Carl Zeiss SMT GmbH 1 VERFAHREN UND STEUERVORRICHTUNG ZUM HERSTELLEN EINES OPTISCHEN SYSTEMS FÜR EINE LITHOGRAPHIEANLAGE Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zum Herstellen eines optischen Systems für eine Lithographieanlage. Der Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 102023205439.6 wird durch Bezug- nahme vollumfänglich mit einbezogen (incorporation by reference). Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithogra- phieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Be- leuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Pro- jektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) be- schichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstel- lung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwi- ckelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, ins- besondere 13,5 nm, verwenden. Da die meisten Materialien Licht dieser Wellen- länge absorbieren, müssen bei solchen EUV-Lithographieanlagen reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden. Ein dabei auftretendes Problem ist, dass sich die Spiegel infolge einer Absorption der von der EUV-Lichtquelle emittierten Strahlung erwärmen. Dies kann zu thermischer Verformung der Spiegel führen. Weiterhin kann durch eine
Carl Zeiss SMT GmbH 2 Temperaturerhöhung auch eine optische Beschichtung der Spiegel degradieren. Sowohl thermische Verformungen der Spiegel als auch Beschädigungen ihrer op- tischen Beschichtungen können die Abbildungseigenschaften der Spiegel beein- trächtigen. Die Abbildungsqualität von Projektionssystemen einer EUV-Lithographieanlage hängt in hohem Maße von der Qualität des Spiegelmaterials ab. Um Abbildungs- fehler durch Erwärmung der Spiegel zu verringen, wird für Spiegelsubstrate ein Material mit sehr kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet. Insbe- sondere ist bei der sog. Nulldurchgangstemperatur des Wärmeausdehnungskoef- fizienten des Spiegelmaterials eine Verformung des Spiegelmaterials in Abhän- gigkeit einer Temperaturerhöhung minimal und/oder Null. Die mittlere Null- durchgangstemperatur des Spiegelmaterials sowie Variationen der Nulldurch- gangstemperatur innerhalb des Spiegelsubstratvolumens haben unmittelbaren Einfluss auf durch Spiegelerwärmung verursachte Abbildungsfehler. Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen ei- nes optischen Systems für eine Lithographieanlage bereitzustellen. Demgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst eine optische Komponente mit einer optisch aktiven Fläche und einem Substrat. Weiterhin weist das Verfahren auf: a) Bereitstellen, für ein Substrat einer oder mehrerer optischer Komponen- ten, einer jeweiligen normalisierten Verteilungsfunktion einer Nulldurchgangs- temperatur eines Wärmeausdehnungskoeffizienten des jeweiligen Substrats als Funktion eines Ortes des Substrats,
Carl Zeiss SMT GmbH 3 b) computerimplementiertes Ermitteln, für jede bereitgestellte Verteilungs- funktion und für mehrere voneinander verschiedene vorbestimmte mittlere Null- durchgangstemperaturen, eines Abbildungsfehlers des optischen Systems, und c) Ermitteln zumindest einer ausgewählten mittleren Nulldurchgangstempe- ratur für das Substrat der herzustellenden optischen Komponente als diejenige der mehreren mittleren Nulldurchgangstemperaturen, für welche der ermittelte Abbildungsfehler kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Die mittlere Nulldurchgangstemperatur des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substratmaterials der optischen Komponente kann bei der Herstellung des Sub- strats eingestellt werden. Üblicherweise wird die mittlere Nulldurchgangstempe- ratur des Substratmaterials in Abhängigkeit einer zu erwartenden Betriebstem- peratur des Substrats eingestellt. Ein Substratmaterial einer optischen Komponente weist üblicherweise Inhomoge- nitäten auf, die zu einer inhomogenen Verteilung der Nulldurchgangstemperatur über das Substratvolumen führen. Dies trifft selbst auf ein Hochleistungssubstrat- material zu. Die inhomogene Verteilung der Nulldurchgangstemperatur hat Ein- fluss auf die Abbildungseigenschaften der optischen Komponente und damit des optischen Systems mit der optischen Komponente. Die Anmelderin fand heraus, dass Abbildungsfehler des optischen Systems für eine vorgegebene (z. B. normalisierte) Verteilung der Nulldurchgangstemperatur über das Substratvolumen der optischen Komponente von der mittleren Null- durchgangstemperatur des Substrats abhängen. Weiterhin kann die mittlere Null- durchgangstemperatur des Substrats auch nach Herstellung des Substrats (und damit für einen durch die Herstellung festgelegten Verlauf der Nulldurchgangs- temperatur) noch z. B. durch Wärmebehandeln angepasst werden.
Carl Zeiss SMT GmbH 4 Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht nun, für eine oder mehrere vorgegebene normalisierte Verteilung/en der Nulldurchgangstemperatur über das Substratvo- lumen eine in Bezug auf die Abbildungsgüte günstige und/oder optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur des Substrats der optischen Komponente zu ermitteln. Die Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur des Wärmeausdehnungs- koeffizienten des jeweiligen Substrats als Funktion des Ortes des Substrats ist zum Beispiel eine dreidimensionale Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstem- peratur über einen dreidimensionalen Substratkörper. Die normalisierte Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur des jewei- ligen Substrats ist beispielsweise eine Verteilungsfunktion der Nulldurchgangs- temperatur, welche basierend auf einem Wert (z. B. Mittelwert) der Verteilungs- funktion normalisiert wurde. In einem nachgelagerten Schritt kann das Substrat der herzustellenden optischen Komponente dann so bearbeitet werden, dass seine mittlere Nulldurchgangstem- peratur der bei dem Verfahren ermittelten günstigen und/oder optimalen mittle- ren Nulldurchgangstemperatur entspricht (d. h. gleich ist wie diese). Dadurch, dass das Substrat somit die ermittelte günstige und/oder optimale mittlere Null- durchgangstemperatur aufweist, können durch Wärmeeinträge in den Spiegel (z. B. durch Bestrahlung mit EUV-Licht) verursachte thermischen Deformationen und damit einhergehende Verschlechterungen der Abbildungseigenschaften redu- ziert oder vermieden werden. Der Wärmeausdehnungskoeffizient (thermischer Ausdehnungskoeffizient) gibt eine Änderung der geometrischen Form und der Abmessungen eines Materials bei einer Temperaturveränderung an. Der Wärmausdehnungskoeffizient ist bei- spielsweise ein linearer Wärmeausdehnungskoeffizient, der eine Längenände- rung eines Materials in Abhängigkeit einer Temperaturveränderung angibt. Der
Carl Zeiss SMT GmbH 5 Wärmeausdehnungskoeffizient ist selbst temperaturabhängig, d.h. eine tempera- turabhängige Funktion. Bei seiner Nulldurchgangstemperatur (Engl.: "Zero Crossing Temperature", ZCT) weist der Wärmeausdehnungskoeffizient in seiner Temperaturabhängigkeit einen Nulldurchgang auf, in dessen Umgebung bei Temperaturänderung keine oder nur eine vernachlässigbare thermische Ausdehnung des Spiegelsubstratmaterials er- folgt. Das Material des Substrats der herzustellenden optischen Komponente ist insbe- sondere ein Material mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Beispiels- wiese liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient bei einer gewünschten Betriebstem- peratur innerhalb eines Bereichs von +/- 20 ppb/K (parts per billion pro Kelvin), +/- 15 ppb/K, +/- 10 ppb/K und/oder +/- 5 ppb/K. Der Wärmeausdehnungskoeffizient kann aber auch innerhalb eines anderen Bereichs liegen. Bei einem solchen Mate- rial mit ultraniedriger Wärmeausdehnung (z. B. einem unter der Bezeichnung "ULE" für "Ultra-Low Expansion" von der Firma Corning Inc. vertriebenen Sub- stratmaterial) treten Veränderungen der geometrischen Form und der Abmessun- gen durch Temperaturänderungen nur in sehr geringem Maß auf. Beispiele für das Material des Substrats der herzustellenden optischen Kompo- nente umfassen ein Glasmaterial aus TiO2-SiO2, bei dem der ultraniedrige Wär- meausdehnungskoeffizient durch Variieren der Konzentration von TiO2 realisiert wird. Ein weiteres Beispiel ist eine Li2O-Al2O3-SiO2-Glaskeramik (unter dem Na- men "Zerodur" von der Firma Schott vertrieben) mit kristalliner Phase, bei dem der ultraniedrige Wärmeausdehnungskoeffizient durch gleichmäßig verteilte Na- nokristalle in einer Restglasphase realisiert wird. Schritt a) und/oder Schritt c) wird/werden beispielsweise auch computerimple- mentiert durchgeführt. Zum Beispiel werden Schritte a), b) und/oder c) von einer
Carl Zeiss SMT GmbH 6 Steuervorrichtung, z. B. einer Steuervorrichtung eines oder mehrerer Computer, durchgeführt. In Schritt a) werden die eine oder die mehreren normalisierten Verteilungsfunk- tion/en der Nulldurchgangstemperatur beispielsweise von einer Bereitstellungs- einrichtung der Steuervorrichtung bereitgestellt, z. B. auch an eine erste Ermitt- lungseinrichtung der Steuervorrichtung übermittelt. Insbesondere wird in Schritt a) für jede der einen oder der mehreren optischen Komponente/n eine normalisierte Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstem- peratur als Funktion des Ortes bereitgestellt. Im Falle von mehreren normalisierten Verteilungsfunktionen unterscheiden sich die mehreren normalisierten Verteilungsfunktionen voneinander durch eine Form und Größe von Schwankungen der Nulldurchgangstemperatur als Funk- tion des Ortes. Insbesondere ist jede der mehreren Verteilungsfunktionen ver- schieden von allen übrigen der mehreren Verteilungsfunktionen. Durch das Nor- malisieren weisen die mehreren Verteilungsfunktionen die gleiche mittlere Null- durchgangstemperatur (z. B. eine mittlere Nulldurchgangstemperatur von Null) auf. In Schritt b) wird der Abbildungsfehler des optischen Systems insbesondere für jede Kombination aus der einen oder den mehreren bereitgestellten normalisier- ten Verteilungsfunktion/en und den mehreren vorbestimmten mittleren Null- durchgangstemperaturen ermittelt. Werden zum Beispiel zwei voneinander ver- schiedene normalisierte Verteilungsfunktionen und drei voneinander verschie- dene Werte für die mittlere Nulldurchgangstemperatur bereitgestellt, dann erge- ben sich sechs mögliche Kombinationen. Somit werden sechs verschiedene Feh- lerwerte für den Abbildungsfehler des optischen Systems basierend auf den sechs verschiedenen Kombinationen ermittelt.
