DE102018203241A1

DE102018203241A1 - Optisches Element, sowie Verfahren zur Korrektur der Wellenfrontwirkung eines optischen Elements

Info

Publication number: DE102018203241A1
Application number: DE102018203241.6A
Authority: DE
Inventors: Kerstin Hild; Toralf Gruner; Vitaliy Shklover
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2019-09-05
Also published as: KR102757188B1; WO2019170414A1; KR20200126985A; US11029515B2; US20200393673A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Element zur Verwendung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage, sowie ein Verfahren zur Korrektur der Wellenfrontwirkung eines optischen Elements. Ein erfindungsgemäßes optisches Element weist wenigstens eine Korrekturschicht (12, 22, 42) und einen Manipulator zur Manipulation der Schichtspannung in dieser Korrekturschicht derart auf, dass eine in dem optischen System vorhandene Wellenfrontaberration durch diese Manipulation wenigstens teilweise korrigierbar ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein optisches Element zur Verwendung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage, sowie ein Verfahren zur Korrektur der Wellenfrontwirkung eines optischen Elements.
Stand der Technik
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCDs, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen 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 mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlagen verwendet.
In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven oder Inspektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien reflektive optische Elemente als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet.
Dabei ist es u.a. bekannt, auf einem reflektiven optischen Element eine Wellenfrontkorrekturschicht vorzusehen, deren Dickenprofil nachträglich eingestellt wird, um eine im Betrieb des optischen Systems auftretende Wellenfrontaberration zu korrigieren. Des Weiteren ist es z.B. bekannt, als zusätzliches optisches Wellenfrontkorrekturelement ein in Transmission betriebenes Folienelement einzusetzen, welches über ein variierendes Schichtdickenprofil eine gewünschte Wellenfrontkorrektur bewirkt.
Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US 6,844,272 B2 , DE 10 2011 090 192 A1 , US 9,063,277 B2 , DE 10 2005 044 716 A1 , DE 10 2015 200 328 A1 , DE 10 2014 224 569 A1 , US 8,508,854 B2 , DE 38 32 126 A1 , US 4,876,667 und EP 0 217 293 B1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Element zur Verwendung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage, sowie ein Verfahren zur Korrektur der Wellenfrontwirkung eines optischen Elements bereitzustellen, welche die Erzielung einer möglichst präzise einstellbaren Wellenfrontkorrekturwirkung mit vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch das optische Element gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. das Verfahren gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 11 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes optisches Element zur Verwendung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage, weist auf:

- wenigstens eine Korrekturschicht; und
- einen Manipulator zur Manipulation der Schichtspannung in dieser Korrekturschicht derart, dass eine in dem optischen System vorhandene Wellenfrontaberration durch diese Manipulation wenigstens teilweise korrigierbar ist.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, eine gewünschte Wellenfrontkorrektur dadurch zu erzeugen, dass die in einem optischen Element in einer Korrekturschicht auftretende Schichtspannung gezielt ausgenutzt bzw. in geeigneter Weise manipuliert wird, um über die mit einer Änderung der Schichtspannung einhergehende Deformation der optischen Wirkfläche die Wellenfrontwirkung des optischen Elements in der gewünschten Weise einzustellen.
Die Erfindung unterscheidet sich somit von herkömmlichen Ansätzen insbesondere dadurch, dass die in einem optischen Element (wie z.B. einem Spiegel oder einer Linse) auftretende Schichtspannung nicht etwa als parasitärer Effekt bzw. als zu minimierender Störparameter angesehen, sondern bewusst zur Einstellung einer gewünschten Wellenfrontwirkung ausgenutzt und in gezielter Weise manipuliert wird. Dabei kann insbesondere, wie im Weiteren noch näher erläutert, ein entsprechendes Modell zugrundegelegt werden, welches die Abhängigkeit der Wellenfrontwirkung von der örtlichen Verteilung der besagten Schichtspannung beschreibt, wobei auf Basis dieses Modells dann eine entsprechende örtliche Verteilung der Schichtspannung zur Erzielung einer gewünschten Wellenfrontwirkung bzw. einer Änderung der Passe des betreffenden optischen Elements (d.h. die Abweichung von einer vorgegebenen Sollform der Oberfläche) berechnet werden kann.
