CN101517489A - 光学元件和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学元件(1)，用于对光束所照射的光学系统的波前像差进行至少部分的、局部化修正，所述光学元件包括：对光束为光学活性的区域、以及位于光学活性区内的导体轨道(3)，其中，所述导体轨道至少在与光束的入射方向横截的方向具有至多50微米的直径。

Description

光学元件和方法

技术领域

本发明涉及一种光学元件(1)，用于对可以施以光辐射的光学系统的波前像差(aberration)进行至少部分空间分解修正，所述光学元件包括：对所述光辐射为光学活性的区域、以及位于所述光学活性区内的导体轨道(3)，其中，所述导体轨道至少在相对于光辐射的入射方向的横截面中具有至多50微米的直径。

本发明涉及一种光学元件以及一种用于影响所述光学元件的光学行为的方法，还涉及所述光学元件在光学系统(优选显微光刻用的投影曝光装置)中的使用。此外，本发明涉及包含根据本发明的光学元件的、半导体光刻用的投影曝光装置或投影物镜。本发明还涉及一种对根据本发明的投影曝光装置或根据本发明的投影物镜进行操作的方法。

背景技术

在现有的显微光刻用投影物镜中，采用多种波前操纵器来修正光学像差。大多数所述操纵器通过对光学元件进行机械操纵来实现波前修正。这可以通过光学元件的位置改变和/或光学元件的形变予以实现。所述操纵器对低阶波前像差具有修正特性，这种低阶波前像差例如通常在结合所谓传统设置并以大约120晶片/小时的吞吐量使用物镜时发生。

然而，持续增长的吞吐量需求导致物镜中的光强越来越高，因而作用于光学元件的热负荷也必然越来越高。所述热负荷通过以下方式引起波前像差：就透镜而言，通过温度相关折射率和表面形变引起波前像差；就反射镜而言，波前像差主要是由于表面形变造成的，而表面形变是由反射镜基板的热膨胀所导致的。此外，在光刻技术的发展中，出现了诸如偶极子(dipole)设置等照明设置，偶极子设置需要将光功率密度高度聚焦在特别是光瞳(pupil)附近的透镜上，故而也可能因由此导致的局部高度热负荷而引起径向和/或角向的高阶和高度局部化的波前像差。这通过背景技术中提及的操纵器仅仅可以得到有限的补偿。由诸如压缩(compaction)等光致寿命效应(light-induced lifetime effect)引起的波前像差同样如此，所述压缩因较高的光功率密度而增加。上述波前像差也无法通过迄今已知的操纵器得到有效补偿。

目前一种有效地补偿上述由寿命效应引起的波前像差的可能方案是使用采用特定修正非球面的可更换板。为了正确考虑在物镜使用寿命期间波前像差的改变，这些补偿板必须可以在物镜的使用寿命期间反复更换。

虽然带有修正非球面的补偿板可以补偿像差，但它们极不适于补偿动态快速变化的像差。此外，必须在制造补偿板之前，因而特别地必须在将其合并于投影物镜前，知道所要补偿的像差。由于合并补偿板将继而引入新的波前像差，因此就其本质而言完全补偿是不可能的。

因此，所要解决的问题在于找到一种波前操纵器，通过它来尽可能灵活地补偿波前像差，在本例中特别是径向和/或角向高阶像差。上述问题的理想解决方案在于，特别地补偿径向和/或角向高阶像差的可控二维修正非球面。

如上所述，上述意义下现有的操纵器特别地是机械式的。因此，举例而言，DE 198 24 030 A1描述了一种带有自适应反射镜的反射折射投影物镜，所述反射镜可以通过驱动元件而发生形变，从而减小特定的像差。

EP 678 768和DE 198 59 634 A1公开了投影曝光装置，其中，同样利用致动器使透镜或反射镜变形，以修正像差。

然而，由于光束路径中的机械元件会引起遮挡和散射光，因此就所要操纵的透镜而言，机械原理局限于对透镜边缘的操纵。这种对透镜边缘的局限形成了对可能的修正轮廓(profile)的内在限制，特别是对径向阶次(radial order)的内在限制，即使用复杂的机械结构也无法避免这种限制。

举例而言，在美国专利说明书US 6,198,579B1中，已知热操纵器是机械操纵器的替换方案，热操纵器同样被配置在透镜边缘。然而，在上述文献中提出的热操纵器表现出与其机械对应物相同的在径向阶次方面的限制，并且还意味着由沿透镜直径的热传播速率导致的相对较长的时间常数。因此，边缘驱动的热操纵器特别不适于补偿临时稳态波前像差。然而，考虑到较长的时间常数，这种操纵器适于仅仅在极为有限的程度下补偿瞬时波前像差。

此外，DE 198 27 602 A1公开了一种将Peltier元件配置在透镜外围用于修正非旋转对称像差的方法，所述Peltier元件影响光学元件的温度行为，使得在非旋转对称辐射通过元件的情况下，可以修正由此产生的成像像差。

DE 198 59 634 A1同样公开了一种用于修正光学元件(如透镜或反射镜)的非对称温度负荷的设备和方法，其中，同样以致动器使光学元件变形。

WO 2004/036316公开了一种用于修正光学元件(如反射镜和透镜)的成像像差的方法，其中，通过附加辐射，改变光学元件的温度，从而减小成像像差。US 6 081 388公开了通过致动器或确定的机械力使透镜表面变形，从而影响成像像差。

此外，US 6 521 877 B1公开了通过透明的阻性(resistive)层局部影响光学元件的温度；在US 6 466 382 B2中公开了一种替换方案，提出在透镜上涂敷具有吸收特性的层，这些层具有与有用光的足迹(footprint)互补的结构。

文献US2007/0019305A1、US2003/0021040A1、WO2006/128613A1、JP 2004/246343A1、EP0678768A2、US6198579B1和DE 102005062401A1说明了其他改进光学系统(如投影物镜)的成像特性以进行半导体光刻的思想。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种对显微光刻用的投影曝光装置修正其成像像差的备选方法，其中，特别是时变成像像差和/或角向和/或径向高阶成像像差被认为是重要的。本发明的另一目的在于，指定一种使入射在光学元件上的电磁辐射能够局部地在时间和空间上受到影响的光学元件和方法。此外，本发明的一个目的在于，指定一种能够就可能的成像像差得到动态修正的半导体光刻用投影曝光装置或投影物镜。此外，本发明的目的在于，指定一种用于对半导体光刻用的投影曝光装置或投影物镜进行操作的方法，所述投影曝光装置或投影物镜允许对成像像差进行空间和时间上的高分辨修正。

上述目的通过具有权利要求1至56指定的特征的设备、根据权利要求57的这些设备的应用、根据权利要求58至71的方法、根据权利要求72至96的设备、根据权利要求97和98的方法、根据权利要求99和100的应用、以及具有指定特征的根据权利要求101的设备得以实现。从属权利要求涉及本发明的有利变型和改进。

因此，以上所设立的问题的一种解决方案在于，实现具有可以被随意设置的温度特性的光学元件。这要求必须能够将热量馈送至任意位置的元件。然而，投影物镜的光学性能所提出的要求必然对允许被放置于光束路径中的光学活性元件提出极为严格的限制。对于近瞳元件，导致千分之几数量级的最大允许均匀区域覆盖(即光束路径的遮挡)。对于近场元件，限制甚至更加严格。因此，排除了使用流体机械热泵的方案。

根据本发明的光学元件具有至少一个导体轨道，光学元件的光学行为能够受对导体轨道的驱动的影响。

因此，可以通过光学元件的光学折射率的温度依赖性来改变光学元件的光学厚度。在本例中，相位变化

近似正比于穿过光学元件的加热距离ΔZ、光学折射率的温度灵敏度dn/dT、以及温度变化ΔT

因此，对于给定形状的光学元件，相位改变近似正比于温度改变。因此，穿过光学元件的光学波前经历与光学元件的温度特性相对应的波前变形。相反地，可以通过适当的逆温度特性来修正变形的波前。在从典型地地1开以下到几开的极小温度范围内，可以假定折射率的温度改变随温度为常数。例如，对于石英玻璃，导致约0.002/1mK的灵敏度，也就是说，对于20mm的玻璃厚度，能够以1K的温度摆动产生400nm的相位效果。