Carl Zeiss SMT GmbH 7 In Schritt b) werden also mehrere – der normalisierten Verteilungsfunktion bzw. den normalisierten Verteilungsfunktionen und den mehreren Werten für die mittlere Nulldurchgangstemperatur zugeordnete – Fehlerwerte Fi der Abbildung des optischen Systems ermittelt. In Schritt c) werden dann die ermittelten Fehlerwerte Fi mit dem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Insbesondere werden die zu Fehlerwerten Fi, die klei- ner als der Schwellenwert sind, gehörenden mittleren Nulldurchgangstemperatu- ren als eine oder mehrere ausgewählte mittlere Nulldurchgangstemperatur er- mittelt. Wenn in Schritt c) mehr als eine ausgewählte mittlere Nulldurchgangstempera- tur ermittelt wird, für welche der ermittelte Abbildungsfehler kleiner als der vor- bestimmte Schwellenwert ist, dann kann das Substrat der herzustellenden opti- schen Komponente wahlweise auf jede der mehreren ermittelten ausgewählten mittleren Nulldurchgangstemperatur eingestellt werden. Beispielsweise kann das Substrat zur Einstellung seiner mittleren Nulldurchgangstemperatur basie- rend auf wahlweise jeder der mehreren ermittelten ausgewählten mittleren Null- durchgangstemperaturen wärmebehandelt werden. Wenn in Schritt c) keine ausgewählte mittlere Nulldurchgangstemperatur ermit- telt wird, für welche der ermittelte Abbildungsfehler kleiner als der vorbe- stimmte Schwellenwert ist, dann kann beispielsweise ermittelt werden, dass das Substrat (z. B. das Substrat mehrerer nachfolgend beschriebener Repräsentanten für optische Komponenten) nicht zum Herstellen einer optischen Komponente ge- eignet ist. Wenn der jeweilige ermittelte Abbildungsfehler zum Beispiel einen Fokusfehler der Abbildung (d. h. eine Abweichung eines Ist-Fokus des optischen Systems von
Carl Zeiss SMT GmbH 8 einem Soll-Fokus) aufweist, dann beträgt der Schwellenwert beispielsweise 15 nm oder weniger, 10 nm oder weniger und/oder 5 nm oder weniger. Wenn der jeweilige ermittelte Abbildungsfehler zum Beispiel einen Overlay-Feh- ler der Abbildung (d. h. eine Abweichung einer Ist-Position eines mithilfe des opti- schen Systems in einem Bild in einer Bildebene des optischen Systems abgebilde- ten Objektes von einer Soll-Position) aufweist, dann beträgt der Schwellenwert beispielsweise 3 nm oder weniger, 1 nm oder weniger und/oder 0,5 nm oder weni- ger. Wenn der jeweilige ermittelte Abbildungsfehler zum Beispiel einen sphärischen Wellenfront-Fehler der Abbildung (d. h. eine Abweichung einer Ist-Wellenfront ei- nes durch das optische System geführten Strahlenbündels von einer idealen Ku- gelwelle) aufweist, dann beträgt der Schwellenwert beispielsweise 200 pm oder weniger, 100 pm oder weniger und/oder 50 pm oder weniger (RMS-Abweichung). Gemäß einer Ausführungsform wird in Schritt c) eine optimale mittlere Nulldurch- gangstemperatur für das Substrat der herzustellenden optischen Komponente als diejenige der mehreren mittleren Nulldurchgangstemperaturen ermittelt, für wel- che der ermittelte Abbildungsfehler minimal ist. Damit kann die mittlere Nulldurchgangstemperatur für das Substrat der herzu- stellenden optischen Komponente noch besser ermittelt werden. Beispielsweise können zunächst mehrere ausgewählte mittlere Nulldurchgangs- temperaturen ermittelt werden. Sodann kann diejenige der mehreren ausgewähl- ten mittleren Nulldurchgangstemperaturen, für welche der ermittelte Abbildungs- fehler minimal ist, als die optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur ermittelt werden.
Carl Zeiss SMT GmbH 9 In Schritt c) wird in diesem Fall zum Beispiel ein Minimum der mehreren in Schritt b) ermittelten Fehlerwerte Fi der Abbildung des optischen Systems als End-Fehler FE ermittelt: FE = min (Fi), für i = 1 bis n In obiger Gleichung bezeichnet n die Anzahl der möglichen Kombinationen aus der/den bereitgestellten normalisierten Verteilungsfunktion/en der Nulldurch- gangstemperatur und den vorbestimmten mittleren Nulldurchgangstemperatu- ren. Somit ist n eine natürliche Zahl größer 1. Weiterhin kennzeichnet i einen In- dex, der von 1 bis n läuft. Außerdem ist Fi ein durch Simulation ermittelter Ab- bildungsfehler für die i-te der n möglichen Kombinationen der bereitgestellten Verteilungsfunktion/en und mittleren Nulldurchgangstemperaturen. FE gibt dann das Minimum der n durch Simulation ermittelten Abbildungsfehler Fi an. Anschließend wird die zu diesem Minimum FE gehörende mittlere Nulldurch- gangstemperatur als die optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur für das Substrat der herzustellenden optischen Komponente ermittelt. In dem obigen Beispiel, in dem zwei voneinander verschiedene normalisierte Ver- teilungsfunktionen und drei voneinander verschiedene Werte für die mittlere Nulldurchgangstemperatur bereitgestellt werden und sich somit sechs mögliche Kombinationen ergeben, ist somit n = 6. Folglich werden sechs verschiedene Werte Fi für den Abbildungsfehler Fi des optischen Systems basierend auf den sechs verschiedenen Kombinationen ermittelt und davon das Minimum als End- Fehler bestimmt: FE = min (F1, F2, F3, F4, F5, F6), für n = 6
Carl Zeiss SMT GmbH 10 Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden in Schritt a) mehrere normali- sierte Verteilungsfunktionen der Nulldurchgangstemperatur für ein entspre- chendes Substrat mehrerer Repräsentanten für optische Komponenten bereitge- stellt. Damit kann in einem Fall, in dem die Verteilungsfunktion der Nulldurchgangs- temperatur des Substrats der herzustellenden optischen Komponente unbekannt ist, die günstige und/oder optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur des Sub- strats der herzustellenden optischen Komponente basierend auf mehreren reprä- sentativen Verteilungsfunktionen der Nulldurchgangstemperatur ermittelt wer- den. Die mehreren Repräsentanten für optische Komponenten sind beispielsweise mehrere physisch realisierte optische Komponenten mit jeweils einem Substrat mit der entsprechenden Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in Schritt a) eine normalisierte Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur für das Substrat der herzu- stellenden optischen Komponente bereitgestellt. Durch Bereitstellen der Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur für genau das Substrat der herzustellenden optischen Komponente kann die güns- tige und/oder optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur für dieses Substrat noch genauer ermittelt werden. Wird dieses Substrat dann in einem nachgelagerten Schritt nachbearbeitet, so- dass seine mittlere Nulldurchgangstemperatur der bei dem Verfahren ermittel- ten zumindest einen ausgewählten und/oder optimalen mittleren Nulldurch- gangstemperatur entspricht, können Abbildungsfehler des optischen Systems
