[go: up one dir, main page]

WO2024088871A1 - Projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie und verfahren - Google Patents

Projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie und verfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2024088871A1
WO2024088871A1 PCT/EP2023/079125 EP2023079125W WO2024088871A1 WO 2024088871 A1 WO2024088871 A1 WO 2024088871A1 EP 2023079125 W EP2023079125 W EP 2023079125W WO 2024088871 A1 WO2024088871 A1 WO 2024088871A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuator
optical
projection exposure
exposure system
base body
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/079125
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Hartjes
Bettina Wehlauch
Andreas Raba
Johannes Lippert
Erik Loopstra
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
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to CN202380074868.3A priority Critical patent/CN120112860A/zh
Publication of WO2024088871A1 publication Critical patent/WO2024088871A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G03F7/70266—Adaptive optics, e.g. deformable optical elements for wavefront control, e.g. for aberration adjustment or correction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0068—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration having means for controlling the degree of correction, e.g. using phase modulators, movable elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports

Definitions

  • the invention relates to a projection exposure system for semiconductor lithography with optical elements provided with actuators and to a method for integrating the actuators.
  • Projection exposure systems for semiconductor technology are used to produce the finest structures, particularly on semiconductor components or other microstructured parts.
  • the functional principle of the systems mentioned is based on the use of a generally reduced-size image of structures on a mask, with a so-called reticle, on an element to be structured, a so-called wafer, provided with photosensitive material, in order to produce the finest structures down to the nanometer range.
  • the minimum dimensions of the structures produced depend directly on the wavelength of the light used.
  • the so-called DUV range In addition to the predominantly used light sources with an emission wavelength in the range of 100 nm to 300 nm, the so-called DUV range, light sources with an emission wavelength in the range of a few nanometers, for example between 1 nm and 120 nm, in particular in the range of 13.5 nm, have recently been increasingly used.
  • the wavelength range described is also referred to as the EUV range.
  • optical elements used for imaging for the application described above must be positioned with the highest precision and/or deformed if necessary in order to ensure sufficient imaging quality.
  • optical elements designed as mirrors are designed so that the optical effective surface can be deformed in addition to positioning in up to six degrees of freedom.
  • the optical effective surface is the surface of an optical element which, during normal operation of the associated system is exposed to radiation used for imaging and exposure.
  • the deformation is caused by actuators arranged on the back of the mirror opposite the optical active surface.
  • the actuators used can act on the optical element parallel to the optical active surface, but also perpendicular to it.
  • a corresponding arrangement is shown in the German patent application DE 10 2020 210 773 A1.
  • the cited document discloses an optical element in which actuators act on the optical element from the back of the optical element, i.e. the side opposite the optical active surface, and apply forces perpendicular to the optical active surface.
  • a back plate is used as the abutment on which the actuators are supported.
  • the use of the back plate has the consequence that the actuators are not optimally accessible for maintenance or repair purposes.
  • the object of the present invention is to provide a device and a method which eliminates the disadvantages of the prior art described above.
  • the actuator is designed to exert compressive or tensile forces perpendicular to the optical effective surface on the optical element.
  • the at least one actuator is arranged in a recess of a base body of the optical element.
  • the actuator can be connected to the base body via a bearing contact surface arranged in the recess.
  • the above-mentioned connection of the Actuator with the base body can in particular absorb the forces that act on the actuator during control due to the elastic properties of the material of the optical element.
  • the base body itself serves as a support for the actuator and the provision of a back plate, as is known from technology, is not necessary.
  • the optical element comprises an intermediate body arranged between an optical body and the base body.
  • the optical body is the part of the optical element that has the optical effective surface.
  • the intermediate body now offers the possibility of introducing further functionality into the optical element.
  • At least one cavity can be present between the base body and the optical body for at least partial mechanical decoupling of the optical body from the base body, which can be achieved, for example, by a corresponding design of the intermediate body.
  • the at least one cavity can be arranged between the intermediate body and the base body.
  • the at least one actuator can extend at least partially into the cavity mentioned; it is also conceivable that the at least one cavity is designed to be closed off from the at least one actuator.
  • the closed design of the cavity results in the advantage that if the actuators are removed and cleaned, for example with water, no cleaning fluid gets into the cavity, so that there is no need to dry the cavity before mounting the actuators.
  • an intermediate body can comprise fluid channels for controlling the temperature of the optical element. It is advantageous that an intermediate body can be more easily accessible for processing, in particular for creating the aforementioned fluid channels, than, for example, an optical body or the base body.
  • a pin can be present at the bottom of the recess, in particular on the intermediate body, which is mechanically connected to the actuator via an effective contact surface, a certain mechanical Decoupling can be achieved perpendicular to the direction of action of the actuator. Transverse deformations that occur when the actuator is operating are in this case absorbed by the pin and are not transmitted to the vicinity of the optical effective surface.
  • the distance between the optical effective surface and the effective contact surface is between 5 mm and 20 mm, it is possible to achieve a deformation of the optical effective surface with comparatively low actuator forces.
  • the bearing contact surface can be formed on a shoulder in the recess.
  • the bearing contact surface can be connected to the actuator in a simple manner via an adhesive connection.
  • the distance between the bearing contact surface and the back of the base body being between 0 mm and 500 mm, preferably between 0 mm and 250 mm, particularly preferably between 50 mm and 150 mm.
  • At least one clamping element can be arranged between the actuator and an inner surface of the recess.
  • a clamping element is to be understood in particular as an element which is suitable for clamping the actuator in the recess by means of clamping forces.
  • the clamping element can be designed in particular as a sleeve-shaped body.
  • the clamping element can be clamped with its outer surface against an inner surface of the recess and with its inner surface against an outer surface of the actuator and in this way create a force-fitting connection.
  • a method according to the invention for fixing an actuator in a recess in a base body of an optical element comprises the following steps:
  • the clamping element can be tightened in particular by changing the temperature of the base body or the clamping element.
  • the clamping element comprises a shape memory alloy, comparatively large forces can be realized through the temperature change.
  • Figure 1 shows a schematic meridional section of a projection exposure system for EUV projection lithography
  • Figure 2 shows a meridional section of a projection exposure system for DUV projection lithography
  • Figure 3 shows a first embodiment of an optical element according to the invention
  • Figure 4 shows a further embodiment of an optical element according to the invention
  • Figure 5 shows a further embodiment of an optical element according to the invention.
  • 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.
  • the light source 3 can also be provided as a module separate from the rest of the illumination system. In this case, the illumination system does not include the light source 3.
