WO2008009356A1 - Microlithographic projection exposure apparatus and method for correcting imaging aberrations - Google Patents

Microlithographic projection exposure apparatus and method for correcting imaging aberrations Download PDF

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WO2008009356A1
WO2008009356A1 PCT/EP2007/005986 EP2007005986W WO2008009356A1 WO 2008009356 A1 WO2008009356 A1 WO 2008009356A1 EP 2007005986 W EP2007005986 W EP 2007005986W WO 2008009356 A1 WO2008009356 A1 WO 2008009356A1
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projection
exposure apparatus
temperature
liquid
projection exposure
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PCT/EP2007/005986
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Toralf Gruner
Claus Zahlten
Jörg TSCHISCHGALE
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Carl Zeiss Smt Ag
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    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70575Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength

Definitions

  • the invention relates to microlithographic projection exposure systems, as used for producing highly integrated circuits and other microstructured
  • the invention relates to the correction of optical aberrations in projection objectives of such projection exposure apparatuses.
  • Integrated electrical circuits and other microstructured devices are typically fabricated by applying a plurality of patterned layers to a suitable substrate, which may be a silicon wafer, for example.
  • a suitable substrate which may be a silicon wafer, for example.
  • the layers are first covered with a photoresist which is sensitive to light of a specific wavelength range, for example light in the deep ultraviolet spectral range (DUV, deep ultraviolet).
  • DUV deep ultraviolet spectral range
  • the thus coated wafer is exposed in a projection exposure apparatus.
  • This is a Pattern of structures, which is on a mask, imaged on the photoresist using a projection lens. Since the magnification is generally less than 1, such projection lenses are often referred to as reduction lenses.
  • the wafer After developing the photoresist, the wafer is subjected to an etching process, whereby the layer is patterned according to the pattern on the mask. The remaining photoresist is then removed from the remaining parts of the layer. This process is repeated until all layers are applied to the wafer.
  • Projection exposure systems have other important components in addition to the projection lens.
  • One of them is the lighting system, which illuminates the mask with the structures to be projected.
  • very precise working traversing tables must be present, with which the mask and the wafer can be moved and exactly positioned.
  • the size of the structures that can be generated mainly depends on the resolution of the projection lens used. Since the resolution of the projection lenses is proportional to the wavelength of the projection light, one approach to increasing the resolution is to use projection light with ever shorter wavelengths.
  • the shortest wavelengths currently used are in the ultraviolet spectral range and are 248 nm, 193 nm or 157 nm.
  • Projection objectives which are designed for immersion operation and therefore also referred to as immersion objectives may have numerical apertures of more than 1, e.g. 1.3 or 1.4.
  • Another cause of aberrations are changes in certain environmental conditions which have an influence on the imaging properties.
  • These environmental conditions include, in particular, the pressure and the temperature of gases which are passed by projection light.
  • the refraction at an interface between a gas and a solid medium, eg quartz glass or a crystalline material such as CaF 2 depends on the refractive index of the gas and on the refractive index of the solid medium. If the pressure and / or the temperature of the gas changes, so does the density and thus also the refractive index of the gas. According to the ideal gas equation, for example, pressure fluctuations at a constant temperature have a linear effect on the density.
  • the optical properties of the projection lens deteriorate as the pressure and / or the temperature and thus the refractive index of the gases adjacent to the refractive interfaces change.
  • the causes of pressure changes of gases are manifold.
  • weather-related fluctuations in the barometric external pressure also affect the refractive index of the gases.
  • the wavelength of the projection light For correcting aberrations caused by changes in the gas pressure, it is known to change the wavelength of the projection light that passes through the projection lens after diffraction on the mask.
  • the refractive index depends relatively strongly on the wavelength of the projection light.
  • this dependence called dispersion at a wavelength of 193 nm is so large that you can achieve a noticeable change in the refractive index in the solid media even by small changes in wavelength.
  • the change in the wavelength of the projection light is in this case generally brought about by adjusting the resonator of a laser used as the light source.
  • WO 2004/053596 A2 discloses a microlithographic projection exposure apparatus in which the temperature of an immersion liquid is adjusted in a targeted manner for the purpose of correcting imaging aberrations, in particular the spherical aberration. There, the aberrations in an image plane of the projection lens are first measured and from this the desired temperature of the immersion liquid is derived.
  • the object of the invention is to specify a microlithographic projection exposure apparatus with which time-varying aberrations can be better corrected.
  • a microlithographic projection exposure apparatus with: a) a projection lens containing a plurality of optical elements,
  • a device on which a device parameter can be called up wherein the device parameter relates to an ambient condition or a state variable of at least one of the optical elements or to a manipulated variable of an actuating element, by which the effect of at least one component of the projection exposure system can be changed is
  • a tempering device with which the temperature of a liquid arranged inside or outside the projection lens and passing through projection light can be set to a target value
  • control unit which determines the setpoint for the temperature of the liquid as a function of the device parameter.
  • the invention is also based on the recognition that it is not absolutely necessary to measure the aberrations themselves for an effective correction of aberrations with the aid of a temperature change of the liquid, as is known per se in the prior art. Rather, it is sufficient in many cases, if one makes the specification of the temperature of the immersion liquid of easily detectable device parameters.
  • the dependence of the temperature of the liquid of one or more device parameters can be determined for example by calibration, so that you can read the desired value of the temperature of the liquid, for example, simply from a table in which the setpoint values for the temperature for different device parameters are stored.
  • dependencies determined by simulation or calibration can also be stored as functions.
  • the device parameters considered here can also be determined continuously during the operation of the projection exposure apparatus, so that the correction of the aberrations with the aid of the temperature setting of the liquid is continuous or intermittent, but at least during the operation of the projection exposure apparatus, for example during a short period which is already required Interruptions between exposures, can be performed.
  • the liquid may be located, for example, in a cavity of the projection lens whose boundary surfaces are flat or curved. In the latter case, the liquid forms a liquid lens, as has already been proposed for projection lenses for other reasons. However, such a liquid lens may also be provided specifically for the purpose of enabling the correction of aberrations described here.
  • a liquid outside the projection objective is available with the immersion liquid, the temperature of which can be selectively changed in order to compensate for temporally variable aberrations.
  • rigieren The immersion liquid can adjoin the object side to a plane or to a curved refractive surface.
  • the device where one or more device parameters are retrievable, it may be e.g. to be a barometer to measure the pressure or a thermometer to measure the temperature of a gas.
  • any device can be considered with which the gas pressure can be determined directly or indirectly.
  • the easiest way is the use of barometers of conventional design, whose measurement signal directly indicates the gas pressure.
  • indirect measurement is meant that the gas pressure can be derived at least in principle from the measured size. The determination of the temperature setpoint as a function of the measured gas pressure is therefore the same if the desired value is determined as a function of another variable, but which is indirectly correlated with the gas pressure.
  • a barometer in this sense therefore, e.g. Also called a device that measures the refractive index of the gas.
  • the pressure within the housing is generally controlled in response to the external pressure, that the pressure difference not changed. In this way, deformation of the housing can be avoided.
  • the pressure of the gas still depends on the height of the clean room above sea level and generally also on the barometric external pressure outside the clean room.
  • the barometer is therefore to be arranged within the projection objective or outside the projection objective, but preferably in the vicinity of the relevant refractive surfaces. Under certain circumstances, it may also be expedient to provide a plurality of barometers if, for example, different gas pressures prevail at different locations due to a temperature gradient.
  • the device parameter can also refer to a state variable of an optical element.
  • These are to be understood here as quantities which refer to the position, the shape or another property of the optical element, for example its refractive index.
  • These variables can change as a result of external influences, eg heating, but also due to the targeted action of manipulators.
  • the device is in this case a measuring device or sensor with which the relevant state variable can be measured directly.
  • the device parameter can relate to a manipulated variable of an actuating element, by means of which the effect of at least one component of the projection exposure apparatus can be changed.
  • a manipulated variable of an actuating element by means of which the effect of at least one component of the projection exposure apparatus can be changed.
  • Such a device is a device with which different illumination angle distributions of projection light are adjustable, which falls on a mask to be imaged. This is based on the consideration that the illumination angle distribution set by such a device has an effect on the temperature distribution of the optical elements contained in the projection objective. The temperature distribution in the optical elements in turn affects the optical imaging properties of the projection lens. The specific properties of a mask, to which the adjusted illumination angle distribution is adapted, may be neglected under certain circumstances. If the illumination angle distribution is changed with the aid of the device, then the temperature be adapted to the liquid accordingly. Preferably, the "history" of the projection operation over a certain period of time is taken into account, since this also affects the temperature distribution in the optical elements.
  • a wavelength manipulator is then provided with which the wavelength of the projection light entering the projection lens can be set to a desired value.
  • the control unit determines the setpoint value for the wavelength as a function of the device parameter.
  • the nominal values for the temperature of the liquid and the nominal values for the wavelength of the projection light can be stored in a data memory or can be calculated according to a predetermined functional relationship in the control unit for different values of the manipulated variable.
  • control The setpoint values for the temperature of the liquid and the setpoint values for the wavelength of the projection light are determined in a fixed ratio such that the ratio of the temperature change of the liquid and the wavelength change of the projection light remains constant for all values of the device parameter.
  • a further improved correction of the aberrations considered here is possible if one or more manipulators are provided with which the mask and / or the photosensitive layer and / or an optical element of the projection lens can be moved along an optical axis of the projection objective.
  • the control unit is then preferably designed to collectively determine the setpoint wavelength of the projection light and the setpoint temperature of the liquid such that the imaging properties of the projection lens are within predetermined specifications. These specifications can be much narrower than those that can be achieved so far, if you only use the wavelength of the project Onsanders or alternatively only the temperature of the liquid changed.
  • FIG. 1 shows a microlithographic projection exposure apparatus according to a first exemplary embodiment in a schematic meridional section
  • FIG. 2 shows a microlithographic projection exposure apparatus according to a second exemplary embodiment in a representation similar to FIG.
  • a generally designated 10 microlithographic projection exposure exposure system has an illumination system 12 for generating projection light 13.
  • the illumination system 12 includes a light source 14, an illumination optics schematically indicated by two lenses 16, 17, and a field stop 18.
  • the light source 14 is designed in the illustrated embodiment as an ArF laser, the projection light 13 emits at a wavelength of about 193 nm.
  • the devices provided for detuning the laser resonator form a wavelength manipulator 19.
  • To Proj tion exposure system 10 also includes a
  • Projection objective 20 with which a mask 24 which can be arranged in its object plane 22 can be imaged in a reduced manner onto a photosensitive layer 26.
  • the photosensitive layer 26 is located in an image plane 28 of the projection objective 20.
  • the projection objective 20 contains a multiplicity of optical elements, only a few of which are indicated in FIG. 1 as lenses. In addition to lenses, e.g. Planar or curved mirrors and other optical elements such as diaphragms or polarization-influencing elements may also be included in the projection objective 20.
  • the photosensitive layer 26 may be, for example, a photoresist which is applied to a carrier 30, for example a silicon wafer.
  • the support 30 is fixed in the illustrated embodiment at the bottom of a trough-like, upwardly open container 32, which by means of a designated 36 designated - li ⁇
  • Moving device is parallel to the image plane 28 and perpendicular to it.
  • the container 32 is filled with an immersion liquid 38 so far that a gap 40 between the photosensitive layer 26 and one of these layer 26 facing the image side last optical surface 42 of the projection lens 20 at least partially, but preferably completely filled with the immersion liquid 38. It is understood that the immersion liquid 38 may be held in the space 40 other than the container 32, as is well known in the art.
  • a tempering device 44 is also arranged, which can be designed as a pure heater, but also as a combined heating / cooling device. With the aid of the tempering device 44, it is possible to keep the immersion liquid 38 located in the intermediate space 40 very precisely at a predetermined desired temperature.
  • the tempering device 44 is indicated only schematically in FIG. Possible details and variants for a suitable tempering device can be found in WO 2005/071491 A2, the disclosure content of which is fully incorporated in the content of the present application.
  • the tempering 44 may also be part of a cycle in which the
  • Immersion liquid 38 is circulated, cleaned and brought to the target temperature.
  • a tempering direction is described for example in US 4,346,164.
  • the projection exposure apparatus 10 also has a temperature sensor 46, which measures the temperature of the immersion liquid 38 with high accuracy.
  • the temperature control unit 44 and the temperature sensor 46 are connected via signal lines to a control unit 48, with which a target temperature of the immersion liquid 38 can be adjusted via a control loop.
  • the control unit 48 is further connected to the first traversing device 36 and to a second traversing device 52, which makes it possible to move the mask 24 not only parallel to the object plane 22 but also perpendicular to it with high accuracy.