这足以修正显微光刻用的投影物镜中的高阶波前像差的典型幅度。

除了折射率改变，光学元件的热致膨胀也与光学元件的光学行为的改变有关。在本例中，该相位变化

空间上局部地近似正比于光学元件边界位置的折射率的跳变Δn、光学元件的膨胀灵敏度或热膨胀系数(CTE)dZ/dT、以及温度变化ΔT

在这种情况下，根据光学元件中导体轨道的配置，由光学元件的折射率的改变和光学元件的光学活性区的形变引起的效果的比例改变。就反射镜而言，自然地，只有后者起作用。

因此，如果导电轨道被用于温度调节，那么一方面，考虑到上述遮挡问题，如果所述导电轨道至少在与光辐射的入射方向正交的截面中具有小于50μm的截面，使得导电轨道不会内在破坏光学元件的光学行为，则是有利的。另一方面，利用足够密度的导体轨道有利地确保了在空间上自由调节光学元件的温度，是有利的。导体轨道间的距离确保波前像差的横向分辨率达到10-15％的光瞳直径是有利的。

根据本发明的光学元件在其所应用的成像系统中的具体位置，小于50μm的导电轨道尺寸也是有利的。就半导体光刻用的投影物镜的光瞳面区域内的位置而言，大约1μm的尺寸是极为有利的。这种附加的限制性度量具有如下效果：考虑到导电轨道的相对较小的直径，可以极大的避免甚至消除对光学元件功能的损害，并且就导电轨道的适当的空间分布而言，光学元件中只有一小部分的光学活性部分会受到遮挡的影响。

使用印刷电路板制造中的极精细导体刻蚀方法、光刻、电子束光刻、或借助激光微细构造，可以制造出大约0.5μm至10nm的最小尺寸的导体轨道。

为了避免导体轨道本身对光学元件的光学行为的负面影响，不仅必须限制导体轨道的直径，还必须限制由光学元件中的导体轨道整体引起的遮挡。

在将本发明应用于在半导体光刻用投影物镜中所使用的光学元件的情况下，可以做出以下估计：根据光学元件在物镜中的位置，可以允许高达5×0.25的气泡族(bubble class)。这对应于1.25mm²的总面积。根据ISO 1010-3，允许在等效总面积的更多气泡间分配该面积，只要在这种情况下不发生聚集。因此，初步近似，允许在光学元件上分布长度长达1.25m宽度为1μm的导电轨道。适当时，可以利用导电轨道分布或宽度的不规则性以及截面形状，确保不发生诸如对特定折射阶次的影响或方向性散射光等系统效果。

本发明特别适于应用于辐射穿过的透镜或平板区域中；然而，还可以想到将其应用在反射镜的反射表面之上或之后。还可以想到将其用于包括折射部分和反射部分在内的分束器中。在各种情况下，随着光学元件中光通过的第一区域和反射光的第二区域的出现，由热输入导致的光学行为对应于上述对光学元件的折射率和形变的效果的叠加。

利用至少一个优选地以分布方式配置在根据本发明的光学元件的光学活性光学区区域中的导电轨道，可以有利地利用电能在光学活性区附近局部加热光学元件(如，加热几毫开)，使光学活性区的形状或其他参数因热输入能够以可控方式发生改变。因此，可以利用导电轨道输入的电能控制光学元件的光学行为。这可以用于动态地修正光学成像系统(如投影曝光装置)中的高阶成像像差。通过修正元件在传输中的可能应用，可以修正光学成像系统中任意期望位置处(即特别地未装备局部可变形反射镜的位置，以及因此例如纯折射光学成像系统中)的径向和/或角向的高阶成像像差。

优选地，入射在光学元件上的电磁辐射的波长范围为直到极紫外辐射范围(EUV)的光学范围，也就是说，大约10nm至大约1μm的谱范围。然而，本发明的光学元件还可以应用于超过1μm的波长范围如直到10μm的红外和远红外范围的电磁辐射。

至少一个优选地以分布方式配置在光学元件中的导电轨道可以配置在光学元件的光学活性区上和光学元件内的光学活性区以下。根据本发明的光学元件的导电轨道还包括用于对导电轨道进行电驱动的连接元件。

根据本发明的光学元件允许以类似于使用通过离子束修整(figuring)产生的修正非球面时的空间分辨率，来监控电磁辐射的波前，但是与传统过程不同，设置可以在几秒内动态改变。

可以通过应用前面算得的静态加热特性，代替上述修正非球面的复杂生产和集成过程。同样，可以动态地“接入(switched in)”能够用于改进特定应用中的分辨率的各种预编程修正行为。在这种情况下，事先算得的或根据测量数据导出的修正特性可以修正由压缩/松疏(即光学元件材料的密度的局部变化)、光学元件的应变支撑或光学元件的表面形变引起的成像像差。与来自控制计算机的、有关使用根据本发明的光学元件的系统中的当前工作模式的信息进行交互，能够动态地补偿由对光学元件的加热导致的密度和形状的局部改变。此外，还可以想到自动反馈环，在自动反馈环中用来自波前传感器的数据直接获得所需的加热特性。

在一个优选实施例中，光学元件具有至少部分透光和/或反射的光学活性区域。在本例中，光学元件可以被形成为分束器立方体、分束器板、面平行板、楔形板或一般地形成为折射光学元件(ROE)。优选地，根据本发明的光学元件被形成为透镜，如会聚透镜、发散透镜、菲涅耳透镜、或菲涅耳波带片。

根据本发明的光学元件还可以是至少部分反射的元件，如分束器设备。就这种光学元件而言，可以针对有用的光束路径在光学元件的输入侧或在其输出侧配置具有反射涂层的区域。相应地，对光学元件的加热影响输入侧的表面形状，或者，在另一种情况下，影响输出侧的表面形状，并影响光学元件的折射率。此外，根据本发明的光学元件可以被实现为衍射光学元件，如具有反射或透射光栅的形式。此外，还可以将根据本发明的光学元件实现为包括折射、反射和/或衍射结构的组合元件。

根据本发明的光学元件的至少一个导体轨道可以在至少某些部分具有小于50μm的直径或截面尺寸；优选地，直径或截面尺寸位于50nm和1μm之间。

附图说明

图100示出了本发明基本原理的图示；

图101示出了热输入对光学元件的影响的图示；

图1示出了构造为两部分的光学元件；

图2示出了本发明的第一变型；

图3示出了本发明的一个实施例，其中，导体轨道被配置在基板的抛光面上；

图4示出了导体轨道截面轮廓的不同变型；

图5(子图5a和5b)示出了本发明的实施例，其中模拟了具有较高热功率密度的区域；

图6示出了矩阵结构的导体轨道配置；

图7示出了具有非等距导体轨道的矩阵结构；

图8示出了导体轨道的星形配置；

图9(子图9a和9b)示出了导体轨道的旋转对称配置；

图10示出了本发明的一种变型，其中，在导体轨道的交叉点处利用电阻器来连接导体轨道；

图11示出了对图10所示实施例的改进；

图12示出了对图10所示实施例的另一改进；

图13示出了在光学元件的两侧配置导体轨道的可能；

图14示出了各种不规则的矩阵结构；

图15示出了本发明的另一变型；

图16示出了空间高分辨热驱动光学元件不同表面区域的可能；

图17示出了馈线、曲折的加热线、以及过渡区的有利实施例；

图18示出了配置加热线使加热线相对于局部缺陷具有鲁棒性的可能；

图19示出了导体轨道编组的三维基本图示；

图20示出了通过用于电连接的柔性导体薄膜实现的接触-连接和分组；

图21示出了在根据本发明的双层式光学元件的情况下避免莫尔效应同时受益于关于散射光的优选方向的可能，所述双层式光学元件的一层位于另一层之上；

图201示出了显微光刻用的根据本发明的投影物镜，具有根据本发明的光学元件和根据本发明的散射光光阑；

图202示出了显微光刻用的根据本发明的第二投影物镜，具有根据本发明的光学元件和根据本发明的散射光光阑；

图203示出了显微光刻用的根据本发明的第三投影物镜，具有根据本发明的光学元件和根据本发明的散射光光阑；

图204示出了半导体光刻用的投影曝光装置，其中，集成了上述示例性实施例所述的光学元件。

具体实施方式

图100示出了本发明的一般方法。光学元件1包括装备了导体轨道3的基板，导体轨道3可电驱动，并在光学元件中形成欧姆电阻。如果对导体轨道施加电压，那么电流将会流过，对欧姆电阻进行加热。导体轨道的缠绕可以实现加热的空间局域化。

图101示出了对光学元件1进行加热的两种效果。由于这两种效果具有空间局部特性，因此在图2中仅仅示出了光学元件1的一段。两种效果的第一种效果是对光学元件折射率的影响：

第二种效果是光学元件的膨胀以及相关形变：

图1示出了作为一种变型的、以由第一基板1a和第二基板1b形成的两部分构造的光学元件1。在本例中，导体轨道3被配置在两块基板之间。第二基板1b借助薄粘接层4与第一基板1a相连接；在本例中，粘接层4还用于补偿由第一基板1a表面上的导体轨道3导致的高度差。具体而言，光学元件1可以是透镜、反射镜、分束器装置、或具有衍射结构的光学元件。