  • 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 via a reticle displacement drive 9, in particular in a scanning direction.
  • Figure 1 a Cartesian xyz coordinate system is drawn for explanation purposes.
  • the x-direction runs perpendicular to the drawing plane.
  • the y-direction runs horizontally and the z-direction runs vertically.
  • the scanning direction in Figure 1 runs along the y-direction.
  • the z-direction runs perpendicular to the object plane 6.
  • 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.
  • a structure on the reticle 7 is imaged onto a light-sensitive layer of a wafer 13 arranged in the region of the image field 11 in the image plane 12.
  • the wafer 13 is held by a wafer holder 14.
  • the wafer holder 14 can be displaced via a wafer displacement drive 15, in particular along the y-direction.
  • the displacement of the reticle 7 via the reticle displacement drive 9 on the one hand and the wafer 13 via the wafer displacement drive 15 on the other hand can be synchronized with each other.
  • the radiation source 3 is an EUV radiation source.
  • the 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.
  • the radiation source 3 can be a plasma source, for example an LPP source (laser produced plasma, plasma generated using a laser) or a DPP source (gas discharged produced plasma, plasma generated by gas discharge). It can also be a synchrotron-based radiation source.
  • the radiation source 3 can be a free-electron laser (FEL).
  • the illumination radiation 16, which emanates from the radiation source 3, is bundled 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 in grazing incidence (Gl), i.e. with angles of incidence greater than 45° relative to the normal direction of the mirror surface, or in normal incidence (NI), i.e. with angles of incidence less than 45°.
  • Gl grazing incidence
  • NI normal incidence
  • 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.
  • 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.
  • the illumination optics 4 comprise a deflecting mirror 19 and a first facet mirror 20 arranged downstream of this in the beam path.
  • the deflecting mirror 19 can be a flat deflecting mirror or alternatively a mirror with an effect that influences the bundle beyond the pure deflection effect.
  • the deflecting mirror 19 can be designed as a spectral filter that separates a useful light wavelength of the illumination radiation 16 from false light of a different wavelength.
  • first facet mirror 20 is arranged in a plane of the illumination optics 4 that is optically conjugated to the object plane 6 as a 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. Only a few of these facets 21 are shown in Fig. 1 as examples.
  • 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 convex or concave curved facets.
  • 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).
  • MEMS system microelectromechanical system
  • the illumination radiation 16 runs horizontally, i.e. along the y-direction.
  • 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, EP 1 614 008 B1 and US 6,573,978.
  • the second facet mirror 22 comprises a plurality of second facets 23.
  • the second facets 23 are also referred to as pupil facets.
  • the second facets 23 can also be macroscopic facets, which can be round, rectangular or hexagonal, for example, or alternatively facets composed of micromirrors.
  • macroscopic facets can be round, rectangular or hexagonal, for example, or alternatively facets composed of micromirrors.
  • the second facets 23 can have planar or alternatively convex or concave curved reflection surfaces.
  • the illumination optics 4 thus forms a double-faceted system.
  • This basic principle is also known as a honeycomb condenser (Fly's Eye Integrator).
  • the second facet mirror 22 may be arranged tilted relative to a pupil plane of the projection optics 10, as described, for example, in DE 10 2017 220 586 A1.
  • the second facet mirror 22 is the last bundle-forming or actually the last mirror for the illumination radiation 16 in the beam path in front of the object field 5.
  • a transmission optics can be arranged in the beam path between the second facet mirror 22 and the object field 5, which contributes in particular to the imaging of the first facets 21 in the object field 5.
  • the transmission optics can have exactly one Mirrors, 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 perpendicular incidence (Nl mirrors, normal incidence mirrors) and/or one or two mirrors for grazing incidence (Gl mirrors, grazing incidence mirrors).
  • the illumination optics 4 has exactly three mirrors after the collector 17, namely the deflection mirror 19, the field facet mirror 20 and the pupil facet mirror 22.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the projection optics 10 comprises six mirrors M1 to M6. Alternatives with four, eight, ten, twelve or another number of mirrors Mi are also possible.
  • the penultimate mirror M5 and the last mirror M6 each have a passage opening for the illumination radiation 16.
  • the projection optics 10 are doubly obscured optics.
  • the projection optics 10 have a numerical aperture on the image side that is greater than 0.5 and can also be greater than 0.6 and can be, for example, 0.7 or 0.75.
  • Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without a rotational symmetry axis.
  • the reflection surfaces of the mirrors Mi be designed as aspherical surfaces with exactly one rotational symmetry axis of the reflection surface shape.
  • the mirrors Mi can, just like the mirrors of the illumination optics 4, 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.
  • the projection optics 10 have 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.
  • the projection optics 10 can in particular be anamorphic. In particular, it has different image scales ßx, ßy in the x and y directions.
  • a positive image scale ß means an image without image inversion.
  • a negative sign for the image scale ß means an image with image inversion.
  • 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.
  • the projection optics 10 leads to a reduction of 8:1 in the y-direction, i.e. in the scanning direction.
  • Image scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
  • the number of intermediate image planes in the x and y directions 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 directions are known from US 2018/0074303 A1.
  • Each of the pupil facets 23 is assigned to exactly one of the field facets 21 to form an illumination channel for illuminating the object field 5. This can result in particular in illumination according to the Köhler principle.
  • the far field is broken down 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.
  • the field facets 21 are each imaged onto the reticle 7 by an associated pupil facet 23, superimposing 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%.
  • the field uniformity can be achieved by superimposing different illumination channels.
  • the illumination of the entrance pupil of the projection optics 10 can be defined geometrically.
  • the intensity distribution in the entrance pupil of the projection optics 10 can be set. This intensity distribution is also referred to as the illumination setting.
  • 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 a redistribution of the illumination channels.
  • the projection optics 10 can in particular have a homocentric entrance pupil. This can be accessible. It can also be inaccessible.
  • the entrance pupil of the projection optics 10 cannot usually be illuminated exactly with the pupil facet mirror 22.
  • the projection optics 10 is imaged, which telecentrically aligns the center of the pupil facet mirror 22 with the When imaging wafer 13, the aperture rays often do not intersect at a single point.
  • a surface can be found in which the pairwise determined distance of the aperture rays is minimal. This surface represents the entrance pupil or a surface conjugated to it in the spatial space. In particular, this surface exhibits a finite curvature.
  • the projection optics 10 have different positions of the entrance pupil for the tangential and the sagittal beam path.
  • 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.
  • 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 to the object plane 6.
  • the first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane that is defined by the deflection mirror 19.
  • the first facet mirror 20 is arranged tilted to an arrangement plane which is defined by the second facet mirror 22.
  • Figure 2 shows a schematic meridional section of another projection exposure system 101 for DUV projection lithography, in which the invention can also be used.
  • refractive, diffractive and/or reflective optical elements 117 are used in the DUV projection exposure system 101 for imaging or illuminating the DUV radiation 116 in the range from 100 nm to 300 nm, in particular from 193 nm.
  • 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 in a lens housing 119 of the projection lens 110 via mounts 118.