In Ausführungsformen der Erfindung wird die Manipulation der Schichtspannung durch eine Änderung der Schichtstruktur in dieser Korrekturschicht erzielt. Diese Änderung der Schichtstruktur kann insbesondere zumindest teilweise irreversibel sein.
Demnach unterscheidet sich die Erfindung von herkömmlichen Ansätzen insbesondere dadurch, dass bewusst eine strukturelle Veränderung der betreffenden Korrekturschicht (im Sinne einer permanenten Änderung im Gefüge bzw. der Kristallstruktur) und nicht etwa nur eine temporäre Änderung z.B. in Form einer thermischen Ausdehnung herbeigeführt wird. Der erfindungsgemäße Effekt unterscheidet sich damit insbesondere von (Bimetall-)Effekten, die durch Unterschiede im thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen einem Substratmaterial und einer darauf befindlichen Schicht oder einem Schichtsystem bewirkt werden.
Im Unterschied von derartigen herkömmlichen Ansätzen erfolgt gemäß der Erfindung vorzugsweise zu wenigstens 50% eine Änderung der Passe des betreffenden optischen Elements durch die Änderung der Schichtspannung im Wege der strukturellen Veränderung der betreffenden Korrekturschicht.
Gemäß einer Ausführungsform wird bei der Manipulation der Schichtspannung über eine laterale Distanz von 10mm, insbesondere über eine laterale Distanz von 1mm, in der Korrekturschicht eine Schichtspannungsänderung von wenigstens 10%, insbesondere um wenigstens 20%, erzeugt. Erfindungsgemäß können dabei in der Schichtspannungsänderung vergleichsweise hohe Gradienten erzeugt werden.
Zur Manipulation der Schichtspannung geeignete physikalische Effekte umfassen beispielsweise die Manipulation der Korngröße über Rekristallisation bzw. Kornwachstum, die laterale Variation der Dichte z.B. durch Entspannung an Korngrenzen bzw. Schrumpfen von Hohlräumen, die Variation des Anteils einer Phase z.B. durch Phasentransformationen oder Präzipitation, Effekte von Fremdatomen bzw. absorbierten Atomen (z.B. Edelgasen, Wasserstoff, Wasserdampf etc.) und von Leerstellen bzw. Versetzungen sowie die Manipulation von Energie und Fluss geladener Teilchen in zur Schichterzeugung durchgeführten Sputterprozessen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäß hinsichtlich der Schichtspannung manipulierte Korrekturschicht eine zusätzlich zu einem jeweiligen optisch wirksamen Schichtsystem des optischen Elements vorgesehene Hilfsschicht. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Modifikation der Schichtspannung nicht unmittelbar mit einer unerwünschten Änderung bestimmter Eigenschaften des optisch wirksamen Schichtsystems (z.B. eines Reflexionsschichtsystems eines Spiegels) wie z.B. dessen Lebensdauer, der Stabilität der in besagtem Schichtsystem vorhandenen Grenzflächen oder weiterer optischer Eigenschaften einhergeht.
Erfindungsgemäß wird somit insbesondere wenigstens eine z.B. von der der optisch wirksamen Fläche des optischen Elements abgewandten Seite (z.B. einer Spiegelrückseite) her zugängliche Korrekturschicht zur Manipulation bzw. Nachkorrektur der Schichtspannung in einem optischen Element genutzt. Dabei kann es sich insbesondere bei der Manipulation der Schichtspannung um eine irreversible Änderung der Korrekturschicht bzw. deren Schichtstruktur handeln, so dass nach kompletter Fertigung des erfindungsgemäßen optischen Elements eine einmalige (Nach-) Behandlung zwecks entsprechender Änderung der Passe über Manipulation der Schichtspannung durchgeführt werden kann. In weiteren Ausführungsformen können in dem optischen Element auch mehrere, ihrerseits entsprechend einmalig in der Schichtspannung irreversibel manipulierbare Schichten oder Schichtbereiche vorgesehen sein.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Vorhandensein einer solchen zusätzlichen Hilfsschicht beschränkt. So kann in weiteren Ausführungsformen auch eine im optischen System ohnehin zur Erzielung einer bestimmten Wirkung vorhandene (Funktions-) Schicht als Korrekturschicht genutzt und hinsichtlich der Schichtspannung in gezielter Weise manipuliert werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist der erfindungsgemäß zur Manipulation der Schichtspannung vorhandene Manipulator eine Strahlungsquelle zur ortsaufgelösten Bestrahlung der Korrekturschicht mit elektromagnetischer Strahlung auf. Dabei ist vorzugsweise durch diese ortsaufgelöste Bestrahlung eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten, in ihrer Struktur jeweils in gleicher Weise modifizierten Bereichen erzeugbar.
