DE-102024210679-A1 - Optische Komponente und Anlage der Halbleitertechnologie mit Heizstrukturen

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Komponente, insbesondere einen Spiegel, umfassend: mindestens eine mit elektrischem Strom beaufschlagbare Heizstruktur (25, 25a), insbesondere eine Widerstandsheizstruktur, zum Einbringen eines Wärmeeintrags in ein Material der optischen Komponente. Bei einem Aspekt der Erfindung weisen die Heizstruktur (25a) und eine weitere, benachbarte Heizstruktur (25b) ineinandergreifende Randstrukturen (30a, 30b) auf, wobei eine Heizleistungsdichte (la) der Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a) an einer der weiteren Heizstruktur (25b) zugewandten Seite (32b) der Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a) kleiner ist als an einer der weiteren Heizstruktur (25b) abgewandten Seite (32a) der Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a). Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung erstreckt sich die mindestens eine Heizstruktur (25) im Wesentlichen über die gesamte optische Fläche (27) der optischen Komponente und weist einen lokal variierenden elektrischen Widerstand (Ra(x,y)) auf, der bevorzugt eine sich im Wesentlichen über die gesamte optische Fläche (27) erstreckende Basisfunktion, insbesondere ein Zernike-Polynom, annähert.

Inventors

• Joachim Hartjes
• Alexander Wolf
• Toralf Gruner
• Michael Carl

Assignees

• CARL ZEISS SMT GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241107

Claims (16)

