WO2022029062A1

WO2022029062A1 - Optische baugruppe, projektionsbelichtungsanlage und verfahren

Info

Publication number: WO2022029062A1
Application number: PCT/EP2021/071540
Authority: WO
Inventors: Andreas Raba; Johannes Lippert; Markus Raab; Matthias Manger
Original assignee: Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2022-02-10
Also published as: DE102020210024B4; DE102020210024A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Baugruppe (20) umfassend ein optisches Element (21) mit einer optischen Wirkfläche (22), mindestens einer Deformationsvorrichtung (24,25) und einem Basiselement (27), wobei die Deformationsvorrichtung (24,25) zwischen dem optischen Element (21) und dem Basiselement (27) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, das optische Element (21) und das Basiselement (27) zu deformieren. Erfindungsgemäß umfasst die optische Baugruppe (20) mindestens einen Sensor (30,33) zur Bestimmung einer Deformation der optischen Wirkfläche (22). Weiterhin umfasst die Erfindung eine mit der optischen Baugruppe (20) ausgestattete Projektionsbelichtungsanlage (1,101) sowie ein Verfahren zur Bestimmung von Deformationen optischer Wirkflächen (22).

Description

Optische Baugruppe, Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren

Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 210 024.1 , angemeldet am 07.08.2020, in Anspruch, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine optische Baugruppe, insbesondere eine optische Baugruppe für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie und eine Projektionsbelichtungsanlage. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer Deformation einer optischen Wirkfläche eines optischen Elementes.

Projektionsbelichtungsanlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, einem sogenannten Retikel, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. Dieses wird zur optimalen Ausleuchtung des Retikels in einer Beleuchtungsoptik geformt. In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.

Die mikrostrukturierten Bauteile werden außer mit im EUV-Bereich arbeitenden Systemen auch mit den im Markt etablierten DUV-Systemen mit einer Wellenlänge zwischen 100nm und 300nm, insbesondere von 193nm hergestellt. Durch die Einführung des EUV-Bereichs und damit der Möglichkeit noch kleinere Strukturen herstellen zu können, sind auch die Anforderungen an die optische Korrektur der DUV-Systeme mit einer Wellenlänge von 193nm weiter gestiegen. Ergänzend steigen mit jeder neuen Generation von Projektionsbelichtungsanlagen, unabhängig von der Wellenlänge, zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Durchsatz, was typischerweise zu einer stärkeren thermischen Belastung und damit zu steigenden thermal verursachten Abbildungsfehlern des für die Abbildung verwendeten optischen Systems, der Projektionsoptik, führt. Zur Korrektur der Abbildungsfehler können in einzelnen oder allen optischen Baugruppen der Projektionsoptik unter anderem Manipulatoren verwendet werden, die die Position und Ausrichtung der optischen Elemente verändern oder aber die Abbildungseigenschaften der optischen Elemente, insbesondere von Spiegeln, durch Deformation der optischen Wirkflächen beeinflussen. Unter einer optischen Wirkfläche wird dabei diejenige Fläche eines optischen Elementes verstanden, die während des Betriebes der zugeordneten Anlage mit Nutzlicht beaufschlagt wird. Unter Nutzlicht ist dabei elektromagnetische Strahlung zu verstehen, die zur Abbildung der Strukturen verwendet wird. Prinzipiell ist es möglich, die Deformation der optischen Wirkfläche mittels geeigneter Sensorik aus der Richtung der die optische Wirkfläche umfassenden Seite des optischen Elementes zu bestimmen, was jedoch sehr aufwendig ist. Deswegen wird die Deformation üblicherweise lediglich gesteuert und nur in relativ langen Abständen indirekt durch die Analyse der Abbildung der gesamten Projektionsoptik überprüft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Baugruppe, eine Projektionsbelichtungsanlage und ein Verfahren bereitzustellen, durch welche beziehungsweise welches verbesserte Möglichkeiten zur Bestimmung der Deformation einer optischen Wirkfläche geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtungen und das Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.

