DE102005019726A1

DE102005019726A1 - Projection objective lens mounting and aligning method, for lithography, involves assembling optical units to form lens, which is mounted/aligned based on azimuth angular position, which is determined based on inhomogeneities of one unit

Info

Publication number: DE102005019726A1
Application number: DE200510019726
Authority: DE
Inventors: Artur Dr. Högele; Jürgen Müller; Boris Bittner; Toralf Gruner; Norbert Wabra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2006-10-26

Abstract

The method involves providing optical units (32-38) and measuring material inhomogeneities of one unit independent of the other units. An optimal azimuth angular position for the optical unit with reference to a longitudinal axis of the light dispersion is determined based on the measured inhomogeneities. The optical units are assembled to form a projection objective lens, which is mounted and aligned based on the angular position. An independent claim is also included for a projection objective lens for lithography for illustration of a sample arranged in an object plane.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage/Justage eines Projektionsobjektivs für die Lithographie zur Abbildung eines in einer Objektebene angeordneten Musters auf ein in einer Bildebene angeordnetes Substrat, wobei das Projektionsobjektiv eine Mehrzahl optischer Elemente aufweist, die entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen der Objektebene und der Bildebene angeordnet sind.The The invention relates to a method for mounting / adjusting a projection lens for the Lithography for imaging one arranged in an object plane Pattern on a arranged in an image plane substrate, wherein the projection lens has a plurality of optical elements, along a light propagation direction between the object plane and the image plane are arranged.

Die Erfindung betrifft ferner ein Projektionsobjektiv der zuvor genannten Art.The The invention further relates to a projection objective of the aforementioned Art.

Derartige Projektionsobjektive werden in lithographischen Verfahren zur Herstellung von beispielsweise Halbleiterbauelementen, Bildaufnehmerelementen, Displays und dgl. verwendet.such Projection objectives are used in lithographic processes for the production of, for example, semiconductor devices, imager elements, Displays and the like used.

Die Mehrzahl optischer Elemente, aus denen ein solches Projektionsobjektiv aufgebaut ist, können allesamt Linsen oder allesamt Spiegel sein, oder die Mehrzahl optischer Elemente kann eine Kombination von Linsen und Spiegeln darstellen. Im letzteren Fall wird ein solches Projektionsobjektiv katadioptrisch genannt.The Multiple optical elements that make up such a projection lens can all be built Lenses or all be mirrors, or the majority of optical elements can represent a combination of lenses and mirrors. In the latter Case such a projection lens is called catadioptric.

Die Abbildungsqualität eines Projektionsobjektivs, an die wegen der immer kleiner werdenden aufzulösenden Strukturen sehr hohe Anforderungen gestellt werden, hängt insbesondere von der Materialqualität der optischen Elemente ab. Die optischen Elemente müssen einer gewissen Materialspezifikation genügen. In Anbetracht der Tatsache, dass die optischen Elemente heutiger Projektionsobjektive einen Durchmesser von mehreren 10 cm aufweisen, ist es jedoch mitunter schwierig, optische Elemente mit einer über die gesamte Fläche des optischen Elements gleichmäßigen hohen Materialgüte bzw. Materialhomogenität herzustellen. Beim Herstellungsprozess der optischen Elemente, beispielsweise Linsen, können sich im Material Inhomogenitäten und/oder Deformationen ergeben, die je nach Ausprägung dazu führen, dass ein bestimmtes geliefertes optisches Element zur Verwendung in einem Projektionsobjektiv für die Lithographie unbrauchbar ist.The picture quality a projection lens, because of the ever-decreasing structures to be resolved very high demands are made, depends in particular on the material quality of the optical Elements off. The optical elements must have a certain material specification suffice. In view of the fact that the optical elements of today Projection lenses have a diameter of several 10 cm, However, it is sometimes difficult to use optical elements with one over the the whole area of the optical element uniform high material quality or material homogeneity manufacture. In the manufacturing process of the optical elements, for example Lenses, can inhomogeneities in the material and / or deformations, which, depending on their severity to lead, that a particular delivered optical element for use in a projection lens for the lithograph is useless.

Wünschenswert ist natürlich, die Ausbeute an brauchbaren optischen Elementen zu erhöhen, oder bei gleicher Ausbeute die Restfehler des fertig montierten Projektionsobjektivs zu reduzieren.Desirable is, of course, to increase the yield of useful optical elements, or at the same yield the residual error of the fully assembled projection lens to reduce.

Es ist bekannt, die optischen Abbildungseigenschaften eines Projektionsobjektivs nach dessen Montage, d.h. nachdem die optischen Elemente in ihrer vorbestimmten Einbauposition angeordnet worden sind, zu verbessern, indem das fertig montierte Projektionsobjektiv hinsichtlich seiner Wellenfrontfehler als Gesamtsystem vermessen wird und anschließend einzelne der optischen Elemente um die Längsachse der Lichtausbreitung (z-Achse) so verdreht werden, dass die Wellenfrontfehler des Gesamtsystems verringert werden. Dieses Justageverfahren führt jedoch nicht zu einer Erhöhung der Ausbeute an brauchbaren optischen Elementen, da die Auswahl der optischen Elemente vor der Montage des Projektionsobjektivs getroffen werden muss. Das heißt, bei diesem herkömmlichen Justageverfahren muss jedes optische Element der hohen Materialspezifikation genügen, bevor es in das Projektionsobjektiv eingebaut wird.It is known, the optical imaging properties of a projection lens after its assembly, i. after the optical elements in their predetermined installation position have been arranged to improve by the finished mounted projection lens in terms of his Wavefront error is measured as an overall system and then individual the optical elements around the longitudinal axis the light propagation (z-axis) can be twisted so that the wavefront error of the overall system can be reduced. However, this adjustment procedure leads not to an increase the yield of useful optical elements, since the selection the optical elements before mounting the projection lens must be taken. This means, in this conventional Adjustment procedure must be every optical element of high material specification sufficient before it is installed in the projection lens.

Des Weiteren ist aus dem DE-Artikel von G. Rieche et al., "Rechnergestützte Fertigung von fotolithografischen Hochleistungsobjektiven", in FEINGERÄTETECHNIK, Berlin 38, 1989, Seiten 444–445 bekannt, bei den bereitgestellten optischen Gläsern, aus denen die optischen Elemente hergestellt werden, Brechzahlinhomogenitäten zu messen und auf der Basis der gemessenen Brechzahlen eine rechnerische Optimierung der Linsenradien vorzunehmen. Die äußere optisch wirksame Geometrie der Linsen wird im nächsten Fertigungsschritt exakt vermessen. Die im Computer gespeicherte Information über die gesamte äußere Geo metrie der optischen Bauelemente wird dazu benutzt, um vor der Montage die axialen Abstände und die günstigste aximutale Einbaulage der Bauelemente durch Optimierungsrechnung zu bestimmen. Dieses Verfahren beruht somit darauf, aus Brechzahlinhomogenitäten zunächst optimale Radien für die optischen Elemente zu berechnen, die optischen Elemente mit diesen Radien zu fertigen und nach einer Vermessung von Deformationen der Oberflächen der optischen Elemente diese in einer günstigsten aximutalen Einbaulage in das Objektiv einzubauen.Of Further, from the DE article by G. Rieche et al., Computer-Aided Manufacturing of high-performance photolithographic lenses ", in FEINGERÄTETECHNIK, Berlin 38, 1989, Pages 444-445 known in the case of the optical glasses provided, from which the optical Elements are made to measure refractive index inhomogeneities and on the basis of the measured refractive indices a computational optimization make the lens radii. The outer optically effective geometry the lenses will be in the next Precise measurement of the production step. The stored in the computer information about the entire outer geometry The optical components are used to pre-assemble the axial distances and the cheapest Aximutal installation position of the components by optimization calculation to determine. This method is thus based on optimal first from Brechzahlinhomogenitäten Radii for To calculate the optical elements, the optical elements with to produce these radii and after a measurement of deformations the surfaces the optical elements this in a most favorable aximutalen installation position to install in the lens.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage/Justage eines Projektionsobjektivs für die Lithographie anzugeben, mit dem die Ausbeute an brauchbaren optischen Elementen erhöht und die Gestehungskosten des Projektionsobjektivs verringert werden können.Of the Invention is therefore the object of a method for mounting / adjustment a projection lens for to indicate the lithography with which the yield of usable increased optical elements and the cost price of the projection lens can be reduced can.

Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein derartig montiertes/justiertes Projektionsobjektiv anzugeben.Of Furthermore, the invention has the object, such a specify mounted / adjusted projection lens.

Zur Lösung der zuvor genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Montage/Justage eines Projektionsobjektivs für die Lithographie zur Abbildung eines in einer Objektebene angeordneten Musters auf ein in einer Bildebene angeordneten Substrat bereitgestellt, wobei das Projektionsobjektiv eine Mehrzahl optischer Elemente aufweist, die entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen der Objektebene und der Bildebene angeordnet sind, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen der optischen Elemente;
Vermessen zumindest eines der optischen Elemente hinsichtlich vorhandener Materialinhomogenitäten unabhängig von den übrigen optischen Elementen;
Bestimmen einer optimalen Azimutwinkellage für das zumindest eine optische Element bezüglich der Längsachse der Lichtausbreitung in Abhängigkeit der gemessenen Materialinhomogenitäten;
Zusammenbauen der Mehrzahl optischer Elemente zu dem Projektionsobjektiv, wobei das zumindest eine optische Element in der zuvor bestimmten optimalen Azimutwinkellage montiert bzw. justiert wird.In order to achieve the above-mentioned object, a method for assembling / adjusting a projection objective for lithography for imaging a pattern arranged in an object plane on a substrate arranged in an image plane is provided, wherein the projection objective has a plurality of optical elements along a light propagation direction between the object plane and the image plane, the method comprising the following steps:
Providing the optical elements;
Measuring at least one of the optical elements with regard to existing material inhomogeneities independently of the remaining optical elements;
Determining an optimum azimuth angular position for the at least one optical element with respect to the longitudinal axis of the light propagation as a function of the measured material inhomogeneities;
Assembling the plurality of optical elements to the projection lens, wherein the at least one optical element is mounted in the predetermined optimum azimuth angle position.

Im Unterschied zu dem oben genannten bekannten Verfahren, bei dem die optischen Elemente nach ihrer Auswahl zunächst zu dem Projektionsobjektiv zusammengebaut und dann das gesamte Projektionsobjektiv hinsichtlich Wellenfrontfehlern vermessen und anschließend einzelne optische Elemente in eine bestimmte Azimutwinkellage gedreht werden, geht das erfindungsgemäße Verfahren davon aus, zumindest ein optisches Element, vorzugsweise mehrere oder weiter vorzugsweise alle optischen Elemente vor ihrem Zusammenfügen zu dem Projektionsobjektiv einzeln und unabhängig von den übrigen optischen Elementen hinsichtlich Materialinhomogenitäten zu vermessen, und an Hand der Messergebnisse für jedes optische Element eine optimale Azimutwinkellage zu bestimmen, in der das jeweilige optische Element dann in das Projektionsobjektiv eingebaut wird. Die Vermessung des zumindest einen optischen Elements kann nämlich ergeben, dass das optische Element lediglich in einem Teilbereich eine Materialinhomogenität (beispielsweise einen vom übrigen Bereich des optischen Elements abweichenden Brechungsindex) aufweist, der aber, wenn dieses optische Element in der bestimmten optimalen Azimutwinkellage in das Projektionsobjektiv an seiner vorbestimmten Position eingebaut wird, vom Licht nicht getroffen wird, so dass sich die Deformationen bzw. Materialinhomogenitäten in diesem Teilbereich nicht negativ auf die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs auswirken. Diese Vorgehensweise hat nun den erheblichen Vorteil, dass auch solche optischen Elemente verwendet werden können, die eigentlich nicht den geforderten Materialspezifikationen entsprechen und bislang als Ausschuss betrachtet wurden.in the Difference to the above-mentioned known method in which the optical elements after their selection first to the projection lens assembled and then the entire projection lens regarding Wavefront errors measured and then individual optical elements are rotated in a certain Azimutwinkellage, the method of the invention goes assuming at least one optical element, preferably several or more preferably, all the optical elements prior to their joining to the projection lens individually and independently from the rest to measure optical elements with regard to material inhomogeneities, and on the basis of the measurement results for each optical element to determine an optimal azimuth angular position in which the respective optical element is then installed in the projection lens becomes. The measurement of the at least one optical element can namely show that the optical element only in a partial area a material inhomogeneity (for example one from the rest Range of the optical element deviating refractive index), but if this optical element in the particular optimum Azimuthwinkelellage in the projection lens at its predetermined Position is installed, not hit by light, so that the deformations or material inhomogeneities in this subarea are not negative for the imaging properties of the projection lens impact. This procedure now has the considerable advantage that also such optical elements can be used, the actually do not meet the required material specifications and previously considered as a committee.

Im Unterschied zu dem weiteren oben genannten bekannten Verfahren werden die gemessenen Materialinhomogenitäten nicht dazu verwendet, zunächst optimale Krümmungsradien für die einzelnen optischen Elemente zu bestimmen, sondern die gemessenen Materialinhomogenitäten werden unmittelbar dazu verwendet, die optimale Azimutwinkellage des optischen Elements im Projektionsobjektiv zu bestimmen und das optische Element in dieser Azimutwinkellage in das Projektionsobjektiv einzubauen.in the Difference to the other known method mentioned above the measured material inhomogeneities not used, initially optimal radii of curvature for the single optical elements to determine, but the measured material inhomogeneities are used directly for the optimal azimuth angle position of the optical element in the projection lens and the optical element in this azimuth angle position in the projection lens install.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Anforderungen an die Materialspezifikationen bei gleichbleibender Güte der Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs herabgesetzt werden, oder es können bei weiterhin hohen Materialspezifikationen die Restfehler des Projektionsobjektivs reduziert und damit die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs verbessert werden.By the inventive method, the Requirements for the material specifications with constant Goodness of Image properties of the projection lens are minimized or it can with still high material specifications, the residual error of the projection lens reduces and thus the imaging properties of the projection lens be improved.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Ausbeute an brauchbaren optischen Elementen erhöht werden, was vorteilhafterweise zu einer Kostenreduzierung führt.With the method according to the invention the yield of useful optical elements can be increased which advantageously leads to a cost reduction.

Vorzugsweise werden zusätzlich zu den Materialinhomogenitäten des zumindest einen optischen Elements auch Deformationen des zumindest einen optischen Elements gemessen, wobei die gemessenen Deformationen zusätzlich zu den gemessen Materialinhomogenitäten für die Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements hinsichtlich seines Einbaus in das Projektionsobjektiv verwendet werden.Preferably be additional to the material inhomogeneities the at least one optical element also deformations of the at least one measured optical element, the measured deformations additionally to the measured material inhomogeneities for the determination of optimal Azimutwinkellage the at least one optical element with respect its installation in the projection lens.

Vorzugsweise werden, wie bereits erwähnt, mehrere oder alle optischen Elemente vor der Montage hinsichtlich vorhandenen Materialinhomogenitäten und gegebenenfalls Deformationen einzeln vermessen, und es wird für die vermessenen optischen Elemente eine jeweilige optimale Azimutwinkellage bestimmt, in denen die optischen Elemente anschließend montiert werden.Preferably will, as already mentioned, several or all optical elements prior to assembly with respect to existing ones material inhomogeneities and possibly deformations measured individually, and it will for the measured optical elements determines a respective optimum azimuth angle position, in which the optical elements are subsequently mounted.

Wenn, wie oben erwähnt, dem zumindest einen optischen Element zumindest ein gleiches Mehrexemplar zugeordnet ist, wird dieses ebenfalls vorzugsweise vermessen, wobei die Vermessung dazu verwendet wird, auch für das Mehrexemplar eine optimale Azimutwinkellage zu bestimmen.If, as mentioned above, the at least one optical element at least one same multiple copy is assigned, this is also preferably measured, wherein the survey is used, even for the multi-copy an optimal Azimuth angle position to determine.

Die für eine bestimmte Linsenform jeweils bestimmte optimale Azimutwinkellage kann sich von Exemplar zu Exemplar unterscheiden, je nachdem welche Materialfehler bei dem einzelnen Exemplar festgestellt werden.The for one certain lens shape each certain optimum azimuth angle position may vary from item to item, whichever Material defects are found in the individual copy.

