[发明专利]具有至少一个操纵器的投射曝光设备及操作其的方法

说明书

本申请要求2012年3月29日提交的德国专利申请No.102012205096.5的优先权。通过引用将该专利申请的全部公开内容合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及一种用于微光刻的投射曝光设备以及用于操作这种投射曝光设备的方法。

背景技术

用于微光刻的投射曝光设备用于在半导体元件的制造期间在半导体晶片形式的基底上制造结构。为此，投射曝光设备包括具有多个光学元件的投射镜，用于在曝光工艺期间将掩模结构成像在晶片上。

为了确保掩模结构在晶片上的成像尽量准确，需要具有最少可能的波前像差的投射镜。因此，投射镜配备有操纵器，其使得可以通过改变投射镜的单独（individual）光学元件的状态来校正波前像差。这种状态改变的示例包括：相关光学元件的6个刚体自由度中的一个或多个上的位置改变，对光学元件施加热和/或冷，以及光学元件的变形。通常，为此目的，以规则的间隔测量投射镜的像差特性，并且如果需要，在单独测量之间通过模拟确定像差特性的改变。因此，例如，可以在计算中考虑镜元件的加热效应。属于“镜加热”、“镜元件变暖”、“反射镜加热”以及“反射镜变暖”也被用作“镜元件加热”的同义词。通过行程产生优化算法（也被称为“操纵器改变模型”）计算要执行来校正像差特性的操纵器改变。

“行程（travel）”被理解为光学元件的状态变量为了改变该光学元件的光学效果而沿着该行程的改变，其通过操纵器的致动实现。通过改变光学元件的状态变量所限定的这种行程由操纵器的意图改变的变量规定。例如，操纵可以包括光学元件在特定方向上的位移，也可以包括例如光学元件对热、冷、力、特定波长的光、或电流的（特别地）局部或二维负载。例如，在位移的情况下，意图改变的变量可以限定要行进的路径长度或要行进的角度范围。

要成像的结构的不断微型化以及提高生产能力（throughput）的必要性导致以下情况：通常不能通过操作器以传统方式充分满意地校正像差特性，不论是在投射曝光设备的操作期间还是整个服务寿命上都是如此。在此情况下，“充分满意”被理解为：对于多种使用配置而言，未校正的剩余像差特性都导致足够的成像质量。这里，使用配置应该被理解为掩模与用于成像该掩模的照明设置的组合。

已经发现需要在考虑所处理的使用配置的情况下设置剩余像差特性，使得非常准确地成像关键结构，尤其是所谓的核心区域结构（下面将更详细描述），并且以较低准确性但仍然足够准确地成像剩余结构，即外围结构。这是可以的，因为核心区域结构和外围结构扫描波前的不同区域并且外围结构对所扫描的波前区域施加低得多的要求，等等。

现有技术已经公开了行程产生优化算法，其通常以正则化（regularize）的方式解决未限制的二次优化问题，通常通过逆矩阵的单次在前计算的矩阵乘法进行。为了正则化所谓的“不适定问题（ill-posed problem）”，特别地，使用采用奇异值截断或Tikhonov正则化的奇异值分解。本领域的技术人员可以从例如题为“Iterative Methods for Ill-Posed Problems:An Introduction”的论著（Inverse and Ill-Posed Problems,B.Bakushinsky,Mihail Y.Kokurin and Alexandra Smirnova,De Gruyter,2010,第4和5章，23-43页）中获知细节。这里，从原理上讲，可以不考虑或不充分考虑相应的用户配置。

发明内容

发明目的

本发明的目的在于提供一种投射曝光设备和用于操作这种投射曝光设备的方法，通过上述投射曝光设备和方法可以解决前述问题，并且特别地，能够在短时间间隔内高精度地校正曝光过程期间发生的成像像差。特别地，本发明的目的在于在短时间间隔内以对于核心区域结构和外围结构的不同要求的成功成像过程所需要的精度，校正曝光过程期间发生的成像像差。

解决方案