1. Optische Komponente, insbesondere Spiegel (Mi), umfassend: mindestens eine mit elektrischem Strom beaufschlagbare Heizstruktur (25, 25a), insbesondere eine Widerstandsheizstruktur, zum Einbringen eines Wärmeeintrags in ein Material der optischen Komponente, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizstruktur (25a) und eine weitere, benachbarte Heizstruktur (25b) ineinandergreifende Randstrukturen (30a, 30b) aufweisen, wobei eine Heizleistungsdichte (la) der Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a) an einer der weiteren Heizstruktur (25b) zugewandten Seite (32b) der Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a) kleiner ist als an einer der weiteren Heizstruktur (25b) abgewandten Seite (32a) der Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a), und/oder wobei eine Heizleistungsdichte (Ib) der Randstrukturen (30b) der weiteren Heizstruktur (25b) an einer der Heizstruktur (25a) zugewandten Seite (33b) der Randstrukturen (30b) der weiteren Heizstruktur (25b) kleiner ist als an einer der Heizstruktur (25a) abgewandten Seite (33a) der Randstrukturen (30b) der weiteren Heizstruktur (25b).
2. Optische Komponente nach Anspruch 1 , bei welcher die Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a) und die Randstrukturen (30b) der weiteren Heizstruktur (25b) in einem bevorzugt streifenförmigen Übergangsbereich (31) der beiden Heizstrukturen (25a, 25b) ineinandergreifen.
3. Optische Komponente nach Anspruch 2 , bei welcher die Heizleistungsdichte (la) der Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a) ausgehend von einem der Heizstruktur (25a) zugewandten Rand (34a) des Übergangsbereichs (31) zumindest im Mittel abnimmt und/oder bei welcher die Heizleistungsdichte (Ib) der Randstrukturen (30b) der weiteren Heizstruktur (25b) ausgehend von einem der weiteren Heizstruktur (25b) zugewandten Rand (34b) des Übergangsbereichs (31) zumindest im Mittel abnimmt.
4. Optische Komponente nach Anspruch 2 oder 3 , bei welcher der Übergangsbereich (31), ein erster weiterer Übergangsbereich (31'), in dem die Randstrukturen (30a) der Heizstruktur (25a) und Randstrukturen (30c) einer dritten Heizstruktur (25c) ineinandergreifen, sowie ein zweiter weiterer Übergangsbereich (31"), in dem die Randstrukturen (30b) der weiteren Heizstruktur (25b) und die Randstrukturen (30c) der dritten Heizstruktur (25c) ineinandergreifen, an einem Vertexbereich (35) aneinander angrenzen.
5. Optische Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Heizstrukturen als elektrische Leiterbahnen (25a-c) ausgebildet sind, wobei eine ortsabhängig variierende Heizleistungsdichte (la, Ib, ...) der Randstrukturen (30a-c) durch einen ortsabhängig variierenden elektrischen Widerstand (Ra, Rb, ...) der elektrischen Leiterbahnen (25a-c) erzeugt wird.
6. Optische Komponente nach Anspruch 4 , bei welcher zur Erzeugung des ortsabhängig variierenden elektrischen Widerstands (Ra, Rb, ...) ein Querschnitt der elektrischen Leiterbahnen (25a-c), insbesondere eine Höhe und/oder eine Breite (b) der elektrischen Leiterbahnen (25a-c), mindestens eine Materialeigenschaft der elektrischen Leiterbahnen (25a-c) und/oder eine lokale Flächendichte (36) der elektrischen Leiterbahnen (25a-c) ortsabhängig variiert.
7. Optische Komponente nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die mindestens eine Heizstruktur (25) sich im Wesentlichen über die gesamte optische Fläche (27) der optischen Komponente erstreckt und einen lokal variierenden elektrischen Widerstand (Ra(x,y)) aufweist, der bevorzugt eine sich im Wesentlichen über die gesamte optische Fläche (27) erstreckende Basisfunktion, insbesondere ein Zernike-Polynom, annähert.