Carl Zeiss SMT GmbH 11 durch Wärmeeinträge in die herzustellende optische Komponente noch weiter re- duziert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die mehreren Repräsentanten phy- sisch realisierte optische Komponenten, und werden die mehreren Verteilungs- funktionen der Nulldurchgangstemperatur der entsprechenden Substrate der mehreren Repräsentanten gemessen. Dadurch können Messergebnisse einer Messung der Verteilungsfunktionen der Nulldurchgangstemperatur der mehreren Repräsentanten angewendet werden, um die unbekannte Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur der her- zustellenden Komponente zu ersetzen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Substrat der herzustellenden optischen Komponente physisch bereitgestellt, und wird die Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur des Substrats der herzustellenden optischen Komponente gemessen. Beispielsweise wird das Substrat der herzustellenden optischen Komponente vor Schritt a) hergestellt. Beispielsweise wird das Substrat der herzustellenden opti- schen Komponente mit der Verteilungsfunktion der Nulldurchgangstemperatur und einer anfänglichen mittleren Nulldurchgangstemperatur hergestellt. Weiter- hin wird in Schritt c) die zumindest eine ausgewählte (d. h. günstige) und/oder die optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur des Substrats ermittelt. Es kann auch zusätzlich beispielsweise ein Offset als Differenz der anfänglichen mittleren Nulldurchgangstemperatur und der zumindest einen ausgewählten und/oder optimalen mittleren Nulldurchgangstemperatur ermittelt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren auf:
Carl Zeiss SMT GmbH 12 Wärmebehandeln des Substrats der herzustellenden optischen Komponente zur Einstellung einer mittleren Nulldurchgangstemperatur des Substrats basie- rend auf der zumindest einen ermittelten ausgewählten mittleren Nulldurch- gangstemperatur und/oder der ermittelten optimalen mittleren Nulldurchgangs- temperatur. Damit kann das Substrat der herzustellenden optischen Komponente nachbear- beitet werden, sodass seine mittlere Nulldurchgangstemperatur der bei dem Ver- fahren ermittelten zumindest einen ausgewählten und/oder optimalen mittleren Nulldurchgangstemperatur entspricht (gleich ist wie diese). Insbesondere kann das Substrat derart nachbearbeitet werden, dass seine bei der Herstellung des Substrats eingestellte anfängliche mittlere Nulldurchgangstemperatur um den ermittelten Offset korrigiert wird. Beispielsweise weist das Wärmebehandeln ein sog. Tempern des Substrats auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein jeweiliges Ermitteln des Abbil- dungsfehlers des optischen Systems für jede bereitgestellte Verteilungsfunktion und für die mehreren voneinander verschiedenen vorbestimmten mittleren Null- durchgangstemperaturen auf: Ermitteln mehrerer voneinander verschiedener Einzelfehler in Bezug auf voneinander verschiedene Fehlerarten des optischen Systems, und Ermitteln des Abbildungsfehlers des optischen Systems basierend auf den mehreren ermittelten Einzelfehlern. Beispielsweise werden mehrere voneinander verschiedene relative Einzelfehler in Bezug auf die voneinander verschiedenen Fehlerarten des optischen Systems ermittelt. Weiterhin wird beispielsweise der jeweilige Abbildungsfehler des opti- schen Systems als ein Maximum, ein Mittelwert, ein Median und/oder ein Quan- til der mehreren ermittelten relativen Einzelfehler ermittelt.
Carl Zeiss SMT GmbH 13 Beispielsweise kann die zumindest eine ausgewählte mittlere Nulldurchgangs- temperatur in Schritt c) auch als diejenige der mehreren mittleren Nulldurch- gangstemperaturen ermittelt werden, für welche jeder der mehreren ermittelten Einzelfehler kleiner als ein entsprechender vorbestimmter Einzel-Schwellenwert für die entsprechende Fehlerart ist. Die mehreren voneinander verschiedenen Einzelfehler weisen insbesondere Feh- lerwerte für verschiedene Arten von Einzelfehlern auf. Durch Berücksichtigen von verschiedenen Arten von Einzelfehlern der Abbildung des optischen Systems kann der End-Fehler der Abbildung des optischen Sys- tems für jede Verteilungsfunktion und jeden Offset noch besser ermittelt werden. Außerdem wird optional – für jede bereitgestellte Verteilungsfunktion und jede berücksichtigte mittlere Nulldurchgangstemperatur – zum Beispiel das Maxi- mum, der Mittelwert, der Median und/oder das Quantil der mehreren ermittelten Einzelfehler berechnet und sodann der End-Fehler der Abbildung des optischen Systems als dieses Maximum, dieser Mittelwert, dieser Median und/oder dieses Quantil genommen. Dadurch können große Fehlerbeiträge besser berücksichtigt werden. Das Maximum der mehreren ermittelten Einzelfehler wird beispiels- weise basierend auf folgender Gleichung berechnet: Fi = max (fk), für i = 1 bis n und k = 1 bis m In obiger Gleichung bezeichnet Fi für i = 1 bis n die in Schritt b) durch Simula- tion ermittelten n Fehler Fi für die n möglichen Kombinationen der bereitgestell- ten Verteilungsfunktion/en und mittleren Nulldurchgangstemperaturen. Weiter- hin bezeichnet fk für k = 1 bis m die m Einzelfehler für eine bestimmte Vertei- lungsfunktion und eine bestimmte mittlere Nulldurchgangstemperatur. Dabei ist
Carl Zeiss SMT GmbH 14 k ein Index, der von 1 bis m läuft, wobei m eine natürliche Zahl größer 1 ist und die Anzahl der voneinander verschiedenen Einzelfehler fk bezeichnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren ermittelten Ein- zelfehler gemäß vorbestimmten Gewichten gewichtet. Dadurch können die Einzelfehler abhängig von einem geplanten Einsatz der her- zustellenden optischen Komponente und des optischen Systems mit dieser Kom- ponente gewichtet werden. Damit können Fehlerbeiträge von für eine spezielle Anwendung der optischen Komponente/des optischen Systems besonders wichti- gen Leistungsparametern gezielt klein gehalten werden. Das Maximum der mehreren gewichteten Einzelfehler wird beispielsweise basie- rend auf folgender Gleichung berechnet: Fi = max (fk / Wk), für i = 1 bis n und k = 1 bis m In obiger Gleichung bezeichnet Wk die m Gewichte, welche zur Wichtung der m Einzelfehler fk angewendet werden. Die Gewichte Wk sind insbesondere positive, reelle Zahlen größer 0. Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren voneinander ver- schiedenen Einzelfehler in Bezug auf die voneinander verschiedenen Fehlerarten und in Bezug auf voneinander verschiedener Einstellungsparameter einer Be- leuchtung der herzustellenden optischen Komponente des optischen Systems er- mittelt. Damit werden verschiedene Einstellungsparameter der geplanten Beleuchtung der herzustellenden optischen Komponente bei der computerimplementierten Er- mittlung der Einzelfehler berücksichtigt. Folglich können die verschiedenen
Carl Zeiss SMT GmbH 15 Arten von Einzelfehler für verschiedene simulierte Beleuchtungsszenarien der herzustellenden optischen Komponente ermittelt werden. Die verschiedenen Einstellungsparameter der geplanten Beleuchtung der herzu- stellenden optischen Komponente weisen beispielsweise eine Strahlungsintensi- tät eines Arbeitslichtes (z. B. EUV-Licht) auf, das auf die optische Komponente eingestrahlt wird. Die verschiedenen Einstellungsparameter der Beleuchtung können zum Beispiel auch ein Muster aufweisen, in dem das Arbeitslicht auf die optische Komponente eingestrahlt wird (z. B. X-Dipol, Y-Dipol, Ringform, DRAM-Profil, Streifenmuster etc.). Mit anderen Worten können die Beleuchtungs-Einstellparameter eine Wär- mestromverteilung mit Wärmestrompolen aufweisen, die durch auf die herzustel- lende optische Komponente in einem speziellen Muster eingestrahltes Arbeits- licht verursacht wird. Die verschiedenen Einstellungsparameter der Beleuchtung können zum Beispiel auch eine Struktur einer Maske (z. B. Lithographiemaske) aufweisen, die mit- hilfe der herzustellenden optischen Komponente auf einen Wafer in der Bild- ebene des optischen Systems abgebildet wird. Beispielsweise kann Fi dann wie folgt berechnet werden: Fi = max (fk / Wl), für i = 1 bis n, k = 1 bis m und l = 1 bis q In obiger Gleichung bezeichnet Wl die Gewichte, welche zur Wichtung der Ein- zelfehler fk angewendet werden. Die Gewichte Wl sind insbesondere positive, re- elle Zahlen größer Null. Weiterhin ist l ein Index, der von 1 bis q läuft, wobei q die Anzahl der mehreren Gewichte Wl bezeichnet.
