WO2022171339A1 - Verfahren zur justage eines optischen systems, insbesondere für die mikrolithographie - Google Patents

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Michael Grupp
Vitaliy Shklover
Thomas Schicketanz
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G03F7/706—Aberration measurement

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting an optical system, in particular special for microlithography.
  • Microlithography is used to manufacture microstructured components such as integrated circuits or LCDs.
  • the microlithographic process is carried out in what is known as a projection exposure system, which has an illumination device and a projection lens.
  • Mask inspection systems are used to inspect reticles for microlithographic projection exposure systems.
  • reflective optical elements are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable translucent refractive materials.
  • adjustment means the iterative reduction of the optical effects of process errors that are associated with the manufacturing process of the optical system or the associated optical elements (e.g. grinding errors on lenses, screwing effects on optical elements or . their versions etc.), understood.
  • a method according to the invention for adjusting an optical system, in particular for microlithography, the optical system having a plurality of optical elements each provided with an optically effective layer system has the following steps:
  • the selection of the layer manipulation suitable in the specific case for reducing the system wavefront deviation between the determined system wavefront and the target system wavefront is made using a previously determined lookup table and the one there for the relevant one Layer manipulation and, if necessary, other manipulators present in the optical system.
  • this look-up table the respective wavefront contribution to the system wavefront or the brought about wavefront change compared to the optical design can be listed for different layer manipulations of the relevant optical element or for different configurations of the layer system manipulated according to the invention.
  • the term “layer manipulation” also means the deposition of a layer on an optical element that is initially still uncoated.
  • the optical element is coated in the step of determining the system wave front.
  • This coating can be a coating of the relevant element that does not yet correspond to the finished layer design (in this sense “partial”).
  • a layer manipulation can also be carried out iteratively on different layers of a layer system, with a system wavefront characterization taking place between the individual iteration steps.
  • the present invention is based in particular on the concept of carrying out the adjustment of an optical system composed of a plurality of optical elements, in particular with regard to the system wavefront provided by this optical system in a predetermined plane during operation, in such a way that a layer manipulation carried out on at least one of these optical elements or the optical effect or wavefront contribution caused by the layer system on the relevant optical element is itself used as an adjustment degree of freedom.
  • the invention includes the principle, after a determination of the actual system wavefront in a predetermined plane at the beginning of the system adjustment, to determine how the layer manipulation treated as a degree of freedom in the system adjustment of at least one optical element (which during the at the beginning of the system adjustment effected determination of the actual system wavefront is already installed in the optical system) is to be carried out so that the deviation between the determined actual system wavefront and the ultimately desired target system wavefront is reduced.
  • the invention differs from conventional approaches, among other things, in that the layer manipulation of a determination of the actual system wavefront carried out at the beginning of the system adjustment is already installed in the optical system and possibly already provided with its optically effective coating (i.e. already contributing to the measured actual system wavefront )
  • Optical element is used as an adjustment degree of freedom in order to improve the wavefront properties of the overall system and to reduce wavefront aberrations.
  • the concept according to the invention differs on the one hand from conventional methods in which a wavefront correction is carried out only by processing an element that has not yet been installed in the optical system at the beginning of the adjustment process.
  • the concept according to the invention also differs from conventional methods in which a modification is made to an individual optical element only to optimize the wavefront properties or the transmission properties of the relevant optical element (and not the overall system).
  • US Pat. No. 7,629,572 B2 by way of example.
  • the layer manipulation includes performing a locally varying deposition of a layer material on the at least one optical element.
  • the layer manipulation comprises carrying out a locally varying layer removal from the at least one optical element.
  • the at least one optical element has a final layer made of silicon dioxide (S1O2).
  • S1O2 silicon dioxide
  • the layer manipulation includes performing a locally varying ion implantation in the at least one optical element.
  • the invention also relates to a method for adjusting an optical system, in particular for microlithography, the optical system having a plurality of optical elements each provided with an optically effective layer system, the method having the following steps:
  • a layer manipulation on at least one of the optical elements in such a way that the determined system wavefront deviation is reduced; wherein the layer manipulation comprises performing a locally varying deposition of a layer material on the at least one optical element and/or performing a locally varying ion implantation in the at least one optical element.
  • the layer system present on the at least one optical element during the determination of the actual system wavefront can be a single layer or a multiple layer system.
  • the invention is not further restricted with regard to the specific local area of the optical element or layer system in which the layer manipulation takes place.
  • said layer manipulation can alternatively be carried out on an inner layer within a multi-layer system or also on a top layer located on top of a multi-layer system or an individual layer.
  • the determination of a system wavefront deviation between this determined system wavefront and a target system wavefront and the reduction of this deviation can take place in an iterative process in particular.
  • a layer manipulation is carried out on the at least one of the optical elements in such a way that the deviation between an actual value given before the layer manipulation and a target value is reduced for at least one further characteristic property of the optical system.
  • This at least one further characteristic property of the optical system can in particular include the reflection behavior and/or the transmission behavior of the optical system.
  • the invention also relates to a method for adjusting an optical system, in particular for microlithography, the optical system having a plurality of optical elements each provided with an optically effective layer system, the method having the following steps:
  • layer manipulation is carried out on the at least one optical element in such a way that the determined system wavefront deviation is reduced; wherein layer manipulation is carried out on the at least one optical element in such a way that the deviation between an actual value given before the layer manipulation and a target value is reduced for at least one further characteristic property of the optical system.
  • layer manipulation is carried out on the at least one optical element in such a way that the polarization effect of the optical system is changed.
  • layer manipulation is carried out on the at least one optical element in such a way that the respective deviation between a prior layer manipulation is given for the reflection behavior of the optical system, for the transmission behavior of the optical system and for the polarization effect of the optical system Actual value and a target value is reduced.
  • the at least one of the optical elements on which a layer manipulation is carried out is a lens.
  • the at least one of the optical elements on which a layer manipulation is carried out is a mirror.
  • the optical system can in particular be an imaging system.
  • the specified plane can be an image plane of this imaging system.
  • the optical system is designed for a working wavelength of less than 250 nm, in particular less than 200 nm.
  • the optical system is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.
  • the invention further relates to an optical system for microlithography, which is designed using a method with the features described above.
  • the optical system can in particular Projection lens of a microlithographic projection exposure system or a projection lens of a mask inspection system.
