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DE102024202078A1 - Methods for optimizing the acceptance of fluid- and structural-mechanically coupled systems - Google Patents

Methods for optimizing the acceptance of fluid- and structural-mechanically coupled systems Download PDF

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DE102024202078A1
DE102024202078A1 DE102024202078.8A DE102024202078A DE102024202078A1 DE 102024202078 A1 DE102024202078 A1 DE 102024202078A1 DE 102024202078 A DE102024202078 A DE 102024202078A DE 102024202078 A1 DE102024202078 A1 DE 102024202078A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
mechanical vibrations
determined
cause
mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102024202078.8A
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German (de)
Inventor
Luca Mettenleiter
Carina Kurth
Matthias Fetzer
Michael Klasna
Peter Steininger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Abnahme einer Vorrichtung (10) für die Halbleiterlithografie, wobei die Vorrichtung (10) mindestens ein im Betrieb mit einem Fluid gefülltes Fluidleitungssystem (39) aufweist und folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Ermittlung von mechanischen Schwingungen der Vorrichtung (10) bei mit Fluid gefüllten Fluidleitung (39)
- Vergleich der ermittelten mechanischen Schwingungen mit einer festgelegten Spezifikation
- Ermittlung von mechanischen Schwingungen der Vorrichtung (10) bei zumindest teilweise fluidfreien Fluidleitungen (39) im Fall, dass die Ursache einer Überschreitung der Spezifikation durch die ermittelten mechanischen Schwingungen nicht ermittelt werden kann
- Ermittlung der Ursache der die Spezifikation überschreitenden mechanischen Schwingungen auf Basis der ermittelten mechanischen Schwingungen
- Behebung der ermittelten Ursache
- Wiederholung der vorangehenden Verfahrensschritte bis die Spezifikation erreicht ist.

Figure DE102024202078A1_0000
The invention relates to methods for removing a device (10) for semiconductor lithography, wherein the device (10) has at least one fluid line system (39) filled with a fluid during operation and comprises the following method steps:
- Determination of mechanical vibrations of the device (10) when the fluid line (39) is filled with fluid
- Comparison of the determined mechanical vibrations with a specified specification
- Determination of mechanical vibrations of the device (10) in at least partially fluid-free fluid lines (39) in the event that the cause of an exceedance of the specification cannot be determined by the determined mechanical vibrations
- Determination of the cause of mechanical vibrations exceeding the specification based on the detected mechanical vibrations
- Elimination of the identified cause
- Repeat the previous process steps until the specification is reached.
Figure DE102024202078A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Abnahme von fluid- und strukturmechanisch gekoppelten Systemen.The invention relates to a method for optimizing the acceptance of fluid- and structural-mechanically coupled systems.

Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithografie werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen, verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, mit einem sogenannten Retikel, auf einem mit fotosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, wie beispielsweise einem Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des zur Abbildung verwendeten Lichtes, dem sogenannten Nutzlicht, ab. Die verwendeten Lichtquellen weisen in einem als DUV-Bereich bezeichneten Bereich Emissionswellenlängen von 100nm bis 300nm auf, wobei in jüngerer Zeit vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1nm und 120nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet werden. Der beschriebene Emissionswellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.Projection exposure systems for semiconductor lithography are used to create extremely fine structures, particularly on semiconductor devices or other microstructured components. The operating principle of these systems is based on creating extremely fine structures down to the nanometer range by means of a generally reduced-size image of structures on a mask, using a so-called reticle, on an element to be structured, such as a wafer, which is provided with photosensitive material. The minimum dimensions of the created structures depend directly on the wavelength of the light used for imaging, the so-called useful light. The light sources used have emission wavelengths of 100 nm to 300 nm in a range known as the DUV range. Recently, light sources with an emission wavelength in the range of a few nanometers, for example between 1 nm and 120 nm, particularly in the range of 13.5 nm, have been increasingly used. This emission wavelength range is also referred to as the EUV range.

Derartige Anlagen zeigen im Hinblick auf ihre Abbildungsqualität ein stark temperaturabhängiges Verhalten. Sowohl nicht unmittelbar an der optischen Abbildung beteiligte Strukturelemente, wie beispielsweise Fassungen und Halterungen oder Strukturen und Rahmen als auch optische Elemente selbst, wie beispielsweise Linsen oder, im Fall der EUV-Lithografie, Spiegel, verändern bei Erwärmung oder Abkühlung ihre Ausdehnung bzw. ihre Oberflächenform, was sich unmittelbar in der Qualität der mit der Anlage vorgenommenen Abbildung niederschlägt. Die Erwärmung der einzelnen Komponenten der Anlage im Betrieb rührt dabei unter anderem von der Absorption eines Teils der Nutzstrahlung her. Zur Reduzierung dieses Effektes werden sowohl Strukturelemente als auch optische Elemente zunehmend durch ein Fluid, üblicherweise hochreines Wasser, temperiert.Such systems exhibit highly temperature-dependent behavior with regard to their imaging quality. Both structural elements not directly involved in optical imaging, such as mounts and holders or structures and frames, as well as optical elements themselves, such as lenses or, in the case of EUV lithography, mirrors, change their dimensions or surface shape when heated or cooled, which directly impacts the quality of the imaging produced by the system. The heating of the individual components of the system during operation is due, among other things, to the absorption of a portion of the useful radiation. To reduce this effect, both structural elements and optical elements are increasingly being tempered using a fluid, usually ultrapure water.

Die Versorgungsleitungen für das Fluid, im Folgenden als Fluidleitungen bezeichnet, und auch die elektrischen und anderen Versorgungsleitungen, im Folgenden einfach als Leitungen bezeichnet, verbinden den im Vergleich stark schwingenden Bereich der Projektionsbelichtungsanlage mit dem nicht oder nur minimal schwingenden Bereich. Strukturell sind die beiden Bereiche durch mehrere Ebenen umfassende aktive und passive Entkopplungssysteme, wie beispielsweise Federn und Dämpfer, voneinander entkoppelt, so dass keine oder nur eine sehr geringe mechanische Schwingung von dem stark schwingenden in den minimal schwingenden Bereich übertragen wird. Im nur minimal schwingenden Bereich ist beispielsweise das Objektiv zur Abbildung der Strukturen des Retikels auf den Wafer angeordnet. Im stark schwingenden Bereich sind beispielsweise Ansteuerungen und Elektronik mit Lüftern bzw., im Fall von temperierten Komponenten, eine Fluidbereitstellungsvorrichtung für das zur Temperierung verwendete Fluid mit Pumpen angeordnet. Die Entkopplung der beiden Bereiche wird durch die Versorgungsleitungen zumindest teilweise überbrückt, was auch als fluider oder akustischer Kurzschluss bezeichnet wird.The supply lines for the fluid, referred to below as fluid lines, as well as the electrical and other supply lines, referred to below simply as lines, connect the comparatively strongly vibrating area of the projection exposure system with the area that is not or only minimally vibrating. Structurally, the two areas are decoupled from each other by multi-level active and passive decoupling systems, such as springs and dampers, so that no or only very little mechanical vibration is transferred from the strongly vibrating area to the minimally vibrating area. In the minimally vibrating area, for example, the lens for imaging the reticle structures onto the wafer is located. In the strongly vibrating area, for example, controls and electronics with fans or, in the case of temperature-controlled components, a fluid supply device with pumps for the fluid used for temperature control are located. The decoupling of the two areas is at least partially bridged by the supply lines, which is also referred to as a fluid or acoustic short circuit.