Carl Zeiss SMT GmbH 16 Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die mehreren ermittelten Ein- zelfehler in Bezug auf die voneinander verschiedenen Fehlerarten auf: eine Abweichung eines Ist-Fokus des optischen Systems von einem Soll-Fo- kus, eine Abweichung einer Ist-Position eines mithilfe des optischen Systems in einer Bildebene des optischen Systems abgebildeten Objektes von einer Soll-Posi- tion des abgebildeten Objektes, eine Bildverschiebung eines mithilfe des optischen Systems in einer Bild- ebene des optischen Systems abgebildeten Bildes, und/oder eine Abweichung einer Ist-Wellenfront, welche ein Bild in einer Bildebene des optischen Systems abbildet, von einer Soll-Wellenfront. Die Einzelfehler werden insbesondere computerimplementiert ermittelt, z. B. ba- sierend auf einer Simulation einer Abbildung mit dem herzustellenden optischen System. Die Bildverschiebung ist beispielsweise eine Verschiebung des Bildes relativ zu einer Soll-Position des Bildes. Die Bildverschiebung ist beispielsweise eine Ver- schiebung des Bildes in einer Richtung parallel zur Bildebene des optischen Sys- tems. Das in einer Bildebene des optischen Systems abgebildete Bild ist beispielsweise ein auf einem Wafer der Lithographieanlage abgebildetes Bild. Die Ist-Wellenfront ist insbesondere die Wellenfront eines durch das optische System geführten Strahlenbündels. Die Ist-Wellenfront ist beispielsweise die Wellenfront des Strahlenbündels am Ort der Bildebene.
Carl Zeiss SMT GmbH 17 Die Soll-Wellenfront ist beispielsweise eine Kugelwelle. Die Abweichung der Ist- Wellenfront von der Soll-Wellenfront ist beispielsweise eine Abweichung von ei- ner idealen Kugelwelle. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abweichung der Ist-Wellen- front von der Soll-Wellenfront eine Verkippung der Wellenfront, eine Verschie- bung der Wellenfront, ein Astigmatismus der Wellenfront, ein Koma der Wellen- front, eine Mehrfachwelligkeit der Wellenfront und/oder eine sphärische Aberra- tion der Wellenfront auf. Die Verkippung der Wellenfront ist beispielsweise eine Verkippung um eine Achse (z. B. x- und/oder y-Achse), welche parallel zur Bildebene des optischen Systems angeordnet ist. Die Verschiebung der Wellenfront ist beispielsweise eine Verschiebung parallel zur Bildebene des optischen Systems (z. B. in x- und/oder y-Richtung). Die Mehrfachwelligkeit ist z. B. eine Dreiwelligkeit, Vierwelligkeit, Fünfwellig- keit, Sechswelligkeit etc. der Wellenfront. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Abweichung der Ist-Wellen- front von der Soll-Wellenfront in Form von Zernike-Polynomen quantifiziert. Mithilfe von Zernike-Polynomen kann eine Abweichung einer realen Wellenfront von einer idealen Wellenfront durch eine Summe von Polynomen mathematisch dargestellt werden. Zernike-Polynome werden mithilfe von Polarkoordinaten in einem normierten Einheitskreis dargestellt. Mathematisch sind die einzelnen Zernike-Polynome einer Kreisflache charakterisiert durch Polarkoordinaten mit einer Potenzreihe in radiärer Richtung ρ und einer fourier-ähnlichen Reihe in Richtung des Winkels Θ. In der allgemeinen Form Z n,±m gibt n die
Carl Zeiss SMT GmbH 18 Ordnungszahl des Polynoms in radiärer Richtung an, und m entspricht der Fre- quenz des Winkels Θ pro Kreisumgang. Polynome mit geradzahligem n und m=0 sind rotationssymmetrisch, alle übrigen winkelabhängig. Zum Beispiel beschreibt das Zernike-Polynom Z 1,±1 eine Verkippung (+1 in x- Richtung, -1 in y-Richtung), beschreibt das Zernike-Polynom Z 2,0 einen Fokus- fehler (sphärischer Fehler), beschreibt das Zernike-Polynom Z 2,±2 einen Astig- matismus, beschreibt das Zernike-Polynom Z 3,±1 ein Koma, beschreibt das Zernike-Polynom Z 3,±3 eine Dreiwelligkeit, beschreibt das Zernike-Polynom Z 4,0 eine sphärische Aberration und beschreibt das Zernike-Polynom Z 4,±2 ei- nen Astigmatismus 4. Ordnung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die optische Komponente ein Spiegel und das Substrat ein Spiegelsubstrat. Insbesondere ist in diesem Fall die optisch aktive Fläche eine reflektierende Flä- che. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische System ein Projektions- system der Lithographieanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Beleuchtungssystem der Lithogra- phieanlage (Projektionsbelichtungsanlage) sein. Die Lithographieanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für "Extreme Ultraviolet" und be- zeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Pro- jektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für "Deep Ultraviolet" und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
Carl Zeiss SMT GmbH 19 Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschla- gen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch min- destens einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend beschriebene Ver- fahren (z. B. ein oder mehrere Ausführungsformen des vorstehend beschriebenen Verfahrens) auszuführen. Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in ei- nem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in ei- nem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entspre- chenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerpro- gramm-Mittel erfolgen. Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuervorrichtung zum Herstellen eines optischen Systems für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das optische Sys- tem umfasst eine optische Komponente mit einer optisch aktiven Fläche und ei- nem Substrat. Außerdem weist die Steuervorrichtung auf: eine Bereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen, für ein Substrat einer oder mehrerer optischer Komponenten, einer jeweiligen normalisierten Vertei- lungsfunktion einer Nulldurchgangstemperatur eines Wärmeausdehnungskoeffi- zienten des jeweiligen Substrats als Funktion eines Ortes des Substrats, eine erste Ermittlungseinrichtung zum computerimplementierten Ermit- teln, für jede bereitgestellte Verteilungsfunktion und für mehrere voneinander verschiedene vorbestimmte mittlere Nulldurchgangstemperaturen, eines Abbil- dungsfehlers des optischen Systems, und eine zweite Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer ausgewählten mittleren Nulldurchgangstemperatur für das Substrat der herzustellenden opti- schen Komponente als diejenige der mehreren mittleren
Carl Zeiss SMT GmbH 20 Nulldurchgangstemperaturen, für welche der ermittelte Abbildungsfehler kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. "Ein" ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Die für das Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten, z. B. soweit sie computerimplementiert durchgeführt werden können, für die vor- geschlagene Steuervorrichtung entsprechend und umgekehrt. Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht expli- zit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausfüh- rungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegen- stand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungs- beispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzug- ten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher er- läutert. Fig.1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungs- anlage für die EUV-Projektionslithographie gemäß einer Ausführungsform;
Carl Zeiss SMT GmbH 21 Fig.2 zeigt ein optisches System der Projektionsbelichtungsanlage aus Fig.1 ge- mäß einer Ausführungsform, wobei das optische System eine optische Kompo- nente umfasst; Fig.3 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines op- tischen Systems gemäß einer Ausführungsform; Fig.4 zeigt ein Substrat der optischen Komponente aus Fig.2 gemäß einer Aus- führungsform; Fig.5 zeigt eine Verteilungsfunktion einer Nulldurchgangstemperatur des Sub- strats aus Fig.4 gemäß einer Ausführungsform; Fig.6 zeigt drei Repräsentanten für optische Komponente gemäß einer Ausfüh- rungsform; Fig.7 zeigt Verteilungsfunktionen einer Nulldurchgangstemperatur von Substra- ten der optischen Komponenten aus Fig.6 gemäß einer Ausführungsform; Fig.8 veranschaulicht einen computerimplementiert ermittelten Einzelfehler der Abbildung des optischen Systems aus Fig.2 gemäß einer Ausführungsform; Fig.9 veranschaulicht einen weiteren computerimplementiert ermittelten Ein- zelfehler der Abbildung des optischen Systems aus Fig.2 gemäß einer Ausfüh- rungsform; Fig.10 veranschaulicht eine Einstellung einer Beleuchtung der optischen Kom- ponente aus Fig.2 gemäß einer Ausführungsform;
Carl Zeiss SMT GmbH 22 Fig.11 veranschaulicht eine Gewichtung bei der computerimplementierten Er- mittlung eines Abbildungsfehlers des optischen Systems aus Fig.2 gemäß einer Ausführungsform; Fig.11A illustriert einen Abbildungsfehler des optischen Systems aus Fig.2 im Vergleich mit einem Schwellenwert; und Fig 12 zeigt eine Steuervorrichtung zur Ausführung des Verfahrens aus Fig.3 gemäß einer Ausführungsform. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Be- zugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendiger- weise maßstabsgerecht sind. Fig.1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Litho- graphieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Be- leuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssys- tem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuch- tungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht. Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverla- gerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar. In der Fig.1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x- Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-
Carl Zeiss SMT GmbH 23 Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y ver- läuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der Fig.1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Ob- jektebene 6. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projek- tionsoptik 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 Bild- ebene 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 Waferhal- ter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Rich- tung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikel- verlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlage- rungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen. Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Licht- quelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle han- deln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
Carl Zeiss SMT GmbH 24 Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 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 Reflexionsflä- chen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln grö- ßer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Ein- fallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt wer- den. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht struktu- riert 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 Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen. Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strah- lengang 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 Wir- kung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spekt- ralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrah- lung 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 auch als Feldfacetten bezeich- net werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der Fig.1 nur beispiel- haft einige dargestellt.