Üblicherweise ist dem zumindest einen optischen Element eine Fassung zugeordnet, wobei in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung das zumindest eine optische Element in der auf Grund der Vermessung bestimmten Azimutwinkellage in die Fassung eingebaut wird.Usually the at least one optical element is associated with a socket, wherein in a further preferred embodiment, the at least an optical element in the determined by the survey Azimuthwinkelellage is installed in the socket.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die optimale Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements in Abhängigkeit davon bestimmt, ob das zumindest eine optische Element in seiner späteren Einbauposition ein feldnahes oder pupillennahes Element ist.In a further preferred embodiment, the optimal azimuth angle position of the at least one optical element depending on be It is true whether the at least one optical element in its later installation position is a near-field or near-pupil element.

Bei feldnahen Elementen, insbesondere bei außeraxialen Projektionsobjektiven, wird in der Regel nicht der gesamte Bereich des optischen Elements vom Licht getroffen, so dass in diesem Fall die optimale Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements vorzugsweise in Abhängigkeit davon bestimmt wird, welche Bereiche dieses optischen Elements in seiner späteren Einbaulage vom Licht genutzt werden.at near-field elements, in particular in off-axis projection lenses, is usually not the entire area of the optical element of Hit light, so in this case the optimal azimuth angle position of the at least one optical element, preferably in dependence It is determined which areas of this optical element in his later Installation position can be used by the light.

Dabei wird die optimale Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements so bestimmt, dass diejenigen Bereiche des optischen Elements mit den ungünstigsten Deformationsanteilen und/oder Materialinhomogenitäten im nicht vom Licht genutzten Bereich liegen.there becomes the optimal azimuth angle position of the at least one optical Elements so determined that those areas of the optical element with the most unfavorable Deformation shares and / or material inhomogeneities in not occupied by the light area.

Mit anderen Worten werden bei feldnahen optischen Elementen Störungen auf Grund von Deformationen und/oder Materialinhomogenitäten durch Einbau in der optimalen Azimutwinkellage aus dem optisch genutzten Bereich herausgedreht.With In other words, disturbances occur in field-near optical elements Reason for deformations and / or material inhomogeneities Installation in the optimum azimuth angle position from the optically used Unscrewed area.

Die zuvor genannten Ausgestaltungen sind jedoch nicht nur vorzugsweise bei feldnahen Elementen anwendbar, sondern ganz allgemein wird bei dem jeweils betrachteten optischen Element berücksichtigt, ob das Licht nur einen begrenzten Teilbereich des optischen Elements trifft, wobei die optimale Azimutwinkellage dann so bestimmt wird, dass der Bereich mit den günstigsten Materialeigenschaften im optisch genutzten Bereich liegt bzw. vom Licht getroffen wird. Insbesondere bei außeraxialen Projektionsobjektiven, bei denen zumindest einige optische Elemente außeraxial vom Licht getroffen werden, ist diese Vorgehensweise sehr wirksam.The However, the aforementioned embodiments are not only preferable applicable to near-field elements, but is generally in the each considered optical element takes into account whether the light only meets a limited portion of the optical element, wherein the optimal azimuth angle position is then determined so that the range with the cheapest Material properties in the optically used range is or from Light is hit. Especially with off-axis projection lenses, where at least some optical elements hit the light off-axis This approach is very effective.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die optimale Azimutwinkellage in Abhängigkeit einer Scan-Richtung der Belichtung des Musters bestimmt.In Another preferred embodiment is the optimal azimuth angle position depending on one Scan direction of the exposure of the pattern determined.

Projektionsobjektive für Lithographie werden heutzutage häufig im Scanmodus betrieben. Dazu wird das Muster durch einen Scannerschlitz belichtet, und das Muster und das Substrat werden dann gegenläufig zueinander relativ zum Projektionsobjektiv verfahren. In einem solchen Fall wird nun das zumindest eine optische Element nach seiner Vermessung hinsichtlich etwaiger Deformationen und/oder Materialinhomogenitäten in einer solchen Azimutwinkellage in das Projektionsobjektiv eingebaut, dass sich Wellenfrontfehler auf Grund von solchen Deformationen und/oder Materialinhomogenitäten durch den Scan-Vorgang herausmitteln.projection lenses for lithography become common nowadays operated in scan mode. To do this, the pattern is passed through a scanner slot exposed, and the pattern and the substrate are then in opposite directions proceed relative to the projection lens. In such a case Now, the at least one optical element after its measurement in terms of any deformations and / or material inhomogeneities in one such Azimutwinkellage built into the projection lens, that wavefront errors due to such deformations and / or material inhomogeneities through the scan process.

Auch diese Vorgehensweise ist insbesondere bei feldnahen Elementen bevorzugt, da bei der optischen Abbildung bei diesen Linsen die vom Licht getroffenen Bereiche sich für jeden Bildpunkt genügend unterscheiden.Also this procedure is particularly preferred for near-field elements, because in the optical imaging of these lenses, those hit by the light Areas are up for every pixel enough differ.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird im Fall, dass die Mehrzahl optischer Elemente zumindest ein um zumindest eine Verformungsachse verformbares Korrekturelement aufweist, die optimale Azimutwinkellage bezüglich der Azimutwinkellage der Verformungsachse des Korrekturelements bestimmt.In A further preferred embodiment is in the case that the A plurality of optical elements at least one deformable about at least one deformation axis Correction element, the optimal azimuth angle position with respect to Azimutwinkellage the deformation axis of the correction element determined.

Es ist bekannt, dass derartige um zumindest eine Verformungsachse verformbare oder manipulierbare Korrekturelemente insbesondere astigmatische Abbildungsfehler (insbesondere Zernike-Koeffizienten Z5 und Z6) durch eine Verformung des Korrekturelements korrigieren können. Die vorstehend genannte Wahl der optimalen Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements in Abhängigkeit von der Azimutwinkellage der Verformungsachse des Korrekturelements hat nun den Vorteil, dass das Korrekturelement im Fall, dass das zumindest eine optische Element ebenfalls astigmatisch bezüglich einer Achse ist, nur noch geringfügig verformt werden muss, wenn die Astigmatismusachse des zumindest einen optischen Elements zumindest näherungsweise parallel zur Verformungsachse des Korrekturelements verläuft. Der Vorteil hierbei ist nicht nur eine wie bei den zuvor genannten Ausgestaltungen geringere Anforderung an die Materialspezifikation des zumindest einen optischen Elements, sondern auch der geringere Justageaufwand durch Verformung des verformbaren Korrekturelements.It It is known that such deformable about at least one deformation axis or manipulable correction elements, in particular astigmatic Aberrations (in particular Zernike coefficients Z5 and Z6) by a Correct deformation of the correction element. The above Choice of the optimal azimuth angular position of the at least one optical Elements depending on the azimuth angle position of the deformation axis of the correction element now has the advantage that the correction element in the event that the at least one optical element is also astigmatic with respect to an axis is, only slightly must be deformed when the astigmatism axis of the at least one optical element at least approximately runs parallel to the deformation axis of the correction element. Of the The advantage here is not just one as in the previously mentioned embodiments lower requirement for the material specification of at least an optical element, but also the lower adjustment effort by deformation of the deformable correction element.

Hinsichtlich der Vermessung des zumindest einen optischen Elements vor seinem Einbau in das Projektionsobjektiv wird diese Vermessung bevorzugt unter einem Lichteinfall durchgeführt, der dem Lichteinfall auf das optische Element in seiner späteren Einbauposition entspricht.Regarding the measurement of the at least one optical element before his Installation in the projection lens, this survey is preferred performed under a light incident to the light the optical element corresponds in its later installation position.

Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage an Hand einer Simulation in einer Mehrzahl von Azimutwinkellagen zwischen 0° und 360° durchgeführt wird.Of Furthermore, it is preferable if the determination of the optimal azimuth angle position on the basis of a simulation in a plurality of azimuth angle positions between 0 ° and 360 ° is performed.

Beispielsweise können Azimutwinkellagen bei 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315° simuliert werden, oder es können auch feinere oder gröbere Winkeleinteilungen gewählt werden.For example can Azimuth angle positions at 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 °, 315 °, or it can also finer or coarser angular divisions chosen become.

Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn nach Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage das optische Element mit einer Markierung für die optimale Azimutwinkellage versehen wird.Of Furthermore, it is preferable if, after determining the optimum azimuth angle position the optical element with a mark for the optimal azimuth angle position is provided.