  • FIG. 1 shows a flowchart to explain the possible course of a method according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration for explaining the possible structure of an optical element subjected to layer manipulation according to the invention in an exemplary embodiment
  • 3a-6b diagrams to explain changes in the optical properties of the optical element of FIG. 2, whose layer system has been manipulated, which can be achieved with layer manipulation according to the invention
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the possible structure of a microlithographic projection exposure system designed for operation in the DUV
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the possible structure of a microlithographic projection exposure system designed for operation in the EUV.
  • FIG. 1 shows a flowchart to explain the possible course of a method according to the invention for adjusting an optical system.
  • the adjustment according to the invention takes place after provision of the relevant optical system with a plurality of optical elements arranged and mounted in the optical beam path, which are already provided with an optically effective coating, the respective coatings as well as the geometries and distances of the optical elements according to a predetermined optical design are set.
  • the adjustment process is carried out with the aim of achieving the specifications prescribed for the specific application, in particular with regard to the system wavefront provided by the system during operation, which in turn takes place in an iterative process using the available degrees of freedom.
  • the optical system to be adjusted can in particular be one for microlithography and more particularly a projection objective of a microlithographic projection exposure system or a mask inspection system. Examples of a microlithographic projection exposure system (designed for operation in DUV or EUV) are described below with reference to FIGS. 7 and 8 .
  • step S110 the determination of the through the optical system in a predetermined plane (e.g. the imaging plane of one forming the optical system) takes place Projection lens) provided (actual) system wavefront.
  • step S120 this actual system wavefront is compared with the target system wavefront required according to the specified specification in order to determine a system wavefront deviation.
  • step S130 a layer manipulation of at least one optical element of the optical system is now carried out in such a way that said system wavefront deviation is reduced.
  • the layer manipulation can in particular include carrying out a locally varying layer removal from the relevant optical element, carrying out a locally varying deposition of a layer material on said element and/or a locally varying ion implantation (for example a plasma immersion ion implantation).
  • Said layer manipulation takes place in such a way that ultimately the required specification with regard to the system wavefront provided by the optical system during operation is achieved.
  • a previously determined lookup table can also be used, in which different configurations of the manipulated layer system of the relevant optical element and any other manipulators present in the optical system are listed respective wavefront contribution of this optical element to the system wavefront is listed.
  • the currently set system wavefront can also be determined in an iterative process with repeated implementation of a layer manipulation and compared with the desired system wavefront.
  • the layer manipulation itself is used as the degree of freedom of adjustment.
  • the optical element subjected to the layer manipulation is already installed in the optical system during the initial determination of the actual system wavefront, with the result that the wavefront contribution of said optical element is taken into account from the beginning during the adjustment.
  • the layer design selected in the exemplary embodiment corresponds to that of a lens which is designed for operation in the DUV or at a wavelength of approximately 193 nm.
  • the invention is not limited to this either, but can also be implemented in other applications in an optical element in the form of a mirror, in particular for operation in the EUV (i.e. at wavelengths of less than 30 nm, in particular less than 15 nm).
  • an optical element 200 has a layer system of layers 202-206 on a substrate 201, with the respective materials or layer thicknesses being specified in Table 1.
  • Table 1 :
  • S1O2 amorphous silicon dioxide
  • Table 2 shows a possible layer design with a substrate made of S1O2 and a top layer made of MgF2, just as an example.
  • Table 3 shows a possible layer design with a substrate made of S1O2 and a top layer made of SiC as an example only.
  • the invention is not limited to the adjustment alone with regard to the wavefront properties of the optical system. Rather, the adjustment can also be carried out in such a way that further properties (in particular the reflection behavior and/or the transmission behavior) of the optical system are improved. Investigations carried out by the inventors have shown that said further properties (eg reflection or transmission) can also be improved or optimized by the layer manipulation according to the invention in one and the same adjustment method.
  • the behavior for the optical Unpolarized light incident on element 200 is considered, whereas in Figures 5a-5b and Figures 6a-6b the dependence on polarization state is considered.
  • FIG. 3a-3b shows the change in phase (Fig. 3a) or reflectivity (Fig. 3b) resulting from a change in thickness in the range from -2 nm to +2 nm for the above-mentioned embodiment of Fig. 2 and Table 1 .
  • a negative sign for the change in thickness corresponds to a reduction in the layer thickness achieved by layer manipulation.
  • an angle of incidence of 15° is assumed here and in the following.
  • a phase change of about 1.5 nm can be achieved by changing the layer thickness by 2 nm.
  • the change in reflectivity associated with such a change in thickness of 2 nm is within an acceptable range of about 0.15 percentage points.
  • suitable modification or optimization of the layer design it can be achieved that the change in reflectivity reacts less sensitively to a change in thickness.
  • FIGS. 4a-4b the dependence of the phase or reflectivity change achieved by the layer manipulation according to the invention on the angle of incidence is plotted, with a thickness change of 15 nm being taken as a basis in each case by way of example.
  • the phase change achieved with said layer manipulation is almost independent of the angle of incidence.
  • the change in reflectivity achieved according to FIG. 4b a change in sign as a function of the angle of incidence must be observed.
  • the dependency of the phase change achieved according to the invention during layer manipulation on the change in thickness is essentially independent of the state of polarization of the electromagnetic radiation impinging on the relevant optical element.
  • there is a certain difference in the course dependent on the change in thickness depending on whether the electromagnetic radiation is s-polarized or p-polarized.
  • FIGS. 6a-6b the difference between s- and p-polarization achieved in terms of phase change (FIG. 6a) or reflectivity change (FIG. 6b) increases with increasing angle of incidence. From this it follows that for the realization of the layer manipulation according to the invention, in the case of a desired change in the state of polarization as well, the application to an optical element with a comparatively large angle of incidence in the optical beam path is advantageous.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of a possible structure of a microlithographic projection exposure system 700, which is designed for operation at wavelengths in the DUV range (i.e. for a working wavelength of less than 250 nm, in particular less than 200 nm, e.g. approx. 193 nm). and has an illumination device 702 and a projection lens 708.
  • the lighting device 702 into which the light from a light source 701 enters, is symbolized in a greatly simplified manner by means of lenses 703, 704 and a diaphragm 705.
  • the working wavelength of the projection exposure system 700 is 193 nm when using an ArF excimer laser as the light source 701.
