289,619 B2, to soft herein fully incorporated by reference ( “incorporation by reference”).
  • the optical assembly 610 can in particular in all in US Pat. No. 8,289,619 B2 mentioned catadioptric projection head be used.
  • plane 602 in this example, there is an image plane 602 having field points 604, 606. From each field point 604, 606, a beam 614, 616 goes out.
  • the projection optical system 600 is directed to a ⁇ , the field points 604, 606 of the image plane 602 on a reduced wafer 624 mapped.
  • the projection optics 600 includes a plurality of unspecified lenses and mirrors.
  • the projection optics 600 has the optical arrangement 610 with a wavefront manipulator 612 except ⁇ .
  • a wavefront manipulator 612 For example, it may be provided to use the wavefront manipulator of one of FIGS. 2, 3 a, 4, 5, 8 in the optical arrangement 610.
  • Each Strahlenbün ⁇ del 614, 616 illuminates a subaperture on the wavefront manipulator 610.
  • a pupil plane 620 is located.
  • each beam 614, 616 the pupil plane in the irradiated vol ⁇ len diameter 620th Therefore, the sub-aperture of each beam 614, 616 corresponds to the pupil plane 620 to the diameter of the projection ⁇ light cone.
  • a near-field position can be defined as follows. Each one
  • Subaperture diameter SAD All emanating from the field level 602
  • Beams 614, 616 together illuminate on the segment surfaces 221 an optically used region of maximum diameter DFP.
  • the area can be categorized via the ratio SAD / DFP.
  • a ratio of 0 describes the field plane 602, a ratio of 1 the pupil plane.
  • an area with a ratio between 0 and 0.5, preferably between 0 and 0.25, can be described as close to the field.
  • the wavefront manipulator 612 is arranged in a field-near position. This is characterized in that the diameter of a subaperture SAD a radiation beam 614, 616 on the 612 represents only Wellenfrontma ⁇ nipulator a fraction, for example less than 50%, of the diameter of the optically used region DFP.
  • optical configurations are also conceivable which have no reflective element or at least one folding mirror and / or at least one pupil mirror.
  • Fig. 7 shows a cross section of another embodiment of a segmentation ⁇ th optical element 718.
  • the segmented optical element 718 has in the ⁇ ser embodiment, segments 720, whose contact surfaces 706, 708 parallel to the edge rays of an incident beam set 114th This is shown schematically for the segment 704.
  • the beam 114 is emitted from a field point 234 of the image field 232.
  • the segmented optical element 718 has opaque structures 710, which radiate projection light onto those formed by the contact surfaces 706, 708 on the irradiation side of the segmented optical element 718
  • the opaque structures 710 further At ⁇ orders are possible.
  • the opacity can be suitably adjusted and take into account the wavelength of the projection light used.
  • the side surface 708, 706 each coated with a UV-absorbing material ⁇ .
  • FIG. 8 shows a schematic view of another embodiment of the wavefront manipulator 112 with two segmented optical elements 820 and 830, which include segments 821 and 831, respectively. Furthermore, in FIG. 8, a beam 114 is shown, which propagates along a transmission direction 116. The through beam direction 116 is parallel to the z-axis ei ⁇ nes Cartesian coordinate system shown.
  • the two segmented optical elements 820, 830 each have through-beam in the direction 116 rather ⁇ shaped segments 821, 831, wherein the alignment of the segments 821, 831, orthogonal to each other or ⁇ is selected.
  • the segments 821 of the segmented optical element 820 extend extend along the ⁇ -direction along the y-direction, and the segments 831 of the seg ⁇ mented optical element 830th
  • the segments 821, 831 of a respective segmen ⁇ oriented optical element 820, 830 are each arranged transversely adjacent to the through beam direction 116th This arrangement has the advantage that a light beam or bundle of rays ⁇ 114 along the through direction of the beam 116 only exactly one segment 821, 831 of a respective segmented optical element 820, 830 irradiates result.
  • the segments 821, 831 of the seg ⁇ mented optical elements 820, 830 respectively in the ⁇ -y plane are arranged.
  • a respective light source-side segment surface 823, 833 of the two segmented optical elements 820, 830 is characterized.
  • all surfaces are segment 823 of the segmented optical ⁇ rule element 820 in a plane and are all of the segment 833 of the segmented surfaces of the optical element 830 in a plane.
  • the segment surfaces 823, 833 of a jewei ⁇ then segmented optical element 820, 830 do not lie in a plane, as shown for example in Fig. 5.
  • Each of the segmented optical elements 820, 830 has at least one ⁇ be of movable segment 824, 834th
  • the movable segments 824, 834 are displaceably arranged along a displacement direction 828, 838.
  • the radiation lenbündel 114 radiates a sub-aperture 826 of the first segmented opti ⁇ rule element 820 and radiates through this.
  • the subaperture 826 covers a part of the irradiation side of the two segments 822 and 824.
  • the radiation beam 114 After the radiation beam 114 has transmitted through the first segmented optical element 820, it is incident on a subaperture 836 of the second segmented optical element 830 in which the two segments 832 and 834 are located.
  • a subaperture 836 of the second segmented optical element 830 in which the two segments 832 and 834 are located.
  • segmented optical elements 820, 830 More than two segmented optical elements 820, 830 used, the shift Rich ⁇ obligations are disposed at other angles to each other and are irradiated sequentially are preferred.
  • the segmented optical elemen ⁇ te may be divided into a greater number of segments 821, 831 as it is shown here 820 830, wherein preferably each segment 821, 831 is movably arranged ⁇ . Overall, therefore, the ability to manipulate complex sautédi ⁇ -dimensionally curved wavefronts or correct.
  • FIG. 9 shows a cross section of a third embodiment of a wavefront manipulator 900 with two segmented optical elements 910, 920.
  • FIG. 9 shows the wavefront manipulator 900 in three different states A, B, C.
  • the segmented optical elements 910, 920 of the wavefront manipulator - Sector 900 of this embodiment are each composed of wedge segments 910, 920 to ⁇ sammencontact and form a cavity-free volume.
  • the segments 910, 920 are each displaceably arranged along a displacement direction 912, 922. In this case, a shift takes place in such a way that the segments 910, 920 in each case contact each other in a planar manner on the side facing one another.
  • the individual segments 910, 920 of a respective segmented optical element are arranged side by side transversely to the transmission direction 116 (corresponding to the beam direction of the light beam 114), which is not recognizable in the side view of FIG. 9.
  • the individual segments 910, 920 are arranged one after the other. arranged in the image plane and / or out of the picture plane out.
  • this arrangement has the effect that the light beam 114 only exactly one segment 910, 920 of a radiated through each segmented optical element and sequentially first segment 910 irradiates the first segmented optical element and then the segment 920 of the second segmented optical Ele ⁇ ments, as explained below.
  • a light beam 114 which radiates onto the segment 910 of the first segmented optical element.
  • the light beam 114 then passes through an optical path 914 in the segment 910 and then an optical path 924 in the segment 920.
  • the segments 910, 920 are shown in different positions. Characterized each of the light path 914, 924 of the light beam 114 varies in the jeweili ⁇ gene segment 910, 920 and thus this has to cover the optical path length. In the present case, therefore, the optical path length for the light beam 114 is adjusted by shifting the segments 910, 920 relative to each other.
  • the segments 920 are movable, while the segments 910 are not movable and / or the first optical element is not segmented.
  • wavefront manipulator 900 are suitable, for example, for use in a projection system 104 of FIG. 1 or 600 of FIG. 6.
  • FIG. 10 shows a fourth embodiment of a wavefront manipulator 112.
  • the wavefront manipulator 112 has a segmented optical element 218 with segments 220 and a laterally arranged infrared laser 1020.
  • a representation of the projection light 108 and / or a ray bundle 114 has been dispensed with ,
  • the infrared laser 1020 is adapted to emit infrared radiation 1030 can be predetermined before a ⁇ direction.
  • the infrared laser 1020 irradiates an infrared ray bundle 1030 onto an aperture 1040, which is a partial area of the irradiation side of the segment 222.
  • the infrared radiation 1030 222 absorbed by the material of the segment in the region of the aperture 1040 ⁇ least partially, whereby the material is heated.
  • a targeted change in the optical properties of the segment 222 in the region of the aperture 1040 can be achieved.
  • the Bre- can change monitoring index of the material, or due to thermal expansion, the respective geometric optical path length of a light beam changes by at ⁇ the aperture run 1040th
  • the infrared laser 1020 is further configured to direct the infrared beam to further regions 1050 of the segment 222. It is different from the presentation also possible that is irradiated same time ⁇ several areas in 1040, the 1050th Furthermore, further infrared lasers 1020 can be provided which irradiate to further segments 220 of the segmented optical element 218. In addition, the infrared lasers 1020 may also be arranged differently from the position shown in FIG. 10. In addition to the change in the optical path length at the aperture 1040 due to the possible displacement of the segment, a further change can therefore take place due to the heat input and the thereby variable optical property of the part of the segment irradiated with infrared light.
  • FIG. 11 900 shows a schematic flow diagram of a method for operating a lithography system 100 having a projection system 104 having a optical ⁇ rule arrangement 112 with a wavefront manipulator 114, 112, 610, 112 (see FIGS. 1, 2, 6, 8, 9 ).
  • the illustrated method comprises the steps of transit rays 1110 of the projection system 104 to the wavefront manipulator 114, 112, 610, 112, 900 with projection light 108, and the setting 1120 a Posi ⁇ tion of a movable segment 222 of a segmented optical element 218 of the wavefront manipulator 114, 112, 610, 112, 900, so that an aberration of the wavefront of the projection light 108 is corrected.
  • the transmission 1110 in this case comprises a radiation of the projection light 108 by a light source 106, the guiding of the projection light 108 in a beam ⁇ forming and illumination system 102 and a projection system 104.
  • Dar ⁇ beyond the step of the irradiation 1110 includes in particular the sub-procedural steps of Capturing 1111 the wavefront of the project onsanders 108 with Wellenirontsensor, calculating 1112 Koeffi ⁇ coefficients of Zernike polynomials such that a linear combination of Zernike polynomials ent ⁇ talks to the calculated coefficients of the detected wave front, and of calculating 1113 of adjusted positions of segment elements 220 of segmented optical elements 218 such that the detected wavefront is corrected.
  • Detecting wavefront 1111 may in particular be carried out with a rich ⁇ it is ended device, for example a Wellenirontsensor as a Hartmann-Shack sensor.
  • Calculating the Zernike coefficients of 1112, the poly ⁇ nome can by means of a suitably equipped computer or Computerpro ⁇ program, for example, with an optimization algorithm performed ⁇ the.
  • calculating 1113 adjusted position of the segments 220 in order to correct the wave front may be carried out by a suitably equipped Compu ter ⁇ .
  • the computer comprises, for example, a memory unit in which the effect of a change in position of each individual segment 220 on the wavefront is stored.
  • the method step of setting 1120 a position of a movably arranged segment 222 comprises, for example, a control 1121 of the actuator assigned to the segment 222, so that the segment 222 is brought into the calculated position.
  • the method can further, not shown process steps umfas ⁇ sen.
  • this method is Runaway ⁇ resulting in a kind of loop, so that hundreds or thousands of control steps are carried out within a Se ⁇ customer.
  • a high temporal resolution allows in particular ⁇ sondere, interference with very small time constants, such as Erschüt ⁇ Chippings lithography system that lead to small local deformations of opti ⁇ rule elements to effectively correct.
  • FIG. 12 shows a schematic cross section of an embodiment of a segmented optical element 1200 which can be used, for example, in a wavefront manipulator 112, 612, 900.
  • the peculiarity of this embodiment is that the three illustrated segments 1210, 1220, 1230 are individually shaped, wherein they touch with their obliquely running ⁇ the side surfaces 1213, 1223, 1233 in this example, and that the Einstrahlen 1211, 1221, 1231 do not form a flat surface with each other.
  • a depending ⁇ supplementaryr angle ctl - a6 of the side surfaces 1213, 1223, 1233 of the segments 1210, 1220, 1230 is preferably selected so that a respective side face 1213, 1223, 1233 parallel to a central, that is, an averaged, Einstrahlrich ⁇ processing of irradiating light beams 1214, 1215, 1216 and / or a Strah ⁇ lenbündel is.
  • an effect of the side surfaces 1213, 1223, 1233 on the propagation of the projection light is effectively minimized.
  • the light beams 1214, 1215, 1216 there are further provided irradiate three light beams 1214, 1215, shown in 1216, the differing ⁇ che surfaces or locations on the segmented optical element 1200 be ⁇ light and the segmented optical element 1200 along different paths.
  • the light beams 1214, 1215, 1216 each have an individual propagation direction.
  • the light beam 1214 extends, for example, obliquely to a perpendicular (shown dotted) on the Einstrahl tone 1211, 1221,
  • the first light beam 1214 obliquely falls on the irradiation side 1211 of the first segment 1210, is refracted toward the solder when irradiated into the first segment 1210, and emerges obliquely from the first segment 1210 via the emitting side 1212, being broken away from the solder.
  • the irradiation side 1211 and the irradiation side 1212 are parallel to each other, the light beam 1214 has the same propagation direction after irradiating the segment 1210 as it already had before irradiation.
  • the second light beam 1215 is perpendicularly incident on the Einstrahlseite 1221 of the mitt ⁇ sized segment 1220 and is therefore not refracted upon irradiation.
  • the light beam enters 1215 on the side surface 1223 of the segment 1220, and 1233 of the outer over the side surface Segment 1230 in this one.
  • the light beam 1215 radiates out of the outer segment 1230 via the emission side 1232.
  • the light beam 1215 thus partially passes through two segments 1220, 1230 of the segmented optical element 1200.
  • the third light beam 1216 radiates perpendicular to the Einstrahlseite 1231 of the third segment 1230, this radiates and radiates on the Ausstrahl ⁇ page 1232 from.
  • a non-linear loading ⁇ movement of the segments is conceivable. It is also possible to use circular strips as segments which are rotatable about a common center relative to each other.
  • the segments of an optical element may be movably arranged on Various ⁇ NEN points in the beam path in principle. One can then speak of a distributed Alvarez arrangement.