光学元件还可以由一块基板形成，并且导体轨道还可以被置于该光学元件表面的区域中。

图2示出了一种变型，其中，导体轨道3被配置在切口5中。在本例中，具体而言切口5可以通过蚀刻的方法来形成。该变型的优点在于，无需使用粘接层就可以将第一基板1a连接至第二基板1b。因此，作为示例，通过用力挤压将第二基板1b连接至第一基板1a。

图3示出了本发明的实施例，其实现成本很低。在本例中，导体轨道3被配置在基板1a的抛光面上。用光学层6覆盖基板1a以及导体轨道3。举例而言，光学层6可以是减反射层，或者(在将反射镜用作光学元件1的情况下)是高反射层。为了制造根据图3的实施例，将光学层6敷在已经装配了导体轨道3的基板1a上；光学层6覆盖基板1a的光学表面和导体轨道3。根据光学层6的制造工艺，被敷在导体轨道的区域后光学层6可能抬高，并且可以在敷设光学层6后采用抛光步骤将抬高部分抛平。

导体轨道3截面的形状存在各种可能，图4示出了某些可能情况。如图4a所示，蚀刻或气相沉积的导体轨道3通常是平的。然而，为了减小光学活性截面，对于给定电阻值，也可以选择高度大于宽度的导电轨道3轮廓；图4b示出了这种情况。对于在光学元件1的相关位置处光束路径发散的情况而言，如图4c所示，可以选择梯形截面的导体轨道3。对于光辐射大多数倾斜入射的光学元件1的边缘区域，导体轨道3的轮廓可以被形成为向光学元件1的中心倾斜，如图4d所示。此外，可以想到以圆形或不规则方式配置导电轨道3轮廓的边缘和角落，从而减小或消除较宽角度范围内的散射。

在本例中，导体轨道可以至少在相对于光辐射入射方向的横截面中具有至多1微米或0.5至0.01微米之间的截面。导体轨道的间距在0.01和1毫米之间。0.05到0.5毫米之间的间距也是可以的，或者特别地可以采用0.1毫米的间距。

图5(子图5a和5b)示出了这样的情况，其中图示了具有较高热功率密度的区域。此处，图5a的情况涉及在将光学元件1用于显微光刻用的投影曝光装置时，由偶极子引起的、并未示出的、在垂直于附图平面的方向上进行的加热。在图5a所示的情况下，导体轨道3集中于与施以光辐射的区域互补的区域。从而使总的热输入至少部分均匀。图5a还示出了用于与配置在光学元件1中的导体轨道3连接的连接线7。图5b示出了光学元件近场位置的变型，其中加热区的实施例符合扫描狭缝(scannerslot)形式的场。在本例中，光学元件1被配置在投影物镜的近场区域。此处也示出了光学元件1中的导体轨道3和连接线7。对于将导体轨道3用作加热线的情况，光学元件1的加热密度可以随图5a和图5b中所示的导体轨道3的拆分或导体轨道3的缠绕而发生改变。在本例中，缠绕可以是导体轨道3呈横向之字形轨迹的横向变型；此外，还可以想到以三维方式形成缠绕，例如以螺旋弹簧的形式缠绕。

在图5a和图5b中，本发明的另一变型假设相同方位角方向的光辐射热输入和导体轨道热输入。在本例中，相对于基本上承受由光辐射引起的热输入的光学元件，光学元件中装备了导体轨道的基板具有符号相反的dn/dT。此处可能的配对为石英玻璃和CaF₂，或者反之亦可。

图6以俯视图示出了光学元件1，在光学元件1上以矩阵方式配置导体轨道3。水平和垂直导体轨道通过加热电阻器或线圈相连(未示出)。本发明的这种变型，在各种情况下利用导体轨道3的分别接触-连接，使得在导体轨道3的交叉点局处部加热成为可能。图6所示的导体轨道的配置使得可以补偿光学元件所采用的材料的构造的带式变化，这种变化例如可以各个厂商的产品中出现。为了能够独立驱动所有交叉点，导体轨道在垂直于图面的方向上的偏移自然是必须。然而，就先前已知的由光辐射带来的对光学元件加热的对称特性而言，各导体轨道的耦合也是有利的。此外，可以脉冲方式驱动施加于各导体轨道的电压。

图7同样以俯视图示出了在横跨光学元件1的矩阵结构中以非等距方式配置导体轨道3的情况。此处各导体轨道也是通过加热电阻器或线圈(未示出)连接。本发明的该实施例特别适于在将光学元件1使用在半导体光刻用的投影曝光装置中的情况下补偿四极子(quadrupole)照明设置的效果。对于由光辐射导致的热输入的所需相对几何位置以及加热线或加热电阻器彼此的相对位置，适用与以上针对偶极子照明的情况所作的说明类似的说明。

为了最小化在导体轨道处发生衍射的光以及所需的电能，最小化馈线长度是有利的。为了均匀驱动典型地如近瞳区这样的几乎成圆形的光学用区域上的修正元件，可以想到一种径向方法。在本例中，可以规定导体轨道或热致动器的配置关于光轴至少近似旋转对称，其中，对称级(通过旋转360°/对称级，可以将配置变回原样)为2或更高；图8以俯视图示出了特别适于补偿多纹波(multiple ripple)的可能。各导体轨道通过加热电阻器或线圈(此处未示出)来连接。在本例中，导体轨道3在光学元件中以星形方式沿径向配置；图9a以俯视图示出了一变型，其中，导体轨道3被实现为旋转对称的格栅。各导体轨道通过加热电阻器(此处未示出)来连接。自然，同样地，此处并非由电阻器彼此连接的导体轨道的所有交叉点都是能够独立驱动的。

图9b以俯视图示出了另一旋转对称变型。在该实施例中，没有配备额外的加热电阻器。局部不同的热输入是通过导体轨道的局部不同密度予以实现的。这样做可以实现光学元件1中的空间高分辨温度控制。

图10详细地针对导体轨道的交叉点位置示出了以上仅仅在俯视图中示出的实施例。在本例中，通过电阻器8将导体轨道3a和3b在它们的交叉点处相连。作为可选方案，还可以使用二极管，齐纳二极管，或电阻器、二极管和齐纳二极管的组合。如果接着将电压脉冲同时施加到所示的导体轨道3a和3b，则选择性地加热导体轨道3a和3b的交叉点处的电阻器8。优选地，电阻器不仅仅限于交叉点，还可以被配置为曲折的样式。在本例中，可以通过使导体轨道3a和3b的电阻相对于电阻器8的电阻保持较低的水平，使沿导体轨道3a和3b的加热保持较低的水平。存在以等距或非等距方式配置导体轨道3的可能。对于导体轨道3a和3b独立地接触-连接的情形而言，这种可能需要独立对导体轨道3a和3b施加电压脉冲。采用这种方式，可以在某种程度上设置电阻器8中和沿导体轨道3a和3b的加热功率。这使得可以利用电阻器8来修正点像差，并使用导体轨道3a和3b来修正线性扩展像差。图10中仅以示例方式示出了两个导体轨道3a和3b。可以在光学元件1上配置多个导体轨道3，以在所述光学元件上有效地分布加热功率。如果在将光辐射施加于光学元件时由于对称(例如镜像对称或中心对称或关于诸如180°、90°、或45°等方向角的旋转对称)可以消除修正的自由度，这将导致各导体轨道彼此间也可能短路，从而使光学元件1的生产得以简化。

图11示出了一种变型，其中，将图10所示的实施例与图2的思想加以结合。在本例中，以埋入切口5中的方式在基板1a中配置一组导体轨道3a。将另一组组导体轨道3b配置在第二基板1b的表面上。通过蚀刻两组导体轨道3中至少一组导体轨道的表面，接着敷设阻性层9或通过点焊(spot welding)，来确保导体轨道3a和3b的交叉点处的接触区具有比导体轨道3a和3b本身高的电阻。在图10中所选择的图示中，同样将上部的一组导体轨道3b以埋入的方式平行于图面配置在第二基板1b中，使得可以不用粘接这两块基板。该方案的可选方案为，提供粘接层(未示出)；在该例中，可以不用将导体轨道3a和3b分别埋入相应的基板1a和1b中。

图12示出了本发明的一种变型，其中，在光学元件1的表面采用图10所示的过程。在本例中，将导体轨道3a配置在光学元件1自身的表面上，并且在与位于导体轨道3a上方的第二组导体轨道3b的交叉点的区域中用阻性层9覆盖导体轨道3a。用作为减反射层的光学层6覆盖上述配置。

一种备选方案为，利用具有较小截面的另一导体轨道连接两个导体轨道3a和3b。为此，必须采用如图11和12所示的过程，不同之处在于需要用绝缘层替换阻性层9。在本例中，所述另一导体轨道可由通过点焊、激光焊接、火花击穿(spark flashover)、或光刻生产工艺形成局部穿孔的绝缘层来制成，从而在交叉点处形成电阻有限但远远大于导体轨道的轨道电阻的导体轨道3a和3b间区域。