Neben der Übertragung von mechanischen Schwingungen über die Versorgungsleitungen selbst, also der Strukturmechanik der Projektionsbelichtungsanlage, werden mechanische Schwingungen auch über das nur gering kompressible Fluid in den Fluidleitungen übertragen. Die mechanischen Schwingungen werden in Form von Druckschwankungen übertragen, weshalb dieser Übertragungsweg auch als Wasser-Leitungs-Akustik (WLA, englisch Water Line Acoustics) bezeichnet wird. Es gibt also in den Fluidleitungen zwei Übertragungswege von mechanischen Schwingungen, welche durch Übertragung von mechanischen Schwingungen von einem Übertragungsweg auf den anderen und umgekehrt voneinander abhängig sind. Weiterhin verhält sich allein auf Grund der Masse ein mit Fluid gefülltes Rohr statisch und insbesondere dynamisch unterschiedlich, so dass die beiden Übertragungswege dadurch miteinander gekoppelt sind.In addition to the transmission of mechanical vibrations via the supply lines themselves, i.e. the structural mechanics of the projection exposure system, mechanical vibrations are also transmitted via the slightly compressible fluid in the fluid lines. The mechanical vibrations are transmitted in the form of pressure fluctuations, which is why this transmission path is also referred to as water line acoustics (WLA). There are therefore two transmission paths for mechanical vibrations in the fluid lines, which are interdependent through the transmission of mechanical vibrations from one transmission path to the other and vice versa. Furthermore, a pipe filled with fluid behaves differently statically and, in particular, dynamically due to its mass alone, so that the two transmission paths are coupled with each other.

Zur Entkopplung der Leitungen und des strukturmechanischen Übertragungsweges der Fluidleitungen werden die Leitungen bzw. Fluidleitungen durch Entkopplungselemente, wie beispielsweise Bälge und abgestimmte Massendämpfer, welche zwischen dem stark schwingenden und dem minimal schwingenden Bereich angeordnet sind, entkoppelt. Die Wasser-Leitungs-Akustik kann mit Hilfe verschiedener Maßnahmen sowohl passiv in Form von Vorrichtungen oder der Gestaltung von Leitungen als auch regelungstechnisch, also aktiv, beeinflusst werden, um einen positiven Effekt auf die Abbildungsqualität zu erreichen. Beispielsweise wird durch ein an das Fluidvolumen angeschlossenes Gasvolumen, wie einen Helmholtz-Resonator, Wasser-Leitungs-Akustik gedämpft. Die Maßnahmen, Fertigungs- und Montagetechnologien sind dabei ausreichend, um die Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage sicherzustellen.To decouple the lines and the structural-mechanical transmission path of the fluid lines, the lines or fluid lines are decoupled by decoupling elements, such as bellows and tuned mass dampers, which are arranged between the strongly vibrating and the minimally vibrating areas. The water line acoustics can be influenced using various measures, both passively in the form of devices or the design of the lines, and actively through control technology, to achieve a positive effect on image quality. For example, a gas volume connected to the fluid volume, such as a Helmholtz resonator, dampens the water line acoustics. The measures, manufacturing, and assembly technologies are sufficient to ensure the image quality of the projection exposure system.

Zur Qualitätssicherung werden nach der Montage die Projektionsbelichtungsanlage bzw. einzelne Komponenten einer Abnahmeprüfung unterzogen. Dabei werden mechanische Schwingungen bzw. Übertragungsfunktionen von A nach B, wie beispielsweise von einer Tragstruktur über die entkoppelten Versorgungsleitungen zu einem als Spiegel ausgebildeten optischen Element, ermittelt und mit festgelegten Spezifikationen verglichen. Im Fall einer gekühlten Komponente wird die Ermittlung der mechanischen Schwingungen mit fluidgefüllten Leitungen durchgeführt, so dass sowohl die Übertragung über die Leitungen, also der Strukturmechanik, als auch über das Fluid, also die Wasser-Leitungs-Akustik, erfasst werden.For quality assurance, the projection exposure system or individual components are subjected to an acceptance test after assembly. This involves measuring mechanical vibrations or transfer functions from A to B, such as from a supporting structure via the decoupled supply lines to an optical element designed as a mirror, are determined and compared with specified specifications. In the case of a cooled component, the mechanical vibrations are determined using fluid-filled lines, so that both the transmission via the lines (i.e., the structural mechanics) and via the fluid (i.e., the water-line acoustics) are recorded.

Dies hat den Nachteil, dass durch die weiter oben beschriebenen Wechselwirkungen zwischen den beiden Übertragungswegen und die Kopplung der fluidgefüllten Fluidleitungen eine eindeutige Ursache für eine die Spezifikation überschreitende mechanische Schwingung nur nach aufwendiger Suche oder gar nicht gefunden werden kann. Dies führt zu einer Rückintegration, also zu einer zumindest teilweisen Demontage der Komponenten bzw. der Projektionsbelichtungsanlage und damit zu einem erhöhten Abnahmeaufwand, wodurch die Herstellkosten negativ beeinflusst werden.This has the disadvantage that, due to the interactions between the two transmission paths and the coupling of the fluid-filled fluid lines described above, a clear cause for a mechanical vibration exceeding the specifications can only be found after a complex search, or even not at all. This leads to reintegration, i.e., to at least partial disassembly of the components or the projection exposure system, and thus to increased acceptance testing effort, which negatively impacts manufacturing costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Nachteile des weiter oben beschriebenen Standes der Technik beseitigt.The object of the present invention is to provide a method which eliminates the disadvantages of the prior art described above.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.This object is achieved by a method having the features of independent claim 1. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Abnahme einer Vorrichtung für die Halbleiterlithografie, wobei die Vorrichtung mindestens ein im Betrieb mit einem Fluid gefülltes Fluidleitungssystem aufweist, umfasst folgende Verfahrensschritte:

  • - Ermittlung von mechanischen Schwingungen der Vorrichtung bei mit Fluid gefüllten Fluidleitung.
  • - Vergleich der ermittelten mechanischen Schwingungen mit einer festgelegten Spezifikation.
  • - Ermittlung von mechanischen Schwingungen der Vorrichtung bei zumindest teilweise fluidfreien Fluidleitungen im Fall, dass die Ursache einer Überschreitung der Spezifikation durch die ermittelten mechanischen Schwingungen nicht ermittelt werden kann.
  • - Ermittlung der Ursache der die Spezifikation überschreitenden mechanischen Schwingungen auf Basis der ermittelten mechanischen Schwingungen.
  • - Behebung der Ursache.
  • - Wiederholung der vorangehenden Verfahrensschritte, bis die Spezifikation erreicht ist.
A method according to the invention for removing a device for semiconductor lithography, wherein the device has at least one fluid line system filled with a fluid during operation, comprises the following method steps:
  • - Determination of mechanical vibrations of the device when the fluid line is filled with fluid.
  • - Comparison of the measured mechanical vibrations with a defined specification.
  • - Determination of mechanical vibrations of the device in at least partially fluid-free fluid lines in the event that the cause of an exceedance of the specification cannot be determined by the determined mechanical vibrations.
  • - Determination of the cause of mechanical vibrations exceeding the specification based on the detected mechanical vibrations.
  • - Elimination of the cause.
  • - Repeat the previous process steps until the specification is reached.

Das Verfahren ermöglicht eine Vereinfachung der Ursachenermittlung und damit eine schnellere Abnahme des über die Strukturmechanik, also Leitungen und Bauteilverbindungen und der Akustik, also das Fluid, miteinander wechselwirkenden Systems. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass bei einer Ermittlung von mechanischen Schwingungen mit fluidgefüllten Fluidleitungen keine klare Ursache ermittelt werden kann. Die Ermittlung der mechanischen Schwingungen in zwei unterschiedlichen Systemzuständen (fluidgefüllt und zumindest teilweise fluidfrei), ermöglicht eine Trennung der Ursache zwischen Strukturmechanik und Fluid, was im wechselwirkenden System nicht möglich ist. Zusätzlich wird im fluidfreien Systemzustand auch die Kopplung zwischen Fluid und Mechanik aufgehoben.The method simplifies the determination of causes and thus enables faster acceptance of the system, which interacts via structural mechanics (i.e., lines and component connections) and acoustics (i.e., the fluid). This is particularly true when no clear cause can be determined when determining mechanical vibrations with fluid-filled fluid lines. Determining the mechanical vibrations in two different system states (fluid-filled and at least partially fluid-free) allows for a separation of the cause between structural mechanics and fluid, which is not possible in the interacting system. Furthermore, in the fluid-free system state, the coupling between fluid and mechanics is also eliminated.