Gemäß diesem Ansatz beinhaltet die Erfindung das weitere Konzept, die mit dem Ziel der Wellenfrontkorrektur erfolgende Manipulation der Schichtspannung dadurch zu realisieren, dass ortsaufgelöst lokal begrenzte Strukturveränderungen innerhalb der betreffenden Korrekturschicht erzeugt werden, indem durch elektromagnetische Strahlung das betreffende Schichtmaterial jeweils z.B. in seiner kristallinen Struktur, Dichte etc. verändert wird. Dadurch, dass die betreffenden, strukturell veränderten Bereiche in ihrer Strukturveränderung untereinander übereinstimmen, wird im Ergebnis eine „digitale“ Konfiguration über die betreffende Korrekturschicht hinweg realisiert, wobei wiederum die letztlich durch besagte Strukturveränderung bzw. Bestrahlung erzielte Manipulation der Schichtspannung als Funktion des Abstandes zwischen den betreffenden strukturell veränderten Bereichen beschrieben werden kann.
Dies hat wiederum den Vorteil, dass nach entsprechender, vorheriger Kalibrierung wie im Weiteren noch näher beschrieben vorhergesagt werden kann, welcher Abstand bzw. welche digitale Konfiguration gerade geeignet ist bzw. erzeugt werden sollte, um eine gewünschte Schichtspannungsverteilung bzw. eine damit einhergehende Wellenfrontkorrektur zu erzielen.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Ausgestaltung beschränkt. Somit sollen durch die vorliegende Erfindung auch weitere Ausführungsformen als umfasst gelten, bei welchen die Beeinflussung der Schichtspannung in einem optischen Element zur gezielten Wellenfrontkorrektur in beliebiger anderer Weise (z.B. durch elektrische, magnetische oder thermische Effekte bzw. Energieeinträge) realisiert wird. Die vorstehend beschriebene Erzeugung von jeweils lokal begrenzten, strukturell veränderten Bereichen innerhalb der Schicht hat den weiteren Vorteil, dass bei hinreichend geringer Größe der einzelnen lokal begrenzten Bereiche (welche z.B. in der Größenordnung von 1µm liegen kann) die Korrekturschicht in den übrigen Bereichen in ihren jeweiligen Schichteigenschaften nicht in unerwünschter Weise beeinflusst wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element ein Spiegel.
Gemäß einer Ausführungsform ist das optische Element für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Korrektur der Wellenfrontwirkung eines optischen Elements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Ermitteln einer gegebenen Wellenfrontwirkung des optischen Elements;
- Manipulieren, in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Ermittlung, der Wellenfrontwirkung auf Basis eines Modells, welches die Abhängigkeit der Wellenfrontwirkung von der örtlichen Verteilung der Schichtspannung der Korrekturschicht beschreibt.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte des Ermittelns einer gegebenen Wellenfrontwirkung und des Manipulierens in einen iterativen Prozess wiederholt durchgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Modell unter Anwendung der Finite-Elemente-Methode ermittelt. Somit kann die Berechnung der aus einer bestimmten Schichtspannungsänderung resultierenden Passeänderung z.B. über im Stand der Technik bekannte FE-Methoden erfolgen. Hierzu wird beispielhaft auf die Publikationen D. Yin et al.: „Numerical Modelling of Multilayered Coatings - Latest Developments and Applications" Manufacturing Rev. 2014, 1, 8 Published by EDP Sciences, 2014 DOI: 10.1051/mfreview/2014008 und Xianchao Cheng: „Thermal stress issues in thin film coatings of X-ray optics under high heat load" Physics, Universite de Grenoble, 2014, [NNT: 2014GRENY028] verwiesen.