  • Suitable transparent materials for the segments are, in particular, quartz glass or CaF 2.

Abstract

Optische Anordnung in einem Projektionssystem für eine Lithographieanlage, welche einen Strahlengang zum Abbilden lithographischer Strukturen aufweist, mit eine in dem Strahlengang angeordneten Wellenfrontmanipulator, welcher im Betrieb der Lithographieanlage von einem in dem Strahlengang verlaufenden Strahlenbündel entlang einer Durchstrahlrichtung durchstrahlt wird und welcher dazu eingerichtet ist, eine optische Weglänge für das Strahlenbündel einzustellen, wobei der Wellenfrontmanipulator aufweist: ein segmentiertes optisches Element mit quer zur Durchstrahlrichtung nebeneinander angeordneten Segmenten, wobei zumindest ein Segment derart beweglich angeordnet ist, dass sich bei einer Positionsänderung des Segments relativ zu dem das Segment durchstrahlende Strahlenbündel die optische Weglänge für das Strahlenbündel ändert.

Description

PROJEKTIONSSYSTEM FÜR EINE LITHOGRAPHIEANLAGE SOWIE VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER LITHOGRAPHIEANLAGE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionssystem für eine Lithographie- anläge mit einem Wellenfrontmanipulator sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Lithographieanlage.
Der Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2017 203 571.4 wird durch Bezug¬ nahme vollumfänglich mit einbezogen (incorporation by reference).
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikro strukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithogra- phieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Be¬ leuchtungssystem und ein Projektions System aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Pro¬ jektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be¬ schichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Beim Abbilden der lithographischen Mikro- oder Nanostrukturen auf die Wafer¬ oberfläche wird meist nicht der gesamte Wafer belichtet, sondern lediglich ein schmaler Bereich. In der Regel wird die Waferoberfläche stück- oder schlitzweise belichtet. Dabei wird sowohl der Wafer wie auch die Maske schrittweise abge- scannt und gegeneinander antiparallel bewegt. Die Belichtungsfläche ist dabei häufig ein rechteckiger Bereich.
Übliche Lichtwellenlängen für DUV- Systeme betragen derzeit 248 nm, 193 nm und gelegentlich 157 nm. Um noch höhere lithographische Auflösungen zu erzie- len, wird Strahlung bis hin zu weicher Röntgenstrahlung verwendet. Für Licht der Wellenlänge von 13,5 nm lassen sich zum Beispiel Strahlungsquellen und Optiken für lithographische Zwecke herstellen.
Aktuelle Lithographieanlagen erreichen eine Auflösung im Nanometer-Bereich. Um komplexe Strukturen herstellen zu können, ist es notwendig, einzelne Wafer in mehreren Prozessschritten mehrmals zu belichten. Dabei kommt es auf eine genaue Übereinstimmung der abzubildenden Strukturen einer Maske mit bereits vorhandenen Strukturen an. Obwohl bekannte Projektionsoptiken eine sehr hohe Abbildungsgüte erreichen, kommt es insbesondere im Betrieb einer Lithogra- phieanlage zu zeitlich veränderlichen Betriebsbedingungen, die sich zum Teil in zeitlich veränderlichen Abbildungsfehlern niederschlagen. Beispielsweise führt eine lokale Erwärmung einer Linse zu mechanischen Spannungen in der Linse, die einerseits zu einer Verformung des Linsenkörpers führen und andererseits auch lokal veränderte optische Eigenschaften des Linsenmaterials bedingen können.
Abbildungsfehler von optischen Systemen werden auch Aberrationen genannt. Eine Möglichkeit, die Aberrationen eines optischen Systems zu beschreiben, stel¬ len die sogenannten Zernike-Polynome dar. Verschiedene Zernike- Polynome be_ schreiben dabei unterschiedliche Aberrationen. Der Funktionswert eines Zerni- ke-Polynoms gibt dabei die Abweichung der tatsächlichen Wellenfront von Strah¬ lung von einer idealen Wellenfront an.
Mit einer gezielten Änderung der Wellenfront der Strahlung ist es daher möglich, eine ideale Wellenfront zu erhalten und somit ein ideales optisches System zu erhalten. Dies kann erreicht werden, indem die optische Weglänge von einzelnen Lichtstrahlen oder Lichtbündeln gezielt angepasst wird. Dadurch kann eine un¬ gewollt entstehende Krümmung der Wellenfront kompensiert werden. Beispielsweise kann in einem optischen Element der Brechungsindex lokal für einzelne Lichtbündel verändert werden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist durch lokales Heizen einer durchstrahlten Glasplatte gegeben. Derartige Vor¬ richtungen sind zum Beispiel aus der DE 199 56 353 Cl oder aus der WO 2013 044 936 AI bekannt.
Allerdings eignen sich derartige Systeme nicht, um eine zeitlich schnelle Anpas¬ sung vorzunehmen, da ein Regelvorgang mit solchen Systemen wenigstens meh¬ rere Sekunden beansprucht. Für Beleuchtungssysteme für Lithographieanlagen bekannte optische Anord¬ nungen sind in der Regel nicht geeignet, in Projektionssystemen, die zur Abbil¬ dung lithographischer Strukturen eingerichtet sind, eingesetzt zu werden. Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte optische Anordnung in einem Projektionssystem zur Korrektur der Wellenfront von Strahlung in einer Lithographieanlage bereitzustellen.
Demgemäß wird eine optische Anordnung in einem Projektionssystem für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das Projektionssystem weist einen Strahlen¬ gang zum Abbilden lithographischer Strukturen auf, wobei in dem Strahlengang eine optische Anordnung mit einem Wellenfrontmanipulator angeordnet ist, wel¬ cher im Betrieb der Lithographieanlage von einem in dem Strahlengang verlau¬ fenden Strahlenbündel entlang einer Durchstrahlrichtung durchstrahlt wird. Der Wellenfrontmanipulator ist dazu eingerichtet, eine optische Weglänge für das Strahlenbündel einzustellen. Hierzu weist der Wellenfrontmanipulator ein seg¬ mentiertes optisches Element mit quer zur Durchstrahlrichtung nebeneinander angeordneten Segmenten auf, wobei zumindest ein Segment derart beweglich angeordnet ist, dass sich bei einer Positionsänderung des Segments relativ zu dem das Segment durchstrahlende Strahlenbündel die optische Weglänge für das Strahlenbündel ändert.
Insbesondere ist die vorgeschlagene optische Anordnung nicht Teil eines Be¬ leuchtungssystems in einer Lithographieanlage. Vorzugsweise ist die optische Anordnung Teil des Projektionssystems, welches zum Abbilden lithographischer Strukturen mit Hilfe von UV- Beleuchtungslicht eingerichtet ist, wobei das Be¬ leuchtungslicht von einem Strahlformungs- und Beleuchtungssystem bereitge¬ stellt wird. Man kann insofern auch von einem Projektionssystem mit eine Wel¬ lenfrontmanipulator sprechen.
Ein zusätzlicher Aspekt dieser Anmeldung betrifft ein Projektions System für eine Lithographieanlage, welches einen Strahlengang zum Abbilden lithographischer Strukturen aufweist, wobei in dem Strahlengang eine optische Anordnung mit einem Wellenfrontmanipulator angeordnet ist, welcher im Betrieb der Lithogra- phieanlage von einem in dem Strahlengang verlaufenden Strahlenbündel entlang einer Durchstrahlrichtung durchstrahlt wird. Der Wellenfrontmanipulator ist dazu eingerichtet, eine optische Weglänge für das Strahlenbündel einzustellen. Hierzu weist der Wellenfrontmanipulator ein segmentiertes optisches Element mit quer zur Durchstrahlrichtung nebeneinander angeordneten Segmenten auf, wobei zumindest ein Segment derart mit Hilfe einer entsprechenden Heizvorrich¬ tung beheizbar ist, dass sich bei einer Temperaturänderung des Segments die optische Weglänge für das das Segment durchstrahlende Strahlenbündel ändert.
Die für das Projektions System für eine Lithographieanlage mit einem
Wellenfrontmanipulator mit beweglichem Segment beschriebenen
Ausführungsformen und Merkmale gelten für diesen zusätzlichen Aspekt entsprechend.
Ein entsprechendes Projektionssystem ermöglicht es, eine Wellenfront, die in unerwünschter Weise verläuft, auszugleichen und eine verbesserte Abbildungs¬ leistung zu erzielen. Insbesondere ist es möglich, eine Wellenfrontkorrektur be¬ sonders rasch, beispielsweise innerhalb von Sekundenbruchteilen, zu erreichen. Das jeweilige Strahlenbündel trägt insbesondere eine lithografische Information, umfasst dann also Nutzlicht. Die Lichtstrahlen des Strahlenbündels haben vor- zugsweise eine Wellenlänge zwischen 150 und 200 nm.
Für das Material der Segmente beträgt eine Absorption bei Wellenlängen von 248 nm oder 193 nm vorzugsweise nicht mehr als 5%. Besonders bevorzugt sind Absorptionsgrade bei den genannten Wellenlängen für Projektionslicht von unter 1%. Das Material der Segmente bzw. des optischen Elements hat für das Projek¬ tionslicht vorzugsweise bei der Wellenlänge 193 nm eine Transparenz von min¬ destens 95%. Insbesondere ist die Transparenz mindestens 99%, noch bevorzug¬ ter mindestens 99,5%. Die Segmente sind quer zur Durchstrahlrichtung nebeneinander angeordnet. Quer zur Durchstrahlrichtung bedeutet beispielsweise, dass zwei Segmente in Durchstrahlrichtung nicht so überlappen und/oder keine Uberschneidung derart aufweisen, dass ein Lichtstrahl von einer Ausstrahlseite aus einem ersten Seg¬ ment hervortritt und auf eine Einstrahlseite eines quer neben dem ersten Seg- ment angeordneten zweiten Segments einstrahlt. Jedes Segment weist eine Ein- Strahlseite und eine Ausstrahlseite auf. Die Einstrahlseite ist beispielsweise die im Wesentlichen der Lichtquelle zugewandte Oberfläche eines Segments. Die Ausstrahlseite ist die der Einstrahlseite gegenüberliegenden und im Wesentli¬ chen der Lichtquelle abgewandte Fläche des Segments. Dabei ist es möglich, dass eine Seitenfläche eines Segments, welche die Einstrahlseite mit der Ausstrahl¬ seite verbindet, abschnittsweise der Lichtquelle zugewandt und/oder abgewandt sein kann. Quer nebeneinander angeordnete Segmente können sich mit ihren Seitenflächen so überlappen, dass es Konfigurationen gibt, in denen ein Licht¬ strahl über die Einstrahlseite des ersten Segments in dieses einstrahlt, über die Seitenfläche des ersten Segments aus dem ersten Segment aus- und über die Sei¬ tenfläche des zweiten Segments in das zweite Segment einstrahlt und schließlich über die Ausstrahlseite des zweiten Segments aus diesem ausstrahlt. Beispiels¬ weise kann quer nebeneinander auch bedeuten, dass die Segmente in einer Ebe¬ ne angeordnet sind.
Man kann sagen, dass sich in Ausführungsformen die Projektionen der Segmente eines jeweiligen optischen Elements in der Durchstrahlrichtung nicht überlap¬ pen. Die Segmente können in einer bestimmten Position zueinander einen zusam¬ menhängenden Körper bilden, der das segmentierte optische Element in einer Grundform bildet. Das segmentierte optische Element wird zum Beispiel durch ein Zerteilen der Grundform, wie einer keilförmigen Glasplatte, erhalten. Man kann dabei von einer segmentierten Alvarez-„Linse" sprechen.
Vorzugsweise sind die Segmente entlang der Durchstrahlrichtung nicht versetzt angeordnet. Beispielsweise sind aneinander angrenzende Segmente zueinander anschmiegend und verschiebbar angeordnet. Das Projektionslicht mit lithogra¬ phischer Information fällt insbesondere auf mehrere der nebeneinander ange- ordneten Segmente des segmentierten optischen Elements.
Die Anordnung der Segmente im Strahlengang kann bezogen auf das Projekti¬ onslicht im Betrieb der Lithographieanlage auch wie folgt beschrieben werden. Jeder Lichtstrahl des Projektionslichts durchläuft entlang der Durchstrahlrich- tung nur höchstens die Einstrahlseiten von zwei Segmenten und eine Ausstrahl- seite eines Segments eines einzelnen segmentierten optischen Elements oder die Ausstrahlseiten von zwei Segmenten und eine Einstrahlseite eines Segments ei¬ nes einzelnen segmentierten optischen Elements. Das heißt insbesondere, dass auch vorgesehen sein kann, dass der Wellenfrontmanipulator mehrere in Durch¬ strahlrichtung hintereinander angeordnete segmentierte optische Elemente um- fasst, wobei jeder Lichtstrahl keine zwei Segmente eines jeden segmentierten optischen Elements in vollständiger Dicke, gemessen entlang der Ausbreitungs¬ richtung des Lichtstrahls, durchstrahlt. Mit anderen Worten durchstrahlt ein Lichtstrahl, der abschnittsweise zwei Segmente eines segmentierten optischen Elements durchstrahlt, mindestens eines dieser Segmente nur teilweise, gemes¬ sen an der Dicke des Segments entlang der Durchstrahlrichtung. Dabei ist ein Lichtstrahl zum Beispiel als eine beliebig klein zu wählende Teilmenge des Pro¬ jektionslichts definiert. Beispielsweise kann man sagen, dass ein Lichtstrahl auf einer senkrecht zu seiner Ausbreitungsrichtung angeordneten Ebene eine zu¬ sammenhängende Fläche von 0,01 mm2 bis 0,1 mm2 beleuchtet oder die Fläche eines Kreises mit einem Radius von 1 μηι.
Eine Lithographieanlage ist insbesondere dazu eingerichtet, lithographische Strukturen beispielsweise auf einen mit einem Photoresist beschichteten Wafer abzubilden. Der Begriff Lithographieanlage umfasst aber auch weitere Vorrich¬ tungen, wie beispielsweise Vorrichtungen zur Vermessung von lithographischen Strukturen (Verifikation) oder Vorrichtungen zur Vermessung und Reparatur von Lithographiemasken. Im Weiteren wird das Projektions System mit Bezug auf eine Lithographieanlage, die zum Belichten von Wafern eingesetzt wird, be¬ schrieben, ohne dass dies eine Einschränkung der Verwendungsmöglichkeit dar¬ stellt.