Diese Markierung wird dann vorzugsweise über den gesamten weiteren Herstellungs- und Montagevorgang beibehalten. Als Bezugsachse für die optimale Azimutwinkellage kann dabei eine objektivfeste Achse, beispielsweise die x-Achse, senkrecht zur optischen Achse des Projektionsobjektivs verwendet werden.This marking then becomes preferred maintained throughout the entire manufacturing and assembly process. As a reference axis for the optimal azimuth angle position can be used an objectively fixed axis, for example, the x-axis, perpendicular to the optical axis of the projection lens.

In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen kann bei der Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage auch eine Asphärisierung des optischen Elements berücksichtigt werden, indem das zumindest eine optische Element nach der Vermessung und vor der Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage asphärisiert oder nach der Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage asphärisiert wird.In Further preferred embodiments can be used in the determination of Optimal Azimutwinkellage also an aspherization of the optical element considered be by the at least one optical element after the measurement and aspherized prior to determining the optimum azimuth angular position or aspherized after determination of the optimal azimuth angular position becomes.

Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren dazu genutzt werden, wenn das zumindest eine optische Element aus einem Rohling gefertigt wird, der in einem rotationssymmetrischen Her stellungsverfahren gefertigt wurde, das optische Element aus einem außeraxialen Bereich des Rohlings zu entnehmen, der bspw. das Zentrum des Rohlings enthalten kann.Of Further, the inventive method be used when the at least one optical element a blank is made, which in a rotationally symmetrical Her manufacturing method was manufactured, the optical element an off-axis Removing the area of the blank, the example include the center of the blank can.

Insbesondere bei rotationssymmetrischen Herstellungsverfahren von Linsenrohlingen variiert die Materialgüte der Linse vom Zentrum zum Rand fertigungstechnisch bedingt. Wenn nun das daraus resultierende optische Element in seiner späteren Einbauposition in dem Projektionsobjektiv außeraxial vom Licht getroffen wird, wird durch die außeraxiale Entnahme des optischen Elements aus dem Rohling gewährleistet, dass der optisch genutzte Bereich bei entsprechender Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage des so entnommenen optischen Elements durch den Linsenbereich geht, der die gewünschten Materialeigenschaften besitzt.Especially in rotationally symmetrical production process of lens blanks the material quality varies the lens from the center to the edge due to manufacturing technology. If now the resulting optical element in its later installation position in the projection lens off-axis from Light is hit by the extraaxial removal of the optical Ensures elements from the blank, that the optically used area with appropriate determination the optimum azimuth angular position of the thus removed optical element the lens area goes, the the desired material properties has.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das zumindest eine optische Element aus einem rotationssymmetrischen Rohling gefertigt, dessen Inhomogenitätsspezifikation von der späteren Einbaulage des optischen Elements abhängt.In Another preferred embodiment of the method is the at least one optical element of a rotationally symmetric Blank manufactured, its inhomogeneity specification of the later installation position of the optical element.

Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein Projektionsobjektiv für die Lithographie zur Abbildung eines in einer Objektebene angeordneten Musters auf ein in einer Bildebene angeordnetes Substrat bereitgestellt, mit einer Mehrzahl optischer Elemente, die entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen der Objektebene und der Bildebene angeordnet sind, wobei zumindest eines der optischen Elemente in einer solchen Azimutwinkellage bezüglich der Längsachse der Lichtausbreitung angeordnet ist, in der sich Wellenfrontfehler des zumindest einen optischen Elements auf Grund von Materialinhomogenitäten des zumindest einen optischen Elements unabhängig von den übrigen optischen Elementen am wenigsten auswirken.According to the invention is the Further, a projection lens for lithography for imaging a pattern arranged in an object plane on a in a Image plane arranged substrate provided with a plurality optical elements, along a light propagation direction between the object plane and the image plane are arranged, wherein at least one of the optical elements in such Azimutwinkellage in terms of the longitudinal axis the light propagation is arranged, in which wavefront error of the at least one optical element due to material inhomogeneities of the at least one optical element independent of the rest least impact optical elements.

Vorzugsweise werden zusätzlich zu den Materialinhomogenitäten des zumindest einen optischen Elements auch Deformationen des optischen Elements bei der Wahl der Azimutwinkellage des optischen Elements im Projektionsobjektiv berücksichtigt.Preferably be additional to the material inhomogeneities the at least one optical element also deformations of the optical element in the choice of the azimuth angle position of the optical element in the projection lens considered.

Vorzugsweise ist jedes optische Element in einer dem jeweiligen optischen Element zugeordneten optimalen Azimutwinkellage bezüglich der Längsachse der Lichtausbreitung angeordnet.Preferably is each optical element in a respective optical element associated optimal azimuth angular position with respect to the longitudinal axis of light propagation arranged.

Im Fall, dass das Muster senkrecht zur Längsrichtung der Lichtausbreitung am objektseitigen Ende in einem Scan-Verfahren auf das Substrat abbildbar ist, ist dann die Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements vorzugsweise in Abhängigkeit der Scan-Richtung gewählt.in the Case that the pattern is perpendicular to the longitudinal direction of light propagation can be imaged on the substrate at the object end in a scanning process is, then the azimuth angle position of the at least one optical Elements preferably in dependence the scan direction is selected.

Dabei wird die Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements vorzugsweise so gewählt, dass sich Wellenfrontfehler des zumindest einen optischen Elements beim Verfahren des Musters und Substrats ausmitteln.there becomes the azimuth angular position of the at least one optical element preferably chosen that wavefront error of the at least one optical element in the process of the pattern and substrate.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Projektionsobjektivs weist die Mehrzahl optischer Elemente zumindest ein um zumindest eine Verformungsachse verformbares Korrekturelement auf, wobei in diesem Fall das zumindest eine optische Element in einer bestimmten Azimutwinkellage bezüglich der Verformungsachse des Korrekturelements angeordnet ist.In a further preferred embodiment of the projection lens the plurality of optical elements at least one at least a deformation axis deformable correction element, wherein in In this case, the at least one optical element in a particular Azimuth angle position re the deformation axis of the correction element is arranged.

Dabei ist im Fall, dass das zumindest eine optische Element astigmatisch bezüglich einer Achse ist, die Azimutwinkellage des zumindest einen optischen Elements so gewählt, dass die Astigmatismus-Achse zumindest näherungsweise parallel zur Verformungsachse des Korrekturelements verläuft.there is in the case that the at least one optical element is astigmatic in terms of is an axis, the azimuth angle position of the at least one optical Elements chosen that the astigmatism axis is at least approximately parallel to the deformation axis of the correction element runs.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das zumindest eine optische Element in einer solchen Azimutwinkellage bezüglich der Längsachse der Lichtausbreitung angeordnet, in der diejenigen Bereiche des optischen Elements mit den ungünstigsten Deformationsanteilen und/oder Materialinhomogenitäten nicht im vom Licht genutzten Bereich liegen.In In another preferred embodiment, this is at least one optical element in such azimuth angular position with respect to Longitudinal axis of Light propagation arranged in which those areas of the optical Elements with the most unfavorable Deformation rates and / or material inhomogeneities not in the area used by the light.

Die zuvorstehend genannten Maßnahmen werden vorzugsweise dann vorgesehen, wenn das zumindest eine optische Element ein feldnahes Element ist.The above measures preferably provided when the at least one optical element is a field near element.

Vorzugsweise weist das zumindest eine optische Element eine Markierung auf, die für das optische Element die optimale Azimutwinkellage in Bezug auf eine Achse senkrecht zur Lichtausbreitung, beispielsweise die x-Achse, angibt. Hierdurch kann nach einer Zerlegung des Projektionsobjektivs die optimale Azimutwinkellage bei der erneuten Montage ohne nochmalige Vermessung leicht wieder aufgefunden werden.Preferably, the at least one optical element has a marking which, for the optical element, has the optimum azimuth angle position in Be train on an axis perpendicular to the light propagation, for example, the x-axis indicates. As a result, after a decomposition of the projection lens, the optimum azimuth angle position can easily be found during reassembly without re-measurement.