  • the first and / or the second traversing device 36 or 52 may be formed so that tilting of the mask 24 or the photosensitive layer 26 can be generated about an axis perpendicular to an optical axis 50 axis. This is particularly advantageous when the mask 24 is illuminated with an off-axis field.
  • a z-manipulator indicated by 54 is likewise connected to the control unit 48 and makes it possible to move a lens 56 contained in the projection objective 20 along the optical axis 50.
  • the projection exposure apparatus 10 has a barometer 58, indicated as a measuring instrument, which is likewise connected to the control unit 48.
  • the barometer 58 makes it possible to measure the pressure of the gas surrounding the projection objective 20. If the interspaces between the optical elements of the projection objective 20 are purged with a chemically inert purging gas, the barometer can alternatively also be arranged in one (or even several barometers in separate regions) intermediate spaces. Since most of the pressure in the spaces is adapted to the external pressure, but in many cases, a barometer that measures the external pressure can be sufficient.
  • the wavelength manipulator 19, the first traversing device 36, the second traversing device 52, the z-manipulator 54 and the barometer 58 together with the control unit 48 form a correction device with which aberrations of the projection lens 10 can be corrected.
  • the correction device works as follows:
  • the design of the projection objective 20 is based on certain refractive indices of the refractive optical elements passing through the projection light 13 and the surrounding gases. The refraction at the interfaces between the optical elements and the gases is thereby determined by the refractive index quotient of the adjacent media at the interface.
  • the refractive index of the gases surrounding the refractive optical elements depends primarily on their density. This is u.a. determined at what level above the sea level, the projection exposure system 10 is located. In addition, variations in the barometric external pressure or heating of the gases may cause their pressure to change.
  • the refractive index quotient also changes at the refractive interfaces between the gases and the refractive optical elements. If the refractive index quotient differs noticeably from that which was used in the design of the projection objective 20, this leads to aberrations.
  • the pressure of the gases is measured before or during the operation of the projection exposure apparatus 10 by means of the barometer 58.
  • the control unit 48 determines on the basis of the measured pressure setpoints for the with the
  • Control unit 48 connected manipulators. In detail, these are a desired value for the temperature of the immersion liquid 38, a desired value for the wavelength of the projection light 13, and values for the respective position of the lens 56, the mask 24 and the photosensitive layer 26 along the optical axis 50.
  • Table 1 shows for a concrete projection objective 20 how a pressure difference of 25 mbar affects a number of different aberrations, which are indicated in the table 1 by Zernike polynomials indicating abbreviations.
  • the numerical values indicated in the line below show how the aberrations caused by the pressure change can be corrected if only the wavelength of the projection light 13 with the wavelength manipulator 19 and the position of the mask 24 and the photosensitive layer 26 along the optical axis 50 is changed appropriately.
  • the line below indicates how the errors thus achieved can be considerably reduced again if, in addition, the temperature of the immersion liquid 38 is changed in a suitable manner. In the assumed example, a temperature change of 0.056 k is sufficient a reference temperature at normal pressure to cause the significant reduction of aberrations.
  • Table 1 thus clearly shows how the additional change in the temperature of the immersion liquid 38 can achieve a significant improvement in the correction of such aberrations caused by changes in the pressure of the surrounding gases.
  • control unit 48 includes a memory with a table stored therein containing these setpoints.
  • the desired values it is possible either to carry out corresponding tests in advance in which the imaging errors are determined by measurement as a function of the gas pressure. By means of simulation or tests, combinations of the specified values can then be determined for a large number of printed values, which bring about an optimal correction of the imaging errors.
  • control unit 48 can calculate the corresponding setpoints themselves at each gas pressure.
  • FIG. 2 shows, in a representation similar to FIG. 1, a meridional section through a micro-lithographic projection exposure apparatus according to another exemplary embodiment of the invention.
  • Parts of the The projection exposure apparatus designated overall by 110, which correspond to parts of the projection exposure exposure apparatus 10 shown in FIG. 1, are designated by reference numerals increased by 100 and will in some cases not be described again in detail.
  • the projection exposure apparatus 110 differs from the projection exposure apparatus 10 shown in FIG. 1, inter alia, in that the projection objective 120 is subdivided by a barrier 159 into two sections 160a, 160b which are separated from one another in a gastight manner.
  • a first thermometer 162a and a second thermometer 162b are arranged in sections 160a, 160b.
  • the purpose of the thermometers 162a, 162b is to measure the temperature of a purge gas which flushes through the gaps between the optical elements disposed in the respective sections 160a and 160b.
  • the thermometers 162a, 162b are connected to the control unit 148 via signal lines.
  • a device of the illumination optics designated by 116 in the illumination system 112 is designed such that the illumination angle distribution of the projection light 113 incident on the mask 124 can be changed.
  • the device 116 of the illumination optics may for this purpose contain, for example, exchangeable or adjustable optical components, eg diffractive optical elements, a zoom objective, axicon elements or diaphragms.
  • an arrangement of a plurality of pressure actuators 155 is provided as a further correction mechanism, with which the lens 156 can be deformed rotationally asymmetric. With such deformations, it is possible in particular to reduce those aberrations which are caused by a likewise rotationally asymmetric heating of optical elements.
  • the projection exposure apparatus 110 operates as follows:
  • the device 116 transmits to the control unit 148 the information as to which illumination angle distribution is set.
  • the illumination angle distribution generally has an effect on the path which takes the projection light 113 diffracted by the mask 124 in the projection lens 120.
  • the light path of the projection light 113 influences the temperature distribution that occurs in the optical elements of the projection lens 120 by partial absorption of the projection light 113.
  • By changing the temperature distribution in lenses and other optical elements also change their optical properties, which leads to aberrations. The aberrations can be so great that corrective action must be taken.
  • control unit 148 causes a suitable rotationally asymmetric deformation of the lens 156 and a change in the Temperature of immersion liquid 138.
  • the change in the temperature of immersion liquid 138 can thereby correct rotationally symmetric components of the aberrations, and / or rotationally symmetric aberrations that are introduced by the deformation of lens 156 are corrected.
  • the optimal correction measures can be stored in this simplified procedure, as they have previously been determined by appropriate calibration.
  • the mentioned dynamic behavior is taken into account, so that, for example, after the first recording of a projection operation the corrective measures are changed again and again until finally a stationary state has set.
  • the dependency on formerly used lighting settings can also be determined during the calibration preliminary tests.
  • control unit 148 this means that it should to a certain extent capture and store the history of the projection operation and, in particular, the respectively set illumination setting over a certain period of time.
  • the optimal control signals for the pressure actuators 155 and the tempering device 144 can then be read from the stored calibration data.
  • control unit 148 reads out from the calibration data other control signals for the pressure actuators 155 and the tempering device 144.
  • thermometers 162a, 162b measure the temperature in the sections 160a or 160b and forward the measured values to the control unit 148. It is assumed that the temperature of the purge gases is adjusted by purging devices for the circulation of the purge gases in the sections 160a, 160b to a target value from the outside of the projection lens 120 prevailing outside temperature depends. The target temperature of the purge gases is determined so that the projection lens 120 deforms minimally with changes in the outside temperature.
  • the purging devices keep the pressure of the purging gases constant in order, for example, to maintain a predetermined ratio to the external pressure prevailing outside the projection objective 120, a change in the temperature of the purging gases also causes a change in their density. As has already been explained above, this in turn has an effect on their refractive indices and thus also on the optical properties of the projection lens 120.
  • the control unit 148 now determines appropriate corrective actions based on the measured temperatures in the sections 160a, 160b to reduce imaging errors caused by changes in the refractive index of the purge gases. In particular, a change in the temperature of the immersion liquid 138 and a change in the wavelength of the projection light 113 come into consideration.
  • the control unit 148 preferably coordinates the two above-described corrective measures, which are caused by changes in the illumination angle distribution on the one hand, and by changes in the temperature of the purge gases, on the other hand. So for example, the values stored in a calibration table for control signals as a function of the set illumination angle distribution can be further dependent on the temperatures in the sections 160a, 160b.
  • sensors are integrated in the pressure actuators, which detect the deformation of the lens 156.
  • the control unit 148 then controls the temperature of the irrigation liquid 138 immediately in response to signals generated by the sensors which are a measure of the actual deformation of the lens 156.

Abstract

A microlithographic projection exposure apparatus has a projection objective (20; 120), containing a plurality of optical elements (56; 156), and also a device (58; 116, 155, 162a, 162b), in which a device parameter can be called up. The device parameter relates to an ambient condition or a state variable of at least one of the optical elements. The device parameter can also relate to an actuating variable of an actuation element that can be used to vary the effect of at least one component (116) of the projection exposure apparatus. The temperature of a liquid (38; 138) which is arranged within or outside the projection objective and through which projection light (13; 113) passes can be set to a desired value by means of a temperature regulating device (44; 144). A control unit (48; 148) determines the desired value for the temperature of the liquid depending on the device parameter.

Description

MIKROLITHOGRAPHISCHE PROJEKTIONSBELICHTUNGSANLAGE SOWIE VERFAHREN ZUR KORREKTÜR VON ABBILDUNGSFEHLERN MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE PLANT AND METHOD FOR CORRECTION OF IMAGING ERRORS
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die Erfindung betrifft mikrolithographische Projektions- belichtungsanlagen, wie sie zur Herstellung hochinte- grierter Schaltkreise und anderer mikrostrukturierterThe invention relates to microlithographic projection exposure systems, as used for producing highly integrated circuits and other microstructured
Bauteile verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere die Korrektur von optischen Abbildungsfehlern in Projektionsobjektiven solcher Projektionsbelichtungsanla- gen.Components are used. In particular, the invention relates to the correction of optical aberrations in projection objectives of such projection exposure apparatuses.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art
Integrierte elektrische Schaltkreise und andere mikrostrukturierte Bauelemente werden üblicherweise hergestellt, indem auf ein geeignetes Substrat, bei dem es sich beispielsweise um einen Silizium-Wafer handeln kann, mehrere strukturierte Schichten aufgebracht werden. Zur Strukturierung der Schichten werden diese zunächst mit einem Photolack bedeckt, der für Licht eines bestimmten Wellenlängenbereiches, z.B. Licht im tiefen ultravioletten Spektralbereich (DUV, deep ultraviolet) , empfindlich ist. Anschließend wird der so beschichtete Wafer in einer Projektionsbelichtungsanlage belichtet. Dabei wird ein Muster aus Strukturen, das sich auf einer Maske befindet, auf den Photolack mit Hilfe eines Projektionsobjektivs abgebildet. Da der Abbildungsmaßstab dabei im allgemeinen kleiner als 1 ist, werden derartige Projektionsobjektive häufig auch als Reduktionsobjektive bezeichnet.Integrated electrical circuits and other microstructured devices are typically fabricated by applying a plurality of patterned layers to a suitable substrate, which may be a silicon wafer, for example. To structure the layers, they are first covered with a photoresist which is sensitive to light of a specific wavelength range, for example light in the deep ultraviolet spectral range (DUV, deep ultraviolet). Subsequently, the thus coated wafer is exposed in a projection exposure apparatus. This is a Pattern of structures, which is on a mask, imaged on the photoresist using a projection lens. Since the magnification is generally less than 1, such projection lenses are often referred to as reduction lenses.
Nach dem Entwickeln des Photolacks wird der Wafer einem Ätzprozeß unterzogen, wodurch die Schicht entsprechend dem Muster auf der Maske strukturiert wird. Der noch verbliebene Photolack wird dann von den verbleibenden Teilen der Schicht entfernt. Dieser Prozeß wird so oft wiederholt, bis alle Schichten auf den Wafer aufgebracht sind.After developing the photoresist, the wafer is subjected to an etching process, whereby the layer is patterned according to the pattern on the mask. The remaining photoresist is then removed from the remaining parts of the layer. This process is repeated until all layers are applied to the wafer.
Proj ektionsbelichtungsanlagen weisen neben dem Projektionsobjektiv noch andere wichtige Komponenten auf. Eine davon ist das Beleuchtungssystem, mit dem die Maske mit den zu projizierenden Strukturen beleuchtet wird. Ferner müssen sehr präzis arbeitende Verfahrtische vorhanden sein, mit denen sich die Maske und der Wafer verfahren und exakt positionieren lassen.Projection exposure systems have other important components in addition to the projection lens. One of them is the lighting system, which illuminates the mask with the structures to be projected. Furthermore, very precise working traversing tables must be present, with which the mask and the wafer can be moved and exactly positioned.