Die Lithographieanlage umfasst eine Lichtquelle, beispielsweise einen Laser, welcher Projektionslicht abstrahlt, sowie das Projektionssystem. Das Projekti- onssystem weist einen Strahlengang auf. Lichtstrahlen, die den Strahlengang durchlaufen, tragen zu der Abbildung bei. Der Verlauf der Lichtstrahlen in dem Projektionssystem wird von verschiedenen optischen Elementen beeinflusst, wie beispielsweise Linsen und/oder Spiegel, die Teil des Projektionssystems sind. Ferner können Blenden vorgesehen sein, die den Strahlengang insbesondere seit- lieh begrenzen. Die abzubildende lithographische Struktur kann beispielsweise durch eine Lithographiemaske vorgegeben sein, die in dem Strahlengang ange¬ ordnet ist und in einer Belichtung von dem Projektionslicht durchstrahlt wird.
Zwischen der Lichtquelle und dem Projektions System ist beispielsweise ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem angeordnet.
Das Projektionslicht umfasst eine Mehrzahl Lichtstrahlen, wobei mehrere Licht¬ strahlen auch zu einem Strahlenbündel zusammengefasst werden können. Vor¬ liegend umfasst ein Strahlenbündel insbesondere eine Mehrzahl von Lichtstrah- len, die von einem Feldpunkt ausgehen. Ein Feldpunkt ist ein Punkt in einer Feldebene des Strahlengangs. Eine Feldebene ist dadurch definiert, dass in die¬ ser Ebene das Bild oder ein Zwischenbild der abzubildenden Struktur im Betrieb der Lithographieanlage erzeugt wird. Die Feldebene kann auch als Bildebene bezeichnet werden. Man würde eine Abbildung der Lithographiemaske erhalten, wenn man einen Projektions schirm in der Feldebene anbringen würde. Die
Strahlenbündel propagieren entlang des Strahlengangs und beleuchten auf nach¬ folgenden optischen Elementen Flächen, die beispielsweise als Subapertur be¬ zeichnet werden können. Anstelle von Beleuchten kann man auch Einstrahlen sagen. Die Subapertur kann für jedes optische Element, das von einem Strahlen- bündel durchstrahlt wird, verschieden sein. Sie kann auch auf der Einstrahlflä¬ che und auf der Ausstrahlfläche eines optischen Elements verschieden sein.
Die lichtquellenseitig angeordneten Oberflächen der Segmente des segmentierten optischen Elements sind bevorzugt im Bereich einer Feldebene angeordnet. Eine solche Anordnung kann beispielsweise als feldnahe Anordnung des
Wellenfrontmanipulators bezeichnet werden. Eine feldnahe Anordnung kann wie folgt definiert werden. Jedes von einem Feldpunkt der Feldebene ausgehende Strahlenbündel beleuchtet an einer Oberfläche eines nachfolgenden optischen Elements eine Subapertur mit einem Subaperturdurchmesser SAD. Alle von der Feldebene ausgehenden Strahlenbündel zusammen beleuchten auf der
Oberfläche des nachfolgenden optischen Elements einen optisch genutzten Bereich mit dem maximalen Durchmesser DFP. Über das Verhältnis SAD / DFP lässt sich die Fläche kategorisieren. Ein Verhältnis von 0 beschreibt die
Feldebene, ein Verhältnis von 1 die Pupillenebene. Als feldnah kann man beispielsweise eine Fläche mit einem Verhältnis zwischen 0 und 0,5, bevorzugt zwischen 0 und 0,25, bezeichnen. Als feldnaher Bereich entlang der Durchstrahlrichtung kann dann zum Beispiel ein Bereich gelten, in dem das Verhältnis SAD / DFP innerhalb eines vorgegeben Intervalls liegt, zum Beispiel zwischen 0 und 0,5, bevorzugt zwischen 0 und 0,25,
Denkbar ist auch eine Anordnung der Segmente in einem pupillennahen Bereich. Dann ist der Bereich mittels eines Intervalls für das Verhältnis SAD/DFP angegeben, z.B. zwischen 0,5 und 1, bevorzugt zwischen 0,75 und 1. Vorzugsweise sind alle von dem Projektionslicht durchstrahlten Oberflächen des jeweiligen Segmentes innerhalb eines entsprechenden Bereichs, z.B. feldnah oder pupillennah vorgesehen.
Die Lichtstrahlen des Strahlenbündels weisen jeweils eine individuelle Richtung auf, in die sie sich fortbewegen. Insgesamt kann man dem Strahlenbündel eine Richtung zuweisen, die vorliegend als Durchstrahlrichtung bezeichnet wird und alle Richtungen umfasst, in die einzelne Lichtstrahlen des Strahlenbündels pro¬ pagieren. Die Durchstrahlrichtung kann sich insbesondere bei einem Einstrahlen auf und bei einem Ausstrahlen aus einem optischen Element ändern. Ferner kann sich die Durchstrahlrichtung auch innerhalb eines optischen Elements än¬ dern, beispielsweise wenn das optische Element einen entlang der Durchstrahl¬ richtung variierenden Brechungsindex aufweist.
Licht kann als eine elektromagnetische Welle beschrieben werden. Die Wellenna- tur des Lichts kann als eine propagierende Schwingung des elektrischen und magnetischen Feldes beschrieben werden. Eine solche Welle kann mathematisch beispielsweise als eine Sinus- Funktion geschrieben werden, wobei das Argument der Funktion als die Phase der Welle bezeichnet wird. Wenn sich eine solche elektromagnetische Welle im Raum ausbreitet, kann eine Wellenfront definiert werden. Die Wellenfront einer elektromagnetischen Welle umfasst all jene Punk¬ te, die die gleiche Phase aufweisen. Die Wellenfront bildet damit eine Fläche im Raum, die sich entlang der Ausbreitungsrichtung verschiebt. Wenn die elektro¬ magnetische Welle mehr als nur eine Periode aufweist, so ergeben sich mehrere, hintereinander herlaufende Wellenfronten. Beispielsweise bildet die Wellenfront einer elektromagnetischen Welle, die von einer Punktquelle isotrop abgestrahlt wird, eine Kugeloberfläche aus, die in radialer Richtung wächst. Bei einer ebenen Welle ist die Wellenfront eine ebene Fläche, die sich in geradliniger Weise senk¬ recht zu der Fläche im Raum ausbreitet, sofern keine Störungen in den optischen Eigenschaften des durchstrahlten Volumens vorhanden sind.
Die Wellenfront steht lokal immer senkrecht auf der Ausbreitungsrichtung einer elektromagnetischen Welle. Bei einem von einem Feldpunkt ausgehenden Strah¬ lenbündel bildet die Wellenfront einen Ausschnitt aus einer Kugeloberfläche. Durchstrahlt das Strahlenbündel ein optisches Element, so kann sich die Aus- breitungsrichtung ändern. Beispielsweise treffen sich bei einer perfekten Sam¬ mellinse alle Lichtstrahlen oder Strahlenbündel im Brennpunkt. Bezogen auf die Wellenfront bedeutet das: die Wellenfronten unterschiedlicher Strahlenbündel konvergieren zu dem Brennpunkt hin, wo sich die Wellenfronten phasengleich überlagern. Wenn die Sammellinse Fehler aufweist, wie beispielsweise lokale Deformationen, kann dies dazu führen, dass jener Anteil der elektromagneti¬ schen Welle des Strahlenbündels, welcher die Deformation durchstrahlt, verzö¬ gert wird. Dies führt zu einer Phasenverschiebung des Anteils der elektromagne¬ tischen Welle und damit zu einer lokalen Deformation der Wellenfront in Bezug auf den idealen Verlauf. Eine derartige Deformation kann mit einem Wellen- frontmanipulator ausgeglichen oder korrigiert werden. In dem oben genannten Beispiel könnte beispielsweise so vorgegangen werden, dass die weiteren Anteile der elektromagnetischen Welle des Strahlenbündels, die die Fehlstelle der Sam¬ mellinse nicht durchstrahlt haben, entsprechend verzögert werden. Damit wird die Wellenfront des Strahlenbündels insgesamt wieder in die vorgesehen Form gebracht.
Es sollte beachtet werden, dass die Wellenfront von benachbarten Strahlenbün¬ deln auch absichtlich unterschiedlich sein kann. Dies ist beispielsweise bei Ver¬ wendung von phasenändernden Lithographiemasken der Fall. Bei diesem Mas- kentyp wird bei binären Strukturen die Phase von nebeneinanderliegenden Be¬ reichen beispielsweise um 180° gedreht, so dass sich bei einer Uberlagerung der Strahlenbündel destruktive Interferenz ergibt. Auf diese Weise kann ein Kon¬ trast in der Belichtung erhöht werden. Der Wellenfrontmanipulator ist dazu eingerichtet, die Phase jedes Strahlenbün¬ dels einzeln und unabhängig von den weiteren Strahlenbündeln anzupassen. Dies wird erreicht, indem die optische Weglänge des Strahlenbündels bzw. der elektromagnetischen Welle, die das Strahlenbündel beschreibt, beim Durchstrah- len des Wellenfrontmanipulators eingestellt wird. Die optische Weglänge ist für klassische Medien eine Funktion des Brechungsindex n des Mediums und der geometrischen Weglänge, die die elektromagnetische Welle in dem Medium zu¬ rücklegt. Zum Beispiel kann die optische Weglänge ß für eine Glasplatte mit ei¬ nem Brechungsindex nl und einer Dicke d entlang der Durchstrahlrichtung als das Produkt dieser Größen gegeben sein: ß = nl · d. Im Allgemeinen kann die op¬ tische Weglänge für eine elektromagnetische Welle, die sich in χ-Richtung aus¬ breitet, entlang des von ihr durchstrahlten Weges als ein Integral gemäß Glei¬ chung (l) dargestellt werden: ß = J n(x) dx Gleichung (l)
Hierbei ist n(x) eine Funktion, die den Wert des Brechungsindex des Medium an der Position x für die elektromagnetische Welle angibt. Für Vakuum ist n(x) Ξ 1, wobei Gleichung (l) in diesem Fall die geometrische Weglänge ergibt.
Der Wellenfrontmanipulator ist vorliegend als ein segmentiertes optisches Ele¬ ment implementiert. Dies kann beispielsweise eine in Segmente aufgeteilte Glasplatte mit planparallelen Einstrahl- und Aus Strahlseiten sein, eine in Seg¬ mente aufgeteilte Linse mit auf vorgegebene Art gekrümmter Oberfläche der Einstrahl- und/oder Ausstrahlseite wie beispielsweise konvex oder konkav, oder es kann sich auch um einen in Segmente aufgeteilten Körper handeln, dessen Einstrahl- und/oder Ausstrahlseite von einer Freiformfläche gebildet ist. Eine Freiformfläche weist insbesondere innerhalb der von dem Projektionslicht be¬ leuchteten Fläche keine Symmetrie auf.
Das segmentierte optische Element ist bevorzugt aus einem für das Projektions¬ licht transparenten Material gefertigt. Beispielsweise kann es aus Quarzglas und/oder aus einkristallinem Calciumfluorid hergestellt sein. Das segmentierte optische Element ist in Segmente aufgeteilt. Beispielsweise ist das segmentierte optische Element hierzu in Streifen zerlegt. Das segmentierte optische Element kann beispielsweise durch Zersägen eines zuvor einstückigen optischen Elements erhalten werden.
Ein derart in Segmente aufgeteiltes optisches Element ermöglicht es, einzelne Segmente unabhängig von den weiteren Segmenten anzuordnen und zu positio¬ nieren. Beispielsweise sind einzelne Segmente des segmentierten optischen Ele¬ ments an unterschiedlichen Positionen in der optischen Anordnung angeordnet, wobei verschiedene Segmente quer zur Durchstrahlrichtung nebeneinander an¬ geordnet sind. Das segmentierte optische Element kann insbesondere in einer Grundform angeordnet sein. In Bezug auf die einzelnen Segmente des segmen¬ tierten optischen Elements wird diese Grundanordnung in dieser Anmeldung auch als Grundposition oder Nullposition bezeichnet.
Zumindest eines der Segmente ist beweglich angeordnet. Das bedeutet, dass das Segment in eine von der Nullposition unterschiedliche Position gebracht werden kann. Hierfür ist das Segment beispielsweise in einer beweglichen Fassung fi¬ xiert. Durch eine Auslenkung der Fassung kann dann das Segment insgesamt ausgelenkt werden. Eine Auslenkung kann hierbei eine Verschiebung entlang einer bestimmten Achse, eine Drehung um eine bestimmte Achse oder auch eine Kombination hiervon umfassen. Die Auslenkung erfolgt entlang einer Auslen¬ kungsrichtung, wobei dies auch Drehungen um eine Achse umfasst.
Ein Strahlenbündel beleuchtet die durch die Subapertur des Strahlenbündels auf dem segmentierten optischen Element definierte Fläche und durchstrahlt ein bestimmtes Volumen des segmentierten optischen Elements. Dieses Volumen kann als Durchstrahlvolumen bezeichnet werden. Das Durchstrahlvolumen ist ein Teilvolumen des gesamten, von dem segmentierten optischen Element um- fassten Volumens. Das Durchstrahlvolumen kann vollständig in einem Segment liegen oder es kann Teilvolumina von mehreren nebeneinander angeordneten Segmenten umfassen.
Vorliegend umfasst das Durchstrahlvolumen zumindest ein Teilvolumen des be¬ weglich angeordneten Segments. Der Anteil des Strahlenbündels, welcher dieses Teilvolumen durchstrahlt, kann auch als Teilstrahlenbündel bezeichnet werden. Durch eine Auslenkung des Segments, welche relativ zu dem Strahlenbündel er- folgt, wird daher erreicht, dass das Teilstrahlenbündel ein anderes Teilvolumen des Segments durchstrahlt. Wenn die optischen Eigenschaften des Segments in verschiedenen Teilvolumina unterschiedlich sind, kann somit eine gezielte Ände¬ rung insbesondere der optischen Weglänge für das Teilstrahlenbündel durch eine Auslenkung des beweglichen Segments erreicht werden. Es ist klar, dass das Teilstrahlenbündel auch das gesamte Strahlenbündel umfassen kann.