图13示出了光学元件1，其中，导体轨道3被配置在两侧和内部区域中。在本例中，导体轨道3可以被形成为平坦的或适应于入射波前。这使得可以例如通过加热以三维方式影响光学元件1材料的密度，进而影响折射率。这使得即使在辐射以大角度传输通过光学元件1时，也能够修正均匀或电压像差。

图14示出了有关如何以局部可变方式配置导体轨道3的矩阵结构，从而在较大的角空间中分布导体轨道3的光学行为的各种变型。因此，例如可以改变导体轨道3的密度，或者可以从频率和幅度方面改变导体轨道3缠绕的差异程度，从而使局部加热功率密度最佳地适应各种需要。在本例中，举例而言，导体轨道3的缠绕形状可以被选择为正弦形式或锯齿、三角或其他函数形式。显然还存在改变导体轨道3轮廓的其他可能。

图15示出了一种变型，其中，可以省去电阻器或阻性或绝缘层。在本例中，导体轨道3a和3b被形成为在它们的交叉点附近具有减小的截面。交叉点自身以导电方式实现；这可以通过将一导体轨道气相沉积在另一导体轨道上或通过点焊来实现。作为一种替换方案，所需结构可以由例如通过以表面方式进行气相沉积来敷设金属化层，接着通过例如蚀刻工艺从该金属化层产生所述结构来制成。可以极其简单的方式敷设在光学元件1的整个区域中具有同样厚度的导体轨道，而只改变所述导体轨道的宽度。该种变型的一种缺陷在于，载流导体轨道3a和3b的变细部分17和18分别加热至相同的程度。可以通过在各种情况下不将电压同时施加于导体轨道3a和3b而只施加于导体轨道3a和3b一端的过程实现选择性。换言之，在第一脉冲中将电压施加于点10和11之间，在第二脉冲中将电压施加于点12和13之间。在第一脉冲期间，电流沿箭头15所示的方向流动，而在第二脉冲期间，电流沿箭头16所示的方向流动。由于该措施的缘故，随时间平均在交叉点19处释放的功率是在变细部分17和18处释放的功率的两倍。

本发明的一可能存在的问题是各导体轨道间的串扰。当以俯视图观察的光学元件中区域覆盖变大时，该问题尤为显著。

下面将参考图16说明用于实现可独立驱动加热区101的二维阵列的一种可能，所述二维阵列可以满足由最大区域覆盖(即光学元件1上由导体轨道3所覆盖的那部分表面的比例)、区域覆盖的均匀性、温度分布的均匀性、和相互串扰(即非驱动加热区101内非期望的加热功率释放)导致的极其严格的要求。

对于例如投影物镜的光瞳面中的导体轨道3的规则格栅型结构，阵列中得到的散射光分量近似与区域覆盖成正比。现有物镜中远远小于1％的典型散射光级别允许仅仅千分之几的最大区域覆盖。此外，区域覆盖尽可能均匀。

根据照明设置和所要成像的结构，有区别地会聚该光瞳面中的光强，并且特别地就偶极子照明设置而言相对较大程度地会聚该光瞳面中的光强。例如，选择均匀影响所有衍射阶次的加热元件区域覆盖。

因此，在典型尺寸的偶极子点上平均分配的区域覆盖必须在整个光学自由区(即有用光辐射通过的整个区域)上百分之几的范围内是均匀的。

由于导体轨道3引起输入至光学元件1的材料中的局部热输入(未在图16中示出)，因此在所述光学元件的表面形成所谓温度纹波(即局部温度的变化)。在本例中，所述温度纹波透入光学元件1中的穿透深度近似对应于导体轨道3的间隔。因此，为了保持温度纹波对光学波前具有较小的影响，必须将导体轨道的间隔选择得足够密集。由于同样的原因，导体轨道3尽可能规则的配置是有优势的。

根据本发明，如图16所示，举例而言，基于由3×3的加热区101构成的加热阵列100，通过将导体轨道3形成为馈线301和加热线302部分的交替配置，解决了所述问题。在本例中，馈线301被选为具有较低的阻抗，从而导致尽可能小的热输入传入其穿过的非驱动加热区101中。相反，通过例如如图16所示的减小横截面的方式将加热线302选择为具有较高的阻抗，以在所指定的加热区101中局部地产生期望的加热功率，并将其引入光学元件1(未在图16中示出)。

在各种情况下，对于加热区101，此处通过电桥303将导体轨道3(被形成为所示的馈线301和加热线302部分)的各局部部分电接触-连接在一起，电桥本身可以通过连接焊盘304连接至电压源(未示出)。在另一侧，通过公共母线305实现导体轨道3的接触-连接，所述公共母线305可以被所有导体轨道3共用。

在示例性实施例中，相对于加热线302电阻，馈线301或馈送轨道301的电阻应选择得尽可能小，以最小化馈线301所穿过的区域内的非期望升温。馈线301区域内明显较低的升温局限于沿导体轨道3的方向依次设置的加热区101，并且在加热区101内是均匀的。因而，可以通过简单的去耦变换，来去除驱动侧寄生加热功率分量的耦合；换言之，由于了解对期望加热区101的驱动，适当的闭环控制能够补偿由依次排列的相同加热区构成的加热区101中的寄生现象。

在本例中，加热区101内的最大寄生加热功率分量不应大于期望加热功率的10％-20％。

寄生加热功率分量与一列中加热区101的数量减1、沿一区域的馈线电阻和加热电阻成正比。对于包含横向延伸的10个加热区101的加热阵列以及所寻求的10％的串扰，这需要R_feed(馈线301的电阻)/R_heat(加热线302的电阻)＝1/90的电阻比，并且对于包含横向延伸的15个加热区101的加热阵列，这导致R_feed/R_heat＝1/140。馈线301和加热线302的电阻可以通过线路宽度、层厚、材料选择以及通过有效线路长度来设置。根据本发明的这种光学元件具有100至225个加热区。

绝对电阻R＝U/I的最大值受限于所需电压U，以实现预定的加热功率。在低于或等于200V的工作电压下，电子和连接组件可以紧凑地予以实现。虽然可以想到采用更高的工作电压，但为了避免电击穿并确保电子组件的介电强度，更高的工作电压需要更高的花销。

可能的最低馈线电阻的下限受限于最大允许导线截面以及适当的导电材料的电阻率，而最大允许导线截面又受限于允许区域覆盖。在本例中，纯净元素具有可能的最低电阻率；合金的电阻率通常高于纯净元素的电阻率。对于预定长度的加热区101以及预定的截面限制，可能的最小电阻受限于可用导电材料的电阻率。举例而言，具有低电阻率的金属，如银、铜、金、铝、钨(Wo)、钼、锡、或镍都适于作为馈线301的材料。

通常，应当争取使馈线电阻尽可能低。较高的加热线302电阻可以通过相对于馈线301的截面减小加热线302的截面予以实现。此外，加热线302的有效长度可以通过曲折的构造加以延长，从而提高加热线302的总电阻。理论上，可以通过有效长度任意提高加热线电阻，但这对于区域覆盖而言是不利的，因此优选地长度系数在1-50之间。

此外，可以为所要加热的区域101内的加热线302选择电阻率大于馈线301电阻率的第二导体材料。举例而言，可以选择具有较高电阻率的金属，如镍、铂、或铬，或半导体如硅或锗，作为加热线302的材料。在可选实施例中，通过掺杂满足要求所需的杂质元素来最优地调节所用材料的电阻率。就金属而言，可以通过掺杂或引入合金成分来任意提高电阻率；就半导体而言，可以通过引入掺杂元素来任意降低电阻率。

这可以通过对一部分导体轨道进行掺杂，特别是对馈线和/或加热线进行掺杂予以实现。

图17示出了馈线301、曲折的加热线302、以及各部分间的过渡区306的实施例。为了避免加热线302内角处电流密度过高，至少在某些部分使加热线302的走线按半径弯曲。

作为一可选方案，还可以提供相位(phase)。此外，需要在两种材料的过渡区306中配备具有较大重叠区的过渡区，以减小过渡区306内的电流密度，从而消除边界层处电机劣化的危害。如果在两个独立的光刻工艺中形成馈线301和加热线302的图案，那么扩大了的重叠区可以减小覆盖要求。

由于就加热线302而言，根据需求，需要寻求层厚尽可能小的极细线路，以将电阻设置为所期望的大小，因此，此处由于收缩、材料细薄、层缺陷、抗蚀剂缺陷、粒子以及缝合缺陷的缘故，受缺陷影响的风险有所提高。图18示出了对于这样的局部缺陷而言健壮的配置。此时，将加热线302的多个曲折部分而不是单独的曲折部分平行配置，并以规则的间距与旁路307横向连接。如果多个部分之一发生了局部缺陷，电流就通过旁路307和相邻的曲折部分绕过该位置。