Die Fluidsysteme umfassen häufig mehrere Fluidkreisläufe, so dass abhängig von den ermittelten mechanischen Schwingungen zunächst das Fluidsystem nur teilweise entleert werden kann, beispielsweise ein Fluidkreislauf nach dem anderen. Dies hat den Vorteil, dass der dominante akustische Übertragungspfad ermittelt werden kann, also die Ursache innerhalb der Akustik nochmals genauer ermittelt werden kann.Fluid systems often comprise multiple fluid circuits, so that, depending on the detected mechanical vibrations, the fluid system can initially be partially drained, for example, one fluid circuit at a time. This has the advantage of allowing the dominant acoustic transmission path to be identified, thus allowing the cause of the acoustics to be determined even more precisely.

Insbesondere kann die Vorrichtung als Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage ausgebildet sein.In particular, the device can be designed as a component of a projection exposure system.

Weiterhin kann die Vorrichtung als die Projektionsbelichtungsanlage selbst ausgebildet sein.Furthermore, the device can be designed as the projection exposure system itself.

In einer weiteren Ausführungsform können die mechanischen Schwingungen frequenzaufgelöst ermittelt werden.In a further embodiment, the mechanical vibrations can be determined with frequency resolution.

Insbesondere können die mechanischen Schwingungen lokal, also als an einem Ort der Vorrichtung ermittelte mechanische Schwingungen, und/oder als Übertragungsfunktion zwischen zwei Punkten der Vorrichtung ermittelt werden. Die lokale Ermittlung der Schwingungen kann zur Prüfung einer maximal zulässigen Amplitude, wie beispielsweise einer Auslenkung eines Verbindungselementes zur Vermeidung von Kollisionen, Anwendung finden.In particular, the mechanical vibrations can be determined locally, i.e., as mechanical vibrations detected at a specific location on the device, and/or as a transfer function between two points on the device. Local determination of the vibrations can be used to test a maximum permissible amplitude, such as the deflection of a connecting element to avoid collisions.

Eine Übertragungsfunktion zwischen zwei Punkten kann zur Prüfung von einem sogenannten Systemverhalten verwendet werden. Dadurch können beispielsweise im Fall eines gedämpften Verbindungselementes das frequenzabhängige Dämpfungsverhalten des Elementes, der Dämpfungsfaktor und/oder die gedämpfte Frequenz überprüft werden. Der Begriff mechanische Schwingungen wird im Folgenden als Überbegriff für beide Arten der Messung verwendet und wo sinnvoll von lokalen Schwingungen bzw. Übertragungsfunktionen gesprochen.A transfer function between two points can be used to test a so-called system behavior. For example, in the case of a damped connecting element, the frequency-dependent damping behavior of the element, the damping factor, and/or the damped frequency can be checked. The term mechanical vibrations is used in the following. used as an umbrella term for both types of measurement and, where appropriate, referred to as local oscillations or transfer functions.

Weiterhin kann die Ermittlung der Ursache einen Vergleich der durch eine Messung ermittelten mechanischen Schwingungen mit einem Model umfassen.Furthermore, the determination of the cause may include a comparison of the mechanical vibrations determined by a measurement with a model.

In einer ersten Ausführungsform kann das Modell die fluidgefüllte Vorrichtung abbilden. Dies ermöglicht einen Abgleich der ermittelten mechanischen Schwingungen mit einem idealen Modell in einem dem späteren Betriebszustand vergleichbaren Zustand. Der Abgleich mit dem Modell kann erste Hinweise auf mögliche Ursachen geben. Der Aufbau des Modells entspricht dem realen System und die Ursache und Wirkung, beispielsweise bei einer Übertragungsfunktion, sind bekannt oder können zumindest auf einen Bereich begrenzt werden.In a first embodiment, the model can represent the fluid-filled device. This allows a comparison of the determined mechanical vibrations with an ideal model in a state comparable to the subsequent operating condition. The comparison with the model can provide initial clues to possible causes. The structure of the model corresponds to the real system, and the cause and effect, for example, in a transfer function, are known or can at least be limited to a specific range.

Insbesondere kann das Modell die fluidfreie Vorrichtung abbilden. Dies ermöglicht den Vergleich der ermittelten mechanischen Schwingungen mit einem der fluidfreien Vorrichtung entsprechenden Modell, wodurch das Auffinden der Ursache vorteilhaft vereinfacht werden kann. Insbesondere wenn die Ursache bei fluidgefülltem System nicht oder nur unzureichend ermittelt werden konnte, kann der Abgleich mit dem Modell weitere Hinweise auf die Ursache geben.In particular, the model can represent the fluid-free device. This allows the measured mechanical vibrations to be compared with a model corresponding to the fluid-free device, which can advantageously simplify the process of identifying the cause. Especially if the cause could not be determined or could only be determined inadequately in a fluid-filled system, comparison with the model can provide further clues to the cause.

Weiterhin kann das Modell die akustische Fortpflanzung in der Vorrichtung abbilden, also als akustisches Modell ausgebildet sein. Das Modell kann auf Basis einer Differenzbildung der in den beiden Zuständen der Vorrichtung (fluidgefüllt und zumindest teilweise fluidfrei) ermittelten mechanischen Schwingungen verglichen werden.Furthermore, the model can represent the acoustic propagation in the device, i.e., be designed as an acoustic model. The model can be compared based on the difference between the mechanical vibrations determined in the two states of the device (fluid-filled and at least partially fluid-free).

In einer weiteren Ausführungsform kann mindestens ein Modell zur Erprobung einer ermittelten Ursache verwendet werden. Die Erprobung der Lösungen zur Behebung der Ursache im Modell oder gegebenenfalls in zwei oder drei Modellen hat zwei Vorteile.In another embodiment, at least one model can be used to test a determined cause. Testing the solutions to eliminate the cause in the model, or possibly in two or three models, has two advantages.

Einerseits kann bestätigt werden, dass die ermittelte Ursache auch die tatsächliche Ursache ist. Andererseits kann die Wirkung der Lösung auf die Vorrichtung im Vorfeld anhand der Modelle überprüft werden. Insbesondere ermöglicht es vergleichsweise einfach eine möglicherweise notwendige iterative Vorgehensweise bei der Ermittlung der Lösung, was sich positiv auf den Zeitaufwand und damit auf die Herstellkosten auswirkt.On the one hand, it can be confirmed that the identified cause is also the actual cause. On the other hand, the effect of the solution on the device can be verified in advance using the models. In particular, it allows for a potentially necessary iterative approach to determining the solution, which has a positive effect on time expenditure and thus on manufacturing costs.

Die Verwendung von mindestens einem Modell, insbesondere von zwei oder drei Modellen kann dazu führen, dass mit nur einer Wiederholung des Verfahrens alle Ursachen, welche zu einer Überschreitung der Spezifikation geführt haben, ermittelt und die zur Lösung notwendigen Maßnahmen festgelegt werden können.The use of at least one model, especially two or three models, can lead to the identification of all causes that have led to an exceedance of the specification and the determination of the measures necessary to resolve it with only one repetition of the procedure.