Carl Zeiss SMT GmbH 25 Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, ins- besondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teil- kreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein. Wie beispielsweise aus der DE 102008009600 A1 bekannt ist, können die ers- ten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbe- sondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Fa- cettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die DE 102008009600 A1 verwiesen. Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuch- tungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y. 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 1614 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.
Carl Zeiss SMT GmbH 26 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 102008009600 A1 verwiesen. Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav ge- krümmte Reflexionsflächen aufweisen. Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integra- tor) 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 zweite Facettenspiegel 22 gegenüber ei- ner Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der DE 102017220586 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 Beleuchtungs- strahlung 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 Ob- jektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbil- dung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufwei- sen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für
Carl Zeiss SMT GmbH 27 senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) um- fassen. 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 ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 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 bezie- hungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Ob- jektebene 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 durch- nummeriert sind. Bei dem in der Fig.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. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungs- strahlung 16. 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.
Carl Zeiss SMT GmbH 28 Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssym- metrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Refle- xionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuch- tungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Be- schichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Sili- zium, gestaltet sein. Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koor- dinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Rich- tung y 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 βx, βy in x- und y-Rich- tung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 10 lie- gen 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. Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senk- recht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1. Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
Carl Zeiss SMT GmbH 29 Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, 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 x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Bei- spiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwi- schenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der US 2018/0074303 A1. Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 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 ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23. Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 ab- gebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homo- gen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuch- tungskanäle erreicht werden. Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuch- tung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Aus- wahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der
Carl Zeiss SMT GmbH 30 Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet. Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchte- ter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden. Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objekt- feldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrie- ben. 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 zwei- ten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projekti- onsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 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 Ein- trittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauele- ment der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die un- terschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Ein- trittspupille berücksichtigt werden.
Carl Zeiss SMT GmbH 31 Bei der in der Fig.1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuch- tungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 defi- niert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene an- geordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist. Fig.2 zeigt ein optisches System 100 (z. B. ein Teil eines optischen Systems 100) mit einer optischen Komponente 102 gemäß einer Ausführungsform. Die optische Komponente 102 weist ein Substrat 104 und eine optisch aktive Fläche 106 auf. Die optische Komponente 102 ist zum Beispiel ein Spiegel mit einem Spiegelsub- strat 104 und einer reflektierenden Oberfläche 106. Das optische System 100 ist zum Beispiel eine Projektionsoptik 10 der EUV- Lithographieanlage 1 (Fig.1). Das optische System 100 kann jedoch zum Beispiel auch eine Beleuchtungsoptik 4 der Lithographieanlage 1 sein. Die optische Komponente 102 ist zum Beispiel einer der Spiegel M1 bis M6 der Projektionsoptik 10 (Fig.1). Die optische Komponente 102 kann zum Beispiel auch einer der Spiegel 19, 20, 22 der Beleuchtungsoptik 4 (Fig.1) sein. Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, kann die optische Komponente 102 auch ein Spiegel oder eine Linse einer DUV-Lithographieanlage sein. Die optische Komponente 102 kann sich durch Bestrahlung mit Arbeitslicht 16 (z. B. EUV-Licht 16 der Lithographieanlage 1, Fig.1) und Absorption des Ar- beitslichts 16 erwärmen. Dadurch kann sich die optische Komponente 102 ther- misch verformen. Durch diese thermische Verformung können Abbildungsfehler
Carl Zeiss SMT GmbH 32 der optischen Komponente 102 bzw. des optischen Systems 100, das die optische Komponente 102 umfasst, auftreten. Zur Reduzierung thermischer Verformung und damit zusammenhängender Ab- bildungsfehler wird hochwertiges Substratmaterial 108 für das Substrat 104 ver- wendet. Insbesondere weist das Material 108 des Substrats 104 einen sehr klei- nen Wärmeausdehnungskoeffizienten ρ auf. Das Material 108 weist insbesondere eine Nulldurchgangstemperatur ZCT des Wärmeausdehnungskoeffizienten ρ auf, bei der eine thermische Verformung des Spiegelmaterials in Abhängigkeit einer Temperaturerhöhung minimal und/oder Null ist. Aufgrund von Inhomogenitäten des Materials 108 des Substrats 104 ist die Null- durchgangstemperatur ZCT des Substrats 104 nicht homogen über einen Sub- stratkörper 110 des Substrats 104 verteilt, sondern weist vielmehr Schwankun- gen ΔZCT als Funktion des Ortes r des Substratkörpers 110 auf. Der Ort r des Substratkörpers 110 ist beispielsweise ein Ort im von den Richtungen x', y' und z' aufgespannten dreidimensionalen Raum. Ein Wert der mittleren Nulldurch- gangstemperatur M des Spiegelmaterials 108 sowie die Variationen ΔZCT der Nulldurchgangstemperatur ZCT als Funktion des Ortes r haben unmittelbaren Einfluss auf Abbildungsfehler der optischen Komponente 102. Es wird angemerkt, dass die x'-, y'- und z'-Richtungen bzw. das x'-, y'- und z'-Ko- ordinatensystem in den Fig.2, 4 und 6 entsprechend mit den x-, y- und z-Rich- tungen bzw. dem x-, y- und z-Koordinatensystem von Fig.1, 8 und 9 übereinstim- men kann oder davon abweichen kann. Insbesondere stimmen die x'-, y'- und z'- Richtungen bzw. das x'-, y'- und z'-Koordinatensystem in den Fig.2, 4 und 6 nur dann mit den x-, y- und z-Richtungen bzw. dem x-, y- und z-Koordinatensystem von Fig.1, 8 und 9 über, wenn eine optische Achse der optischen Komponente 102 senkrecht zu einer Bildebene des optischen Systems 100 (z. B. zur Bildebene 12 in Fig.1 bzw. Bildebene 302 in Fig.8) angeordnet ist. Beispielsweise stimmen
