DE102019218305A1

DE102019218305A1 - Vorrichtung zur Lagerung eines Bauelements einer Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102019218305A1
Application number: DE102019218305.0A
Authority: DE
Inventors: Joachim Hartjes; Toralf Gruner; Michael Carl
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-12-31
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: DE102019218305B4

Abstract

Eine Vorrichtung zur Lagerung eines Bauelements einer Projektionsbelichtungsanlage (1) umfasst eine Halteeinrichtung (26) zur Halterung eines Bauelements einer Projektionsbelichtungsanlage (1), eine Erfassungseinrichtung (32) zur Erfassung und/oder Vorhersage einer mechanischen Anregung mindestens eines Bestandteils der Halteeinrichtung (26), eine mit der Erfassungseinrichtung (32) in datenübertragender Weise verbundene Datenverarbeitungseinrichtung (33) zur Verarbeitung von Daten von der Erfassungseinrichtung (32) zur Bestimmung mindestens eines geeigneten Kompensationssignals (31) und eine mit der Datenverarbeitungseinrichtung (33) in datenübertragender Weise verbundene Signaleinrichtung (34) zur Einleitung des mindestens einen Kompensationssignals (31) in die Halteeinrichtung (26), wobei die Erfassungseinrichtung (32) und die Signaleinrichtung (34) derart an die Halteeinrichtung (26) gekoppelt sind, dass eine von der Erfassungseinrichtung (32) erfasste, zum Bauelement (27) propagierende Anregung der Halteeinrichtung (26) mindestens eine Stelle, an welcher ein Signal mittels der Signaleinrichtung (34) in die Halteeinrichtung (26) eingeleitet werden kann, passieren muss.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines Bauelements einer Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Kompensation von Anregungen eines Bestandteils einer Halteeinrichtung für ein Bauelement einer Projektionsbelichtungsanlage. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Set mit mindestens einem Bauelement einer Projektionsbelichtungsanlage und einer Vorrichtung zur Lagerung des Bauelements, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Vorrichtung zur Lagerung eines Bauelements derselben, ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, ein optisches System und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Vorrichtung zur Lagerung eines Bauelements der Projektionsbelichtungsanlage. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.
Um die hohe Auflösung von Lithographieoptiken sicherzustellen, müssen deren Bauelemente, insbesondere deren optischen Bauelemente, präzise gelagert werden. Dies ist insbesondere im Fall von reflektierenden Bauelementen wichtig, da diese wesentlich positionssensitiver sind.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Konzepte zur Lagerung und/oder Positionierung von Bauelementen optischer Systeme bekannt.
Aus der DE 10 2012 202 167 A1 ist eine Vorrichtung zur magnetfeldkompensierten Positionierung eines Bauelements bekannt.
Aus der DE 10 2013 201 081 A1 ist die Verwendung von rückwirkenden Regelungselementen in Kombination mit inertialen Regelungselementen zur Lagerung eines optischen Bauelements bekannt.
Aus der DE 10 2013 201 509 A1 ist ein optisches Bauelement mit einer globalen Steuereinrichtung zur Vorgabe einer absoluten Position und einer Vielzahl von lokalen Regel-Einrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen bekannt.
Aus der DE 10 2016 201 316 A1 ist die Verwendung von Metallschaum zur Dämpfung von dynamisch belasteten Strukturen bekannt.
Aus der DE 10 2016 226 079 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Positionierung eines Bauelements eines optischen Systems bekannt.
Es besteht fortwährend Bedarf, die Lagerung der Bauelemente einer Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst.
Eines der Kernmerkmale der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Lagerung eines optischen Bauelements einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Einrichtung zur aktiven Kompensation von Anregungen einer Halteeinrichtung zu versehen. Mittels der Einrichtung zur aktiven Kompensation von Anregungen der Halteeinrichtung sind insbesondere Kompensationssignale in die Halteeinrichtung einleitbar. Entsprechende Signale können vorzugsweise von der Einrichtung selbst erzeugt werden. Es ist prinzipiell auch möglich, zur Erzeugung der Kompensationssignale und zur Einleitung derselben in die Halteeinrichtung separate Einrichtungen zu verwenden.
Die Einrichtung zur Einleitung der Kompensationssignale in die Halteeinrichtung wird im Folgenden auch als Signaleinrichtung bezeichnet. Die Signaleinrichtung kann auch die Einrichtung zur Erzeugung der Kompensationssignale umfassen.
Bei dem mittels der Halteeinrichtung gehaltenen Bauelemente kann es sich insbesondere um ein optisches Bauelement, insbesondere ein reflektives Bauelement, handeln. Es kann sich auch um ein Retikel oder einen Wafer handeln.
Bei der Halteeinrichtung kann es sich insbesondere um eine Haltestruktur mit einer oder mehreren Haltestreben handeln. Es kann sich beispielsweise um ein Tripod oder ein Hexapod handeln. Bei der Halteeinrichtung kann es sich auch um einen Retikelhalter oder einen Waferhalter handeln.
Unter Anregungen eines Bestandteils der Halteeinrichtung sind insbesondere mechanische Anregungen zu verstehen. Es kann sich insbesondere um Schwingungsanregungen handeln. Die Anregungen können insbesondere über eine Übertragungsfunktion charakterisiert werden. Sie können insbesondere über Frequenzen und Amplituden, insbesondere über ihr Amplitudenspektrum, charakterisiert werden.
Bei der Erfassungseinrichtung zur Erfassung und/oder Vorhersage der mechanischen Anregung der Halteeinrichtung kann es sich um eine Sensoreinrichtung, ein Vorhersagemodell (Störmodell) oder eine Kombination hieraus handeln. Mittels der Erfassungseinrichtung können insbesondere sensorische Messsignale und/oder andere Daten, aus welchen sich eine Anregung ableiten lässt, erfasst werden.
Bei Verwendung eines Vorhersagemodells kann das mindestens eine Kompensationssignal prinzipiell auch direkt an der Störstelle, das heißt am Ursprung der Anregung der Halteeinrichtung, in die Halteeinrichtung eingeleitet werden. In diesem Fall kann die Anregung direkt an ihrem Ursprung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, kompensiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Signaleinrichtung derart an die Halteeinrichtung gekoppelt, dass das Kompensationssignal in entgegengesetzter Richtung zur Anregung durch die Halteeinrichtung propagieren kann. Die Anregung und das Kompensationssignal können insbesondere aufeinander zu laufen. Sie können sich insbesondere beim Aufeinandertreffen zumindest teilweise gegenseitig aufheben, das heißt auslöschen.