根据每个光学元件1的加热区101数量和每个加热区101的加热线302数量，必须电接触-连接几百至几千条导线。如图16所示，可以在加热阵列100的一侧将所有馈线合并在一条公共母线305处。在相对一侧，可以通过电桥303合并被分配给同一加热区101的所有导体轨道3。这样做可以减小连接至多个有源驱动加热区101的连接线的数量。

在一优选实施例中，电桥303是借助于具有导体结构的第二级来实现，所述第二级通过适当的电介质与具有导体轨道3的第一级电绝缘。与加热区101相关的所有馈线301通过接触-连接孔与电桥303相连。因此，同驱动器电子装置的电连接可以通过第二级上的接触区或第一级上裸露的接触区来实现；图19示出了该解决方案的基本图解。

在一可选实施例中，电桥303由键合线实现，因此可以不用形成第二级的图案。

在另一可选实施例中，电桥303以连接板实现。在本例中，虽然接触-连接点的数量与导体轨道3的数量相对应，但将引出线路的数量减少为加热区101的数量。

在利用上述方式减少线路数量后，与加热区或加热线数量相对应的引出线路的数量通常为上百至几千条。因此，由于由电馈线引入的力和力矩会导致变形、倾斜和光学元件1位置的改变，并且进一步引起光学像差，因此这种方案的目的还在于，尽可能以无外力作用的方式将多条连接线路连接至根据本发明的光学元件1。

在第一实施例中，电连接通过向转换板上进行导线键合来实现，所述转换板在机械上同光学元件101去耦合。由于可以将键合线选得很细，并且对于最小化机械刚度(stiffness)而言，弓形的几何结构是很有利的，因此键合桥构成具有最小机械刚度并因而具有最佳机械退耦的电连接。

作为一种可选方案，如图20所示，可以将柔性导体膜350用于电连接。采用这种方式，在这种情况下，可以将被分配给加热区101的所有馈线301依次对齐配置在柔性导体膜的同一接触-连接轨道351上，从而减小接触-连接复杂度。此外，可以将与一行相关的接触-连接轨道配置在同一导体膜350上。为了减小柔性导体薄膜350的表面刚度(area stiffness)，可以将其压成S形或与风箱近似的多个波纹。此外，在沿接触-连接串的各个部分中对柔性导体膜350开槽，以防止柔性导体膜350的表面刚度产生能够导致光学元件变形的剪切应力。用于将柔性导体膜350电接触-连接至根据本发明的光学元件的接触点的适当方法为：导电粘合剂，各向异性导电粘合剂或胶带，各向异性导电带，通过冲压钎焊(stamp soldering)、炉中钎焊(furnace soldering)、热空气钎焊(hot air soldering)或激光钎焊(laser soldering)实现的焊接连接，以及导线键合。

为了避免漏电电流和击穿，可以将光学元件上的导体轨道嵌入SiO₂层或其他透光介电层。这样的层覆盖由图案形成工艺引起的可能的表面缺陷和粗糙部分，并且可以对该层进行过抛光，以实现所需的光学元件的表面精度。

在本发明中另外出现的问题区域在于由导体轨道产生的散射光区域，其具有导体轨道的增大区域覆盖。本发明的以下实施例针对显微光刻用的投影物镜进行了详细说明。然而，对于其他光学系统也可以想到这些实施例。

除了区域覆盖以外，投影曝光装置的晶片面中由导体轨道引起的散射光分量还可能依赖于导体轨道相对于扫描方向的取向。根据本发明的光学元件的下游场位置中的场光阑(field diagram)能够吸收相当比例的由导体轨道引起的散射光，使得所述散射光无法入射到所要曝光的晶片上。在本例中，场光阑的有利形状与物场(object field)的像对应，特别地与扫描场的像对应。由于扫描狭缝在沿扫描方向上的宽度远远窄于垂直于扫描方向上的长度，因此可以垂直于扫面方向配置导线，使散射光沿扫描方向发生衍射，从而借助该方向上更窄的场孔径，使得同使散射光沿垂直于扫描方向发生衍射时相比，吸收更多的散射光。

以下给出了其他可能方案，通过这些方案，可以减小由根据本发明的光学元件引起的、或由在导体轨道或热致动器处的散射或衍射引起的所谓散射光或同义的虚光(spurious light)：

虚光通常是在衍射位置处的传播方向偏离于有用方向(即偏离于被规定为有用光辐射的方向)的光。如果所述衍射发生在近瞳区，那么这种方向改变将被转换为像的位置改变，导致所谓的重像或鬼影。

当虚光通过任何有用光束路径未经过的位置时，能被吸收。举例而言，如果虚光是近瞳产生的，并且虚光的光瞳区是在近场产生的，那么所述位置位于中间像的区域中。根据本发明，在上述相应位置，可以将衍射行为修正装置同虚光光阑结合。在将根据本发明的光学元件放置于光学系统(如投影物镜)中沿光线方向的第一中间像的上游的情况下，中间像附近的虚光光阑可能是有优势的。

设计这样的虚光光阑的示例方法包括以下步骤：

1.设计光学修正元件

2.确定其衍射行为

3.计算有用光束路径以及衍射光通过系统的光路。例如，这可以通过在基于射线的仿真环境下在系统中布置测试区，并在各种情况下计算所述测试区上的有用辐射和虚光通过的那些区域，来予以实现。

4.确定虚光通过但有用光未通过的物镜区域。这可以通过形成有差异的多组如第3点所述的测试区区域来实现。

5.测试这些物镜区域是否适合放置虚光光阑。如果适合，在这些位置放置虚光光阑。

因此，通过设计和放置虚光光阑，预计可以基本满足以下条件：

-有用光束路径中的光不受影响地通过虚光光阑

-至少一部分在正常辐射时被导体轨道或热致动器衍射的光撞上虚光光阑。

在具有上述矩形场的系统中，场在正交于扫描方向大于扫描方向。相应地，沿上述场较“短”的方向比沿与该方向垂直的方向更容易吸收虚光。因此，可以更容易地吸收从而减小通过取向垂直于扫描方向的直线导体轨道的散射光。

本发明的一种变型为，将根据本发明的光学元件放置在光瞳面内或光瞳面附近，而将虚光光阑置于离场更近的位置，并至少沿短场方向横靠有用光束路径来安装虚光光阑。

沿光线方向被配置在根据本发明的光学元件下游的至少一孔径光阑的使用也实现了抑制虚光的可能。

光学投影物镜的最后的区域也构成了可以吸收虚光的位置。

下面将介绍根据本发明的光学元件的其他替代实现形式：

为了应用导体轨道或热致动器，适于使用面平行板(plane-parallelplate)作为光学元件。该配置的替代方案为，将导体轨道或热致动器配置在弯曲的(适当情况下非球面)区域上。在本例中，弯曲表面可以具有小于10000mm，优选小于5000mm的曲率半径。为此，可以将一元件挤在另一弯曲元件上，对它们进行加工，并平面形式构造它们。当挤压释放后，将形成弯曲的、结构化表面形式。将导体轨道或热致动器配置在弯曲区域上的原因可包括：例如在相关区域中发生了高度的光束偏转，因而相关元件对折射率的改变反应极其敏感的情况下，在适合的子孔径(subaperture)区域中缺乏结构空间，或者在有限的功率下对折射率改变的所需放大。

此外，由于其他原因光学元件能够被划分为不同的独立元件，并由于这种无论如何十分必要的划分，将自身呈现为诸如导体轨道或热致动器等修正装置的载体。

为了实现根据本发明的光学元件，还可以想到使用在紫外范围内呈现固有双折射特性的结晶光学材料，如氟化钙、氟化钡、氟化钡锂、其他氟化物、LuAG(镥铝石榴石)或尖晶石。为了使系统中得到的双折射保持在低水平，已提出将这些元件分离为具有不同晶体取向以及关于光轴具有不同旋转位置的部分元件，使得总体效果不会超过容限。

举例而言，可以将沿[100]、[111]或[110]方向的结晶主轴取向为沿系统光轴的方向；可以在不同的文献中找到相应的补偿方案。

在本发明的另一可选变型中，还可以想到将由导体轨道或热致动器引起的不可避免的衍射现象用作期望的衍射光学效果。换言之，应用在光学元件上的导体结构具有期望的光学行为和期望的热行为。