  • 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 a 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, shape of the wavefront and the like when it strikes the reticle 107.
  • the structure of the subsequent projection optics 101 with the lens housing 119 does not differ in principle from the structure described in Figure 1 except for the additional use of refractive optical elements 117 such as lenses, prisms, end plates and is therefore not described further.
  • FIG 3 shows a first embodiment of an optical element according to the invention, as used in the projection exposure systems 1, 101 described in Figure 1 and Figure 2.
  • the optical element is designed as a deformable mirror Mx.
  • the mirror Mx comprises a base body 30, an intermediate body 31 and an optical body 32, on which the radiation that is exposed to useful radiation, i.e. radiation used for imaging and exposure, during operation of the associated projection exposure system 1, 101 is reflected.
  • the intermediate body 31 comprises fluid channels 34 for controlling the temperature of the mirror Mx and a recess in the direction of the base body, so that a cavity designed as a decoupling pocket 42 is formed for the mechanical decoupling of the intermediate body 31 and the base body 30 in certain areas, which results in improved possibilities for deformation of the optical active surface 33.
  • the three bodies 30, 31, 32 can be connected to one another via bonding, for example, although other connection technologies are also conceivable.
  • the multi-part construction of the mirror Mx has the advantage that, as explained above, functional structures such as the fluid channels 34 can be realized more easily in terms of production technology.
  • recesses designed as bores 35 are introduced, in which actuators 44 for deforming the optical active surface 33 of the mirror Mx are arranged.
  • the bores 35 comprise a shoulder 37, which represents the transition from an initially larger bore diameter to a smaller bore diameter of the bore 35.
  • the shoulder 37 has a first bearing contact surface 38, at which the actuator 44 is connected to the base body 30 with a corresponding contact surface.
  • the bore 35 extends into the intermediate body 31, with a pin 40 with an active contact surface 41 for connecting a further contact surface of the actuator 44 being formed at the bottom of the bore.
  • the pin 40 is used for mechanical decoupling, for example in cases in which there is an adhesive connection between the actuator 44 and the intermediate body 31. In these cases, the pin 40 absorbs lateral stresses, for example, so that deformations of the optical effective surface 33 due to these stresses do not occur or their influence is reduced.
  • the tolerance chain of the individual position-determining features, such as the effective contact surface 41 of the pin 40 or the bearing contact surface 38 of the shoulder 37, is designed in such a way that an adhesive connection on the pin 40 can have a minimal thickness. The tolerances are compensated by an adhesive connection arranged between the actuator 44 and the shoulder 37.
  • the tolerances can alternatively also be compensated by so-called spacers, i.e. washers manufactured to a predetermined thickness. compensated.
  • spacers i.e. washers manufactured to a predetermined thickness. compensated.
  • a significant advantage of the arrangement of the actuators 44 in holes 35 extending from the rear side 43 of the mirror is that the actuators 44 can be removed from the mirror Mx and replaced at any time with a reasonable amount of effort, such as by locally heating the adhesive connections.
  • the fluid channels 34 formed in the intermediate body 31 can be flowed through with a temperature control medium while the adhesive connections are being heated.
  • the connection of the actuators 44 to the mirror Mx can be varied by varying several parameters.
  • the distance between the effective contact surface 41 of the pin 40 and the optical effective surface 33 can be varied, which can be in a range of 5 mm to 20 mm depending on the design.
  • the adhesive connection of the actuators 44 to the bearing contact surface 38 of the shoulder 37 can be arranged as close as possible to the rear side 43 of the base body 30 to simplify the replacement of an actuator 44 for better accessibility.
  • the position of the fluid channels 34 in the intermediate body 31 can also be varied. It is also conceivable that the fluid channels 34 take on the function of the decoupling pocket 42.
  • Figure 4 shows a further embodiment of an optical element designed as a mirror Mx, which comprises a base body 50, an intermediate body 51 and an optical body 52 with an optical effective surface 33.
  • the base body 50 has recesses designed as bores 53 with a constant bore diameter and a flat bottom 58.
  • cavities designed as decoupling pockets 55 and pins 56 for decoupling the lateral forces are formed, as already explained in Figure 3.
  • the pins 56 act with their effective contact surface 57 directly on the underside of the intermediate body 51 facing the base body 50.
  • the direction of action of the actuators not shown in the figure is shown in the form of arrows.
  • the actuators are connected to the base body 50 via the bottom 58 of the bore 53.
  • the decoupling pockets 55 are completely closed. In cases where, for example, the mirror Mx is cleaned from its rear side, the decoupling pockets 55 are not reached by a cleaning medium, so that cleaning is simplified overall. Due to the closed design of the decoupling pockets 55, there is also no need to clean them. Furthermore, the design of the decoupling pockets 55 shown in the figure allows the distance between the pins 56 and the optical effective surface 33 to be further reduced, which can be advantageous depending on the design.
  • Figure 5 shows a further embodiment of the invention, in which the mirror Mx has a base body 60 and an optical body 61 with an optical effective surface 62. Between the base body 60 and the optical body 61, a cavity is formed as a decoupling pocket 71.
  • the base body 60 in turn has holes 63 with shoulders 64, in which a sleeve 68 made of shape memory alloys (SMA) is arranged as clamping elements.
  • SMA shape memory alloys
  • the actuators 66 are then inserted into the sleeves 68 and pressed with a defined contact force F, which is shown as an arrow in Figure 5, against the rear side 72 of the optical body 61 opposite the optical active surface 62, whereby a play-free connection of the actuators 66 to the optical body 61 can be ensured. If the contact force F is applied, the conversion of the microstructure of the material of the sleeves 68 is activated, for example by heating, and this is thereby brought into a closed operating state. The outer surfaces 67 of the actuators 66 are thus securely connected via the sleeves 68 by clamping to the inner surfaces 69 of the bores 63 of the base body 60, which serve as bearing contact surfaces.
  • a defined contact force F which is shown as an arrow in Figure 5
  • the sleeves 68 can be brought back into the open operating state by heating and a resulting further change in the microstructure of the material of the sleeves 68.
  • the use of sleeves 68 made of shape memory alloy has the advantage that the sleeves 68 can be reused and that the immediate switching of the sleeve 68 from an open operating state to a closed operating state enables comparatively quick assembly.
  • shape memory alloys advantageously have significantly lower long-term drifts and almost no aging.
  • the shape memory alloy is also characterized by a high volume-specific work capacity compared to other possible connecting elements, such as piezo-active or magnetostrictive actuators. This leads to a very small space requirement for fixing the actuator 66.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage (1,101) für die Halbleiterlithographie mit mindestens einem optischen Element (Mx,117), wobei mindestens ein Aktuator (44) zur Deformation einer optischen Wirkfläche (33) des optischen Elementes an einer Rückseite (43) des optischen Elementes (Mx,117) angeordnet ist und wobei der Aktuator (44) dazu eingerichtet ist, Druck- oder Zugkräfte senkrecht zur optischen Wirkfläche (33) auf das optische Element (Mx,117) auszuüben, wobei der mindestens eine Aktuator (44) in einer Aussparung (35,53) eines Grundkörpers (30,50) des optischen Elementes (Mx,117) angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fixierung eines Aktuators (44) in einer Aussparung (63) in einem Grundkörper (60) eines optischen Elementes (Mx,117), umfassend die folgenden Schritte - Bereitstellen des Aktuators (44) und mindestens eines radialen Spannelementes (68)15 - Einführen des Aktuators (44) und des radialen Spannelementes (68) in die Aussparung (53), wobei das radiale Spannelement (68) zwischen dem Aktuator (44) und einer Innenfläche (69) der Aussparung (53) angeordnet ist - Verspannen des Spannelements (68) zur Fixierung des Aktuators (44).

