DE102018212073A1

DE102018212073A1 - Messvorrichtung zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102018212073A1
Application number: DE102018212073.0A
Authority: DE
Inventors: Joachim Kalden; Florian Baumer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-01-24
Also published as: DE102017212622A1

Abstract

Eine Messvorrichtung (31) dient zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Die Messvorrichtung hat mindestens zwei Referenzspiegel (34, 35). Diese sind im Beleuchtungslicht-Strahlengang angeordnet. Eine Position der Referenzspiegel (34, 35) relativ zu mindestens einer das Beleuchtungslicht (3) führenden Komponente (FF) einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage ist fixiert. Zur Messvorrichtung (31) gehört weiterhin mindestens ein Lagebestimmungsdetektor (37) zur Erfassung von Messlicht (33) mit einer Wellenlänge, die größer ist als 150 nm. Zur Erzeugung des Messlichts (33) dient eine Messlichtquelle (32). Letztere ist in einer Messposition so angeordnet, dass das Messlicht (33) über die mindestens zwei Referenzspiegel (34) hin zu dem mindestens einen Lagebestimmungsdetektor (37) geführt ist. Es resultiert eine Messvorrichtung, mit der eine räumliche Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage auch dann sicher bestimmt werden kann, wenn eine das Beleuchtungslicht führende Komponente der Beleuchtungsoptik ausgetauscht werden muss.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Messvorrichtung und ein Verfahren zum Rekalibrieren einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Messvorrichtung, ein Beleuchtungssystem für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik und einer derartigen Messvorrichtung, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils und ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil.
Eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist bekannt aus der DE 10 2016 207 709 A1 . EUV-Projektionsbelichtungsanlagen beziehungsweise deren Komponenten sind weiterhin bekannt aus der DE 10 2009 045 096 A1 , der DE 10 2012 202 675 A1 und der DE 10 2012 218105 A1 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die räumliche Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage auch dann sicher zu bestimmen, wenn eine das Beleuchtungslicht führende Komponente einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage ausgetauscht werden muss.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Messvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Über die Messvorrichtung lässt sich eine Soll-Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs bestimmen, welche nach einer Änderung von Beleuchtungsbedingungen der Projektionsbelichtungsanlage mit einer dann gemessenen Ist-Lage verglichen werden kann. Auf diese Weise lassen sich Änderungen einer räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs bestimmen. Der Einsatz mindestens zweier Referenzspiegel führt dazu, dass mehrere und nach Möglichkeit voneinander unabhängige Lageinformationen erfassbar sind, aus denen Lagedifferenzen zwischen einer Soll- und einer Ist-Lage in mehreren Dimensionen bestimmt werden können. Beispielweise kann die räumliche Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs hinsichtlich eines vorgegebenen, vom Strahlengang zu durchtretenden Punktes und einer von diesem Punkt ausgehenden Richtung bestimmt werden. Zusätzlich können durch eine entsprechende Anordnung des Lagebestimmungsdetektors und/oder der Referenzspiegel noch weitere Lageinformationen gewonnen werden, beispielsweise die Lage eines Fokus des Beleuchtungslicht-Strahlengangs. Durch die Messvorrichtung kann beispielsweise nach einem Spiegeltausch ein im Projektionsbetrieb arbeitender Lagedetektor, der für das EUV-Beleuchtungslicht sensitiv ist, wieder kalibriert werden.
Der Einsatz einer Messlichtquelle mit einer Messlicht-Wellenlänge, die größer ist als 150 nm und somit deutlich größer ist als die Wellenlänge des EUV- Beleuchtungslichts, erleichtert die Durchführung der Lagebestimmung. Es ist nicht erforderlich, Spiegeloberflächen von optischen Komponenten, die das EUV-Beleuchtungslicht führen, spezifisch an die Wellenlänge des Messlichts anzupassen. Die Messlicht-Wellenlänge kann im sichtbaren Spektralbereich (VIS) oder auch im nahen infraroten Spektralbereich (NIR) liegen.
Eine Verlagerbarkeit der Messlichtquelle nach Anspruch 2 ermöglicht es, einen Strahlengang des Messlichts präzise mit dem Strahlengang des EUV-Beleuchtungslichts vor einer zu überwachenden optischen Komponente, die beispielweise getauscht werden soll, möglichst gut in Überdeckung zu bringen. Eine entsprechend präzise Lagebestimmung ist möglich. In der Messposition kann die Messlichtquelle im Beleuchtungslicht-Strahlengang liegen.