Eine erfindungsgemäße optische Baugruppe mit einem optischen Element umfasst eine optische Wirkfläche sowie mindestens eine Deformationsvorrichtung zur Deformation der optischen Wirkfläche. Weiterhin umfasst die optische Baugruppe ein Basiselement, wobei die Deformationsvorrichtung zwischen dem optischen Element und dem Basiselement angeordnet und dazu eingerichtet ist, das optische Element und das Basiselement zu deformieren. Erfindungsgemäß umfasst die optische Baugruppe mindestens einen Sensor zur Bestimmung einer Deformation einer von der optischen Wirkfläche abgewandten Messfläche der optischen Baugruppe.

Diese Anordnung des Sensors hat den Vorteil, dass der im Bereich hinter der optischen Baugruppe zur Verfügung stehende Bauraum für die Sensorik genutzt werden kann. Insbesondere können dadurch eine Vielzahl von Sensoren in Messrichtung zu der zu vermessenden Fläche und über die gesamte Fläche des Spiegels angeordnet werden, ohne die elektromagnetische Strahlung zur Abbildung der Strukturen zu behindern oder abzuschatten. Daneben kann die Sensorik in einem sehr geringen Abstand zu der zu vermessenden Fläche angeordnet werden, wodurch die Auswahl der zur Verfügung stehenden Messmethoden zusätzlich vergrößert wird. Die so erfassten Deformationswerte können mit Hilfe eines Modells und/oder einer Kalibrierung direkt zur Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche verwendet werden. Insbesondere kann die gemessene Deformation in einer Ansteuerung mit einer Soll-Deformation verglichen und eine mögliche Abweichung der bestimmten Deformation durch die Anpassung der Ansteuerung der Deformationsvorrichtung korrigiert werden.

Bei der Messfläche kann es sich insbesondere um die Rückseite des optischen Elementes handeln, also um diejenige Fläche, die sich auf der der optischen Wirkfläche gegenüberliegenden, von dieser abgewandten Seite des optischen Elementes befindet.

Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der Messfläche um die Rückseite der Deformationsvorrichtung handelt, also um diejenige Seite der Deformationsvorrichtung, die sich auf der der dem optischen Element gegenüberliegenden, von diesem abgewandten Seite der Deformationsvorrichtung befindet.

Ebenso kann es sich bei der Messfläche alternativ oder zusätzlich um die Rückseite des Basiselementes handeln, also um diejenige Seite des Basiselementes, die sich auf der der dem optischen Element gegenüberliegenden, von diesem abgewandten Seite des Basiselementes befindet. In allen vorgenannten Fällen ist die Messfläche von der Rückseite der optischen Baugruppe her besonders leicht zugänglich.

Dadurch, dass das Basiselement in gleicher Weise wie das optische Element ausgebildet und gelagert ist, kann auf besonders einfache Weise aus der Deformation des Basiselementes auf die Deformation der optischen Wirkfläche geschlossen werden. In diesem Fall geht man davon aus, dass das Basiselement in gleicher Weise beziehungsweise spiegelbildlich zu dem optischen Element deformiert wird.

Eine gering invasive Messung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass es sich bei dem mindestens einen Sensor um einen berührungslos messenden Sensor handelt. Derartige Sensoren können beispielsweise als interferometrische oder kapazitive Sensoren ausgebildet sein.

Oftmals ist bei derartigen Sensoren eine Sichtlinie vom Sensor zu der zu vermessenden Oberfläche von Vorteil. Insbesondere in diesem Fall ist es sinnvoll, wenn die Deformationsvorrichtung und das Basiselement mindestens eine Aussparung zur Erfassung der Deformation der Rückseite des optischen Elementes durch den Sensor umfassen.

Die Sensoren können dadurch direkt auf der Rückseite des optischen Elementes, das beispielsweise als Spiegel ausgebildet sein kann, die Deformationen erfassen. Vorteilhaft ist es in diesem Fall, wenn die Aussparungen in der Deformationsvorrich- tung und im Basiselement mindestens teilweise fluchten. Die Deformation der optischen Wirkfläche kann dann wie weiter oben beschrieben bestimmt werden.