  • the working wavelength can also be 248 nm when using a KrF excimer laser or 157 nm when using an F2 laser as the light source 701.
  • a mask 707 is arranged in the object plane OP of the projection lens 708, which is held in the beam path by means of a mask holder 706.
  • the mask 707 has a structure in the micrometer to nanometer range, which means the projection lens 708 reduced by a factor of 4 or 5, for example, is imaged onto an image plane IP of the projection lens 708.
  • the projection objective 708 includes a lens arrangement, which is also symbolized only in a greatly simplified manner by lenses 709, 710, 711, 712, 720, by means of which an optical axis OA is defined.
  • the image plane IP of the projection lens 708 is positioned by a substrate holder 718 and provided with a light-sensitive layer 715 nes substrate 716, or a wafer, held.
  • an immersion medium 750 which can be deionized water, for example.
  • FIG. 8 shows, schematically, in a meridional section, the possible structure of a microlithographic projection exposure system designed for operation in the EUV.
  • the projection exposure system 1 has an illumination device 2 and a projection lens 10 .
  • the illumination device 2 is used to illuminate an object field 5 in an object plane 6 with radiation from a radiation source 3 via an illumination optics 4 .
  • a reticle 7 arranged in the object field 5 is exposed here.
  • the reticle 7 is held by a reticle holder 8 .
  • the reticle holder 8 can be displaced via a reticle displacement drive 9, in particular in a scanning direction.
  • a Cartesian xyz coordinate system is shown in FIG. 8 for explanation.
  • the x-direction runs into the plane of the drawing.
  • the y-direction is horizontal and the z-direction is vertical.
  • the scanning direction runs along the y-direction.
  • the z-direction runs perpendicular to the object plane 6.
  • the projection lens 10 is used to image the object field 5 in an image field 11 in an image plane 12.
  • a structure on the reticle 7 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12.
  • the wafer 13 is a wafer holder 14 held.
  • the wafer holder 14 can be displaced via a wafer displacement drive 15, in particular along the y-direction.
  • the displacement of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 on the one hand and the wafer 13 on the other hand via the wafer displacement drive 15 can be synchronized with one another.
  • the radiation source 3 is an EUV radiation source.
  • the radiation source 3 emits in particular EUV radiation, which is also referred to below as useful radiation or illumination radiation.
  • the useful radiation has a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm.
  • the radiation source 3 can be, for example, a plasma source, a synchrotron-based radiation source or a free-electron laser (“free-electron laser”, FEL). act.
  • the illumination radiation 16, which emanates from the radiation source 3, is bundled by a collector 17 and propagates through an intermediate focus in an intermediate focus plane 18 into the illumination optics 4.
  • the illumination optics 4 has a deflection mirror 19 and a first (field) ) Facet mirror 20 (with facets 21 indicated schematically) and a second (pupil) facet mirror 22 (with facets 23 indicated schematically).
  • the projection objective 10 has six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible.
  • the penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16 .
  • the projection lens 10 is a doubly obscured optics.
  • the projection lens 10 has an image-side numerical aperture which, for example, can be greater than 0.5, in particular greater than 0.6, and which can be 0.7 or 0.75, for example.
  • the optical element subjected to the layer manipulation according to the invention can be, for example, one of the lenses 709-712, 720 of the projection objective 708 from FIG. 7 or one of the mirrors M1 to M6 of the projection objective 10 from FIG.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das optische System eine Mehrzahl von jeweils mit einem optisch wirksamen Schichtsystem versehenen optischen Elementen aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ermitteln einer durch das optische System im Betrieb in einer vorgegebenen Ebene bereitgestellten Systemwellenfront; Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittelten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellen- front; und Durchführen einer Schichtmanipulation an wenigstens einem der optischen Elemente derart, dass die ermittelte Systemwellenfront-Abweichung reduziert wird. Dabei erfolgt gemäß einem Aspekt die Auswahl einer zur Reduzierung der Systemwellenfront-Abweichung geeigneten Schichtmanipulation unter Verwendung einer zuvor ermittelten Nachschlagtabelle („lookup-table"), in welcher für unterschiedliche Schichtmanipulationen des Schichtsystems des wenigstens einen optischen Elements der jeweilige Wellenfrontbeitrag dieses optischen Elements zur Systemwellenfront aufgeführt ist.

Description

Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithoqraphie
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patent anmeldung DE 10 2021 201 193.4, angemeldet am 9. Februar 2021. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbe sondere für die Mikrolithographie.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolitho graphieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durch geführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv auf weist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer licht empfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Maskeninspektionsanlagen werden zur Inspektion von Retikeln für mikrolitho graphische Projektionsbelichtungsanlagen verwendet.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven oder Inspektions objektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13.5 nm oder etwa 6.7 nm, wer den mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien reflektive optische Elemente als optische Komponenten für den Abbildungs prozess verwendet.
Im Zuge der Entwicklung von Projektionsobjektiven mit immer höherem Auf lösungsvermögen und der damit einhergehenden steigenden Genauigkeits anforderungen stellt auch die Durchführung des jeweiligen Justageverfahrens, in dessen Verlauf das jeweilige optische System unter Nutzung der vorhandenen Freiheitsgrade bzw. Manipulatoren „in Spezifikation gebracht wird“, eine zuneh mend anspruchsvollere Herausforderung dar. Im Sinne der vorliegenden Erfin dung wird unter „Justage“ die iterative Reduzierung der optischen Auswirkungen von Prozessfehlern, die mit dem Herstellprozess des optischen Systems bzw. der zugehörigen optischen Elemente einhergehen (z.B. Schleiffehler an Linsen, Verschraubungseffekte an optischen Elementen bzw. deren Fassungen etc.), verstanden.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US 7,629,572 B2, US 4,533,449, EP 3286 595 B1 und WO 2017/125362 A1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, bereitzustellen, welches die Erzielung einer möglichst präzise einstellbaren Wellenfrontwirkung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß einem Aspekt weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das optische System eine Mehrzahl von jeweils mit einem optisch wirksamen Schichtsystem versehenen optischen Elementen aufweist, folgende Schritte auf:
Ermitteln einer durch das optische System im Betrieb in einer vorgegebe nen Ebene bereitgestellten Systemwellenfront;
Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittel ten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellenfront; und
Durchführen einer Schichtmanipulation an wenigstens einem der opti schen Elemente derart, dass die ermittelte Systemwellenfront-Abwei- chung reduziert wird; wobei die Auswahl einer zur Reduzierung der Systemwellenfront-Abweichung geeigneten Schichtmanipulation unter Verwendung einer zuvor ermittelten Nachschlagtabelle („lookup-table“) erfolgt, in welcher für unterschiedliche Schichtmanipulationen des Schichtsystems des wenigstens einen optischen Elements der jeweilige Wellenfrontbeitrag dieses optischen Elements zur Systemwellenfront aufgeführt ist.