Eine Anordnung nach Anspruch 3 ermöglicht es, die Messlichtquelle in der Messposition auch im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage zu belassen. Ein Abstand zwischen der Messlichtquelle in der Messposition und dem Beleuchtungslicht-Strahlengang kann geringer sein als das 25-fache eines 1/e²-Durchmessers einer Intensitätsverteilung des Beleuchtungslicht-Strahlengangs in einem Beleuchtungslicht-Fokus senkrecht zu dessen Propagationsrichtung. Absolut kann der Abstand zwischen der Messlichtquelle in der Messposition und dem Beleuchtungslicht-Strahlengang kleiner sein als zehn Zentimeter, kann kleiner sein als fünf Zentimeter, kann kleiner sein als zwei Zentimeter und kann auch kleiner sein als ein Zentimeter.
Eine Anordnung der Messlichtquelle in der Messposition nach Anspruch 4 ermöglicht es, die Messlichtquelle in der Messposition räumlich sehr nahe an den Beleuchtungslicht-Fokus zu rücken oder alternativ die Messlichtquelle in der Messposition genau in den Beleuchtungslicht-Fokus zu setzen. Als Beleuchtungslicht-Fokus, in dem die Messlichtquelle in der Messposition angeordnet werden kann, kann ein Zwischenfokus direkt im Strahlengang nach einem Kollektor für das EUV- Beleuchtungslicht gewählt werden. Es können dann diejenigen optischen Komponenten, die das Beleuchtungslicht unmittelbar nach dem Kollektor führen, mithilfe der Messvorrichtung hinsichtlich ihrer Beleuchtungslicht-Führung überwacht werden.
Eine Anordnung des Lagebestimmungsdetektors nach Anspruch 5 ist platzsparend. Der EUV-Beleuchtungsdetektor kann zur Überwachung beziehungsweise zu einer in-situ-Lagebestimmung des Beleuchtungslicht-Strahlengangs während der Projektionsbelichtung dienen. Alternativ zu einer Anordnung des Lagebestimmungsdetektors der Messvorrichtung am Ort eines derartigen EUV- Beleuchtungsdetektors können der Lagebestimmungsdetektor einerseits und der EUV- Beleuchtungsdetektor andererseits beabstandet zueinander angeordnet sein. Eine solche Variante kann insbesondere dann gewählt werden, wenn auch die Messlichtquelle in der Messposition beabstandet zum Beleuchtungslicht-Strahlengang angeordnet ist. In einem solchen Fall kann Messlicht einerseits und das EUV- Beleuchtungslicht andererseits über die gleichen Referenzspiegel geführt werden, ohne dass eine Verlagerung der Referenzspiegel und/oder von Komponenten der Messvorrichtung erforderlich ist.
Bei einer Ausgestaltung der Referenzspiegel nach Anspruch 6 können diese gleichzeitig zur in-situ- Lagebestimmung des Beleuchtungslicht-Strahlengangs genutzt werden. Es kann dabei ein EUV- Beleuchtungsdetektor im Zusammenhang mit Gitterstrukturen auf einem EUV-Kollektor genutzt werden, wie zum Beispiel in der DE 10 2016 207709 A1 beschrieben.
Ein verlagerbarer Lagebestimmungsdetektor nach Anspruch 7 ermöglicht eine Anordnung des Lagebestimmungsdetektors auch direkt im Strahlengang des Beleuchtungslichts, soweit eine Lagebestimmung mit der Messvorrichtung erfolgen soll.
Eine Ausführung der Referenzspiegel nach Anspruch 8 ist kompakt und effizient.
Die Vorteile eines Bestimmungsverfahrens nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Messvorrichtung bereits erläutert wurden.
Mit Hilfe eines Rekalibrierungsverfahrens nach Anspruch 10 lässt sich eine räumliche Lage eines getauschten Spiegels so nachjustieren, dass diese der Lage des ursprünglich vor dem Tausch vorhandenen Spiegels möglichst gut entspricht. Die Aktor-Ansteuerung kann in einem Regelbetrieb und insbesondere im Rahmen einer Closed-Loop-Regelung erfolgen.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 11, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 und eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 15 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Messvorrichtung und das erfindungsgemäße Bestimmungsverfahren sowie das erfindungsgemäße Rekalibrierungsverfahren bereits erläutert wurden. Das Beleuchtungssystem kann eine Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld aufweisen, in dem ein Substrat anordenbar ist. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lichtquelle aufweisen. Das Lagebestimmungsverfahren oder das Rekalibrierungsverfahren, welches vorstehend erläutert wurde, kann im Zuge des Herstellungsverfahrens zum Einsatz kommen.