Wenn das Basiselement mindestens eine Aussparung zur Erfassung der Deformation der Rückseite der Deformationsvorrichtung durch den Sensor umfasst, kann die Deformation der Rückseite der Deformationsvorrichtung auf einfache Weise bestimmt werden. Die Aussparungen können beispielsweise als Bohrungen ausgebildet sein, wodurch die Sensoren direkt auf der Rückseite der Deformationsvorrichtung deren Deformation erfassen können. Die Anzahl der Aussparungen hängt von der für die Bestimmung der Oberflächentopographie vorgesehenen Auflösung ab. Je nach Auslegung kann die Erfassung der Deformation von aktiven, also zur Aktuierung direkt angesteuerten Bereichen oder passiven Bereiche, die lediglich mitbewegt werden oder einer Kombination daraus erfolgen.

Insbesondere kann der mindestens eine Sensor auf einem Messrahmen angeordnet sein. Der Messrahmen kann als Teil eines als zentrale Sensorreferenz für alle optischen Baugruppen einer Projektionsoptik oder einer Beleuchtungsoptik dienenden Referenzrahmens oder als ein lokaler nur für die Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche ausgebildeter Messrahmen ausgebildet sein.

Weiterhin kann die Deformationsvorrichtung eine Aktuatormatrix umfassen. Diese kann mehrere Aktuatoren, wie beispielsweise elektrostriktive oder piezoelektrische Aktuatoren umfassen, die in Form einer Matrix, also beispielsweise in Zeilen und Spalten angeordnet sein können. Die Aktuatoren können untereinander zu einer Aktuatorplatte verbunden sein, wobei zwischen den mit Elektroden ansteuerbaren aktiven Bereichen der Aktuatoren wie bereits erwähnt jeweils passive Bereiche ausgebildet sein können. Diese passiven Bereiche können aus dem gleichen Material wie die Aktuatoren selbst hergestellt sein. Die Aktuatoren können einzeln angesteuert werden und in ihrer Umgebung zusammen mit dem Basiselement als Widerlager für die anderen Aktuatoren dienen. Dies kann zu einer lokal begrenzten Deformation der optischen Wirkfläche führen, welche für die Korrektur von bestimmten Abbildungsfehlern von Vorteil ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der mindestens eine Sensor als Dehnungssensor ausgebildet sein. Eine mögliche Ausbildung des Dehnungssensors können Dehnungsmesstreifen oder andere Dehnungsaufnehmer sein, welche auf der Rückseite des Basiselementes, der Aktuatormatrix oder des optischen Elementes angebracht werden können. Der Dehnungssensor kann auch durch die in den Aufbau der Aktuatormatrix integrierten Leitungen für die Ansteuerung der Aktuatoren ausgebildet sein, wodurch eine vorteilhafte Doppelwirkung erreicht werden kann. Eine mit einer erfindungsgemäßen Baugruppe ausgestattete Projektionsbelichtungsanlage zeichnet sich insbesondere durch erweiterte Möglichkeiten zur schnellen Korrektur von Bildfehlern aus.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung der Deformation einer optischen Wirkfläche des optischen Elementes umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

- Erfassung der Deformation einer der optischen Wirkfläche abgewandten und dieser gegenüberliegenden Messfläche der optischen Baugruppe,

- Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche aus der Deformation der Messfläche

Zur Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche können insbesondere die Ergebnisse einer vorangegangenen Kalibrierung verwendet werden. Hierzu kann die optische Baugruppe zunächst - also beispielsweise vor ihrem Einbau in eine Projektionsbelichtungsanlage - dahingehend vermessen werden, dass mittels der Deformationsvorrichtung die denkbaren Verformungen der optischen Wirkfläche eingestellt werden und die zugehörigen Deformationen der Messfläche festgehalten werden. Nach dem Einbau in eine Projektionsbelichtungsanlage können dann die gespeicherten Werte dazu herangezogen werden, die Deformation der optischen Wirkfläche aus der Deformation der Messfläche abzuleiten.

Alternativ oder zusätzlich können zur Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche die Ergebnisse einer Finite-Elemente-Simulation verwendet werden, falls die mechanischen Eigenschaften der Baugruppe mit hinreichender Genauigkeit bekannt sind.