In einer ersten Ausführungsform können die Maßnahmen zur Behebung der Ursache eine Veränderung von mindestens einer Steifigkeit einer Verbindung und/oder eines Bauteils der Vorrichtung umfassen. Mechanische Verbindungssteifigkeiten können beispielsweise vergleichsweise einfach durch ein Nachziehen einer Schraubverbindung verändert werden. Im Fall von Bauteilen, wie beispielsweise Entkopplungselementen, kann eine Veränderung der Steifigkeit einen Austausch des Elementes notwendig machen. Weiterhin sind die Bauteile auch über das Fluid miteinander verbunden, weisen also eine Verbindungssteifigkeit auf. Die Verbindungssteifigkeiten können beispielsweise über die Anpassung des in den Fluidleitungen herrschenden Drucks angepasst werden.In a first embodiment, the measures to remedy the cause can include changing at least one stiffness of a connection and/or a component of the device. Mechanical connection stiffnesses can, for example, be changed relatively easily by retightening a screw connection. In the case of components such as decoupling elements, a change in stiffness may necessitate replacing the element. Furthermore, the components are also connected to one another via the fluid, thus exhibiting a connection stiffness. The connection stiffnesses can be adjusted, for example, by adjusting the pressure prevailing in the fluid lines.

Weiterhin können Maßnahmen zur Behebung der Ursache eine Veränderung von mindestens einer Masse eines Bauteils der Vorrichtung umfassen. Die Masse von Bauteilen kann prinzipiell durch das Anbringen oder Entfernen von zusätzlich und lösbar mit dem Bauteil verbundenen Zusatzmassen realisiert werden. Die Anpassung der Masse kann insbesondere in den Fällen von Vorteil sein, in welchen eine Anpassung der Steifigkeit nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich ist. Dies gilt natürlich auch im umgekehrten Fall.Furthermore, measures to eliminate the cause may include changing at least one mass of a component of the device. The mass of components can, in principle, be achieved by adding or removing additional masses that are detachably connected to the component. Adjusting the mass can be particularly advantageous in cases where adjusting the stiffness is not possible or only possible with increased effort. This also applies in the opposite case.

Daneben können Maßnahmen zur Behebung der Ursache eine Veränderung von mindestens einer Dämpfungswirkung einer Verbindung und/oder eines Bauteils der Vorrichtung umfassen. Dies kann insbesondere im Fall von Resonatoren, wie beispielsweise Helmholtz-Resonatoren, welche insbesondere in der Akustik, also zur Dämpfung eines Fluids, Anwendung finden, eine Lösung sein. Weiterhin kann die Dämpfungswirkung auch durch den Austausch eines Dämpfers, wie beispielsweise eines abgestimmten Massendämpfers, angepasst werden.In addition, measures to remedy the cause may include changing at least one damping effect of a connection and/or component of the device. This can be a solution, particularly in the case of resonators, such as Helmholtz resonators, which are used primarily in acoustics, i.e., for damping a fluid. Furthermore, the damping effect can also be adjusted by replacing a damper, such as a tuned mass damper.

Als Maßnahmen können grundsätzlich die drei grundlegenden Parameter eines schwingfähigen Systems, also Steifigkeit, Masse und Dämpfung eingestellt werden, wobei hierbei die Zugänglichkeit und der Aufwand eines Austausches bei der Wahl der Maßnahme ausschlaggebend ist.In principle, the three basic parameters of an oscillating system, i.e. stiffness, mass and damping, can be adjusted as measures, whereby the accessibility and the cost of replacement are decisive in the choice of the measure.

Das Design der Vorrichtung kann auf Basis der durch das Verfahren ermittelten Erfahrungen angepasst werden. So können beispielsweise Möglichkeiten zum Anbringen von Zusatzmassen oder ein vereinfachter Austausch von Federn und oder Dämpfern vorgesehen werden.The design of the device can be adapted based on the experience gained through the process. For example, options for attaching additional masses or simplified replacement of springs and/or dampers can be provided.

Alternativ können auch aktive Komponenten entwickelt oder, falls vorhanden, eingesetzt werden, welche eine Einstellung von Steifigkeit, Dämpfung und gegebenenfalls auch der Masse ermöglichen. Insbesondere im Bereich der Akustik ist eine aktive Änderung der akustischen Masse denkbar.Alternatively, active components can be developed or, if available, used, which allow adjustment of stiffness, damping, and, if necessary, mass. Active modification of the acoustic mass is particularly conceivable in the field of acoustics.

Grundsätzlich können alle zuvor beschriebenen Änderungen und Anpassungen von Steifigkeit, Dämpfung und Masse sowohl als aktive als auch passive Maßnahmen ausgeführt werden. Weiterhin können die genannten Maßnahmen sowohl für den strukturmechanischen als auch für den akustischen Übertragungspfad Anwendung finden.In principle, all of the previously described changes and adjustments to stiffness, damping, and mass can be implemented as both active and passive measures. Furthermore, the aforementioned measures can be applied to both the structural and acoustic transmission paths.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

  • 1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
  • 2 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithografie,
  • 3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Projektionsbelichtungsanlage, und
  • 4 ein Flussdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Verfahren.
In the following, embodiments and variants of the invention are explained in more detail with reference to the drawings.
  • 1 schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography,
  • 2 schematic meridional section of a projection exposure system for DUV projection lithography,
  • 3 a projection exposure system known from the state of the art, and
  • 4 a flowchart for a method according to the invention.

Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die 1 exemplarisch die wesentlichen Bestandteile einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie beschrieben. Die Beschreibung des grundsätzlichen Aufbaus der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie deren Bestandteile sind hierbei nicht einschränkend verstanden.In the following, first with reference to the 1 The essential components of a projection exposure system 1 for microlithography are described by way of example. The description of the basic structure of the projection exposure system 1 and its components is not intended to be limiting.

Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem die Lichtquelle 3 nicht.One embodiment of an illumination system 2 of the projection exposure system 1 has, in addition to a radiation source 3, an illumination optics 4 for illuminating an object field 5 in an object plane 6. In an alternative embodiment, the light source 3 can also be provided as a separate module from the rest of the illumination system. In this case, the illumination system does not include the light source 3.

Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.A reticle 7 arranged in the object field 5 is illuminated. The reticle 7 is held by a reticle holder 8. The reticle holder 8 can be displaced, in particular in a scanning direction, via a reticle displacement drive 9.

In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene hinein. Die y-Richtung verläuft horizontal und die z-Richtung verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 6.In the 1 For explanation purposes, a Cartesian xyz coordinate system is shown. The x-direction is perpendicular to the plane of the drawing. The y-direction is horizontal and the z-direction is vertical. The scanning direction is in the 1 along the y-direction. The z-direction runs perpendicular to the object plane 6.

Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.The projection exposure system 1 comprises a projection optics 10. The projection optics 10 serves to image the object field 5 into an image field 11 in an image plane 12. The image plane 12 runs parallel to the object plane 6. Alternatively, an angle other than 0° between the object plane 6 and the image plane 12 is also possible.

Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the image plane 12 in the region of the image field 11. The wafer 13 is held by a wafer holder 14. The wafer holder 14 can be displaced, in particular along the y-direction, via a wafer displacement drive 15. The displacement of the reticle 7, on the one hand, via the reticle displacement drive 9, and the wafer 13, on the other hand, via the wafer displacement drive 15, can be synchronized with each other.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Laser Produced Plasma, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Free-Electron-Laser, FEL) handeln.Radiation source 3 is an EUV radiation source. Radiation source 3 emits, in particular, EUV radiation 16, which is also referred to below as useful radiation, illumination radiation, or illumination light. The useful radiation has, in particular, a wavelength in the range between 5 nm and 30 nm. Radiation source 3 can be a plasma source, for example, an LPP source (laser produced plasma) or a DPP source (gas discharged produced plasma). It can also be a synchrotron-based radiation source. Radiation source 3 can be a free-electron laser (FEL).

Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45° gegenüber der Normalenrichtung der Spiegeloberfläche, oder im normalen Einfall (Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The illumination radiation 16 emanating from the radiation source 3 is focused by a collector 17. The collector 17 can be a collector with one or more ellipsoidal and/or hyperboloidal reflection surfaces. The at least one reflection surface of the collector 17 can be exposed to the illumination radiation 16 at grazing incidence (GI), i.e., at angles of incidence greater than 45° relative to the normal direction of the mirror surface, or at normal incidence (NI), i.e., at angles of incidence less than 45°. The collector 17 can be structured and/or coated, on the one hand, to optimize its reflectivity for the useful radiation and, on the other hand, to suppress stray light.

Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.After the collector 17, the illumination radiation 16 propagates through an intermediate kus in an intermediate focal plane 18. The intermediate focal plane 18 can represent a separation between a radiation source module, comprising the radiation source 3 and the collector 17, and the illumination optics 4.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.The illumination optics 4 comprises a deflecting mirror 19 and, downstream of this in the beam path, a first facet mirror 20. The deflecting mirror 19 can be a flat deflecting mirror or, alternatively, a mirror with a beam-influencing effect beyond the pure deflection effect. Alternatively or additionally, the deflecting mirror 19 can be designed as a spectral filter that separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from stray light of a different wavelength. If the first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 that is optically conjugate to the object plane 6 as the field plane, it is also referred to as a field facet mirror. The first facet mirror 20 comprises a plurality of individual first facets 21, which are also referred to below as field facets. Of these facets 21, 1 only a few examples are shown.

Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The first facets 21 can be designed as macroscopic facets, in particular as rectangular facets or as facets with an arcuate or partially circular edge contour. The first facets 21 can be designed as flat facets or, alternatively, as convexly or concavely curved facets.

Wie beispielsweise aus der DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.As for example from the DE 10 2008 009 600 A1 As is known, the first facets 21 themselves can also be composed of a plurality of individual mirrors, in particular a plurality of micromirrors. The first facet mirror 20 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS system). For details, reference is made to DE 10 2008 009 600 A1 referred to.

Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.Between the collector 17 and the deflecting mirror 19, the illumination radiation 16 runs horizontally, i.e. along the y-direction.

Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der US 2006/0132747 A1 , der EP 1 614 008 B1 und der US 6,573,978 .In the beam path of the illumination optics 4, a second facet mirror 22 is arranged downstream of the first facet mirror 20. If the second facet mirror 22 is arranged in a pupil plane of the illumination optics 4, it is also referred to as a pupil facet mirror. The second facet mirror 22 can also be arranged at a distance from a pupil plane of the illumination optics 4. In this case, the combination of the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22 is also referred to as a specular reflector. Specular reflectors are known from US 2006/0132747 A1 , the EP 1 614 008 B1 and the US 6,573,978 .

Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23. In the case of a pupil facet mirror, the second facets 23 are also referred to as pupil facets.

Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.The second facets 23 can also be macroscopic facets, which can be round, rectangular or hexagonal, or alternatively facets composed of micromirrors. In this regard, reference is also made to the DE 10 2008 009 600 A1 referred to.

Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The second facets 23 may have planar or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.

Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.The illumination optics 4 thus form a double-faceted system. This basic principle is also known as a honeycomb condenser (fly's eye integrator).

Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der Pupillenfacettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.It may be advantageous not to arrange the second facet mirror 22 exactly in a plane that is optically conjugate to a pupil plane of the projection optics 10. In particular, the pupil facet mirror 22 may be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as is shown, for example, in the DE 10 2017 220 586 A1 described.

Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.With the help of the second facet mirror 22, the individual first facets 21 are imaged into the object field 5. The second facet mirror 22 is the last bundle-forming mirror or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path before the object field 5.

Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the illumination optics 4 (not shown), a transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5, which transmission optics contributes in particular to the imaging of the first facets 21 into the object field 5. The transmission optics can have exactly one mirror, but alternatively also two or more mirrors, which are arranged one behind the other in the beam path of the illumination optics 4. The transmission optics can in particular comprise one or two mirrors for normal incidence (NI mirrors, normal incidence mirrors) and/or one or two mirrors for grazing incidence (GI mirrors, grazing incidence mirrors).

Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 22.The illumination optics 4 has in the version shown in the 1 shown, after the collector 17 exactly three mirrors, namely the deflection mirror 19, the field facet mirror 20 and the pupil facet mirror 22.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.In a further embodiment of the illumination optics 4, the deflection mirror 19 can also be omitted, so that the illumination optics 4 can then have exactly two mirrors after the collector 17, namely the first facet mirror 20 and the second facet mirror 22.

Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the first facets 21 by means of the second facets 23 or with the second facets 23 and a transmission optics into the object plane 6 is usually only an approximate imaging.

Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.The projection optics 10 comprises a plurality of mirrors Mi, which are numbered according to their arrangement in the beam path of the projection exposure system 1.

Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.In the 1 In the example shown, the projection optics 10 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve, or a different number of mirrors M1 are also possible. The penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16. The projection optics 10 are doubly obscured optics. The projection optics 10 have an image-side numerical aperture that is greater than 0.5 and can also be greater than 0.6, for example, 0.7 or 0.75.

Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as freeform surfaces without a rotational symmetry axis. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one rotational symmetry axis of the reflection surface shape. The mirrors Mi, like the mirrors of the illumination optics 4, can have highly reflective coatings for the illumination radiation 16. These coatings can be designed as multilayer coatings, in particular with alternating layers of molybdenum and silicon.

Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.The projection optics 10 has a large object-image offset in the y-direction between a y-coordinate of a center of the object field 5 and a y-coordinate of the center of the image field 11. This object-image offset in the y-direction can be approximately as large as a z-distance between the object plane 6 and the image plane 12.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The projection optics 10 can, in particular, be anamorphic. It has, in particular, different image scales βx, βy in the x and y directions. The two image scales βx, βy of the projection optics 10 are preferably (βx, βy) = (+/- 0.25, +/- 0.125). A positive image scale β means an image without image inversion. A negative sign for the image scale β means an image with image inversion.

Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The projection optics 10 thus leads to a reduction in the ratio 4:1 in the x-direction, i.e. in the direction perpendicular to the scanning direction.

Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The projection optics 10 results in a reduction of 8:1 in the y-direction, i.e. in the scanning direction.

Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other magnifications are also possible. Magnifications with the same sign and absolutely identical in the x and y directions, for example, with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.

Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1 .The number of intermediate image planes in the x- and y-direction in the beam path between the object field 5 and the image field 11 can be the same or can be different, depending on the design of the projection optics 10. Examples of projection optics with different numbers of such intermediate images in the x- and y-direction are known from US 2018/0074303 A1 .

Jeweils eine der Pupillenfacetten 23 ist genau einer der Feldfacetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die Feldfacetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 23.Each of the pupil facets 23 is assigned to exactly one of the field facets 21 to form a respective illumination channel for illuminating the object field 5. This can, in particular, result in illumination according to the Köhler principle. The far field is divided into a plurality of object fields 5 using the field facets 21. The field facets 21 generate a plurality of images of the intermediate focus on the pupil facets 23 assigned to them.

Die Feldfacetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The field facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an associated pupil facet 23, superimposed on one another, to illuminate the object field 5. The illumination of the object field 5 is, in particular, as homogeneous as possible. It preferably has a uniformity error of less than 2%. Field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.

Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.By arranging the pupil facets, the illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be geometrically defined. By selecting the illumination channels, in particular the subset of the pupil facets that guide light, the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be adjusted. This intensity distribution is also referred to as the illumination setting.

Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the illumination optics 4 can be achieved by redistributing the illumination channels.

Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the object field 5 and in particular of the entrance pupil of the projection optics 10 are described below.

Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The projection optics 10 can, in particular, have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.

Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the projection optics 10 cannot usually be precisely illuminated with the pupil facet mirror 22. When the projection optics 10 images the center of the pupil facet mirror 22 telecentrically onto the wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point. However, a surface can be found in which the pairwise determined spacing of the aperture rays is minimized. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugate to it in spatial space. In particular, this surface exhibits a finite curvature.

Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.It is possible that the projection optics 10 have different entrance pupil positions for the tangential and sagittal beam paths. In this case, an imaging element, in particular an optical component of the transmission optics, should be provided between the second facet mirror 22 and the reticle 7. With the help of this optical element, the different positions of the tangential entrance pupil and the sagittal entrance pupil can be taken into account.

Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist.At the 1 In the illustrated arrangement of the components of the illumination optics 4, the pupil facet mirror 22 is arranged in a surface conjugated to the entrance pupil of the projection optics 10. The field facet mirror 20 is arranged tilted relative to the object plane 6. The first facet mirror 20 is arranged tilted relative to an arrangement plane defined by the deflection mirror 19.

Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.The first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane which is defined by the second facet mirror 22.

2 zeigt schematisch im Meridionalschnitt eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 101 für die DUV-Projektionslithografie, in welcher die Erfindung ebenfalls zur Anwendung kommen kann. 2 shows schematically in meridional section a further projection exposure system 101 for DUV projection lithography, in which the invention can also be used.

Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung ist vergleichbar mit dem in 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in 2 beginnen also mit 101.The structure of the projection exposure system 101 and the principle of imaging is comparable to that in 1 described structure and procedure. Identical components are provided with a 100% difference 1 raised reference symbols, the reference symbols in 2 So start with 101.

Im Unterschied zu einer wie in 1 beschriebenen EUV-Projektionsbelichtungsanlage 1 können auf Grund der größeren Wellenlänge der als Nutzlicht verwendeten DUV-Strahlung 116 im Bereich von 100 nm bis 300 nm, insbesondere von 193 nm, in der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 101 zur Abbildung beziehungsweise zur Beleuchtung refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elementen 117, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen verwendet werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 101 umfasst dabei im Wesentlichen ein Beleuchtungssystem 102, einen Retikelhalter 108 zur Aufnahme und exakten Positionierung eines mit einer Struktur versehenen Retikels 107, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 113 bestimmt werden, einen Waferhalter 114 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung eben dieses Wafers 113 und einem Projektionsobjektiv 110, mit mehreren optischen Elementen 117, die über Fassungen 118 in einem Objektivgehäuse 119 des Projektionsobjektives 110 gehalten sind.In contrast to a 1 Due to the longer wavelength of the DUV radiation 116 used as useful light in the range from 100 nm to 300 nm, in particular from 193 nm, in the EUV projection exposure system 101 described, refractive, diffractive and/or reflective optical elements 117, such as lenses, mirrors, prisms, cover plates and the like, can be used for imaging or illumination. The projection exposure system 101 essentially comprises an illumination system 102, a reticle holder 108 for receiving and precisely positioning a reticle 107 provided with a structure, by means of which the later structures on a wafer 113 are determined, a wafer holder 114 for holding, moving and precisely positioning this wafer 113 and a projection lens 110 with a plurality of optical elements 117 which are held via mounts 118 in a lens housing 119 of the projection lens 110.

Das Beleuchtungssystem 102 stellt eine für die Abbildung des Retikels 107 auf dem Wafer 113 benötigte DUV-Strahlung 116 bereit. Als Quelle für diese Strahlung 116 kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung 116 wird in dem Beleuchtungssystem 102 über optische Elemente derart geformt, dass die DUV-Strahlung 116 beim Auftreffen auf das Retikel 107 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.The illumination system 102 provides DUV radiation 116 required for imaging the reticle 107 on the wafer 113. A laser, a plasma source, or the like can be used as the source for this radiation 116. The radiation 116 is shaped in the illumination system 102 via optical elements such that the DUV radiation 116 has the desired properties with regard to diameter, polarization, wavefront shape, and the like when it strikes the reticle 107.

Der Aufbau der nachfolgenden Projektionsoptik 101 mit dem Objektivgehäuse 119 unterscheidet sich außer durch den zusätzlichen Einsatz von refraktiven optischen Elementen 117 wie Linsen, Prismen, Abschlussplatten prinzipiell nicht von dem in 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.The structure of the subsequent projection optics 101 with the lens housing 119 does not differ in principle from that in 1 described structure and is therefore not described further.

3 zeigt eine grob schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Projektionsoptik 10 einer Projektionsbelichtungsanlage 1, wie sie in der 1 erläutert ist. Die in der 3 dargestellte Projektionsoptik 10 ist auf dem Maschinenbett 30 der Projektionsbelichtungsanlage 1 angeordnet und umfasst einen Grundrahmen 31, welcher zur Vermeidung von einer Übertragung mechanischer Schwingungen von dem Maschinenbett 30 auf den Grundrahmen 31 durch eine Entkopplung 49 mit diesem verbunden ist. Im Folgenden werden alle aufgeführten Entkopplungen 49 ohne eine spezielle Bedeutung für die Erfindung zur Vereinfachung mit der Bezugsziffer 49 bezeichnet, wogegen relevante Entkopplungen jeweils eine gesonderte Bezugsziffer erhalten. 3 shows a roughly schematic representation of a projection optics 10 of a projection exposure apparatus 1 known from the prior art, as shown in the 1 The information in the 3 The projection optics 10 shown is arranged on the machine bed 30 of the projection exposure system 1 and comprises a base frame 31 which is designed to prevent the transmission of mechanical vibrations from the machine bed 30 is connected to the base frame 31 by a decoupling 49. For simplicity, all listed decouplings 49 without any specific significance for the invention are designated by the reference numeral 49 below, whereas relevant decouplings are each given a separate reference numeral.

Der Grundrahmen 31 ist über eine weitere Entkopplung 49 mit einem Zwischenrahmen 32 verbunden, auf welchem wiederum jeweils über eine Entkopplung 49 ein Modulrahmen 33 zur Aufnahme von Spiegelmodulen 35 und ein Referenzrahmen 34 angeordnet sind. Die Entkopplungen 49 minimieren also die Übertragung von mechanischen Schwingungen auf die auf den Spiegelmodulen 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 angeordneten in der 3 nicht gesondert bezeichneten Spiegel. Dem Fachmann ist durchaus bekannt, dass die Entkopplungen 49 nicht identisch, sondern jeweils auf die an sie gestellten Anforderungen ausgelegt sind. Die Spiegelmodule 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 sind über Anbindungen 36 mit dem Modulrahmen 33 verbunden. Die Spiegelmodule 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 umfassen weiterhin Sensoren 38, welche die Position der Spiegel gegenüber dem Referenzrahmen 34 erfassen, wodurch die Position der einzelnen Spiegel zueinander und gegenüber weiteren Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1, wie beispielsweise zu dem in der 1 erläuterten Retikel 7 und dem Wafer 13 (beide nicht dargestellt) über eine nicht dargestellte Ansteuerung geregelt werden kann. Die Spiegelmodule 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 sind beispielhaft über eine Leitung 47 mit einer Ansteuerung 46 verbunden. Die beispielhafte Leitung 47 weist zwischen dem Grundrahmen 31 und dem Zwischenrahmen 32, diesem und dem Modulrahmen 33, sowie zwischen diesem und dem Spiegelmodul 35.3 jeweils eine Entkopplungsschlinge 44 auf, welche zur Minimierung der Übertragung mechanischer Schwingungen auf die Spiegelmodule 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 dienen.The base frame 31 is connected via a further decoupling 49 to an intermediate frame 32, on which in turn a module frame 33 for receiving mirror modules 35 and a reference frame 34 are arranged via a decoupling 49. The decouplings 49 thus minimize the transmission of mechanical vibrations to the mirror modules 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 arranged in the 3 not separately designated mirrors. The person skilled in the art will be aware that the decouplings 49 are not identical, but are each designed to meet the requirements placed on them. The mirror modules 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 are connected to the module frame 33 via connections 36. The mirror modules 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 further comprise sensors 38, which detect the position of the mirrors relative to the reference frame 34, whereby the position of the individual mirrors relative to one another and relative to other components of the projection exposure system 1, such as, for example, the 1 explained reticle 7 and the wafer 13 (both not shown) can be controlled via a control system not shown. The mirror modules 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 are connected, for example, via a line 47 to a control system 46. The exemplary line 47 has a decoupling loop 44 between the base frame 31 and the intermediate frame 32, between the latter and the module frame 33, and between the latter and the mirror module 35.3, which decoupling loops serve to minimize the transmission of mechanical vibrations to the mirror modules 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6.