Das zumindest eine optische Element kann ein transmissives Element, insbesondere eine Linse oder ein reflektives Element, insbesondere ein Spiegel, sein.The at least one optical element can be a transmissive element, in particular a lens or a reflective element, in particular a mirror, his.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further Advantages and features will become apparent from the following description and the attached Drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It It is understood that the above and below to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and with reference closer to this described. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Projektionsobjektivs für die Lithographie; 1 a schematic representation of a projection lens for lithography;

2 ein Ausführungsbeispiel eines außeraxialen Projektionsobjektivs mit außeraxialem Objekt- und Bildfeld, bei dem die vorliegende Erfindung verwirklicht werden kann; 2 an embodiment of an off-axis projection lens with off-axis object and image field, in which the present invention can be realized;

3 ein einzelnes optisches Element des Projektionsobjektivs in 1, das eine Materialinhomogenität aufweist, wobei das optische Element bezüglich zweier senkrecht zueinander stehenden Scan-Richtungen dargestellt ist; 3 a single optical element of the projection lens in 1 having a material inhomogeneity, wherein the optical element is shown with respect to two mutually perpendicular scan directions;

4 eine Anordnung weiterer optischer Elemente des Projektionsobjektivs in 1, die ein austauschbares Pupillenelement (oben) und ein verformbares optisches Korrekturelement umfasst; 4 an arrangement of further optical elements of the projection lens in 1 comprising a replaceable pupil element (top) and a deformable optical correction element;

5 die beiden optischen Elemente in 4 jeweils in Draufsicht; 5 the two optical elements in 4 each in plan view;

6 einen Rohling eines optischen Elements zur Veranschaulichung eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung. 6 a blank of an optical element to illustrate a further aspect of the present invention.

In 1 ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenes Projektionsobjektiv für die Lithographie äußerst schematisch dargestellt. Das Projektionsobjektiv 10 wird in einem mikrolithographischen Herstellungsprozess zur Abbildung eines in einer Objektebene 12 angeordneten Musters 14 auf ein in einer Bildebene 16 angeordnetes Substrat 18 (Wafer) verwendet. Das zur Abbildung des Musters 14 auf das Substrat 16 benötigte Licht wird von einer Lichtquelle 20 (beispielsweise ein Laser) erzeugt und von einer Beleuchtungsoptik 22 auf das Muster 14 gerichtet, von dem aus dann das Licht in das Projektionsobjektiv 10 eintritt.In 1 is one with the general reference numeral 10 provided projection lens for lithography extremely schematically. The projection lens 10 is used in a microlithographic manufacturing process to image one in an object plane 12 arranged pattern 14 on one in an image plane 16 arranged substrate 18 (Wafer) used. The picture of the pattern 14 on the substrate 16 needed light is from a light source 20 (For example, a laser) generated by a lighting and optics 22 on the pattern 14 directed, from which then the light in the projection lens 10 entry.

Die Abbildung des Musters 14 auf das Substrat 18 erfolgt in einem sog. Scan-Verfahren, bei dem das Licht von der Beleuchtungsoptik 22 durch einen Scannerschlitz 24 gerichtet wird, dessen Schlitzbreite geringer ist als die Abmessung des Musters 14. Um nach und nach das gesamte Muster 14 auf das Substrat 18 abzubilden, wird das Muster 14 in einer Scan-Richtung 26 verfahren, während das Substrat 18, das auf einem Tisch 28 angeordnet ist, in zur Scan-Richtung 26 entgegengesetzter Richtung 30 verfahren wird. Je nachdem, ob das Projektionsobjektiv 10 eine 1:1-Abbildung oder eine verkleinernde Abbildung des Musters 14 auf das Substrat 18 bewirkt, wird das Substrat 18 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Muster 14 oder einer um den Verkleinerungsfaktor reduzierten Geschwindigkeit verfahren. Das Projektionsobjektiv 10 ist während des Scan-Vorgangs orts fest, d.h. nur das Substrat 18 und das Muster 14 werden relativ zum Projektionsobjektiv 10 verfahren.The picture of the pattern 14 on the substrate 18 takes place in a so-called. Scan method in which the light from the illumination optics 22 through a scanner slot 24 whose slit width is smaller than the dimension of the pattern 14 , To gradually the whole pattern 14 on the substrate 18 Imagine is the pattern 14 in a scan direction 26 proceed while the substrate 18 that on a table 28 is arranged in to the scan direction 26 opposite direction 30 is moved. Depending on whether the projection lens 10 a 1: 1 image or a diminutive image of the pattern 14 on the substrate 18 causes, the substrate becomes 18 at the same speed as the pattern 14 or a speed reduced by the reduction factor. The projection lens 10 is fixed during the scanning process, ie only the substrate 18 and the pattern 14 become relative to the projection lens 10 method.

Das Projektionsobjektiv 10 weist eine Mehrzahl optischer Elemente, in der schematischen Darstellung vier optische Elemente 32, 34, 36, 38 auf, die als Linsen ausgebildet sind. Die Formgebung und die Anzahl der optischen Elemente 32 bis 38 ist in 1 nur beispielhaft und schematisch und nicht auf die gezeigte Ausführung beschränkt.The projection lens 10 has a plurality of optical elements, in the schematic representation of four optical elements 32 . 34 . 36 . 38 on, which are formed as lenses. The shape and the number of optical elements 32 to 38 is in 1 only by way of example and schematically and not limited to the embodiment shown.

Die optischen Elemente 32 bis 38 sind entlang der Lichtausbreitungsrichtung zwischen der Objektebene 12 und der Bildebene 16 hintereinander angeordnet, wobei die Lichtausbreitungsrichtung gemäß 1 in Richtung der z-Achse des dort dargestellten Koordinatensystems verläuft. Die Scan-Richtung 26 in 1 verläuft in Richtung der x-Achse, und der Scannerschlitz 24 erstreckt sich mit seiner langen Abmessung in Richtung der y-Achse.The optical elements 32 to 38 are along the light propagation direction between the object plane 12 and the picture plane 16 arranged one behind the other, wherein the light propagation direction according to 1 in the direction of the z-axis of the coordinate system shown there. The scan direction 26 in 1 runs in the direction of the x-axis, and the scanner slot 24 extends with its long dimension in the direction of the y-axis.

Zumindest eines der optischen Elemente 32 bis 38, vorzugsweise alle optischen Elemente 32 bis 38, sind in dem Projektionsobjektiv 10 in einer solchen Azimutwinkellage bezüglich der Längsachse der Lichtausbreitung (z-Achse) angeordnet, in der sich Wellenfrontfehler des jeweiligen optischen Elements 32 bis 38 auf Grund von Deformationen und/oder Materialinhomogenitäten des jeweiligen optischen Elements 32 bis 38 unabhängig von den übrigen optischen Elementen 32 bis 38 am wenigsten auswirken.At least one of the optical elements 32 to 38 , preferably all optical elements 32 to 38 , are in the projection lens 10 arranged in such an azimuth angular position with respect to the longitudinal axis of the light propagation (z-axis), in which wavefront errors of the respective optical element 32 to 38 due to deformations and / or material inhomogeneities of the respective optical element 32 to 38 independent of the other optical elements 32 to 38 least impact.

Bei der Montage/Justage des Projektionsobjektivs 10 wird dazu wie folgt vorgegangen.When mounting / adjusting the projection lens 10 The procedure is as follows.

Zunächst werden die optischen Elemente 32 bis 38 als Rohlinge bereitgestellt. Zu jedem der optischen Elemente 32 bis 38 liegen dabei mehrere Exemplare vor.First, the optical elements 32 to 38 provided as blanks. To each of the optical elements 32 to 38 There are several copies.

Auf Grund des für die optischen Elemente 32 bis 38 verwendeten Herstellungsverfahrens können die optischen Elemente 32 bis 38 Deformationen und/oder Materialinhomogenitäten aufweisen, die in dem fertigen Projektionsobjektiv 10 zu Wellenfrontfehlern Anlass geben, die die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs 10 negativ beeinflussen.Due to the for the optical elements 32 to 38 used manufacturing process, the optical elements 32 to 38 Deformations and / or material inhomogeneities that in the final projection lens 10 give rise to wavefront errors giving rise to the imaging properties of the projection lens 10 influence negatively.

Anstelle nun von den mehreren Exemplaren jedes der optischen Elemente 32 bis 38 nur solche auszuwählen, die den besten Materialspezifikationen entsprechen, werden die Exemplare der optischen Elemente 32 bis 38 zunächst vor ihrem Einbau in das Projektionsobjektiv 10 einzeln vermessen, d.h. es wird für jedes der optischen Elemente 32 bis 38 untersucht, welche Defekte bzw. Störungen das jeweilige optische Element 32 bis 38 besitzt.Instead of the multiple copies of each of the optical elements 32 to 38 selecting only those that meet the best material specifications will become copies of the optical elements 32 to 38 first before installation in the projection lens 10 individually measured, ie it is for each of the optical elements 32 to 38 investigates which defects or disturbances the respective optical element 32 to 38 has.

