Die Erfindung betri f ft eine Spiegelvorrichtung für eine mikrolithographische Proj ektionsbelichtungsanlage . Die Spiegelvorrichtung umfasst einen Spiegelkörper, eine Mehrzahl von in dem Spiegelkörper ausgebildeten Kühlkanälen, eine an dem Spiegelkörper ausgebildete Reflexions fläche und ein Kühlsystem zum Erzeugen eines Kühlmittel flusses entlang der Kühlkanäle . Die Erfindung betri f ft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Spiegel Vorrichtung .

Mikrolithographische Pro ektionsbelichtungsanlagen werden für die Herstellung integrierter Schaltkreise mit besonders kleinen Strukturen genutzt . Eine mit sehr kurzwelliger, tief ultravioletter oder extrem ultravioletter Strahlung ( DUV- oder EUV-Strahlung) beleuchtete Maske (= Retikel ) wird auf ein Lithograf ieobj ekt abgebildet , um die Maskenstruktur auf das Lithograf ieobj ekt zu übertragen .

Die Proj ektionsbelichtungsanlage umfasst mehrere Spiegel , an denen die Strahlung reflektiert wird . Die Spiegel haben eine präzise definierte Form und sind präzise positioniert und ausgerichtet , damit die Abbildung der Maske auf das Lithografie- obj ekt eine hinreichende Qualität hat .

Die Proj ektionsbelichtungsanlage ist im Betrieb Einflüssen ausgesetzt , die einen Einfluss auf die Qualität der Abbildung haben . Führt beispielsweise eine thermische Ausdehnung zu einer Änderung in der geometrischen Form eines Spiegels , so verändert sich die Wellenfront der an dem Spiegel reflektierten Strahlung . Einem Wärmeeintrag, der zu einer thermischen Ausdehnung führen kann, sind die Spiegel unter anderem deswegen ausgesetzt , weil nur etwa 70 % der auf tref f enden Strahlung reflektiert werden . Durch den absorbierten Anteil der Strahlung wird der Spiegel erwärmt . Um die thermische Ausdehnung gering zu halten, können die Spiegel mit einem Kühlsystem ausgestattet sein, mit dem die Temperatur des Spiegels möglichst konstant gehalten wird . Ein solches Kühlsystem für sich genommen reicht aber nicht aus , um Beeinträchtigungen in der Qualität der Abbildung j ederzeit zu vermeiden .

Aufgabe der Erfindung ist es , eine Spiegelvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Spiegelvorrichtung vorzustellen, die eine verbesserte Abbildungsqualität ermöglichen . Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche . Vorteilhafte Aus führungs formen sind in den Unteransprüchen angegeben .

Bei der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung erstrecken sich die Kühlkanäle zwischen einem Eingangsverteiler und einem Ausgangsverteiler . Der Spiegelkörper ist beweglich an einer Rahmenstruktur auf gehängt , wobei der Eingangsverteiler und/oder der Ausgangsverteiler über eine flexible Verbindungsleitung an einen Kühlmittelvorrat angeschlossen sind . Die Spiegelvorrichtung umfasst eine Steuereinheit der ein Messwert über eine Zustandsgröße der Pro ektionsbelichtungsanlage zugeführt wird . Die Steuereinheit wertet den Messwert aus , um ein Steuersignal zu erzeugen . Mit dem Steuersignal wird das Kühlsystem angesteuert , so dass der Kühlmitteldruck verändert wird, um die geometrische Form der Reflexions fläche anzupassen .

Die Erfindung nutzt den Zusammenhang, dass über den Kühlmitteldruck, unter dem das Kühlmittel durch die Kühlkanäle fließt , die geometrische Form der Reflexions fläche beeinflusst werden kann . Je höher der Kühlmitteldruck, desto höher ist die Kraft , die von innen auf die Wand der Kühlkanäle wirkt . Die Kraft überträgt sich auf das Material des Spiegelkörpers und bewirkt eine geometrische Verformung, die in der Regel eine elastische Verformung ist . Bei geeigneter Gestaltung des Spiegelkörpers wirkt die Verformung in die Reflexions fläche hinein und führt zu einer gewünschten Veränderung in der geometrischen Form der Reflexions fläche .

Indem der Spiegelkörper beweglich an der Rahmenstruktur aufgehängt ist , besteht die Möglichkeit , die Position des Spiegelkörpers relativ zu der Rahmenstruktur einzustellen . Die Verbindungsleitung zwischen dem Eingangsverteiler und dem Kühlkanal ist als flexible Verbindungsleitung ausgestaltet , damit die Verstellbarkeit des Spiegelkörpers relativ zu der Rahmenstruktur erhalten bleibt .

Um die Reflexions fläche gleichmäßig kühlen zu können, ist es von Vorteil , wenn die Kühlkanäle sich nebeneinander entlang der Reflexions fläche erstrecken . In der Frage , mit welchem Abstand zu der Reflexions fläche die Kühlkanäle innerhalb des Spiegelkörpers angeordnet werden, sind widerstreitende Gesichtspunkte zu berücksichtigen . Für die Kühlwirkung ist es von Vorteil , die Kühlkanäle in geringem Abstand zu der Reflexions fläche anzuordnen . Allerdings kann eine Erhöhung des Kühlmitteldrucks dann zu einer lokalen Auswölbung in der Reflexions fläche führen, was meist nicht der gewünschten Änderung in der geometrischen Form der Reflexions fläche entspricht . Im Hinblick auf die Verformung der Reflexions fläche ist es von Vorteil , die Kühlkanäle tiefer im Spiegelkörper anzuordnen, also mit größerem Abstand zu der Reflexions fläche . Allerdings wird in Kauf genommen, dass die Wärmeabfuhr von der Reflexions fläche weniger direkt ist .

Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte hat es sich als günstig erwiesen, wenn in den Kühlabschnitten der Kühlkanäle der Abstand zwischen der Reflexions fläche und dem Kühlkanal zwischen 0 , 5 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 10 mm liegt . Als Kühlabschnitt wird der Abschnitt eines Kühlkanals bezeichnet , der sich entlang der Reflexions fläche erstreckt , um über die Reflexions fläche absorbierte Wärme abzuführen . Jeder Kühlkanal hat wenigstens einen Kühlabschnitt . Die Abstandsangabe bezieht sich auf eine zu der Reflexions fläche benachbarte Wand . Als benachbarte Wand wird die Wand bezeichnet , die den geringsten Abstand zu der Reflexions fläche hat . Die Kühlkanäle können einen Durchmesser zwischen 10 pm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 5 mm haben . Bei Kühlkanälen mit geringerem Durchmesser, beispielsweise einem Durchmesser zwischen 10 gm und 100 gm kann der Abstand zwischen der Reflexions fläche und der zur Reflexions fläche benachbarten Wand des Kühlkanals kleiner sein und beispielsweise zwischen 0 , 5 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 4 mm liegen . Im Querschnitt können die Kühlkanäle kreis förmig sein . Auch andere Querschnitts formen sind möglich, beispielsweise ovale Querschnitte , rechteckige Querschnitte oder unregelmäßig geformte Querschnitte .

Die Kühlkanäle können einen Abschnitt aufweisen, in dem die Kühlkanäle sich parallel zueinander erstrecken, in dem also die Kühlkanäle einen konstanten Abstand zueinander haben . Der parallele Abschnitt kann sich über wenigstens 40 % , vorzugsweise wenigstens 60 % , weiter vorzugsweise wenigstens 80 % der Länge der Kühlkanäle zwischen dem Eingangsverteiler und dem Ausgangsverteiler erstrecken . In dem parallelen Abschnitt kann der Abstand zwischen den Kühlkanälen und der Reflexions fläche konstant sein . Insbesondere können die Kühlkanäle in dem parallelen Abschnitt einen identischen Abstand zu der Reflexions fläche haben . I st die Reflexions fläche eine ebene Fläche , so ist dies gleichbedeutend damit , dass die Kühlkanäle sich in dem parallelen Abschnitt geradlinig erstrecken . Hat die Reflexions fläche eine gewölbte Form, so erstrecken die Kühlkanäle sich entlang eines gekrümmten Wegs und haben eine der Form der Oberfläche entsprechende Biegung . Um die Veränderung der geometrischen Form der Reflexions fläche gezielt beeinflussen zu können, kann der Verlauf der Kühlkanäle in einer Entwurfsphase des Spiegelkörpers so festgelegt werden, dass sich mit einer definierten Veränderung des Kühlmitteldrucks eine definierte Veränderung in der geometrischen Form der Reflexions fläche einstellt . Der Spiegelkörper kann ein anhand eines solchen Entwurfsverfahrens hergestellter Spiegelkörper sein .

In einer Aus führungs form wird der Zusammenhang zwischen dem Kühlmitteldruck und der geometrischen Form der Reflexions fläche anhand eines mathematischen Modells des Spiegelkörpers ermittelt . Beispielsweise kann durch eine Finite-Elemente-Be- rechnung ermittelt werden, in welcher Weise bestimmte Änderungen im Kühlmitteldruck sich auf die geometrische Form der Reflexions fläche auswirken .

Es kann eine geometrische Form der Reflexions fläche geben, mit der die Proj ektionsbelichtungsanlage in einem bestimmten Betriebs zustand eine Wellenfront erzeugt , die frei von Aberrationen ist . Weiter kann bekannt sein, dass eine bestimmte Abweichung von dem Betriebs zustand, beispielsweise eine bestimmte Änderung der Temperatur, eine bestimmte Aberration in der Wellenfront zufolge hat . Daraus kann sich eine andere Soll form für die geometrische Form der Reflexions fläche ableiten, mit der die Aberration korrigiert wird .

In der Entwurfsphase des Spiegelkörpers können also eine erste Soll form und eine zweite Soll form für die geometrische Form der Reflexions fläche vorgegeben sein und der Weg der Kühlkanäle innerhalb des Spiegelkörpers kann so berechnet werden, dass sich bei einem ersten Kühlmitteldruck die erste Soll form einstellt und dass sich bei einem zweiten Kühlmitteldruck die zweite Soll form einstellt . Weiter kann die Querschnitts form der Kühlkanäle in den Optimierungsvorgang einbezogen werden . Das Berechnungsverfahren kann für mehr als zwei Soll formen des Spiegels und mehr als zwei verschiedene Werte für den Kühlmitteldruck durchgeführt werden .

Das Design des Spiegelkörpers kann mit einem Optimierungsvorgang festgelegt werden, innerhalb dessen der Weg der Kühlkanäle eine zu optimierende Variable bildet . Die erste Soll form und ein erster Kühlmitteldruck sowie die zweite Soll form und ein zweiter Kühlmitteldruck können j eweils Randbedingungen bilden, die bei dem Optimierungsvorgang einzuhalten sind . Es kann ein Optimierungsvorgang durchgeführt werden, bei dem der Weg der Kühlkanäle variiert wird, sodass bei einem ersten Wert für den Kühlmitteldruck die geometrische Form der Reflexionsfläche möglichst genau der ersten Soll form entspricht und dass bei einem zweiten Wert für den Kühlmitteldruck die geometrische Form der Reflexions fläche möglichst genau der zweiten Soll form entspricht .

In der Regel unterscheidet sich die erste Soll form von der zweiten Soll form . In einem Spezial fall sind die erste Soll form und die zweite Soll form geometrisch identisch und die Änderung des Kühlmitteldrucks dient dazu, eine unerwünschte Verformung des Spiegelkörpers aus zugleichen, die beispielsweise durch eine thermische Ausdehnung verursacht wurde .