Carl Zeiss SMT GmbH 33 die x'-, y'- und z'-Richtungen bzw. das x'-, y'- und z'-Koordinatensystem in den Fig.2, 4 und 6 dann mit den x-, y- und z-Richtungen bzw. dem x-, y- und z-Koor- dinatensystem von Fig.1, 8 und 9 überein, wenn die optische Komponente 102 einer der Spiegel M3, M5 oder M6 in Fig.1 ist. Im Folgenden wird mit Bezug zu den Figuren 2 bis 11 ein Verfahren zum Herstel- len eines optischen Systems 100 für eine Lithographieanlage 1 beschrieben. Das optische System 100 weist die optische Komponente 102 mit der optisch aktiven Fläche 106 und dem Substrat 104 auf (Fig.2). In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird das Substrat 104' hergestellt (Fig.4). Das hergestellte Substrat 104' weist ein Material 108' auf, das aufgrund des Herstellungsprozesses eine Verteilungsfunktion g(r) der Nulldurchgangstem- peratur ZCT' als Funktion eines Ortes r des Substratkörpers 110' aufweist. Wei- terhin hat die Verteilungsfunktion g(r) eine mittlere Nulldurchgangstemperatur M'. Als Verteilungsfunktion g(r) wird im Folgenden eine normalisierte Vertei- lungsfunktion g(r) betrachtet, die basierend auf einem Wert (z. B. der mittleren Nulldurchgangstemperatur M') der tatsächlichen (d. h. nicht-normalisierten) Verteilungsfunktion normalisiert wurde. Die Herstellung des Substrats 104' in Schritt S1 kann vor den Schritten S2 bis S4 ausgeführt werden. In anderen Beispielen kann Schritt S1 jedoch auch nach einem, mehreren oder allen der Schritte S2 bis S4 ausgeführt werden. In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird für ein Substrat (z. B.104' in Fig.4 bzw.204a, 204b, 204c in Fig.6) einer oder mehrerer optischer Komponen- ten (z. B.102 in Fig.2 bzw.202a, 202b, 202c in Fig.6) eine jeweilige normali- sierte Verteilungsfunktion (z. B. g(r) in Fig.4 bzw. ha(r), hb(r), hc(r) in Fig.7) ei- ner Nulldurchgangstemperatur (z. B. ZCT' in Fig.4 bzw. ZCTa, ZCTb, ZCTc in
Carl Zeiss SMT GmbH 34 Fig.7) eines Wärmeausdehnungskoeffizienten des jeweiligen Substrats als Funk- tion eines Ortes r des Substrats bereitgestellt. In einer ersten Variante von Schritt S2 wird in Schritt S21 für das Substrat 104' (Fig.4) der herzustellenden optischen Komponente 102 (Fig.2) eine normali- sierte Verteilungsfunktion g(r) der Nulldurchgangstemperatur ZCT' bereitge- stellt. In Fig.5 ist eine beispielhafte normalisierte Verteilungsfunktion g(r) der normalisierten Nulldurchgangstemperatur ΔZCT des Substrats 104' als Funktion des z-Ortes des Substrats 104' veranschaulicht. Beispielsweise wird Schritt S1 vor Schritt S21 ausgeführt. Dann kann in Schritt S21 die Verteilungsfunktion g(r) der Nulldurchgangstemperatur ZCT' des hergestellten Substrats 104' gemessen und normalisiert und damit die Vertei- lungsfunktion g(r) bereitgestellt werden. Wenn die Verteilungsfunktion g(r) der Nulldurchgangstemperatur ZCT' des Sub- strats 104' (Fig.4) der herzustellenden optischen Komponente 102 (Fig.2) nicht vorliegt und/oder nicht ermittelt werden kann, dann kann statt der ersten Vari- ante S21 die zweite Variante S22 des Schritts S2 des Verfahrens ausgeführt wer- den. In einer zweiten Variante von Schritt S2 werden in Schritt S22 des Verfahrens mehrerer Repräsentanten 202a, 202b, 202c für optische Komponenten bereitge- stellt (Fig.6). Die Repräsentanten 202a, 202b, 202c für optische Komponenten weisen jeweils ein Substrat 204a, 204b, 204c und eine optisch aktive Fläche 206a, 206b, 206c auf. Weiterhin wird in Schritt S22 für jedes Substrat 204a, 204b, 204c der mehreren Repräsentanten 202a, 202b, 202c für optische Komponenten eine normalisierte Verteilungsfunktion ha(r), hb(r), hc(r) der entsprechenden
Carl Zeiss SMT GmbH 35 Nulldurchgangstemperatur ZCTa, ZCTb, ZCTc bereitgestellt. Fig.7 zeigt beispiel- haft normalisierte Verteilungsfunktionen ha(r), hb(r), hc(r) der normalisierten Nulldurchgangstemperatur ΔZCT des entsprechenden Substrats 204a, 204b, 204c als Funktion des z-Ortes des entsprechenden Substrats 204a, 204b, 204c. Die mehreren Repräsentanten 202a, 202b, 202c für optische Komponenten und deren Verteilungsfunktionen ha(r), hb(r), hc(r) der Nulldurchgangstempera- tur ZCTa, ZCTb, ZCTc können in Schritt S22 beispielsweise ausschließlich digital bereitgestellt werden. Alternativ können die mehreren Repräsentanten 202a, 202b, 202c für optische Komponenten physisch realisierte optische Komponenten sein (die also physisch bereitgestellt werden). In diesem Fall können ihre Verteilungsfunktionen ha(r), hb(r), hc(r) der Nulldurchgangstemperatur ZCTa, ZCTb, ZCTc für die entsprechen- den Substrate 204a 204b, 204c in Schritt S22 gemessen und normalisiert werden. In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens wird für jede bereitgestellte normali- sierte Verteilungsfunktion g(r) in Fig.5 bzw. ha(r), hb(r), hc(r) in Fig.7 und für mehrere voneinander verschiedene vorbestimmte mittlere Nulldurchgangstempe- raturen Mj ein Fehler Fi einer Abbildung des optischen Systems 100 computerim- plementiert ermittelt. Dabei ist j ein Index der von 1 bis p läuft, wobei p eine An- zahl von zu testenden verschiedenen mittleren Nulldurchgangstemperaturen Mj bezeichnet und eine natürliche Zahl größer eins ist. Außerdem kennzeichnet i ei- nen Index, der von 1 bis n läuft, wobei n eine natürliche Zahl größer 1 und die Anzahl der möglichen Kombinationen der bereitgestellten Verteilungsfunk- tion/en und mittleren Nulldurchgangstemperaturen angibt. Somit ist Fi ein durch Simulation ermittelter Fehler für die i-te der n möglichen Kombinationen der bereitgestellten Verteilungsfunktion/en (z. B. g(r) in Fig.5 bzw. ha(r), hb(r), hc(r) in Fig.7) und mittleren Nulldurchgangstemperaturen Mj.
Carl Zeiss SMT GmbH 36 Wurde bei Schritt S2 die erste Variante S21 ausgeführt, dann wird in Schritt S3 für die eine bereitgestellte normalisierte Verteilungsfunktion g(r) des Sub- strats 104' (Fig.5) und für mehrere voneinander verschiedene mittlere Null- durchgangstemperaturen Mj ein Fehler Fi der Abbildung des optischen Sys- tems 100 computerimplementiert ermittelt. Lediglich beispielhaft werden, wie in Fig.5 veranschaulicht, vier verschiedene mittlere Nulldurchgangstemperatu- ren Mj von 25,0º C, 25,5º C, 26,5º C und 27,5º C durchgetestet. Das heißt, dass in dem Beispiel von Fig.5 die Anzahl der voneinander verschiedenen mittleren Nulldurchgangstemperaturen Mj vier ist. Außerdem ergeben sich aus der Kombi- nation einer einzigen Verteilungsfunktion g(r) und vier verschiedener mittleren Nulldurchgangstemperaturen Mj vier mögliche Kombinationen. Damit ist i = 4 und es werden vier verschiedene Abbildungsfehler Fi berechnet. In anderen Beispielen können jedoch auch eine andere Anzahl von Werten und andere Werte für die mittlere Nulldurchgangstemperatur Mj angewendet wer- den. Wurde bei Schritt S2 die zweite Variante S22 ausgeführt, dann wird in Schritt S3 für die mehreren bereitgestellten normalisierten Verteilungsfunktio- nen ha(r), hb(r), hc(r) der Substrate 204a, 204b, 204c (Fig.6, 7) und für mehrere voneinander verschiedene mittlere Nulldurchgangstemperaturen Mj ein Fehler Fi der Abbildung des optischen Systems 100 computerimplementiert ermittelt. Le- diglich beispielhaft werden, wie in Fig.7 veranschaulicht, auch in dieser Vari- ante vier verschiedene mittlere Nulldurchgangstemperaturen Mj von 25,0º C, 25,5º C, 26,5º C und 27,5º C durchgetestet. Das heißt, dass in dem Beispiel von Fig.7 die Anzahl der voneinander verschiedenen mittleren Nulldurchgangstem- peraturen Mj auch vier ist. Weiterhin ergeben sich aus der Kombination von bei- spielsweise drei Verteilungsfunktionen ha(r), hb(r), hc(r) und vier verschiedenen mittleren Nulldurchgangstemperaturen Mj zwölf mögliche Kombinationen. Da- mit ist i = 12 und es werden zwölf verschiedene Abbildungsfehler Fi berechnet.