Wenn das Basiselement in gleicher Weise wie das optische Element ausgebildet und gelagert ist, kann auf besonders einfache Weise aus der Deformation des Basiselementes auf die Deformation der optischen Wirkfläche geschlossen werden. In diesem Fall geht man davon aus, dass das Basiselement in gleicher Weise beziehungsweise spiegelbildlich zu dem optischen Element deformiert wird. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 den prinzipiellen Aufbau einer DUV-Projektionsbelichtungsanlage, in der die Erfindung verwirklicht sein kann,

Figur 2 den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in der die Erfindung verwirklicht sein kann,

Figur 3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsform einer optischen Baugruppe, und

Figur 4a-d Ausführungsformen der Erfindung.

In Figur 1 ist eine exemplarische Projektionsbelichtungsanlage 1 dargestellt, in welcher die Erfindung zur Anwendung kommen kann. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 dient zur Belichtung von Strukturen auf ein mit photosensitiven Materialien beschichtetes Substrat, welches im Allgemeinen überwiegend aus Silizium besteht und als Wafer 2 bezeichnet wird, zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wie beispielsweise Computerchips.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst dabei im Wesentlichen eine Beleuchtungseinrichtung 3 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 8 in einer Objektebene 9, einen Retikelhalter 6 zur Aufnahme und exakten Positionierung einer mit einer Struktur versehenen und in der Objektebene 9 angeordneten Maske, einem sogenannten Retikel 7, durch welches die späteren Strukturen auf dem Wafer 2 bestimmt werden, einen Waferhalter 10 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 2 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich eine Projektionsoptik 13, mit mehreren optischen Elementen 14, die über Fassungen 15 in einem Objektivgehäuse 16 der Projektionsoptik 13 gehalten sind. Das grundsätzliche Funktionsprinzip sieht dabei vor, dass die in das Retikel 7 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 2 abgebildet werden; die Abbildung wird in der Regel verkleinernd ausgeführt.

Eine Lichtquelle 4 der Beleuchtungseinrichtung 3 stellt einen für die Abbildung des in der Objektebene 9 angeordneten Retikels 7 auf den im Bereich eines Bildfeldes 11 in einer Bildebene 12 angeordneten Wafer 2 benötigten Projektionsstrahl 17 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit, wobei diese insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 100 nm und 300 nm liegt. Als Quelle 4 für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in einer Beleuchtungsoptik 5 der Beleuchtungseinrichtung 3 über optische Elemente 18 derart geformt, dass der Projektionsstrahl 17 beim Auftreffen auf das in der Objektebene 9 angeordnete Retikel 7 das Objektfeld 8 mit den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen ausleuchtet.

Über den Projektionsstrahl 17 wird ein Bild des Retikels 7 erzeugt und von der Projektionsoptik 13 entsprechend verkleinert auf den in der Bildebene 12 angeordneten Wafer 2 übertragen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Dabei können das Retikel 7 und der Wafer 2 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 7 auf entsprechende Bereiche des Wafers 2 abgebildet werden. Die Projektionsoptik 13 weist eine Vielzahl von einzelnen refraktiven, diffraktiven und/oder reflexiven optischen Elementen 14, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen auf, wobei diese optischen Elemente 14 beispielsweise durch eine oder mehrere in der Figur nicht gesondert dargestellte Aktuatoranordnungen aktuiert werden können.

Figur 2 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektions- belichtungsanlage 101 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung ebenfalls Anwendung finden kann. Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung einer Struktur auf einem in der Objektebene 109 angeordneten Retikel 107 auf einen im Bildfeld 111 angeordneten Wafer 102 ist vergleichbar mit dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber Figur 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in Figur 2 beginnen also mit 101. Im Unterschied zu einer wie in Figur 1 beschriebenen Durchlichtanlage können auf Grund der geringen Wellenlänge der verwendeten EUV-Strahlung 117 im Bereich von 1 nm bis 120 nm, insbesondere von 13,5 nm, in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung bzw. zur Beleuchtung nur als Spiegel ausgebildete optische Elemente 114, 118 verwendet werden.