Anschließend wird in einem Simulationsverfahren für jedes optische Element 32 bis 38 eine optimale Azimutwinkellage des jeweiligen optischen Elements 32 bis 38, d.h. eine optimale Drehlage um die z-Achse oder in anderen Worten, bezüglich der 0°-Orientierung (x-Achse) bestimmt, in der sich die festgestellten Störungen oder Defekte am wenigsten auf die Abbildungseigenschaften des Projektionsobjektivs 10 auswirken. Die Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage wird für jedes optische Element 32 bis 38 unabhängig von den anderen durchgeführt.Subsequently, in a simulation process for each optical element 32 to 38 an optimal azimuth angle position of the respective optical element 32 to 38 , ie an optimal rotational position about the z-axis or in other words, determined with respect to the 0 ° -orientation (x-axis), in which the detected perturbations or defects least on the imaging properties of the projection lens 10 impact. The determination of the optimum azimuth angle position becomes for each optical element 32 to 38 independently of the others.

Sobald für jedes optische Element 32 bis 38 die optimale Azimutwinkellage bestimmt ist, wird das jeweilige optische Element 32 bis 38 entsprechend markiert, wie mit Markierungen 32a bis 38a in 1 veranschaulicht ist.Once for every optical element 32 to 38 the optimum azimuth angle position is determined, the respective optical element 32 to 38 marked accordingly, as with marks 32a to 38a in 1 is illustrated.

Die optischen Elemente 32 bis 38 werden dann in ihrer so bestimmten optimalen Azimutwinkellage in ihre zugeordneten Fassungen (nicht dargestellt) eingebaut bzw. zu dem Projektionsobjektiv 10 zusammengebaut.The optical elements 32 to 38 are then incorporated in their thus determined optimal azimuth angle position in their associated versions (not shown) or to the projection lens 10 assembled.

Untersuchungen haben gezeigt, dass bei dieser Vorgehensweise die mittlere Ausbeute von verwendbaren optischen Elementen gesteigert werden kann, was einen unmittelbaren Einfluss auf die vom Hersteller der optischen Elemente zu verlangende Materialqualität hat.investigations have shown that in this approach the mean yield of usable optical elements can be increased, what a direct influence on the manufacturer of the optical Has elements to be requested material quality.

Die Markierungen 32a bis 38a, die die optimale Azimutwinkellage bezüglich der x-Achse kennzeichnen, bleiben bei den weiteren Bearbeitungsschritten jedes optischen Elements 32 bis 38, beispielsweise Polierprozessen, Asphärisierungen und dgl. bis zum Einbau der optischen Elemente 32 bis 38 in das Projektionsobjektiv 10 beibehalten oder reproduzierbar.The marks 32a to 38a , which indicate the optimum azimuth angle position with respect to the x-axis, remain in the further processing steps of each optical element 32 to 38 For example, polishing processes, aspherizations and the like. Until installation of the optical elements 32 to 38 into the projection lens 10 maintained or reproducible.

Anhand von 2 werden nachfolgend einzelne Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen vorteilhafte Wirkungen näher erläutert.Based on 2 Below, individual aspects of the method according to the invention and its advantageous effects are explained in more detail.

2 zeigt in seiner Gesamtheit ein katadioptrisches Projektionsobjektiv 50, das als Beispiel für ein außeraxiales Projektionsobjektiv dienen soll. Die vorliegende Erfindung lässt sich bei Projektionsobjektiven vom Typ eines außeraxialen Projektionsobjektivs besonders vorteilhaft einsetzen. 2 shows in its entirety a catadioptric projection lens 50 which is to serve as an example of an off-axis projection lens. The present invention can be used particularly advantageously in the case of projection lenses of the type of an off-axis projection objective.

Das Projektionsobjektiv 50 weist von der Objektebene 52 aus gesehen als optische Elemente eine Linse L₁, einen Faltspiegel M₁, Linsen L₂, L₃, einen konkaven Spiegel M₂, einen Faltspiegel M₃ sowie Linsen L₄ bis L₁₇ sowie eine Abschlussplatte A auf. Wegen der Faltspiegel M₁ und M₃ ist die Lichtausbreitung zumindest im Bereich der Linsen L₄ bis L₇ nicht rotationssymmetrisch bezüglich der optischen Achse O, sondern verläuft außeraxial bzw. asymmetrisch zu dieser. Dies hat zur Folge, dass die Linsen L₄ und L₅, die in der Nähe einer Feldebene F angeordnet sind, nur in einem Teilbereich ihrer gesamten Fläche vom Licht getroffen werden.The projection lens 50 points from the object plane 52 seen as optical elements, a lens L ₁ , a folding mirror M ₁ , lenses L ₂ , L ₃ , a concave mirror M ₂ , a folding mirror M ₃ and lenses L ₄ to L ₁₇ and a cover plate A on. Because of the folding mirror M ₁ and M _3, the light propagation is at least in the region of the lens L ₄ to L ₇ are not rotationally symmetrical about the optical axis O, but runs off-axis or asymmetrically with respect to this. This has the consequence that the lenses L ₄ and L ₅ , which are arranged in the vicinity of a field plane F, are only struck by the light in a partial area of their entire area.

Speziell bei den Linsen L₄ bis L₆ und ggf. auch noch bei der Linse L₇ wird nun die optimale Azimutwinkellage dieser optischen Elemente so gewählt, dass Bereiche B₁ bis B₃ bzw. B₄, in denen beispielsweise die Materialgüte im Vergleich zu dem übrigen Bereich der optischen Elemente L₄ bis L₇ schlechter oder am schlechtesten ist, nicht den optisch vom Licht genutzten Bereich bilden, sondern aus dem Strahlengang der Lichtausbreitung herausgedreht sind.Especially with the lenses L ₄ to L ₆ and possibly also in the lens L ₇ , the optimal azimuth angle position of these optical elements is now selected so that areas B ₁ to B ₃ and B ₄ , in which, for example, the material quality compared to the rest of the optical elements L ₄ to L _{7 is} worse or worst, do not form the optically occupied by the light area, but are rotated out of the beam path of light propagation.

Bei der vorherigen Vermessung der optischen Elemente L₄ bis L₇ werden dazu unter Berücksichtigung ihrer Einbauposition gemäß 2 Simulationen verschiedener Azimutwinkellagen durchgeführt, beispielsweise für die Azimutwinkellage 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°, und es wird für jedes optische Element L₄ bis L₇ entsprechend die optimale Azimutwinkellage bestimmt. Die optischen Elemente L₄ bis L₇ werden dann in dieser so bestimmten optimalen Azimutwinkellage, die, wie bereits erwähnt, für jedes optische Element L₄ bis L₇ unabhängig voneinander bestimmt wurde, in das Projektionsobjektiv 50 eingebaut.In the previous measurement of the optical elements L ₄ to L ₇ , taking into account their mounting position according to 2 Simulations of different azimuth angular positions performed, for example, for the azimuth angle position 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 °, 315 °, and it is determined for each optical element L ₄ to L ₇ according to the optimal azimuth angle position , The optical elements L ₄ to L ₇ are then in this determined optimum azimuth angle position, which, as already mentioned, for each optical element L ₄ to L _{7 was determined} independently of each other, in the projection lens 50 built-in.

Bei der zuvor diskutierten Gruppe der optischen Elemente L₄ bis L₇ wird daher die optimale Azimutwinkellage nach dem Kriterium bestimmt, welcher Bereich des jeweiligen optischen Elements entsprechend seiner Einbauposition in das Projektionsobjektiv 50 überhaupt optisch genutzt wird und welche Bereiche nicht optisch genutzt werden.In the previously discussed group of optical elements L ₄ to L ₇ , therefore, the optimum azimuth angle position is determined according to the criterion which area of the respective optical element ent speaking of its installation position in the projection lens 50 is used optically at all and which areas are not optically used.

In 3 ist beispielhaft das optische Element L₅ in Alleinstellung in Draufsicht dargestellt.In 3 is exemplified the optical element L ₅ in isolation in plan view.