Description

Projektionsbelichtunqsanlage für die Halbleiterlithoqraphie und Verfahren
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patenanmeldung DE 10 2022 211 226.1 , eingereicht am 24.10.2022, in Anspruch, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit Aktuatoren versehenen optischen Elementen sowie ein Verfahren zur Integration der Aktuatoren.
Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleitertechnik 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, einem sogenannten Wafer, um feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichtes ab. Neben den überwiegend verwendeten Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich von 100 nm bis 300 nm, dem sogenannten DUV-Bereich, werden in jüngerer Zeit vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.
Die zur Abbildung verwendeten optischen Elemente für die oben beschriebene Anwendung müssen mit höchster Präzision positioniert und oder gegebenenfalls auch deformiert werden, um eine ausreichende Abbildungsqualität gewährleisten zu können. Insbesondere sind als Spiegel ausgebildete optische Elemente zusätzlich zur Positionierung in bis zu sechs Freiheitsgraden dazu eingerichtet, dass die optische Wirkfläche deformiert werden kann. Die optische Wirkfläche ist diejenige Oberfläche eines optischen Elements, welche während des üblichen Betriebes der zugehörigen Anlage mit zur Abbildung und Belichtung verwendeter Strahlung beaufschlagt wird.
Die Deformation wird dabei durch auf der der optischen Wirkfläche gegenüberliegenden Rückseite des Spiegels angeordnete Aktuatoren bewirkt. Dabei können die verwendeten Aktuatoren prinzipiell parallel zur optischen Wirkfläche, aber auch senkrecht zu ihr, auf das optische Element einwirken. Eine entsprechende Anordnung ist in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 210 773 A1 gezeigt. In der genannten Schrift ist ein optisches Element offenbart, bei welchem Aktuatoren von der Rückseite des optischen Elementes her, also derjenigen Seite, welche der optischen Wirkfläche gegenüberliegt, auf das optische Element einwirken und Kräfte senkrecht zur optischen Wirkfläche aufbringen. Als Widerlager, auf welchem sich die Aktuatoren abstützen, wird nach der Lehre der genannten Schrift eine Rückplatte verwendet. Die Verwendung der Rückplatte hat jedoch die Konsequenz, dass die Aktuatoren nicht optimal für Wartungs- oder Reparaturzwecke zugänglich sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche bzw. welches die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie umfasst mindestens ein optisches Element, wobei mindestens ein Aktuator zur Deformation einer optischen Wirkfläche des optischen Elementes an einer Rückseite des optischen Elementes angeordnet ist. Dabei ist der Aktuator dazu eingerichtet, Druck- oder Zugkräfte senkrecht zur optischen Wirkfläche auf das optische Element auszuüben. Erfindungsgemäß ist der mindestens eine Aktuator in einer Aussparung eines Grundkörpers des optischen Elementes angeordnet.
Dabei kann der Aktuator über eine in der Aussparung angeordnete Lagerkontaktfläche mit dem Grundkörper verbunden sein. Über die genannte Verbindung des Aktuators mit dem Grundkörper können insbesondere die Kräfte aufgenommen werden, welche auf den Aktuator bei einer Ansteuerung aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials des optischen Elementes wirken. Mit anderen Worten dient der Grundkörper selbst als Widerlager für den Aktuator und das Vorsehen einer Rückplatte, wie aus der Technik bekannt ist, ist nicht erforderlich.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das optische Element einen zwischen einem Optikkörper und dem Grundkörper angeordneten Zwischenkörper. Dabei handelt es sich bei dem Optikkörper um denjenigen Teil des optischen Elementes, welcher die optische Wirkfläche aufweist. Der Zwischenkörper bietet nun die Möglichkeit, weitere Funktionalität in das optische Element einzubringen.
So kann zwischen dem Grundkörper und dem Optikkörper mindestens ein Hohlraum zur mindestens bereichsweisen mechanischen Entkopplung des Optikkörpers von dem Grundkörper vorhanden sein, was beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung des Zwischenkörpers erreicht werden kann.
Insbesondere kann der mindestens eine Hohlraum zwischen dem Zwischenkörper und dem Grundkörper angeordnet sein.
Der mindestens eine Aktuator kann sich mindestens teilweise bis in den genannten Hohlraum erstrecken; es ist ebenso denkbar, dass der mindestens eine Hohlraum gegenüber dem mindestens einen Aktuator abgeschlossen ausgebildet ist. Im zweiten genannten Fall ergibt sich aus der abgeschlossenen Ausführung des Hohlraums der Vorteil, dass im Falle entfernter Aktuatoren und einer Reinigung beispielsweise mit Wasser keine Reinigungsflüssigkeit in den Hohlraum gelangt, sodass das Erfordernis entfällt, den Hohlraum vor der Montage der Aktuatoren zu trocknen.
Eine weitere vorteilhafte Implikation der Verwendung eines Zwischenkörpers besteht darin, dass der Zwischenkörper Fluidkanäle zur Temperierung des optischen Elementes umfassen kann. Dabei ist es von Vorteil, dass ein Zwischenkörper einer Bearbeitung, insbesondere zur Schaffung der genannten Fluidkanäle, besser zugänglich sein kann als beispielsweise ein Optikkörper oder der Grundkörper.
Dadurch, dass am Boden der Aussparung, insbesondere auf dem Zwischenkörper ein Zapfen vorhanden sein kann, welcher über eine Wirkungskontaktfläche mit dem Aktuator in mechanischer Verbindung steht, kann eine gewisse mechanische Entkopplung senkrecht zur Wirkrichtung des Aktuators erzielt werden. Querdeformationen, welche bei einem Betrieb des Aktuators auftreten, werden in diesem Fall von dem Zapfen aufgenommen und nicht in die Nähe der optischen Wirkfläche übertragen.
Dadurch, dass der Abstand zwischen der optischen Wirkfläche und der Wirkungskontaktfläche zwischen 5mm und 20mm beträgt, kann erreicht werden, dass sich eine Deformation der optischen Wirkfläche mit vergleichsweise geringen Aktuatorkräften erreichen lässt.
Die Lagerkontaktfläche kann in einer vorteilhaften Variante der Erfindung auf einem Absatz in der Aussparung ausgebildet sein. In diesem Fall kann beispielsweise die Lagerkontaktfläche auf einfache Weise über eine Klebeverbindung mit dem Aktuator verbunden werden.
Eine besonders gute Zugänglichkeit der Lagerkontaktfläche, beispielsweise zum Aufbringen eines Klebstoffs, kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand zwischen der Lagerkontaktfläche und der Rückseite des Grundkörpers zwischen 0mm und 500mm, bevorzugt zwischen 0mm und 250mm, besonders bevorzugt zwischen 50mm und 150mm beträgt.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann zwischen dem Aktuator und einer Innenfläche der Aussparung mindestens ein Spannelement angeordnet sein. Unter einem Spannelement ist in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element zu verstehen, welches sich dazu eignet, den Aktuator in der Aussparung durch Klemmkräfte zur verspannen.
Dabei kann das Spannelement insbesondere als hülsenförmiger Körper ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Spannelement sich mit seiner Außenfläche gegen eine Innenfläche der Aussparung und mit seiner Innenfläche gegen eine Außenfläche des Aktuators verspannen und auf diese Weise eine kraftschlüssige Verbindung herstellen.
Dadurch, dass das Spannelement eine Formgedächtnislegierung umfasst, kann eine besonders effektive und auch reversible Verbindung zwischen dem Aktuator und dem Grundkörper hergestellt werden. Dabei kommt die Eigenschaft von Formgedächtnislegierungen zum Tragen, bereits in kleinen Volumina große Kräfte aufzubringen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fixierung eines Aktuators in einer Aussparung in einem Grundkörper eines optischen Elementes umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen des Aktuators und mindestens eines radialen Spannelementes