Die Beleuchtungseinrichtung 103 der Projektionsbelichtungsanlage 101 weist neben einer Lichtquelle 104 eine Beleuchtungsoptik 105 zur Beleuchtung des Objektfeldes 108 in einer Objektebene 109 auf. Die durch die Lichtquelle 104 erzeugte EUV- Strahlung 117 als optische Nutzstrahlung wird mittels eines in der Lichtquelle 104 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 119 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 120 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 120 wird die EUV-Strahlung 117 von einem Pupillenfacettenspiegel 121 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 121 und einer optischen Baugruppe 122 mit Spiegeln 118 werden die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 120 in das Objektfeld 108 abgebildet. Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 113 unterscheidet sich außer durch den Einsatz von Spiegeln 114 prinzipiell nicht von dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.

Figur 3 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsform einer optischen Baugruppe 20, welche ein als Spiegel 21 ausgebildetes optisches Element, eine als Aktuatormatrix 24 ausgebildete Deformationsvorrichtung und ein als Rückplatte 27 ausgebildetes Basiselement umfasst. Der Spiegel 21 umfasst eine optische Wirkfläche 22 und ist in seinem Randbereich auf einer Lagerung 29 gelagert. Die Aktuatormatrix 24 ist zwischen einer der optischen Wirkfläche 22 abgewandten Rückseite 23 des Spiegels 21 und der Rückplatte 27 angeordnet und mit diesen jeweils schubsteif verbunden, so dass Kräfte senkrecht zur Rückseite 23 des Spiegels 21 und parallel dazu übertragen werden können. Eine schubsteife Verbindung kann beispielsweise durch Kleben, Löten, anorganisches Bonding, Schweißen oder eine andere Form der stoffschlüssigen Verbindung hergestellt werden. Wird ein Aktuator 25 der Aktuatormatrix 24, welcher in dieser Ausführungsform als elektro- striktiver oder piezoelektrischer Aktuator 25 ausgebildet ist, angesteuert, kommt es zu einer Änderung der Geometrie des Aktuators 25 in mindestens zwei Richtungen, was durch die Pfeile in Figur 3 verdeutlicht wird. Im gezeigten Fall wird der Aktuator 25 in seiner axialen Richtung ausgelenkt und zieht sich in der dazu senkrechten Richtung zusammen, was auch als Querkontraktion bezeichnet wird. Dies führt zu einer Deformation des Spiegels 21 und damit der optischen Wirkfläche 22, wobei die Deformation sowohl durch die axiale Ausdehnung des Aktuators 25 als auch durch die senkrecht dazu wirkende Querkontraktion bewirkt wird. Die Rückplatte 27 wird dabei als Widerlager der Ausdehnung der Aktuatoren ebenfalls deformiert.

Figur 4a zeigt in einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine wie in Figur 3 beschriebene optische Baugruppe 20 mit einer Mehrzahl von als Dehnungsmessstreifen 30 ausgebildeten Sensoren, die in der gezeigten Ausführungsform an der der optischen Wirkfläche 22 abgewandten Rückseite 28 der Rückplatte 27 angeordnet sind, so dass die Messfläche durch die Rückseite 28 gebildet ist. Die Dehnungsmessstreifen 30 erfassen die Deformation der Rückplatte 27, die erfindungsgemäß in einem bekannten Zusammenhang mit der Deformation der optischen Wirkfläche 22 des Spiegels 21 steht. Der Zusammenhang zwischen den Deformationen kann beispielsweise durch ein Finite Elemente Modell oder durch eine Kalibrierung im Vorfeld bestimmt werden. Die Deformation der optischen Wirkfläche 22 kann so leicht aus den mit den Dehnungsmessstreifen 30 erfassten Signalen bestimmt werden und so als Rückführgröße für eine Ansteuerung der Aktuatormatrix 24 verwendet werden. Die Anordnung der Dehnungsmessstreifen 30 an der Rückseite der Rückplatte 27 hat dabei den Vorteil, dass die Dehnungsmes- streifen 30 direkt mit der Rückplatte 27 verbunden werden können und bei Bedarf vor der Strahlung der Projektionsbelichtungsanlage und den Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Vakuum und/oder Helium, wie in Figur 1 und 2 beschrieben, geschützt werden können. Im Gegenzug kann der Spiegel 21 vor einer möglichen Kontamination durch die Dehnungsmessstreifen 30 geschützt werden. Selbstver- ständlich können anstatt der Dehnungsmessstreifen 30 auch andere Dehnungssensoren zur Anwendung kommen.