Eines der wesentlichen Ziele bei der Entwicklung von Pro- jektionsbelichtungsanlagen besteht darin, Strukturen mit zunehmend kleineren Abmessungen auf dem Wafer lithographisch erzeugen zu können. Kleine Strukturen führen zu hohen Integrationsdichten, was sich im allgemeinen günstig auf die Leistungsfähigkeit der mit Hilfe derartiger Anlagen hergestellten mikrostrukturierten Bauelemente auswirkt . Die Größe der erzeugbaren Strukturen hängt vor allem von der Auflösung des verwendeten Projektionsobjektivs ab. Da die Auflösung der Projektionsobjektive proportional zu der Wellenlänge des Projektionslichts ist, besteht ein Ansatz zur Erhöhung der Auflösung darin, Projektionslicht mit immer kürzeren Wellenlängen einzusetzen. Die kürzesten zur Zeit verwendeten Wellenlängen liegen im ultravioletten Spektralbereich und betragen 248 nm, 193 nm oder 157 nm.One of the key goals in the development of projection exposure equipment is to be able to lithographically produce structures of increasingly smaller dimensions on the wafer. Small structures lead to high integration densities, which generally has a favorable effect on the performance of the microstructured components produced by means of such systems. The size of the structures that can be generated mainly depends on the resolution of the projection lens used. Since the resolution of the projection lenses is proportional to the wavelength of the projection light, one approach to increasing the resolution is to use projection light with ever shorter wavelengths. The shortest wavelengths currently used are in the ultraviolet spectral range and are 248 nm, 193 nm or 157 nm.
Ein anderer Ansatz zur Erhöhung der Auflösung geht von der Überlegung aus, in einen Immersionsraum, der zwischen einer bildseitig letzten Linse des Projektionsobjektivs und dem Photolack oder einer anderen zu belichtenden lichtempfindlichen Schicht verbleibt, eine Immersions- flüssigkeit mit hoher Brechzahl einzubringen. Projektionsobjektive, die für den Immersionsbetrieb ausgelegt sind und deswegen auch als Immersionsobjektive bezeichnet werden, können numerische Aperturen von mehr als 1, z.B. 1.3 oder 1.4, erreichen.Another approach to increasing resolution is based on the idea of introducing a high refractive index immersion liquid into an immersion space left between a last lens of the projection lens and the photoresist or other photosensitive layer to be exposed. Projection objectives which are designed for immersion operation and therefore also referred to as immersion objectives may have numerical apertures of more than 1, e.g. 1.3 or 1.4.
Mit einer hohen Auflösung lassen sich jedoch nur dann hohe Integrationsdichten erzielen, wenn Abbildungsfehler im Projektionsobjektiv ausreichend korrigiert werden. Die Ursachen für Abbildungsfehler in Projektionsobjektiven sind vielfältig. Besonders schwierig zu korrigieren sind häufig solche Abbildungsfehler, die auf Material- oder Fertigungsfehler zurückgehen. Gleiches gilt für Abbildungsfehler, die durch erst während des Betriebes auftre- tende Veränderungen der in dem Projektionsobjektiv enthaltenen optischen Elemente verursacht werden. Dabei kann es sich beispielsweise um vorübergehende Formveränderungen handeln, die aus einer lokalen Erwärmung durch das energiereiche Projektionslicht resultieren. Das Projektionslicht kann auch unmittelbar mit dem Material wechselwirken, aus dem die optischen Elemente bestehen, und darin z.B. dauerhafte Veränderungen der Brechzahl bewirken.With a high resolution, however, high integration densities can only be achieved if aberrations in the projection objective are sufficiently corrected. The causes of aberrations in projection lenses are manifold. Often difficult to correct are aberrations that are due to material or manufacturing defects. The same applies to aberrations that only occur during operation. tende changes caused by the optical lens contained in the projection lens. These may be, for example, temporary changes in shape that result from local heating by the high-energy projection light. The projection light can also interact directly with the material of which the optical elements consist, and cause, for example, permanent changes in the refractive index.
Eine andere Ursache für Abbildungsfehler sind Veränderun- gen bestimmter Umgebungsbedingungen, die einen Einfluß auf die Abbildungseigenschaften haben. Zu diesen Umgebungsbedingungen zählen insbesondere der Druck und die Temperatur von Gasen, die von Projektionslicht durchtreten werden. Die Brechung an einer Grenzfläche zwischen einem Gas und einem festem Medium, z.B. Quarzglas oder einem kristallinen Material wie etwa CaF2, hängt von der Brechzahl des Gases und von der Brechzahl des festen Mediums ab. Ändert sich der Druck und/oder die Temperatur des Gases, so ändert sich auch die Dichte und damit auch die Brechzahl des Gases. Gemäß der idealen Gasgleichung wirken sich z.B. Druckschwankungen bei konstanter Temperatur linear auf die Dichte aus. Da man beim Entwerfens des Projektionsobjektivs von bestimmten Brechzahlen der Gase und der festen Medien ausgeht, verschlechtern sich die optischen Eigenschaften des Projektionsobjektivs, wenn sich der Druck und/oder die Temperatur und damit der die Brechzahl der an die brechenden Grenzflächen angrenzenden Gase verändern. Die Ursachen für Druckänderungen von Gasen sind vielfältig. Neben der Höhe über dem Meeresspiegel wirken sich auch wetterbedingte Schwankungen des barometrischen Außendrucks auf die Brechzahl der Gase aus.Another cause of aberrations are changes in certain environmental conditions which have an influence on the imaging properties. These environmental conditions include, in particular, the pressure and the temperature of gases which are passed by projection light. The refraction at an interface between a gas and a solid medium, eg quartz glass or a crystalline material such as CaF 2 , depends on the refractive index of the gas and on the refractive index of the solid medium. If the pressure and / or the temperature of the gas changes, so does the density and thus also the refractive index of the gas. According to the ideal gas equation, for example, pressure fluctuations at a constant temperature have a linear effect on the density. Since the design of the projection lens is based on specific refractive indices of the gases and the solid media, the optical properties of the projection lens deteriorate as the pressure and / or the temperature and thus the refractive index of the gases adjacent to the refractive interfaces change. The causes of pressure changes of gases are manifold. In addition to the altitude above sea level, weather-related fluctuations in the barometric external pressure also affect the refractive index of the gases.
Zur Korrektur von Abbildungsfehlern, die durch Veränderungen des Gasdrucks hervorgerufen werden, ist es bekannt, die Wellenlänge des Projektionslichts zu verändern, das nach Beugung an der Maske das Projektionsobjektiv durchtritt. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß vor allem bei flüssigen und festen Medien die Brechzahl relativ stark von der Wellenlänge des Projektionslichts abhängt. Bei gängigen Linsenmaterialien für Projektionsobjektive, z.B. Quarzglas oder CaF2, ist diese als Dispersion bezeichnete Abhängigkeit bei einer Wellenlänge von 193 nm so groß, daß man bereits durch kleine Veränderungen der Wellenlänge eine spürbare Veränderung der Brechzahl in den festen Medien erzielen kann. Dadurch wird es möglich, den für die Brechung an der Grenzfläche zwischen gasförmigen und festen Medien entscheidenden Brechzahlquotienten auch dann konstant zu halten, wenn sich die Brechzahl des gasförmigen Mediums verändert. Die Veränderung der Wellenlänge des Projektionslichts wird dabei im allgemeinen durch Verstellen des Resonators eines als Lichtquelle benutzten Lasers herbeigeführt.For correcting aberrations caused by changes in the gas pressure, it is known to change the wavelength of the projection light that passes through the projection lens after diffraction on the mask. The fact is exploited that, especially for liquid and solid media, the refractive index depends relatively strongly on the wavelength of the projection light. In common lens materials for projection lenses, such as quartz glass or CaF 2 , this dependence called dispersion at a wavelength of 193 nm is so large that you can achieve a noticeable change in the refractive index in the solid media even by small changes in wavelength. This makes it possible to keep the refractive index quotient which is decisive for the refraction at the interface between gaseous and solid media constant even when the refractive index of the gaseous medium changes. The change in the wavelength of the projection light is in this case generally brought about by adjusting the resonator of a laser used as the light source.
Eine auf diese Weise durchgeführte Korrektur von Abbildungsfehlern, die durch Druckschwankungen umgebender Gase hervorgerufen werden, gelingt allerdings nur dann sehr gut, wenn alle festen brechenden Medien in dem Projektionsobjektiv aus dem gleichen Material, z.B. Quarzglas, hergestellt sind. Werden unterschiedliche Materialien, z.B. neben Quarzglas noch CaF2, BaF2 oder Lutetiumgranat (LuAG) , eingesetzt, so läßt sich nicht mehr für alle brechenden Flächen der Brechzahlquotient konstant halten, wenn sich der Gasdruck verändert, da die Materialien im allgemeinen eine unterschiedliche Dispersion haben.However, a correction of aberrations caused by pressure fluctuations of surrounding gases in this way succeeds only very much good if all solid refractive media in the projection lens are made of the same material, eg quartz glass. If different materials, eg CaF 2 , BaF 2 or lutetium garnet (LuAG) in addition to quartz glass, are used, then the refractive index quotient can no longer be kept constant for all refractive surfaces if the gas pressure changes, since the materials generally have a different dispersion ,
Aus der WO 2004/053596 A2 ist eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage bekannt, bei der zur Korrektur von Abbildungsfehlern, und zwar insbesondere der sphärischen Aberration, die Temperatur einer Immersionsflüssigkeit gezielt eingestellt wird. Dort werden zunächst die Abbildungsfehler in einer Bildebene des Pro- jektionsobjektivs gemessen und daraus die Solltemperatur der Immersionsflüssigkeit abgeleitet.WO 2004/053596 A2 discloses a microlithographic projection exposure apparatus in which the temperature of an immersion liquid is adjusted in a targeted manner for the purpose of correcting imaging aberrations, in particular the spherical aberration. There, the aberrations in an image plane of the projection lens are first measured and from this the desired temperature of the immersion liquid is derived.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, mit der sich zeitlich verändernde Abbildungsfehler besser korrigieren lassen .The object of the invention is to specify a microlithographic projection exposure apparatus with which time-varying aberrations can be better corrected.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit: a) einem Projektionsobjektiv, das mehrere optische Elemente enthält,This problem is solved by a microlithographic projection exposure apparatus with: a) a projection lens containing a plurality of optical elements,
b) einem Gerät, an dem ein Geräteparameter abrufbar ist, wobei der Geräteparameter sich auf eine Umge- bungsbedingung oder eine Zustandgröße von mindestens einem der optischen Elemente oder auf eine Stellgröße eines Betätigungselements bezieht, durch das die Wirkung wenigstens einer Komponente der Projektions- belichtungsanlage veränderbar ist,b) a device on which a device parameter can be called up, wherein the device parameter relates to an ambient condition or a state variable of at least one of the optical elements or to a manipulated variable of an actuating element, by which the effect of at least one component of the projection exposure system can be changed is
c) einer Temperiereinrichtung, mit welcher die Temperatur einer innerhalb oder außerhalb des Projektionsobjektivs angeordneten und von Projektionslicht durchtretenen Flüssigkeit auf einen Sollwert einstellbar ist,c) a tempering device, with which the temperature of a liquid arranged inside or outside the projection lens and passing through projection light can be set to a target value,
d) einer Steuerungseinheit, welche den Sollwert für die Temperatur der Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem Geräteparameter bestimmt.d) a control unit which determines the setpoint for the temperature of the liquid as a function of the device parameter.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß sich durch eine Temperaturveränderung einer Flüssigkeit bestimmte Abbildungs- fehler, z.B. solche, die eine Veränderung des Brechzahlquotienten an Grenzflächen zwischen einem Gas und einem festen oder flüssigen optischen Material, sehr weitgehend kompensieren lassen. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß für kurzwelliges Licht transparente Flüssig- keiten eine Brechzahl haben, die relativ stark (in der Größenordnung von etwa -0,0001/K) von der Temperatur abhängt. Wegen dieser Temperaturabhängigkeit muß die Temperatur von Flüssigkeiten, die als optische Medien verwendet werden, ohnehin sehr genau auf einen beim Entwurf des Projektionsobjektivs veranschlagten Sollwert eingestellt werden. Wird dieser Sollwert geringfügig verändert, so lassen sich mit Hilfe der Flüssigkeit sehr gut Abbildungsfehler korrigieren, die durch verschiedene Ursachen, z.B. durch Schwankungen des Drucks oder der Temperatur eines Gases, hervorgerufen werden.According to the invention it has been recognized that by a change in temperature of a liquid certain imaging errors, such as those that compensate for a change in the refractive index quotient at interfaces between a gas and a solid or liquid optical material, very largely. Here, the fact is exploited that for short-wave light transparent liquids have a refractive index, the relatively strong (in the Order of magnitude of about -0,0001 / K) depends on the temperature. Because of this temperature dependence, the temperature of liquids used as optical media must anyway be set very accurately to a target value estimated in the design of the projection lens. If this setpoint is slightly changed, it can be corrected very well with the help of the liquid aberrations caused by various causes, such as variations in pressure or the temperature of a gas.