Beispielhaft wird für das optische Element L₅ angenommen, dass die Vermessung des optischen Elements L₅ ergeben hat, dass es eine Materialinhomogenität besitzt, die sich in einem Bereich 54 erhöhter Brechzahl und in einem Bereich 56 erniedrigter Brechzahl äußert. Die Bereiche 54 und 56 sind, wie aus 3 hervorgeht, nicht rotationssymmetrisch, sondern besitzen jeweils eine hier beispielhaft angenommene längliche Erstreckung, wobei die Langachsen der Bereiche 54 und 56 etwa parallel zueinander verlaufen.By way of example, it is assumed for the optical element L ₅ that the measurement of the optical element L _{5 has} revealed that it has a material inhomogeneity which is in a range 54 increased refractive index and in one area 56 expressed decreased refractive index. The areas 54 and 56 are how out 3 shows, not rotationally symmetrical, but each have an example here assumed elongated extension, the long axes of the areas 54 and 56 approximately parallel to each other.

Würde nun das optische Element L₅ in einer Azimutwinkellage in das Projektionsobjektiv 50 eingebaut, in der die Scan-Richtung 26 (x-Achse) parallel zu den Langachsen der Bereiche 54 und 56 verläuft, würde sich beim Scannen eine starke Wellenfrontänderung auf Grund der unterschiedlichen Brechzahlen in den Bereichen 54 und 56 ergeben, wie sie im Teilbild a) dargestellt ist.Would now the optical element L ₅ in an azimuth angular position in the projection lens 50 built-in, in which the scan direction 26 (x-axis) parallel to the long axes of the areas 54 and 56 runs, scanning would cause a strong wavefront change due to the different refractive indices in the areas 54 and 56 result, as shown in part a).

Wenn jedoch die Azimutwinkellage des optischen Elements L₅ so gewählt wird, dass die Langachsen der Bereiche 54 und 56 senkrecht zur Scan-Richtung 26 (x-Achse) verlaufen, tritt nun durch den Scan-Vorgang eine günstige Ausmittelung auf, so dass sich eine Wellenfrontänderung gemäß dem Bild b) einstellt, die wesentlich geringer ist als im Fall a). Durch den Scan-Vorgang werden nämlich die Bereiche 54 und 56 nacheinander "gescannt", wodurch der günstige Ausmittelungseffekt der Störungen in den Bereichen 54 und 56, die sich gegenseitig nahezu aufheben, erreicht wird.However, if the azimuth angle position of the optical element L ₅ is chosen such that the long axes of the regions 54 and 56 perpendicular to the scan direction 26 (x-axis), now occurs through the scan on a favorable averaging, so that a wavefront change according to the picture b) sets, which is much lower than in the case a). In fact, the scans will make the areas 54 and 56 one after the other "scanned", whereby the favorable Ausmittelungseffekt the disturbances in the ranges 54 and 56 , which almost cancel each other out.

4 und 5 zeigen einen weiteren Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung, bei dem die Bestimmung einer optimalen Azimutwinkellage eines optischen Elements 60 vorteilhaft genutzt werden kann, um mit geringeren Anforderungen an die Materialspezifikationen auszukommen. 4 and 5 show a further application of the present invention, in which the determination of an optimal azimuth angle position of an optical element 60 can be advantageously used to get by with lower demands on the material specifications.

Das optische Element 60 ist insbesondere ein austauschbares optisches Element, d.h. das optische Element 60 (Linse) kann beispielsweise gegen das optische Element 34 des Projektionsobjektivs 10 in 1 ausgetauscht werden. An konjugierter Stelle ist dem optischen Element 60 ein verformbares Korrekturelement 62 zugeordnet, das zumindest bezüglich einer Verformungsachse 64 verformt werden kann, wenn am Umfang des Korrekturelements 62 eine entsprechende Verformungskraft angreift, die in 4 mit einem Pfeil 66 angedeutet ist.The optical element 60 is in particular an exchangeable optical element, ie the optical element 60 (Lens), for example, against the optical element 34 of the projection lens 10 in 1 be replaced. At the conjugate point is the optical element 60 a deformable correction element 62 associated, at least with respect to a deformation axis 64 can be deformed when at the periphery of the correction element 62 a corresponding deformation force attacks, in 4 with an arrow 66 is indicated.

Wenn die Vermessung des optischen Elements 60, die wie bei den zuvor genannten Fällen vor dessen Einbau in das Projektionsobjektiv 10 vorgenommen wird, ergibt, dass das optische Element 60 einen Wellenfrontfehler in Form eines Astigmatismus (Zerni ke-Koeffizienten Z5/6) erzeugt, wird die optimale Azimutwinkellage des optischen Elements 60 so bestimmt, dass der Wellenfrontfehler des optischen Elements 60 durch eine geringe Verformung des Korrekturelements 62 korrigiert werden kann. Die optimale Azimutwinkellage des optischen Elements 60 wird dabei so bestimmt, dass die Achse 68 des Astigmatismus der zumindest einen Verformungsachse 64 des Korrekturelements 62 zumindest näherungsweise parallel ist, und entsprechend kann dann durch eine geringe Verformung des Korrekturelements 62 um die Verformungsachse 64 der an dem optischen Element 60 gemessene Zernike-Koeffizient Z5/6 kompensiert werden.When the measurement of the optical element 60 which, as in the cases mentioned before, before its incorporation into the projection lens 10 is made, that the optical element 60 generates a wavefront error in the form of astigmatism (Zerni ke coefficient Z5 / 6), the optimum azimuth angle position of the optical element 60 determined so that the wavefront error of the optical element 60 by a slight deformation of the correction element 62 can be corrected. The optimal azimuth angle position of the optical element 60 is determined so that the axis 68 the astigmatism of the at least one deformation axis 64 of the correction element 62 is at least approximately parallel, and accordingly can then by a small deformation of the correction element 62 around the deformation axis 64 the on the optical element 60 measured Zernike coefficient Z5 / 6 can be compensated.

Auf diese Weise kann ein sog. "Astigmatismus in der Achse" des Projektionsobjektivs 10 mit einem kleinen Offset des Korrekturelements 62 mit besonders geringem Justageaufwand korrigiert werden, wodurch die Anforderungen an die Materialspezifikation des optischen Elements 60 auf Grund der optimalen Wahl seiner Azimutwinkellage bezüglich dem Korrekturelement 62 herabgesetzt werden können.In this way, a so-called "astigmatism in the axis" of the projection lens 10 with a small offset of the correction element 62 be corrected with very little adjustment effort, whereby the requirements for the material specification of the optical element 60 due to the optimal choice of its azimuth angular position with respect to the correction element 62 can be reduced.

Insbesondere bei austauschbaren Elementen sind die Materialspezifikationen enger als bei nicht austauschbaren Elementen, da beim Austausch eines solchen austauschbaren Elements sich eine Störung bzw. ein Fehler verdoppeln kann.Especially with replaceable elements, the material specifications are narrower as with non-exchangeable elements, because when replacing a Such a replaceable element will double a fault or error can.

In 6 ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.In 6 another aspect of the present invention is illustrated.

6 zeigt einen Rohling 70, aus dem ein optisches Element 72 hergestellt wird. Der Rohling 70 wurde in einem rotationssymmetrischen Herstellungsverfahren hergestellt. Herstellungsbe dingt verschlechtern sich die Materialeigenschaften ausgehend vom Zentrum 74 zum Rand 82 hin, wobei die Linien 76, 78 und 80 die Zonen jeweils etwa gleichbleibender Materialeigenschaften veranschaulichen. 6 shows a blank 70 from which an optical element 72 will be produced. The blank 70 was produced in a rotationally symmetrical manufacturing process. As a result of the manufacturing process, the material properties deteriorate starting from the center 74 to the edge 82 out, with the lines 76 . 78 and 80 illustrate the zones each about the same material properties.

Das spätere optische Element 72 wird nun außeraxial aus dem Rohling 70 entnommen, derart, dass das Zentrum 74 bester Materialgüte außeraxial, d.h. außermittig in dem optischen Element 72 liegt.The later optical element 72 will now be off-axis from the blank 70 taken, such that the center 74 best material quality off-axis, ie off-center in the optical element 72 lies.