Die Rückplatte 27 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie die mechanischen Eigenschaften des Spiegels 21 nachbildet und damit die Deformation der Rückplatte 27 und des Spiegels 21 identisch bzw. spiegelbildlich ist.

Figur 4b zeigt eine wie in Figur 3 beschriebene optische Baugruppe 20 als Abstandssensoren 33 ausgebildeten Sensoren, die in der gezeigten Ausführungsform auf einem Messrahmen 31 angeordnet sind. Der Messrahmen 31 ist im gezeigten Beispiel auf einer Lagerung 32 gelagert und Teil eines Referenzrahmens (nicht dargestellt), der als Referenz für die Position der einzelnen optischen Baugruppen 20 einer wie in Figur 1 und 2 beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage 1 , 101 dient. Dabei kann der Referenzrahmen als ein mechanisch verbundener Rahmen für alle Sensoren ausgebildet sein oder die einzelnen Messrahmen sind über weitere Sensoren (nicht dargestellt) zueinander referenziert und bilden so einen virtuellen Referenzrahmen für die optischen Baugruppen 20 der Projektionsoptik 1 , 101. Es ist auch denkbar, für die Sensoren 33 zur Erfassung der Deformation einen separaten Messrahmen 31 zu verwenden, der unabhängig von dem Referenzrahmen der Anlage ist. Die Abstandssensoren 33 können als kapazitive Sensoren ausgebildet sein, wobei insbesondere auch induktive Sensoren, ein Inkrementalgeber, interfero- metrische Sensoren oder ein Triangulationssensoren Anwendung finden können.

Das Verfahren zu der Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche 22 aus der bestimmten Deformation des Rückseite 28 der Rückplatte 27 entspricht dem in Figur 4a beschriebenen.

Figur 4c zeigt eine wie in Figur 3 beschriebene optische Baugruppe 20 mit einem Abstandssensor 33, der wie bereits in Figur 4b beschrieben auf einem Messrahmen 31 angeordnet ist. Im Unterschied zu der in Figur 4b gezeigten Ausführungsform sind in der Rückplatte 27 Aussparungen 34 ausgebildet, wie beispielsweise Bohrungen, die es ermöglichen, dass die Abstandssensoren 33 die Deformation einer der optischen Wirkfläche 22 abgewandten Rückseite 26 der Aktuatormatrix 24 erfassen. In diesem Fall wird die Messfläche also durch die Rückseite der Aktuatormatrix gebildet. Die Deformation der optischen Wirkfläche 22 kann vergleichbar zu dem in Figur 4a beschriebenen Verfahren über den bekannten Zusammenhang zwischen der Deformation der optischen Wirkfläche 22 und der Rückseite 26 der Aktuatormatrix 24 durch die erfasste Deformation der Rückseite 26 der Aktuatormatrix 24 bestimmt werden.

Figur 4d zeigt eine wie in Figur 3 beschriebene optische Baugruppe 20 mit Abstandssensoren 33, die wie in Figur 4b beschrieben auf einem Messrahmen 31 angeordnet ist. Im Unterschied zu den in Figur 4b und 4c dargestellten Ausführungsformen sind in der Rückplatte 27 und in der Aktuatormatrix 24 Aussparungen 34, 35 ausgebildet, so dass die Abstandssensoren 33 die Deformation der Rückseite 23 des Spiegels 21 erfassen, so dass die Messfläche durch die Rückseite (23) des Spiegels gebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Bauteile und Schnittstellen (wie Klebungen) zwischen der erfassten Deformation der Rückseite 23 und der optischen Wirkfläche 22 des Spiegels 21 bei der Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche 22 berücksichtigt werden müssen. Die Bestimmung erfolgt analog zu dem in Figur 4a-4c beschriebenen Verfahren.