Die Erfindung beruht ferner auf der Erkenntnis, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, für eine wirkungsvolle Korrektur von Abbildungsfehlern mit Hilfe einer Temperaturveränderung der Flüssigkeit die Abbildungsfehler selbst zu messen, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist. Vielmehr genügt es in vielen Fällen, wenn man die Vorgabe der Temperatur der Immersionsflüssigkeit von einfacher erfaßbaren Geräteparametern abhängig macht. Die Abhängigkeit der Temperatur der Flüssigkeit von einem oder mehreren Geräteparametern kann beispielsweise durch Kalibrierung ermittelt werden, so daß man den Sollwert der Temperatur der Flüssigkeit z.B. einfach aus einer Tabelle auslesen kann, in der die Sollwerte für die Temperatur für verschiedene Geräteparameter hinterlegt sind. Durch Simulation oder Kalibrierung bestimmte Abhängigkeiten können aber auch als Funktionen hinterlegt werden. Durch diesen Rückgriff auf einfach ermittelbare Geräteparameter entfällt die relativ aufwendige Messung von Abbildungseigenschaften, die üblicherweise in der Bildebene des Projektionsobjektivs vorgenommen wird. Derartige Mes- sungen unterbrechen den Betrieb der Projektionsbelich- tungsanlage und verursachen damit Produktionsausfälle. Die hier betrachteten Geräteparameter hingegen lassen sich kontinuierlich auch während des Betriebs der Projek- tionsbelichtungsanlage ermitteln, so daß die Korrektur der Abbildungsfehler mit Hilfe der Temperatureinstellung der Flüssigkeit kontinuierlich oder intermittierend, aber zumindest während des laufenden Betriebs der Projektions- belichtungsanlage, z.B. während ohnehin erforderlicher kurzer Unterbrechungen zwischen Belichtungen, durchge- führt werden kann.The invention is also based on the recognition that it is not absolutely necessary to measure the aberrations themselves for an effective correction of aberrations with the aid of a temperature change of the liquid, as is known per se in the prior art. Rather, it is sufficient in many cases, if one makes the specification of the temperature of the immersion liquid of easily detectable device parameters. The dependence of the temperature of the liquid of one or more device parameters can be determined for example by calibration, so that you can read the desired value of the temperature of the liquid, for example, simply from a table in which the setpoint values for the temperature for different device parameters are stored. However, dependencies determined by simulation or calibration can also be stored as functions. By resorting to easily determinable device parameters, the relatively complex measurement of imaging properties, which is usually carried out in the image plane of the projection lens, is eliminated. Such measurements interrupt the operation of the projection exposure system and thus cause production losses. By contrast, the device parameters considered here can also be determined continuously during the operation of the projection exposure apparatus, so that the correction of the aberrations with the aid of the temperature setting of the liquid is continuous or intermittent, but at least during the operation of the projection exposure apparatus, for example during a short period which is already required Interruptions between exposures, can be performed.
Die Flüssigkeit kann sich beispielsweise in einem Hohlraum des Projektionsobjektivs befinden, dessen Grenzflächen plan oder gekrümmt sind. Die Flüssigkeit bildet im letztgenannten Fall eine Flüssiglinse, wie man sie aus anderen Gründen bereits für Projektionsobjektive vorgeschlagen hat. Eine solche Flüssiglinse kann aber auch eigens für den Zweck vorgesehen sein, die hier beschriebene Korrektur von Abbildungsfehlern zu ermöglichen.The liquid may be located, for example, in a cavity of the projection lens whose boundary surfaces are flat or curved. In the latter case, the liquid forms a liquid lens, as has already been proposed for projection lenses for other reasons. However, such a liquid lens may also be provided specifically for the purpose of enabling the correction of aberrations described here.
Bei Immersionsobjektiven steht mit der Immersionsflüssig- keit eine Flüssigkeit außerhalb des Projektionsobjektivs zur Verfügung, deren Temperatur gezielt verändert werden kann, um zeitlich veränderliche Abbildungsfehler zu kor- rigieren. Die Immersionsflüssigkeit kann dabei objektsei- tig an eine plane oder an eine gekrümmte brechende Fläche angrenzen .In the case of immersion objectives, a liquid outside the projection objective is available with the immersion liquid, the temperature of which can be selectively changed in order to compensate for temporally variable aberrations. rigieren. The immersion liquid can adjoin the object side to a plane or to a curved refractive surface.
Bei dem Gerät, bei dem einer oder mehrere Geräteparameter abrufbar sind, kann es sich z.B. um ein Barometer zur Messung des Drucks oder ein Thermometer zur Messung der Temperatur eines Gases handeln.In the device where one or more device parameters are retrievable, it may be e.g. to be a barometer to measure the pressure or a thermometer to measure the temperature of a gas.
Als Barometer zur Messung des Drucks des Gases kommt jede Einrichtung in Betracht, mit der sich mittelbar oder un- mittelbar der Gasdruck bestimmen läßt. Am einfachsten ist die Verwendung von Barometern üblicher Bauart, deren Meßsignal unmittelbar den Gasdruck angibt. Unter mittelbarer Messung wird dabei verstanden, daß sich der Gasdruck zumindest prinzipiell aus der gemessenen Größe ableiten läßt. Der Bestimmung des Temperatursollwerts in Abhängigkeit vom gemessenen Gasdruck steht es deswegen gleich, wenn der Sollwert in Abhängigkeit von einer anderen Größe bestimmt wird, die aber mittelbar mit dem Gasdruck korreliert ist. Als Barometer in diesem Sinne wird deswegen z.B. auch ein Gerät bezeichnet, das die Brechzahl des Gases mißt.As a barometer for measuring the pressure of the gas, any device can be considered with which the gas pressure can be determined directly or indirectly. The easiest way is the use of barometers of conventional design, whose measurement signal directly indicates the gas pressure. By indirect measurement is meant that the gas pressure can be derived at least in principle from the measured size. The determination of the temperature setpoint as a function of the measured gas pressure is therefore the same if the desired value is determined as a function of another variable, but which is indirectly correlated with the gas pressure. As a barometer in this sense, therefore, e.g. Also called a device that measures the refractive index of the gas.
Bei Projektionsobjektiven mit einem druckdichten Gehäuse, bei denen der Zwischenraum zwischen Linsen von einem Spülgas durchspült wird, wird im allgemeinen der Druck innerhalb des Gehäuses so in Abhängigkeit vom außerhalb wirkenden Druck geregelt, daß die Druckdifferenz sich nicht verändert. Auf diese Weise werden Verformungen des Gehäuses vermieden. Auch solche Projektionsobjektive haben jedoch zumindest an der Lichteintrittseite eine optische Fläche, die an ein umgebendes Gas angrenzt. Dieses Gas wird zwar in Reinräumen gereinigt, jedoch hängt der Druck des Gases dennoch von der Höhe des Reinraums über dem Meeresspiegel und im allgemeinen auch vom barometrischen Außendruck außerhalb des Reinraums ab. Je nach den gegebenen Verhältnissen ist deswegen das Barometer inner- halb des Projektionsobjektivs oder außerhalb des Projektionsobjektivs, jedoch vorzugsweise in der Nähe der betreffenden brechenden Flächen, anzuordnen. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, mehrere Barometer vorzusehen, wenn beispielsweise auf Grund eines Temperatur- gefälles an unterschiedlichen Orten unterschiedliche Gasdrücke herrschen.In projection lenses with a pressure-tight housing in which the space between lenses is flushed by a purge gas, the pressure within the housing is generally controlled in response to the external pressure, that the pressure difference not changed. In this way, deformation of the housing can be avoided. However, even such projection lenses have at least on the light entry side an optical surface adjacent to a surrounding gas. Although this gas is purified in clean rooms, the pressure of the gas still depends on the height of the clean room above sea level and generally also on the barometric external pressure outside the clean room. Depending on the prevailing conditions, the barometer is therefore to be arranged within the projection objective or outside the projection objective, but preferably in the vicinity of the relevant refractive surfaces. Under certain circumstances, it may also be expedient to provide a plurality of barometers if, for example, different gas pressures prevail at different locations due to a temperature gradient.
Entsprechende Überlegungen gelten auch für das bereits erwähnte Thermometer.Corresponding considerations also apply to the already mentioned thermometer.
Wie bereits erwähnt, kann sich der Geräteparameter auch auf eine Zustandsgrößer eines optischen Elements beziehen. Darunter werden hier Größen verstanden, die sich auf die Lage, die Form oder eine andere Eigenschaft des optischen Elements, z.B. dessen Brechzahl, beziehen. Diese Größen können sich durch äußere Einflüsse, z.B. Erwär- mung, aber auch durch die gezielte Einwirkung von Manipulatoren verändern. Das Gerät ist in diesem Fall ein Meß- gerät oder Sensor, mit dem sich die betreffende Zustands- größe unmittelbar messen läßt.As already mentioned, the device parameter can also refer to a state variable of an optical element. These are to be understood here as quantities which refer to the position, the shape or another property of the optical element, for example its refractive index. These variables can change as a result of external influences, eg heating, but also due to the targeted action of manipulators. The device is in this case a measuring device or sensor with which the relevant state variable can be measured directly.
Ferner kann der Geräteparameter sich auf eine Stellgröße eines Betätigungselements beziehen, durch das die Wirkung wenigstens einer Komponente der Projektionsbelichtungsan- lage veränderbar ist. In Betracht als Geräte kommen hier z.B. die vorstehend erwähnten Manipulatoren, durch welche die Lage und/oder Form der betreffenden optischen Elemente hochgenau veränderbar sind. Anstatt an einem optischen Element unmittelbar eine Zustandsgröße zu messen, genügt es häufig, lediglich die Stellgröße des Manipulators zu kennen, welche die betreffende Zustandsgröße verändert.Furthermore, the device parameter can relate to a manipulated variable of an actuating element, by means of which the effect of at least one component of the projection exposure apparatus can be changed. Considered as devices here come e.g. the above-mentioned manipulators, by means of which the position and / or shape of the respective optical elements are highly accurately changeable. Instead of directly measuring a state variable on an optical element, it is often sufficient to know only the manipulated variable of the manipulator, which changes the relevant state variable.
Ein anderes Beispiel für ein derartiges Gerät ist eine Einrichtung, mit der unterschiedliche Beleuchtungswinkel- Verteilungen von Projektionslicht einstellbar sind, das auf eine abzubildende Maske fällt. Dahinter steht die Überlegung, daß sich die von einer solchen Einrichtung eingestellte Beleuchtungswinkelverteilung auf die Temperaturverteilung der optischen Elemente auswirkt, die in dem Projektionsobjektiv enthalten sind. Die Temperaturverteilung in den optischen Elementen wirkt sich wiederum auf die optischen Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs aus. Die spezifischen Eigenschaften einer Maske, an welche die eingestellte Beleuchtungswinkelver- teilung angepaßt ist, kann dabei unter Umständen vernachlässigt werden. Wird die Beleuchtungswinkelverteilung mit Hilfe der Einrichtung umgestellt, so kann die Temperatur der Flüssigkeit entsprechend angepaßt werden. Vorzugsweise wird dabei die "Historie" des Projektionsbetriebs über einen gewissen zurückliegenden Zeitraum mit berücksichtigt, da sich diese ebenfalls auf die Temperaturvertei- lung in den optischen Elementen auswirkt.Another example of such a device is a device with which different illumination angle distributions of projection light are adjustable, which falls on a mask to be imaged. This is based on the consideration that the illumination angle distribution set by such a device has an effect on the temperature distribution of the optical elements contained in the projection objective. The temperature distribution in the optical elements in turn affects the optical imaging properties of the projection lens. The specific properties of a mask, to which the adjusted illumination angle distribution is adapted, may be neglected under certain circumstances. If the illumination angle distribution is changed with the aid of the device, then the temperature be adapted to the liquid accordingly. Preferably, the "history" of the projection operation over a certain period of time is taken into account, since this also affects the temperature distribution in the optical elements.
Es hat sich gezeigt, daß Abbildungsfehler, die durch Schwankungen des Gasdrucks oder der Temperatur hervorgerufen werden, sogar ohne Abstimmung der Wellenlänge, d.h. alleine durch die Veränderung der Temperatur der Flüssig- keit, sehr wirksam korrigiert werden können. Am günstigsten ist es jedoch, wenn beide Maßnahmen kombiniert werden. Es ist dann ein Wellenlängenmanipulator vorgesehen, mit dem die Wellenlänge des in das Projektionsobjektiv eintretenden Projektionslichts auf einen Sollwert ein- stellbar ist. Die Steuerungseinheit bestimmt den Sollwert für die Wellenlänge in Abhängigkeit von dem Geräteparameter.It has been found that aberrations caused by variations in gas pressure or temperature, even without tuning the wavelength, i. Only by changing the temperature of the liquid, can be corrected very effectively. It is best, however, if both measures are combined. A wavelength manipulator is then provided with which the wavelength of the projection light entering the projection lens can be set to a desired value. The control unit determines the setpoint value for the wavelength as a function of the device parameter.