Gemäß dem o.g. Aspekt erfolgt die Auswahl der im konkreten Falle zur Redu zierung der Systemwellenfront-Abweichung zwischen der ermittelten System wellenfront und der Soll-Systemwellenfront geeigneten Schichtmanipulation unter Heranziehung einer im Vorfeld ermittelten Nachschlagtabelle („lookup- table“) und der dort für die betreffende Schichtmanipulation sowie ggf. weitere im optischen System vorhandene Manipulatoren niedergelegten Sensitivitäten. In dieser Nachschlagtabelle kann für unterschiedliche Schichtmanipulationen des betreffenden optischen Elements bzw. für unterschiedliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäß manipulierten Schichtsystems der jeweilige Wellen frontbeitrag zur Systemwellenfront bzw. die herbeigeführte Wellenfrontänderung im Vergleich zum optischen Design aufgeführt sein. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist unter dem Begriff „Schichtmanipula tion“ auch die Deposition einer Schicht auf einem zunächst noch unbeschichte ten optischen Element zu verstehen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element im Schritt des Ermit- telns der Systemwellenfront beschichtet. Dabei kann es sich bei dieser Beschichtung um eine noch nicht dem fertigen Schichtdesign entsprechende (in diesem Sinne „teilweise“) Beschichtung des betreffenden Elements handeln. Des Weiteren kann auch iterativ auf unterschiedlichen Schichten eines Schicht systems eine Schichtmanipulation vorgenommen werden, wobei zwischen den einzelnen Iterationsschritten jeweils eine Systemwellenfrontcharakterisierung erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, die Justage eines aus einer Mehrzahl optischer Elemente aufgebauten optischen Systems insbesondere hinsichtlich der von diesem optischen System in einer vorgegebenen Ebene im Betrieb bereitgestellten Systemwellenfront in solcher Weise durchzuführen, dass eine an wenigstens einem dieser optischen Elemente durchgeführte Schichtmanipulation bzw. der durch das auf dem be treffenden optischen Element befindliche Schichtsystem bewirkte optische Effekt oder Wellenfrontbeitrag selbst als Justage-Freiheitsgrad genutzt wird.
Mit anderen Worten beinhaltet die Erfindung das Prinzip, nach einer zu Beginn der Systemjustage zunächst erfolgten Bestimmung der Ist-Systemwellenfront in einer vorgegebenen Ebene zu ermitteln, wie die als Freiheitsgrad bei der Systemjustage behandelte Schichtmanipulation wenigstens eines optischen Elements (das während der zu Beginn der Systemjustage erfolgten Ermittlung der Ist-Systemwellenfront bereits im optischen System eingebaut ist) durchzu führen ist, damit die Abweichung zwischen der ermittelten Ist-Systemwellenfront und der letztendlich angestrebten Soll-Systemwellenfront reduziert wird. Die Erfindung unterscheidet sich von herkömmlichen Ansätzen u.a. dadurch, dass die Schichtmanipulation eines bei einer zu Beginn der Systemjustage durchgeführten Bestimmung der Ist-Systemwellenfront bereits im optischen System eingebauten und ggf. schon mit seiner optisch wirksamen Beschichtung versehenen (also bereits zur gemessenen Ist-Systemwellenfront beitragenden) optischen Elements als Justage-Freiheitsgrad genutzt wird, um die Wellenfront eigenschaften des Gesamtsystems zu verbessern bzw. Wellenfrontaberrationen zu reduzieren.
Insbesondere unterscheidet sich das erfindungsgemäße Konzept zum einen von herkömmlichen Verfahren, bei denen eine Wellenfrontkorrektur lediglich durch Bearbeitung eines zu Beginn des Justageprozesses noch nicht im optischen System eingebauten Elements vorgenommen wird. In diesem Zusammenhang wird beispielhaft auf EP 3 286 595 B1 verwiesen. Des Weiteren unterscheidet sich das erfindungsgemäße Konzept auch von herkömmlichen Verfahren, bei denen eine Modifikation an einem einzelnen optischen Element jeweils lediglich zur Optimierung der Wellenfronteigenschaften oder der Transmissionseigenschaften des betreffenden optischen Elements (und nicht des Gesamtsystems) vorgenommen wird. In diesem Zusammenhang wird bei spielhaft auf US 7,629,572 B2 verwiesen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schichtmanipulation das Durch führen einer lokal variierenden Deposition eines Schichtmaterials auf dem we nigstens einen optischen Element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schichtmanipulation das Durchführen eines lokal variierenden Schichtabtrags von dem wenigstens einen optischen Element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das wenigstens eine optische Element eine Abschlussschicht aus Siliziumdioxid (S1O2) auf. Dies ist wie im Weiteren noch erläutert insbesondere im Falle einer durch Schichtabtrag wie z.B. lonenstrahlbearbeitung erfolgenden Schichtmanipulation vorteilhaft. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schichtmanipulation das Durchführen einer lokal variierenden Ionenimplantation in dem wenigstens einen optischen Element.
Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das optische System eine Mehrzahl von jeweils mit einem optisch wirksamen Schichtsystem versehe nen optischen Elementen aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte auf weist:
- Ermitteln einer durch das optische System im Betrieb in einer vor gegebenen Ebene bereitgestellten Systemwellenfront;
- Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittel ten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellenfront; und
- Durchführen einer Schichtmanipulation an wenigstens einem der optischen Elemente derart, dass die ermittelte Systemwellenfront-Abwei- chung reduziert wird; wobei die Schichtmanipulation das Durchführen einer lokal variierenden Depo sition eines Schichtmaterials auf dem wenigstens einen optischen Element und/oder das Durchführen einer lokal variierenden Ionenimplantation in dem wenigstens einen optischen Element umfasst.