Carl Zeiss SMT GmbH 37 Optional kann in einer ersten Variante von Schritt S3 jeder Fehler Fi basierend auf mehreren voneinander verschiedenen Einzelfehlern fk ermittelt werden. Ins- besondere können für die Ermittlung jedes Fehlers Fi mehrere Einzelfehler fk an- gewendet werden, die zu voneinander verschiedenen Fehlerarten der Abbildung des optischen Systems 100 gehören. Beispielsweise werden die voneinander ver- schiedenen Einzelfehlern fk als relative Fehlerwerte berücksichtigt. In dieser ers- ten Variante von Schritt S4 kann der Fehler Fi der Abbildung des optischen Sys- tems 100 zum Beispiel als ein Maximum der mehreren ermittelten Einzelfehler fk ermittelt werden, z. B. basierend auf folgender Gleichung: Fi = max (fk), für i = 1 bis n und k = 1 bis m Dabei bezeichnet fk die (z. B. relativen) Einzelfehler für eine bestimmte Vertei- lungsfunktion g(r) bzw. ha(r), hb(r), hc(r) und eine bestimmte mittlere Nulldurch- gangstemperatur Mj. Dabei ist k ein Index, der von 1 bis m läuft, wobei m eine natürliche Zahl größer 1 ist und die Anzahl der voneinander verschiedenen Ein- zelfehler fk bezeichnet. In anderen Beispielen kann in Schritt S4 der Fehler Fi der Abbildung des opti- schen Systems 100 auch als ein Mittelwert, ein Median und/oder ein Quantil der mehreren ermittelten (z. B. relativen) Einzelfehler fk ermittelt werden. Bei den mehreren voneinander verschiedenen Einzelfehlern fk kann es sich zum Beispiel um eine Abweichung eines tatsächlichen Fokus FIst des optischen Sys- tems 100 von einem Soll-Fokus FSoll handeln (Fokusfehler, sphärischer Abbil- dungsfehler, Zernike-Polynom ZP von Z 2), wie in Fig.8 veranschaulicht. In Fig.8 ist eine Strahlung 300 (z. B. das Arbeitslicht 16 in Fig.1) gezeigt, die auf eine Bildebene 302 des optischen Systems 100 (Fig.2) eintrifft. Der Soll-Fo- kus FSoll liegt insbesondere in der Bildebene 302. Der tatsächliche Fokus FIst
Carl Zeiss SMT GmbH 38 weicht von dem Soll-Fokus FSoll ab, sodass es zu einer Unschärfe bei der Abbil- dung kommt. Eine Abweichung des tatsächlichen Fokus FIst von dem Soll-Fo- kus FSoll stellt ein Beispiel für einen Einzelfehler fk dar, z. B. einen ersten (k = 1) Einzelfehler f1. In Fig.8 ist weiterhin ein Fehlerbereich ΔFfokus als Beispiel eines Schwellenwerts SW (Fig.11A) und/oder eines Einzel-Schwellenwerts eingezeichnet. Beispielsweise ist ein Ist-Fokus der im Bereich FSoll ± ΔFfokus liegt, ein Abbildungsfehler Fi der kleiner als der Schwellenwert SW ist. Der in Fig. 8 gezeigte Ist-Fokus FIst liegt jedoch nicht mehr im erlaubten Bereich FSoll ± ΔFfokus und die zugehörige mittlere Nulldurchgangstemperatur Mi erfüllt somit die Bedingung für eine ausgewählte mittlere Nulldurchgangstemperatur Maw nicht. Beispielswerte für einen Fehlerbe- reich ΔFfokus, der einem Schwellenwert SW und/oder einem Einzel-Schwellenwert für den Fokus entspricht, umfassen beispielsweise 15 nm oder weniger, 10 nm oder weniger und/oder 5 nm oder weniger. Bei den mehreren voneinander verschiedenen Einzelfehlern fk kann es sich zum Beispiel auch um eine Verschiebung einer Wellenfront (z. B.304 in Fig.8) han- deln relativ zu einer Soll-Wellenfront 306, sodass eine Ist-Position PIst eines mit- hilfe des optischen Systems 100 in einem Bild 400 in einer Bildebene 302 (Fig.8) des optischen Systems 100 abgebildeten Objektes 402 von einer Soll-Position PSoll des abgebildeten Objektes 404 abweicht, wie in Fig.9 veranschaulicht. Eine Ab- weichung der Ist-Position PIst von der Soll-Position PSoll (Overlay-Fehler) stellt ein weiteres Beispiel für einen Einzelfehler fk dar, z. B. einen zweiten (k=2) Ein- zelfehler f2. Bei den mehreren voneinander verschiedenen Einzelfehler fk kann es sich zusätz- lich oder anstatt um Einzelfehler fk in Bezug auf die voneinander verschiedenen Fehlerarten auch um Einzelfehler fk in Bezug auf voneinander verschiedene
Carl Zeiss SMT GmbH 39 Einstellungsparameter einer Beleuchtung der herzustellenden optischen Kompo- nente 102 des optischen Systems 100 handeln. Die verschiedenen Einstellungsparameter der geplanten Beleuchtung der herzu- stellenden optischen Komponente 102 weisen beispielsweise eine Strahlungsin- tensität eines Arbeitslichtes (z. B. EUV-Licht 16, Fig.1) auf, das auf die optische Komponente 102 eingestrahlt wird. Die verschiedenen Einstellungsparameter der Beleuchtung können zum Beispiel auch ein Muster 500 bzw. eine Wärmestromverteilung 500 aufweisen, in dem bzw. mit der das Arbeitslicht 16 auf die optische Komponente 102 eingestrahlt wird. In Fig.10 sind beispielhaft zwei Wärmestrompole 502, 504 (Dipol-Muster) einer Wärmestromverteilung 500 einer optisch aktiven Oberfläche 506 einer opti- schen Komponente (z. B. der optischen Komponente 102 in Fig.2) veranschau- licht. Optional können in einer zweiten Variante von Schritt S3 die mehreren ermittel- ten Einzelfehler fk gemäß vorbestimmten Gewichten Wl gewichtet werden. Dadurch können die Einzelfehler abhängig von einem geplanten Einsatz der her- zustellenden optischen Komponente 102 und des optischen Systems 100 mit die- ser Komponente 102 gewichtet werden. In dieser zweiten Variante von Schritt S3 wird Fi zum Beispiel als das Maximum der mehreren gewichteten Einzelfehler fk beispielsweise basierend auf folgender Gleichung berechnet: Fi = max (fk / Wl), für i = 1 bis n, k = 1 bis m und l = 1 bis q
Carl Zeiss SMT GmbH 40 In obiger Gleichung bezeichnet Wl die Gewichte, welche zur Wichtung der Ein- zelfehler fk angewendet werden. Die Gewichte Wl sind insbesondere positive, re- elle Zahlen größer Null. Weiterhin ist l ein Index, der von 1 bis q läuft, wobei q die Anzahl der mehreren Gewichte Wl bezeichnet. In anderen Beispielen kann der Fehler Fi der Abbildung des optischen Sys- tems 100 auch als ein Mittelwert, ein Median und/oder ein Quantil der mehreren gewichteten Einzelfehler fk ermittelt werden. In Fig.11 sind beispielhaft Gewichte Wl veranschaulicht. Als Beispiel ist ein Ge- wicht W1 gleich 0,5 illustriert, was einer hohen Gewichtung entspricht, da der Term Wl in obiger Gleichung im Nenner steht. Als weiteres Beispiel ist ein Ge- wicht W2 gleich 1,5 gezeigt, was einer niedrigen Gewichtung entspricht. In einem Fall, in dem eine Anzahl p verschiedener Einstellungsparameter für die Beleuchtung der optischen Komponente 102 mit Arbeitslicht 16 berücksichtigt werden, gilt, dass q das mathematische Produkt aus p und m ist (d. h. q = p m. In einem Fall, in dem keine mehreren verschiedenen Einstellungsparameter für die Beleuchtung der optischen Komponente 102 mit Arbeitslicht 16 berücksichtigt werden (d. h. nur eine einzige Einstellung angewendet wird und somit p = 1 ist), gilt, dass q gleich m ist. Werden beispielsweise zwei voneinander verschiedene Einzelfehler fk betrachtet (d. h. m = 2) und nur ein einziger Einstellungsparameter für die Beleuchtung der optischen Komponente 102 mit Arbeitslicht 16 (d. h. p = 1 und q = m), dann wird der Fehler Fi wie folgt berechnet: Fi = max (fk / Wl), für i = 1 bis n, k = 1 bis 2 und l = 1 bis 2 Fi = max (f1 / W1, f2 / W2), für i = 1 bis n
Carl Zeiss SMT GmbH 41 In einer Ausführungsform, in der zusätzlich zu z. B. zwei voneinander verschie- denen Einzelfehlern fk (d. h. m = 2) auch zwei voneinander verschiedene Einstel- lungsparameter für die Beleuchtung der optischen Komponente 102 mit Arbeits- licht 16 berücksichtigt werden (d. h. p = 2 und q = 2 m), wird der Fehler Fi wie folgt berechnet: Fi = max (fkd / Wl), für i = 1 bis n, k = 1 bis 2, d = 1 bis 2 und l = 1 bis 4 Fi = max (f11 / W1, f12 / W2, f21 / W3, f22 / W4), für i = bis n Hierbei bezeichnet fkd den k-ten Einzelfehler bei der d-ten Beleuchtungseinstel- lung. Das heißt, f11 bezeichnet den ersten Einzelfehler f1 bei der ersten Beleuch- tungseinstellung, f12 bezeichnet den ersten Einzelfehler f1 bei der zweiten Be- leuchtungseinstellung, f21 bezeichnet den zweiten Einzelfehler f2 bei der ersten Beleuchtungseinstellung, und f22 bezeichnet den zweiten Einzelfehler f2 bei der zweiten Beleuchtungseinstellung. In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens wird zumindest eine ausgewählte mittlere Nulldurchgangstemperatur Maw für das Substrat 104 der herzustellen- den optischen Komponente 102 (Fig.2) als diejenige mittlere Nulldurchgangs- temperatur Mj ermittelt, für welche der ermittelte Fehler Fi kleiner als ein vorbe- stimmter Schwellenwert SW ist. In Fig.11A ist beispielshaft ein Abbildungsfehler Fi des optischen Systems 102 aus Fig. 2 illustriert, der kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert SW ist. In die- sem Beispiel wird somit in Schritt S4 die zu dem Abbildungsfehler Fi gehörende mittlere Nulldurchgangstemperatur Mj als die zumindest eine ausgewählte mitt- lere Nulldurchgangstemperatur Maw ermittelt.