Ist ein Wellenlängenmanipulator vorhanden, so können in der Steuerungseinheit für unterschiedliche Werte der Stellgröße die Sollwerte für die Temperatur der Flüssigkeit und die Sollwerte für die Wellenlänge des Projektionslichts in einem Datenspeicher hinterlegt oder nach einem vorgegebenen funktionalen Zusammenhang berechenbar sein .If a wavelength manipulator is present, the nominal values for the temperature of the liquid and the nominal values for the wavelength of the projection light can be stored in a data memory or can be calculated according to a predetermined functional relationship in the control unit for different values of the manipulated variable.
Wegen der Linearität der in diesem Zusammenhang relevanten physikalischen Zusammenhänge kann die Steuerungsein- heit die Sollwerte für die Temperatur der Flüssigkeit und die Sollwerte für die Wellenlänge des Projektionslichts in einem festen Verhältnis derart bestimmen, daß für alle Werte des Geräteparameters das Verhältnis von Temperatur- änderung der Flüssigkeit und Wellenlängenänderung des Projektionslichts konstant bleibt.Because of the linearity of the relevant physical relationships in this context, the control The setpoint values for the temperature of the liquid and the setpoint values for the wavelength of the projection light are determined in a fixed ratio such that the ratio of the temperature change of the liquid and the wavelength change of the projection light remains constant for all values of the device parameter.
Eine weiter verbessere Korrektur der hier betrachteten Abbildungsfehler ist möglich, wenn einer oder mehrere Manipulatoren vorgesehen sind, mit denen sich die Maske und/oder die lichtempfindliche Schicht und/oder ein optisches Element des Projektionsobjektivs entlang einer optischen Achse des Projektionsobjektivs verfahren lassen.A further improved correction of the aberrations considered here is possible if one or more manipulators are provided with which the mask and / or the photosensitive layer and / or an optical element of the projection lens can be moved along an optical axis of the projection objective.
Wie Beispielrechnungen zeigen, läßt sich durch Kombination eines Wellenlängenmanipulators und einer Temperierein- richtung für die Temperierung der Flüssigkeit eine so gute Korrektur erzielen, daß man Abbildungsfehler, die auf Schwankungen des Gasdrucks, aber auch auf andere Ursachen zurückgehen, sehr wirkungsvoll korrigieren kann. Die Steuerungseinheit ist dann vorzugsweise so ausgebildet, daß sie den Sollwert für die Wellenlänge des Projektionslichts und den Sollwert für die Temperatur der Flüssigkeit gemeinsam derart bestimmt, daß die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs innerhalb vorgegebener Spezifikationen liegen. Diese Spezifikationen können sehr viel enger sein als solche, die man bislang erreichen kann, wenn man entweder nur die Wellenlänge des Projekti- onslichts oder alternativ nur die Temperatur der Flüssigkeit verändert.As example calculations show, by combining a wavelength manipulator and a tempering device for the temperature control of the liquid, it is possible to achieve such a good correction that it is possible to very effectively correct aberrations which are due to fluctuations in the gas pressure but also to other causes. The control unit is then preferably designed to collectively determine the setpoint wavelength of the projection light and the setpoint temperature of the liquid such that the imaging properties of the projection lens are within predetermined specifications. These specifications can be much narrower than those that can be achieved so far, if you only use the wavelength of the project Onslichts or alternatively only the temperature of the liquid changed.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show:
Figur 1 eine mikrolithographische Projektionsbelich- tungsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem schematisierten Meridional- schnitt;FIG. 1 shows a microlithographic projection exposure apparatus according to a first exemplary embodiment in a schematic meridional section;
Figur 2 eine mikrolithographische Projektionsbelich- tungsanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer an die Figur 1 angelehnten Darstellung .FIG. 2 shows a microlithographic projection exposure apparatus according to a second exemplary embodiment in a representation similar to FIG.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Eine insgesamt mit 10 bezeichnete mikrolithographische Proj ektionsbelichtungsanlage weist ein Beleuchtungssystem 12 zur Erzeugung von Projektionslicht 13 auf. Das Beleuchtungssystem 12 enthält eine Lichtquelle 14, eine mit zwei Linsen 16, 17 schematisch angedeutete Beleuchtungsoptik und eine Feldblende 18. Die Lichtquelle 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als ArF-Laser ausgeführt, der Projektionslicht 13 mit einer Wellenlänge von etwa 193 nm emittiert. Durch Verstellen des Laserresonators ist es möglich, die WeI- lenlänge des Projektionslichts 13 innerhalb eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs kontinuierlich zu verstimmen. Die für das Verstimmen des Laserresonators vorgesehenen Einrichtungen bilden einen Wellenlängenmanipulator 19.A generally designated 10 microlithographic projection exposure exposure system has an illumination system 12 for generating projection light 13. The illumination system 12 includes a light source 14, an illumination optics schematically indicated by two lenses 16, 17, and a field stop 18. The light source 14 is designed in the illustrated embodiment as an ArF laser, the projection light 13 emits at a wavelength of about 193 nm. By adjusting the laser resonator, it is possible to continuously detune the wavelength of the projection light 13 within a predetermined wavelength range. The devices provided for detuning the laser resonator form a wavelength manipulator 19.
Zur Proj ektionsbelichtungsanlage 10 gehört ferner einTo Proj tion exposure system 10 also includes a
Projektionsobjektiv 20, mit dem eine in seiner Objektebene 22 anordenbare Maske 24 verkleinert auf eine lichtempfindliche Schicht 26 abgebildet werden kann. Die lichtempfindliche Schicht 26 befindet sich in einer Bildebene 28 des Projektionsobjektivs 20. Das Projektionsobjektiv 20 enthält eine Vielzahl optischer Elemente, von denen in der Figur 1 nur einige beispielhaft als Linsen angedeutet sind. Neben Linsen können z.B. auch plane oder gekrümmte Spiegel sowie andere optische Elemente wie Blenden oder polarisationsbeeinflussende Elemente in dem Projektionsobjektiv 20 enthalten sein.Projection objective 20 with which a mask 24 which can be arranged in its object plane 22 can be imaged in a reduced manner onto a photosensitive layer 26. The photosensitive layer 26 is located in an image plane 28 of the projection objective 20. The projection objective 20 contains a multiplicity of optical elements, only a few of which are indicated in FIG. 1 as lenses. In addition to lenses, e.g. Planar or curved mirrors and other optical elements such as diaphragms or polarization-influencing elements may also be included in the projection objective 20.
Bei der lichtempfindlichen Schicht 26 kann es sich beispielsweise um einen Photolack handeln, der auf einen Träger 30, z.B. einen Siliziumwafer, aufgebracht ist. Der Träger 30 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Boden eines wannenartigen, nach oben offenen Behälters 32 befestigt, der mit Hilfe einer mit 36 bezeichneten er- - li ¬ The photosensitive layer 26 may be, for example, a photoresist which is applied to a carrier 30, for example a silicon wafer. The support 30 is fixed in the illustrated embodiment at the bottom of a trough-like, upwardly open container 32, which by means of a designated 36 designated - li ¬
sten Verfahreinrichtung parallel zur Bildebene 28 und senkrecht dazu verfahrbar ist. Der Behälter 32 ist mit einer Immersionsflüssigkeit 38 so weit aufgefüllt, daß ein Zwischenraum 40 zwischen der lichtempfindlichen Schicht 26 und einer dieser Schicht 26 zugewandten bild- seitig letzten optischen Fläche 42 des Projektionsobjektivs 20 zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig mit der Immersionsflüssigkeit 38 gefüllt ist. Es versteht sich, daß man die Immersionsflüssigkeit 38 auch auf andere Weise als mit dem Behälter 32 in dem Zwischenraum 40 halten kann, wie dies an sich im Stand der Technik bekannt ist.Moving device is parallel to the image plane 28 and perpendicular to it. The container 32 is filled with an immersion liquid 38 so far that a gap 40 between the photosensitive layer 26 and one of these layer 26 facing the image side last optical surface 42 of the projection lens 20 at least partially, but preferably completely filled with the immersion liquid 38. It is understood that the immersion liquid 38 may be held in the space 40 other than the container 32, as is well known in the art.
In dem Behälter 32 ist außerdem eine Temperiereinrichtung 44 angeordnet, die als reine Heizeinrichtung, aber auch als kombinierte Heiz/Kühleinrichtung ausgeführt sein kann. Mit Hilfe der Temperiereinrichtung 44 ist es möglich, die sich in dem Zwischenraum 40 befindende Immersionsflüssigkeit 38 sehr genau auf einer vorgegebenen Solltemperatur zu halten. Die Temperiereinrichtung 44 ist in der Figur 1 nur schematisch angedeutet. Mögliche Einzelheiten und Varianten für eine geeignete Temperiereinrichtung sind der WO 2005/071491 A2 entnehmbar, deren Offenbarungsgehalt vollständig zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Die Temperiereinrichtung 44 kann aber auch Bestandteil eines Kreislaufs sein, in dem dieIn the container 32, a tempering device 44 is also arranged, which can be designed as a pure heater, but also as a combined heating / cooling device. With the aid of the tempering device 44, it is possible to keep the immersion liquid 38 located in the intermediate space 40 very precisely at a predetermined desired temperature. The tempering device 44 is indicated only schematically in FIG. Possible details and variants for a suitable tempering device can be found in WO 2005/071491 A2, the disclosure content of which is fully incorporated in the content of the present application. The tempering 44 may also be part of a cycle in which the
Immersionsflüssigkeit 38 umgewälzt, gereinigt und auf die Solltemperatur gebracht wird. Eine solche Temperierein- richtung ist beispielsweise in der US 4 346 164 A beschrieben.Immersion liquid 38 is circulated, cleaned and brought to the target temperature. Such a tempering direction is described for example in US 4,346,164.
Die Projektionsbelichtungsanlage 10 weist ferner einen Temperaturfühler 46 auf, der die Temperatur der Immersi- onsflüssigkeit 38 mit hoher Genauigkeit mißt.The projection exposure apparatus 10 also has a temperature sensor 46, which measures the temperature of the immersion liquid 38 with high accuracy.
Die Temperiereinheit 44 und der Temperaturfühler 46 sind über Signalleitungen mit einer Steuerungseinheit 48 verbunden, mit der sich über einen Regelkreis eine Solltemperatur der Immersionsflüssigkeit 38 einstellen läßt. Die Steuerungseinheit 48 ist ferner mit der ersten Verfahreinrichtung 36 und mit einer zweiten Verfahreinrichtung 52 verbunden, die es ermöglicht, die Maske 24 nicht nur parallel zur Objektebene 22, sondern auch senkrecht dazu mit hoher Genauigkeit zu verfahren. Die erste und/oder die zweite Verfahreinrichtung 36 bzw. 52 kann so ausgebildet sein, daß auch Verkippungen der Maske 24 bzw. der lichtempfindlichen Schicht 26 um eine zu einer optischen Achse 50 senkrechte Achse erzeugt werden können. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Maske 24 mit ei- nem außeraxialen Feld beleuchtet wird.The temperature control unit 44 and the temperature sensor 46 are connected via signal lines to a control unit 48, with which a target temperature of the immersion liquid 38 can be adjusted via a control loop. The control unit 48 is further connected to the first traversing device 36 and to a second traversing device 52, which makes it possible to move the mask 24 not only parallel to the object plane 22 but also perpendicular to it with high accuracy. The first and / or the second traversing device 36 or 52 may be formed so that tilting of the mask 24 or the photosensitive layer 26 can be generated about an axis perpendicular to an optical axis 50 axis. This is particularly advantageous when the mask 24 is illuminated with an off-axis field.
Ein mit 54 angedeuteter Z-Manipulator ist ebenfalls mit der Steuerungseinheit 48 verbunden und ermöglicht es, eine in dem Projektionsobjektiv 20 enthaltene Linse 56 entlang der optischen Achse 50 zu verfahren. Außerdem weist die Projektionsbelichtungsanlage 10 ein als Meßgerät angedeutetes Barometer 58 auf, das ebenfalls mit der Steuerungseinheit 48 verbunden ist. Das Barometer 58 ermöglicht es, den Druck des Gases zu messen, welches das Projektionsobjektiv 20 umgibt. Werden die Zwischenräume zwischen den optischen Elementen des Projektionsobjektivs 20 mit einem chemisch inerten Spülgas gespült, so kann alternativ das Barometer auch in einem (oder auch mehrere Barometer in voneinander abgegrenzten) Zwischen- räumen angeordnet sein. Da meist der Druck in den Zwischenräumen an den Außendruck angepaßt wird, kann in vielen Fällen jedoch ein Barometer genügen, das den Außendruck mißt.A z-manipulator indicated by 54 is likewise connected to the control unit 48 and makes it possible to move a lens 56 contained in the projection objective 20 along the optical axis 50. In addition, the projection exposure apparatus 10 has a barometer 58, indicated as a measuring instrument, which is likewise connected to the control unit 48. The barometer 58 makes it possible to measure the pressure of the gas surrounding the projection objective 20. If the interspaces between the optical elements of the projection objective 20 are purged with a chemically inert purging gas, the barometer can alternatively also be arranged in one (or even several barometers in separate regions) intermediate spaces. Since most of the pressure in the spaces is adapted to the external pressure, but in many cases, a barometer that measures the external pressure can be sufficient.
