Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 219 330.9 in Anspruch, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verringerung aus dynamischen Beschleunigungen herrührenden Deformationen von Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs.

In Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie und insbesondere in den in den genannten Anlagen verwendeten Objektiven werden seit geraumer Zeit schnell bewegte optische Elemente, wie beispielsweise Spiegel, zur Korrektur von Bildfehlern während der Belichtung eingesetzt. Durch die Bewegung bzw. der Beschleunigung der optischen Elemente kommt es jedoch regelmäßig dazu, dass aufgrund der herrschenden Trägheitskräfte gewisse Deformationen der beteiligten optischen Elemente während deren Bewegung bzw. während deren Beschleunigung auftreten. In konventionellen Projektionsbelichtungsanlagen waren die angesprochenen Deformationen in der Vergangenheit jedoch zu gering, um zu einer problematischen Verschlechterung der Abbildungseigenschaften des Systems zu führen. In jüngerer Zeit sind jedoch vermehrt Systeme zum Einsatz gekommen, bei welchen eine vergleichsweise schnelle Bewegung der beteiligten Spiegel erforderlich ist, insbesondere deswegen, weil jede Verschiebung der zur Belichtung verwendeten Maske zu einem astigmatischen Fehler führt, welcher nur mittels einer Spiegelbewe- gung korrigiert werden kann. In Betrieb werden die Masken, die sogenannten Retikel, jedoch regelmäßig bewegt.

Daneben führen höhere Belichtungsraten und geringe akzeptable Fehlerbudgets zu einer größeren Bedeutung der Deformationen des zu belichtenden Wafers. Dieser erwärmt sich üblicherweise während des Betriebes der Anlage, was im Ergebnis in einer Deformation resultiert, die nicht bzw. nur mit sehr hohem Aufwand am Wafer selbst korrigiert werden kann. Auch deswegen steigen in zukünftigen Systemen die Anforderungen an die schnelle Positionierbarkeit der verwendeten Spiegel. Hinzu kommt, dass mit wachsender numerischer Apertur der verwendeten Objektive auch die Spiegeldurchmesser steigen. Da die Spiegel üblicherweise an drei Punkten kinematisch bestimmt gelagert sind, steigt damit auch die Wahrscheinlichkeit der Durchbiegung des Spiegels aufgrund einer auf ihn ausgeübten Beschleunigung; insbesondere ist diese Durchbiegung proportional zur vierten Potenz des Spiegeldurchmessers. Damit führt eine Verdoppelung des Spiegeldurchmessers bei gleichem Material und gleicher Dicke zu einer sechzehnfach größeren Verformung, die sich je nach optischer Sensitivität in einem zweiunddreißigfach größeren Wellen- frontfehler niederschlägt.

Eine verwandte Problematik existiert auch für weitere Komponenten von Projekti- onsbelichtungsanlagen, die ebenfalls beispielsweise als Folge dynamisch auftretender Beschleunigungen Deformationen erfahren, welche zu einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Anlage insgesamt führen.

Die Möglichkeiten, dieser Problematik durch eine Änderung der verwendeten Materialien zu begegnen, sind ausgesprochen limitiert. Die bislang aus dem Stand der Technik gezeigten Konzepte betreffen lediglich die Kompensation von Gravitationseffekten und sind nicht geeignet, eine Durchbiegung bei dynamischen Lasten wirksam zu reduzieren. Ein entsprechendes Konzept ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 214 232 A1 , welche auf die Anmelderin zurück geht und die hiermit vollumfänglich mit aufgenommen werden soll, offenbart. Ausgehend von dem genannten Stand der Technik und der geschilderten Problematik stellt sich damit die Erfindung die Aufgabe, eine Projektionsbelichtungsanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage anzugeben, bei welchen im Betrieb die Deformation einer Komponente wirksam reduziert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den in dem unabhängigen Verfahrensanspruch aufgeführten Verfahrensschritten. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung.