Die optische Anordnung des Projektionssystems für eine Lithographieanlage kann neben dem Wellenfrontmanipulator auch weitere optische Elemente umfas¬ sen. Beispielsweise können für jedes Strahlenbündel eine oder mehrere Linsen vorgesehen sein, die eine Strahlformung des jeweiligen Strahlenbündels bewir¬ ken, es beispielsweise auf einen kleinen Bereich fokussieren oder kollimieren. Dies kann vorteilhafte Implementierungen des Wellenfrontmanipulators ermög¬ lichen.
Gemäß einer Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage sind eine geometrische Weglänge, die das Strahlenbündel in dem Segment zurücklegt und/oder ein Brechungsindex entlang des von dem Strahlenbündel durchstrahlten Weges in dem Segment in Abhängigkeit von der Position des Segments relativ zu dem Strahlenbündel einstellbar.
Damit kann vorteilhaft die optische Weglänge des Strahlenbündels gemäß Gleichung (l) eingestellt werden. Beispielsweise weist das Segment hierzu eine entlang der Auslenkungsrichtung veränderliche Dicke entlang der
Durchstrahlrichtung auf. Ferner kann das Segment entlang der
Auslenkungsrichtung einen veränderlichen Brechungsindex aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage ist das beweglich angeordnete Segment des segmentierten optischen Elements unabhängig von den weiteren Segmenten des segmentierten optischen Elements beweglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage ist ein Segment des segmentierten optischen Elements entlang einer Verschiebungsrichtung verschiebbar und die Verschiebungsrichtung schließt mit der Durchstrahlrichtung einen Winkel von größer 0°, insbesondere zwischen 45° bis 90°, ein.
Die Verschiebungsrichtung entspricht der Auslenkungsrichtung, wenn die Auslenkung eine Verschiebung entlang der durch die Verschiebungsrichtung gegebenen Achse ist. Dadurch, dass die Verschiebungsrichtung einen Winkel größer 0° mit der Durchstrahlrichtung einschließt, ist sichergestellt, dass das von dem Strahlenbündel durchstrahlte Volumen des Segments durch eine
Verschiebung verändert wird. Eine solche Verschiebung entlang einer
Verschiebungsrichtung ist bei bekannter Verschiebungsrichtung eindeutig durch die Angabe der Auslenkung festgelegt. Dies kann beispielsweise eine Länge in cm oder in mm sein. Insbesondere kann dabei die Nullposition als Nullpunkt für die Auslenkung verwendet werden. Das Segment kann dann zum Beispiel eine Auslenkung um +4 cm oder auch eine Auslenkung um -15 mm aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage ist der Wellenfrontmanipulator zur Korrektur von
Verkippung, sphärischer Aberration, Koma, Astigmatismus, Verzeichnung und/oder Bildfeldkrümmung eingerichtet.
Abbildungsfehler sind durch nicht perfekte Eigenschaften von optischen
Elementen bedingt, die im Betrieb der Lithographieanlage unvermeidbar sind. Jeder Abbildungsfehler kann mit Bezug auf die Wellenfront des Projektionslichts durch Koeffizienten von sogenannten Zernike-Polynomen beschrieben werden. Beispielsweise beschreibt ein Zernike- Polynom erster Ordnung eine Verkippung der Wellenfront. Eine Verkippung der Wellenfront gegen den Soll- Zustand bewirkt einen Versatz des Bildpunkts, der von dem betreffenden Strahlenbündel abgebildet wird. Verzeichnung einer Abbildung im Gesamten kann daher durch Zernike- Polynome erster Ordnung mit für jedes Strahlenbündel individuellen Koeffizienten beschrieben werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage ist eine Fläche zwischen zwei Segmenten des segmentierten optischen Elements des Wellenfrontmanipulators parallel zu dem
Strahlenbündel. In dieser Ausführungsform ist vorteilhaft sichergestellt, dass eine ungewollte Brechung und/oder eine andere ungewollte Beeinflussung der Ausbreitung des Strahlenbündels, beispielsweise aufgrund eines Durchstrahlens einer
Seitenfläche eines Segments, die nicht die Einstrahlseite oder die Ausstrahlseite des Segments ist, minimiert sind.
Geometrisch ist dies erfüllt, wenn ein Flächensegment der Fläche zwischen zwei Segmenten einen Normalenvektor aufweist, der senkrecht zu der lokalen
Durchstrahlrichtung des Projektionslichts bzw. des Strahlenbündels ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage ist ein Bereich zwischen zwei Segmenten des segmentierten optischen Elements des Wellenfrontmanipulators opak ausgebildet.
Der Bereich kann beispielsweise eine Kante zwischen zwei Segmenten sein, durch die ein Teil des Projektionslichts beim Einstrahlen auf das segmentierte optische Element trifft. Eine Kante kann dazu führen, dass das Licht, das auf sie trifft, gestreut wird, so dass es an einem anderen Ort und unter einem anderen Winkel aus dem segmentierten Element austritt als benachbartes Licht, das nicht auf die Kante trifft. Dies führt zu einer Erhöhung von Streulicht, was für die Abbildung zu Kontrastverlust führen kann. Eine Kante kann auch dazu führen, dass es lokal zu einer Veränderung der optischen Weglänge kommt, was zu einer Kante in der Wellenfront führt und die Abbildungsqualität
verschlechtern kann.
Mit dem Begriff opak ist gemeint, dass das auf den opaken Bereich einstrahlende Licht wenigstens teilweise absorbiert wird. Beispielsweise ist der Bereich hierzu mit einer absorbierenden Beschichtung behandelt oder es ist ein gesonderter Absorber angebracht. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Licht auf eine seitlich des Strahlengangs angeordnete Absorberfläche umgelenkt, zum Beispiel reflektiert wird. Diese alternative Ausführung hat den Vorteil, dass die Absorberfläche leichter gekühlt werden kann. In dieser Ausführungsform wird somit vermieden, dass Strahlanteile, die auf den Bereich zwischen zwei Segmenten einstrahlen oder einstrahlen würden, absorbiert werden und somit nicht zu einer Belichtung beitragen. Damit kann die Auflösung der lithographischen Abbildung verbessert werden.
Diese Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da es beispielsweise an der
Begrenzung eines Segments zu Krümmungen in der Oberfläche des Segments kommen kann. Ferner können beispielsweise aus der Herstellung des
segmentierten optischen Elements lokal veränderte optische Eigenschaften, Gitterfehler und/oder sonstige Schädigungen und Veränderungen der Struktur des Materials auftreten, die überwiegend in dem Material nahe an der
Schnittfläche sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage geht ein Strahlenbündel von einem Feldpunkt aus, welcher einem Bildpunkt eines Abbildes der lithographischen Struktur entspricht. Das Strahlenbündel beleuchtet eine Subapertur auf dem segmentierten optischen Element und es liegen mindestens zwei Segmente in der von der Subapertur bestimmten Fläche.
Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass für das Strahlenbündel mindestens eine Verkippung der Wellenfront korrigiert werden kann.
Damit, dass zwei Segmente in der von der Subapertur bestimmten Fläche liegen, ist gemeint, dass zumindest eine Teilfläche der Einstrahlseiten dieser beiden Segmente einem entsprechenden Teil der Subapertur entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage liegen eine Anzahl Segmente in dem von der Subapertur definierten Fläche, wobei die Anzahl der Segmente mindestens so groß wie die Ordnung der Funktion ist, mit der der Verlauf der Wellenfront entlang einer Achse beschrieben werden kann.
In dem vorgenannten Beispiel kann eine Gerade, beispielsweise entlang der x- Achse, beschrieben werden, da hierfür mindestens zwei Parameter benötigt werden. Diese Parameter sind ein y- Achsenabschnitt und eine Steigung. Um eine Wellenfront zu korrigieren, die Aberrationen höherer Ordnung aufweist, liegt bevorzugt eine entsprechend höhere Anzahl von Segmenten in der Subapertur. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage weist der Wellenfrontmanipulator mehrere segmentierte optische Elemente auf, die entlang des Strahlengangs in Durchstrahlrichtung hintereinander angeordnet sind.
Entlang des Strahlengangs in Durchstrahlrichtung hintereinander angeordnet bedeutet, dass alle segmentierten optischen Elemente von dem Projektionslicht in sequenzieller Folge durchstrahlt werden, wobei die Segmente jedes einzelnen segmentierten optischen Elements quer zur Durchstrahlrichtung nebeneinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung ermöglicht es, die Wellenfront eines Strahlenbündels mehrfach zu korrigieren. Dies schließt jedoch nicht aus, dass auch weitere optische Elemente wie beispielsweise Linsen, Spiegel und/oder Blenden zwischen segmentierten optischen Elementen angeordnet sein können.
Beispielsweise kann, wenn ein Strahlenbündel eine Verkippung der Wellenfront in χ-Richtung und in y-Richtung aufweist, ein segmentiertes optisches Element, dessen Segmente keilförmig und entlang der χ-Richtung nebeneinander aufgereiht sind, die Verkippung nur in χ-Richtung korrigieren. Wenn daher nach diesem segmentierten optischen Element ein weiteres segmentiertes optisches Element, dessen Segmente entlang der y-Richtung aufgereiht sind, von dem Strahlenbündel durchstrahlt wird, kann von diesem zweiten segmentierten optischen Element auch die Verkippung der Wellenfront in y-Richtung korrigiert werden. Mit Hilfe von beweglichen Segmenten mit gekrümmter Oberfläche können auch weitere Verkippungen korrigiert werden. Mit einer Anordnung gemäß dieser Ausführungsform lassen sich somit komplexe zweidimensionale Verteilungen der optischen Weglänge für jedes Strahlenbündel erzeugen. Dies ermöglicht es, auch Aberrationen höherer Ordnung in zwei Dimensionen zu korrigieren. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage sind mehrere, in dem Strahlengang hintereinander angeordnete segmentierte optische Elemente vorhanden, deren Segmente entlang einer Verschiebungsrichtung verschiebbar sind. Die
Verschiebungsrichtung der Segmente schließt mit der Durchstrahlrichtung einen Winkel größer 0°, bevorzugt von 45° bis 90°, ein.
Dies ermöglicht es, durch die Verschiebung von verschiedenen Segmenten von unterschiedlichen segmentierten optischen Elementen eine zweidimensionale Verteilung von optischen Weglängen für das Projektionslicht und/oder
Strahlenbündel in dem Strahlengang bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage ist der Wellenfrontmanipulator in einer feldnahen Position in dem Strahlengang angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage ist eine Heizvorrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, in zugeordneten Segmenten eine lokale Temperaturänderung hervorzurufen.
Mit einer solchen Heizvorrichtung ist es möglich, eine lokale
Temperaturänderung in einzelnen Segmenten hervorzurufen. Der
Brechungsindex von den meisten Materialien ist von der Temperatur abhängig. Daher kann durch eine gezielte Temperaturänderung, eine gezielte
Brechungsindexänderung erzielt werden. Ferner weisen die meisten Materialien einen temperaturabhängigen Ausdehnungskoeffizienten ungleich 0 auf. Dann verändert sich durch eine Temperaturänderung auch das beanspruchte Volumen des Materials. Hierüber ist eine geometrische Weglänge eines Lichtstrahls, der den betroffenen Bereich durchstrahlt, anpassbar. Somit ergibt sich mit einer derartigen Heizvorrichtung der Vorteil, dass die optische Weglänge lokal gezielt und ohne eine mechanische Positionsänderung eines Segments einstellbar ist.
Eine solche Heizvorrichtung kann beispielsweise durch eine leitende
Beschichtung ausgebildet sein, die sich mittels eines Stromflusses erwärmt. Diese Beschichtung kann auf einer der durchstrahlten Flächen eines Segments aufgebracht sein oder alternativ oder zusätzlich auch auf einer Seitenfläche des Segments. Die Heizvorrichtung kann auch eine optische Heizvorrichtung sein, welche beispielsweise Infrarotstrahlung in ein Segment seitlich einkoppelt. Die eingekoppelte Infrarotstrahlung wird zumindest teilweise von dem Material absorbiert, was zu einer lokalen Temperaturänderung führt.
In dem Beispiel mit streifenförmig segmentierten optischen Elementen betrifft beispielsweise eine Verschiebung eines Segments alle Strahlenbündel, in deren Subapertur das Segment liegt. Es kann Situationen geben, bei denen dies unerwünscht ist. Dann bietet die Ausführungsform mit einer solchen
Heizvorrichtung die Möglichkeit, die optische Weglänge gezielt für nur ein Strahlenbündel ohne eine Verschiebung des Segments einzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Projektionssystems für eine
Lithographieanlage weist der Wellenfrontmanipulator zwei segmentierte optische Elemente auf. Die Segmente eines jeweiligen segmentierten optischen Elements sind quer zur Durchstrahlrichtung nebeneinander angeordnet. Die segmentierten optischen Elemente sind in Durchstrahlrichtung hintereinander angeordnet und umschließen bzw. bilden ein kavitätenfreies Volumen. Ferner entspricht einem Segment des einen segmentierten optischen Elements ein korrespondierendes Segment des anderen segmentierten optischen Elements, die miteinander in Durchstrahlrichtung in einem Flächenkontakt stehen. Durch eine Verschiebung der korrespondierenden Segmente in jeweils entgegengesetzte Richtungen ist die optische Weglänge für das die beiden Segmente
durchstrahlende Strahlbündel veränderbar.