Der Wellenlängenmanipulator 19, die erste Verfahreinrich- tung 36, die zweite Verfahreinrichtung 52, der Z-Mani- pulator 54 sowie das Barometer 58 bilden zusammen mit der Steuerungseinheit 48 eine Korrektureinrichtung, mit der sich Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs 10 korrigieren lassen.The wavelength manipulator 19, the first traversing device 36, the second traversing device 52, the z-manipulator 54 and the barometer 58 together with the control unit 48 form a correction device with which aberrations of the projection lens 10 can be corrected.
Die Korrektureinrichtung funktioniert dabei wie folgt:The correction device works as follows:
Beim Entwurf des Projektionsobjektivs 20 wird von bestimmten Brechzahlen der von Projektionslicht 13 durchtretenden brechenden optischen Elemente und der umgebenden Gase ausgegangen. Die Brechung an den Grenzflächen zwischen den optischen Elementen und den Gasen wird dabei durch den Brechzahlquotienten der an der Grenzfläche aneinander angrenzenden Medien bestimmt.The design of the projection objective 20 is based on certain refractive indices of the refractive optical elements passing through the projection light 13 and the surrounding gases. The refraction at the interfaces between the optical elements and the gases is thereby determined by the refractive index quotient of the adjacent media at the interface.
Die Brechzahl der die brechenden optischen Elemente umgebenden Gase hängt vor allem von deren Dichte ab. Diese wird u.a. davon bestimmt, auf welcher Höhe über dem Meeresspiegel sich die Projektionsbelichtungsanlage 10 befindet. Darüber hinaus können Schwankungen des barometrischen Außendrucks oder eine Erwärmung der Gase dazu führen, daß sich deren Druck verändert.The refractive index of the gases surrounding the refractive optical elements depends primarily on their density. This is u.a. determined at what level above the sea level, the projection exposure system 10 is located. In addition, variations in the barometric external pressure or heating of the gases may cause their pressure to change.
Infolge der Druckveränderung ändert sich auch der Brechzahlquotient an den brechenden Grenzflächen zwischen den Gasen und den brechenden optischen Elementen. Weicht der Brechzahlquotient spürbar von demjenigen ab, der bei dem Entwurf des Projektionsobjektivs 20 zugrundegelegt wurde, so führt dies zu Abbildungsfehlern.As a result of the pressure change, the refractive index quotient also changes at the refractive interfaces between the gases and the refractive optical elements. If the refractive index quotient differs noticeably from that which was used in the design of the projection objective 20, this leads to aberrations.
Bei der Projektionsbelichtungsanlage 10 wird der Druck der Gase vor oder auch während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 10 mit Hilfe des Barometers 58 gemessen. Die Steuerungseinheit 48 ermittelt auf der Grund- läge des gemessenen Drucks Sollwerte für die mit derIn the projection exposure apparatus 10, the pressure of the gases is measured before or during the operation of the projection exposure apparatus 10 by means of the barometer 58. The control unit 48 determines on the basis of the measured pressure setpoints for the with the
Steuerungseinheit 48 verbundenen Manipulatoren. Im einzelnen handelt es sich dabei um einen Sollwert für die Temperatur der Immersionsflüssigkeit 38, einen Sollwert für die Wellenlänge des Projektionslichts 13 sowie SoIl- werte für die jeweilige Lage der Linse 56, der Maske 24 und der lichtempfindlichen Schicht 26 entlang der optischen Achse 50.Control unit 48 connected manipulators. In detail, these are a desired value for the temperature of the immersion liquid 38, a desired value for the wavelength of the projection light 13, and values for the respective position of the lens 56, the mask 24 and the photosensitive layer 26 along the optical axis 50.
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Tabelle 1: Abbildungsfehler bei Druckänderung von 25 mbarTable 1: Imaging error with pressure change of 25 mbar
Die Tabelle 1 zeigt für ein konkretes Projektionsobjektiv 20, wie sich ein Druckunterschied von 25 mbar auf eine Reihe unterschiedlicher Abbildungsfehler auswirkt, die in der Tabelle 1 durch Zernike-Polynome angebende Kürzel bezeichnet sind. Die in der Zeile darunter angegebenen Zah- lenwerte zeigen, wie sich die durch die Druckänderung hervorgerufenen Abbildungsfehler korrigieren lassen, wenn lediglich die Wellenlänge des Projektionslichts 13 mit dem Wellenlängenmanipulator 19 sowie die Lage der Maske 24 und der lichtempfindlichen Schicht 26 entlang der op- tischen Achse 50 geeignet verändert wird. In der Zeile darunter ist angegeben, wie sich die damit erzielten Fehler nochmals erheblich verringern lassen, wenn zusätzlich auch die Temperatur der Immersionsflüssigkeit 38 in geeigneter Weise verändert wird. Im angenommenen Beispiel- fall genügt eine Temperaturänderung von 0,056 k gegenüber einer Referenztemperatur bei Normaldruck, um die erhebliche Verringerung der Abbildungsfehler zu bewirken.Table 1 shows for a concrete projection objective 20 how a pressure difference of 25 mbar affects a number of different aberrations, which are indicated in the table 1 by Zernike polynomials indicating abbreviations. The numerical values indicated in the line below show how the aberrations caused by the pressure change can be corrected if only the wavelength of the projection light 13 with the wavelength manipulator 19 and the position of the mask 24 and the photosensitive layer 26 along the optical axis 50 is changed appropriately. The line below indicates how the errors thus achieved can be considerably reduced again if, in addition, the temperature of the immersion liquid 38 is changed in a suitable manner. In the assumed example, a temperature change of 0.056 k is sufficient a reference temperature at normal pressure to cause the significant reduction of aberrations.
Die Tabelle 1 zeigt somit deutlich, wie sich durch die zusätzliche Veränderung der Temperatur der Immersions- flüssigkeit 38 eine deutliche Verbesserung der Korrektur solcher Abbildungsfehler erreichen läßt, die durch Änderungen des Drucks der umgebenden Gase hervorgerufen wird.Table 1 thus clearly shows how the additional change in the temperature of the immersion liquid 38 can achieve a significant improvement in the correction of such aberrations caused by changes in the pressure of the surrounding gases.
Um für jeden Druckwert, der von dem Barometer 58 gemessen wird, optimale Sollwerte für die Wellenlänge des Projek- tionslichts 13, die Temperatur der Immersionsflüssigkeit 38 sowie der Lage entlang der optischen Achse 50 der Maske 24 und der lichtempfindlichen Schicht 26 auffinden zu können, kann die Steuerungseinheit 48 einen Speicher mit einer darin hinterlegten Tabelle enthalten, welche diese Sollwerte enthält. Zur Ermittlung der Sollwerte können entweder vorab entsprechende Versuche durchgeführt worden sein, bei denen die Abbildungsfehler in Abhängigkeit des Gasdrucks meßtechnisch ermittelt werden. Durch Simulation oder Versuche können dann für eine Vielzahl von Druckwer- ten Kombinationen der genannten Sollwerte ermittelt werden, welche eine optimale Korrektur der Abbildungsfehler herbeiführen.In order to be able to find optimum setpoint values for the wavelength of the projection light 13, the temperature of the immersion liquid 38 and the position along the optical axis 50 of the mask 24 and the photosensitive layer 26 for each pressure value measured by the barometer 58 the control unit 48 includes a memory with a table stored therein containing these setpoints. In order to determine the desired values, it is possible either to carry out corresponding tests in advance in which the imaging errors are determined by measurement as a function of the gas pressure. By means of simulation or tests, combinations of the specified values can then be determined for a large number of printed values, which bring about an optimal correction of the imaging errors.
Alternativ hierzu ist es z.B. auch möglich, die Abhängigkeit der einzelnen Sollwerte von dem gemessenen Gasdruck in Form von funktionalen Zusammenhängen zu erfassen, so daß die Steuerungseinheit 48 bei jedem Gasdruck die entsprechenden Sollwerte selbst errechnen kann.Alternatively, it is also possible, for example, to detect the dependence of the individual desired values on the measured gas pressure in the form of functional relationships that the control unit 48 can calculate the corresponding setpoints themselves at each gas pressure.
Es hat sich im übrigen gezeigt, daß sich eine gute Korrektur von Abbildungsfehlern, die durch Druckschwankungen verursacht werden, auch allein mit einer Temperaturveränderung der Immersionsflüssigkeit 38 herbeigeführt werden kann. Da die Temperatur der Immersionsflüssigkeit 38 ohnehin sehr genau festgelegt sein muß, kann dann u.U. der Aufwand entfallen, der für die übrigen Manipulatoren er- forderlich ist. Insbesondere die ersten und zweiten Verfahreinrichtungen 36 bzw. 52 sind mechanisch relativ auf¬ wendig und deswegen teuer. Können etwas größere Abbildungsfehler toleriert werden, so stellt eine solche Variante, bei der zur Korrektur der Abbildungsfehler ledig- lieh die Temperatur der Immersionsflüssigkeit 38 verändert wird, eine interessante und kostengünstige Alternative dar.It has also been found that a good correction of aberrations caused by pressure fluctuations, can be brought about alone with a change in temperature of the immersion liquid 38. Since the temperature of the immersion liquid 38 has to be determined very precisely anyway, then the expense which is necessary for the other manipulators may be eliminated. In particular, the first and second traversing devices 36 and 52 are mechanically relatively auf ¬ agile and therefore expensive. If slightly larger aberrations can be tolerated, then such a variant, in which only the temperature of the immersion liquid 38 is changed to correct the aberrations, is an interesting and cost-effective alternative.
Ferner hat sich gezeigt, daß man sehr wirkungsvoll mit einer Kombination eines Wellenlängenmanipulators 19 und der Temperierung der Immersionsflüssigkeit 38 auch solche Abbildungsfehler korrigieren kann, die nicht durch Druckschwankungen hervorgerufen sind.Furthermore, it has been shown that it is very effective with a combination of a wavelength manipulator 19 and the temperature of the immersion liquid 38 can also correct those aberrations that are not caused by pressure fluctuations.
Die Figur 2 zeigt in einer an die Figur 1 angelehnten Darstellung einen Meridionalschnitt durch eine mikro- lithographische Projektionsbelichtungsanlage gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Teile der ins- gesamt mit 110 bezeichneten Projektionsbelichtungsanlage, die Teilen der in der Figur 1 gezeigten Projektionsbe- lichtungsbelichtungsanlage 10 entsprechen, sind mit um 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet und werden teilwei- se nicht nochmals näher beschrieben.FIG. 2 shows, in a representation similar to FIG. 1, a meridional section through a micro-lithographic projection exposure apparatus according to another exemplary embodiment of the invention. Parts of the The projection exposure apparatus designated overall by 110, which correspond to parts of the projection exposure exposure apparatus 10 shown in FIG. 1, are designated by reference numerals increased by 100 and will in some cases not be described again in detail.
Die Projektionsbelichtungsanlage 110 unterscheidet sich von der in der Figur 1 gezeigten Projektionsbelichtungsanlage 10 unter anderem dadurch, daß das Projektionsobjektiv 120 durch eine Barriere 159 in zwei gasdicht von- einander getrennte Abschnitte 160a, 160b unterteilt ist. In den Abschnitten 160a, 160b sind ein erstes Thermometer 162a bzw. ein zweites Thermometer 162b angeordnet. Die Thermometer 162a, 162b haben die Aufgabe, die Temperatur eines Spülgases zu messen, das die Zwischenräume zwischen den in den jeweiligen Abschnitten 160a bzw. 160b angeordneten optischen Elementen durchspült. Die Thermometer 162a, 162b sind über Signalleitungen mit der Steuerungseinheit 148 verbunden.The projection exposure apparatus 110 differs from the projection exposure apparatus 10 shown in FIG. 1, inter alia, in that the projection objective 120 is subdivided by a barrier 159 into two sections 160a, 160b which are separated from one another in a gastight manner. In sections 160a, 160b, a first thermometer 162a and a second thermometer 162b, respectively, are arranged. The purpose of the thermometers 162a, 162b is to measure the temperature of a purge gas which flushes through the gaps between the optical elements disposed in the respective sections 160a and 160b. The thermometers 162a, 162b are connected to the control unit 148 via signal lines.