根据本发明的光学元件的设计或应用的修正策略：

对于根据本发明的光学元件的设计或应用的修正策略，应当特别考虑它们的修正能力是有限的，这是由于例如最大容许电流表现为一个限制性因素。因此，在一个示例中，提出将根据本发明的光学元件与传统操纵器(波长、气体组成、气压、和气体温度、光学元件的刚体运动、或光学元件从边缘的弯曲)结合，并使用这些传统操纵器执行行程密集(travel-intensive)的粗略调谐，而只利用根据本发明的光学元件实现更精细的调节。如果已知原则上能够在两个方向激发特定的修正自由度，却仅仅在一个方向上需要修正自由度，那么可以在系统(在根据本发明的光学元件处或在等效的子孔径位置的某些其他光学部件处)中产生沿所需方向的偏移(如，通过非球面化进行)，使得由操纵器沿无用的修正方向运动而产生零状态。此时，可以通过将操纵器从该“无用”修正方向移动回来以实现期望的修正行为。同不使用上述偏移的过程相比，得到可用于波前修正的加倍的调节范围。

为了补偿生产偏差，在开始时为根据本发明的光学元件创建校准数据记录是十分有利的。为此，以定义的电流强度驱动各局部区域，并以干涉测量法测量所导致的对波前的影响。之后，基于该信息驱动局部区域，以获得局部温度改变的高度精确光学行为。

在一个示例中，根据本发明的光学元件可以被设计为可更换部件。因此，在一个示例中，根据本发明的修正装置适于投影曝光装置的优选应用，即例如适于偶极子或四极子照明。此外，可更换部件因表面形状不同能够具有不同的非球面效果，或者被设计为对因例如压缩导致的投影物镜的特定改变进行修正。

如果光学元件被实现为面平行板，那么设计所述光学元件使得其可以沿光轴在发散或会聚光束路径中发生移位是十分有益的。由于沿光轴进行移位的缘故，子孔径比因发散光束路径略微改变，使得在各种情况下光学元件都可以工作于系统状态的最佳区域。例如当在不同的子孔径范围内寿命和透镜加热效果十分明显，并且根据系统已被使用的使用率和使用时间引起不同程度的扰动时，这样的移位可能是十分有益的。通常，就其位置(离心、优选地关于与光轴平行或垂直的轴的倾斜、旋转)而言，光学元件也是可变的，和/或被特别设计为能够进行散光(astigmatic)、三叶(three-leaf)或四叶(four-leaf)苜蓿变形(clover deformation)(在导体轨道或热致动器的负载极限的情况下)。自然，当光学元件位于光束路径的非发散或会聚部分时，也可以提供光学元件的上述旋转/倾斜移位。

如果投影曝光装置用于不同的工作模式，那么提供将根据本发明的光学元件快速更换为未结构化的(unstructured)、并且具有与非驱动的根据本发明的光学元件相同光学行为的光学元件可能是十分有利的，在所述不同的工作模式中，第一模式(例如，具有均匀透镜加热)产生较小的波前像差，但对虚光反应灵敏，而第二工作模式产生显著的加热效果但对虚光耐受性更强。在第一工作模式下在光束路径中使用未结构化且因而不产生虚光的光学元件。在第二模式下，使用根据本发明的光学元件，并且利用该元件修正由例如第二模式的非均匀加热引起的波前像差。

因此，如果根据本发明的光学元件被设计为能够在投影曝光装置工作期间进行更换，即特别地被机械可更换固定器固定并针对简单的存取能力采取了预防措施，那将是十分有利的。

为了能够方便地设计根据本发明的光学元件，必须尽可能精确地了解需要修正的扰动。在第一情况下，该信息可以通过在投影曝光装置工作期间测量投影曝光装置上的波前像差来获得。作为该方案的替换方案，利用随时间平均恒定的辐射，可以推断出吸收的光量和建立的温度分布。因此，可以由此计算出时间发展像差，并将其用作修正的基础。在本例中，所述推断可以基于同时进行的快速仿真计算，或者根据基于波前像差测量的先前校准来进行。在任何情况下，如果发生了辐射变化和/或照明变化，那么优选地应当在相对短的时间间隔执行测量(例如，在掩模(reticle)和/或照明改变之后立即进行)。在这样的情况之后，时间发展将进展地特别迅速，使得在第一种情况下可以使系统测量频率适应于相对于辐射最近变化的时间间隔以及系统时间常数(最初通过计算或测量是已知的)。如果系统达到静态(“达到饱和”)，那么必须以较低频率实现测量，并且投影曝光装置的曝光晶片的吞吐量相应增加。

从整个投影物镜的角度提出的另一的问题是，在哪个位置配置根据本发明的光学元件。在本例中，应在根据本发明的光学元件对投影物镜的光辐射波前的光学影响的意义下，理解所述位置。

以下，将以示例方式解释根据本发明的光学元件在光学系统中的某些优选位置。在本例中，将所谓近轴子孔径比(paraxial subaperture ratio)用作系统中位置的度量。

近轴子孔径比由下式给出：

$\frac{r}{\left|h\right|+\left|r\right|}\mathrm{sgnh}$

其中，r表示近轴边缘光线(marginal ray)高度，h表示近轴主光线(principlaray)高度，符号函数sign x表示x的符号，其中，应当声明sgn0＝1。近轴边缘光线和近轴主光线的定义在Michael J.Kidger的″FundamentalOptical Design″，SPIE PRESS，Bellingham，Washington，USA给出，并一并于此作为参考。

近轴子孔径比是一个有符号变量，是光束路径中的平面与场或光瞳的接近程度度量。根据定义，子孔径比被归一化为-1和1间的值，0近轴子孔径比对应于各场平面(field plane)，并且从-1到+1或从+1到-1的近轴子孔径比跳变对应于各光瞳面(pupil plane)。对于本申请，相应地0近轴子孔径比表示场平面，而幅度为1的近轴子孔径比确定了光瞳面。

因此，近场平面具有接近于0的近轴子孔径比，而近瞳平面具有幅度接近于1的近轴子孔径比。近轴子孔径比的符号表示平面的位置在参考面之前或之后。例如，为了定义可以使用相关区域中的彗形光线(coma ray)的贯穿点(piercing point)的符号。

如果光束路径中的两个面具有相同的近轴子孔径比，就称其共轭。光瞳面彼此共轭，场平面也如此。

在本例中，在一个示例中，可以将根据本发明的光学元件或根据本发明的配置设置在系统中的如下位置处，在该位置，针对根据本发明的第一元件或根据本发明的第一配置，近轴子孔径比幅度大于0.8(优选大于0.9)。此外，或在一可选实施例中，可以存在近轴子孔径比幅度小于0.9(优选小于0.8)的根据本发明的光学元件或根据本发明的配置。此外，可以存在子孔径比幅度小于0.8、且子孔径比符号与第二元件或第二配置的子孔径比符号相反的根据本发明的另一光学元件或根据本发明的另一配置。

在一个实施例中，针对被配置在投影物镜中不同位置的根据本发明的两个光学元件，各自的近轴子孔径比彼此相差至少0.15，优选相差0.3。

WO 2003/075096A2中也示出了图201中的折射(dioptric)投影物镜37，本申请合并了其全部内容，所述折射投影物镜37包含被设计为平板的光学元件211。该平板是以可更换方式设计的。在光学元件211的根据本发明的一个配置中，光学元件211装配了根据本发明的导体轨道，并且是可更换和/或不可更换的。所述平板位于与0.9和1.0间的子孔径比相对应的位置。为了避免散射光，可以在沿光束路径方向的最后一个光学元件和晶片(此处未示出)间为根据本发明的投影物镜37配备散射光光阑221。

图202中的反射折射(catadioptric)投影物镜37包含被设计为平板的光学元件212。在光学元件212的根据本发明的一个配置中，光学元件212装配了根据本发明的导体轨道，并且是可更换和/或不可更换的。所述平板位于与-0.8和-0.9间的子孔径比相对应的位置。因此，该平板与前一示例性实施例相比离场稍近。为了避免散射光，可以在投影物镜37的光瞳面中为根据本发明的投影物镜37配备散射光光阑222。

WO 2005/069055A2也示出了图203中的反射折射投影物镜37，本申请合并了其全部内容，所述反射折射投影物镜37包含被设计为平板的光学元件213。该平板是以可更换方式设计的。在光学元件213的根据本发明的一个配置中，光学元件213装配了根据本发明的导体轨道，并且是可更换和/或不可更换的。所述平板位于与接近于1的子孔径比相对应的位置，该位置对应于投影物镜37的光瞳面。为了避免散射光，可以在中间像附近为根据本发明的投影物镜37配备散射光光阑223。在本例中，散射光光阑可以具有中间像平面中扫描狭缝的像。

同样，可以将本发明使用在显微光刻用的反射(catoptric)投影物镜中。

在本发明的上述三个示例性实施例中，除了使用一个根据本发明的光学元件，还可以在不同的位置使用多个这样的光学元件，以提高修正的可行性。

如果使用两个或一般地多个根据本发明的光学元件，避免莫尔效应就成为了本发明中额外存在的问题。本发明的以下实施例针对显微光刻用投影物镜进行了详细说明。然而，对于其他光学系统也可以想到这些实施例。