Hergestellt werden kann mit einer Projektionsbelichtungsanlage insbesondere ein Halbleiter-Bauteil, beispielsweise ein Speicherchip.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie;
2 Details einer Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage im Umfeld eines EUV-Kollektors zur Führung von EUV-Beleuchtungslicht von einem Plasma-Quellbereich hin zu einem Feldfacettenspiegel einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage, wobei der EUV-Kollektor in einem Meridionalschnitt dargstellt ist;
3 im Detail eine Führung von Messlicht in einer Messvorrichtung zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Strahlengangs des EUV-Beleuchtungslichts zwischen einem im Strahlengang nach dem Plasma-Quellbereich liegenden Zwischenfokus, im Bereich des Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik nach 1;
4 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Rekalibrieren der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs mit der Messvorrichtung nach 3; und
5 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Messvorrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs im Bereich des Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik.

Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie hat eine Lichtquelle 2 für Beleuchtungslicht bzw. Abbildungslicht 3, die nachfolgend noch weiter erläutert wird. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Lichtquelle, die Licht in einem Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 5 nm und 15 nm, erzeugt. Das Beleuchtungs- bzw. Abbildungslicht 3 wird nachfolgend auch als EUV-Nutzlicht bezeichnet.
Bei der Lichtquelle 2 kann es sich insbesondere um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 13,5 nm oder um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 6,9 nm handeln. Auch andere EUV-Wellenlängen sind möglich. Ein Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 ist in der 1 äußerst schematisch dargestellt.
Zur Führung des Beleuchtungslichts 3 von der Lichtquelle 2 hin zu einem Objektfeld 4 in einer Objektebene 5 dient eine Beleuchtungsoptik 6. Letztere umfasst einen in der 1 stark schematisch dargestellten Feldfacettenspiegel FF und einen im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 nachfolgenden, ebenfalls stark schematische dargestellten Pupillenfacettenspiegel PF. Zwischen dem Pupillenfacettenspiegel PF, der in einer Pupillenebene 6a der Beleuchtungsoptik angeordnet ist, und dem Objektfeld 4 ist ein feldformender Spiegel 6b für streifenden Einfall (GI-Spiegel, grazing incidence Spiegel) im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 angeordnet. Ein derartiger GI-Spiegel 6b ist nicht zwingend.
Nicht näher dargestellte Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels PF sind Teil einer Übertragungsoptik, die ebenfalls nicht dargestellte Feldfacetten des Feldfacettenspiegels FF einander überlagernd in das Objektfeld 4 überführen und insbesondere abbilden. Für den Feldfacettenspiegel FF einerseits und den Pupillenfacettenspiegel PF andererseits kann eine Ausführung genutzt werden, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Eine derartige Beleuchtungsoptik ist beispielsweise bekannt aus der DE 10 2009 045 096 A1 .
Mit einer Projektionsoptik bzw. abbildenden Optik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Hierfür einsetzbare Projektionsoptiken sind beispielweise bekannt aus der DE 10 2012 202 675 A1 .
Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie der verschiedenen Ausführungen der Projektionsoptik 7 ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In der 1 verläuft die x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Richtung verläuft in der 1 nach links und die z-Richtung in der 1 nach oben. Die Objektebene 5 verläuft parallel zur xy-Ebene.
Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 sind rechteckförmig. Alternativ ist es auch möglich, das Objektfeld 4 und Bildfeld 8 gebogen bzw. gekrümmt, also insbesondere teilringförmig auszuführen. Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 haben ein xy-Aspektverhältnis größer als 1. Das Objektfeld 4 hat also eine längere Objektfelddimension in der x-Richtung und eine kürzere Objektfelddimension in der γ-Richtung. Diese Objektfelddimensionen verlaufen längs der Feldkoordinaten x und y.
Für die Projektionsoptik 7 kann eines der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Reflexionsmaske 10, die auch als Retikel bezeichnet wird. Das Retikel 10 wird von einem Retikelhalter 10a getragen. Der Retikelhalter 10a wird von einem Retikelverlagerungsantrieb 10b verlagert.