Zwei derartig korrespondierende Segmente werden im Betrieb der
Lithographieanlage insbesondere von denselben Strahlenbündeln durchstrahlt. Beispielsweise sind die Segmente der segmentierten optischen Elemente als Keilsegmente ausgebildet, deren Dicke senkrecht zu der Durchstrahlrichtung, das heißt die geometrische Weglänge, von der Position abhängt. Wählt man ein karthesisches Koordinatensystem, dessen z-Achse in Durchstrahlrichtung zeigt, die Segmente in χ-Richtung verschiebbar angeordnet sind und jeweils eine von dem Projektionslicht durchstrahlte Fläche in der χ-y- Ebene liegt, so weist beispielsweise das eine Keilsegment eine in positiver χ-Richtung zunehmende Dicke auf und das andere Keilsegment weist eine in negativer x-Richtung zunehmende Dicke auf. Die beiden Keilsegmente stehen miteinander in Kontakt, wobei die Kontaktfläche durch die der von dem Projektionslicht durchstrahlten und in der χ-y- Ebene liegenden Fläche gegenüber liegt und nicht in der x-y- Ebene verläuft, sondern einen Gradienten entlang der χ-Richtung aufweist.
Wenn die beiden Keilsegmente gegeneinander verschoben werden, zum Beispiel wird das eine Keilsegment in positive χ-Richtung und das andere Keilsegment in negative χ-Richtung verschoben, so ergibt sich insgesamt eine in
Durchstrahlrichtung erhöhte geometrische Weglänge für das oder die
Strahlenbündel, die diese beiden Segmente durchstrahlen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Lithographieanlage mit einem Projektionssystem mit einer optischen Anordnung, insbesondere gemäß einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele, vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte^
Durchstrahlen der optischen Anordnung mit Projektionslicht; und
Einstellen einer Position eines beweglichen Segments eines segmentierten optischen Elements eines Wellenfrontmanipulators zur Korrektur einer
Aberration einer Wellenfront des Projektionslichts.
Ein Durchstrahlen der optischen Anordnung wird beispielsweise erreicht, indem die optische Anordnung in einem Strahlengang des Projektionssystems
angeordnet wird. Ferner strahlt eine Lichtquelle der Lithographieanlage das Projektionslicht ab. Das Material der optischen Elemente, die Teil der optischen Anordnung sind, ist für das Projektionslicht überwiegend transparent, oder zumindest im Wesentlichen transparent.
Das Einstellen der Position des beweglichen Segments wird beispielsweise mittels Verschiebung des Segments verwirklicht. Hierfür kann das Segment beweglich gelagert sein und von einem dafür eingerichteten Aktuator
angesteuert werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens weist dieses ferner die Schritte auf: Erfassen der Wellenfront des Projektionslichts mit einem
Wellenfrontsensor!
Berechnen von Koeffizienten von Zernike-Polynomen derart, dass eine Linearkombination der Zernike- Polynome mit dem berechneten Koeffizienten der erfassten Wellenfront entspricht;
Berechnen von einzustellenden Positionen von Segmenten von
segmentierten optischen Elementen mit Hilfe der berechneten Koeffizienten derart, dass die erfasste Wellenfront korrigiert wird; und
Ansteuern von den Segmenten zugeordneten Aktuatoren zu Einstellung der berechneten Position eines jeden Segments.
Bevorzugt weist die Lithographieanlage eine Einrichtung zum Erfassen der Wellenfront des Projektionslichts auf. Dies könnte beispielsweise ein Hartmann- Shack- Sensor sein. Ferner kann die Lithographieanlage über Vorrichtungen zur elektronischen Datenverarbeitung wie beispielsweise Computer verfügen. Diese Computer können dazu eingerichtet sein, die Berechnungen durchzuführen.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in ei- nem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer ent¬ sprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerpro¬ gramm-Mittel erfolgen. Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht expli¬ zit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausfüh- rungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegen- stand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungs¬ beispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzug¬ ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer DUV-
Lithographieanlage mit einem Projektions System mit einer optischen Anordnung mit einem Wellenfrontmanipulator;
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Wellenfrontmanipulators mit ei- nem segmentierten optischen Element aufweisend ein beweglich angeordnetes Segment;
Fig. 3a zeigt eine perspektivische Ansicht des Wellenfrontmanipulators, bei dem das beweglich angeordnete Segment verschoben ist;
Fig. 3b zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des beweglich angeordneten Segments in zwei Positionen A und B;
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines beweglich angeordneten Segments, wobei das Segment Teilvolumina mit unterschiedlichen Brechungsindizes aufweist;
Fig. 5 zeigt ein schematisches Beispiel einer Korrektur einer Wellenfront mittels eines Wellenfrontmanipulators;
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Projektionssystems einer Lithographie¬ anlage mit einer optischen Anordnung!
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines segmentier- ten optischen Elements! Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Wel- lenfrontmanipulators mit zwei segmentierten optischen Elementen! Fig. 9 zeigt einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines Wellenfront- manipulators mit zwei segmentierten optischen Elementen!
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Wellenfrontmanipulators mit einem Infrarotlaser!
Fig. 11 zeigt ein Ablaufschema einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Be¬ treiben einer Lithographieanlage mit einem Projektionssystem! und
Fig. 12 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform eines segmentierten optischen Elements.
In den Figuren sind gleiche oder funktions gleiche Elemente mit denselben Be¬ zugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer DUV Lithographieanlage 100, wel¬ che ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht DUV für„tiefes Ultraviolett" (engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts (auch Nutzstrahlung genannt) zwischen 30 und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssys- tem 102 und das Projektionssystem 104 können in einem Vakuumgehäuse ange¬ ordnet und/oder von einem Maschinenraum umgeben sein. In dem Maschinen¬ raum sind beispielsweise Evakuierungseinrichtungen zur Herstellung eines Va¬ kuums und/oder Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren bzw. Ein¬ stellen der optischen Elemente vorgesehen. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein.
Die DUV- Lithographieanlage 100 weist eine DUV- Lichtquelle 106 auf. Als DUV- Lichtquelle 106 kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, wel¬ cher Strahlung 108 im DUV- Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert. Das in Fig. 1 dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108 auf eine Lithographiemaske 120. Die Lithographiemaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Lithographiemaske 120 weist lithographi- sehe Strukturen auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet werden. Dabei ist der Wafer 124 in der Bildebene des Projektionssystems 104 angeordnet.
Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel zur Ab¬ bildung der Lithographiemaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzel¬ ne Linsen 128 und/oder Spiegel des Projektionssystems 104 symmetrisch zur op¬ tischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen und Spiegel der DUV- Lithographieanlage 100 nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen und/oder Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Das Projektions System 104 der dargestellten Lithographieanlage 100 weist in dem Strahlengang insbesondere eine optische Anordnung 110 mit einem Wellen- frontmanipulator 112 auf. Das Projektionslicht 108 durchstrahlt auf dem Weg zu dem Wafer 124 die optische Anordnung 110 und den Wellenfrontmanipulator 112. Das Projektionslicht 108 kann insbesondere in Strahlenbündel 114 aufge¬ teilt werden, die sich entlang einer Durchstrahlrichtung 116 in dem Strahlen¬ gang fortpflanzen.
Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Wellenfrontmanipulators 112 mit einem segmentierten optischen Element 218, welches ein beweglich angeordnetes Seg¬ ment 222 aufweist. Der dargestellte Wellenfrontmanipulator 112 kann beispiels- weise in einer optischen Anordnung 110 als der Wellenfrontmanipulator 112 des Projektionssystems 104 verwendet werden (siehe Fig. l). Das segmentierte opti¬ sche Element 218 ist in dem Beispiel der Fig. 2 als eine Glasplatte mit einer Keil¬ form ausgebildet, wobei der Keil in Verschiebungsrichtung 238 zuläuft. Die Keil¬ form ist aus Gründen der Übersicht in der Fig. 2 nicht dargestellt. Eine Darstel- lung eines keilförmigen Segments 222 ist in Fig. 3b gegeben. Das segmentierte optische Element 218 weist eine Mehrzahl an Segmenten 220 auf, deren licht- quellenseitige Oberflächen 221 in diesem Beispiel eine Ebene bilden. In der Fig. 2 ist aus Gründen der Übersicht nur eine Segmentoberfläche 221 schraffiert dar¬ gestellt und bezeichnet. Die Segmente 220 sind quer zur Durchstrahlrichtung 116 nebeneinander angeordnet. Die Segmente 220 des segmentierten optischen Elements 218 befinden sich in dieser Darstellung in der Nullposition. Das beweg¬ lich angeordnete Segment 222 ist in der Fig. 2 als ein verschiebbares Segment 222 ausgebildet und ist entlang der Verschiebungsrichtung 238 verschiebbar.
Ferner ist in der Fig. 2 ein Bildfeld 232 mit Feldpunkten 234 dargestellt (in der Fig. 2 ist nur ein Feldpunkt bezeichnet). Von dem Feldpunkt 234 geht ein Strah¬ lenbündel 114 aus, welches sich in Durchstrahlrichtung 116 fortpflanzt. Das Strahlenbündel 114 beleuchtet eine Subapertur 236 auf dem segmentierten opti¬ schen Element 218. Die Subapertur 236 liegt in der Darstellung der Fig. 2 voll¬ ständig auf der Einstrahlseite des beweglich angeordneten Segments 222. Au¬ ßerdem ist in der Fig. 2 der von dem Projektionslicht 108 aufgespannte Projekti¬ onslichtkegel 108 dargestellt. Der Projektionslichtkegel 108 umfasst alle Strah¬ lenbündel, die von den Feldpunkten des Bildfeldes 232 ausgehen. Der Projekti¬ onslichtkegel 108 beleuchtet eine in der Fig. 2 kreisförmig dargestellte Fläche 226 auf dem segmentierten optischen Element 218. Nach dem Durchstrahlen des segmentierten optischen Elements 218 pflanzt sich der Projektionslichtkegel 108 weiter fort und beleuchtet eine Fläche 228, die beispielsweise eine Einstrahlseite eines weiteren optischen Elements (nicht dargestellt) sein kann. Das von dem Feldpunkt 234 ausgehende Strahlenbündel 114 beleuchtet eine in der Fläche 228 gelegene weitere Subapertur 230. In der dargestellten Situation divergieren die Lichtstrahlen des Strahlenbündels 114, weshalb die Subapertur 230 eine größere Fläche umfasst als die Subapertur 236.
In dem Beispiel der Fig. 2 lässt sich mittels einer Verschiebung des verschiebbar angeordneten Segments 222 eine optische Weglänge für das Strahlenbündel 114 einstellen. Auf diese Weise ist es möglich, die Wellenfront des Strahlenbündels 114 relativ zu den weiteren Strahlenbündeln des Projektionslichtkegels 108 zu korrigieren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das segmentierte optische Element 218 derart in Segmente 220 aufgeteilt, dass die Subapertur 236 des Strahlen¬ bündels 114 wenigstens zwei der Segmente 220 beleuchtet (siehe beispielsweise Fig. 8). Ferner ist es bevorzugt, dass auch die weiteren Segmente 220 beweglich angeordnet sind.
Abweichend von der Darstellung der Fig. 2 ist es möglich, dass das segmentierte optische Element 218 auf eine andere Art und Weise in Segmente 222 aufgeteilt ist. Außerdem ist das segmentierte optische Element 218 nicht notwendigerweise in einer rechteckigen Grundform gegeben.
Fig. 3a zeigt das segmentierte optische Element der Fig. 2, wobei das beweglich angeordnete Segment 222 in dieser Darstellung aus der Nullposition entlang der Verschiebungsrichtung 238 und relativ zu dem Strahlenbündel 114 verschoben ist. In der Fig. 3a sind ferner die von dem Strahlenbündel 114 beleuchtete Sub- apertur 236 sowie die Fläche 236' eingezeichnet, welche in der Nullposition des Segments 222 von dem Strahlenbündel 114 beleuchtet wäre.