一种避免莫尔效应的可行方案是：相对于光学元件导体轨道的取向，将根据本发明的光学元件以方位角交错的方式加以配置。例如，可以实现90°的交错。在本例中，为了避免不得不完全放弃导体轨道与投影曝光装置的扫描方向垂直的取向(如上所述，就散射光工程学而言是有利的)，只令各根据本发明的光学元件的导体轨道相对彼此进行略微的(特别地，小于5°)方向角交错，如图21所示。可以对根据本发明的多个独立光学元件，执行这样的交错。然而，还可以在单个根据本发明的光学元件中，实现这样的交错。

图241示出了集成有根据本发明的所述光学元件的、半导体光刻用的投影曝光装置31。该装置用于向涂有感光材料的基板上曝光出结构，以便制造半导体组件(如计算机芯片)，所述基板通常主要由硅构成，并被表示为晶片32。

在本例中，投影曝光装置31主要包括：照明设备33，用于接收和精确定位带有结构的掩膜的设备34，用于在晶片32上确定稍后的结构的所谓掩模35，用于安装、移动、并精确定位所述晶片32的设备36，以及成像设备(即投影物镜37)，投影物镜37包括借助于固定器39安装在投影物镜37的物镜罩40中多个光学元件38。在本例中，根据本发明的光学元件1可以被配置在投影物镜37或照明设备33中的任意期望位置。

在本例中，基本功能原理规定将引入掩模35的结构成像在晶片32上；成像通常是以缩小方式进行的。

实现曝光后，进一步沿箭头方向移动晶片32，从而将多个独立场曝光在同一晶片32上，这些场分别具有由掩模35指定的结构。在本例中，可以在晶片和掩模彼此相对静止(晶片步进器)或晶片和掩模相对运动期间执行曝光过程本身。

照明设备33提供将掩模35在晶片32上成像所需的投影光束41，例如，光或类似的电磁辐射。可以用激光等作为辐射源。在照明设备33中利用光学元件对辐射成形，使投影光束41在撞上掩模35时具有期望特性：偏振、均匀场照明(“均匀性”)或强度特性、远心性(telecentricity)、场边缘遮挡、具有对称要求的专用瞳填充(双极子、四极子、环形)。

利用光束41，产生掩模35的像，并如上所述利用投影物镜37以对应缩小的方式将其转移至晶片32。投影物镜37具有多个独立的折射、衍射和/或反射光学元件38，如透镜、反射镜、棱镜、端板(terminating plate)等。

Claims (101)

1、一种光学元件(1)，用于对能够施以光辐射的光学系统的波前像差进行至少部分空间分解修正，所述光学元件包括：对所述光辐射为光学活性的区域、以及位于所述光学活性区中的导体轨道(3)，其中，所述导体轨道至少在相对于光辐射的入射方向的横截面中具有至多50微米的直径。

2、根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述导体轨道形成局部加热区，所述局部加热区实现横向上少于30毫米的空间分解修正。

3、根据权利要求1或2所述的光学元件，其中，所述波前像差包含：角向和/或径向高阶成像像差。

4、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述加热区能够产生的温度特性是光辐射在所述光学元件中能够产生的温度特性的逆温度特性。

5、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道至少在相对于光辐射入射方向的横截面中具有至多1微米或0.5至0.01微米之间的截面，和/或导体轨道的间距在0.01和1毫米之间，优选在0.05到0.5毫米之间，更为优选为近似0.1毫米。

6、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述光学元件是透镜、会聚透镜、发散透镜、菲涅耳透镜、菲涅耳波带片、平板、楔形板、反射镜、或分束器。

7、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述光辐射的波长在0.01至1微米的谱范围内。

8、根据权利要求7所述的光学元件，其中，所述光辐射的波长约为248、193或13纳米。

9、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述光学活性区具有透光部分，所述透光部分包括所述导体轨道的至少一部分。

10、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道具有用于驱动的电连接元件。

11、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述波前像差包括：能够由所述光学系统中另一光学元件的压缩和/或松疏引起的成像像差。

12、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道被置于所述光学元件表面的区域中。

13、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述光学元件(1)由第一基板(1a)和第二基板(1b)构成，并且所述导体轨道(3)被配置在所述两块基板之间。

14、根据权利要求13所述的光学元件，其中，所述第一基板(1a)通过粘接层(4)连接至所述第二基板(1b)。

15、根据权利要求13或14所述的光学元件，其中，所述导体轨道(3)被配置在切口(5)中。

16、根据权利要求13至15中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道(3)被光学层(6)覆盖，所述光学层(6)是减反射或高反射层。

17、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道的截面是梯形的，和/或所述导体轨道的边缘和/或角落是圆形的。

18、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道的缠绕存在于与能够施以光辐射的区域互补的区域中。

19、根据权利要求18所述的光学元件，其中，能够施以所述辐射的所述区域具有偶极子或四极子的形式。

20、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道的缠绕存在于能够施以光辐射的区域中，并且所述光学元件在光辐射的波长下具有dn/dT，所述dn/dT的符号与能够施以光辐射的光学系统中另一光学元件的dn/dT符号相反。

21、根据权利要求20所述的光学元件，其中，所述光学元件由氟化钙构成；所述另一光学元件由石英玻璃构成，并且所述光辐射的波长约为193纳米。

22、根据权利要求20所述的光学元件，其中，所述光学元件由石英玻璃构成，所述另一光学元件由氟化钙构成，并且所述光辐射的波长约为193纳米。

23、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道(3)沿光辐射的传播方向在光学元件(1)的俯视图中以矩阵形式配置。

24、根据权利要求1至22中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道(3)沿光辐射的传播方向在光学元件(1)的俯视图中以星形方式或旋转对称地成放射状配置。

25、根据权利要求23所述的光学元件，其中，所述矩阵结构是等距或非等距的。

26、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道通过电阻器(8)、二极管、齐纳二极管、或其组合在沿光辐射的观察方向在光学元件(1)的俯视图中看到的交叉点处连接在一起。

27、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道由至少一个阻性层(9)彼此隔开。

28、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道通过具有较小截面的其他导体轨道连接。

29、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述加热区(101)能够独立驱动。

30、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，在各种情况下加热区(101)的导体轨道通过电桥(303)和/或通过公共母线电接触连接在一起。

31、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，存在100至225个之间的加热区(101)。

32、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道能够以约200伏特的工作电压工作。

33、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道被分为馈线和加热线，并且所述馈线具有比所述加热线和/或一些所述导体轨道低的电阻率，特别地，针对馈线和/或针对加热线进行掺杂。

34、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道被分为馈线和加热线，所述馈线由银、铜、金、铝、钨、钼、锡、或镍构成，所述加热线由镍、铂、或铬、或半导体如硅或锗构成。

35、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述加热线的线路至少在某些部分按半径弯曲。

36、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述加热线(302)以曲折方式分布，并且一些加热线通过旁路(307)连接。

37、根据权利要求10至36中任一项所述的光学元件，其中，存在上百或上千的连接元件，所述连接元件通过引线键合或柔性导体薄膜(350)连接至转换板，其中，所述导体薄膜(350)被折叠和/或开槽和/或通过导电粘合剂连接至所述导体轨道。

38、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述导体轨道被嵌入所述光学元件上的透光电介质中，特别是SiO₂。

39、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述光学元件由结晶材料，特别是氟化钙、氟化钡、氟化钡锂、镥铝石榴石或尖晶石构成。

40、根据权利要求39所述的光学元件，其中，所述光学元件包含两个部分元件，所述两个部分元件具有彼此不同的晶体取向。

41、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述光学元件被设计为可更换部件。

42、根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述光学系统是用于显微光刻的投影物镜。

43、一种用于显微光刻的投影物镜，包含权利要求42所述的光学元件1。

44、根据权利要求43所述的投影物镜，其中，所述光学元件被置于所述投影物镜的光瞳面内。

45、根据权利要求43或44所述的投影物镜，其中，所述投影物镜是折射、反射、或反射折射型的。

46、根据权利要求43至45中任一项所述的投影物镜，所述投影物镜确保波前的空间分解修正达到投影物镜光瞳直径的10％至15％。

47、根据权利要求中43至46中任一项所述的投影物镜，其中，所述投影物镜配备了场光阑(215)，和/或配备了孔径光阑(213)，和/或配备了位于投影物镜最后的光学活性区的下游的光阑(211)，所述场光阑(215)被配置于光学元件的下游，并且特别地具有中间像平面中物场的像的形状。