Bei dem während der Bestimmung der Ist-Systemwellenfront auf dem wenigs tens einen optischen Element vorhandenen Schichtsystem kann es sich um eine Einzelschicht oder auch um ein Mehrfachschichtsystem handeln. Die Erfindung ist ferner auch hinsichtlich des konkreten lokalen Bereichs des optischen Elements bzw. Schichtsystems, in welchem die Schichtmanipulation erfolgt, nicht weiter eingeschränkt. Insbesondere kann besagte Schichtmanipulation alternativ an einer inneren Schicht innerhalb eines Mehrfachschichtsystems oder auch auf einer zuoberst eines Mehrfachschichtsystems oder einer Einzel schicht befindlichen Deckschicht vorgenommen werden. Das Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittelten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellenfront sowie das Reduzieren dieser Abweichung kann insbesondere in einem iterativen Prozess erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Durchführen einer Schichtmanipula tion an dem wenigstens einen der optischen Elemente derart, dass für wenigs tens eine weitere charakteristische Eigenschaft des optischen Systems die Abweichung zwischen einem vor der Schichtmanipulation gegeben Ist-Wert und einem Soll-Wert reduziert wird. Diese wenigstens eine weitere charakteristische Eigenschaft des optischen Systems kann insbesondere das Reflexionsverhalten und/oder das Transmissionsverhalten des optischen Systems umfassen.
Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das optische System eine Mehrzahl von jeweils mit einem optisch wirksamen Schichtsystem versehe nen optischen Elementen aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte auf weist:
- Ermitteln einer durch das optische System im Betrieb in einer vor gegebenen Ebene bereitgestellten Systemwellenfront;
- Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittelten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellenfront; und
- Durchführen einer Schichtmanipulation an wenigstens einem der optischen Elemente derart, dass die ermittelte Systemwellenfront-Abwei- chung reduziert wird; wobei das Durchführen einer Schichtmanipulation an dem wenigstens einen optischen Element ferner derart erfolgt, dass für wenigstens eine weitere cha rakteristische Eigenschaft des optischen Systems die Abweichung zwischen einem vor der Schichtmanipulation gegeben Ist-Wert und einem Soll-Wert redu ziert wird. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Durchführen einer Schichtmanipula tion an dem wenigstens einen optischen Element ferner derart, dass die Polari sationswirkung des optischen Systems verändert wird.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Durchführen einer Schichtmanipula tion an dem wenigstens einen optischen Element ferner derart, dass jeweils für das Reflexionsverhalten des optischen Systems, für das Transmissionsverhal ten des optischen Systems und für die Polarisationswirkung des optischen Systems die jeweilige Abweichung zwischen einem vor der Schichtmanipulation gegeben Ist-Wert und einem Soll-Wert reduziert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist das wenigstens eine der optischen Elemente, an welchem das Durchführen einer Schichtmanipulation erfolgt, eine Linse.
Gemäß einer Ausführungsform ist das wenigstens eine der optischen Elemente, an welchem das Durchführen einer Schichtmanipulation erfolgt, ein Spiegel.
Bei dem optischen System kann es sich insbesondere um ein Abbildungssystem handeln. Dabei kann die vorgegebene Ebene eine Bildebene dieses Abbildungs systems sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische System für eine Arbeits wellenlänge von weniger als 250 nm, insbesondere weniger als 200 nm, ausge legt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische System für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt.
Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System für die Mikrolithographie, welches unter Durchführung eines Verfahrens mit den vorstehend beschriebe nen Merkmalen ausgebildet ist. Das optische System kann insbesondere ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder auch ein Projektionsobjektiv einer Maskeninspektionsanlage sein.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unter ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
Figur 1 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichen Aufbaus eines in einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schichtmanipulation unterzogenen opti schen Elements;
Figur 3a-6b Diagramme zur Erläuterung von mit einer erfindungsgemäßen Schichtmanipulation erzielbaren Veränderungen der optischen Eigenschaften des in seinem Schichtsystem manipulierten optischen Elements von Figur 2;
Figur 7 eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage; und Figur 8 eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Justage eines optischen Systems.
Die erfindungsgemäße Justage erfolgt nach Bereitstellung des betreffenden optischen Systems mit einer Mehrzahl von im optischen Strahlengang angeord neten und montierten optischen Elementen, welche bereits mit einer optisch wirksamen Beschichtung versehen sind, wobei die jeweiligen Beschichtungen ebenso wie die Geometrien und Abstände der optischen Elemente gemäß einem vorgegebenen optischen Design eingestellt sind. Der Justageprozess wird mit dem Ziel durchgeführt, die jeweils für den konkreten Anwendungsfall vorge schriebenen Spezifikationen insbesondere hinsichtlich der durch das System im Betrieb bereitgestellten Systemwellenfront zu erzielen, was wiederum in einem iterativen Prozess unter Nutzung der zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade erfolgt.
Bei dem zu justierenden optischen System kann es sich insbesondere um ein solches für die Mikrolithographie und weiter insbesondere um ein Projektions objektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage handeln. Beispiele einer (für den Betrieb im DUV bzw. EUV ausgelegten) mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage werden im Weiteren noch unter Bezugnahme auf Fig. 7 und Fig. 8 beschrieben.
Zu Beginn des erfindungsgemäßen Justageverfahrens erfolgt zunächst im Schritt S110 die Ermittlung der durch das optische System in einer vorgegebe nen Ebene (z.B. der Abbildungsebene eines das optische System bildenden Projektionsobjektivs) bereitgestellten (Ist-)Systemwellenfront. Diese Ist-System- wellenfront wird im Schritt S120 mit der gemäß vorgegebener Spezifikation geforderten Soll-Systemwellenfront zur Bestimmung einer Systemwellenfront- Abweichung verglichen.
Im Schritt S130 wird nun eine Schichtmanipulation wenigstens eines optischen Elements des optischen Systems derart durchgeführt, dass besagte System- wellenfront-Abweichung reduziert wird. Dabei kann die Schichtmanipulation insbesondere das Durchführen eines lokal variierenden Schichtabtrags von dem betreffenden optischen Element, das Durchführen einer lokal variierenden Deposition eines Schichtmaterials auf besagtem Element und/oder eine lokal variierende Ionenimplantation (beispielsweise eine Plasma-Immersions-Ionen- implantation) umfassen.