Das Kompensationssignal und die Anregung können insbesondere destruktiv miteinander interferieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Erfassungseinrichtung ein oder mehrere Sensorelemente, insbesondere ein oder mehrere optische Sensorelemente und/oder ein oder mehrere akustische Sensorelemente und/oder eine Eingangsschnittstelle zur Erfassung externer Daten, beispielsweise von einem Vorhersagemodell, auf.
Als Sensorelemente können beispielsweise druckempfindliche Sensorelemente wie Piezo Sensoren und/oder kapazitive und/oder induktive Sensoren eingesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Signaleinrichtung ein oder mehrere akustische Aktuatoren, insbesondere Schwingungserzeuger (Oszillatoren) auf. Die Signaleinrichtung kann auch ein oder mehrere elektromagnetische Aktuatoren aufweisen. Sie kann insbesondere ein oder mehrere Spulen aufweisen, mit deren Hilfe sehr schnell und präzise Kompensationssignale über magnetostriktive Elemente, insbesondere magnetostriktive Streben, in die Halteeinrichtung eingeleitet werden können.
Die Signaleinrichtung kann auch ein oder mehrere piezoelektrische Elemente aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Bestandteile der Vorrichtung zur Lagerung des Bauelements derart angeordnet und ausgebildet, dass die Dauer von der Erfassung und/oder der Vorhersage der Anregung bis zur Einleitung des Kompensationssignals in die Halteeinrichtung höchstens so lang ist wie die Dauer, welche die Anregung benötigt, um bis zu der mindestens einen Stelle, an welcher ein Signal mittels der Signaleinrichtung in die Halteeinrichtung eingeleitet werden kann, zu propagieren.
Insbesondere die von der Datenverarbeitungseinrichtung benötigte Zeit zur Verarbeitung von Daten von der Erfassungseinrichtung ist kürzer als die Propagationsdauer der Anregung bis zu einer Stelle, an welcher ein Kompensationssignal in die Halteeinrichtung eingeleitet werden kann.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine von der Erfassungseinrichtung erfasste Anregung tatsächlich kompensiert werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Erfassungseinrichtung und die Signaleinrichtung an identische Bestandteile der Halteeinrichtung gekoppelt. Sie können insbesondere ausschließlich an identische Bestandteile der Halteeinrichtung gekoppelt sein.
Gemäß einer Variante ist es auch möglich, die Erfassungseinrichtung und die Signaleinrichtung an unterschiedliche Bestandteile der Halteeinrichtung zu koppeln. Es ist auch möglich, die Erfassungseinrichtung und die Signaleinrichtung teilweise an identische Bestandteile der Halteeinrichtung und teilweise an unterschiedliche Bestandteile der Halteeinrichtung zu koppeln. In diesem Fall gibt es mit anderen Worten Bestandteile der Halteeinrichtung, welche ausschließlich an die Erfassungseinrichtung gekoppelt sind, Bestandteile der Halteeinrichtung, welche ausschließlich an die Signaleinrichtung gekoppelt sind und Bestandteile der Halteeinrichtung, welche sowohl an die Erfassungseinrichtung als auch an die Signaleinrichtung gekoppelt sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Erfassungseinrichtung und/oder die Signaleinrichtung an eine Mehrzahl von Bestandteilen der Halteeinrichtung gekoppelt.
Es ist auch möglich, die Erfassungseinrichtung und/oder die Signaleinrichtung lediglich an ein einziges Bestandteil der Halteeinrichtung zu koppeln.
Unterschiedliche Kombinationen dieser Alternativen sind ebenso möglich.
Durch die Anordnung, insbesondere der Ankopplung, der Erfassungseinrichtung und der Signaleinrichtung an eines oder mehrere der Bestandteile der Halteeinrichtung lässt sich die aktive Dämpfung des Bauelements flexibel an die konstruktiven Details seiner Anordnung und/oder der Anregungsquellen anpassen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Kompensation von Anregungen eines Bestandteils einer Halteeinrichtung für ein Bauelement einer Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst:

- Erfassen einer mechanischen Anregung einer Halteeinrichtung mittels einer Erfassungseinrichtung,
- Verarbeitung der von der Erfassungseinrichtung erfassten Daten zur Bestimmung eines geeigneten Kompensationssignals.
- Einleitung des Kompensationssignals in die Halteeinrichtung mittels einer Signaleinrichtung.

Details und Vorteile ergeben sich aus denen der vorhergehend beschriebenen Vorrichtung.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere eine Reduzierung einer Amplitude der Anregung und/oder eine Frequenzfilterung der Anregung bewirkt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bei der Verarbeitung der von der Erfassungseinrichtung erfassten Daten zur Bestimmung eines geeigneten Kompensationssignals eine Ausbreitungscharakteristik der Anregung in der Halteeinrichtung berücksichtigt.
Die Ausbreitungscharakteristik ist unter anderem abhängig von der Geometrie der Haltestruktur, deren Umgebung, deren Ankoppelung an die Außenwelt, deren Materialien. Sie kann auch abhängig sein von weiteren Parametern wie beispielsweise Temperatur, Druck, einem gegebenenfalls vorhandenen Magnetfeld und weiteren Parametern.
Die Ausbreitungscharakteristik kann durch Simulation ermittelt werden. Sie kann beispielsweise in einem Speichermodul abgelegt werden. Sie kann auch experimentell ermittelt werden.
Die Ausbreitung der Anregung in der Halteeinrichtung kann auch mittels eines Vorhersagemodells bestimmt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann zur Optimierung des Kompensationssignals eine Regelschleife vorgesehen sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt die Einleitung eines Kompensationssignals in die Halteeinrichtung nur dann, wenn die Anregung eine Mindestamplitude aufweist und/oder in einem vorbestimmten Frequenzbereich liegt, insbesondere sofern die Anregung in einem vorbestimmten Frequenzbereich eine Mindestamplitude aufweist.
Unter einem Kompensationssignal ist hierbei ein Kompensationssignal mit Amplitude größer Null verstanden.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es bestimmte Frequenzen, beispielsweise Eigenfrequenzen, der Bestandteile der Halteeinrichtung, gibt, deren Anregung besonders kritisch ist. Andererseits kann es auch Frequenzbereiche geben, die nicht zu relevanten Störungen der Position des Bauelements führen.