Ein Spiegelkörper, dessen Form und dessen Kühlkanäle nach diesem Verfahren entworfen sind, wird nachfolgend als modellberechneter Spiegelkörper bezeichnet . Ein solches Entwurfsverfahren und ein nach einem solchen Entwurfsverfahren hergestellter Spiegelkörper haben eigenständigen erfinderischen Gehalt , auch ohne dass der Spiegelkörper in einer erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung verwendet wird . Der modellberechnete Spiegelkörper und das Entwurfsverfahren können mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung und des zugehörigen Verfahrens of fenbart sind .

Bei einem modellberechneten Spiegelkörper ergeben sich meist Verläufe der Kühlkanäle , die man für rein auf Kühlwirkung ausgelegte Kühlkanäle nicht wählen würde . Rein auf Kühlwirkung ausgelegte Kühlkanäle haben regelmäßig einen Kühlabschnitt , der sich mit konstantem Abstand zu der Reflexions fläche sowie mit konstantem Abstand zu benachbarten Kühlkanälen über die Reflexions fläche erstreckt . Bei einem modellberechneten Spiegelkörper können die Kühlkanäle einen Vergleich damit unregelmäßigen Verlauf haben .

Mindestens ein Kühlkanal kann einen Kühlabschnitt aufweisen, dessen Abstand zu der Reflexions fläche sich über die Länge des Kühlabschnitts ändert . Insbesondere kann der Kühlabschnitt mindestens zwei Minimumpunkte aufweisen, an denen der Abstand zur Reflexions fläche lokal minimal ist , und wenigstens zwei Maximumpunkte aufweisen, an denen der Abstand zur Reflexionsfläche lokal maximal ist . Weiter vorzugsweise kann der Kühlabschnitt wenigstens drei , weiter vorzugsweise wenigstens fünf , weiter vorzugsweise wenigstens zehn Maximumpunkte und Minimumpunkte umfassen . Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Kühlabschnitt wenigstens zwei , vorzugsweise wenigstens drei , weiter vorzugsweise wenigstens fünf , weiter vorzugsweise wenigstens zehn laterale Punkte umfassen, an denen der Abstand zu einem benachbarten Kühlkanal lokal minimal ist . Der modellberechnete Spiegelkörper kann eine Mehrzahl von Kühlkanälen mit solchen Kühlabschnitten umfassen, insbesondere wenigstens zwei , vorzugsweise wenigstens fünf , weiter vorzugsweise wenigstens zehn solcher Kühlkanäle . Die Kühlabschnitte der Kühlkanäle können zueinander unterschiedliche Verläufe haben . Die Steuereinheit wertet einen Messwert über eine Zustandsgröße der Proj ektionsbelichtungsanlage aus , um einen Kühlmitteldruck zu ermitteln, bei dem die Aberrationen im an der Reflexions fläche reflektierten Strahlengang möglichst gering sind . Der Messwert kann ein mit der geometrischen Form der Reflexions fläche korrelierender Messwert sein, also ein Messwert , der sich ändert , wenn die geometrische Form der Reflexions fläche sich ändert . Bei einem Spiegelkörper, der einer thermischen Ausdehnung unterliegt , kann der Messwert beispielsweise ein Temperaturmesswert sein . Möglich ist auch, dass der Messwert sich auf an der Reflexions fläche reflektierte elektromagnetische Strahlung bezieht . Beispielsweise kann die Richtung eines an der Reflexions fläche reflektierten Strahls sich ändern, wenn die geometrische Form der Reflexions fläche sich ändert . Ebenso kann sich die Form einer an der Reflexions fläche reflektierten Wellenfront ändern . Der Messwert kann demnach einen Parameter einer elektromagnetischen Strahlung repräsentieren, wie beispielsweise die Richtung eines Strahls oder die Form einer Wellenfront .

Das Steuersignal für den Kühlmitteldruck kann in einem geschlossenen Regelkreis ermittelt werden . I st beispielsweise das Ziel , eine Wellenfront mit bestimmter Form zu erzeugen, so kann durch eine Messung eine Abweichung zwischen der I stform und der Soll form der Wellenfront ermittelt werden und daraus ein Steuersignal abgeleitet werden, durch das die Abweichung vermindert wird .

Das Steuersignal für den Kühlmitteldruck kann auch ohne geschlossenen Regelkreis ermittelt werden . I st beispielsweise der Messwert ein Temperaturmesswert , so wird dieser durch eine Änderung des Kühlmitteldrucks nicht unmittelbar beeinflusst , sodass keine Abweichung zwischen einem Sollwert und einem I stwert minimiert werden kann . In diesem Fall ist es von Vorteil , wenn der Zusammenhang zwischen bestimmten Änderungen des Kühlmitteldrucks und damit bewirkten Änderungen in der geometrischen Form der Reflexions fläche bekannt ist . Der Zusammenhang kann anhand von vorab durchgeführten Messungen ermittelt werden, sodass eine Kennlinie oder ein Kennfeld ermittelt wird, anhand dessen der Kühlmitteldruck eingestellt werden kann . Möglich ist auch, den Zusammenhang vorab zu berechnen, beispielsweise durch eine Finite-Elemente-Berechnung .

Die Spiegelvorrichtung umfasst eine Rahmenstruktur, an der der Spiegelkörper auf gehängt ist . Es handelt sich um eine bewegliche Aufhängung, sodass die Position des Spiegelkörpers relativ zu der Rahmenstruktur einstellbar ist . Die Spiegelvorrichtung kann ein oder mehrere Aktuatoren umfassen, um die Position des Spiegelkörpers relativ zu der Rahmenstruktur zu verändern .

Es kann ein Kühlmittelvorrat vorgesehen sein, der nicht zusammen mit dem Spiegelkörper an der Rahmenstruktur aufgehängt ist . Das Kühlmittel in dem Kühlmittelvorrat kann eine Kühlflüssigkeit , insbesondere Wasser sein . Um das Kühlmittel aus dem Kühlmittelvorrat zu den Kühlkanälen zuzuführen, ist eine Verbindungsleitung erforderlich, die den Übergang von der Rahmenstruktur zu dem Spiegelkörper überbrückt . Bei der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung können der Eingangsverteiler und der Ausgangsverteiler gemeinsam mit dem Spiegelkörper relativ zu der Rahmenstruktur gelagert sein . Dies bedeutet , dass der Eingangsverteiler und der Ausgangsverteiler sich gemeinsam mit dem Spiegelkörper relativ zu der Rahmenstruktur bewegen . In einer Aus führungs form sind der Eingangsverteiler und/oder der Ausgangsverteiler im Inneren des Spiegelkörpers angeordnet .