Fig. 3b zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des beweglich angeordneten Segments 222 in zwei Positionen A und B. Das Segment 222 der Fig. 3b weist eine Keilform auf, das heißt, dass es in Durchstrahlrichtung 116 eine von der Position abhängige geometrische Dicke aufweist. Das beweglich an¬ geordnete Element 222 ist entlang der Verschiebungsrichtung 238 verschiebbar angeordnet. Das Segment 222 ist in den dargestellten Positionen A und B relativ zu dem Strahlenbündel 114 verschoben. Die von dem Strahlenbündel 114 be- leuchtete Subapertur 236 ist in beiden Positionen eingezeichnet. Wenn eine Bre¬ chung des Lichts vernachlässigt wird, durchstrahlt das Strahlenbündel 114 in dem Segment 222 ein Volumen 302, 304, welches durch die geometrische Dicke des Segments 222 an der Position der Subapertur 236 entlang der Durchstrahl¬ richtung 116 und die Subapertur 236 selbst definiert ist. Durch die Verschiebung des in Keilform ausgebildeten Segments 222 von der in A dargestellten Position zu der in B dargestellten Position, wird eine reduzierte geometrische Weglänge für das Strahlenbündel 114 in dem Segment 222 erreicht. Dadurch ist auch die optische Weglänge reduziert und eine Wellenfront kann das Segment 222 schnel¬ ler durchlaufen. Die optische und geometrische Weglänge im Volumen 302 (Fig. 3b: A) ist für das Strahlenbündel 114 größer als im Volumen 304 (Fig. 3b: B). In¬ sofern erfolgt eine Wellenfrontmanipulation beim Verschieben 238 des transpa¬ renten Segmentes 222.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines beweg- lieh angeordneten Segments 422, welches ein Segment eines segmentierten opti¬ schen Elements 218 (siehe Fig. 2, 3a oder 3b) sein kann. In dieser Ausführungs¬ form weist das Segment zwei Teilvolumina 402 und 404 auf, die sich in ihrem Brechungsindex für das Projektionslicht unterscheiden. Vorliegend weist das Teilvolumen 402 einen Brechungsindex nl auf, der kleiner als ein Brechungsin- dex n2 des Teilvolumens 404 ist. In Abhängigkeit der Position auf der Einstrahl¬ seite des Segments 422 durchstrahlt ein Lichtstrahl unterschiedliche Bereiche in dem Segment 422. Dies ist in der Fig. 4 mittels drei Lichtstrahlen 410, 420, 430 dargestellt. Die Lichtstrahlen durchlaufen unterschiedliche geometrische Strecken 412, 423, 432 in dem Teilvolumen 404 mit Brechungsindex n2 und unterschiedliche geo¬ metrische Strecken 414, 424, 434 in dem Teilvolumen 402 mit Brechungsindex nl. Daher ist die optische Weglänge der drei Lichtstrahlen 410, 420, 430 unter¬ schiedlich. Dies ist in der Fig. 4 durch unterschiedlich lange Pfeile dargestellt, die die das Segment 422 durchstrahlten Lichtstrahlen 416, 426, 436 repräsentie¬ ren. Die optische Weglänge für den Lichtstrahl 410 ist am geringsten, weshalb dieser das Segment 422 schneller durchläuft und daher auch durch den längsten Pfeil 416 repräsentiert wird. Entsprechendes gilt für die beiden weiteren Licht¬ strahlen 420 und 430 mit den korrespondierenden Pfeilen 426 und 436. Bei einer vorgegebenen Einstrahlposition, die durch die Subapertur 236 (siehe Fig. 2, 3a, 3b) definiert ist, kann durch eine Verschiebung des Segments 422 somit die opti¬ sche Weglänge für einen Lichtstrahl oder ein Strahlenbündel 114 eingestellt werden. In der Folge wird die jeweilige Wellenfront der eintreffenden Lichtstrah¬ len 410, 120, 430 verändert. Es wird darauf hingewiesen, dass auf eine Darstellung der Brechung der Licht¬ strahlen bewusst verzichtet wurde, um den eigentlichen Effekt der Anpassung der optischen Weglänge zu verdeutlichen. Außer der dargestellten Aufteilung des Segments 422 in Volumina 402, 404 mit unterschiedlichen Brechungsindizes sind weitere Aufteilungen möglich, bei¬ spielsweise ein diskretisierter Aufbau, bei dem die Grenzfläche zwischen den Vo¬ lumina 402, 404 durch eine Treppenfunktion abgebildet wird. Auch sind mehr als zwei unterschiedliche Volumina 402, 404 denkbar oder auch Gradienten des Bre- chungsindex innerhalb eines Segments 422.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Beispiel einer Korrektur einer Wellenfront des Projektionslichts 108 mittels eines Wellenfrontmanipulators 218, der hier als ein segmentiertes optisches Element 218 ausgebildet ist. In der mittleren
Darstellung der Fig. 5 blickt man in der möglichen Verschiebungsrichtung auf die nebeneinander angeordneten Segmente 220, wovon nur eines mit dem entsprechenden Bezugszeichen versehen ist. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass die lichtquellenseitigen Segmentoberflächen 221 (in der Fig. ist nur eine Oberfläche 221 bezeichnet) nicht in einer Ebene liegen müssen, sondern vielmehr auch über einen Bereich 500 entlang der Durchstrahlrichtung 108 verteilt sein können. Der Bereich 500 ergibt sich aus der Bedingung, dass der Wellenfrontmanipulator 218 in einer feldnahen Position in dem Strahlengang der Lithographieanlage 100 angeordnet sein soll. Dies ist dann erfüllt, wenn die einzelnen Segmentoberflächen 221 der Segmente 220 in einer feldnahen Position angeordnet sind. In der weiter unten beschriebenen Fig. 6 sind Feldebenen und entsprechende Positionen näher erläutert.
In der Fig. 5 sind zwei Diagramme (obere und untere Darstellung) dargestellt, welche eine x- Achse sowie eine Phasenachse aufweisen, die mit Acp bezeichnet ist. Die χ-Achse korrespondiert dabei zu einer Querschnittsposition des auf den Wel- lenfronmanipulator 218 einfallenden Projektionslichts 108. Die Phasenachse stellt den Koeffizienten der Verkippung der Wellenfront des Projektionslichts 108 bezogen auf die ideale bzw. gewünschte Wellenfront an der Position des Wellen¬ frontmanipulators 218 im Strahlengang dar. In dem Beispiel kann der Verlauf der Verkippung der Wellenfront 506, 508 durch eine Funktion beschrieben wer- den, deren Amplitude proportional zu x3 ist. Bei negativen x- Werten ist Δφ klei¬ ner 0, was bedeutet, dass die Wellenfront der Sollposition vorauseilt. Bei positi¬ ven x- Werten ist Δφ größer 0, was bedeutet, dass die Wellenfront mit Bezug auf die Sollposition retardiert ist. Ein solcher Verlauf der Wellenfront bewirkt eine Verzeichnung der Abbildung.
Ferner ist in der Fig. 5 ein Koordinatensystem x,z eingezeichnet, welches die Ausrichtung des Wellenfrontmanipulators 218 relativ zu dem Projektionslicht 108 darstellt. Die x- Position soll dabei mit der χ-Position in den Phasendiagram- men übereinstimmen. Durch die gezeigte Anordnung der Segmente des Wellen¬ frontmanipulators 218 kann eine Abschwächung des Phasenunterschieds 506 gegenüber dem gewünschten Phasenverlauf erreicht werden. Nach dem Durch¬ strahlen des Wellenfrontmanipulators 218 weist das Projektionslicht 108 einen betragsweise reduzierten Phasenunterschied 508 zu einem idealen Verlauf der Wellenfront auf. Die Segmente 220 des segmentierten optischen Elements 218 sind dabei derart ausgebildet, dass eine geometrische Weglänge des Projektions¬ lichts 108 in Abhängigkeit der x- Position eingestellt werden kann.
In diesem Beispiel wurde die Korrektur mit insgesamt zwölf Segmenten 220 er- reicht. Für eine bessere Korrektur sind mehr Segmente vorteilhaft. Insbesondere ist in diesem Beispiel eine Korrektur nur entlang der x- Achse gezeigt. Es ver¬ steht sich, dass diese Korrektur durch eine entsprechende Anordnung des Wel¬ lenfrontmanipulators 218 auch entlang einer beliebigen anderen Achse möglich ist. Durch Anordnen von mehreren segmentierten optischen Elementen 218 im Strahlengang hintereinander kann ferner eine höhere Auflösung und/oder eine kombinierte Korrektur entlang mehr als einer Achse erzielt werden (siehe z.B. Fig. 8).
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Projektionssystems 600 einer Lithogra- phieanlage 100 mit einer optischen Anordnung 610. Das Projektionssystem 600 kann auch als Projektionsoptik bezeichnet werden. Das optische Design der Pro¬ jektionsoptik 600 entspricht mit Ausnahme der optischen Anordnung 610 der Fig. 34 der US 8,289,619 B2, auf weiche hier vollinhaltlich Bezug genommen wird („incorporation by reference"). Die optische Anordnung 610 kann insbeson- dere in allen in der US 8,289,619 B2 genannten katadioptrischen Projektionsop- tiken eingesetzt werden. In der Ebene 602 befindet sich in diesem Beispiel eine Bildebene 602, welche Feldpunkte 604, 606 aufweist. Von jedem Feldpunkt 604, 606 geht ein Strahlenbündel 614, 616 aus. Die Projektionsoptik 600 ist dazu ein¬ gerichtet, die Feldpunkte 604, 606 der Bildebene 602 verkleinert auf einen Wafer 624 abzubilden. Hierfür umfasst die Projektionsoptik 600 eine Vielzahl an nicht näher bezeichneten Linsen und Spiegel. Die Projektionsoptik 600 weist außer¬ dem eine optische Anordnung 610 mit einem Wellenfrontmanipulator 612 auf. Beispielsweise kann vorgesehen sein, den Wellenfrontmanipulator einer der Fig. 2, 3a, 4, 5, 8 in der optischen Anordnung 610 zu verwenden. Jedes Strahlenbün¬ del 614, 616 beleuchtet eine Subapertur auf dem Wellenfrontmanipulator 610. In der Fig. 6 ist auch eine Pupillenebene 620 eingezeichnet. Diese ist dadurch aus¬ gezeichnet, dass jedes Strahlenbündel 614, 616 die Pupillenebene 620 in dem vol¬ len Durchmesser durchstrahlt. Die Subapertur jedes Strahlenbündels 614, 616 entspricht in der Pupillenebene 620 daher dem Durchmesser des Projektions¬ lichtkegels.
Eine feldnahe Position kann wie folgt definiert werden. Jedes von einem
Feldpunkt 604, 606 einer Feldebene 602 ausgehende Strahlenbündel 614, 616 beleuchtet an der Segmentoberfläche 221 eine Subapertur mit einem
Subaperturdurchmesser SAD. Alle von der Feldebene 602 ausgehenden
Strahlenbündel 614, 616 zusammen beleuchten auf den Segmentoberflächen 221 einen optisch genutzten Bereich mit dem maximalen Durchmesser DFP. Uber das Verhältnis SAD / DFP lässt sich die Fläche kategorisieren. Ein Verhältnis von 0 beschreibt die Feldebene 602, ein Verhältnis von 1 die Pupillenebene. Als feldnah kann man beispielsweise eine Fläche mit einem Verhältnis zwischen 0 und 0,5, bevorzugt zwischen 0 und 0,25, bezeichnen.
In der Fig. 6 ist insbesondere der Wellenfrontmanipulator 612 in einer feldnahen Position angeordnet. Diese ist dadurch charakterisiert, dass der Durchmesser einer Subapertur SAD eines Strahlenbündels 614, 616 auf dem Wellenfrontma¬ nipulator 612 nur einen Bruchteil, z.B. weniger als 50%, des Durchmessers des optisch genutzten Bereiches DFP ausmacht. Je näher der Wellenfrontmanipula¬ tor 612 an dem Bildfeld 602 angeordnet ist, umso besser lässt sich die Wellen¬ front einzelner Feldpunkte 604, 606 individuell korrigieren. Da damit die Sub- apertur eines Feldpunkts 604, 606 auf dem Wellenfrontmanipulator 612 kleiner wird, sollte eine laterale Ausdehnung der Segmente schrumpfen, damit dennoch eine größere Anzahl von Segmenten in der Subapertur liegen und somit Aberra¬ tionen höherer Ordnung korrigierbar sind. Es versteht sich, dass die Oberflächen der einzelnen optischen Segmente zusammengesetzt nicht unbedingt eine Ebene bilden müssen, sondern, wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt, auch in einem gewissen Bereich verteilt sein können, solange sie noch in der feldnahen Position sind. Man kann auch das gesamte Objektiv bzw. die Projektionsoptik 600 als eine optische Anordnung mit einem Wellenfrontmanipulator 612 auffassen. Aller¬ dings ist auch der Einsatz einer dezidierten optischen Anordnung 610, wie es in der Fig. 6 angedeutet ist, möglich. Denkbar ist auch, dass eine der Projektions¬ linsen durch eine Segmentierung als Wellenfrontmanipulator verwendet wird.
Abweichend von der Fig. 6 sind auch optische Konfigurationen denkbar, die kein reflektives Element aufweisen oder zumindest einen Faltspiegel und/oder zu- mindest einen Pupillenspiegel aufweisen.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines segmentier¬ ten optischen Elements 718. Das segmentierte optische Element 718 weist in die¬ ser Ausführungsform Segmente 720 auf, deren Kontaktflächen 706, 708 parallel zu den Randstrahlen eines einfallenden Strahlenbündels 114 eingerichtet sind. Dies ist schematisch für das Segment 704 gezeigt. Das Strahlenbündel 114 wird von einem Feldpunkt 234 des Bildfeldes 232 abgestrahlt. Außerdem weist das segmentierte optische Element 718 opak ausgebildete Strukturen 710 auf, die eine Einstrahlung von Projektionslicht auf die von den Kontaktflächen 706, 708 auf der Einstrahlseite des segmentierten optischen Elements 718 gebildeten
Kanten verhindert. Mit einer solchen Ausführungsform ist daher ein Einfluss der Kontaktflächen 706, 708 auf das Projektionslicht 108 minimiert. Abweichend von der dargestellten Ausführungsform der opaken Strukturen 710 sind weitere An¬ ordnungen möglich. Die Opazität kann geeignet eingestellt werden und die Wel- lenlänge des verwendeten Projektionslichts berücksichtigen. Zum Beispiel ist die Seitenfläche 708, 706 jeweils mit einem UV- Licht absorbierenden Material be¬ schichtet.
Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Wel- lenfrontmanipulators 112 mit zwei segmentierten optischen Elementen 820 und 830, die jeweils Segmente 821 und 831 umfassen. Ferner ist in der Fig. 8 ein Strahlenbündel 114 dargestellt, welches sich entlang einer Durchstrahlrichtung 116 fortpflanzt. Die Durchstrahlrichtung 116 ist hier parallel zu der z- Achse ei¬ nes karthesischen Koordinatensystems dargestellt. Die beiden segmentierten optischen Elemente 820, 830 weisen jeweils in Durchstrahlrichtung 116 recht¬ eckige Segmente 821, 831 auf, wobei die Ausrichtung der Segmente 821, 831 or¬ thogonal zueinander gewählt ist. Die Segmente 821 des segmentierten optischen Elements 820 verlaufen entlang der y-Richtung und die Segmente 831 des seg¬ mentierten optischen Elements 830 verlaufen entlang der χ-Richtung. Die Seg¬ mente 821, 831 sind beispielsweise entsprechend den Segmenten 222 der Fig. 2 oder 422 der Fig. 4 ausgebildet. Die Segmente 821, 831 eines jeweiligen segmen¬ tierten optischen Elements 820, 830 sind jeweils quer zur Durchstrahlrichtung 116 nebeneinander angeordnet. Diese Anordnung hat zur Folge, dass ein Licht¬ strahl oder Strahlenbündel 114 entlang der Durchstrahlrichtung 116 nur genau ein Segment 821, 831 eines jeweiligen segmentierten optischen Elements 820, 830 durchstrahlt. In dem Beispiel der Fig. 8 sind die Segmente 821, 831 der seg¬ mentierten optischen Elemente 820, 830 jeweils in der χ-y- Ebene angeordnet. Beispielshaft ist jeweils eine lichtquellenseitige Segmentoberfläche 823, 833 der beiden segmentierten optischen Elemente 820, 830 gekennzeichnet. In der Dar¬ stellung der Fig. 8 liegen alle Segmentoberflächen 823 des segmentierten opti¬ schen Elements 820 in einer Ebene und es liegen alle Segmentoberflächen 833 des segmentierten optischen Elements 830 in einer Ebene. Abweichend von die¬ ser Darstellung ist es möglich, dass die Segmentoberflächen 823, 833 eines jewei¬ ligen segmentierten optischen Elements 820, 830 nicht in einer Ebene liegen, wie es beispielsweise in der Fig. 5 dargestellt ist.