- Einführen des Aktuators und des radialen Spannelementes in die Aussparung, wobei das radiale Spannelement zwischen dem Aktuator und einer Innenfläche der Aussparung angeordnet ist
- Verspannen des Spannelements zur Fixierung des Aktuators
Das Verspannen des Spannelements kann dabei insbesondere durch eine Änderung der Temperatur des Grundkörpers oder des Spannelements erfolgen.
Wenn das Spannelement eine Formgedächtnislegierung umfasst, lassen sich durch die Temperaturänderung vergleichsweise große Kräfte realisieren.
Dadurch, dass vor dem Verspannen des Spannelementes der Aktuator mit einer definierten Anpresskraft in Richtung einer optischen Wirkfläche gedrückt wird, kann erreicht werden, dass ein mögliches Spiel zwischen dem Aktuator und dem Optikkörper bzw. dem Zwischenkörper minimiert oder sogar vollständig eliminiert wird, so dass man von einer spielfreien Anbindung des Aktuators sprechen kann.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie,
Figur 2 schematisch im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die DUV-Projektionslithografie,
Figur 3 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elements,
Figur 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elements, und Figur 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elements.
Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 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.
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.
Beleuchtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlage- rungsantrieb 9 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.
In der Figur 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 Fig. 1 längs der y-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zur Objektebene 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.
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.
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.
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, Gl), 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.
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. 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 Fig. 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
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.
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.
Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung.
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.
Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
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.
Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
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.
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.
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 (Nl- Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, Gracing Incidence Spiegel) umfassen.
Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der Fig. 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den Feldfacettenspiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 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.
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.
Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
Bei dem in der Figur 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.
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.
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.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy in x- und y- Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe ßx, ßy der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (ßx, ßy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab ß bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
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.
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. 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.
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.
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.
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
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.
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.
Bei der in der Figur 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der Pupillenfacettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupil le 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.
Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
Figur 2 zeigt schematisch im Meridionalschnitt eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 101 für die DUV-Projektionslithografie, in welcher die Erfindung eben-falls zur Anwendung kommen kann.
Der Aufbau der Projektionsbelichtungsanlage 101 und das Prinzip der Abbildung ist vergleichbar mit dem in Figur 1 beschriebenen Aufbau und Vorgehen. Gleiche Bauteile sind mit einem um 100 gegenüber Figur 1 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet, die Bezugszeichen in Figur 2 beginnen also mit 101.
Im Unterschied zu einer wie in Figur 1 beschriebenen EUV-Projektionsbelichtungs- anlage 1 , können auf Grund der größeren Wellenlänge der als Nutzlicht verwende- ten 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 Elemente 117, wie beispielsweise Linsen, Spiegel, 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.
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.
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 Figur 1 beschriebenen Aufbau und wird daher nicht weiter beschrieben.
Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Elementes, wie es in den in der Figur 1 und der Figur 2 beschriebenen Projektionsbelichtungsanlagen 1 ,101 Anwendung finden. Im gezeigten Beispiel ist das optische Element als deformierbarer Spiegel Mx ausgebildet. Der Spiegel Mx umfasst einen Grundkörper 30, einen Zwischenkörper 31 und einen Optikkörper 32, auf welchem die während des Betriebs der zugehörigen Projektionsbelichtungsanlage 1 , 101 mit Nutzstrahlung, also zur Abbildung und Belichtung verwendeter Strahlung, beauf- schlagte optische Wirkfläche 33 ausgebildet ist. Der Zwischenkörper 31 umfasst in der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform Fluidkanäle 34 zur Temperierung des Spiegels Mx und eine Ausnehmung in Richtung des Grundkörpers, so dass sich ein als Entkopplungstasche 42 ausgebildeter Hohlraum zur bereichsweisen mechanischen Entkopplung des Zwischenkörpers 31 und des Grundkörpers 30 ausbildet, wodurch sich verbesserte Möglichkeiten zur Deformation der optischen Wirkfläche 33 ergeben. Die drei Körper 30, 31 , 32 können beispielsweise über Bonding miteinander verbunden sein, wobei auch andere Verbindungstechnologien denkbar sind. Der mehrteilige Aufbau des Spiegels Mx hat den Vorteil, dass wie weiter oben erläutert Funktionsstrukturen, wie beispielsweise die Fluidkanäle 34, fertigungstechnisch einfacher realisiert werden können. Im Grundkörper 30 sind auf der der optischen Wirkfläche 33 gegenüberliegenden Rückseite 43 als Bohrungen 35 ausgebildete Aussparungen eingebracht, in welchen Aktuatoren 44 zur Deformation der optischen Wirkfläche 33 des Spiegels Mx angeordnet sind. Die Bohrungen 35 umfassen einen Absatz 37, welcher den Übergang von einem anfänglich größeren Bohrungsdurchmesser zu einem kleineren Bohrungsdurchmesser der Bohrung 35 darstellt. Der Absatz 37 weist eine erste Lagerkontaktfläche 38 auf, an welchem der Aktuator 44 mit einer korrespondierenden Kontaktfläche mit dem Grundkörper 30 verbunden ist. Die Bohrung 35 reicht bis in den Zwischenkörper 31 , wobei am Boden der Bohrung ein Zapfen 40 mit einer Wirkungskontaktfläche 41 zur Anbindung einer weiteren Kontaktfläche des Aktuators 44 ausgebildet ist. Der Zapfen 40 dient der mechanischen Entkopplung beispielsweise in Fällen, in welchen zwischen dem Aktuator 44 und dem Zwischenkörper 31 eine Klebeverbindung besteht. In diesen Fällen nimmt der Zapfen 40 beispielsweise laterale Spannungen auf, sodass es nicht zu Deformationen der optischen Wirkfläche 33 aufgrund dieser Spannungen kommt bzw. deren Einfluss verringert wird. Die Toleranzkette der einzelnen positionsbestimmenden Merkmale, wie die Wirkungskontaktfläche 41 des Zapfens 40 oder die Lagerkontaktfläche 38 des Absatzes 37, ist derart ausgebildet, dass eine Klebstoffverbindung am Zapfen 40 eine minimale Dicke aufweisen kann. Die Toleranzen werden über eine zwischen Aktuator 44 und Absatz 37 angeordnete Klebstoffverbindung kompensiert. Die Toleranzen können alternativ auch über sogenannte Spacer, also auf eine vorbestimmte Dicke gefertigte Unterlegscheiben, kompensiert werden. Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung der Aktuatoren 44 in von der Rückseite 43 des Spiegels ausgehenden Bohrungen 35 besteht darin, dass die Aktuatoren 44 jederzeit mit einem vertretbaren Aufwand, wie beispielsweise durch lokale Erwärmung der Klebstoffverbindungen, vom Spiegel Mx gelöst und ausgetauscht werden können. Zum Schutz einer auf der optischen Wirkfläche 33 ausgebildeten Beschichtung können in diesem Fall während des Erwärmens der Klebstoffverbindungen die im Zwischenkörper 31 ausgebildeten Fluidkanäle 34 mit einem Temperiermedium durchflossen werden.
Die Anbindung der Aktuatoren 44 an den Spiegel Mx kann durch die Variation mehrerer Parameter variiert werden. Beispielsweise kann der Abstand zwischen der Wirkungskontaktfläche 41 des Zapfens 40 und der optischen Wirkfläche 33 variiert werden, welcher je nach Auslegung in einem Bereich von 5 mm bis 20 mm liegen kann. Die Klebstoffverbindung der Aktuatoren 44 mit der Lagerkontaktfläche 38 des Absatzes 37 kann zur Vereinfachung eines Austauschs eines Aktuators 44 zur besseren Erreichbarkeit so nah wie möglich an der Rückseite 43 des Grundkörpers 30 angeordnet sein. Je nach Wärmelast durch die Absorption von Nutzlicht über die optische Wirkfläche 33 und Abwärme der Aktuatoren 44 kann die Position der Fluidkanäle 34 im Zwischenkörper 31 ebenfalls variiert werden. Es ist auch denkbar, dass die Fluidkanäle 34 die Funktion der Entkopplungstasche 42 übernehmen.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines als Spiegel Mx ausgebildeten optischen Elementes, welche einen Grundkörper 50, einen Zwischenkörper 51 und einen Optikkörper 52 mit einer optischen Wirkfläche 33 umfasst. Der Grundkörper 50 weist als Bohrungen 53 ausgebildete Aussparungen mit einem konstanten Bohrungsdurchmesser und einem ebenen Boden 58 auf. Auf der dem Zwischenkörper 51 zugewandten Seite des Grundkörpers 50 sind als Entkopplungstaschen 55 ausgebildete Hohlräume sowie Zapfen 56 zur Entkopplung der lateralen Kräfte, wie in der Figur 3 bereits erläutert, ausgebildet. Im gezeigten Beispiel wirken die Zapfen 56 mit ihrer Wirkungskontaktfläche 57 direkt auf die dem Grundkörper 50 zugewandte Unterseite des Zwischenkörpers 51 . Die Wirkrichtung der in der Figur nicht dargestellten Aktuatoren ist in Form von Pfeilen dargestellt. Die Aktuatoren sind über den Boden 58 der Bohrung 53 mit dem Grundkörper 50 verbunden. Durch die in der Figur 4 erläuterte Anordnung sind die Entkopplungstaschen 55 vollständig geschlossen. In Fällen, in welchen beispielsweise der Spiegel Mx von seiner Rückseite her gereinigt wird, werden die Entkopplungstaschen 55 von einem Reinigungsmedium nicht erreicht, sodass sich die Reinigung insgesamt vereinfacht. Aufgrund der abgeschlossenen Ausbildung der Entkopplungstaschen 55 besteht auch kein Erfordernis, diese zu reinigen. Weiterhin kann durch die in der Figur gezeigte Ausführung der Entkopplungstaschen 55 der Abstand zwischen den Zapfen 56 und der optischen Wirkfläche 33 weiter reduziert werden, welches je nach Auslegung vorteilhaft sein kann.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in welchem der Spiegel Mx einen Grundkörper 60 und einen Optikkörper 61 mit einer optischen Wirkfläche 62 aufweist. Zwischen dem Grundkörper 60 und dem Optikkörper 61 ist ein Hohlraum als Entkopplungstasche 71 ausgebildet. Der Grundkörper 60 weist wiederum Bohrungen 63 mit Absätzen 64 auf, in welchen eine aus Formgedächtnislegierungen (FGL) hergestellte Hülsen 68 als Spannelemente angeordnet sind. Zur Vorbereitung der Montage von Aktuatoren 66 werden die Hülsen 68 in die Bohrungen 63 geschoben, bis die Hülsenkontaktflächen 65 von mit den Absätzen 64 der Bohrungen 63 korrespondierenden Rändern 70 der Hülsen 68 auf dem Absatz 64 anliegen. Die Hülsen 68 sind dabei in einem geöffneten Betriebszustand. Nachfolgend werden die Aktuatoren 66 in die Hülsen 68 eingeführt und mit einer definierten Anpresskraft F, welche in der Figur 5 als Pfeil dargestellt ist, gegen die der optischen Wirkfläche 62 gegenüberliegenden Rückseite 72 des Optikkörpers 61 gedrückt, wodurch eine spielfreie Verbindung der Aktuatoren 66 mit dem Optikkörper 61 sichergestellt werden kann. Ist die Anpresskraft F aufgebracht, wird die Umwandlung der Mikrostruktur des Materials der Hülsen 68 beispielsweise durch Erwärmung aktiviert und diese dadurch in einen geschlossenen Betriebszustand gebracht. Die Außenflächen 67 der Aktuatoren 66 werden dadurch über die Hülsen 68 durch Klemmung sicher mit den als Lagerkontaktflächen dienenden Innenflächen 69 der Bohrungen 63 des Grundkörpers 60 verbunden. Zum Lösen der Verbindung können die Hülsen 68 durch Erwärmen und eine dadurch bewirkte erneute Veränderung der Mikrostruktur des Materials der Hülsen 68 wieder in den geöffneten Betriebszustand gebracht werden. Die Verwendung von Hülsen 68 aus Formgedächtnislegierung hat den Vorteil, dass die Hülsen 68 wiederverwendet werden können und durch das unmittelbare Schalten der Hülse 68 von einem geöffneten Betriebszustand in einen geschlossenen Betriebszustand eine vergleichsweise schnelle Montage möglich ist. Weiterhin weisen Formgedächtnislegierungen vorteilhafterweise deutlich geringere Langzeitdriften und nahezu keine Alterung auf. Die Formgedächtnislegierung zeichnet sich darüber hinaus durch im Vergleich zu anderen möglichen Verbindungselementen, wie beispielsweise piezo-aktiven oder magnetostrikiven Aktuatoren, durch ein hohes volumenspezifisches Arbeitsvermögen aus. Dies führt zu einem sehr geringen Platzbedarf zur Fixierung des Aktuators 66. Prinzipiell ist auch bei der in der Figur 5 dargestellten Ausführungsform die Integration eines Fluidkanals 34, wie in der Figur 3 und der Figur 4 erläutert, möglich. Alternativ kann auch eine sogenannte Ein-Weg Formgedächtnislegierung Verwendung finden, welche aktiviert den Aktuator 66 in der Bohrung 63 verklemmt, aber nicht mehr durch ein zweites Erwärmen geöffnet werden kann. Die Hülse 68 kann dann nur mechanisch geöffnet bzw. entfernt werden. Der Vorteil des geringen Platzbedarfs, wie weiter oben erläutert, bleibt weiterhin bestehen.
Bezugszeichenliste
1 Projektionsbelichtungsanlage
2 Beleuchtungssystem
3 Strahlungsquelle
4 Beleuchtungsoptik
5 Objektfeld
6 Objektebene
7 Retikel
8 Retikelhalter
9 Retikelverlagerungsantrieb
10 Projektionsoptik
11 Bildfeld
12 Bildebene
13 Wafer
14 Waferhalter
15 Waferverlagerungsantrieb
16 EUV-Strahlung
17 Kollektor
18 Zwischenfokusebene
19 Umlenkspiegel
20 Facettenspiegel
21 Facetten
22 Facettenspiegel
23 Facetten
30 Grundkörper
31 Zwischenkörper
32 Optikkörper
33 optische Wirkfläche
34 Fluidkanal
35 Bohrung Absatz
Kontaktfläche Absatz
Zapfen
Kontaktfläche Zapfen Entkopplungstasche Rückseite Grundkörper Aktuator
Grundkörper Zwischenkörper
Optikkörper Bohrung Entkopplungstasche Zapfen
Kontaktfläche Zapfen Boden der Bohrung Grundkörper
Optikkörper optische Wirkfläche Bohrung
Absatz Bohrung Kontaktfläche FGL-Hülse Aktuator
Außenfläche Aktuator FGL-Hülse
Innenfläche Grundköper Rand
Entkopplungstasche Projektionsbelichtungsanlage Beleuchtungssystem
Retikel
Retikelhalter 110 Projektionsoptik
113 Wafer
114 Waferhalter
116 DUV-Strahlung
117 optisches Element
118 Fassungen
119 Objektivgehäuse
M1-M6 Spiegel
F Anpresskraft vor Fixierung