Der Eingangsverteiler kann eine Verbindung zwischen einem einzelnen Eingangsanschluss und der Mehrzahl von Kühlkanälen bil- den . Dadurch wird es möglich, die Mehrzahl von Kanälen mit einer einzelnen von außen herangeführten Verbindungsleitung mit Kühlmittel zu versorgen . Die Verbindungsleitung kann sich zwischen dem Kühlmittelvorrat und dem Eingangsanschluss des Eingangsverteilers erstrecken . Der Ausgangsverteiler kann eine Verbindung zwischen der Mehrzahl von Kühlkanälen und einem einzelnen Ausgangsanschluss bilden . Die Spiegelvorrichtung kann eine erste flexible Verbindungsleitung umfassen, die sich zwischen dem Eingangsverteiler und dem Kühlmittelvorrat erstreckt . Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Spiegelvorrichtung eine zweite flexible Verbindungsleitung umfassen, die sich zwischen dem Ausgangsverteiler und dem Kühlmittelvorrat erstreckt . Von der Erfindung umfasst ist die Möglichkeit , dass eine der beiden Verbindungsleitungen eine starre Verbindungsleitung ist .

Der an der Rahmenstruktur gehaltene Spiegelkörper kann eine erste Hauptausdehnung aufweisen, die sich im Wesentlichen in hori zontaler Richtung erstreckt , und eine zweite Hauptausdehnung haben, die sich senkrecht zu der ersten Hauptausdehnung erstreckt . Die erste Hauptausdehnung wird nachfolgend als Hori zontalausdehnung, die zweite Hauptausdehnung als Vertikalausdehnung bezeichnet . Die Kühlkanäle können sich entlang der Hori zontalausdehnung erstrecken, dass die Kühlkanäle einen Winkel von nicht mehr als 30 ° , vorzugsweise nicht mehr als 10 ° mit der Hori zontalausdehnung einschließen . Insbesondere können die Kühlkanäle parallel zu der Hori zontalausdehnung sein . Haben die Kühlkanäle einen parallelen Abschnitt , so bezieht die Winkelangabe sich auf den parallelen Abschnitt .

Der Kühlmittelvorrat kann an der Rahmenstruktur angebracht sein oder separat von der Rahmenstruktur angeordnet sein . Das Kühlsystem kann einen Kühlmittelantrieb aufweisen, mit dem der Kühlmittel fluss ausgehend von dem Kühlmittelvorrat durch die Kühlkanäle hindurch angetrieben wird . Der Kühlmittelantrieb kann beispielsweise darauf beruhen, dass das Kühlmittel unter Druck steht oder unter Druck gesetzt wird, um entlang der Kühlkanäle in Bewegung versetzt werden . Möglich ist auch eine Pumpe zum Antrieb des Kühlmittels , die beispielsweise in einer Verbindungsleitung zwischen dem Kühlmittelvorrat und dem Eingangsverteiler angeordnet sein kann . Der Kühlmittelantrieb kann so eingerichtet sein, dass in Abhängigkeit von einem empfangenen Steuersignal der Druck des Kühlmittels in den Kühlmittelkanälen auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden kann . In einer Aus führungs form verteilt der Druck sich über den Eingangsverteiler auf alle Kühlkanäle , sodass eine Erhöhung des Drucks in einem der Kühlkanäle mit einer Erhöhung des Drucks in den anderen Kühlkanälen einhergeht .

Alternativ dazu kann das Kühlsystem so eingerichtet sein, dass der Kühlmitteldruck in den Kühlkanälen unabhängig voneinander eingestellt werden kann . Dazu kann wenigstens einer der Kühlkanäle mit einem Steuerventil ausgestattet sein, das einen einstellbaren Querschnitt aufweist , sodass der Kühlmitteldruck in diesem Kühlkanal unabhängig von dem Kühlmitteldruck in anderen Kühlkanäle beeinflusst werden kann . In einer Aus führungs form hat der Kühlmittelkanal ein erstes Steuerventil und ein zweites Steuerventil , wobei das erste Steuerventil zwischen einem Kühlabschnitt des Kühlkanals und dem Eingangsverteiler und das zweite Steuerventil zwischen dem Kühlabschnitt des Kühlkanals und dem Ausgangsverteiler angeordnet ist . Auf diese Weise wird die Möglichkeit eröf fnet , sowohl den Druck als auch die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels in dem Kühlkanal einzustellen . Das Kühlsystem kann mehrere Kühlkanäle umfassen, die auf diese Weise mit einem ersten und/oder einem zweiten Steuerventil ausgestattet sind . In einer Aus führungsform gilt dies für alle Kühlkanäle . Ein modellberechneter Spiegelkörper kann entweder für den Anwendungs fall des gemeinsam für alle Kühlkanäle eingestellten Kühlmitteldruck oder für den Anwendungs fall des für die Kühlkanäle individuell einstellbaren Kühlmitteldrucks erzeugt werden .

Ein oder mehrere Kühlkanäle können eine Abzweigung aufweisen, wobei die Abzweigung mit einem Wegeventil versehen sein kann, sodass der Kühlmittel fluss abhängig von der Stellung des Wegeventils einen ersten und/oder einen zweiten Weg nehmen kann . Das Kühlsystem kann eine Mehrzahl solcher Abzweigungen mit zugeordneten Wegeventilen umfassen . Durch die Abzweigungen kann ein Muster von miteinander verbundenen Kühlkanälen erzeugt werden, beispielsweise in Form eines rechteckigen oder hexagonalen Schachbrettmusters .