48、根据权利要求43至47中任一项所述的投影物镜，其中，所述投影物镜包括现有操纵器。

49、根据权利要求43至48中任一项所述的投影物镜，其中，所述光学元件是：可移动的，特别地，能够沿光辐射方向移位；和/或可变形的，特别地，能够进行散光和/或三叶和/或四叶苜蓿变形。

50、根据权利要求43至49中任一项所述的投影物镜，其中，所述光学元件被配置在投影物镜中与幅度大于0.8或大于0.9的子孔径比相对应的位置。

51、根据权利要求43至50中任一项所述的投影物镜，其中，所述光学元件被配置在投影物镜中与幅度小于0.9或小于0.8的子孔径比相对应的位置。

52、根据权利要求50所述的投影物镜，其中，根据权利要求1至42中任一项所述的第二光学元件被配置在投影物镜中与幅度小于0.8的子孔径比相对应的位置，并且其中，所述光学元件和第二光学元件的子孔径比的符号不同。

53、根据权利要求43至52中任一项所述的投影物镜，其中，根据权利要求1至42中相应项所述的多个光学元件被配置在投影物镜中与幅度差为0.15或0.3的子孔径比相对应的位置。

54、根据权利要求43至53中任一项所述的投影物镜，其中，所述投影物镜包括权利要求1至42中任一项所述的第二光学元件，并且其中，相对于所述光学元件和第二光学元件各自的导体轨道的取向，将所述光学元件和第二光学元件在方位角上以彼此交错的方式成对旋转90°或旋转5°以下的角度。

55、一种投影曝光装置，包括权利要求43至54中任一项所述的投影物镜。

56、根据权利要求55所述的投影曝光装置，包括：控制计算机和波前传感器。

57、根据权利要求1至42中任一项所述的光学元件(1)的应用，或根据权利要求43至54中任一项所述的投影物镜的应用，或根据权利要求55或56所述的投影曝光装置的应用。

58、一种用于对能够施以光辐射的光学系统的波前像差进行至少部分空间分解修正的方法，包括驱动光学元件(1)，所述光学元件包括对所述光辐射为光学活性的区域、以及位于所述光学活性区内的导体轨道(3)，其中，所述导体轨道至少在相对于光辐射的入射方向的横截面中具有至多50微米的直径，并且其中，对所述光学元件的驱动通过电驱动所述导体轨道来实现。

59、根据权利要求58所述的方法，其中，所述导体轨道形成局部加热区，所述局部加热区实现横向上少于30毫米的空间分解修正。

60、根据权利要求58或59所述的方法，其中，所述波前像差和/或所述光辐射是时变的，并且对所述光学元件的时变驱动通过对所述导体轨道进行时变电驱动来实现。

61、根据权利要求58至60中任一项所述的方法，其中，所述波前像差包括：径向和/或角向高阶成像像差。

62、根据权利要求58至61中任一项所述的方法，其中，电压以脉冲方式施加于所述导体轨道(3)。

63、根据权利要求58至62中任一项所述的方法，其中，对光学系统的其他光学元件中的均匀性和/或电压像差进行修正。

64、根据权利要求58至62中任一项所述的方法，其中，通过去耦变换在驱动侧去耦加热区的寄生加热功率。

65、根据权利要求58至64中任一项所述的方法，其中，利用现有的操纵器进行粗略修正。

66、一种对权利要求55或56所述的用于显微光刻的投影曝光装置进行操作的方法。

67、根据权利要求66所述的方法，其中，所述投影曝光装置是权利要求56所述的投影曝光装置，控制计算机使用来自波前传感器的信息来驱动导体轨道，以执行权利要求58至65中任一项所述的方法。

68、根据权利要求66或67所述的方法，其中，所述光学元件被更换，特别被更换为另一未结构化的光学元件，或者未结构化的另一光学元件被更换为所述光学元件。

69、根据权利要求66至68中任一项所述的方法，其中，所述光学元件被移动，特别地沿光辐射方向移位；和/或被变形，特别地进行散光和/或三叶和/或四叶苜蓿变形。

70、根据权利要求66至69中任一项所述的方法，其中，通过测量和/或仿真和/或推断投影物镜中的温度分布，来确定要在所述光学元件中设置的温度分布，并且执行修正计算。

71、根据权利要求67至70中任一项所述的方法，其中，在掩模和/或照明改变之后执行驱动。

72、一种光学元件(1)，包括至少一个光学活性区，所述光学活性区具有至少一个导体轨道(3)，所述导体轨道以分布式方式配置在所述光学活性区区域中，所述光学活性区与入射到光学活性区上的电磁辐射的交互能够受对导体轨道(3)进行电驱动的影响，其特征在于：所述至少一个导体轨道(3)至少在与光辐射的入射方向正交的截面中具有小于50微米的尺寸。

73、根据权利要求72所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件(1)关于入射到光学活性区上的辐射至少部分透射和/或部分反射。

74、根据权利要求72至73中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件(1)是透镜、反射镜、或分束器设备。

75、根据权利要求72至74中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件具有衍射结构。

76、根据权利要求72至75中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件(1)包括两块基板(1a，1b)，所述两块基板彼此连接并且两块基板之间配置了所述导体轨道(3)，至少一块基板(1a)具有光学活性区。

77、根据权利要求72至76中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件(1)包括具有至少一个切口(5)的至少一块基板(1a)，所述导体轨道至少部分地被配置在所述切口(5)中。

78、根据权利要求72至77中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件(1)包括表面，并且所述导体轨道(3)至少部分地被敷设在所述表面上。

79、根据权利要求72至78中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述覆有导体轨道(3)的表面包括至少部分覆盖所述导体轨道(3)的层(6)。

80、根据权利要求79所述的光学元件(1)，其特征在于：所述层(6)是反射层、高反射(HR)层或减反射(AR)层。

81、根据权利要求72至80中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：垂直于所述导体轨道(3)纵向的导体轨道(3)的截面近似地呈矩形、梯形或长斜方形的轮廓。

82、根据权利要求81所述的光学元件(1)，其特征在于：所述轮廓具有非规整形状的边缘。

83、根据权利要求72至82中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件包括导体轨道(3)，所述导体轨道(3)沿其纵向具有二维和/或三维的波浪形结构。

84、根据权利要求72至83中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：至少两个导体轨道(3)被配置为相互并行。

85、根据权利要求72至84中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：至少两个导体轨道(3)被配置为彼此成非0°的角。

86、根据权利要求72至85中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：第一组导体轨道(3)被配置为相对于第二组导体轨道(3)成非0°的角，第一和第二组导体轨道(3)在交叉点(19)处交叉。

87、根据权利要求86所述的光学元件(1)，其特征在于：所述交叉点(19)彼此电连接。

88、根据权利要求86或87所述的光学元件(1)，其特征在于：至少一组导体轨道(3)具有等距导体轨道(3)排列。

89、根据权利要求86至88中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：至少一组导体轨道(3)具有非等距导体轨道(3)排列。

90、根据权利要求72至89中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：多个导体轨道(3)以星形方式配置。

91、根据权利要求72至90中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：在两个可独立驱动的导体轨道(3)之间，将至少一附加电阻器(8)电连接至相应的导体轨道(3)。

92、根据权利要求72至91中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件包括彼此连接的至少两块基板(1a，1b)，并且之间配置了电阻器(8)的导体轨道(3)在两块基板(1a，1b)间被配置在至少两个平面内。

93、根据权利要求72至92中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件(1)包括彼此相连的至少两个基板(1a，1b)，并且连接至电阻器(8)的导体轨道(3)被至少部分地配置在至少一个基板(1a)中。

94、根据权利要求72至93中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：所述光学元件(1)包括导体轨道(3)，所述导体轨道(3)在层叠配置的两个区域中的至少一部分中位于表面处，至少一电阻器(8)被配置在所述区域之间。

95、根据权利要求92至94中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：至少在其中配置了导体轨道(3)的平面或区域之间的一部分中配置绝缘层。

96、根据权利要求72至95中任一项所述的光学元件(1)，其特征在于：为了提高导体轨道(3)的电阻，所述导体轨道(3)的截面至少在一部分中以收缩形式形成。

97、一种用于影响光学元件(1)的光学行为的方法，所述光学元件如权利要求72至96中任一项所述，包括至少一个被配置在光学活性区区域中的导体轨道(3)，通过对至少一导体轨道(3)进行电驱动，以对所述光学元件(1)进行局部加热。

98、根据权利要求97所述的方法，用于改进投影曝光装置(31)的成像特性。

99、权利要求72至96中任一项所述的光学元件(1)的应用，用于影响光学成像系统的成像行为。

100、权利要求72至96中任一项所述的光学元件(1)在半导体光刻用的投影曝光装置(31)的光学成像系统中的应用。

101、一种用于半导体光刻的投影曝光装置(31)，其特征在于：所述投影曝光装置(31)具有至少一个权利要求72至96中任一项所述的光学元件(1)。

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