Weiter wurde erkannt, dass es für die Anregung kritischer Amplituden geben kann, ab deren Überschreiten eine vorbestimmte Präzision der Positionierung des Bauelements nicht mehr gewährleistet ist, während Anregungen mit Amplituden unterhalb der kritischen Amplitude vernachlässigt werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Verfahren diskontinuierlich betrieben. Es kann mit anderen Worten vorgesehen sein, das Verfahren nicht im Dauerbetrieb zu betreiben.
Alternativ hierzu ist auch ein kontinuierliches Verfahren, das heißt ein Verfahren im Dauerbetrieb, möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung führen ausschließlich Anregungen aus einem bestimmten Frequenzbereich und/oder Anregungen mit einer bestimmten Mindestamplitude, insbesondere Anregungen mit einem bestimmten Amplitudenspektrum, zur Bestimmung eines Kompensationssignals mit einer Mindestamplitude größer Null. Mit anderen Worten kann das Verfahren derart ausgebildet sein, dass ausschließlich bei Vorliegen vorbestimmter Randbedingungen der Anregung ein Kompensationssignal mit Hilfe der Datenverarbeitungseinrichtung bestimmt wird; dieses kann dann mittels der Signaleinrichtung in die Halteeinrichtung eingeleitet werden.
Weiter kann vorgesehen sein, Anregungen, die nicht stören, unkompensiert zu lassen. Diesbezüglich wurde erkannt, dass es Anregungen geben kann, welche unterschiedliche Elemente der Projektionsbelichtungsanlage derart beeinflussen, dass sich deren Gesamtwirkung zumindest teilweise, insbesondere weitestgehend, aufhebt.
Weiter wurde erkannt, dass es nicht unbedingt notwendig ist, die Anregungsamplitude vollständig zu eliminieren. Diesbezüglich wurde erkannt, dass Anregungen in bestimmten Frequenzbereichen unproblematisch sein können, beispielsweise weil sie nicht zu einer nennenswerten oder gar kritischen Anregung des Bauelements führen. Dies kann darauf zurückzuführen sein, dass bestimmte Anregungen aufgrund weiterer Details der Halteeinrichtung ohnehin gedämpft, insbesondere eliminiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Anregung an das Kompensationssignal kohärent überlagert.
Hierunter sei verstanden, dass das Kompensationssignal derart in die Halteeinrichtung eingeleitet wird, dass es eine feste Phasenbeziehung zur Anregung aufweist. Hierdurch kann es zu einer räumlich stationären Interferenz zwischen der Anregung und dem Kompensationssignal kommen. Es kann insbesondere zu einer destruktiven Interferenz zwischen der Anregung und dem Kompensationssignal kommen. Das Kompensationssignal kann somit zur Reduzierung der Anregung, insbesondere zur Auslöschung derselben, führen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Kompensationssignal eine Funktion der Anregung. Das Kompensationssignal kann insbesondere durch Skalierung, insbesondere eine Invertierung, und/oder eine Filterung der Anregung ermittelt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt die Erfassung der mechanischen Anregung der Halteeinrichtung mittels der Erfassungseinrichtung und/oder die Einleitung des Kompensationssignals in die Halteeinrichtung mittels der Signaleinrichtung an unterschiedlichen Orten und/oder mit unterschiedlichen Mitteln.
Es ist insbesondere möglich, die Anregung an mehreren unterschiedlichen Stellen der Halteeinrichtung zu erfassen.
Es ist insbesondere möglich, das Kompensationssignal an mehreren unterschiedlichen Stellen in die Halteeinrichtung einzuleiten. Eine Erfassung der Anregung und/oder eine Einleitung des Kompensationssignals an jeweils einer einzigen Stelle ist ebenso möglich. Außerdem sind unterschiedliche Kombinationen dieser Alternativen möglich.
Weiterhin ist es möglich, die Erfassungseinrichtung mit unterschiedlichen Sensoren auszubilden. Außerdem ist es möglich, die Signaleinrichtung mit unterschiedlichen Aktuatoren auszubilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, das mindestens eine mittels der Signaleinrichtung in die Halteeinrichtung eingeleitete Kompensationssignal dynamisch zu steuern, insbesondere zu regeln.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, ein Set mit mindestens einem Bauelement mit einer Projektionsbelichtungsanlage und dessen Lagerung und einer Vorrichtung gemäß der vorhergehenden Beschreibung, mittels welcher das mindestens eine Bauelement gelagert ist, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Set mit einer Vorrichtung gemäß der vorherigen Beschreibung gelöst.
Bei dem Bauelement kann es sich insbesondere um einen Spiegel, insbesondere einen Spiegel der Beleuchtungsoptik oder einen Spiegel der Projektionsoptik, handeln. Es kann sich auch um einen Retikelhalter oder einen Waferhalter handeln.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem und ein optisches System einer Projektionsbelichtungsanlage sowie eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgaben werden ebenfalls durch eine Vorrichtung gemäß der vorherigen Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen der Vorrichtung.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen außerdem darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch Bereitstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einer Vorrichtung gemäß der vorherigen Beschreibung gelöst. Durch die verbesserte Präzision und/oder Stabilität der Lagerung der Bauelemente können präzisere, insbesondere feinere Strukturen hergestellt werden.
Weitere Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie,
2 schematisch die Auswirkung von mechanischen Anregungen einer Haltestruktur eines optischen Bauelements auf die Abbildungsqualität einer Projektions belichtungsanlage,
3 schematisch eine Darstellung gemäß 2 zur Verdeutlichung einer Variante des erfindungsgemäßen Prinzips,
4 schematisch eine weitere Darstellung zur Verdeutlichung einer Variante des erfindungsgemäßen Prinzips,
5 schematisch eine weitere Variante zu 4,
6 schematisch eine Variante eines optischen Bauelements, welches mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gelagert ist und
7 schematisch ein Diagramm zur exemplarischen Erläuterung der Verarbeitung der sensorisch erfassten Daten.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 der allgemeine Aufbau und die Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 beschrieben.