Ferner ist eine mit 116 bezeichnete Einrichtung der Be- leuchtungsoptik im Beleuchtungssystem 112 derart ausgebildet, daß sich die Beleuchtungswinkelverteilung des auf die Maske 124 auftreffenden Projektionslichts 113 verändern läßt. Die Einrichtung 116 der Beleuchtungsoptik kann zu diesem Zweck beispielsweise austauschbare oder ver- stellbare optische Komponenten, z.B. diffraktive optische Elemente, ein Zoom-Objektiv, Axikon-Elemente oder Blenden, enthalten. Außerdem ist als weiterer Korrekturmechanismus eine Anordnung von mehreren Druckaktuatoren 155 vorgesehen, mit denen sich die Linse 156 rotationsasymmetrisch deformieren läßt. Mit derartigen Verformungen lassen sich insbe- sondere solche Abbildungsfehler verringern, die durch eine ebenfalls rotationsasymmetrische Erwärmung von optischen Elementen hervorgerufen werden.Furthermore, a device of the illumination optics designated by 116 in the illumination system 112 is designed such that the illumination angle distribution of the projection light 113 incident on the mask 124 can be changed. The device 116 of the illumination optics may for this purpose contain, for example, exchangeable or adjustable optical components, eg diffractive optical elements, a zoom objective, axicon elements or diaphragms. In addition, an arrangement of a plurality of pressure actuators 155 is provided as a further correction mechanism, with which the lens 156 can be deformed rotationally asymmetric. With such deformations, it is possible in particular to reduce those aberrations which are caused by a likewise rotationally asymmetric heating of optical elements.
Die Projektionsbelichtungsanlage 110 funktioniert wie folgt:The projection exposure apparatus 110 operates as follows:
Die Einrichtung 116 übermittelt an die Steuerungseinheit 148 die Information, welche Beleuchtungswinkelverteilung eingestellt ist. Die Beleuchtungswinkelverteilung wirkt sich im allgemeinen auf den Weg aus, welches das von der Maske 124 gebeugte Projektionslichts 113 in dem Projekti- onsobjektiv 120 nimmt. Der Lichtweg des Projektionslichts 113 wiederum beeinflußt die Temperaturverteilung, die sich in den optischen Elementen des Projektionsobjektivs 120 durch teilweise Absorption des Projektionslichts 113 einstellt. Durch Veränderung der Temperaturverteilung in Linsen und anderen optischen Elementen verändern sich auch deren optische Eigenschaften, was zu Abbildungsfehlern führt. Die Abbildungsfehler können so groß sein, daß Korrekturmaßnahmen ergriffen werden müssen.The device 116 transmits to the control unit 148 the information as to which illumination angle distribution is set. The illumination angle distribution generally has an effect on the path which takes the projection light 113 diffracted by the mask 124 in the projection lens 120. The light path of the projection light 113, in turn, influences the temperature distribution that occurs in the optical elements of the projection lens 120 by partial absorption of the projection light 113. By changing the temperature distribution in lenses and other optical elements also change their optical properties, which leads to aberrations. The aberrations can be so great that corrective action must be taken.
Zur Korrektur dieser Abbildungsfehler veranlaßt die Steuerungseinheit 148 eine geeignete rotationsasymmetrische Deformation der Linse 156 sowie eine Änderung der Temperatur der Immersionsflüssigkeit 138. Die Änderung der Temperatur der Immersionsflüssigkeit 138 kann dabei rotationssymmetrische Anteile der Abbildungsfehler korrigieren, und/oder es werden rotationssymmetrische Abbil- dungsfehler korrigiert, die durch die Deformation der Linse 156 eingeführt werden.To correct these aberrations, the control unit 148 causes a suitable rotationally asymmetric deformation of the lens 156 and a change in the Temperature of immersion liquid 138. The change in the temperature of immersion liquid 138 can thereby correct rotationally symmetric components of the aberrations, and / or rotationally symmetric aberrations that are introduced by the deformation of lens 156 are corrected.
Bei der Ermittlung von Steuersignalen für die Druckaktua- toren 155 und die Temperiereinrichtung 144 zur Temperierung der Immersionsflüssigkeit 138 kann auf unterschied- liehe Verfahren zurückgegriffen werden:When ascertaining control signals for the pressure actuators 155 and the tempering device 144 for controlling the temperature of the immersion liquid 138, it is possible to resort to different methods:
Grundsätzlich ist es möglich, bei Kenntnis der zu projizierenden Maske 124, der im Beleuchtungssystem 112 eingestellten Beleuchtungswinkelverteilung und den Designdaten des Projektionsobjektivs 120 vorherzusagen, welchen Weg das gebeugte Projektionslicht 113 im Projektionsobjektiv 120 nimmt und wie sich dabei die dem Projektionslicht 120 ausgesetzten optischen Elemente erwärmen. Ferner kann durch Simulation ermittelt werden, wie sich die Erwärmung der optischen Elemente auf die optischen Abbildungseigen- Schäften des Projektionsobjektivs 120 auswirkt und welche Maßnahmen zu ergreifen sind, um durch die Erwärmung verursachte Abbildungsfehler zu verringern.Basically, it is possible, with knowledge of the mask 124 to be projected, the illumination angle distribution set in the illumination system 112, and the design data of the projection lens 120 to predict which path the diffracted projection light 113 in the projection lens 120 will take and how the optical elements exposed to the projection light 120 will heat up. Furthermore, it can be determined by simulation how the heating of the optical elements affects the optical imaging properties of the projection lens 120 and what measures are to be taken to reduce aberrations caused by the heating.
Bei der Berechnung der Temperaturverteilung, der Abbildungsfehler und der erforderlichen Korrekturmaßnahmen ist im allgemeinen auch das dynamische Verhalten zu berücksichtigen. So macht es einen Unterschied, ob eine Projek- tion der Maske 124 stattfindet, nachdem die Projektions- belichtungsanlage 110 zuvor mehrere Tage lang nicht betrieben wurde, ob zuvor eine andere Maske mit einer anderen Beleuchtungswinkelverteilung projiziert wurde oder ob die gleiche Maske bereits einige Tage lang projiziert wurde, so daß sich zwischenzeitlich ein stationärer Zustand eingestellt hat.When calculating the temperature distribution, the aberrations and the required corrective measures, the dynamic behavior must also be taken into account in general. So it makes a difference whether a project Formation of the mask 124 takes place after the projection exposure apparatus 110 was previously not operated for several days, whether another mask was previously projected with a different illumination angle distribution or whether the same mask was already projected for several days, so that in the meantime a stationary state has set.
Da die vorstehend erläuterten Berechnungen relativ aufwendig sind, kann auch auf vereinfachte Verfahren zurück- gegriffen werden. In Betracht kommen insbesondere Kalibrierverfahren, bei denen man im Wege von Kalibriermessungen zuvor einmalig festgestellt hat, wie sich bei bestimmten Beleuchtungswinkelverteilungen die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs 120 verändern und welche Korrekturmaßnahmen die beste Korrekturwirkung erzielen. Ausgenutzt werden kann dabei, daß die Beleuchtungswinkelverteilung im allgemeinen an bestimmte Maskentypen angepaßt ist, so daß es gar nicht mehr auf die spezifischen Eigenschaften der konkret zu projizierenden Maske 124 ankommt.Since the calculations explained above are relatively complicated, simplified methods can also be resorted to. Particularly suitable are calibration methods in which calibration measurements have previously been used to determine once, for certain illumination angle distributions, that the imaging properties of the projection lens 120 change and which corrective measures achieve the best correction effect. It can be exploited that the illumination angle distribution is generally adapted to certain types of mask, so that it no longer depends on the specific properties of the specifically to be projected mask 124.
In einer Tabelle können bei diesem vereinfachten Vorgehen beispielsweise für unterschiedliche Beleuchtungswinkelverteilungen die optimalen Korrekturmaßnahmen abgelegt sein, wie man sie zuvor durch entsprechende Kalibrierung ermittelt hat. Vorzugsweise wird dabei auch das erwähnte dynamische Verhalten berücksichtigt, so daß beispielsweise nach erstmaliger Aufnahme eines Projektionsbetriebs die Korrekturmaßnahmen immer wieder verändert werden, bis sich schließlich ein stationärer Zustand eingestellt hat. Auch die Abhängigkeit von früheren verwendeten Beleuch- tungssettings kann bei der Kalibrierung dienenden Vorver- suchen ermittelt werden.In a table, for example, for different illumination angle distributions, the optimal correction measures can be stored in this simplified procedure, as they have previously been determined by appropriate calibration. Preferably, the mentioned dynamic behavior is taken into account, so that, for example, after the first recording of a projection operation the corrective measures are changed again and again until finally a stationary state has set. The dependency on formerly used lighting settings can also be determined during the calibration preliminary tests.
Für die Steuerungseinheit 148 bedeutet dies, daß sie gewissermaßen die Historie des Projektionsbetriebs und insbesondere das jeweils eingestellte Beleuchtungssetting über einen gewissen zurückliegenden Zeitraum erfassen und abspeichern sollte. Aus den abgelegten Kalibrierdaten können dann die optimalen Steuersignale für die Druckak- tuatoren 155 und die Temperiereinrichtung 144 ausgelesen werden.For the control unit 148, this means that it should to a certain extent capture and store the history of the projection operation and, in particular, the respectively set illumination setting over a certain period of time. The optimal control signals for the pressure actuators 155 and the tempering device 144 can then be read from the stored calibration data.
Soll eine andere Maske mit einer anderen Beleuchtungswin- kelverteilung projiziert werden, so liest die Steuerungseinheit 148 aus den Kalibrierdaten andere Steuersignale für die Druckaktuatoren 155 und die Temperiereinrichtung 144 aus.If a different mask with a different illumination angle distribution is to be projected, the control unit 148 reads out from the calibration data other control signals for the pressure actuators 155 and the tempering device 144.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel messen die Thermometer 162a, 162b während des Betriebs der Projekti- onsbelichtungsanlage 110 die Temperatur in den Abschnitten 160a bzw. 160b und geben die Meßwerte an die Steuerungseinheit 148 weiter. Angenommen wird dabei, daß die Temperatur der Spülgase durch Spüleinrichtungen für die Umwälzung der Spülgase in den Abschnitten 160a, 160b auf einen Sollwert eingestellt wird, der von der außerhalb des Projektionsobjektivs 120 herrschenden Außentemperatur abhängt. Die Solltemperatur der Spülgase wird dabei so bestimmt, daß sich das Projektionsobjektiv 120 bei Veränderungen der Außentemperatur minimal verformt.In the embodiment described here, during the operation of the projection exposure apparatus 110, the thermometers 162a, 162b measure the temperature in the sections 160a or 160b and forward the measured values to the control unit 148. It is assumed that the temperature of the purge gases is adjusted by purging devices for the circulation of the purge gases in the sections 160a, 160b to a target value from the outside of the projection lens 120 prevailing outside temperature depends. The target temperature of the purge gases is determined so that the projection lens 120 deforms minimally with changes in the outside temperature.
Halten die Spüleinrichtungen den Druck der Spülgase konstant, um beispielsweise ein vorgegebenes Verhältnis zu dem außerhalb des Projektionsobjektivs 120 herrschenden Außendruck aufrecht zu erhalten, so bewirkt eine Änderung der Temperatur der Spülgase auch eine Veränderung von de- ren Dichte. Diese wirkt sich wiederum, wie dies oben bereits erläutert wurde, auf deren Brechzahlen und damit auch auf die optischen Eigenschaften des Projektionsobjektivs 120 aus.If the purging devices keep the pressure of the purging gases constant in order, for example, to maintain a predetermined ratio to the external pressure prevailing outside the projection objective 120, a change in the temperature of the purging gases also causes a change in their density. As has already been explained above, this in turn has an effect on their refractive indices and thus also on the optical properties of the projection lens 120.
Die Steuerungseinheit 148 ermitteln nun auf der Grundlage der gemessenen Temperaturen in den Abschnitten 160a, 160b geeignete Korrekturmaßnahmen, mit denen Abbildungsfehler verringert werden können, die durch Veränderungen der Brechzahlen der Spülgase hervorgerufen werden. In Betracht kommen dabei insbesondere eine Veränderung der Temperatur der Immersionsflüssigkeit 138 sowie eine Veränderung der Wellenlänge des Projektionslichts 113.The control unit 148 now determines appropriate corrective actions based on the measured temperatures in the sections 160a, 160b to reduce imaging errors caused by changes in the refractive index of the purge gases. In particular, a change in the temperature of the immersion liquid 138 and a change in the wavelength of the projection light 113 come into consideration.