Die Abbildung durch die Projektionsoptik 7 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 11 in Form eines Wafers, der von einem Substrathalter 12 getragen wird. Der Substrathalter 12 wird von einem Wafer- bzw. Substratverlagerungsantrieb 12a verlagert.
In der 1 ist schematisch zwischen dem Retikel 10 und der Projektionsoptik 7 ein in diese einlaufendes Strahlenbündel 13 des Beleuchtungslichts 3 und zwischen der Projektionsoptik 7 und dem Substrat 11 ein aus der Projektionsoptik 7 auslaufendes Strahlenbündel 14 des Beleuchtungslichts 3 dargestellt. Eine bildfeldseitige numerische Apertur (NA) der Projektionsoptik 7 ist in der 1 nicht maßstäblich wiedergegeben.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scannertyp. Sowohl das Retikel 10 als auch das Substrat 11 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der y-Richtung gescannt. Auch ein Steppertyp der Projektionsbelichtungsanlage 1, bei dem zwischen einzelnen Belichtungen des Substrats 11 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 10 und des Substrats 11 in der y-Richtung erfolgt, ist möglich. Diese Verlagerungen erfolgen synchronisiert zueinander durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungsantriebe 10b und 12a.
2 zeigt Details der Lichtquelle 2.
Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine LPP-Quelle (laser produced plasma, lasererzeugtes Plasma). Zur Plasmaerzeugung werden Zinn-Tröpfchen 15 von einem Zinn-Tröpfchengenerator 16 als kontinuierliche Tröpfchenabfolge erzeugt. Eine Flugbahn der Zinn-Tröpfchen 15 verläuft quer zu einer Hauptstrahlrichtung 17 des EUV-Nutzlichts 3, die nachfolgend auch als optische Achse bezeichnet ist. Die Zinn-Tröpfchen 15 fliegen dabei frei zwischen dem Zinn-Tröpfchengenerator 16 und einem Zinn-Fänger 18, wobei sie einen Plasma-Quellbereich 19 durchtreten. Vom Plasma-Quellbereich 19 wird das EUV-Nutzlicht 3 emittiert. Im Plasma-Quellbereich 19 wird das dort ankommende Zinn-Tröpfchen 15 mit Pumplicht 20 einer Pumplichtquelle 21 beaufschlagt. Bei der Pumplichtquelle 21 kann es sich um eine Infrarot-Laserquelle in Form beispielsweise eines CO₂-Lasers handeln. Auch eine andere IR-Laserquelle ist möglich, insbesondere ein Festkörperlaser, beispielsweise ein Nd:YAG-Laser.
Das Pumplicht 20 wird über einen Spiegel 22, bei dem es sich um einen geregelt verkippbaren Spiegel handeln kann, und über eine Fokussierlinse 23 in den Plasma-Quellbereich 19 überführt. Durch die Pumplichtbeaufschlagung wird aus dem im Plasma-Quellbereich 19 ankommenden Zinn-Tröpfchen 15 ein das EUV-Nutzlicht 3 emittierendes Plasma erzeugt. Ein Strahlengang des EUV-Nutzlichts 3 ist in der 2 zwischen dem Plasma-Quellbereich 19 und dem Feldfacettenspiegel FF dargestellt, soweit das EUV-Nutzlicht von einem Kollektorspiegel 24 reflektiert wird, der nachfolgend auch als EUV-Kollektor 24 bezeichnet ist. Ein Grundkörper des EUV-Kollektors 24 ist rotationssymmetrisch zur optischen Achse 17 ausgeführt. Der Grundkörper des EUV-Kollektors 24 kann aus Aluminium gefertigt sein. Alternative Materialien für diesen Grundkörper sind Kupfer, Legierungen mit dem Bestandteil Kupfer und/oder Aluminium, pulvermetallurgisch hergestellte Legierungen von Kupfer und Aluminiumoxid oder auch Silizium, Siliziumcarbid, Silizium-infiltriertes Siliziumcarbid (SiSiC) oder gesintertes Siliziumcarbid (SSiC). Der Grundkörper kann auch aus einem anderen keramischen Material hergestellt sein.