In weiteren Ausführungsformen kann zur Aufstellung des Modells vorab eine Kalibrierung durchgeführt werden, bei welcher die aus einer bestimmten Schichtspannungsänderung resultierende Passeänderung bzw. die entsprechende Änderung der Wellenfrontwirkung experimentell für bestimmte Werte ermittelt wird. Eine solche experimentelle Bestimmung kann ggf. auch für einige Stützstellen durchgeführt und durch eine geeignete Interpolation ergänzt werden.
Zu weiteren bevorzugten Ausgestaltungen und Vorteilen des Verfahrens wird auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wellenfrontkorrekturelement Bezug genommen.
Die Erfindung betrifft weiter ein optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung oder ein Projektionsobjektiv, sowie auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit wenigstens einem optischen Element mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figurenliste
Es zeigen:

1 schematische Darstellungen zur Erläuterung von und 2a-c Aufbau und Wirkungsweise eines optischen Elements gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
4-6 schematische Darstellungen zur Erläuterung weiterer Ausführungsformen der Erfindung; und
7 eine schematische Darstellung des möglichen Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren wird zunächst der mögliche Aufbau eines erfindungsgemäßen optischen Elements unter Bezugnahme auf die in 1 gezeigte schematische Darstellung beschrieben.
Den im Weiterem beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass eine Schicht in einem optischen Element wie z.B. einem Spiegel insofern als Korrekturschicht zur Erzielung einer gewünschten Passekorrektur bzw. Wellenfrontwirkung genutzt wird, als in dieser Schicht eine gezielte Schichtspannungsänderung durch Manipulation der betreffenden Schichtstruktur herbeigeführt wird. Grundsätzlich kann es sich bei dieser Korrekturschicht um eine eigens zu dem beschriebenen Zweck in das betreffende optische Element eingebrachte zusätzliche Hilfsschicht handeln. In weiteren Ausführungsformen kann jedoch auch eine ohnehin im Schichtaufbau vorhandene (Funktions-) Schicht zusätzlich im Sinne der Erfindung als Korrekturschicht genutzt werden.
1 zeigt in lediglich schematischer Darstellung den prinzipiellen möglichen Aufbau eines EUV-Spiegels mit einem Spiegelsubstrat 11 sowie einem Reflexionsschichtsystem 13, wobei erfindungsgemäß zwischen Spiegelsubstrat 11 und Reflexionsschichtsystem 13 eine Korrekturschicht 12 ausgebildet ist. Das Spiegelsubstrat 11 weist ein beliebiges geeignetes Spiegelsubstratmaterial wie z.B. ULE^® auf und wird erfindungsgemäß, wie in 1 schematisch angedeutet, von der der optischen Wirkfläche 10a abgewandten (Rück-) Seite des Spiegels 10 her mit elektromagnetischer Strahlung 5 bestrahlt. Die Wellenlänge dieser elektromagnetischen Strahlung 5 ist in geeigneter Weise derart gewählt, dass das Spiegelsubstratmaterial für diese Strahlung hinreichend transparent ist und kann im Ausführungsbeispiel (bei Verwendung von ULE^® als Spiegelsubstratmaterial) z.B. 300nm betragen.