1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist. Eine Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und
30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich auch um eine Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung in einem anderen Wellenlängenbereich handeln. Jedoch ist die erfindungsgemäße, hochpräzise Positionierung eines optischen Bauelements insbesondere für den Einsatz in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage vorteilhaft. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge-Produced Plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser-Produced Plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise aus der US 6,859,515 B2 . EUV-Strahlung 14, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 15 gebündelt. Nach dem Kollektor 15 propagiert die EUV-Strahlung 14 durch eine Zwischenfokusebene 16 bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 17 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 23 trifft. Der Feldfacettenspiegel 17 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
Die EUV-Strahlung 14 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
Nach dem Feldfacettenspiegel 17 wird die EUV-Strahlung 14 von einem Pupillenfacettenspiegel 18 mit einer Vielzahl von Pupillenfacetten 24 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 optisch konjugiert ist. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 19 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 20, 21 und 22 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels
17 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der letzte Spiegel 22 der Übertragungsoptik 19 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence-Spiegel“). Der Pupillenfacettenspiegel 18 und die Übertragungsoptik 19 bilden eine Folgeoptik zur Überführung des Beleuchtungslichts 14 in das Objektfeld 5. Auf die Übertragungsoptik 19 kann insbesondere dann verzichtet werden, wenn der Pupillenfacettenspiegel 18 in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 9 angeordnet ist.
Zur einfacheren Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der 1 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft nach rechts. Die z-Achse verläuft nach unten. Die Objektebene 6 und die Bildebene 11 verlaufen beide parallel zur xy-Ebene.
Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 parallel zur y-Richtung verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 parallel zur y-Richtung verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits durch das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird nachfolgend auch als Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scan-Richtung kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
Die Projektionsoptik 9 umfasst mindestens ein optisches Bauelement zur Abbildung des Objektfeldes 5 in das Bildfeld 10. Beim optischen
Bauelement handelt es sich insbesondere um einen Spiegel. Dieser trägt vorzugsweise eine Multilayer-Beschichtung zur Optimierung der Reflektivität der Wellenlänge der Nutzstrahlung 14.
Die Projektionsoptik 9 umfasst insbesondere mindestens vier Spiegel. Sie kann fünf, sechs, sieben, acht oder mehr Spiegel aufweisen. Hierbei kann einer oder mehrere der Spiegel eine Durchtrittsöffnung für die Nutzstrahlung 14 aufweisen. Insbesondere der Spiegel, welcher am nächsten am Bildfeld 10 angeordnet ist, und welcher den vorletzten Spiegel im Strahlengang der Projektionsoptik 9 bildet, kann eine Durchtrittsöffnung
für die Nutzstrahlung 14 aufweisen.
Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden das Retikel 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 12 projiziert. Bei der Projektion des Retikels 7 auf den Wafer 12 kann der
Retikelhalter 8 und/oder der Waferhalter 13 in Richtung parallel zur Objektebene 6 bzw. parallel zur Bildebene 11 verlagert werden. Die Verlagerung des Retikels 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 14 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 bis 7 beschrieben.
Vorab sei angemerkt, dass die optischen Systeme einer EUV-Lithographieanlage üblicherweise katoptrisch ausgebildet sind, das heißt ausschließlich reflektive optische Bauelemente umfassen. Reflektive Bauelemente sind grundsätzlich positionssensitiver als Linsen. Die Verkippung eines Spiegels übersetzt sich mit einem Faktor 2 in eine Strahlrichtungsänderung.
Die Wirkung einer mechanischen Anregung 25 einer Halteeinrichtung 26 eines optischen Bauelements 27 ist exemplarisch in der 2 dargestellt. Eine Übertragung von Anregungen 25 in Form von Schwingungen über die Halteeinrichtung 26 auf das optische Bauelement 27 führt zu einer Degradierung eines Bildes 28, beispielsweise von abzubildenden Strukturen des Retikels 7 auf dem Wafer 12. In der rein exemplarischen, schematischen 2 werden die Anregungen 25 über eine schwingende Komponente 29 in die Halteeinrichtung 26 eingeleitet.
Die Anregung 25 breitet sich mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit v_a in einer Ausbreitungsrichtung 30 in der Halteeinrichtung 26 aus. Die Anregung 25 kann außerdem über ihre Amplitude und Frequenz, insbesondere über ihre frequenzabhängigen Amplituden, insbesondere über ihr Amplitudenspektrum beziehungsweise hieraus abgeleitete Parameter, charakterisiert werden.
Die Halteeinrichtung 26, welche das optische Bauelement 27 hält, soll möglichst steif ausgelegt sein, um eine hohe Lage- und Positionsgenauigkeit zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein steifer Rahmen jedoch Schwingungen, beispielsweise von der schwingenden Komponente 29, weitgehend ungedämpft auf das optische Bauelement 27 überträgt. Dies übersetzt sich in Bildlagefehler, Fokusfehler oder Kontrastverlust, beispielsweise durch Überlagerung gegeneinander verschobener Bilder während des Scanvorgangs. Dies ist unerwünscht.
Aus dem Stand der Technik sind weiche Dämpfungselemente für eine Schwingungsentkopplung bekannt. Derartige weiche Dämpfungselemente wirken sich jedoch negativ auf die Steifigkeit der Halteeinrichtung 26 aus.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, die Anregung 25 durch aktive Dämpfung zu reduzieren, insbesondere zu eliminieren oder die Anregung zu modifizieren, insbesondere derart, dass ihre Wirkung auf das optische Bauelement 27 in einem für die Abbildungsqualität des optischen Systems akzeptablen Bereich liegt. Dies ist schematisch in der 3 dargestellt.
In den 2 und 3 ist exemplarisch als Ursache oder Quelle für die Anregung 25 schematisch die schwingende Komponente 29 dargestellt. Die Anregung 25 kann eine bestimmte Amplitude und Frequenz aufweisen. Allgemein weist die Anregung 25 eine Mehrzahl von unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden auf. Sie kann insbesondere als eine Überlagerung von einer Mehrzahl von Anregungen mit unterschiedlichen Frequenzen und/oder Amplituden dargestellt werden. Sie kann beispielsweise über ihr Amplitudenspektrum charakterisiert werden.
Anregungen der Halteeinrichtung 26 können beispielsweise durch den Step-Scan-Prozess, durch die Kühlflüssigkeit (strömungsinduzierte Schwingungen) und durch Anregung der Aufstellung (Bodenschwingungen) verursacht werden. Entsprechende Anregungen werden an signifikanten Stellen in das mechanische System eingekoppelt und propagieren durch das System. Hierdurch erfahren sensible, opto-mechanische Komponenten innerhalb des Gesamtsystems Beschleunigungsamplituden im Frequenzbereich, die aufgrund der Komponenten-Eigenmoden kritisch für die Position der zur Beleuchtung oder Abbildung beitragenden Reflexionsflächen beziehungsweise allgemein der optischen Elemente sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine dynamische Entkopplung von bestimmten Schwingungen innerhalb der Halteeinrichtung 26.