Die besagte Schichtmanipulation erfolgt in solcher Weise, dass letztendlich die geforderte Spezifikation hinsichtlich der durch das optische System im Betrieb bereitgestellten Systemwellenfront erreicht wird. Hierzu kann zur Ermittlung der geeigneten Schichtmanipulation auch eine im Vorfeld bereits ermittelte Nach schlagtabelle („lookup-table“) herangezogen werden, in welcher für unterschied liche Ausgestaltungen des manipulierten Schichtsystems des betreffenden opti schen Elements sowie ggf. weitere im optischen System vorhandene Manipula toren der jeweilige Wellenfrontbeitrag dieses optischen Elements zur System wellenfront aufgeführt ist. In weiteren Ausführungsformen kann auch in einem iterativen Prozess unter wiederholter Durchführung einer Schichtmanipulation die jeweils aktuell eingestellte Systemwellenfront ermittelt und mit der Soll-Sys- temwellenfront verglichen werden.
Erfindungswesentlich ist hierbei, dass während der Justage des optischen Systems die durchgeführte Schichtmanipulation selbst als Justage-Freiheitsgrad genutzt wird. Das der Schichtmanipulation unterzogene optische Element ist dabei bereits während der anfänglichen Ermittlung der Ist-Systemwellenfront in dem optische System eingebaut mit der Folge, dass auch der Wellenfrontbeitrag des besagten optischen Elements während der Justage von Anfang an mit be rücksichtigt wird.
Im Weiteren werden die mit einer erfindungsgemäßen Schichtmanipulation er zielbaren Veränderungen der optischen Eigenschaften des in seinem Schicht system manipulierten optischen Elements zunächst anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung von Fig. 2 sowie die Diagramme von Fig. 3a-3b, Fig. 4a-4b, Fig. 5a-5b und Fig. 6a-6b beschrieben. Wenngleich im Folgenden exemplarisch auf ein konkretes und anhand von Fig. 2 noch detaillierter beschriebenes Schichtdesign eines erfindungsgemäß manipulierten optischen Elements Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht auf die in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Materi alien bzw. Schichtdicken beschränkt. Hinsichtlich weiterer geeigneter Schicht materialien wird beispielhaft auf US 10,642,167 B2 sowie US 5,963,365 verwie sen.
Des Weiteren entspricht das im Ausführungsbeispiel gewählte Schichtdesign demjenigen einer Linse, welche für den Betrieb im DUV bzw. bei einer Wellen länge von etwa 193nm ausgestaltet ist. Die Erfindung ist aber auch hierauf nicht beschränkt, sondern in weiteren Anwendungen auch in einem optischen Element in Form eines Spiegels insbesondere für den Betrieb im EUV (d.h. bei Wellenlängen kleiner als 30nm, insbesondere kleiner als 15nm) realisierbar.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 weist ein optisches Element 200 auf einem Substrat 201 ein Schichtsystem von Schichten 202-206 auf, wobei die jeweiligen Materialien bzw. Schichtdicken in Tabelle 1 angegeben sind. Tabelle 1:
Figure imgf000015_0001
Die im o.g. Schichtdesign gemäß Tabelle 1 und Fig. 2 gewählte Ausgestaltung der (vom Substrat 201 aus am weitesten entfernt angeordneten) Abschluss schicht 206 aus amorphem Siliziumdioxid (S1O2) ist insbesondere im Falle einer durch Schichtabtrag wie z.B. lonenstrahlbearbeitung erfolgenden Schicht manipulation im Hinblick darauf vorteilhaft, dass in diesem Falle eine Richtungs abhängigkeit der schichtabtragenden Bearbeitung (die sich bei Verwendung einer Abschlussschicht mit einer nicht amorphen bzw. zumindest teilweise kris tallinen Phase, z.B. mit einer Säulenstruktur, ergeben würde) vermieden und ein isotroper Schichtabtrag erzielbar wird. In weiteren Ausführungsformen (insbe sondere im Falle einer additiven Schichtmanipulation im Wege der Deposition eines Schichtmaterials) können jedoch als Material für besagte Abschluss- Schicht auch andere Materialien wie z.B. kristallines Magnesiumfluorid (MgF2) verwendet werden. Lediglich beispielhaft zeigt Tabelle 2 hierzu ein mögliches Schichtdesign mit einem Substrat aus S1O2 und einer Abschlussschicht aus MgF2. Tabelle 2:
Figure imgf000016_0001
Lediglich beispielhaft zeigt Tabelle 3 ein mögliches Schichtdesign mit einem Substrat aus S1O2 und einer Abschlussschicht aus SiC .
Tabelle 3:
Figure imgf000016_0002
Die Erfindung ist nicht auf die Justage allein hinsichtlich der Wellenfronteigen schaften des optischen Systems beschränkt. Vielmehr kann zusätzlich auch die Justage dahingehend erfolgen, das weitere Eigenschaften (insbesondere das Reflexionsverhalten und/oder das Transmissionsverhalten) des optischen Systems verbessert werden. Dabei haben seitens der Erfinder durchgeführte Untersuchungen ergeben, dass besagte weitere (z.B. Reflexions- oder Trans- missions-)Eigenschaften durch die erfindungsgemäße Schichtmanipulation in ein- und demselben Justageverfahren mit verbessert bzw. optimiert werden können. In den im Folgenden diskutierten Diagrammen zur Erläuterung von mit einer erfindungsgemäßen Schichtmanipulation erzielbaren Veränderungen der opti schen Eigenschaften des in seinem Schichtsystem manipulierten optischen Elements 200 wird für die Diagramme von Fig. 3a-3b und Fig. 4a-4b jeweils das Verhalten für auf das optische Element 200 auftreffendes unpolarisiertes Licht betrachtet, wohingegen in Fig. 5a-5b und Fig. 6a-6b die Abhängigkeit vom Polarisationszustand betrachtet wird.
In Fig. 3a-3b ist für das o.g. Ausführungsbeispiel von Fig. 2 und Tabelle 1 die im Falle einer Dickenänderung im Bereich von -2nm bis +2nm resultierende Änderung der Phase (Fig. 3a) bzw. der Reflektivität (Fig. 3b) aufgetragen. Dabei entspricht ein negatives Vorzeichen der Dickenänderung einer durch die Schichtmanipulation erzielten Verringerung der Schichtdicke. Des Weiteren wird hier und im Folgenden von einem Inzidenzwinkel von 15° ausgegangen.