Die Korrekturschicht 12 ist aus einem Schichtmaterial hergestellt, welches derart gewählt ist, dass die besagte elektromagnetische Strahlung 5 über eine strukturelle Änderung innerhalb des Gefüges bzw. der Kristallstruktur der Korrekturschicht 12 eine Manipulation der Schichtspannung zur Folge hat. Grundsätzlich findet eine Rekristallisation bei unterschiedlichen Temperaturen in nahezu allen metallischen Werksoffen (z.B. Silber (Ag), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Nickel (Ni), Kobalt (Co) statt. Dabei kann ein Kurzpulslasertempern hilfreich sein, um auch bei hochschmelzenden Metallen wie z.B. Molybdän (Mo) den gewünschten Effekt zu erzielen. Als geeignete Phasentransformationsmaterialien sind weiter beispielweise binäre und ternäre Legierungen wie z.B. Germanium-Tellur-Antimon (Ge-Te-Sb), Indium-Antimon-Tellur (In-Sb-Te), Palladium-Silizium (Pd-Si) oder Silber-Tellur (Ag-Te) zu nennen. In diesem Zusammenhang wird zu geeigneten Materialien beispielhaft auf EP 0 217 293 A1 , EP 0 307 750 A1 und US 4,876,667 verwiesen.
Wie in 1 angedeutet ist, kann die vorstehend beschriebene Beaufschlagung der Korrekturschicht 12 mit elektromagnetischer Strahlung 5 ortsaufgelöst derart erfolgen, dass zueinander beabstandete, in ihrer Struktur jeweils in gleicher Weise modifizierte Bereiche 12a, 12b, 12c,... erzeugt werden, wobei die hierbei erzeugte Schichtspannungsänderung über den Abstand zwischen diesen Bereichen 12a, 12b, 12c,... (welcher größenordnungsmäßig z.B. ein oder mehrere µm betragen kann) gezielt in gewünschter Weise eingestellt werden kann.
Die beschriebene Schichtspannungsänderung führt wiederum zu einer Deformation der optischen Wirkfläche des Spiegels 10 (wie in Bereichen 14 und 15 angedeutet) und damit zu einer gezielt einstellbaren Modifikation der Passe bzw. der Wellenfrontwirkung.
Wie in 2a und 2b angedeutet können die in ihrer Struktur modifizierten Bereiche eine beliebige geeignete Geometrie aufweisen (und z.B. als Bereiche 12a, 12b, 12c,... im Wesentlichen zylindrische Geometrie gemäß 2a oder als Bereiche 22a, 22b, 22c,... mit im Wesentlichen konischer Geometrie gemäß 2b ausgestaltet sein). 2c zeigt in lediglich schematischer Darstellung eine Ansicht auf die betreffende Verteilung von in ihrer Struktur modifizierten Bereichen in Draufsicht aus Richtung des Substrats.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur der Wellenfrontwirkung eines optischen Elements wie z.B. des Spiegels 10 aus 1 und 2.
Mit „S31“ ist zunächst der während der Herstellung des optischen Elements durchgeführte Schritt des Einbringens einer erfindungsgemäßen Korrekturschicht in das betreffende optische Element bezeichnet. Im Schritt S32 erfolgt sodann eine Messung der vorhandenen Ist-Passe des betreffenden optischen Elements bzw. des Spiegels 10. Im Schritt S33 erfolgt eine Überprüfung, ob die Abweichung dieser Ist-Passe von einer vorgegebenen Soll-Passe einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet (sich also noch „in Toleranz“ befindet). Sofern dies gemäß Abfrage im Schritt S33 nicht der Fall ist, wird im Schritt S34 eine geeignete Schichtspannungsänderung ermittelt, anhand der die zuvor bestimmte Passeabweichung korrigiert bzw. die entsprechende Wellenfrontwirkung erzielt werden kann. Hierzu kann ein geeignetes Modell, welches die Abhängigkeit der Wellenfrontwirkung von der örtlichen Verteilung der Schichtspannung der Korrekturschicht beschreibt, herangezogen werden. Das betreffende Modell kann wiederum unter Anwendung der Finite-Elemente-Methode ermittelt oder auch experimentell bestimmt werden, wobei im letzteren Falle eine entsprechende Kalibrierung experimentell durchgeführt wird. Bei einer solchen Kalibrierung kann die aus einer bestimmten Schichtspannungsänderung resultierende Passeänderung bzw. die entsprechende Änderung der Wellenfrontwirkung experimentell für bestimmte Werte ermittelt werden, wobei auch eine experimentelle Ermittlung lediglich für wenige Stützstellen in Verbindung mit einer geeigneten Interpolation erfolgen kann.