Vorzugsweise werden von der Steuerungseinheit 148 die beiden vorstehend erläuterten Korrekturmaßnahmen, die durch Änderungen der Beleuchtungswinkelverteilung einer- seits und durch Änderungen der Temperatur der Spülgase andererseits veranlaßt sind, aufeinander abgestimmt. So können z.B. die in einer Kalibriertabelle hinterlegten Werte für Steuersignale in Abhängigkeit von der eingestellten Beleuchtungswinkelverteilung weiter abhängigen von den Temperaturen in den Abschnitten 160a, 160b.The control unit 148 preferably coordinates the two above-described corrective measures, which are caused by changes in the illumination angle distribution on the one hand, and by changes in the temperature of the purge gases, on the other hand. So For example, the values stored in a calibration table for control signals as a function of the set illumination angle distribution can be further dependent on the temperatures in the sections 160a, 160b.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel sind in den Druckaktuatoren 155 Sensoren integriert, welche die Deformation der Linse 156 erfassen. Die Steuerungseinheit 148 steuert dann die Temperatur der Iramersionsflüssigkeit 138 unmittelbar in Abhängigkeit von Signalen, die von den Sensoren erzeugt werden und ein Maß für die tatsächliche Deformation der Linse 156 sind.In a modified embodiment 155 sensors are integrated in the pressure actuators, which detect the deformation of the lens 156. The control unit 148 then controls the temperature of the irrigation liquid 138 immediately in response to signals generated by the sensors which are a measure of the actual deformation of the lens 156.
Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich exemplarischen Charakter haben. So können insbesondere die in den Ausführungsbei- spielen beschriebenen Messungen und Korrekturmaßnahmen beliebig untereinander kombiniert werden. It is understood that the embodiments described above are merely exemplary in character. In particular, the measurements and corrective measures described in the exemplary embodiments can be combined as desired.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit :1. Microlithographic projection exposure apparatus, with:
a) einem Projektionsobjektiv (20; 120), das mehrere optische Elemente (56; 156) enthält,a) a projection objective (20; 120) containing a plurality of optical elements (56; 156),
b) einem Gerät (58; 116, 155, 162a, 162b), an dem ein Geräteparameter abrufbar ist, wobei der Geräteparameter sich auf eine Umgebungsbedingung oder eine Zustandgröße von mindestens einem der optischen Elemente (56; 156) oder auf eine Stellgröße eines Betätigungselements bezieht, durch das die Wirkung wenigstens einer Komponente (116) der Projektionsbelichtungsanlage veränderbar ist,b) a device (58; 116, 155, 162a, 162b) to which a device parameter is retrievable, the device parameter being based on an environmental condition or a state size of at least one of the optical elements (56; 156) or a manipulated variable of an actuator by which the effect of at least one component (116) of the projection exposure apparatus is variable,
c) einer Temperiereinrichtung (44; 144), mit welcher die Temperatur einer innerhalb oder außerhalb des Projektionsobjektivs (20; 120) angeordneten und von Projektionslicht (13; 113) durchtretenen Flüssigkeit (38; 138) auf einen Sollwert einstellbar ist,c) a tempering device (44, 144), with which the temperature of a liquid (38, 138) arranged inside or outside the projection objective (20, 120) and passing through the projection light (13, 113) can be set to a desired value,
d) einer Steuerungseinheit (48; 148), welche dend) a control unit (48, 148), which the
Sollwert für die Temperatur der Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem Geräteparameter bestimmt .Setpoint for the temperature of the liquid determined depending on the device parameter.
2. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, wobei das Gerät ein Barometer (58) zur Messung des Drucks eines Gases ist.2. A projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a barometer (58) for measuring the pressure of a gas.
3. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, wobei das Gerät ein Thermometer (162a, 162b) zur Messung der Temperatur eines Gases ist.A projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a thermometer (162a, 162b) for measuring the temperature of a gas.
4. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, wobei das Gerät ein Manipulator (54; 155) ist, mit dem die räumliche Anordnung oder Form wenigstens eines optischen Elements (56; 156) des Projektionsobjektivs veränderbar ist.4. A projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a manipulator (54; 155) with which the spatial arrangement or shape of at least one optical element (56; 156) of the projection lens is changeable.
5. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1, wobei das Gerät eine Einrichtung (116) ist, mit der unterschiedliche Beleuchtungswinkelverteilungen von Projektionslicht (113) einstellbar sind, das auf eine abzubildende Maske (124) fällt.5. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a device (116) capable of adjusting different illumination angle distributions of projection light (113) incident on a mask (124) to be imaged.
6. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, wobei das Projektionsobjektiv6. Projection exposure system according to one of the preceding claims, wherein the projection lens
(20; 120) mindestens zwei feste brechende optische Elemente enthält, deren Brechzahlen sich voneinan¬ der unterscheiden. (20; 120) contains at least two solid refractive optical elements whose refractive index is voneinan ¬ the distinguished.
7. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Wellenlängenmani- pulator (19; 119), mit dem die Wellenlänge des in das Projektionsobjektiv (20; 120) eintretenden Pro- jektionslichts (13; 113) auf einen Sollwert einstellbar ist, wobei die Steuerungseinheit (48; 148) den Sollwert für die Wellenlänge in Abhängigkeit von dem Geräteparameter bestimmt.7. A projection exposure apparatus according to any one of the preceding claims, comprising a wavelength manipulator (19; 119) with which the wavelength of the projection light (13; 113) entering the projection objective (20; 120) can be set to a desired value, the Control unit (48; 148) determines the setpoint value for the wavelength as a function of the device parameter.
8. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 7, wobei in der Steuerungseinheit (48; 148) für unterschiedliche Werte des Geräteparameters die Sollwerte für die Temperatur der Flüssigkeit (38; 138) und die Sollwerte für die Wellenlänge des Projektionslichts (13; 113) in einem Datenspeicher hinterlegt oder nach einem vorgegebenen funktionalen Zusammenhang berechenbar sind.8. A projection exposure apparatus according to claim 7, wherein in the control unit (48; 148) the setpoint values for the temperature of the liquid (38; 138) and the setpoint values for the wavelength of the projection light (13; 113) are stored in a data memory for different values of the device parameter or can be calculated according to a given functional relationship.
9. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuerungseinheit (48; 148) die Sollwerte für die Temperatur der Flüssigkeit und die Sollwerte für die Wellenlänge des Projektionslichts (13; 113) in einem festen Verhältnis derart bestimmt, daß für alle Werte des Geräteparameters das Verhältnis von Temperaturänderung der Flüssigkeit und Wellenlängenänderung des Projektionslichts kon- stant bleibt. A projection exposure apparatus according to claim 7 or 8, wherein the control unit (48; 148) determines the set values for the temperature of the liquid and the set values for the wavelength of the projection light (13; 113) in a fixed ratio such that for all values of the device parameter the ratio of temperature change of the liquid and wavelength change of the projection light remains constant.
10. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit :10. Microlithographic projection exposure apparatus, with:
a) einem Beleuchtungssystem (12; 112) zur Erzeugung von Projektionslicht (13; 113),a) an illumination system (12; 112) for generating projection light (13; 113),
b) einem Projektionsobjektiv (20; 120) undb) a projection lens (20, 120) and
c) einer Korrektureinrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern des Projektionsobjektivs, die aufweist:c) a correction device for correcting aberrations of the projection lens, comprising:
eine Temperiereinrichtung (44; 144), mit welcher die Temperatur einer innerhalb oder außerhalb des Projektionsobjektivs angeordneten und von Projektionslicht durchtretenen Flüssigkeit (38; 138) auf einen Sollwert einstellbar ist,a tempering device (44; 144) with which the temperature of a liquid (38; 138) arranged inside or outside the projection lens and passing through projection light can be set to a desired value,
einen Wellenlängenmanipulator (19; 119), mit dem die Wellenlänge des in das Projektionsobjektiv eintretenden Projektionslichts auf einen Sollwert einstellbar ist, unda wavelength manipulator (19; 119) with which the wavelength of the projection light entering the projection lens can be set to a nominal value, and
eine Steuerungseinheit (48; 148), welche den Sollwert für die Temperatur der Flüssigkeit und den Sollwert für die Wellenlänge bestimmt.a control unit (48, 148), which sets the setpoint for the temperature of Liquid and the setpoint for the wavelength determined.
11. ' Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10, wobei die Steuerungseinheit den Sollwert für die WeI- lenlänge des Projektionslichts und den Sollwert für die Temperatur der Flüssigkeit gemeinsam derart bestimmt, daß die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs innerhalb vorgegebener Spezifikationen liegen.11 'projection exposure apparatus according to claim 10, wherein the control unit sets the target value for the WEI lenlänge of the projection light and the target value for the temperature of the liquid determined together such that the imaging properties of the projection objective are within predetermined specifications.
12. Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Korrektureinrichtung ferner ein Barometer (58) aufweist zur Messung des Drucks eines Gases, das von Projektionslicht durchtreten wird.12. A projection exposure apparatus according to claim 10 or 11, wherein said correction means further comprises a barometer (58) for measuring the pressure of a gas which will pass from projection light.
13. Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprü- che 10 bis 12, wobei die Korrektureinrichtung ferner mindestens einen Manipulator (52, 36, 54; 152; 136) zum Verfahren der Maske, der lichtempfindlichen Schicht oder eines optischen Elements des Projektionsobjektivs entlang einer optischen Achse des Projektionsobjektivs aufweist.13. A projection exposure apparatus according to any one of claims 10 to 12, wherein the correction means further comprises at least one manipulator (52, 36, 54, 152, 136) for moving the mask, the photosensitive layer or an optical element of the projection lens along an optical axis of the projection lens Projection lens has.
14. Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit der eine Maske (24; 124) auf eine lichtempfindliche Schicht (26; 126) abbildbar ist, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Projektionsobjektivs (20; 120) , das mehrere optische Elemente (56; 156) enthält;14. A method for correcting aberrations in a microlithographic projection exposure apparatus, with which a mask (24, 124) can be imaged onto a photosensitive layer (26, 126), comprising the following steps: a) providing a projection lens (20; 120) containing a plurality of optical elements (56; 156);
b) Bereitstellen einer Flüssigkeit (38; 138), die von Projektionslicht (13; 113) durchtreten wird;b) providing a liquid (38; 138) which will pass through projection light (13; 113);
c) Bestimmen eines Geräteparameters, der sich auf eine Umgebungsbedingung oder eine Zu- standsgröße von mindestes einem der optischen Elemente (56; 156) oder auf eine Stellgröße eines Betätigungselements bezieht, durch das die Wirkung wenigstens einer Komponente (116) der Projektionsbelichtungsanlage veränderbar;c) determining a device parameter relating to an environmental condition or state quantity of at least one of the optical elements (56; 156) or to a manipulated variable of an actuating element by which the action of at least one component (116) of the projection exposure apparatus can be changed;
d) Verändern der Temperatur der Flüssigkeit (38; 138) in Abhängigkeit von dem in Schritt c) bestimmten Geräteparameter.d) changing the temperature of the liquid (38; 138) in dependence on the device parameter determined in step c).
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Geräteparameter der von einem Barometer (58) ermittelte Meßwert für den Druck eines Gases ist, das von Projektions- licht (13; 113) durchtreten wird.15. The method of claim 14, wherein the device parameter is the pressure reading of a gas detected by a barometer (58) that will pass through projection light (13; 113).
16. Verfahren zur Korrektur von Abbildungsfehlern in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mit der eine Maske (24; 124) auf eine lichtempfindliche Schicht (26; 126) abbildbar ist, mit folgenden Schritten:16. A method for correcting aberrations in a microlithographic projection exposure apparatus, with which a mask (24, 124) on a photosensitive layer (26; 126) can be imaged, with the following steps:
a) Bereitstellen eines Projektionsobjektivs (20; 120) ;a) providing a projection lens (20; 120);
b) Bereitstellen einer Flüssigkeit (38; 138), die von Projektionslicht (13; 113) durchtreten wird;b) providing a liquid (38; 138) which will pass through projection light (13; 113);
c) Verändern der Wellenlänge des Projektionslichts, welches in das Projektionsobjektiv eintritt, und der Temperatur der Flüssigkeit derart, daß die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs innerhalb vorgegebener Spezifikationen liegen.c) changing the wavelength of the projection light entering the projection lens and the temperature of the liquid such that the imaging properties of the projection lens are within predetermined specifications.
17. Verfahren zur Herstellung mikrostrukturierter Bau- elemente, mit folgenden Schritten:17. Method for producing microstructured components, comprising the following steps:
a) Bereitstellen einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 unda) providing a microlithographic projection exposure apparatus according to one of claims 1 to 13 and
b) Projizieren der Maske auf die lichtempfindli- che Schicht . b) projecting the mask onto the photosensitive layer.
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