Das Spiegelmodul 35.3 weist beispielhaft Fluidleitungen 39 zur Kühlung des Spiegels mit einem Fluid 40, wie beispielsweise reinem Wasser, auf. Das Fluid 40 wird von einem ersten Bereich 41.1 eines Wasserkabinetts 41 zur Bereitstellung und Aufbereitung des Fluids 40, welches über Entkopplungen 49 mit dem Grundrahmen 31 und dem Maschinenbett 30 verbunden ist, über eine Zuleitung 42 bis zu der Fluidleitung 39 des auf dem Spiegelmodul 35.3 angeordneten Spiegels geführt und über eine Ableitung 43 wieder zurück in einen zweiten Bereich 41.2 des Wasserkabinetts 41 geführt, wobei die beiden Bereiche 41.1 und 41.2 über eine Verbindungsleitung 45 miteinander verbunden sind. Die Zuleitung 42 und die Ableitung 43 weisen zwischen dem Grundrahmen 31 und dem Zwischenrahmen 32, diesem und dem Modulrahmen 33, sowie zwischen diesem und dem Spiegel (nicht dargestellt) jeweils eine Entkopplungsschlinge 44 auf, welche ebenfalls zur Minimierung der Übertragung mechanischer Schwingungen auf die Spiegelmodule 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, 35.6 dienen. Die Zuleitung 42 und Ableitung 43 umfassen weiterhin sowohl Leitungs-Dämpfer 50 zur Dämpfung der über die Leitungen 42, 43 übertragenen mechanischen Schwingungen, als auch Fluid-Dämpfer 60 zur Dämpfung von über das Fluid 40 übertragenen mechanischen Schwingungen. Diese sind unter anderem aufgrund von Bauraumbeschränkungen an unterschiedlichen Stellen der Leitungen 42, 43 angeordnet, wodurch es auch nach den Dämpfern zu einer Wechselwirkung der über die Leitungen 42, 43 und dem Fluid 40 übertragenen mechanischen Schwingungen kommen kann.The mirror module 35.3 has, for example, fluid lines 39 for cooling the mirror with a fluid 40, such as pure water. The fluid 40 is guided from a first area 41.1 of a water cabinet 41 for providing and processing the fluid 40, which is connected to the base frame 31 and the machine bed 30 via decouplings 49, via a supply line 42 to the fluid line 39 of the mirror arranged on the mirror module 35.3 and is guided back via a discharge line 43 into a second area 41.2 of the water cabinet 41, wherein the two areas 41.1 and 41.2 are connected to one another via a connecting line 45. The supply line 42 and the discharge line 43 each have a decoupling loop 44 between the base frame 31 and the intermediate frame 32, between the intermediate frame 32 and the module frame 33, as well as between the intermediate frame 33 and the mirror (not shown). These decoupling loops also serve to minimize the transmission of mechanical vibrations to the mirror modules 35.1, 35.2, 35.3, 35.4, 35.5, and 35.6. The supply line 42 and the discharge line 43 further comprise both line dampers 50 for damping the mechanical vibrations transmitted via the lines 42, 43, and fluid dampers 60 for damping mechanical vibrations transmitted via the fluid 40. These are arranged at different locations on the lines 42, 43 due, among other things, to installation space restrictions, which can lead to an interaction of the mechanical vibrations transmitted via the lines 42, 43 and the fluid 40 even after the dampers.

Die Projektionsoptik 10 wird nach der Montage zur Qualitätskontrolle als einzelne Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage 1 abgenommen, also qualifiziert. Dabei werden unter anderem die Übertragung von mechanischen Schwingungen über die Fluidleitungen 39, 42, 43 und die Leitungen 47 auf deren Auswirkung auf die Spiegel qualifiziert.After assembly, the projection optics 10 is accepted for quality control as an individual component of a projection exposure system 1, i.e., qualified. Among other things, the transmission of mechanical vibrations via the fluid lines 39, 42, 43 and the lines 47 is qualified for their effect on the mirrors.

4 beschreibt ein mögliches Verfahren zur Abnahme einer Vorrichtung für die Halbleiterlithografie, wobei die Vorrichtung mindestens eine im Betrieb mit einem Fluid gefüllte Fluidleitung aufweist, umfassend folgende Verfahrensschritte:

  • In einem ersten Verfahrensschritt 61 werden mechanische Schwingungen der Vorrichtung 10 bei mit Fluid gefüllter Fluidleitung 39 ermittelt.
4 describes a possible method for removing a device for semiconductor lithography, wherein the device has at least one fluid line filled with a fluid during operation, comprising the following method steps:
  • In a first method step 61, mechanical vibrations of the device 10 are determined when the fluid line 39 is filled with fluid.

In einem zweiten Verfahrensschritt 62 werden die ermittelten mechanischen Schwingungen mit einer festgelegten Spezifikation verglichen.In a second method step 62, the determined mechanical vibrations are compared with a defined specification.

In einem dritten Verfahrensschritt 63 werden im Fall, dass die Ursache einer Überschreitung der Spezifikation durch die ermittelten mechanischen Schwingungen nicht gefunden werden kann, mechanische Schwingungen der Vorrichtung 10 bei zumindest teilweise fluidfreien Fluidleitungen ermittelt.In a third method step 63, if the cause of exceeding the specification cannot be found by the determined mechanical vibrations, mechanical vibrations of the device 10 are determined with fluid lines that are at least partially free of fluid.

In einem vierten Verfahrensschritt 64 wird die Ursache der die Spezifikation überschreitenden mechanischen Schwingungen auf Basis der ermittelten mechanischen Schwingungen ermittelt.In a fourth method step 64, the cause of the mechanical vibrations exceeding the specification is determined on the basis of the detected mechanical vibrations.

In einem fünften Verfahrensschritt 65 wird die ermittelte Ursache behoben.In a fifth procedural step 65, the identified cause is remedied.

In einem sechsten Verfahrensschritt 66 werden die vorangehenden Verfahrensschritte solange wiederholt, bis die Spezifikation erreicht ist.In a sixth process step 66, the preceding process steps are repeated until the specification is reached.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
22
Beleuchtungssystemlighting system
33
StrahlungsquelleRadiation source
44
BeleuchtungsoptikLighting optics
55
ObjektfeldObject field
66
ObjektebeneObject level
77
RetikelReticle
88
RetikelhalterReticle holder
99
RetikelverlagerungsantriebReticle displacement drive
1010
ProjektionsoptikProjection optics
1111
BildfeldImage field
1212
BildebeneImage plane
1313
Waferwafer
1414
WaferhalterWafer holder
1515
WaferverlagerungsantriebWafer relocation drive
1616
EUV-StrahlungEUV radiation
1717
Kollektorcollector
1818
ZwischenfokusebeneIntermediate focal plane
1919
UmlenkspiegelDeflecting mirror
2020
FacettenspiegelFaceted mirror
2121
Facettenfacets
2222
FacettenspiegelFaceted mirror
2323
Facettenfacets
3030
Maschinenbettmachine bed
3131
GrundrahmenBase frame
3232
Zwischenrahmenintermediate frame
3333
ModulrahmenModule frame
3434
ReferenzrahmenReference frame
3535
SpiegelmodulMirror module
3636
Anbindung SpiegelMirror connection
3838
Sensorsensor
3939
FluidleitungFluid line
4040
FluidFluid
41,41.1, 41.241, 41.1, 41.2
WasserkabinettWater Cabinet
4242
Zuleitungsupply line
4343
Ableitungderivative
4444
Entkopplungsschlinge FluidleitungDecoupling loop fluid line
4545
Verbindungsleitung FluidreservoirFluid reservoir connecting line
4646
AnsteuerungControl
4747
LeitungLine
4949
Entkopplung allgemeinDecoupling in general
5050
LeitungsdämpferLine damper
101101
ProjektionsbelichtungsanlageProjection exposure system
102102
Beleuchtungssystemlighting system
107107
RetikelReticle
108108
RetikelhalterReticle holder
110110
ProjektionsoptikProjection optics
113113
Waferwafer
114114
WaferhalterWafer holder
116116
DUV-StrahlungDUV radiation
117117
optisches Elementoptical element
118118
Fassungenversions
119119
Objektivgehäuselens housing
M1-M6M1-M6
SpiegelMirror