Jedes der segmentierten optischen Elemente 820, 830 weist wenigstens ein be¬ wegliches Segment 824, 834 auf. Die beweglichen Segmente 824, 834 sind ent¬ lang einer Verschiebungsrichtung 828, 838 verschiebbar angeordnet. Das Strah- lenbündel 114 strahlt auf eine Subapertur 826 des ersten segmentierten opti¬ schen Elements 820 ein und durchstrahlt dieses. Wie in der Figur erkennbar, überdeckt die Subapertur 826 einen Teil der Einstrahlseite der beiden Segmente 822 und 824. Durch eine Verschiebung des beweglich angeordneten Segments 824 entlang der Verschiebungsrichtung 828 kann daher für einen Teil des Strah- lenbündels 114 ein von dem weiteren Teil unterschiedlicher optischer Weg einge- stellt werden. Damit kann eine gekrümmte Wellenfront entlang der x-Richtung korrigiert werden (siehe z.B. Fig. 5).
Nachdem das Strahlenbündel 114 das erste segmentierte optische Element 820 durchstrahlt hat, strahlt es auf eine Subapertur 836 des zweiten segmentierten optischen Elements 830 ein, in welcher sich die beiden Segmente 832 und 834 befinden. Durch eine Verschiebung des beweglich angeordneten Segments 834 entlang der Verschiebungsrichtung 838 kann nun für in y-Richtung unterschied¬ liche Teilstrahlenbündel des Strahlenbündels 114 eine unterschiedliche optische Weglänge eingestellt werden. Somit lässt sich eine Krümmung der Wellenfront in y-Richtung korrigieren.
Mit dieser Ausführungsform kann daher erreicht werden, eine Wellenfrontkor- rektur entlang mehrere Achsen vorzunehmen. Bevorzugt werden mehr als zwei segmentierte optische Elemente 820, 830 eingesetzt, deren Verschiebungsrich¬ tungen unter weiteren Winkeln zueinander angeordnet sind und sequenziell durchstrahlt werden. Insbesondere können die segmentierten optischen Elemen¬ te 820 830 in eine größere Zahl an Segmenten 821, 831 als es hier dargestellt ist, unterteilt sein, wobei bevorzugt jedes einzelne Segment 821, 831 beweglich ange¬ ordnet ist. Insgesamt ergibt sich damit die Möglichkeit, auch komplexe zweidi¬ mensional gekrümmte Wellenfronten zu manipulieren bzw. zu korrigieren.
Fig. 9 zeigt einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines Wellenfront- manipulators 900 mit zwei segmentierten optischen Elementen 910, 920. Die Fig. 9 zeigt den Wellenfrontmanipulator 900 in drei unterschiedlichen Zuständen A, B, C. Die segmentierten optischen Elemente 910, 920 des Wellenfrontmanipula- tors 900 dieser Ausführungsform sind jeweils aus Keilsegmenten 910, 920 zu¬ sammengesetzt und bilden ein kavitätenfreies Volumen. Die Segmente 910, 920 sind jeweils entlang einer Verschiebungsrichtung 912, 922 verschiebbar ange- ordnet. Dabei erfolgt eine Verschiebung derart, dass die Segmente 910, 920 sich jeweils flächig auf der einander zugewandten Seite berühren. Die einzelnen Segmente 910, 920 eines jeweiligen segmentierten optischen Elements sind quer zur Durchstrahlrichtung 116 (entspricht der Strahlrichtung des Lichtstrahls 114) nebeneinander angeordnet, was in Seitenansicht der Fig. 9 nicht erkennbar ist. In der Darstellung der Fig. 9 sind die einzelnen Segmente 910, 920 hintereinan- der in die Bildebene hinein und/oder aus der Bildebene heraus angeordnet. Wie zuvor hat diese Anordnung die Wirkung, dass der Lichtstrahl 114 nur genau ein Segment 910, 920 eines jeden segmentierten optischen Elements durchstrahlt und nacheinander zuerst das Segment 910 des ersten segmentierten optischen Elements und dann das Segment 920 des zweiten segmentierten optischen Ele¬ ments durchstrahlt, wie im Folgenden erläutert wird.
Es ist ferner ein Lichtstrahl 114 dargestellt, der auf das Segment 910 des ersten segmentierten optischen Elements einstrahlt. Der Lichtstrahl 114 durchläuft dann einen Lichtweg 914 in dem Segment 910 und anschließend einen Lichtweg 924 in dem Segment 920. In den drei Darstellungen A, B, C der Fig. 9 sind die Segmente 910, 920 in jeweils unterschiedlicher Position dargestellt. Dadurch verändert sich jeweils der Lichtweg 914, 924 des Lichtstrahls 114 in dem jeweili¬ gen Segment 910, 920 und somit die optische Weglänge, die dieser zurücklegen muss. Vorliegend wird durch eine Verschiebung der Segmente 910, 920 relativ zueinander daher die optische Weglänge für den Lichtstrahl 114 eingestellt.
In einer weiteren Ausführungsform sind beispielsweise nur die Segmente 920 beweglich, während die Segmente 910 nicht beweglich sind und/oder das erste optische Element nicht segmentiert ist.
Diese wie auch weitere Ausführungsformen des Wellenfrontmanipulators 900 eignen sich beispielsweise zum Einsatz in einem Projektionssystem 104 der Fig. 1 oder 600 der Fig. 6.
Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Wellenfrontmanipulators 112. Der Wellenfrontmanipulator 112 weist ein segmentiertes optisches Element 218 mit Segmenten 220 auf sowie einen seitlich angeordneten Infrarotlaser 1020. In der Fig. 10 wurde auf eine Darstellung des Projektionslichts 108 und/oder eines Strahlenbündels 114 verzichtet.
Der Infrarotlaser 1020 ist dazu eingerichtet, Infrarotstrahlung 1030 in eine vor¬ gebbare Richtung abzustrahlen. In dem Beispiel der Fig. 10 strahlt der Infrarot¬ laser 1020 eine Infrarotstrahlenbündel 1030 auf eine Apertur 1040, welche eine Teilfläche der Einstrahlseite des Segments 222 ist, ein. Die Infrarotstrahlung 1030 wird von dem Material des Segments 222 im Bereich der Apertur 1040 zu¬ mindest teilweise absorbiert, wodurch sich das Material erwärmt. Hierdurch kann eine gezielte Änderung der optischen Eigenschaften des Segments 222 in dem Bereich der Apertur 1040 erreicht werden. Zum Beispiel kann sich der Bre- chungsindex des Materials ändern, oder aufgrund der Wärmeausdehnung ändert sich die jeweilige geometrische optische Weglänge eines Lichtstrahls beim Durch¬ laufen der Apertur 1040.
Der Infrarotlaser 1020 ist ferner dazu eingerichtet, das Infrarotstrahlenbündel auf weitere Bereiche 1050 des Segments 222 zu richten. Dabei ist es abweichend von der Darstellung auch möglich, dass auf mehrere Bereiche 1040, 1050 gleich¬ zeitig eingestrahlt wird. Ferner können weitere Infrarotlaser 1020 vorgesehen sein, die auf weitere Segmente 220 des segmentierten optischen Elements 218 einstrahlen. Außerdem können die Infrarotlaser 1020 auch abweichend von der in der Fig. 10 dargestellten Position angeordnet sein. Neben der Änderung der optischen Weglänge an der Apertur 1040 durch die mögliche Verschiebung des Segments kann daher eine weitere Veränderung durch den Wärmeeintrag und die dadurch veränderbare optische Eigenschaft des mit Infrarotlicht bestrahlten Teils des Segments erfolgen.
Fig. 11 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Lithographieanlage 100 mit einem Projektionssystem 104 mit einer opti¬ schen Anordnung 112 mit einem Wellenfrontmanipulator 114, 112, 610, 112, 900 (siehe Fig. 1, 2, 6, 8, 9). Das dargestellte Verfahren umfasst die Schritte Durch- strahlen 1110 des Projektionssystems 104 mit dem Wellenfrontmanipulator 114, 112, 610, 112, 900 mit Projektionslicht 108, sowie das Einstellen 1120 einer Posi¬ tion eines beweglichen Segments 222 eines segmentierten optischen Elements 218 des Wellenfrontmanipulators 114, 112, 610, 112, 900, so dass eine Aberration der Wellenfront des Projektionslichts 108 korrigiert wird.
Das Durchstrahlen 1110 umfasst dabei ein Abstrahlen des Projektionslichts 108 durch eine Lichtquelle 106, das Leiten des Projektionslichts 108 in einem Strahl¬ formung- und Beleuchtungssystem 102 sowie eines Projektionssystems 104. Dar¬ über hinaus umfasst der Verfahrensschritt des Durchstrahlens 1110 insbesonde- re die Teilverfahrensschritte eines Erfassens 1111 der Wellenfront des Projekti- onslichts 108 mit einem Wellenirontsensor, eines Berechnens 1112 von Koeffi¬ zienten von Zernike-Polynomen derart, dass eine Linearkombination der Zerni- ke-Polynome mit dem berechneten Koeffizienten der erfassten Wellenfront ent¬ spricht, sowie eines Berechnens 1113 von einzustellenden Positionen von Seg- menten 220 von segmentierten optischen Elementen 218 derart, dass die erfasste Wellenfront korrigiert wird.
Ein Erfassen 1111 der Wellenfront kann insbesondere mit einer dafür eingerich¬ teten Vorrichtung, beispielsweise einem Wellenirontsensor wie einem Hartmann- Shack-Sensor erfolgen. Das Berechnen 1112 der Koeffizienten der Zernike Poly¬ nome kann mittels eines dafür eingerichteten Computers oder Computerpro¬ gramms beispielsweise mit einem Optimierungsalgorithmus durchgeführt wer¬ den. Auch das Berechnen 1113 der einzustellenden Position der Segmente 220, um die Wellenfront zu korrigieren, kann von einem dafür eingerichteten Compu¬ ter durchgeführt werden. Hierfür umfasst der Computer beispielsweise eine Speichereinheit, in welcher die Auswirkung einer Positionsveränderung jedes einzelnen Segments 220 auf die Wellenfront gespeichert ist.
Der Verfahrensschritt des Einstellens 1120 einer Position eines beweglich ange- ordneten Segments 222 umfasst beispielsweise ein Ansteuern 1121 des dem Segment 222 zugeordneten Aktors, so dass das Segment 222 in die berechnete Position gebracht wird.
Das Verfahren kann weitere, hier nicht dargestellte Verfahrens schritte umfas¬ sen. Vorteilhafterweise wird dieses Verfahren in einer Art Regelschleife durchge¬ führt, so dass mehrere hundert oder tausend Regelschritte innerhalb einer Se¬ kunde durchgeführt werden. Eine hohe zeitliche Auflösung ermöglicht es insbe¬ sondere, Störungen mit sehr kleinen Zeitkonstanten, wie beispielsweise Erschüt¬ terungen der Lithographieanlage, die zu kleinen lokalen Deformationen von opti¬ schen Elementen führen, effektiv zu korrigieren.
Fig. 12 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform eines segmentierten optischen Elements 1200, welches beispielsweise in einem Wellen- frontmanipulator 112, 612, 900 Verwendung finden kann. Die Besonderheit die- ses Ausführungsbeispiels ist, dass die drei dargestellten Segmente 1210, 1220, 1230 jeweils individuell geformt sind, wobei sie sich mit ihren schräg verlaufen¬ den Seitenflächen 1213, 1223, 1233 in diesem Beispiel berühren, und dass die Einstrahlseiten 1211, 1221, 1231 keine ebene Fläche miteinander bilden. Ein je¬ weiliger Anstellwinkel ctl - a6 der Seitenflächen 1213, 1223, 1233 der Segmente 1210, 1220, 1230 ist bevorzugt so gewählt, dass eine jeweilige Seitenfläche 1213, 1223, 1233 parallel zu einer mittleren, das heißt einer gemittelten, Einstrahlrich¬ tung von einstrahlenden Lichtstrahlen 1214, 1215, 1216 und/oder einem Strah¬ lenbündel ist. Damit wird eine Auswirkung der Seitenflächen 1213, 1223, 1233 auf die Ausbreitung des Projektionslichts effektiv minimiert.
Es sind ferner drei Lichtstrahlen 1214, 1215, 1216 dargestellt, die unterschiedli¬ che Flächen oder Positionen auf dem segmentierten optischen Element 1200 be¬ leuchten und das segmentierte optische Element 1200 entlang unterschiedlicher Wege durchstrahlen. Die Lichtstrahlen 1214, 1215, 1216 haben jeweils eine indi- viduelle Ausbreitungsrichtung. Der Lichtstrahl 1214 verläuft beispielsweise schräg zu einem Lot (gepunktet dargestellt) auf die Einstrahlseiten 1211, 1221,
1231 der Segmente 1210, 1220, 1230.
Der erste Lichtstrahl 1214 fällt schräg auf die Einstrahlseite 1211 des ersten Segments 1210, wird beim Einstrahlen in das erste Segment 1210 in Richtung zum Lot hin gebrochen und tritt schräg über die Ausstrahlseite 1212 aus dem ersten Segment 1210 heraus, wobei er vom Lot weggebrochen wird. Da hier die Einstrahlseite 1211 und die Ausstrahlseite 1212 parallel zueinander sind, hat der Lichtstrahl 1214 nach dem Durchstrahlen des Segments 1210 die gleiche Ausbreitungsrichtung, die er auch vor dem Einstrahlen bereits hatte.