Der EUV-Kollektor 24 hat eine zentrale Durchtrittsöffnung 25 für das über die Fokussierlinse 23 hin zum Plasma-Quellbereich 19 fokussierte Pumplicht 20. Der Kollektor 24 ist als Ellipsoidspiegel ausgeführt und überführt das vom Plasma-Quellbereich 19, der in einem Ellipsoidbrennpunkt angeordnet ist, emittierte EUV-Nutzlicht 3 in einen Zwischenfokus 26 des EUV-Nutzlichts 3, der im anderen Ellipsoidbrennpunkt des Kollektors 24 angeordnet ist. Bei dem Zwischenfokus 26 handelt es sich um einen Beleuchtungslicht-Fokus.
Der Feldfacettenspiegel FF ist im Strahlengang des EUV-Nutzlichts 3 nach dem Zwischenfokus 26 im Bereich eines Fernfeldes 26a des EUV-Nutzlichts 3 angeordnet.
Der EUV-Kollektor 24 und weitere Komponenten der Lichtquelle 2, bei denen es sich um den Zinn-Tröpfchengenerator 16, den Zinn-Fänger 18 und um die Fokussierlinse 23 handeln kann, sind in einem Vakuumgehäuse 27 angeordnet. Im Bereich des Zwischenfokus 26 hat das Vakuumgehäuse 27 eine Durchtrittsöffnung 28. Im Bereich eines Eintritts des Pumplichts 20 in das Vakuumgehäuse 27 hat letzteres ein Pumplicht-Eintrittsfenster 29.
Eine in der 3 dargestellte Messvorrichtung 31 dient zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Strahlengangs des Beleuchtungslichts 3 der Beleuchtungslichtanlage 1. Der Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 ist in der 3 gestrichelt angedeutet.
Die Messvorrichtung 31 hat eine Messlichtquelle 32 zur Erzeugung von Messlicht 33. Das erzeugte Messlicht 33 liegt bei der Ausführung nach 3 unterteilt in zwei Messlicht-Bündel 33a, 33b vor, die von der Messlichtquelle 32 ausgehen. Die Messlichtquelle 32 ist in der 3 in einer Messposition dargestellt, in der die Messlichtquelle 32 im Zwischenfokus 26 des Beleuchtungslicht-Strahlengangs nach 2 angeordnet ist. Bei dem Messlicht 33 handelt es sich um Licht mit einer Wellenlänge, die größer ist als 150 nm, beispielsweise um sichtbares Licht (VIS) oder um Licht aus dem nahen Infrarot (NIR). Bei der Messlichtquelle kann es sich um eine LED oder um eine Laserdiode handeln.
Die Messlichtquelle 32 ist zwischen einer in der 3 nicht dargestellten Neutralposition außerhalb des Beleuchtungslicht-Strahlengangs und der Messposition verlagerbar.
Die Messvorrichtung 31 hat weiterhin zwei Referenzspiegel 34, 35. Bei der Ausführung nach 3 sind die Referenzspiegel 34, 35 als Spiegelfacetten des Feldfacettenspiegels FF ausgeführt. Bei den Referenzspiegeln 34, 35 kann es sich um Feldfacetten des Feldfacettenspiegels FF handeln. Die Referenzspiegel 34, 35 werden von einem Träger 36 des Feldfacettenspiegels FF getragen.
Eine Position der Referenzspiegel 34, 35 ist relativ zum Feldfacettenspiegel FF, also relativ zu einer das Beleuchtungslicht 3 führenden Komponente der Beleuchtungsoptik 6 der Projektionsbelichtungsanlage 1, fixiert.
Teil der Messvorrichtung 31 ist weiterhin ein Lagebestimmungsdetektor 37. Letzterer dient zur Erfassung des Messlichts 33. Das Messlicht-Bündel 33a wird über den Referenzspiegel 34 zu einer Sensor-Einheit 37a des Lagebestimmungsdetektors 37 geführt. Das Messlicht-Bündel 33b wird über den Referenzspiegel 35 hin zu einer weiteren Sensor-Einheit 37b des Lagebestimmungsdetektors 37 geführt. Die beiden Sensor-Einheiten 37a, 37b können voneinander beabstandet ausgeführt sein.
Der Lagebestimmungsdetektors 37 ist bei der Messvorrichtung 31 am Ort eines für EUV-Wellenlängen sensitiven EUV-Beleuchtungsdetektors 38 angeordnet. Letzterer ist in einer Anordnungsebene 39a angeordnet.