Im anschließenden Schritt S35 erfolgt z.B. in der anhand von 1 beschriebenen Weise die entsprechende gezielte (lokale oder globale) Änderung der Schichtspannung, woraufhin unter Rückkehr zu Schritt S33 erneut überprüft wird, ob die Ist-Passe nunmehr in Toleranz ist, und wobei dann gegebenenfalls eine erneute Durchführung der Schritte S34 und S35 erfolgt. Die vorstehend beschriebene Iteration wird solange durchgeführt, bis sich das optische Element bzw. der Spiegel 10 mit seiner Ist-Passe im Toleranzband um die Soll-Passe befindet (S36) .
Die Erfindung ist hinsichtlich der Realisierung der Manipulation der Schichtspannung nicht auf die anhand von 1 und 2 beschriebene Bestrahlung des optischen Elements bzw. der Korrekturschicht mit einer über eine (externe) Strahlungsquelle erzeugten elektromagnetischen Strahlung beschränkt. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Manipulation der Schichtspannung in der Korrekturschicht grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise erfolgen, indem lokal oder global energetische Einträge z.B. durch thermische, elektrische, magnetische oder andere Effekte in der Korrekturschicht bewirkt werden.
Lediglich beispielhafte Ausführungsformen sind in den schematischen Darstellungen von 4 bis 6 veranschaulicht.
Gemäß 4 erfolgt in einem EUV-Spiegel 40 eine Manipulation der Schichtspannung einer Korrekturschicht 42, welche zwischen einem Substrat 41 und einem Reflexionsschichtsystem 45 angeordnet ist, dadurch, dass über eine auf der dem Substrat 41 zugewandten Seite der Korrekturschicht 42 angeordnete Heizschicht 43 (z.B. aus Gold (Au)) Wärmeenergie in die Korrekturschicht 42 eingekoppelt wird. Mit „44“ ist eine auf der der optischen Wirkfläche 40a des EUV-Spiegels 40 zugewandten Seite der Korrekturschicht 42 angeordnete Schutzschicht (z.B. aus Nickel (Ni)) bezeichnet. Die Einkopplung von Wärmeenergie über die Heizschicht 43 erfolgt über an die Heizschicht 43 angeschlossene Elektroden. Die Heizschicht 43 ist in der Ausführungsform von 4a bis 4b durchgängig ausgestaltet.
In einer weiteren Ausführungsform kann gemäß 5 auch eine segmentiert ausgelegte Heizschicht mit einer Mehrzahl von Heizfeldern 53a, 53b, 53c,... vorgesehen sein, welche individuell über jeweils zugeordnete Elektroden 51a, 51b, 51c, 51d,..., 51n mit elektrischer Spannung beaufschlagbar sind, um über eine lokal variable Erzeugung ohmscher Wärme eine ortsaufgelöste Variation der Schichtspannung in der entsprechenden (in 5 nicht dargestellten) Korrekturschicht zu bewirken.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß 6 kann eine lokal variierende Wärmeeinkopplung auch über Heizwendeln bzw. Heizdrähte 63a, 63b, 63c, ..., 63n, welche z.B. mäanderförmig ausgestaltet sein können und ebenfalls über jeweils zugeordnete Elektroden 61a, 61b, 61c,..., 61n mit elektrischer Spannung beaufschlagbar sind, realisiert werden.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, welche ein erfindungsgemäßes Wellenfrontkorrekturelement aufweisen kann.
Gemäß 7 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 70 einen Feldfacettenspiegel 73 und einen Pupillenfacettenspiegel 74 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 73 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche lediglich beispielhaft eine Plasmalichtquelle 71 und einen Kollektorspiegel 72 umfasst, gelenkt. In weiteren Ausführungsformen kann auch z.B. ein Freie-Elektronen-Laser (FEL) als Lichtquelle verwendet werden. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 74 sind ein erster Teleskopspiegel 75 und ein zweiter Teleskopspiegel 76 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 77 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 91-96 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 81 auf einem Maskentisch 80 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 101 auf einem Wafertisch 100 befindet.
Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen 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 beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6844272 B2 [0006]
DE 102011090192 A1 [0006]
US 9063277 B2 [0006]
DE 102005044716 A1 [0006]
DE 102015200328 A1 [0006]
DE 102014224569 A1 [0006]
US 8508854 B2 [0006]
DE 3832126 A1 [0006]
US 4876667 [0006, 0038]
EP 0217293 B1 [0006]
EP 0217293 A1 [0038]
EP 0307750 A1 [0038]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

D. Yin et al.: „Numerical Modelling of Multilayered Coatings - Latest Developments and Applications“ Manufacturing Rev. 2014, 1, 8 Published by EDP Sciences, 2014 DOI: 10.1051/mfreview/2014008 [0028]
Xianchao Cheng: „Thermal stress issues in thin film coatings of X-ray optics under high heat load“ Physics, Universite de Grenoble, 2014, [NNT: 2014GRENY028] [0028]

Claims

Optisches Element zur Verwendung in einem optischen System, insbesondere in einem optischen System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage oder einer Maskeninspektionsanlage, mit: • wenigstens einer Korrekturschicht (12, 22, 42); und • einem Manipulator zur Manipulation der Schichtspannung in dieser Korrekturschicht derart, dass eine in dem optischen System vorhandene Wellenfrontaberration durch diese Manipulation wenigstens teilweise korrigierbar ist.
Optisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulation der Schichtspannung durch eine Änderung der Schichtstruktur in dieser Korrekturschicht (12, 22, 42) erzielt wird.
Optisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Änderung der Schichtstruktur zumindest teilweise irreversibel ist.
Optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Manipulation der Schichtspannung über eine laterale Distanz von 10mm, insbesondere über eine laterale Distanz von 1mm, in der Korrekturschicht (12, 22, 42) eine Schichtspannungsänderung von wenigstens 10%, insbesondere um wenigstens 20%, erzeugt wird.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein optisch wirksames Schichtsystem aufweist, wobei die Korrekturschicht eine zusätzlich zu diesem Schichtsystem vorgesehene Hilfsschicht ist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator eine Strahlungsquelle zur ortsaufgelösten Bestrahlung der Korrekturschicht (12, 22) mit elektromagnetischer Strahlung (5) aufweist.
Optisches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch diese ortsaufgelöste Bestrahlung eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten, in ihrer Struktur jeweils in gleicher Weise modifizierten Bereichen (12a, 12b, 12c,...; 22a, 22b, 22c,...) in der Korrekturschicht (12, 22) erzeugbar ist.
Optisches Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen diesen Bereichen (12a, 12b, 12c,...; 22a, 22b, 22c,...) vorhandener Abstand über die Strahlungsquelle einstellbar ist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Spiegel ist.
Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30 nm, insbesondere weniger als 15 nm, ausgelegt ist.
Verfahren zur Korrektur der Wellenfrontwirkung eines optischen Elements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Ermitteln einer gegebenen Wellenfrontwirkung des optischen Elements; b) Manipulieren, in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Ermittlung, der Wellenfrontwirkung auf Basis eines Modells, welches die Abhängigkeit der Wellenfrontwirkung von der örtlichen Verteilung der Schichtspannung der Korrekturschicht beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Ermittelns einer gegebenen Wellenfrontwirkung und des Manipulierens in einem iterativen Prozess wiederholt durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Modell unter Anwendung der Finite-Elemente-Methode ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufstellung dieses Modells vorab eine Kalibrierung durchgeführt wird, bei welcher die aus einer bestimmten Schichtspannungsänderung resultierende Passeänderung bzw. die entsprechende Änderung der Wellenfrontwirkung experimentell für bestimmte Werte ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese experimentelle Bestimmung für eine Mehrzahl von Stützstellen erfolgt, wobei zwischen diesen Stützstellen eine Interpolation durchgeführt wird.
Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage (70), insbesondere Beleuchtungseinrichtung oder Projektionsobjektiv, mit wenigstens einem optischen Element, welches gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (10) mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbelichtungsanlage (70) ein optisches Element aufweist, welches gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.