Wenn die Kühlkanäle sich parallel zueinander erstrecken, bewirkt eine Änderung des Kühlmitteldrucks in erster Linie eine Verformung der Reflexions fläche quer zur Richtung der Kühlkanäle . Eine isolierte Verformung in Längsrichtung der Kühlkanäle ist auf diese Weise nicht ohne weiteres zu erreichen . Der Spiegelkörper kann einen ersten Satz von Kühlkanälen zum Bewirken einer Verformung in eine Richtung und einen zweiten Satz von Kühlkanälen zum Bewirken einer Verformung in einer anderen Richtung umfassen . Der erste Satz von Kühlkanälen und der zweite Satz von Kühlkanälen können in verschiedenen Ebenen innerhalb des Spiegelkörpers angeordnet sein, also gestapelt sein .

Die Kühlkanäle können in dem Material des Spiegelkörpers ausgebildet sein, sodass die durch die Druckänderung ausgelöste mechanische Verformung sich über das Material des Spiegelkörpers zu der Reflexions fläche überträgt . Möglich ist auch, eine Mittlerschicht zwischen den Kühlkanälen und der Reflexionsschicht anzuordnen, um eine günstige Übertragung der mechanischen Verformung auf die Reflexions fläche zu erreichen . Die Erfindung betri f ft auch ein Proj ektionsobj ektiv einer Proj ektionsbelichtungsanlage , bei dem mit einer Mehrzahl von Spiegelvorrichtungen eine Maske auf ein Lithograf ieobj ekt abgebildet wird, wobei wenigstens eine der Spiegelvorrichtungen als erfindungsgemäße Spiegelvorrichtung ausgebildet ist . Das Proj ektionsobj ektiv kann wenigstens zwei , vorzugsweise wenigstens drei , weiter vorzugsweise wenigstens fünf erfindungsgemäße Spiegelvorrichtungen umfassen . Die Erfindung tri f ft weiter eine Proj ektionsbelichtungsanlage mit einem solchen Pro- j ektionsob j ektiv .

Die Erfindung betri f ft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Spiegelvorrichtung einer mikrolithographischen Proj ektionsbelichtungsanlage . Bei dem Verfahren ist in einem Spiegelkörper eine Mehrzahl Kühlkanälen ausgebildet , die sich zwischen einem Eingangsverteiler und einem Ausgangsverteiler erstrecken . Der Spiegelkörper ist beweglich an einer Rahmenstruktur aufgehängt . Der Eingangsverteiler ist über eine flexible Verbindungsleitung an einen Kühlmittelvorrat angeschlossen . Ein Kühlmittel wird durch die Kühlkanäle geleitet , um Wärme von einer Reflexions fläche des Spiegelkörpers abzuführen . Ein Messwert über eine Zustandsgröße der Proj ektionsbelichtungsanlage wird ausgewertet , um ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem der Kühlmitteldruck verändert wird, um die geometrische Form der Reflexions fläche anzupassen .

Von der Of fenbarung umfasst sind Weiterbildungen des Verfahrens mit Merkmalen, die im Zusammenhang der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung beschrieben sind . Von der Of fenbarung umfasst sind Weiterbildungen der Spiegelvorrichtung, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben sind .

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Aus führungs formen beispielhaft beschrieben . Es zeigen : Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erf indungsge- mäßen Pro j ektionsbelichtungsanlage ;

Fig. 2: eine schematische Darstellung einer erf indungsge- mäßen Spiegelvorrichtung;

Fig. 3: eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen

Spi ege 1 körper s ;

Fig. 4: eine Draufsicht auf den Spiegelkörper aus Fig. 3;

Fig. 5: die Ansicht gemäß Fig. 3 bei einer alternativen

Aus führungs form der Erfindung;

Fig. 6: ein Blockdiagramm eines Entwurfsverfahrens für einen Spiegelkörper;

Fig. 7, 8: schematische Darstellungen modellberechneter

Spiegel körper;

Fig. 9, 10: mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bewirkte Wellenfrontkorrekturen .

In Fig. 1 ist eine mikrolithografische EUV-Proj ektionsbelichtungsanlage schematisch dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst ein Beleuchtungssystem 10 und ein Projektionsob ektiv 22. Mithilfe des Beleuchtungssystems 10 wird ein Objektfeld 13 in einer Objektebene 12 beleuchtet.

Das Beleuchtungssystem 10 umfasst eine Belichtungsstrahlungsquelle 14, die elektromagnetische Strahlung im EUV-Bereich, also insbesondere mit einer Wellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm, abgibt. Die von der Belichtungsstrahlungsquelle 14 ausgehende Beleuchtungsstrahlung wird zunächst mit einem Kollektor 15 in eine Zwischenfokusebene 16 gebündelt. Das Beleuchtungssystem 10 umfasst einen Umlenkspiegel 17 , mit dem die von der Belichtungsstrahlungsquelle 14 abgegebene Beleuchtungsstrahlung auf einen ersten Facettenspiegel 18 umgelenkt wird . Dem ersten Facettenspiegel 18 ist ein zweiter Facettenspiegel 19 nachgeordnet . Mit dem zweiten Facettenspiegels 19 werden die einzelnen Facetten des ersten Facettenspiegels 18 in das Obj ektfeld 13 abgebildet .

Mithil fe des Pro ektionsob ektivs 22 wird das Obj ektfeld 13 über eine Mehrzahl von Spiegeln 20 in eine Bildebene 21 abgebildet . In dem Obj ektfeld 13 ist eine Maske ( auch Retikel genannt ) angeordnet , die auf eine lichtempfindliche Schicht eines in der Bildebene 9 angeordneten Wafers abgebildet wird .