Zur Beeinflussung der Anregung 25, insbesondere zur Reduzierung derselben, insbesondere zur aktiven Dämpfung derselben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, ein geeignetes Gegensignal 31 in die Halteeinrichtung 26 einzuleiten.
Das Gegensignal 33 breitet sich in der Halteeinrichtung insbesondere in einer Gegenrichtung 37 aus. Es breitet sich insbesondere mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit v_g in Gegenrichtung 37 aus.
Die Gegenrichtung 37 ist derart gewählt, dass sich die Anregung 25 und das Gegensignal 31 in der Halteeinrichtung 26 aufeinander zu bewegen. Die Anregung 25 und das Gegensignal 31 breiten sich insbesondere so in der Halteeinrichtung 26 aus, dass sich die Anregung 25 und das Gegensignal 31 derart überlagern, dass mindestens eine Abschwächung der Amplitude des Störsignals erwirkt wird.
Das Gegensignal 31 wird in Abhängigkeit von der Anregung 25 bestimmt und/oder erzeugt. Das Gegensignal 31 kann insbesondere als Funktion der Anregung 25 dargestellt werden. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
Das Gegensignal 31 wird insbesondere derart in die Halteeinrichtung 26 eingeleitet zumindest teilweise, bis insbesondere weitestgehend, insbesondere vollständig, destruktive Interferenz mit der Anregung 25 eintritt. Durch das Gegensignal 31 kann insbesondere eine Abschwächung der Störsignalamplitude um mindestens 30 %, insbesondere mindestens 60 %, insbesondere mindestens 70 %, insbesondere mindestens 80 % und insbesondere um mindestens 90 % erreicht werden.
Die Vorrichtung zur Erzeugung und Einleitung des Gegensignals 31 in die Halteeinrichtung 26 umfasst eine Erfassungseinrichtung, eine Datenverarbeitungseinrichtung 33 und eine Signaleinrichtung. Die Erfassungseinrichtung ist in der 3 exemplarisch und schematisch als Mikrofon 32 dargestellt. Die Erfassungseinrichtung weist allgemein einen oder mehrere Sensoren und/oder Erfassungselemente auf. Als Erfassungselement kann auch eine Eingangsschnittstelle zur Erfassung von Daten dienen.
Mit Hilfe der Erfassungseinrichtung kann insbesondere die Anregung 25 in einem oder mehreren Bestandteilen der Halteeinrichtung 26 zeitaufgelöst, oder im Fourierbild phasenrichtig, sowie gegebenenfalls ortsaufgelöst erfasst werden.
Die Anregung 25, insbesondere das mittels der Erfassungseinrichtung 32 erfasste Anregungssignal, wird mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 33 verarbeitet, insbesondere analysiert. Das Anregungssignal kann insbesondere gefiltert und/oder skaliert, insbesondere invertiert werden. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, eine Ausbreitungscharakteristik der Anregung in der Halteeinrichtung 26 zu berücksichtigen. Die Ausbreitungscharakteristik hängt unter anderem von der Geometrie der Halteeinrichtung 26, ihrer Umgebung, insbesondere ihrer Umgebungsatmosphäre, ihrer Ankoppelung an die Außenwelt, den verarbeiteten Materialien sowie weiteren Einflussgrößen wie Temperatur, Druck, Magnetfeld und anderen ab.
Die Ausbreitungscharakteristik kann durch Simulation, insbesondere durch ein Vorhersagemodell, oder durch experimentelle Kalibration oder durch eine Kombination entsprechender Verfahren ermittelt werden. Sie kann in einem Speicher, insbesondere der Datenverarbeitungseinrichtung 33, abgelegt werden.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 33 kann rein analog oder rein digital ausgebildet sein. Sie kann auch eine Kombination aus analogen und digitalen Bestandteilen aufweisen.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 33 kann beispielsweise durch einen Computer gebildet sein. Sie kann auch einen Verstärker und/oder einen Signalwandler und/oder einen Filter aufweisen.
Das Gegensignal 31, welches auch als Korrektursignal bezeichnet wird, wird insbesondere derart bestimmt, dass es bei kohärenter Überlagerung mit der Anregung 25 zu der gewünschten Modifizierung, insbesondere Reduzierung, insbesondere Auslöschung der Wirkung der Anregung 25 auf das optische Bauelement 27 führt. Das Anregungssignal kann hierbei am Ort des optischen Bauelements 27 entsprechend modifiziert werden. Es kann auch direkt am Ort seiner Entstehung oder am Ort seiner Einleitung in die Halteeinrichtung 26 modifiziert werden.
Zur Einleitung des Gegensignals 31 in die Halteeinrichtung 26 dient die Signaleinrichtung, welche in der 3 exemplarisch und schematisch als Lautsprecher 34 symbolisiert ist.
Die Signaleinrichtung 34 dient insbesondere zur Einleitung mechanischer Schwingungen in die Halteeinrichtung 26.
Die Signaleinrichtung umfasst insbesondere einen oder mehrere Signalgeber oder Aktuatoren. Sie ermöglicht eine gezielte Einleitung eines oder mehrerer Gegensignale 31 an einer oder mehreren vorbestimmten Stellen in die Halteeinrichtung 26.
Das Gegensignal 31 ist steuerbar. Es kann beispielsweise mittels der Datenverarbeitungseinrichtung steuerbar sein. Die Steuereinrichtung kann auch in die Signaleinrichtung integriert sein. Vorzugsweise ist das Gegensignal 31 regelbar. Die Signaleinrichtung 34 kann hierzu an die Erfassungseinrichtung rückgekoppelt sein.
Allgemein steht die Datenverarbeitungseinrichtung 33 in signalübertragender Weise mit der Erfassungseinrichtung in Verbindung. Die Datenverarbeitungseinrichtung 33 steht außerdem mit der Signaleinrichtung 34 in datenübertragender Weise in Verbindung. In der 3 ist schematisch der Informationsfluss 35 von der Erfassungseinrichtung zur Datenverarbeitungseinrichtung 33 und der Informationsfluss 36 von der Datenverarbeitungseinrichtung 33 zur Signaleinrichtung 34 gekennzeichnet.