Claims

Patentansprüche
1. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) für die Halbleiterlithographie mit mindestens einem optischen Element (Mx,117), wobei mindestens ein Aktuator (44) zur Deformation einer optischen Wirkfläche (33) des optischen Elementes an einer Rückseite (43) des optischen Elementes (Mx,117) angeordnet ist und wobei der Aktuator (44) dazu eingerichtet ist, Druck- oder Zugkräfte senkrecht zur optischen Wirkfläche (33) auf das optische Element (Mx,117) auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktuator (44) in einer Aussparung (35,53) eines Grundkörpers (30,50) des optischen Elementes (Mx,117) angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundkörper (30,50,61 ) und dem Optikkörper (32,52,61 ) mindestens ein Hohlraum (42,55,71) zur mindestens bereichsweisen mechanischen Entkopplung des Optikkörpers (32,52,61 ) von dem Grundkörper (30,50,60) vorhanden ist und wobei der mindestens eine Aktuator (44) sich mindestens teilweise bis in den Hohlraum erstreckt (42,71 ).
2. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (44) über eine in der Aussparung (35,53) angeordnete Lagerkontaktfläche (38,69) mit dem Grundkörper (30,50) verbunden ist.
3. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (Mx,117) einen zwischen einem Optikkörper (32,52) und dem Grundkörper (30,50) angeordneten Zwischenkörper (31 ,51 ) umfasst.
4. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum (42,55) zwischen dem Zwischenkörper (31 ,51 ) und dem Grundkörper (30,50,60) angeordnet ist. 5. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlraum (55) gegenüber dem mindestens einen Aktuator (44) abgeschlossen ausgebildet ist.
6. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkörper (31 ) Fluidkanäle (34) zur Temperierung des optischen Elementes (Mx,117) umfasst.
7. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden der Aussparung (35) ein Zapfen (40) vorhanden ist, welcher über eine Wirkungskontaktfläche (41 ) mit dem Aktuator (44) in mechanischer Verbindung steht.
8. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (40) auf dem Zwischenkörper (31 ) ausgebildet ist.
9. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der optischen Wirkfläche (33) und der Wirkungskontaktfläche (41 ) zwischen 5mm und 20mm beträgt.
10. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkontaktfläche (38) auf einem Absatz (37) in der Aussparung (35) ausgebildet ist.
11 .Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkontaktfläche (38) über eine Klebeverbindung mit dem Aktuator (44) verbunden ist. 12. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Lagerkontaktfläche (38) und der Rückseite des Grundkörpers zwischen 0mm und 500mm, bevorzugt zwischen 0mm und 250mm, besonders bevorzugt zwischen 50mm und 150mm beträgt.
13. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aktuator (44) und einer Innenfläche (69) der Aussparung (53) mindestens ein Spannelement (68) angeordnet ist.
14. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (68) als hülsenförmiger Körper ausgebildet ist.
15. Projektionsbelichtungsanlage (1 ,101 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (68) eine Formgedächtnislegierung umfasst.
16. Verfahren zur Fixierung eines Aktuators (44) in einer Aussparung (63) in einem Grundkörper (60) eines optischen Elementes (Mx, 117), umfassend die folgenden Schritte
- Bereitstellen des Aktuators (44) und mindestens eines radialen Spannelementes (68)
- Einführen des Aktuators (44) und des radialen Spannelementes (68) in die Aussparung (53), wobei das radiale Spannelement (68) zwischen dem Aktuator (44) und einer Innenfläche (69) der Aussparung (53) angeordnet ist
- Verspannen des Spannelements (68) zur Fixierung des Aktuators (44)
1 /.Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verspannen des Spannelements (68) durch eine Änderung der Temperatur des Grundkörpers (60) oder des Spannelements (68) erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Spannelement (68) eine Formgedächtnislegierung umfasst.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei vor dem Verspannen des Spannelementes (68) der Aktuator (66) mit einer definierten Anpresskraft (F) in Richtung einer optischen Wirkfläche (62) gedrückt wird.
PCT/EP2023/079125 2022-10-24 2023-10-19 Projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie und verfahren Ceased WO2024088871A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202380074868.3A CN120112860A (zh) 2022-10-24 2023-10-19 用于半导体光刻的投射曝光设备和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022211226.1 2022-10-24
DE102022211226.1A DE102022211226A1 (de) 2022-10-24 2022-10-24 Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie und Verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024088871A1 true WO2024088871A1 (de) 2024-05-02