Der Lagebestimmungsdetektor 37 ist in der 3 in einer Erfassungsposition zur Erfassung des Messlichts 33 dargestellt. Zwischen dieser Erfassungsposition und einer in der Zeichnung nicht dargestellten Neuralposition außerhalb eines Messlicht-Strahlengangs ist der Lagebestimmungsdetektor 37 verlagerbar.
Zur Rekalibrierung einer räumlichen Lage des Strahlengangs des Beleuchtungslichts 3 mit der Messvorrichtung 31 wird folgendermaßen vorgegangen:
Zunächst wird die räumliche Lage des Strahlengangs des Beleuchtungslichts 3 mit der Messvorrichtung 31 bestimmt. Hierzu wird die Messlichtquelle 32 in die Messposition verbracht und mit Hilfe der Sensoreinheiten 37a, 37b des Lagebestimmungsdetektors 37 werden die Auftreffpunkte der Messlicht-Bündel 33a, 33b erfasst.
Bei den Sensor-Einheiten 37a, 37b kann es sich um ortsauflösende Sensoren, in Form beispielweise eines positionssensitiven Detektors (position sensitive detector, PSD) handeln. Ein solcher ortsauflösender Sensor kann sowohl für das Messlicht 33 als auch für das Beleuchtungslicht 3 sensitiv sein. Hierzu kann der ortsauflösende Sensor einen Fluoreszenz-Konverter aufweisen. Ein derartiger Fluoreszenz-Konverter kann als Beschichtung auf dem ortsauflösenden Sensor angeordnet sein. Bei den ortsauflösenden Sensoren kann es sich auch beispielsweise um CCD- oder CMOS-Sensoren oder um Quadranten-Detektoren handeln.
Diese gemessene räumliche Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs wird als Soll-Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs bestimmt und vom Lagebestimmungsdetektor 37 über eine nicht dargestellte Signalverbindung hin zu einer zentralen Steuereinheit 39 (vgl. 1) übermittelt.
Anschließend wird ein Spiegel der Beleuchtungsoptik getauscht, über den sowohl das Messlicht 33 als auch das Beleuchtungslicht 3 geführt wird. Bei der Ausführung nach 3 wird also der Spiegelträger 36 getauscht, der sowohl die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels FF als auch die Referenzspiegel 34, 35 trägt. Ein solcher Tausch kann beispielsweise aufgrund einer Kontamination des Feldfacettenspiegels FF notwendig werden.
Nach dem Spiegeltausch wird erneut die räumliche Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs mit der Messvorrichtung 31 gemessen. Hierzu wird bestimmt, wo die beiden nun von den getauschten Referenzspiegeln 34, 35 geführten Messlichtbündel 33a, 33b auf den Lagebestimmungsdetektor 37 und insbesondere auf die Sensor-Einheiten 37a, 37b auftreffen. Hieraus wird eine Ist-Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs nach dem Spiegeltausch bestimmt.
Die Ist-Lage wird wiederum der zentralen Steuereinrichtung 39 übermittelt. Nach Durchführung des Lagebestimmungsverfahrens wird eine Lagedifferenz aus der Ist-Lage und der Soll-Lage in der zentralen Steuereinrichtung 39 bestimmt.
Abhängig von der bestimmten Lagedifferenz wird nachfolgend mit der zentralen Steuereinrichtung 39 mindestens ein Aktor (vgl. Aktor 40 in 3) angesteuert, der mit dem Spiegelträger 36 des getauschten Spiegels in mechanischer Wirkverbindung steht. Mit dem Aktor 40 kann der Spiegelträger 36 in mindestens einen translatorischen und/oder rotatorischen Freiheitsgrad verlagert werden. Die Ansteuerung des Aktors 40 erfolgt, überwacht durch den Lagebestimmungsdetektor 37 so, dass die Lagedifferenz zwischen der Soll-Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs und der jeweils vom Lagebestimmungsdetektor 37 ermittelten Ist-Lage bis zum Erreichen einer tolerierbaren Differenz reduziert ist. Die Reduzierung der Lagedifferenz kann, indem der Lagebestimmungsdetektor 37 ein Feedback-Signal an die zentrale Steuereinrichtung 39 liefert, geregelt und insbesondere im Rahmen einer Closed-Loop-Regelung erfolgen.
4 zeigt Verfahrensschritte eines derartigen Rekalibrierungsverfahrens unter Einsatz der Messvorrichtung 31.