Wie bereits erwähnt wird hierdurch insbesondere erreicht, dass die Anregung 25, insbesondere die Schwingungsamplituden am Ort des zu schützenden optischen Bauelements 27, modifiziert, insbesondere verringert werden. Es kann insbesondere erreicht werden, dass nur noch Frequenzen mit tolerablen Auswirkungen auf das optische Bauelement 27 auftreffen. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass Anregungen in bestimmtem Frequenzbereich bereits mit anderen, im System vorhandenen Mitteln, beispielsweise Aktuatoren und/oder Manipulatoren und/oder Dämpfern, kompensierbar sein können.
Derartige Anregungen müssen nicht durch ein Gegensignal 31 modifiziert werden. Dies erleichtert den Aufbau der Erfassungseinrichtung und/oder der Datenverarbeitungseinrichtung 33 und/oder der Signaleinrichtung.
Es ist jedoch auch möglich, solche Anregungen durch destruktive Inferenz mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu modifizieren, insbesondere zu reduzieren, insbesondere zu eliminieren.
Die allgemeine Idee ist noch einmal schematisch in der 4 dargestellt. In eine Halteeinrichtung 26, welche insbesondere durch einen oder mehrere Festkörper gebildet wird, tritt die Anregung 25 ein. Die Anregung 25 wird an einer vorbestimmten Menge an Punkten Pi; i ≥ 1 mittels einem oder mehreren Sensoren 32' der Erfassungseinrichtung erfasst. Das erfasste Anregungssignal 25' wird mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 33 verarbeitet. In der Datenverarbeitungseinrichtung 33 findet insbesondere eine elektronische Signalberechnung und/oder -übertragung statt.
Mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 33 wird die Signaleinrichtung in Form eines akustischen Modulators 34' gesteuert. Hierzu wird ein Steuersignal 38 erzeugt. Mittels des akustischen Modulators 34' wird das Gegensignal 31 in die Halteeinrichtung 26 eingeleitet. Die Anregung 25 und das Gegensignal 31 sind gegenläufig orientiert. Es kommt zu einer Überlagerung dieser Signale. Aufgrund der Kohärenz zwischen Gegensignal 31 und Anregung 25 kann es zu Interferenzen, insbesondere destruktiven Interferenzen, kommen. Dies hat zur Folge, dass die aus der Halteeinrichtung 26 austretende Anregung 25", welche auch als ausgehende Störwelle bezeichnet wird und welche zum optischen Bauelement 27 weiterpropagiert, im Vergleich zur in die Halteeinrichtung 26 eingehenden Anregung 25 modifiziert, insbesondere reduziert, insbesondere eliminiert ist.
Vorzugsweise ist die Zeitdauer zwischen der Erfassung der Anregung 25 und der Einleitung des Gegensignals 31 in die Halteeinrichtung 26 höchstens so lange wie die Dauer, welche die Anregung 25 benötigt, um von der Stelle, an welcher sie mittels der Erfassungseinrichtung erfasst wird, zu der Stelle, an welcher das Gegensignal 31 in die Halteeinrichtung 26 eingeleitet wird, zu propagieren. Diese Randbedingung ist insbesondere wichtig, sofern zeitlich veränderliche Anregungen 25 aktiv gedämpft, insbesondere kompensiert werden sollen. Sofern es primär darum geht, zeitlich konstante Anregungen, insbesondere mit bekannter Phasenlage, zu dämpfen, kann auf diese Randbedingung auch verzichtet werden.
Im Falle einer ausreichend schnellen Datenverarbeitungseinrichtung 33 stellt diese Randbedingung kein Problem dar, da die Signalausbreitung von der Erfassungseinrichtung zur Datenverarbeitungseinrichtung 33 und von der Datenverarbeitungseinrichtung 33 zur Signaleinrichtung 34 wesentlich schneller, insbesondere mit Lichtgeschwindigkeit und damit quasi-instantan, erfolgt, als die Ausbreitungsgeschwindigkeit v_a der Anregung 25 in der Halteeinrichtung 26. Die Zeit für die Verarbeitung des erfassten Anregungssignals und der Erzeugung eines geeigneten Gegensignals kann insbesondere höchstens 10 ms, insbesondere höchstens 5 ms, insbesondere höchstens 3 ms, insbesondere höchstens 2 ms und insbesondere höchstens 1 ms betragen.
Im Folgenden werden weitere Aspekte der Erfindung stichwortartig beschrieben. Entsprechende Details sind im Wesentlichen frei miteinander kombinierbar.
Mit Hilfe der Erfassungseinrichtung können insbesondere mechanische Schwingungen der Halteeinrichtung 26 erfasst werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen oder mehrere Sensoren und/oder Erfassungselemente aufweisen. Allgemein können die Detektoren aufgeteilt sein. Es kann mit anderen Worten eine Signaldetektion an unterschiedlichen Stellen der Halteeinrichtung 26, insbesondere an unterschiedlichen Stellen in der Beleuchtungsoptik 4 und/oder der Projektionsoptik 9, insbesondere an unterschiedlichen Stellen in der Projektionsbelichtungsanlage 1 erfolgen. Hierbei können die Detektoren auch unterschiedlich ausgebildet sein. Sie können insbesondere Anregungen aus unterschiedlichen Spektralbereichen erfassen. Es ist auch möglich, weitere Parameter, welche einen Einfluss auf die Ausbreitungscharakteristik der Anregung 25 haben, sensorisch zu erfassen. Derartige Parameter können von der Datenverarbeitungseinrichtung 33 bei der Bestimmung und/oder Erzeugung des Gegensignals 31 berücksichtigt werden.
Die Sensoren der Erfassungseinrichtung beruhen insbesondere auf einem optischen oder einem akustischen Prinzip.
Die Vorrichtung kann einen oder mehrere Aktuatoren aufweisen. Die Aktuatoren der Signaleinrichtung 34 können insbesondere an unterschiedlichen Stellen der Halteeinrichtung 26, insbesondere an unterschiedlichen Stellen der Beleuchtungsoptik 4 und/oder der Projektionsoptik 9, insbesondere an unterschiedlichen Stellen der Projektionsbelichtungsanlage 1, angeordnet sein. Hierbei können an unterschiedlichen Orten unterschiedliche Signalgeber vorgesehen sein.
Der oder die Aktuatoren der Signaleinrichtung 34 beruhen insbesondere auf einem akustischen, elektrischen oder elektromagnetischen Prinzip.