Bezugszeichenliste

Be- Begriff

1 DUV - Projektionsbelichtungsanlage

2 Wafer

3 Beleuchtungseinrichtung

4 Lichtquelle

5 Beleuchtungsoptik

6 Retikelhalter

7 Retikel

8 Objektfeld

9 Objektebene

10 Waferhalter

11 Bildfeld

12 Bildebene

13 Projektionsoptik

14 optische Elemente (Projektionsoptik)

15 Fassungen

16 Objektivgehäuse

17 Projektionsstrahl

18 optische Elemente (Beleuchtungseinrichtung)

20 Optische Baugruppe

21 Spiegel

22 optische Wirkfläche

23 Rückseite Spiegel

24 Aktuatormatrix

25 Aktuator

26 Rückseite Aktuatormatrix

27 Rückplatte

28 Rückseite Rückplatte Lagerung Spiegel

Dehnungsmessstreifen

Messrahmen

Lagerung Messrahmen

Abstandssensor

Aussparung Rückplatte

Aussparung Aktuatormatrix

EUV - Projektionsbelichtungsanlage

Wafer

Beleuchtungseinrichtung

Lichtquelle

Beleuchtungsoptik

Retikelhalter

Retikel

Objektfeld

Objektebene

Waferhalter

Bildfeld

Bildebene

Projektionsoptik optische Elemente (Projektionsoptik)

Objektivgehäuse

Projektionsstrahl optische Elemente (Beleuchtungseinrichtung)

Zwischenfokus

Feldfacettenspiegel

Pupillenfacettenspiegel optische Baugruppe

Claims

Patentansprüche Optische Baugruppe (20) mit einem optischen Element (21 ) mit einer optischen Wirkfläche (22), mindestens einer Deformationsvorrichtung (24) zur Deformation der optischen Wirkfläche (22) und einem Basiselement (27), wobei die Deformationsvorrichtung (24) zwischen dem optischen Element (21 ) und dem Basiselement (27) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, das optische Element (21 ) und das Basiselement (27) zu deformieren, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Baugruppe (20) mindestens einen Sensor (30,33) zur Bestimmung einer Deformation einer von der optischen Wirkfläche (22) abgewandten Messfläche (23,26,28) der optischen Baugruppe (20) umfasst. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Messfläche um die Rückseite (23) des optischen Elementes (21 ) handelt. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Messfläche um die Rückseite (26) der Deformationsvorrichtung (24) handelt. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Messfläche um die Rückseite (28) des Basiselementes (27) handelt. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (27) in gleicher Weise wie das optische Element (21 ) ausgebildet und gelagert ist. Optische Baugruppe (20) nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen Sensor um einen berührungslos messenden Sensor (33) handelt. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 6 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsvorrichtung (24) und das Basiselement (27) mindestens eine Aussparung (34,35) zur Erfassung der Deformation der Rückseite (23) des optischen Elementes (21 ) durch den Sensor (30,33) umfassen. Optische Baugruppe (20) nach Anspruch 6 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (27) mindestens eine Aussparung (34) zur Erfassung der Deformation der Rückseite (26) der Deformationsvorrichtung (24) durch den Sensor (33) umfasst. Optische Baugruppe (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (33) auf einem Messrahmen (31 ) angeordnet ist. Optische Baugruppe (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsvorrichtung (24) eine Aktuatormatrix (24) umfasst. Optische Baugruppe (20) nach einem der Ansprüche 1-5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30,33) als Dehnungssensor (30) ausgebildet ist. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) mit einer optischen Baugruppe (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche. Verfahren zur Bestimmung der Deformation einer optischen Wirkfläche (22) eines optischen Elementes (21 ) einer optischen Baugruppe (20) in einer Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) für die Halbleiterlithographie, wobei die optische Baugruppe (20) weiterhin ein Basiselement (27) und mindestens eine Deformationsvorrichtung (24) umfasst, welche zwischen dem optischen Element (21 ) und dem Basiselement (27) angeordnet ist, umfassend folgende Verfahrensschritte:

- Erfassung der Deformation einer der optischen Wirkfläche (22) abgewandten und dieser gegenüberliegenden Messfläche (23,26,28) der optischen Baugruppe (20),

- Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche (22) aus der Deformation der Messfläche (23,26,28). Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche (22) die Ergebnisse einer vorangegangenen Kalibrierung verwendet werden. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Deformation der optischen Wirkfläche (22) die Ergebnisse einer Finite-Elemente-Rechnung verwendet werden. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (27) in gleicher Weise wie das optische Element (21 ) ausgebildet und gelagert ist.

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