Family

ID=88517635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/079125 Ceased WO2024088871A1 (de) 2022-10-24 2023-10-19 Projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie und verfahren

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN120112860A (de)
DE (1) DE102022211226A1 (de)
WO (1) WO2024088871A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022211226A1 (de) 2022-10-24 2024-04-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie und Verfahren

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357825A (en) * 1992-06-08 1994-10-25 United Technologies Corporation Coaxial integrated deformable mirror actuator/retraction arrangement
US6181459B1 (en) * 1999-06-04 2001-01-30 Raytheon Company Deformable mirror with removable actuator using shaped-memory alloys
US6573978B1 (en) 1999-01-26 2003-06-03 Mcguire, Jr. James P. EUV condenser with non-imaging optics
US20050236915A1 (en) * 2004-04-23 2005-10-27 Nikon Corporation Electromagnetic force actuator
US20060132747A1 (en) 2003-04-17 2006-06-22 Carl Zeiss Smt Ag Optical element for an illumination system
DE102008009600A1 (de) 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facettenspiegel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie
DE102015100918A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements, reflektives optisches Element und Verwendung eines reflektiven optischen Elements
US20180074303A1 (en) 2015-04-14 2018-03-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Imaging optical unit and projection exposure unit including same
DE102017208364A1 (de) * 2017-05-18 2018-11-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches system sowie verfahren
DE102017220586A1 (de) 2017-11-17 2019-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupillenfacettenspiegel, Beleuchtungsoptik und optisches System für eine Projek-tionsbelichtungsanlage
DE102019213345A1 (de) * 2019-09-03 2021-03-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegelanordnung und optische Anordnung damit
DE102020210773A1 (de) 2020-08-26 2022-03-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Baugruppe, Verfahren zur Ansteuerung einer optischen Baugruppe und Projektionsbelichtungsanlage
DE102022211226A1 (de) 2022-10-24 2024-04-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie und Verfahren

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4123380A1 (de) * 2021-07-22 2023-01-25 ASML Netherlands B.V. Verformbares spiegelsystem

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357825A (en) * 1992-06-08 1994-10-25 United Technologies Corporation Coaxial integrated deformable mirror actuator/retraction arrangement
US6573978B1 (en) 1999-01-26 2003-06-03 Mcguire, Jr. James P. EUV condenser with non-imaging optics
US6181459B1 (en) * 1999-06-04 2001-01-30 Raytheon Company Deformable mirror with removable actuator using shaped-memory alloys
EP1614008B1 (de) 2003-04-17 2009-12-02 Carl Zeiss SMT AG Optisches element für ein beleuchtungssystem
US20060132747A1 (en) 2003-04-17 2006-06-22 Carl Zeiss Smt Ag Optical element for an illumination system
US20050236915A1 (en) * 2004-04-23 2005-10-27 Nikon Corporation Electromagnetic force actuator
DE102008009600A1 (de) 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facettenspiegel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie
DE102015100918A1 (de) * 2015-01-22 2016-07-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Herstellen eines reflektiven optischen Elements, reflektives optisches Element und Verwendung eines reflektiven optischen Elements
US20180074303A1 (en) 2015-04-14 2018-03-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Imaging optical unit and projection exposure unit including same
DE102017208364A1 (de) * 2017-05-18 2018-11-22 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches system sowie verfahren
DE102017220586A1 (de) 2017-11-17 2019-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupillenfacettenspiegel, Beleuchtungsoptik und optisches System für eine Projek-tionsbelichtungsanlage
DE102019213345A1 (de) * 2019-09-03 2021-03-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Spiegelanordnung und optische Anordnung damit
DE102020210773A1 (de) 2020-08-26 2022-03-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Baugruppe, Verfahren zur Ansteuerung einer optischen Baugruppe und Projektionsbelichtungsanlage
DE102022211226A1 (de) 2022-10-24 2024-04-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie und Verfahren

Also Published As

Publication number Publication date
CN120112860A (zh) 2025-06-06
DE102022211226A1 (de) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102022116698B3 (de) Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie
DE102021210104A1 (de) Optisches system, projektionsbelichtungsanlage und verfahren
WO2024088871A1 (de) Projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie und verfahren
DE102022212449A1 (de) Vorrichtung zur Verbindung wenigstens einer ersten und einer zweiten Modulkomponente, Modul eines Lithografiesystems, optisches Element und Lithografiesystem
DE102024203515A1 (de) Baugruppe für die Halbleitertechnologie, Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren zum Klemmen einer Komponente einer Baugruppe
WO2025003235A2 (de) Projektionsobjektiv einer projektionsbelichtungsanlage und projektionsbelichtungsanlage
WO2025031756A1 (de) Baugruppe für die halbleitertechnik und vorrichtung für die halbleitertechnik
WO2025012094A1 (de) Aktuierbare spiegel-baugruppe
DE102024205025A1 (de) Mikro-elektro-mechanisch bewegbares Element und System
WO2024033083A1 (de) Verfahren zur stabilisierung einer klebstoffverbindung einer optischen baugruppe, optische baugruppe und projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie
DE102024201139A1 (de) Strebe und optisches system
WO2024008674A1 (de) Grundkörper für ein optisches element mit einer anbindungsgeometrie und verfahren zur herstellung eines grundkörpers eines optischen elementes sowie projektionsbelichtungsanlage
DE102022205815A1 (de) Komponente für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie und Projektionsbelichtungsanlage
DE102023116895A1 (de) Optisches Modul und Projektionsbelichtungsanlage
DE102023116899A1 (de) Optisches Modul und Projektionsbelichtungsanlage
DE102023201859A1 (de) Optische baugruppe, optisches system und projektionsbelichtungsanlage
DE102022207148A1 (de) Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie
DE102022207312A1 (de) Optisches system und projektionsbelichtungsanlage
DE102021208664A1 (de) Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage der Mikrolithographie
DE102023200329B3 (de) Optische Baugruppe, Verfahren zur Montage der optischen Baugruppe und Projektionsbelichtungsanlage
DE102022210132A1 (de) Komponente für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie und Verfahren zur Herstellung der Komponente
WO2024008352A1 (de) Optische baugruppe, projektionsbelichtungsanlage für die halbleiterlithographie und verfahren
DE102022207123A1 (de) Zapfen für ein Spannsystem
DE102024201016A1 (de) Grundkörper für eine Komponente, Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren zur Auslegung des Grundkörpers
DE102024202174A1 (de) Optische Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23794014

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025523597

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: CN2023800748683

Country of ref document: CN

Ref document number: 2025523597

Country of ref document: JP

Ref document number: 202380074868.3

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202380074868.3

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23794014

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1