Wie in der 5 exemplarisch dargestellt ist, kann die Anregung 25 auch an einem ersten Bestandteil 26₁ der Halteeinrichtung 26 erfasst und das Gegensignal 31 in ein hiervon separates, zweites Bestandteil 26₂ der Halteeinrichtung 26 eingeleitet werden.
Im Falle einer Einleitung einer Mehrzahl von Gegensignalen 31 können diese zeitgleich oder zueinander versetzt eingeleitet werden. Jedes der Gegensignale 31 weist jedoch eine vorgegebene Phasenbeziehung zu der erfassten Anregung 25 oder einem hieraus berechneten Anregungssignal auf. Dies wird auch als phasengenaue Einleitung des oder der Gegensignale bezeichnet.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, mehrere Gegensignale 31 synchronisiert mit vorbestimmter Phasenlage in die Halteeinrichtung 26 einzuleiten.
Die Vorrichtung kann auf Dauerbetrieb ausgelegt sein. Sie kann insbesondere kontinuierlich arbeiten. Es kann auch vorgesehen sein, die Dämpfungsvorrichtung nur dann zu aktivieren, wenn bestimmte Störungen auftreten, insbesondere wenn die von der Erfassungseinrichtung erfassten Anregungen 25 eine Mindestamplitude und/oder Anregungen in bestimmten Frequenzbereichen erfassen, insbesondere wenn die Anregung in einem bestimmten Frequenzbereich eine Mindestamplitude aufweist. Beispielsweise sind Anregungen im Bereich von Eigenfrequenzen der Halteeinrichtung 26 oder Bestandteile davon oder im Bereich von Eigenfrequenzen des optischen Bauelements 27 besonders kritisch.
Die Vorrichtung kann insbesondere als Breitbanddämpfung ausgeführt sein. Die Eigenmoden der zu schützenden Komponenten liegen insbesondere im Frequenzbereich von 40 bis 200 Hz, insbesondere im Bereich von 50 Hz bis 150 Hz und insbesondere im Bereich von 70 Hz bis 120 Hz.
Mittels der Vorrichtung kann die Anregung am Ort der Einleitung in die Halteeinrichtung 26 in ihrer Amplitude begrenzt werden. Es ist auch möglich, eine Frequenzfilterung der Anregung 25 an diesem Ort vorzunehmen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, die Entwicklung und/oder Ausbreitung der Anregung 25 ausgehend von einem mittels der Erfassungseinrichtung erfassten Zustands vorherzusagen. Hierbei können Kenntnisse über die Ursachen der Anregung 25 sowie insbesondere Informationen über die Ausbreitungscharakteristika unterschiedlicher Anregungen in der Halteeinrichtung 26 berücksichtigt werden.
Es ist auch möglich, einen kritischen Parameterbereich vorsorglich abzufangen. Sollte dieser nicht erreicht werden, bleibt die Anregung 25 nach Definition in einem akzeptablen Rahmen, so dass die Abbildungsqualität des optischen Systems in einem vorbestimmten Bereich bleibt.
Das optische System, insbesondere die Projektionsbelichtungsanlage 1, kann eine oder mehrere entsprechende aktive Dämpfungsvorrichtungen aufweisen. Diese können vorzugsweise miteinander gekoppelt sein. Es ist insbesondere möglich, mehrere optische Bauelemente 27, insbesondere eine Mehrzahl von Spiegeln, insbesondere eine Mehrzahl von Spiegeln der Projektionsoptik 9, mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß der vorhergehenden Beschreibung zu lagern, insbesondere aktiv gedämpft zu lagern. Hierbei ist es möglich, bestimmte Schwingungsmoden unterschiedlicher der optischen Bauelemente 27, insbesondere unterschiedlicher Spiegel der Projektionsoptik 9, zuzulassen. Beispielsweise können Schwingungsmoden zugelassen werden, gegen welche der Gesamtstrahlengang wenig sensitiv ist, beispielsweise weil unterschiedliche optische Bauelemente 27 synchrone oder gerade asynchrone Bewegungen ausführen, deren Wirkung sich gegenseitig zumindest teilweise aufhebt. Erfindungsgemäß kann daher auch vorgesehen sein, eine bestimmte Anregung lediglich derart zu modifizieren, dass sie zwar nicht vollständig ausgelöst wird, ihre Wirkung jedoch für die optische Qualität des optischen Systems, insbesondere die Abbildungsqualität der Projektionsoptik 9, unterhalb einer vorbestimmten kritischen Schwelle bleibt.
Die Spiegel des optischen Systems können fest, beispielsweise über Hexapoden, mit einer Tragstruktur verbunden sein. Sie können auch als sogenannte fliegende Spiegel mechanisch von der Tragstruktur entkoppelt gelagert sein. Hierfür können Festkörpergelenke vorgesehen sein. Um in einem speziellen Frequenzbereich Dämpfung in das System einzubringen, kann dies prinzipiell durch Verbindungstrennungen mit Elastomerdämpfern geschehen. Eine Dämpfung unter Beibehalt der Systemsteifigkeit ist beispielsweise durch den Einsatz von Metallschaumelementen möglich. Für Details sei auf die DE 10 2016 201 316 A1 verwiesen. Entsprechende Metallschaumelemente können insbesondere auch bei den Bestandteilen der Projektionsbelichtungsanlage 1 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein.
Die Vorrichtung zur aktiven Dämpfung von Anregungen 25 dient insbesondere zur Reduzierung von Anregungen in einem Frequenzbereich von 5 Hz bis 300 Hz, insbesondere von höchstens 100 Hz, insbesondere höchstens 30 Hz, insbesondere höchstens 20 Hz.
In der 6 ist schematisch ein konkretes Beispiel für ein erfindungsgemäß gelagertes Optikmodul 39 dargestellt. Bei dem Optikmodul 39 kann es sich beispielsweise um einen Spiegel der Beleuchtungsoptik 4 handeln. Das Optikmodul 39 ist als Bestandteil eines größeren Beleuchtungsmoduls 40 ausgebildet. Es ist insbesondere innerhalb des Beleuchtungsmoduls 40 mittels Lagern 41 gelagert. Das Beleuchtungsmodul 40 ist an einer externen Rahmenstruktur 42 angeordnet. Hierbei sind Dämpfungs- und/oder Entkopplungselemente 43 vorgesehen. Diese können beispielsweise Schwingungen in einem niederfrequenten Bereich, insbesondere von weniger als 10 Hz, dämpfen.