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2008 009 600 A1 [0045, 0049]DE 10 2008 009 600 A1 [0045, 0049]
  • US 2006/0132747 A1 [0047]US 2006/0132747 A1 [0047]
  • EP 1 614 008 B1 [0047]EP 1 614 008 B1 [0047]
  • US 6,573,978 [0047]US 6,573,978 [0047]
  • DE 10 2017 220 586 A1 [0052]DE 10 2017 220 586 A1 [0052]
  • US 2018/0074303 A1 [0066]US 2018/0074303 A1 [0066]

Claims (13)

Verfahren zur Abnahme einer Vorrichtung (10) für die Halbleiterlithografie, wobei die Vorrichtung (10) mindestens ein im Betrieb mit einem Fluid gefülltes Fluidleitungssystem (39) aufweist, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ermittlung von mechanischen Schwingungen der Vorrichtung (10) bei mit Fluid gefüllten Fluidleitung (39) - Vergleich der ermittelten mechanischen Schwingungen mit einer festgelegten Spezifikation - Ermittlung von mechanischen Schwingungen der Vorrichtung (10) bei zumindest teilweise fluidfreien Fluidleitungen (39) im Fall, dass die Ursache einer Überschreitung der Spezifikation durch die ermittelten mechanischen Schwingungen nicht ermittelt werden kann - Ermittlung der Ursache der die Spezifikation überschreitenden mechanischen Schwingungen auf Basis der ermittelten mechanischen Schwingungen - Behebung der ermittelten Ursache - Wiederholung der vorangehenden Verfahrensschritte bis die Spezifikation erreicht ist.A method for accepting a device (10) for semiconductor lithography, wherein the device (10) has at least one fluid line system (39) filled with a fluid during operation, comprising the following method steps: - Determining mechanical vibrations of the device (10) when the fluid line (39) is filled with fluid - Comparing the determined mechanical vibrations with a specified specification - Determining mechanical vibrations of the device (10) when the fluid lines (39) are at least partially free of fluid in the event that the cause of the specification being exceeded cannot be determined based on the determined mechanical vibrations - Determining the cause of the mechanical vibrations exceeding the specification based on the determined mechanical vibrations - Eliminating the determined cause - Repeating the preceding method steps until the specification is reached. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) als Komponente einer Projektionsbelichtungsanlage (1) ausgebildet ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the device (10) is designed as a component of a projection exposure system (1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) als Projektionsbelichtungsanlage (1) ausgebildet ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the device (10) is designed as a projection exposure system (1). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Schwingungen frequenzaufgelöst ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical vibrations are determined in a frequency-resolved manner. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Schwingungen lokal, also als an einen Ort der Vorrichtung (10) ermittelte Schwingungen und/oder als Übertragungsfunktion zwischen zwei Punkten der Vorrichtung (10) ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical vibrations are determined locally, i.e. as vibrations determined at a location of the device (10) and/or as a transfer function between two points of the device (10). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Ursache einen Vergleich der durch eine Messung ermittelten mechanischen Schwingungen mit einem Modell umfassen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the cause comprises a comparison of the mechanical vibrations determined by a measurement with a model. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell die fluidgefüllte Vorrichtung (10) abbildet.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the model depicts the fluid-filled device (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell die fluidfreie Vorrichtung (10) abbildet.Method according to one of the Claims 6 or 7 , characterized in that the model depicts the fluid-free device (10). Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell die akustische Fortpflanzung des Fluids in der Vorrichtung (10) abbildet.Method according to one of the Claims 6 until 8 , characterized in that the model represents the acoustic propagation of the fluid in the device (10). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Ursache Resonanzfrequenzen in der Vorrichtung (10) ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that resonance frequencies in the device (10) are determined when determining the cause. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Maßnahmen zur Behebung der Ursache eine Veränderung von mindestens einer Steifigkeit einer Verbindung und/oder eines Bauteils der Vorrichtung (10) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises measures for eliminating the cause of a change in at least one stiffness of a connection and/or a component of the device (10). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Maßnahmen zur Behebung der Ursache eine Veränderung von mindestens einer Masse eines Bauteils der Vorrichtung (10) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises measures for eliminating the cause of a change in at least one mass of a component of the device (10). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Maßnahmen zur Behebung der Ursache eine Veränderung von mindestens einer Dämpfungswirkung einer Verbindung (39,47) und/oder eines Bauteils der Vorrichtung (10) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises measures for eliminating the cause of a change in at least one damping effect of a connection (39, 47) and/or a component of the device (10).
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573978B1 (en) 1999-01-26 2003-06-03 Mcguire, Jr. James P. EUV condenser with non-imaging optics
US20060132747A1 (en) 2003-04-17 2006-06-22 Carl Zeiss Smt Ag Optical element for an illumination system
DE102008009600A1 (en) 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facet mirror e.g. field facet mirror, for use as bundle-guiding optical component in illumination optics of projection exposure apparatus, has single mirror tiltable by actuators, where object field sections are smaller than object field
US20180074303A1 (en) 2015-04-14 2018-03-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Imaging optical unit and projection exposure unit including same
DE102017220586A1 (en) 2017-11-17 2019-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupil facet mirror, illumination optics and optical system for a projection exposure apparatus
DE102020206695A1 (en) * 2020-05-28 2021-04-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for reducing vibrations caused by gas bubbles in the temperature control fluid in microlithographic projection exposure systems
DE102023203520A1 (en) * 2023-04-18 2024-10-24 Carl Zeiss Smt Gmbh projection exposure system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573978B1 (en) 1999-01-26 2003-06-03 Mcguire, Jr. James P. EUV condenser with non-imaging optics
US20060132747A1 (en) 2003-04-17 2006-06-22 Carl Zeiss Smt Ag Optical element for an illumination system
EP1614008B1 (en) 2003-04-17 2009-12-02 Carl Zeiss SMT AG Optical element for a lighting system
DE102008009600A1 (en) 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facet mirror e.g. field facet mirror, for use as bundle-guiding optical component in illumination optics of projection exposure apparatus, has single mirror tiltable by actuators, where object field sections are smaller than object field
US20180074303A1 (en) 2015-04-14 2018-03-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Imaging optical unit and projection exposure unit including same
DE102017220586A1 (en) 2017-11-17 2019-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupil facet mirror, illumination optics and optical system for a projection exposure apparatus
DE102020206695A1 (en) * 2020-05-28 2021-04-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for reducing vibrations caused by gas bubbles in the temperature control fluid in microlithographic projection exposure systems
DE102023203520A1 (en) * 2023-04-18 2024-10-24 Carl Zeiss Smt Gmbh projection exposure system

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