Die diversen Spiegel der Proj ektionsbelichtungsanlage , an denen die Beleuchtungsstrahlung reflektiert wird, sind als EUV- Spiegel ausgebildet . Die EUV-Spiegel sind mit hoch reflektierenden Beschichtungen versehen . Es kann sich um Multilayer-Be- schichtungen handeln, insbesondere um Multilayer-Beschichtun- gen mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Sili zium . Die EUV-Spiegel reflektieren etwa 70 % der auf tref fenden EUV- Strahlung . Die restlichen etwa 30 % werden absorbiert und führen zu einer Erwärmung der EUV-Spiegel .

Die Spiegel 20 des Proj ektionsobj ektivs 11 sind präzise gefertigt und j ustiert , damit die Maske 13 mit einer hinreichenden Abbildungsqualität in die Bildebene 21 abgebildet wird . Bestimmte Aberrationen in der Wellenfront lassen sich innerhalb der Starrkörperf reiheitsgrade der Spiegel 20 nicht beseitigen . Gemäß der Erfindung kann die geometrische Form der Reflexionsfläche 24 von ein oder mehreren der Spiegel 20 verändert werden, um Aberrationen zu vermeiden und die Qualität der Abbildung zu verbessern . In Fig . 2 ist eine Spiegelvorrichtung gezeigt , bei der ein Spiegelkörper 23 eines Spiegels 20 über Aktuatoren 28 an einer Rahmenstruktur 29 gehalten ist . Über die Aktuatoren 28 kann die Position des Spiegels 20 relativ zu der Rahmenstruktur 29 verändert werden, um den Spiegel 20 innerhalb der Starrkörperfreiheitsgrade aus zurichten und zu positionieren . An dem Spiegelkörper 23 ist eine Reflexions fläche 24 ausgebildet , an der auftref fende EUV-Strahlung reflektiert wird .

Im Inneren des Spiegelkörpers 23 sind Kühlkanäle 27 ausgebildet , die sich durch den Spiegelkörper 23 hindurch erstrecken . Die Kühlkanäle 27 gehören zu einem Kühlsystem, das einen mit einer Kühl flüssigkeit gefüllten Kühlmittelvorrat 33 und eine Pumpe 30 umfasst . Mit der Pumpe 30 wird Kühl flüssigkeit aus dem Kühlmittelvorrat 33 angesaugt und über eine erste Verbindungsleitung 35 sowie einen Eingangsverteiler 25 zu den Kühlkanäle 27 geleitet . Über einen an die Kühlkanäle anschließenden Ausgangsverteiler 26 und eine zweite Verbindungsleitung 32 wird die Kühl flüssigkeit zurück zu dem Kühlmittelvorrat 33 geführt . Die Kühl flüssigkeit nimmt durch die absorbierte EUV- Strahlung entstehende Wärme auf und führt diese aus dem Spiegelkörper 23 ab . Am Übergang zwischen der Rahmenstruktur 29 und dem Spiegelkörper 23 sind die Verbindungsleitung 32 , 35 als flexible Schlauchleitungen ausgeführt , damit die Justierung und Ausrichtung der Spiegel nicht behindert wird .

Die Kühlkanäle 27 sind entlang der Hori zontalausdehnung des Spiegelkörpers 23 ausgerichtet . Die Kühlkanäle 27 erstrecken sich geradlinig und parallel zueinander . Der Abstand zwischen den Kühlkanälen 27 und der Reflexions fläche 24 ist über die Länge der Kühlkanäle 27 konstant und liegt in der Größenordnung von 5 mm .

In den Fig . 3 und 4 ist eine Aus führungs form einer Spiegelvorrichtung gezeigt , bei der der Eingangsverteiler 25 und der Ausgangsverteiler 26 außerhalb des Spiegelkörpers 23 liegen . Die innerhalb des Spiegelkörpers 23 liegenden Abschnitte der Kühlkanäle 27 bilden die Kühlabschnitte 36 , über die die Wärme von der Reflexions fläche 24 aufgenommen wird . Bei der Aus führungs form gemäß Fig . 2 sind der Eingangsverteiler 25 und der Ausgangsverteiler 26 innerhalb des Spiegelkörpers 23 ausgebildet . Die Kühlkanäle 27 nehmen über ihre gesamte Länge Wärme von der Reflexions fläche 24 auf und bilden damit insgesamt Kühlabschnitte 36 im Sinne der Erfindung .

Die Pumpe 30 erhält Steuersignale von einer Steuereinheit 34 . Anhand der empfangenen Steuersignale stellt die Pumpe 30 den Kühlmitteldruck ein, unter dem die Kühl flüssigkeit durch die Kühlkanäle 27 fließt . Durch eine Veränderung des Kühlmitteldrucks werden Kräfte im Inneren des Spiegelkörpers 23 erzeugt , die zu einer Verformung des Spiegelkörpers 23 führen und durch die die geometrische Form der Reflexions fläche 24 verändert wird . Die Formveränderungen können in einer Größenordnung von wenigen Nanometer liegen . Mit der Erfindung werden diese Formveränderungen genutzt , um Aberrationen in der Wellenfront der reflektierten EUV-Strahlung zu korrigieren .

In dem Aus führungsbeispiel gemäß Fig . 2 ist an die Steuereinheit 34 ein Infrarotsensor 31 angeschlossen, der von dem Spiegelkörper 23 ausgehende Infrarotstrahlung aufnimmt . Die Messwerte des Infrarotsensors 31 werden der Steuereinheit 34 als Eingangsgrößen zugeführt . Die Steuereinheit 31 leitet aus den Messwerten eine Information über die Temperatur des Spiegelkörpers 23 ab . Anhand einer in Vorab-Versuchen ermittelten Tabelle liest die Steuereinheit 31 ab, welcher Kühlmitteldruck in den Kühlkanälen 27 anzulegen ist , damit die aus der thermischen Verformung resultierenden Aberrationen möglichst gering gehalten werden . Die Steuereinheit 31 sendet ein Steuersignal an die Pumpe 30 , sodass die Pumpe 30 den Kühlmitteldruck auf den vorgegebenen Wert einstellt . In einer alternativen Aus führungs form wird die Wellenfront der an dem Spiegel 20 reflektierten EUV-Strahlung ausgewertet , und es werden die Aberrationen der Wellenfront ermittelt . Durch geeignete Berechnungen kann ermittelt werden, bei welchem der Spiegel 20 der Proj ektionsoptik 22 die geometrische Form der Reflexions fläche 24 in welcher Weise verändert werden müsste , um die Aberrationen zu korrigieren . Die Steuereinheit 34 erhält die Messwerte über die Form der Wellenfront als Eingangsgröße und führt eine betref fende Berechnung durch oder liest Werte aus einer zuvor durchgeführten Berechnung ab . Aus der Berechnung ergibt sich ein Wert für den Kühlmitteldruck in dem Spiegelkörper 23 , mit dem die Aberrationen minimal werden . Die Steuereinheit 34 sendet ein Steuersignal an die Pumpe 30 , mit der der Kühlmitteldruck auf diesen Wert eingestellt wird .