In einem Betriebsschritt 41 erfolgt ein Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 41 und des EUV-Beleuchtungsdetektors 38 vor einem Spiegeltausch.
In einem Ausbauschritt 42 wird der EUV-Beleuchtungsdetektor 38 ausgebaut.
In einem Einbauschritt 43 werden die Messlichtquelle 32 und der Lagebestimmungsdetektor 37 in ihre jeweilige Messposition verbracht, also eingebaut.
In einem Messschritt 44 erfolgt dann die Messung der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs zur Bestimmung von dessen Soll-Lage.
In einem weiteren Ausbauschritt 45 wird dann der Spiegelträger 36 mit dem Feldfacettenspiegel FF und den beiden Referenzspiegeln 34, 35 ausgebaut.
In einem Einbauschritt 46 erfolgt dann der Einbau eines Tauschspiegelträgers mit dem Tausch-Feldfacettenspiegel sowie mit den Tausch-Referenzspiegeln 34, 35. Die beiden Schritte 45 und 46 stellen also den Spiegeltausch dar.
In einem weiteren Messschritt 47 erfolgt dann die Messung der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs zur Bestimmung von dessen Ist-Lage.
In einem weiteren Ausbauschritt 48 werden dann die Messlichtquelle 32 und der Lagebestimmungsdetektor 37 wieder in deren Neutralposition außerhalb des Beleuchtungslicht-Strahlengangs verbracht.
In einem weiteren Einbauschritt 49 erfolgt dann wiederum der Einbau des EUV- Beleuchtungsdetektors 38.
Es kann dann in einem Betriebsschritt 50 wiederum der Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach dem Spiegeltausch erfolgen.
Soweit eine Abweichung zwischen der Ist-Lage, die im Messschritt 44 gemessen wurde, und der Soll-Lage, die im ersten Messschritt 44 gemessen wurde, festgestellt wurde, erfolgt die Bestimmung der Lagedifferenz und die Aktor-Ansteuerung abhängig von der Lagedifferenz, wie vorstehend erläutert.
Anhand der 5 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Messvorrichtung 51 beschrieben, die anstelle der Messvorrichtung 31 nach 3 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 und insbesondere unter Bezugnahme auf die 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Bei der Messvorrichtung 51 ist die Messlichtquelle 32 nicht im Beleuchtungslicht-Strahlengang, sondern in der Messposition nahe beabstandet zum Beleuchtungslicht-Strahlengang angeordnet. Zwischen dem Zwischenfokus 26 und der Messlichtquelle 32 liegt also ein Abstand A vor, bei dem es sich um weniger als das 25-fache eines 1/e²-Durchmessers einer Intensitätsverteilung des Beleuchtungs-Strahlengangs im Zwischenfokus 26 handeln kann. Absolut kann der Abstand A kleiner sein als zehn Zentimeter.
Der Referenzspiegel 34 führt einerseits ein Beleuchtungslicht-Bündel 3a vom Zwischenfokus 26 hin zu einer EUV-Sensoreinheit 38a des EUV-Beleuchtungsdetektors 38 und andererseits das Messlicht-Bündel 33a von der Messlichtquelle 32 hin zur Sensoreinheit 37a des Lagebestimmungsdetektors 37. Der Referenzspiegel 35 führt einerseits ein Beleuchtungslicht-Bündel 3b vom Zwischenfokus 26 hin zu einer EUV-Sensoreinheit 38b des EUV-Beleuchtungsdetektors 38 und andererseits ein Messlicht-Bündel 33b von der Messlichtquelle 32 hin zur Sensoreinheit 37b des Lagebestimmungsdetektors 37.
Sowohl die Messlichtquelle 32 als auch der Lagebestimmungsdetektor 37 können bei der Messvorrichtung 51 im Projektionsbetrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in ihrer jeweiligen Messposition nach 5 verbleiben.
Das Messlicht 33 kann im Beleuchtungslicht-Strahlengang auch über zusätzliche und/oder andere Komponenten der Beleuchtungsoptik 6 und/oder der Projektionsoptik 7 geführt werden. Je nach dem, über welche der Komponenten der Beleuchtungsoptik 6 und/oder der Positionsoptik 7 das Messlicht 33 zusätzlich zum Beleuchtungslicht 3 geführt ist, kann eine Rekalibrierung der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs im Zusammenhang mit einem gegebenenfalls notwendig werdenden Tausch dieser Komponente der Beleuchtungsoptik und/oder der Projektionsoptik durchgeführt werden.