Schwingungen der Rahmenstruktur 42 können als Anregung 25 auf das Beleuchtungsmodul 40 übertragen werden. Die Anregungen 25 werden mittels Sensoren 44 erfasst. Die Anregungen 25 werden dann mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 33 verarbeitet. Ein exemplarischer Schaltkreis zur Verarbeitung der erfassten Sensordaten ist in der 7 dargestellt. Mittels Aktuatoren 46 können Gegensignale 47 in die Halteeinrichtung des Beleuchtungsmoduls 40 und/oder des Optikmoduls 39 eingeleitet werden. Hierdurch kann die das Optikmodul 39 erreichende Anregung erheblich reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012202167 A1 [0004]
DE 102013201081 A1 [0005]
DE 102013201509 A1 [0006]
DE 102016201316 A1 [0007, 0124]
DE 102016226079 A1 [0008]
US 6859515 B2 [0067]

Claims

Vorrichtung zur Lagerung eines Bauelements einer Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend 1.1. eine Halteeinrichtung (26) zur Halterung eines Bauelements einer Projektionsbelichtungsanlage (1), 1.2. eine Erfassungseinrichtung (32) zur Erfassung und/oder Vorhersage einer mechanischen Anregung mindestens eines Bestandteils der Halteeinrichtung (26), 1.3. eine mit der Erfassungseinrichtung (32) in datenübertragender Weise verbundene Datenverarbeitungseinrichtung (33) zur Verarbeitung von Daten von der Erfassungseinrichtung (32) zur Bestimmung mindestens eines geeigneten Kompensationssignals (31) und 1.4. eine mit der Datenverarbeitungseinrichtung (33) in datenübertragender Weise verbundene Signaleinrichtung (34) zur Einleitung des mindestens einen Kompensationssignals (31) in die Halteeinrichtung (26), 1.5. wobei die Erfassungseinrichtung (32) und die Signaleinrichtung (34) derart an die Halteeinrichtung (26) gekoppelt sind, dass eine von der Erfassungseinrichtung (32) erfasste, zum Bauelement (27) propagierende Anregung der Halteeinrichtung (26) mindestens eine Stelle, an welcher ein Signal mittels der Signaleinrichtung (34) in die Halteeinrichtung (26) eingeleitet werden kann, passieren muss.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaleinrichtung (34) derart an die Halteeinrichtung (26) gekoppelt ist, dass das Kompensationssignal (31) in entgegengesetzter Richtung (37) zur Anregung (25) durch die Halteeinrichtung (26) propagieren kann.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer von der Erfassung und/oder der Vorhersage der Anregung (25) bis zur Einleitung des Kompensationssignals (31) in die Halteeinrichtung (26) höchstens so lang ist wie die Dauer, welche die Anregung benötigt, um bis zu der mindestens einen Stelle, an welcher ein Signal (25) mittels der Signaleinrichtung (34) in die Halteeinrichtung (26) eingeleitet werden kann, zu propagieren.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (32) und die Signaleinrichtung (34) an unterschiedliche Bestandteile der Halteeinrichtung (26) gekoppelt sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (32) und/oder die Signaleinrichtung (34) an eine Mehrzahl von Bestandteilen der Halteeinrichtung (26) gekoppelt sind.
Verfahren zur Kompensation von Anregungen eines Bestandteils einer Halteeinrichtung (26) für ein Bauelement (27) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend die folgenden Schritte: 6.1. Erfassen einer mechanischen Anregung einer Halteeinrichtung (26) mittels einer Erfassungseinrichtung (32), 6.2. Verarbeitung der von der Erfassungseinrichtung (32) erfassten Daten zur Bestimmung eines geeigneten Kompensationssignals (31), 6.3. Einleitung des Kompensationssignals in die Halteeinrichtung (26) mittels einer Signaleinrichtung (34).
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung der von der Erfassungseinrichtung (32) erfassten Daten zur Bestimmung eines geeigneten Kompensationssignals (31) eine Ausbreitungscharakteristik der Anregung in der Halteeinrichtung (26) berücksichtigt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung eines Kompensationssignals (31) in die Halteeinrichtung (26) nur dann erfolgt, wenn die Anregung eine Mindestamplitude aufweist und/oder in einem vorbestimmten Frequenzbereich liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregung (25) und das Kompensationssignal (31) kohärent überlagert werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der mechanischen Anregung der Halteeinrichtung (26) mittels der Erfassungseinrichtung (32) und/oder die Einleitung des Kompensationssignals (31) in die Halteeinrichtung (26) mittels der Signaleinrichtung (34) an unterschiedlichen Orten und/oder mit unterschiedlichen Mitteln erfolgt.
Set aufweisend 11.1. mindestens ein Bauelement (27) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) und 11.2. eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, mittels welcher das Bauelement (27) gelagert ist.
Beleuchtungsoptik (4) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) aufweisend mindestens eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Beleuchtungssystem (2) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) aufweisend 13.1. eine Strahlungsquelle (3) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung (14) und 13.2. eine Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 13 zur Überführung der Beleuchtungsstrahlung (14) in eine Objektebene (6).
Optisches System aufweisend 14.1. eine Beleuchtungsoptik (4) zur Überführung der Beleuchtungsstrahlung (14) in eine Objektebene (6) und 14.2. eine Projektionsoptik (9) zur Abbildung eines Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10), 14.3. wobei mindestens ein Bauelement (27) der Beleuchtungsoptik (4) und/oder der Projektionsoptik (9) mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 gelagert ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikrolithographie aufweisend 15.1. eine Strahlungsquelle (3) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung (14), 15.2. eine Beleuchtungsoptik (4) zur Überführung der Beleuchtungsstrahlung (14) in ein Objektfeld (5) und 15.3. eine Projektionsoptik (9) zur Abbildung des Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10) 15.4. wobei mindestens ein Bauelement (27) der Beleuchtungsoptik (4) und/oder der Projektionsoptik (9) mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 gelagert ist.
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: 16.1. Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) gemäß Anspruch 16, 16.2. Bereitstellen eines Retikels (7), 16.3. Bereitstellen eines Wafers (12) mit einer lichtempfindlichen Beschichtung, 16.4. Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels (7) auf den Wafer (12) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1), 16.5. Entwickeln der beleuchteten lichtempfindlichen Beschichtung auf dem Wafer (12).
Bauelement (27) hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 16.