Bei der Pro ektionsbelichtungsanlage aus Fig . 1 ist j eder der Spiegel 20 des Proj ektionsobj ektivs 22 als Spiegelvorrichtung gemäß Fig . 2 ausgebildet . Durch Einstellen der Spiegel 20 auf einen geeigneten Kühlmitteldruck können die minimalen Änderungen in der geometrischen Form der Reflexions flächen 24 herbeigeführt werden, aus denen sich eine Verminderung der Aberrationen innerhalb des Strahlengangs des Proj ektionsobj ektivs 22 ergibt .

Je nachdem, welcher Art die Aberrationen in der Wellenfront sind, können verschiedene Spiegel 20 für die Korrektur herangezogen werden . Allgemein gilt , dass es von der Position eines Spiegels 20 innerhalb des Strahlengangs des Proj ektionsobj ektivs 22 abhängt , welche Wirkung eine Veränderung der geometrischen Form der Reflexions fläche 24 auf den Strahlengang hat . Je näher ein Spiegel 20 an der Pupille des Strahlengangs angeordnet ist , desto eher lassen sich Aberrationen beheben, die das gesamte Feld des Strahlengangs in gleichem Maße betref fen . Hat ein Spiegel 20 einen größeren Abstand zu der Pupille , so wirkt eine Veränderung in der geometrischen Form der Reflexions fläche 24 unterschiedlich auf verschiedene Bereiche innerhalb des Felds des Strahlengangs .

Bei den Aus führungs formen gemäß Fig . 2-4 stehen alle Kühlkanäle 27 in einer unmittelbaren Verbindung zu der Pumpe 30 . Erhöht die Pumpe 30 den Druck, so führt dies zu einem erhöhten Kühlmitteldruck in j edem der Kühlkanäle 27 .

In Fig . 5 ist eine Aus führungs form gezeigt , bei der der Kühlmitteldruck für j eden der Kühlkanäle 27 individuell eingestellt werden kann . Der Spiegelkörper 23 umfasst mehrere Kühlkanäle 27 , die sich entlang eines geschwungenen Wegs durch den Spiegelkörper 23 hindurch erstrecken . Jeder Kühlkanal 27 hat ein Einlassende , das an einen in Fig . 5 nicht dargestellten Eingangsverteiler 25 angeschlossen ist , sowie ein Auslassende , das an einen in Fig . 5 nicht dargestellten Ausgangsverteiler 26 angeschlossen ist .

Bei j edem der Kühlkanäle 27 ist zwischen dem Einlassende und dem Kühlabschnitt 36 ein erstes Steuerventil 37 angeordnet , und ist zwischen dem Kühlabschnitt 36 und dem Auslassende ein zweites Steuerventil 38 angeordnet . Die Steuerventile 37 , 38 haben einen einstellbaren Querschnitt und erhalten von der Steuereinheit 34 Steuersignale , mit denen der Querschnitt verändert wird .

Durch die Steuerventile 37 , 38 ergibt sich ein weiterer Freiheitsgrad, um die geometrische Form der Reflexions fläche 24 zu verändern . Durch ein Steuersignal an die Pumpe 30 kann der globale Kühlmitteldruck verändert werden . Durch geeignete Einstellung der Steuerventile 37 , 38 kann zusätzlich der Kühlmitteldruck für j eden einzelnen der Kühlkanäle 27 j ustiert werden . Dabei kann der Zustand der Steuerventile 37 , 38 so aufeinander abgestimmt werden, dass der Kühlmitteldruck in einem Kühlkanal 27 sich ändert , während der Fluss konstant bleibt . Eine konstante Flussgeschwindigkeit ist von Vorteil , weil durch Änderungen in der Flussgeschwindigkeit Schwingungen in dem Spiegelkörper 23 induziert werden könnten .

Es ist von Vorteil , wenn die Form und der Verlauf der Kühlkanäle 27 innerhalb des Spiegelkörpers 23 bereits in der Entwurfsphase so festgelegt werden, dass sich durch eine Änderung des Kühlmitteldrucks die angestrebte Veränderung in der geometrischen Form der Reflexions fläche 24 ergibt . Es ist bekannt , welche Form und welche Position die Spiegel 20 innerhalb des Proj ektionsobj ektivs 22 haben müssen, damit die Maske 13 fehlerfrei auf den Wafer abgebildet wird . Außerdem ist bekannt , auf welche Weise die geometrische Form der Reflexionsfläche 24 eines bestimmten Spiegels 20 verändert werden muss , wenn bestimmte Aberrationen in der Wellenfront ausgeglichen werden sollen . Daraus lässt sich für die Reflexions fläche 24 eines gegebenen Spiegels 20 eine erste Soll form ableiten, die die Reflexions fläche 24 in einem Normal zustand haben soll . Ebenso lässt sich eine zweite Soll form ableiten, die die Reflexions fläche 24 haben soll , wenn eine bestimmte Aberration in der Wellenfront ausgeglichen werden soll .