Wie aus Fig. 3a ersichtlich ist, kann durch eine Änderung der Schichtdicke von 2nm eine Änderung der Phase von etwa 1.5nm erzielt werden. Zugleich liegt gemäß Fig. 3b die mit einer solchen Dickenänderung von 2nm einhergehende Änderung der Reflektivität mit etwa 0.15 Prozentpunkten in einem akzeptablen Bereich. Des Weiteren kann durch geeignete Modifikation bzw. Optimierung des Schichtdesigns erreicht werden, dass die Reflektivitätsänderung weniger sensi tiv auf eine Dickenänderung reagiert.
Gemäß Fig. 4a-4b ist die Abhängigkeit der durch die erfindungsgemäße Schicht manipulation erzielten Phasen- bzw. Reflektivitätsänderung vom Inzidenzwinkel aufgetragen, wobei jeweils beispielhaft eine Dickenänderung von 1 5nm zugrun degelegt wurde. Wie aus der in Fig. 4a hinsichtlich der Phasenwerte gewählten Skala ersichtlich ist, ist die erzielte Phasenänderung bei besagter Schichtmani pulation nahezu unabhängig vom Inzidenzwinkel. Hinsichtlich der gemäß Fig. 4b erzielten Reflektivitätsänderung ist ein Vorzeichenwechsel in Abhängigkeit vom Inzidenzwinkel zu beachten. Wie aus Fig. 5a-5b ersichtlich, ist die Abhängigkeit der erfindungsgemäß bei der Schichtmanipulation erzielten Phasenänderung von der Dickenänderung im Wesentlichen unabhängig vom Polarisationszustand der auf das betreffende optische Element auftreffenden elektromagnetischen Strahlung. Hingegen zeigt sich für die jeweils erzielte Reflektivitätsänderung ein gewisser Unterschied im von der Dickenänderung abhängigen Verlauf je nachdem, ob die elektromagne tische Strahlung s- polarisiert oder p-polarisiert ist.
Gemäß Fig. 6a-6b ist mit zunehmendem Inzidenzwinkel der hinsichtlich Phasen änderung (Fig. 6a) bzw. Reflektivitätsänderung (Fig. 6b) erzielte Unterschied zwischen s- bzw. p-Polarisation stärker ausgeprägt. Hieraus ergibt sich, dass für die Realisierung der erfindungsgemäßen Schichtmanipulation im Falle einer angestrebten Änderung auch des Polarisationszustandes die Anwendung auf ein optisches Element mit vergleichsweise großem Inzidenzwinkel im optischen Strahlengang vorteilhaft ist.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines möglichen Aufbaus einer mikro lithographischen Projektionsbelichtungsanlage 700, welche für den Betrieb bei Wellenlängen im DUV-Bereich (d.h. für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 250 nm, insbesondere weniger als 200 nm, z.B. ca. 193 nm) ausgelegt ist und eine Beleuchtungseinrichtung 702 und ein Projektionsobjektiv 708 aufweist.
Die Beleuchtungseinrichtung 702, in die Licht einer Lichtquelle 701 eintritt, ist in stark vereinfachter Weise über Linsen 703, 704 und eine Blende 705 symbo lisiert. Die Arbeitswellenlänge der Projektionsbelichtungsanlage 700 beträgt in dem gezeigten Beispiel 193 nm bei Verwendung eines ArF-Excimerlasers als Lichtquelle 701. Die Arbeitswellenlänge kann jedoch beispielsweise auch 248 nm bei Verwendung eines KrF-Excimerlasers oder 157 nm bei Verwendung eines F2-Lasers als Lichtquelle 701 betragen. Zwischen der Beleuchtungsein richtung 702 und dem Projektionsobjektiv 708 ist eine Maske 707 in der Objekt ebene OP des Projektionsobjektivs 708 angeordnet, die mittels eines Masken halters 706 im Strahlengang gehalten wird. Die Maske 707 weist eine Struktur im Mikrometer- bis Nanometer-Bereich auf, die mittels des Projektionsobjektives 708 beispielsweise um den Faktor 4 oder 5 verkleinert auf eine Bildebene IP des Projektionsobjektivs 708 abgebildet wird. Das Projektionsobjektiv 708 umfasst eine ebenfalls lediglich in stark vereinfachter Weise durch Linsen 709, 710, 711 , 712, 720 symbolisierte Linsenanordnung, durch die eine optische Achse OA definiert wird.
In der Bildebene IP des Projektionsobjektivs 708 wird ein durch einen Substrat halter 718 positioniertes und mit einer lichtempfindlichen Schicht 715 versehe nes Substrat 716, bzw. ein Wafer, gehalten. Zwischen dem bildebenenseitig letz ten optischen Element 720 des Projektionsobjektivs 708 und der lichtempfind lichen Schicht 715 befindet sich ein Immersionsmedium 750, bei dem es sich beispielsweise um deionisiertes Wasser handeln kann.
Fig. 8 zeigt schematisch im Meridionalschnitt den möglichen Aufbau einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektions belichtungsanlage.
Gemäß Fig. 8 weist die Projektionsbelichtungsanlage 1 eine Beleuchtungs einrichtung 2 und ein Projektionsobjektiv 10 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 2 dient dazu, ein Objektfeld 5 in einer Objektebene 6 mit Strahlung einer Strah lungsquelle 3 über eine Beleuchtungsoptik 4 zu beleuchten. Belichtet wird hier bei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Re- tikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungs- antrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar. In Fig. 8 ist zur Erläu terung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z- Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in Fig. 8 längs der y-Rich- tung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
Das Projektionsobjektiv 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bild ebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist übereinen Waferverlagerungsantrieb 15 ins besondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfol gen.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich zum Beispiel um eine Plasmaquelle, eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle oder um einen Freie- Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln. Die Beleuchtungsstrah lung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt und propagiert durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokus ebene 18 in die Beleuchtungsoptik 4. Die Beleuchtungsoptik 4 weist einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten (Feld-)Facettenspiegel 20 (mit schematisch angedeuteten Facetten 21) und einen zweiten (Pupillen-)Facettenspiegel 22 (mit schematisch angedeuteten Facetten 23) auf.