Die Messvorrichtung 51 kann während des Projektionsbelichtungsbetriebs der Projektionsbelichtungsanlage 1 aktiv bleiben und hierüber eine aktive Nachregelung der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs herbeiführen.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 10 bzw. das Retikel und das Substrat bzw. der Wafer 11 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 11 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 11 und somit das Bauteil erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016207709 A1 [0002, 0011]
DE 102009045096 A1 [0002, 0022]
DE 102012202675 A1 [0002, 0023]
DE 102012218105 A1 [0002]

Claims

Messvorrichtung (31; 51) zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1), - mit mindestens zwei Referenzspiegeln (34, 35), -- die im Beleuchtungslicht-Strahlengang angeordnet sind und/oder -- deren Position relativ zu mindestens einer das Beleuchtungslicht (3) führenden Komponente (FF) einer Beleuchtungsoptik (6) der Projektionsbelichtungsanlage (1) fixiert ist, - mit mindestens einem Lagebestimmungsdetektor (37) zur Erfassung von Messlicht (33) mit einer Wellenlänge, die größer ist als 150 nm, - mit einer Messlichtquelle (32) zur Erzeugung des Messlichts (33), wobei die Messlichtquelle (32) in einer Messposition so angeordnet ist, dass das Messlicht (33) über die mindestens zwei Referenzspiegel (34, 35) hin zu dem mindestens einen Lagebestimmungsdetektor (37) geführt ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messlichtquelle (32) zwischen einer Neutralposition außerhalb des Beleuchtungslicht-Strahlengangs und der Messposition verlagerbar ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messlichtquelle (32) in der Messposition nahe beabstandet zum Beleuchtungslicht-Strahlengang angeordnet ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messlichtquelle (32) in der Messposition im Bereich eines Beleuchtungslicht-Fokus (26) angeordnet ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagebestimmungsdetektor (37) am Ort eines für EUV-wellenlängensensitiven EUV-Beleuchtungsdetektors (38) angeordnet ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzspiegel (34, 35) zur Führung von Beleuchtungslicht (3) hin zu dem EUV-Beleuchtungsdetektor (38) ausgeführt sind.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagebestimmungsdetektor (37) zwischen einer Neutralposition außerhalb eines Messlicht-Strahlengangs und einer Erfassungsposition zur Erfassung des Messlichts (33) verlagerbar ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzspiegel (34, 35) als Spiegelfacetten eines Facettenspiegels (FF, PF) der Beleuchtungsoptik (6) der Projektionsbelichtungsanlage (1) ausgeführt sind.
Verfahren zur Bestimmung einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Messvorrichtung (31; 51) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und mit folgenden Schritten: - Messen der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs der EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) mit der Messvorrichtung (31; 51) zur Bestimmung einer Soll-Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs, - Tauschen eines Spiegels (FF) der Beleuchtungsoptik (6), über den sowohl das Messlicht (33) als auch das Beleuchtungslicht (3) führbar ist, - erneutes Messen der räumlichen Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs der EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) mit der Messvorrichtung (31; 51) zur Bestimmung einer Ist-Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs.
Verfahren zum Rekalibrieren einer räumlichen Lage eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Messvorrichtung (31; 51) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und mit folgenden Schritten: - Durchführen eines Bestimmungsverfahrens nach Anspruch 9, - Bestimmen einer Lagedifferenz aus der Ist-Lage und der Soll-Lage des Beleuchtungslicht-Strahlengangs, - Ansteuern mindestens eines Aktors (40) einer Komponente der Beleuchtungsoptik (6) abhängig von der bestimmten Lagedifferenz zur Reduzierung der Lagedifferenz.
Beleuchtungssystem für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Beleuchtung eines Objektfeldes (4), in dem ein abzubildendes Objekt (10) anordenbar ist, und einer Messvorrichtung (31; 51) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Beleuchtungssystem nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Projektionsoptik (7) zur Abbildung des Objektfeldes (4) in ein Bildfeld (8), in dem ein Substrat (11) anordenbar ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 11 oder 12 und mit einer EUV-Lichtquelle (2).
Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen eines Retikels (10) und eines Wafers (11), - Projizieren einer Struktur auf dem Retikel (10) auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers (11) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, - Erzeugen einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer (11).
Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 14.