Der zweite Lichtstrahl 1215 fällt senkrecht auf die Einstrahlseite 1221 des mitt¬ leren Segments 1220 und wird daher beim Einstrahlen nicht gebrochen. Auf¬ grund der nicht rechtwinkligen Anordnung der Seitenfläche 1223 relativ zu der Einstrahlseite 1221 fällt der Lichtstrahl 1215 auf die Seitenfläche 1223 des Seg¬ ments 1220. Daher tritt der Lichtstrahl 1215 über die Seitenfläche 1223 aus dem Segment 1220 aus und über die Seitenfläche 1233 des äußeren Segments 1230 in dieses ein. Schließlich strahlt der Lichtstrahl 1215 über die Ausstrahlseite 1232 aus dem äußeren Segment 1230 aus. Der Lichtstrahl 1215 durchstrahlt somit zwei Segmente 1220, 1230 des segmentierten optischen Elements 1200 teilweise. Der dritte Lichtstrahl 1216 strahlt senkrecht auf die Einstrahlseite 1231 des dritten Segments 1230 ein, durchstrahlt dieses und strahlt über die Ausstrahl¬ seite 1232 aus.
Aus Gründen der Ubersicht wurde in diesem Ausführungsbeispiel auf eine Dar¬ stellung von beweglich angeordneten Segmenten verzichtet. Es versteht sich je¬ doch, dass die zu den anderen Ausführungsformen gemachten Ausführungen auch auf dieses Ausführungsbeispiel anwendbar sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrie¬ ben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar. Zum Beispiel ist eine nichtlineare Be¬ wegung der Segmente denkbar. Es ist auch möglich, Kreisstreifen als Segmente einzusetzen, die um einen gemeinsamen Mittelpunkt relativ zueinander drehbar sind. Die Segmente eines optischen Elements können prinzipiell an verschiede¬ nen Stellen im Strahlengang beweglich angeordnet werden. Man kann dann von einer verteilten Alvarez-Anordnung sprechen. Als transparente Materialien für die Segmente kommen insbesondere Quarzglas oder CaF2 in Frage.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Lithographieanlage
102 Strahlformung- und Beleuchtungssystem
104 Projektionssystem
106 Lichtquelle
108 Projektionslicht
110 optische Anordnung
112 Wellenfrontmanipulator
114 Strahlenbündel
116 Durchstrahlrichtung
120 Lithographiemaske
124 Wafer
128 Linse
132 hochbrechende Flüssigkeit
218 segmentiertes optisches Element
220 Segmente
221 lichtquellenseitige Segmentoberfläche
222 beweglich angeordnetes Segment
226 Beleuchtete Fläche auf dem segmentierten optischen Element
228 Beleuchtete Fläche auf einem nachfolgenden optischen Element
230 Subapertur
232 Bildfeld
234 Feldpunkt
236 Subapertur
236' beleuchtete Fläche vor dem Verschieben
238 Verschiebungsrichtung
302 durchstrahltes Volumen mit geometrischer Weglänge 1
304 durchstrahltes Volumen mit geometrischer Weglänge 2
402 Teilvolumen mit Brechungsindex nl
404 Teilvolumen mit Brechungsindex n2
410 erster Lichtstrahl
412 geometrische Weglänge des ersten Lichtstrahls in Brechungsindex n2
414 geometrische Weglänge des ersten Lichtstrahls in Brechungsindex nl 416 transmittierter erster Lichtstrahl 420 zweiter Lichtstrahl
422 Segment mit Teilvolumina mit unterschiedlichen Brechungsindizes
423 geometrische Weglänge des zweiten Lichtstrahls in Brechungsindex n2
424 geometrische Weglänge des zweiten Lichtstrahls in Brechungsindex nl
426 transmittierter zweiter Lichtstrahl
430 dritter Lichtstrahl
432 geometrische Weglänge des dritten Lichtstrahls in Brechungsindex n2
434 geometrische Weglänge des dritten Lichtstrahls in Brechungsindex nl
436 transmittierter dritter Lichtstrahl
500 Bereich
506 Phasenunterschied der Wellenfront vor dem Wellenfrontmanipulator
508 Phasenunterschied der Wellenfront nach dem Wellenfrontmanipulator
600 Projektionssystem
602 Bildfeld
604 Feldpunkt
606 Feldpunkt
610 optische Anordnung,
612 Wellenfrontmanipulator
614 Strahlenbündel
616 Strahlenbündel
620 Pupille
624 Wafer
704 Segment
706 Kontaktfläche
708 Kontaktfläche
710 opake Struktur
718 segmentiertes optisches Element
720 Segmente
820 segmentiertes optisches Element
821 Segmente
822 verschiebbar angeordnetes Segment
823 lichtquellenseitige Segmentoberfläche
824 verschiebbar angeordnetes Segment
826 Subapertur
828 Verschiebungsrichtung 830 segmentiertes optisches Element
831 Segmente
832 verschiebbar angeordnetes Segment
833 lichtquellenseitige Segmentoberfläche
834 verschiebbar angeordnetes Segment
836 Subapertur
838 Verschiebungsrichtung
900 Wellenfrontmanipulator
910 erstes Keilsegment
912 Verschiebungsrichtung des ersten Keilsegments
914 geometrische Weglänge in dem ersten Keilsegment
920 zweites Keilsegment
922 Verschiebungsrichtung des zweiten Keilsegments
924 geometrische Weglänge in dem zweiten Keilsegment
1020 Infrarotlaser
1030 Infrarotstrahlenbündel
1040 Apertur des Infrarotstrahlenbündels auf dem Segment
1050 weitere mögliche Einstrahlflächen für das Infrarotstrahlenbündel
1110 Verfahrensschritt (Durchstrahlen)
1111 Verfahrensschritt (Erfassen)
1112 Verfahrensschritt (Berechnen)
1113 Verfahrensschritt (Berechnen)
1120 Verfahrensschritt (Einstellen)
1121 Verfahrensschritt (Ansteuern)
1210 erstes Segment
1211 Einstrahlseite
1212 Ausstrahlseite
1213 Seitenfläche
1214 Lichtstrahl
1215 Lichtstrahl
1216 Lichtstrahl
1220 zweites Segment
1221 Einstrahlseite
1222 Ausstrahlseite
1223 Seitenfläche 1230 drittes Segment
1231 Einstrahlseite
1232 Ausstrahlseite
1233 Seitenfläche ctl— a6 Anstellwinkel

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100), welches einen Strahlengang zum Abbilden lithographischer Strukturen aufweist, mit einer in dem Strahlengang angeordneten optischen Anordnung (110, 610) mit einem Wellenfrontmanipulator (112, 612, 900), welcher im Betrieb der
Lithographieanlage (100) von einem in dem Strahlengang verlaufenden
Strahlenbündel (114, 614, 616) entlang einer Durchstrahlrichtung (116) durchstrahlt wird und welcher dazu eingerichtet ist, eine optische Weglänge für das Strahlenbündel (114, 614, 616) einzustellen, wobei der
Wellenfrontmanipulator (112, 612, 900) aufweist:
ein segmentiertes optisches Element (218, 718, 820, 830) mit quer zur Durchstrahlrichtung (116) nebeneinander angeordneten Segmenten (220, 720, 821, 831), wobei zumindest ein Segment (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) derart beweglich angeordnet ist, dass sich bei einer Positionsänderung des Segments (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) relativ zu dem das Segment (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) durchstrahlende Strahlenbündel (114, 614, 616) die optische Weglänge für das Strahlenbündel (114, 614, 616) ändert.
2. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach
Anspruch 1, wobei eine geometrische Weglänge, die das Strahlenbündel (114, 614, 616) in dem Segment (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) zurücklegt und/oder ein Brechungsindex entlang des von dem Strahlenbündel (114, 614, 616) durchstrahlten Weges in dem Segment (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) in Abhängigkeit von der Position des Segments (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) relativ zu dem Strahlenbündel (114, 614, 616) einstellbar sind.
3. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach
Anspruch 1 oder 2, wobei das beweglich angeordnete Segment (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) des segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) unabhängig von den weiteren Segmenten (220, 720, 821, 831) des
segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) beweglich ist.
4. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Segment (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) des segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) entlang einer Verschiebungsrichtung (238, 828, 838, 912, 922) verschiebbar ist und die Verschiebungsrichtung (238, 828, 838, 912, 922) mit der Durchstrahlrichtung (116) einen Winkel größer 0° einschließt.
5. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach
Anspruch 4, wobei der Wellenfrontmanipulator (112, 612, 900) zur Korrektur von Verkippung, sphärischer Aberration, Koma, Astigmatismus, Verzeichnung und/oder Bildfeldkrümmung eingerichtet ist.
6. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Fläche (706, 708) zwischen zwei
Segmenten (220, 720, 821, 831) des segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) des Wellenfrontmanipulators (112, 612, 900) parallel zu dem
Strahlenbündel (114, 614, 616) verläuft.
7. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kante (710) zwischen zwei
Segmenten (220, 720, 821, 831) des segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) des Wellenfrontmanipulators (112, 612, 900) opak ausgebildet ist.
8. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Strahlenbündel (114, 614, 616) von einem Feldpunkt (234, 604, 606) ausgeht, welcher einem Bildpunkt eines
Abbildes der lithographischen Struktur entspricht, wobei das Strahlenbündel
(114, 614, 616) eine Subapertur (236, 826, 836) auf dem segmentierten optischen Element (218, 718, 820, 830) beleuchtet und wobei mindestens zwei Segmente (220, 720, 821, 831) in der von der Subapertur (236, 826, 836) bestimmten Fläche liegen.
9. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wellenfrontmanipulator (112, 612, 900) mehrere segmentierte optische Elemente (218, 718, 820, 830) aufweist, die entlang des Strahlengangs hintereinander angeordnet sind.
10. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach Anspruch 9, wobei mehrere, in dem Strahlengang entlang der
Durchstrahlrichtung (116) hintereinander angeordnete segmentierte optische Elemente (218, 718, 820, 830) vorhanden sind, deren Segmente (220, 720, 821, 831) entlang einer Verschiebungsrichtung (238, 828, 838, 912, 922) verschiebbar sind und die Verschiebungsrichtung (238, 828, 838, 912, 922) mit der
Durchstrahlrichtung (116) einen Winkel größer 0° einschließt.
11. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wellenfrontmanipulator (112, 612,
900) in einer feldnahen Position in dem Strahlengang angeordnet ist.
12. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Heizvorrichtung (1020) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, in zugeordneten Segmenten (220, 720, 821, 831) eine lokale Temperaturänderung hervorzurufen.
13. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wellenfrontmanipulator (112, 612, 900) zwei segmentierte optische Elemente (218, 718, 820, 830) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass^
die Segmente (910, 920) eines jeweiligen segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) quer zur Durchstrahlrichtung (116) nebeneinander angeordnet sind;
die segmentierten optischen Elemente (218, 718, 820, 830) in
Durchstrahlrichtung (116) hintereinander angeordnet sind und ein
kavitätenfreies Volumen umschließen!
einem Segment (910) des einen segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) ein korrespondierendes Segment (920) des anderen segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) entspricht, die miteinander in
Durchstrahlrichtung (116) in einem Flächenkontakt stehen! und
durch eine Verschiebung der korrespondierenden Segmente (910, 920) in jeweils entgegengesetzte Richtung (912, 922) die optische Weglänge für das die beiden Segmente (910, 920) durchstrahlende Strahlenbündel (114, 614, 616) veränderbar ist.
14. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage (100), welches einen Strahlengang zum Abbilden lithographischer Strukturen aufweist, mit einer in dem Strahlengang angeordneten optischen Anordnung (110, 610) mit einem Wellenfrontmanipulator (112, 612, 900), welcher im Betrieb der
Lithographieanlage (100) von einem in dem Strahlengang verlaufenden
Strahlenbündel (114, 614, 616) entlang einer Durchstrahlrichtung (116) durchstrahlt wird und welcher dazu eingerichtet ist, eine optische Weglänge für das Strahlenbündel (114, 614, 616) einzustellen, wobei der
Wellenfrontmanipulator (112, 612, 900) aufweist:
ein segmentiertes optisches Element (218, 718, 820, 830) mit quer zur Durchstrahlrichtung (116) nebeneinander angeordneten Segmenten (220, 720, 821, 831), wobei eine Heizvorrichtung (1020) vorgesehen ist, die dazu
eingerichtet ist, in zugeordneten Segmenten (220, 720, 821, 831) eine lokale Temperaturänderung hervorzurufen, zum Einstellen der optischen Weglänge für das ein jeweiliges Segment durchstrahlende Strahlenbündel (114, 614, 616).
15. Projektionssystem (104, 600) für eine Lithographieanlage nach Anspruch 14, ferner die Merkmale gemäß den Ansprüchen 1— 13 umfassend.
16. Lithographieanlage (100) mit einem Strahlformungs- und
Beleuchtungssystem (102) zum Bereitstellen von Projektionslicht und einem Projektionssystem (104, 600) nach einem der Ansprüche 1 - 15.
17. Verfahren zum Betreiben einer Lithographieanlage (100) mit einem
Projektionssystem (104, 600) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Projektionssystem eine optische Anordnung (110, 610) aufweist, mit den
Schritten:
Durchstrahlen (1110) der optischen Anordnung (110, 610) mit
Projektionslicht (108); und
Einstellen (1120) einer Position eines beweglichen Segments (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920) eines segmentierten optischen Elements (218, 718, 820, 830) eines Wellenfrontmanipulators (112, 610, 900) zur Korrektur einer
Aberration einer Wellenfront des Projektionslichts (108).
18. Verfahren zum Betreiben einer Lithographieanlage (100) mit einem
Projektionssystem (104, 600) gemäß Anspruch 17, ferner aufweisend die Schritte^
Erfassen (1111) der Wellenfront des Projektionslichts (108) mit einem Wellenfrontsensor!
Berechnen (1112) von Koeffizienten von Zernike-Polynomen derart, dass eine Linearkombination der Zernike-Polynome mit dem berechneten
Koeffizienten der erfassten Wellenfront entspricht;
Berechnen (1113) von einzustellenden Positionen von Segmenten (220, 720, 821, 831) von segmentierten optischen Elementen (218, 718, 820, 830) derart, dass die erfasste Wellenfront korrigiert wird; und
Ansteuern (1121) von den Segmenten (220, 720, 821, 831) zugeordneten Aktuatoren zu Einstellung der berechneten Position eines jeden Segments (222, 422, 822, 824, 832, 834, 910, 920).
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