Carl Zeiss SMT GmbH 42 Wenn in Schritt S4 keine ausgewählte mittlere Nulldurchgangstemperatur Maw ermittelt wird, weil keiner der ermittelten Abbildungsfehler Fi kleiner als der vor- bestimmte Schwellenwert SW ist, dann kann beispielsweise ermittelt werden, dass das Substrat 104 nicht zum Herstellen einer optischen Komponente 102 geeignet ist. In diesem Fall wird Schritt S5 nicht ausgeführt. Optional kann – anstatt oder zusätzlich zu basierend auf dem Schwellenwert SW – auch eine optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur Mopt für das Sub- strat 104 der herzustellenden optischen Komponente 102 basierend auf einem minimalen Abbildungsfehler Fi ermittelt werden. Mit anderen Worten kann in Schritt S4 auch eine optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur Mopt für das Substrat 104 der herzustellenden optischen Komponente 102 (Fig.2) als dieje- nige mittlere Nulldurchgangstemperatur Mj ermittelt werden, für welche der er- mittelte Fehler Fi minimal ist. In Schritt S4 wird in diesem Fall beispielsweise ein Minimum FE der mehreren in Schritt S3 computerimplementiert ermittelten Fehlerwerte Fi der Abbildung des optischen Systems 102 als End-Fehler FE gemäß folgender Gleichung ermit- telt: FE = min (Fi), für i = 1 bis n In obiger Gleichung bezeichnet n die Anzahl der möglichen Kombinationen aus der/den bereitgestellten normalisierten Verteilungsfunktion/en der Nulldurch- gangstemperatur (z. B. g(r) in Fig.4 bzw. ha(r), hb(r), hc(r) in Fig.7) und den in Schritt S3 getesteten vorbestimmten mittleren Nulldurchgangstemperaturen. Zudem gibt FE das Minimum der n durch Simulation ermittelten Fehler Fi an. Anschließend wird die zu diesem Minimum FE gehörende mittlere Nulldurch- gangstemperatur Mj (z. B. Mj = M2 = 25,5º C) als die optimale mittlere
Carl Zeiss SMT GmbH 43 Nulldurchgangstemperatur Mopt für das Substrat 104 der herzustellenden opti- schen Komponente 102 (Fig.2) ermittelt. In einem optionalen fünften Schritt S5 des Verfahrens wird das Substrat 104' (Fig.4) der herzustellenden optischen Komponente 102 (Fig.2) wärmebehandelt, um die mittlere Nulldurchgangstemperatur M' des Substrats 104' basierend auf der in Schritt S4 ermittelten zumindest einen ausgewählten und/oder optimalen mittleren Nulldurchgangstemperatur Maw, Mopt einzustellen. Beispielsweise wird das Substrat 104' mit geeigneten Parametereinstellungen getempert. Insbeson- dere wird das Substrat 104' in Schritt S5 derart nachbearbeitet, dass eine bei der Herstellung des Substrats 104' anfänglich eingestellte mittlere Nulldurchgangs- temperatur M' um einen Offset zwischen der anfänglich eingestellten mittleren Nulldurchgangstemperatur M' und der zumindest einen ausgewählten und/oder optimalen mittleren Nulldurchgangstemperatur Maw, Mopt korrigiert wird. Am Ende von Schritt S5, weist das in Schritt S1 hergestellte und in Schritt S5 nachbearbeitete Substrat 104 (Fig.2) die zumindest eine ausgewählte und/oder die optimale mittlere Nulldurchgangstemperatur Maw, Mopt auf (Fig.2). In Fig.12 ist eine Steuervorrichtung 600 zum Herstellen eines optischen Systems 100 (Fig.2) für eine Lithographieanlage 1 (Fig.1) gezeigt. Das optische System 100 umfasst eine optische Komponente 102 mit einer optisch aktiven Fläche 106 und einem Substrat 104 (Fig.2). Außerdem weist die Steuervorrichtung 600 auf eine Bereitstellungseinrich- tung 602 auf. Die Bereitstellungseinrichtung 602 dient zum Bereitstellen, für ein Substrat 104', 204a, 204b, 204c einer oder mehrerer optischer Komponenten 102, 204a, 204b, 204c, einer jeweiligen normalisierten Verteilungsfunktion g(r), ha(r), hb(r), hc(r) einer Nulldurchgangstemperatur ZCT', ZCTa, ZCTb, ZCTc eines
Carl Zeiss SMT GmbH 44 Wärmeausdehnungskoeffizienten ρ des jeweiligen Substrats 104', 204a, 204b, 204c als Funktion eines Ortes r des Substrats 104', 204a, 204b, 204c. Weiterhin weist die Steuervorrichtung 600 eine erste Ermittlungseinrich- tung 604 auf. Die erste Ermittlungseinrichtung 604 ist dazu eingerichtet, für jede bereitgestellte Verteilungsfunktion g(r), ha(r), hb(r), hc(r) und für jede von mehre- ren voneinander verschiedenen vorbestimmten mittleren Nulldurchgangstempe- raturen Mj, einen Fehler Fi einer Abbildung des optischen Systems 102 compu- terimplementiert zu ermitteln. Zudem ist eine zweite Ermittlungseinrichtung 606 vorgesehen zum Ermitteln zu- mindest einer ausgewählten mittlere Nulldurchgangstemperatur Maw und/oder einer optimalen mittlere Nulldurchgangstemperatur Mopt für das Substrat 104', 204a, 204b, 204c der herzustellenden optischen Komponente 102 als diejenige mittlere Nulldurchgangstemperatur Mj, für welche der ermittelte Fehler Fi klei- ner als ein vorbestimmter Schwellenwert SW bzw. minimal ist. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrie- ben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Carl Zeiss SMT GmbH 45 BEZUGSZEICHENLISTE 1 Projektionsbelichtungsanlage 2 Beleuchtungssystem 3 Lichtquelle 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 Beleuchtungsstrahlung 17 Kollektor 18 Zwischenfokusebene 19 Umlenkspiegel 20 erster Facettenspiegel 21 erste Facette 22 zweiter Facettenspiegel 23 zweite Facette 100 optisches System 102 optische Komponente 104, 104' Substrat 106 optisch aktive Fläche 108, 108' Material
Carl Zeiss SMT GmbH 46 110, 110' Körper 202a, 202b, 202c optische Komponente 204a, 204b, 204c Substrat 206a, 206b, 206c optisch aktive Fläche 300 Strahlung 302 Bildebene 304 Ist-Wellenfront 306 Soll-Wellenfront 400 Bild 402 Objekt 404 Objekt 500 Wärmestromverteilung 502 Wärmestrompol 504 Wärmestrompol 506 optisch aktive Fläche 600 Steuervorrichtung 602 Bereitstellungseinrichtung 604 Ermittlungseinrichtung 606 Ermittlungseinrichtung ΔFi Fehlerbereich ΔFFokus Fehlerbereich Δx Positionsabweichung ΔZCT Temperaturunterschied fk Fehler f1, f2 Fehler F Fehler Fi Fehler FIst Ist-Fokus FSoll Soll-Fokus
Carl Zeiss SMT GmbH 47 g Funktion ha, hb, hc Funktion M' Temperatur Maw Temperatur Mj Temperatur Mopt Temperatur M1 - M4 Temperatur M1-M6 Spiegel PIst Ist-Position PSoll Soll-Position ρ, ρ' Wärmeausdehnungskoeffizient S1-S5 Verfahrensschritte S21, S22 Verfahrensschritte SW Schwellenwert Wl Gewicht W1, W2 Gewicht x, y, z Richtungen x', y', z' Richtungen ZCT, ZCT' Temperatur ZCTa, ZCTb, ZCTc Temperatur ZP Zernike-Polynom