Eine erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie umfasst mindestens eine Komponente, auf weiche an zumindest einer Stützstelle ein Stützaktuator einer Abstützvorrichtung zur Verringerung von Deformationen einwirkt. Dabei umfasst die Abstützvorrichtung eine Steuereinheit zur Ansteuerung des mindestens einen Stützaktuators. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, den Stützaktuator anlässlich einer auf die Komponente einwirkenden dynamischen Beschleunigung anzusteuern. Mit anderen Worten dient der Stützaktuator insbesondere dazu, Deformationen der Komponente, welche von auf diese einwirkenden Trägheitskräften herrühren, zu reduzieren. Die Trägheitskräfte können wie oben bereits ausgeführt einerseits dadurch entstehen, dass die trägen Massenelemente eines Spiegels oder einer anderen optischen oder nicht optischen Komponente der Anlage zur Positionierung gegebenenfalls schnell bewegt werden müssen. Andererseits muss die angesprochene Bewegung nicht zwingend Folge einer gewollten Aktuierung der Komponente sein. Es ist ebenso denkbar, durch die erfindungsgemäße Maßnahme Deformationen von Komponenten zu reduzieren, welche auf externe Einflüsse wie beispielsweise seismische oder sonstige Erschütterungen des Untergrundes oder der Umgebung zurückgehen. Unter einer dynamischen Beschleunigung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Beschleunigung zu verstehen, die im Unterschied beispielsweise zur Erdbeschleunigung als temporäres Ereignis auftritt. Im Ergebnis wird in jedem Fall erreicht, dass die beschleunigungsbedingte Deformation des Spiegels bei seiner schnellen Positionierung reduziert wird. Bei der Komponente kann es sich insbesondere auch um einen Teil der Rahmenstruktur der Anlage, insbesondere um einen Teil eines sogenannten Sensor Frames handeln. Bei einem Sensor Frame im Sinne der vorliegenden Anmeldung handelt es sich um eine Struktur, die im Wesentlichen an den statischen bzw. dynamischen Lasten, welche auf die Komponenten der Projektionsbelichtungsanla- ge wirken, nicht teilnimmt. Der Sensor Frame trägt also im Wesentlichen nur sich selbst und die für die Sensorik erforderlichen Komponenten. Er ist typischerweise von der übrigen Struktur der Anlage mechanisch weitgehend entkoppelt und stellt somit eine ausgesprochen zuverlässige Positionsreferenz für Positionsbestimmungen der beteiligten Komponenten dar. Dadurch, dass mittels der erfindungsgemäßen Maßnahmen Deformationen des Sensor Frames verringert werden, kann diese Positionsreferenz weiter verbessert werden.

In einer Variante der Erfindung ist mindestens ein Positionsaktuator zur Positionierung der Komponente vorhanden und der Stützaktuator wirkt lediglich bei Aktivierung des Positionsaktuators auf die Stützstelle der Komponente ein.

Zur Bestimmung der Deformation der Komponente ist es insbesondere von Vorteil, einen oder mehrere Sensoren zu verwenden, welche beispielsweise als optische Encoder ausgebildet sein können. Die Sensoren können dabei insbesondere auf einem Sensor Frame der Anlage angeordnet werden. Vorteilhaft bei der dargestellten Lösung unter Verwendung eines Sensors ist insbesondere, dass die realen Verhältnisse an der Komponente schnell und zuverlässig erfasst werden und auf Basis der von dem Sensor erfassten Werte mittels einer Steuereinheit die Stützak- tuatoren zeitnah optimiert angesteuert werden können.

Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit geeignet sein, den Stützaktuator an Hand mindestens einer bekannten Trajektorie mindestens eines Punktes der Komponente anzusteuern. Mit anderen Worten wird aus einer bekannten vorgesehenen Bewegung der Komponente, welche insbesondere in die Ansteuerung der Positions- aktuatoren eingeht, mittels eines mechanischen Modells ein voraussichtliches Deformationsverhalten der Komponente errechnet. Dies kann beispielsweise in der Steuereinheit erfolgen, welche dann auf Basis der errechneten Werte eine optimier- te Ansteuerung der Stützaktuatoren vornehmen kann. Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist insbesondere seine Geschwindigkeit, die erforderlichen Steuerparameter können praktisch präventiv zu Verfügung gestellt werden, so dass auch bei ausgesprochen schnellen Positionierungen der Komponente eine ausreichende Unterstützung und damit eine wirksame Reduzierung der mit der Positionsänderung verbundenen Deformation erfolgen kann.

In einer weiteren Variante der Erfindung kann ein Beschleunigungssensor bzw. können mehrere Beschleunigungssensoren vorhanden sein, mit welchen an einem bzw. an verschiedenen Punkten der Komponente die Beschleunigungswerte über der Zeit aufgenommen werden. Die Steuereinheit kann dann geeignet sein, den Stützaktuator an Hand der gemessenen Beschleunigungswerte anzusteuern. Auch in diesem Fall ist die Kenntnis der mechanischen Eigenschaften der verwendeten Komponente erforderlich; es bedarf hier also auch einer Bestimmung der voraussichtlichen Deformation der Komponente aus dem mechanischen Modell der Komponente sowie der aufgenommenen Beschleunigungswerte.