Das Projektionsobjektiv 10 weist eine Mehrzahl von Spiegeln Mi (i= 1 , 2, ... ) auf, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsan lage 1 durchnummeriert sind. Bei dem in der Fig. 8 dargestellten Beispiel weist das Projektionsobjektiv 10 sechs Spiegel M1 bis M6 auf. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 weisen jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16 auf. Bei dem Projektions objektiv 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Das Projektions objektiv 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die lediglich beispielhaft größer als 0.5, insbesondere größer als 0.6, sein kann und die beispielsweise 0.7 oder 0.75 betragen kann. Bei dem der erfindungsgemäßen Schichtmanipulation unterzogenen optischen Element kann es sich beispielsweise um eine der Linsen 709-712, 720 des Projektionsobjektivs 708 aus Fig. 7 oder um einen der Spiegel M1 bis M6 des Projektionsobjektivs 10 aus Fig. 8 handeln.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alterna tive Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merk malen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente be schränkt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das optische System eine Mehrzahl von jeweils mit einem optisch wirksamen Schichtsystem versehenen optischen Elementen aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Ermitteln einer durch das optische System im Betrieb in einer vorgegebenen Ebene bereitgestellten Systemwellenfront; b) Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittelten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellenfront; und c) Durchführen einer Schichtmanipulation an wenigstens einem der optischen Elemente derart, dass die ermittelte Systemwellenfront- Abweichung reduziert wird, wobei die Auswahl einer zur Reduzierung der Systemwellenfront-Abwei- chung geeigneten Schichtmanipulation unter Verwendung einer zuvor ermittelten Nachschlagtabelle („lookup-table“) erfolgt, in welcher für unterschiedliche Schichtmanipulationen des Schichtsystems des wenig stens einen optischen Elements der jeweilige Wellenfrontbeitrag dieses optischen Elements zur Systemwellenfront aufgeführt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element im Schritt a) während des Ermittelns der Systemwellenfront beschichtet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtmanipulation das Durchführen einer lokal variierenden Deposition eines Schichtmaterials auf dem wenigstens einen optischen Element um fasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtmanipulation das Durchführen eines lokal variierenden Schichtabtrags von dem wenigstens einen optischen Element umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das wenigstens eine optische Element eine Abschluss schicht aus Siliziumdioxid (S1O2) aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schichtmanipulation das Durchführen einer lokal variie renden Ionenimplantation in dem wenigstens einen optischen Element umfasst.
7. Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das optische System eine Mehrzahl von jeweils mit einem optisch wirksamen Schichtsystem versehenen optischen Elementen aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Ermitteln einer durch das optische System im Betrieb in einer vor gegebenen Ebene bereitgestellten Systemwellenfront; b) Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittelten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellenfront; und c) Durchführen einer Schichtmanipulation an wenigstens einem der optischen Elemente derart, dass die ermittelte Systemwellenfront- Abweichung reduziert wird; wobei die Schichtmanipulation das Durchführen einer lokal variierenden Deposition eines Schichtmaterials auf dem wenigstens einen optischen Element und/oder das Durchführen einer lokal variierenden Ionen implantation in dem wenigstens einen optischen Element umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Auswahl einer zur Reduzierung der Systemwellenfront- Abweichung geeigneten Schichtmanipulation unter Verwendung einer zuvor ermittelten Nachschlagtabelle („lookup-table“) erfolgt, in welcher für unterschiedliche Schichtmanipulationen des Schichtsystems des wenigs tens einen optischen Elements der jeweilige Wellenfrontbeitrag dieses optischen Elements zur Systemwellenfront aufgeführt ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittelten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwel- lenfront in einem iterativen Prozess erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Durchführen einer Schichtmanipulation an dem wenigs tens einen optischen Element ferner derart erfolgt, dass für wenigstens eine weitere charakteristische Eigenschaft des optischen Systems die Abwei chung zwischen einem vor der Schichtmanipulation gegeben Ist-Wert und einem Soll-Wert reduziert wird.
11. Verfahren zur Justage eines optischen Systems, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das optische System eine Mehrzahl von jeweils mit einem optisch wirksamen Schichtsystem versehenen optischen Elementen aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Ermitteln einer durch das optische System im Betrieb in einer vor gegebenen Ebene bereitgestellten Systemwellenfront; b) Ermitteln einer Systemwellenfront-Abweichung zwischen dieser ermittelten Systemwellenfront und einer Soll-Systemwellenfront; und c) Durchführen einer Schichtmanipulation an wenigstens einem der optischen Elemente derart, dass die ermittelte Systemwellenfront- Abweichung reduziert wird; wobei das Durchführen einer Schichtmanipulation an dem wenigstens einen optischen Element ferner derart erfolgt, dass für wenigstens eine weitere charakteristische Eigenschaft des optischen Systems die Abwei chung zwischen einem vor der Schichtmanipulation gegeben Ist-Wert und einem Soll-Wert reduziert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere charakteristische Eigenschaft des optischen Systems das Reflexionsverhalten und/oder das Transmissionsverhalten des optischen Systems umfasst.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Durchführen einer Schichtmanipulation an dem wenigs tens einen optischen Element ferner derart erfolgt, dass die Polarisations wirkung des optischen Systems verändert wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Durchführen einer Schichtmanipulation an dem wenigs tens einen optischen Element ferner derart erfolgt, dass jeweils für das Reflexionsverhalten des optischen Systems, für das Transmissionsverhal ten des optischen Systems und für die Polarisationswirkung des optischen Systems die jeweilige Abweichung zwischen einem vor der Schichtmanipu lation gegeben Ist-Wert und einem Soll-Wert reduziert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optische Element, an welchem das Durchführen einer Schichtmanipulation erfolgt, eine Linse ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine optische Element, an welchem das Durchführen einer Schichtmanipulation erfolgt, ein Spiegel ist.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das optische System ein Abbildungssystem ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgege bene Ebene eine Bildebene dieses Abbildungssystems ist.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das optische System für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 250 nm, insbesondere weniger als 200 nm, ausgelegt ist.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das optische System für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt ist.
21. Optisches System für die Mikrolithographie, welches unter Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.
22. Optisches System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektions belichtungsanlage ist.
23. Optisches System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Projektionsobjektiv einer Maskeninspektionsanlage ist.
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