Ausgehend davon kann in der Entwurfsphase eines Spiegelkörpers 23 wie folgt vorgegangen werden . Es wird ein mathematisches Modell des Spiegelkörpers erstellt , in dem ein Zusammenhang hinterlegt ist zwischen der geometrischen Form der Reflexionsfläche 24 , zwischen dem Verlauf der Kühlkanäle 27 innerhalb des Spiegelkörpers 23 sowie zwischen dem Kühlmitteldruck innerhalb der Kühlkanäle 27 . Welche geometrische Form die Reflexions fläche 24 bei welchem Kühlmitteldruck hat , kann beispielsweise durch eine Finite-Elemente-Kalkulation ermittelt werden . Innerhalb eines in der Entwurfsphase durchgeführten Optimierungsvorgangs bildet der Verlauf der Kühlkanäle 27 eine zu optimierende Variable . Die erste Soll form und ein erster Kühlmitteldruck sowie die zweite Soll form und ein zweiter Kühlmitteldruck definieren j eweils Randbedingungen, die bei dem Optimierungsvorgang einzuhalten sind . Es wird also ein Optimierungsvorgang durchgeführt , bei dem der Verlauf der Kühlkanäle 27 variiert wird, sodass bei einem ersten Wert für den Kühlmitteldruck die geometrische Form der Reflexions fläche 24 möglichst genau der ersten Soll form entspricht und dass bei einem zweiten Wert für den Kühlmitteldruck die geometrische Form der Reflexions fläche 24 möglichst genau der zweiten Sollform entspricht .

In Fig . 6 ist das Verfahren noch einmal anhand eines Blockschaltbilds dargestellt mit einem an den Start 100 anschließenden Schritt 110 , in dem die erste Soll form und die zweite Soll form eingelesen werden, einem Schritt 120 , in dem ein erster Wert und ein zweiter Wert für den Kühlmitteldruck eingegeben werden, einem Schritt 130 , in dem unter Variation des Verlaufs der Kühlkanäle innerhalb des Spiegelkörpers 23 eine Optimierung durchgeführt wird, sodass bei dem ersten Wert des Kühlmitteldrucks die Abweichung zwischen der geometrischen Form der Reflexions fläche 24 und der ersten Soll form minimal ist und dass bei dem zweiten Wert des Kühlmitteldrucks die Abweichung zwischen der geometrischen Form der Reflexions fläche 24 und der zweiten Soll form minimal ist . In Schritt 140 wird das Ergebnis des Optimierungsvorgangs ausgegeben, wodurch der Verlauf der Kühlkanäle 27 innerhalb des Spiegelkörpers 23 festgelegt wird . In Schritt 150 wird ein Spiegelkörper 23 hergestellt , dessen Kühlkanäle 27 gemäß dem Ergebnis des Optimierungsvorgangs gestaltet sind . Das Verfahren endet in Schritt 160 .

Alternativ ist es auch möglich, zusätzlich die beiden Werte für den Kühlmitteldruck innerhalb des Optimierungsvorgangs zu variieren und zu optimieren, so dass das Optimierungsverfahren mit mehr Variablen durchgeführt wird . Das Verfahren kann mit mehr als zwei Soll formen und mehr als zwei verschiedenen Werten für den Kühlmitteldruck durchgeführt werden .

In Fig . 7 ist am Beispiel eines pupillenfernen Spiegels 20 ein nach diesem Verfahren modellberechneter Spiegelkörper 23 schematisch dargestellt . Die Kühlkanäle 27 sind als Balken innerhalb der von dem Spiegelkörper 23 auf gespannten Fläche angedeutet . Die mathematische Berechnung zur Optimierung des Verlaufs der Kühlkanäle 27 hat erste Bereiche 39 ergeben, in denen die Kühlkanäle 27 knapp unterhalb der Reflexions fläche 24 verlaufen, und zweite Bereiche 40 ergeben, in denen die Kühlkanäle 27 einen größeren Abstand zu der Reflexions fläche 24 haben .

Die Fig . 8 zeigt am Beispiel eines pupillennahen Spiegels 20 einen weiteren nach diesem Verfahren modellberechneten Spiegelkörper 23 . Die Kühlkanäle 27 sind erneut als Balken angedeutet , die gleichmäßig über die gesamte Fläche des Spiegelkörpers 23 verteilt sind . Aus der mathematischen Berechnung haben sich erste Bereiche 39 ergeben, in denen die Kühlkanäle 27 knapp unterhalb der Reflexions fläche 24 verlaufen, und zweite Bereiche 40 ergeben, in denen die Kühlkanäle 27 einen größeren Abstand zu der Reflexions flächen 24 haben . Die ersten Bereiche 39 und die zweiten Bereiche 40 sind gleichmäßig über den Umfang der Reflexions fläche 24 verteilt .

Wird bei einem pupillenfernen Spiegel 20 die geometrische Form der Reflexions fläche 24 verändert , so ergibt sich bezogen auf die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung eine Korrekturwirkung, die innerhalb des Querschnitts des Strahlengangs variiert . In Fig . 9 ist dargestellt , dass innerhalb eines die Wellenfront beschreibenden Zernike-Polynoms zweiten Grades sich eine wellenförmige Korrektur einstellt , die teilweise positiv und teilweise negativ ist . Auf der senkrechten Achse sind die Korrekturwerte des Zernike-Polynoms Z2 aufgetragen über einer in X-Richtung gemessenen Strecke entlang dem Beleuchtungsschlitz in der Ebene des Wafers . Die Einheit auf der Y Achse ist Nanometer, die Einheit auf der X-Achse ist Millimeter . Hingegen bewirkt eine Veränderung in der geometrischen Form der Reflexions fläche 24 eines pupillenfernen Spiegels 20 einen Of fset , der über die Länge des Beleuchtungsschlitzes im Wesentlichen konstant ist . In Fig . 10 ist dies dargestellt am Beispiel der Korrekturwirkung, die sich in einem die Wellen- front beschreibenden Zernike-Polynom el ften Grades einstellt .