8. Optische Komponente nach Anspruch 7 , weiter umfassend: mindestens eine weitere Heizstruktur (25', 25''), die sich im Wesentlichen über die gesamte optische Fläche (27) der optischen Komponente erstreckt und einen lokal variierenden elektrischen Widerstand (Rb(x,y), Rc(x,y)) aufweist, wobei die Heizstruktur (25) und die weitere Heizstruktur (25', 25'') unabhängig voneinander mit elektrischem Strom beaufschlagbar sind.
9. Optische Komponente nach Anspruch 7 oder 8 , bei welcher die Heizstruktur (25) und bevorzugt die weitere Heizstruktur (25') jeweils mindestens zwei Teilstrukturen (37.1 bis 37.n; 37.1' bis 37.n') aufweisen, die einen lokal variierenden elektrischen Widerstand (Ra.1 bis Ra.n; Rb.1 bis Rb.n) aufweisen und die bevorzugt unabhängig voneinander mit Strom beaufschlagbar sind, wobei insbesondere mindestens ein erster Abschnitt (A1, ...) einer Teilstruktur (37.1, ...) der Heizstruktur (25) weiter von mindestens einem ersten Abschnitt (A1', ...) einer Teilstruktur (37.1', ...) der weiteren Heizstruktur (25') beabstandet ist als mindestens ein zweiter Abschnitt (A2) der Teilstruktur (37.1, ...) der Heizstruktur (25) von einem zweiten Abschnitt (A2') der Teilstruktur (37.1', ...) der weiteren Heizstruktur (25').
10. Optische Komponente nach einem der Ansprüche 7 bis 9 , bei welcher die Heizstruktur (25) als elektrische Leiterbahn (37) ausgebildet ist oder die mindestens zwei Teilstrukturen der Heizstruktur (25) als mindestens zwei elektrische Leiterbahnen (37.1 bis 37.n) ausgebildet sind, wobei der lokal variierende elektrische Widerstand (Ra(x,y)) der Heizstruktur (25) durch einen lokal variierenden elektrischen Widerstand (Ra.1 bis Ra.n) der elektrischen Leiterbahn (37) oder der mindestens zwei elektrischen Leiterbahnen (37.1 bis 37.n) erzeugt wird.
11. Optische Komponente nach Anspruch 10 , bei welcher der elektrische Widerstand (Ra.1 bis Ra.n) der elektrischen Leiterbahn (37) entlang von parallel verlaufenden Abschnitten (37.1 bis 37.n) der Leiterbahn (37) ortsabhängig variiert oder bei welcher der elektrische Widerstand (Ra.1 bis Ra.n) entlang der mindestens zwei parallel verlaufenden elektrischen Leiterbahnen (37.1 bis 37.n) ortsabhängig variiert.
12. Optische Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die mindestens eine Heizstruktur (25) mindestens eine elektrische Leiterbahn (37) mit einem dreidimensionalen Verlauf aufweist.
13. Optische Komponente nach Anspruch 12 , bei welcher die elektrische Leiterbahn (37) mit dem dreidimensionalen Verlauf einen ersten Abschnitt (37a) aufweist, der von einem zweiten Abschnitt (37b) durch eine Isolationsschicht (40) getrennt ist, wobei die elektrische Leiterbahn (37) durch die Isolationsschicht (40) durchkontaktiert ist.
14. Anlage der Halbleitertechnologie, insbesondere EUV-Lithographiesystem (1), umfassend: mindestens eine optische Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie eine Heizeinrichtung (26) zum Beaufschlagen der mindestens einen Heizstruktur (25, 25a) mit elektrischem Strom.
15. Anlage der Halbleitertechnologie nach Anspruch 14 , bei welcher die optische Komponente als Spiegel (Mi) ausgebildet ist, der im normalen Einfall betrieben wird und/oder bei welcher die optische Komponente einen ersten Spiegel (Mi) nach einem Objektfeld (5) der Anlage der Halbleitertechnologie (1) bildet.
16. Anlage der Halbeiterlithographie nach Anspruch 14 oder 15 , weiter umfassend: eine Widerstandsmesseinrichtung (26a) zur Messung eines elektrischen Widerstands (Ra.1 bis Ra.n) der mindestens einen Heizstruktur (25, 25a) oder einer unabhängig mit Strom beaufschlagbaren Teilstruktur (37.1 bis 37.n) der Heizstruktur (25), wobei die Heizeinrichtung (26) bevorzugt zur Steuerung oder Regelung des Wärmeeintrags in das Material der optischen Komponente (Mi) in Abhängigkeit von dem gemessen elektrischen Widerstand (Ra.1 bis Ra.n) der mindestens einen Heizstruktur (25, 25a) oder der unabhängig mit Strom beaufschlagbaren Teilstruktur (37.1 bis 37.n) der Heizstruktur (25) ausgebildet ist.