Bei den Stützaktuatoren kann es sich ebenso wie bei den Positionsaktuatoren insbesondere um Lorentzaktuatoren oder auch um andere schnell ansteuerbare mechanische Aktuatoren handeln.

Mindestens einer oder auch alle der Stützaktuatoren können an einem Force Frame der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sein. Unter einem Force Frame versteht man die mechanische Tragstruktur der Projektionsbelichtungsanlage bzw. des Projektionsobjektives. Sie nimmt einerseits die statischen Lasten auf, die aus der auf die beteiligten Komponenten wirkenden Gravitationskraft herrühren, andererseits nimmt sie auch dynamische Lasten beispielsweise aus Positionierbewegungen der Komponenten auf. Alternativ kann der Stützaktuator bzw. können die Stützaktuatoren auch an dem bereits vorne angesprochenen Sensor Frame der Projektionsbelichtungsanlage oder auch an einer mechanischen Hilfsstruktur bzw. an einem Hilfsrahmen der Projektionsbelichtungsanlage angeordnet sein. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie;

Figur 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung in einem Grundzustand;

Figur 3 die erste Ausführungsform der Erfindung in aktiviertem Zustand;

Figur 4 eine erste Variante der Erfindung; und

Figur 5 eine weitere Variante der Erfindung.

Fig. 1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV- Projektionsbelichtungs-anlage 1 für die Mikrolithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanla- ge 1 weist neben einer Lichtquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6 auf. Eine mittels der Lichtquelle 3 erzeugte EUV-Strahlung 14 wird mittels eines in der Lichtquelle 3 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass sie im Bereich einer Zwischenfokusebene 15 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor sie auf einen Spiegel 16 trifft. Nach dem Spiegel 16 wird die EUV-Strahlung 14 von einem weiteren Spiegel 17 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Spiegels 17 und einer optischen Baugruppe 18 mit Spiegeln 19, 20 und 21 werden Bereiche des Spiegels 16 in das Objektfeld 5 abgebildet.

Beleuchtet wird ein in der Objektebene 6 angeordnetes Retikel 7, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 9, welche unter anderem weitere in Figur 1 nicht dargestellte Spiegel umfasst, dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in eine Bildebene 1 1 . Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 1 1 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist. Die Lichtquelle 3 kann Nutzstrahlung

insbesondere im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm emittieren. Figur 2 zeigt in einer ersten Ausführungsform der Erfindung exemplarisch einen Spiegel 22 als Komponente der in Figur 1 gezeigten Projektionsbelichtungsanlage, welcher mit erfindungsgemäßen Stützaktuatoren 23 versehen ist. Im gezeigten Beispiel sind exemplarisch zwei der üblicherweise drei oder mehr Positionsaktua- toren 24 dargestellt, auf denen der Spiegel 22, der beispielsweise als Multilayer- Spiegel ausgebildet sein kann, ruht. Die Positionsaktuatoren 24 können einerseits der Fixierung des Spiegels 22, andererseits aber auch seiner dynamischen Bewegung gegebenenfalls zur Korrektur von Bildfehlern dienen. Bei den Positionsaktuatoren 24 kann es sich insbesondere um sogenannte Lorentzaktuatoren oder ähnliches handeln. Im gezeigten Beispiel sind zwei Sensoren 25 vorhanden, welche gegenüber einem Sensor Frame 26 Deformationen des Spiegels 22 insbesondere im Bereich der Stützstellen 27 der Stützaktuatoren 24 während einer Aktuierung des Spiegels 22 zu messen vermögen. Bei den Sensoren 25 kann es sich beispielsweise um optische Encoder handeln, welche Positionsänderungen bis in den Subnanome- terbereich auflösen können. Die Sensoren sind mit einer Steuereinheit 28 verbunden, mittels welcher bei Bedarf die Stützaktuatoren 23 angesteuert werden können. Im gezeigten Beispiel sind die Stützstellen 27, auf welche die Stützaktuatoren 23 einwirken können, kräftefrei, da sich das System und insbesondere der Spiegel 22 im stationären Zustand befindet, und somit keine Beschleunigung außer der Gravitation auf die beteiligten Komponenten wirkt.

Figur 3 zeigt nun denjenigen Fall, in welchem der Spiegel 22 mittels der Positionsaktuatoren 24, beispielsweise zur Korrektur eines selektierten Bildfehlers in Richtung der nicht bezeichneten fett dargestellten Pfeile bewegt wird. Die aufgrund der beschleunigten Bewegung der einzelnen Volumenelemente des Spiegels 22 entstehenden Trägheitskräfte sind ebenfalls mit nichtbezeichneten Pfeilen dargestellt. Diese Trägheitskräfte würden ohne weitere Maßnahmen zu einer erheblichen Durchbiegung des Spiegels 22 zwischen den in der Figur 3 gezeigten beiden Positionsaktuatoren 24 führen. Dadurch, dass auf Basis des Sensorsignals der Sensoren 25 die Steuereinheit 28 die Stützaktuatoren 23 derart ansteuert, dass an den Stützstellen 27 der Sollwert eingehalten wird, wird das Ausmaß der mit der beschleunigten Bewegung des Spiegels 22 verbundenen Durchbiegung erheblich reduziert, wie aus der Figur 3 gut zu erkennen ist. Ebenfalls gut zu erkennen sind selbstverständlich noch vorhandene Restdurchbiegungen des Spiegels 22 zwischen den Stütz- und den Positionsaktuatoren 23 bzw. 24, jedoch fallen diese bei weitem nicht so stark aus wie im ungestützten Fall. In dem in der Figur 2 bzw. 3 dargestellten Beispiel sind lediglich zur Vereinfachung der Darstellung zwei Stützaktuatoren 23 gezeigt; es versteht sich jedoch von selbst, dass der Fachmann aufgrund seiner Kenntnis der beteiligten Massen, Steifigkeiten und Beschleunigungswerte die Verteilung und Anzahl der Stützaktuatoren 23 derart auslegen wird, dass mit vertretbarem apparativen Aufwand eine befriedigende Reduktion der mit der Positionierung des Spiegels 22 verbundenen Durchbiegung erreicht werden kann.

Figur 4 unterscheidet sind von Figur 3 dahingehend, dass in der dort gezeigten Variante auf Sensoren verzichtet wird. Stattdessen wird der Steuereinheit 28 dasselbe Signal zur Verfügung gestellt, wie es auch den Positionsaktuatoren 24 zugeht. Aus diesem Signal kann die Steuereinheit 28 dann eine Trajektorie der einzelnen Spiegelpunkte bzw. einer repräsentativen Auswahl der Spiegelpunkte bestimmen und unter Verwendung eines geeigneten mechanischen Modells eine erwartete Spiegeldeformation bestimmen. Auf der Basis dieser Analyse können dann die Stützaktuatoren 23 zur Minimierung der Gesamtdeformation des Spiegels 22 in der aus Figur 3 bekannten Weise angesteuert werden.

Im Unterschied hierzu ist in Figur 5 eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei welcher die Beschleunigung (in der Figur exemplarisch an einer Position gezeigt) mittels eines Beschleunigungssensors 29 bestimmt wird. Die von den Beschleunigungssensoren 29 gelieferten Parameter werden dann in ähnlicher Weise wie aus Figur 4 bekannt anhand eines geeignetes mechanischen Modells des Spiegels 22 in Steuersignale für die Stützaktuatoren 23 umgewandelt und es wird im Ergebnis der selbe Effekt erreicht wie aus den Figuren 4 bzw. 3 bekannt. Vorteilhaft hier ist gegenüber der in Figur 4 gezeigten Variante, dass auch externe Effekte, welche nicht auf eine Ansteuerung der Positionsaktuatoren 24 zurückgehen, wirkungsvoll berücksichtigt werden können. Ähnliches gilt selbstverständlich für die in Figur 2 bzw. Figur 3 gezeigte Variante. Exemplarisch und schematisch in Figur 5 gezeigt ist eine Haltestruktur 30, auf welcher die Stützaktuatoren 23 angeordnet sind. Bei der Haltestruktur kann es sich um einen Force Frame, einen Sensor Frame oder auch um einen Hilfsrahmen handeln.

Die Erfindung kann wie bereits erwähnt anstelle auf den in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Spiegel 22 auch auf weitere Komponenten der Projektionsbelichtungs- anlage, insbesondere auf Teile der Tragstruktur oder auch des Sensor Frames angewendet werden.

Des Weiteren lassen sich die in den Figuren gezeigten Maßnahmen auch kombinieren, um zum Beispiel ein Modell (basierend auf einer Trajektorie oder der Messung der Beschleunigung) mittels einer direkten Messung besser abzugleichen beziehungsweise Unsicherheiten in der Modellvorhersage zu verringern.