Description

Hintergrund der Erfindung Die Erfindung betrifft eine optische Komponente, insbesondere einen Spiegel, umfassend: mindestens eine mit elektrischem Strom beaufschlagbare Heizstruktur, insbesondere eine Widerstandsheizstruktur, zum Einbringen eines Wärmeeintrags in ein Material der optischen Komponente. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage der Halbleitertechnologie, insbesondere eine EUV-Lithographieanlage, die mindestens eine solche optische Komponente aufweist. Moderne Anlagen der Halbleitertechnologie, insbesondere in Form von EUV-Lithographieanlagen, arbeiten mit Nutzstrahlung im EUV-Wellenlängenbereich von typischerweise ca. 13 nm oder weniger. In diesem Wellenlängenbereich gibt es keine praktisch anwendbaren brechenden Materialien, so dass EUV-Lithographieanlagen als reine Spiegelsysteme ausgelegt werden. Bei Wellenlängen im EUV-Wellenlängenbereich absorbieren die zur Reflexion der Nutzstrahlung verwendeten, auf dem Mechanismus der Bragg-Reflexion beruhenden EUV-Spiegel mehr als 30% der einfallenden Nutzstrahlung. Auch in Designs, die dediziert auf Transmission optimiert sind, absorbieren andere Typen von EUV-Spiegeln in typischen Fällen, bei denen Randbedingungen wie begrenzter Bauraum betrachtet werden, kaum weniger als 15% der einfallenden Nutzstrahlung. In brechenden Medien mit Antireflexschicht, wie sie bei größeren Wellenlängen verwendet werden, liegt die absorbierte Intensität zum Vergleich im Promille-Bereich. Daraus erklären sich erheblich stärkere Temperaturänderungen in EUV-Optiken im Vergleich zu Vorgängersystemen, bei denen die Nutzstrahlung höhere Wellenlängen aufgewiesen hat. Die Temperaturänderungen liegen bei EUV-Optiken in der Größenordnung mehrerer Kelvin, während diese zuvor allenfalls bei wenigen Zehntelkelvin lagen. Da sich Temperaturgradienten aufgrund des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der optischen Komponente in Oberflächenfehler übersetzen, führen diese gerade bei Spiegeln zu erheblichen optischen Aberrationen, die in Relation zur Nutzwellenlänge bildverschlechternd wirken. Entsprechend werden EUV-Spiegel aus Material mit besonders niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt, z.B. aus Glaskeramiken wie Zerodur oder aus titandotiertem Quarzglas, z.B. aus ULE („ultra low expansion“-Material). Derartige Materialien spielen Komponenten mit positivem und negativem Wärmeausdehnungskoeffizienten gegeneinander aus. Das Ergebnis ist ein effektiv nichtlinearer Zusammenhang zwischen Wärmeausdehnung und Temperatur, wobei es genau einen Temperaturwert gibt, bei dem die Wärmeausdehnung verschwindet: die Nulldurchgangstemperatur („zero crossing temperature“). Im Betrieb ist ein EUV-Spiegel wechselnden Bestrahlungsintensitäten ausgesetzt, sowohl örtlich aufgrund unterschiedlicher Beleuchtungseinstellungen und beugenden Strukturen auf der Maske als auch zeitlich aufgrund verschiedener Betriebsmodi. Trotz des Einsatzes von Materialien mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten ist eine resultierende Oberflächendeformation daher nicht gänzlich zu vermeiden und sollte kompensiert werden, um die optische Abbildungsleistung nicht zu verschlechtern. Für die Kompensation können insbesondere Wellenfrontmanipulatoren eingesetzt werden. Als Wellenfrontmanipulatoren für Anlagen der Halbleiterlithographie sind unter anderem folgende Elemente bekannt: In Lichtrichtung oder senkrecht dazu verschiebbare Elemente, um die Lichtrichtung oder um senkrecht dazu stehende Achsen drehbare Elemente, deformierbare Elemente, lokal heiz- und/oder kühlbare Elemente, gegeneinander verschiebliche, ggf. asphärisierte Platten sowie austauschbare Elemente. Für den Betrieb im EUV-Wellenlängenbereich sind beispielsweise lokal deformierbare Spiegel als adaptive Elemente von Interesse. Die lokalen Deformationen können z.B. thermisch, mit magnetostriktiv deformierbaren Elementen, mit thermisch gesteuerten Formgedächtnislegierungen oder mit piezoelektrisch deformierbaren Elementen hervorgerufen werden. Thermisch betriebene adaptive Spiegel können neben den bekannten strahlungsbasierten Heizprinzipien mit Widerstandsheizern bzw. mit Widerstandsheizstrukturen ausgestattet sein. In der WO2009026970A1 ist ein adaptives optisches Element mit Widerstandsheizern beschrieben, die in einem Array von Heizzonen angeordnet sind. Jede Heizzone hat einen eigenen Anschluss bzw. eine Zuleitung und kann individuell angesteuert werden. Die elektrischen Spannungen eines jeweiligen Anschlusses, die - bei einer einzigen strukturierten metallischen Lage - typischerweise in Lücken zwischen den Heizzonen verlaufen, unterscheiden sich in der Regel von denen der Heizzonen entlang ihres Weges. Die Widerstände der Leitungen einer Heizzone werden in der Regel höher als die Widerstände der Anschlüsse gewählt, um einen unkontrollierbaren parasitären Ohmschen Wärmeeintrag bzw. ein Übersprechen aufgrund der Anschlüsse möglichst gering zu halten. Dies führt in der Regel dazu, dass im Bereich der Anschlüsse zu wenig Wärme in das M