Wenn das optische Element 72 dann als feldnahes optisches Element wie die optischen Elemente L₄ bis L₇ genutzt wird, so dass der optisch genutzte Bereich 84 außeraxial liegt, kann nun durch Wahl der optimalen Azimutwinkellage der optisch genutzte Bereich 84 in das Zentrum 74 bester Materialeigenschaften gedreht werden.If the optical element 72 is then used as a near-field optical element as the optical elements L ₄ to L ₇ , so that the optically used area 84 Off axis, can now by selecting the optimal azimuth angle position of the optically used area 84 in the center 74 best material properties are turned.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie bereits mehrfach erwähnt, eines oder werden mehrere optische Elemente zunächst unabhängig voneinander hinsichtlich etwaiger vorhandener Deformationen und/oder Materialinhomogenitäten, die zu Wellenfrontfehlern Anlass geben können, vermessen. Die Vermessung der optischen Elemente wird dabei vorzugsweise unter einem Lichteinfall durchgeführt, der dem Lichteinfall auf das optische Element in seiner späteren Einbauposition entspricht.at the method according to the invention will, as already mentioned several times, one or more optical elements are initially independent of each other any existing deformations and / or material inhomogeneities, the Wavefront errors can give reason, measured. The Measurement The optical elements is preferably under a light carried out, the light incident on the optical element in its later installation position equivalent.

Bei pupillennahen Elementen, wie den Elementen L₁₀ bis L₁₄, wird die Vermessung daher näherungsweise unter senkrechtem Lichteinfall durchgeführt, bei feldnahen Elementen unter eher schrägem Lichteinfall.For near-element elements, such as the elements L ₁₀ to L ₁₄ , the survey is therefore carried out approximately under normal incidence of light, near field elements under rather oblique incidence of light.

Des Weiteren kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine Asphärisierung bestimmter optischer Elemente berücksichtigt werden. So kann beispielsweise ein optisches Element nach seiner Vermessung und vor der Bestimmung einer optimalen Azimutwinkellage asphärisiert werden, oder die Asphärisierung kann nach Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage durchgeführt werden.Of Further, in the method according to the invention also an aspherization certain optical elements. So can For example, an optical element after its measurement and asphericized prior to determining an optimal azimuth angular position be, or the aspherization can be performed after determining the optimum azimuth angle position.

Während vorstehend die vorliegende Erfindung an Hand der Bestimmung der optimalen Azimutwinkellage an Hand von Linsen beschrieben wurde, kann jedoch auch eine solche Vorgehensweise bei reflektiven Elementen, insbesondere Spiegeln, wie beispielsweise dem Spiegel M₂ in 2 angewandt werden.While the present invention has been described above with reference to the determination of the optimum azimuth angle position with reference to lenses, such an approach can also be applied to reflective elements, in particular mirrors, such as the mirror M ₂ in FIG 2 be applied.

Claims

Method for mounting / adjusting a projection lens for the Lithography for imaging one arranged in an object plane Pattern on a arranged in an image plane substrate, wherein the projection lens has a plurality of optical elements, along a light propagation direction between the object plane and the image plane are arranged, with the steps: Provide the optical elements; Measuring at least one of the optical Elements with regard to existing material inhomogeneities independent of the rest optical elements; Determining an optimal azimuth angle position for that at least an optical element with respect the longitudinal axis the light propagation in dependence the measured material inhomogeneities; Assembling the A plurality of optical elements to the projection lens, wherein the at least one optical element in the previously determined optimal Azimuthwinkelellage mounted or adjusted.

The method of claim 1, wherein at least one the optical elements with regard to existing material inhomogeneities and Deformations is measured, and the optimal azimuth angle position dependent on determined from the measured material inhomogeneities and deformations becomes.

Method according to claim 1 or 2, wherein several or All optical elements are measured individually before assembly and for the measured optical elements have a respective optimum azimuth angle position is determined, in which the optical elements are subsequently mounted become.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the at least associated with an optical element at least one same multiple copy which is also measured, and where the survey is to is used for To determine the multiple copy an optimal azimuth angle position.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the at least an optical element is associated with a socket, and wherein the at least one optical element in the determined by the survey Azimuthwinkelellage is installed in the socket.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the optimum Azimutwinkellage the at least one optical element in dependence It is determined whether the at least one optical element in his later Installation position is a field close or near the pupil element.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the optimum Azimutwinkellage the at least one optical element in dependence it is determined which regions of the at least one optical Elements in his later Installation position can be used by the light.

The method of claim 6 or 7, wherein the optimal Azimutwinkellage the at least one optical element so determined will that those areas of the optical element with the most unfavorable Deformation shares and / or material inhomogeneities in not occupied by the light area.

Method according to one of claims 6 to 8, wherein the optimum Azimutwinkelellage depending on a Scan direction of Exposure of the pattern is determined.

The method of any one of claims 1 to 9, wherein the plurality optical elements at least one around at least one deformation axis having deformable correction element, and wherein the optimum azimuth angle position in terms of the azimuth angle position of the deformation axis of the correction element determined becomes.

The method of claim 10, wherein the at least an optical element is astigmatic with respect to an axis, and the azimuth angle position of the at least one optical element so determined will that at least approximately the axis runs parallel to the deformation axis of the correction element.

Method according to one of claims 1 to 11, wherein the measurement of the at least one optical element under a light incidence is carried out, the light incident on the optical element in its later installation position equivalent.

Method according to one of claims 1 to 12, wherein the determination the optimal azimuth angle position based on a simulation in one Plural of azimuth angle layers between 0 ° and 360 ° is performed.

A method according to any one of claims 1 to 13, wherein, after determination the optimal azimuth angle position the optical element with a marker for the optimal azimuth angle position is provided.

Method according to one of claims 1 to 14, wherein the at least an optical element after the measurement and before the determination aspherizing the optimum azimuth angle position.

Method according to one of claims 1 to 14, wherein the at least an optical element after determining the optimum azimuth angle position aspherized becomes.

Method according to one of claims 1 to 16, wherein the at least an optical element is made from a blank, which in one rotationally symmetric manufacturing process was manufactured, and wherein the optical element from an off-axis region of the blank is removed.

The method of claim 7, wherein the at least one optical element made of a rotationally symmetric blank whose inhomogeneity specification from the later Mounting position of the optical element depends.

Projection objective for lithography for illustration a pattern arranged in an object plane on a in a Image plane arranged substrate, with a plurality of optical elements, along a light propagation direction between the object plane and the image plane are arranged, wherein at least one of the optical Elements in such azimuth angular position with respect to the longitudinal axis of light propagation is arranged, in the wavefront error of at least one optical element due to material inhomogeneities of at least an optical element independent of the rest least impact optical elements.

A projection lens according to claim 19, wherein said at least one of the optical elements in such an azimuth angular position in terms of the longitudinal axis of the Light propagation is arranged, in which wavefront error of the at least one optical element due to deformations and material inhomogeneities of the at least one optical element independent of the other optical Least impacting elements.

A projection lens according to claim 19 or 20, wherein each optical element in a respective optical element associated optimal azimuth angular position with respect to the longitudinal axis of light propagation is arranged.

Projection objective according to one of claims 19 to 21, wherein the pattern is perpendicular to the longitudinal direction of light propagation can be imaged on the substrate at the object end in a scanning process is, and in which case the azimuth angular position of the at least one optical Elements in dependence the scan direction is selected is.

A projection lens according to claim 22, wherein the Azimuth angular position of the at least one optical element is selected so that wavefront error of the at least one optical element in the process of the pattern and substrate.

Projection objective according to one of claims 19 to 23, wherein the plurality of optical elements at least one at least having a deformation axis deformable correction element, and wherein the at least one optical element in a certain azimuth angle position in terms of the deformation axis of the correction element is arranged.

A projection lens according to claim 24, wherein said at least one optical element is astigmatic with respect to an axis, and the azimuth angle position of the at least one optical element is chosen such that that the axis at least approximately runs parallel to the deformation axis of the correction element.

Projection objective according to one of claims 19 to 25, wherein the at least one optical element in such Azimutwinkellage regarding the longitudinal axis the light propagation is arranged, in which those areas the optical element with the least favorable deformation proportions and / or material inhomogeneities not in the area used by the light.

Projection objective according to one of the claims che 22 to 26, wherein the at least one optical element is a field-close element.

Projection objective according to one of claims 19 to 27, wherein the at least one optical element has a marking, the for the optical element with respect to the optimum azimuth angle position indicates an axis perpendicular to the light propagation.

Projection objective according to one of claims 19 to 28, wherein the at least one optical element is a transmissive Element, in particular a lens.

Projection objective according to one of claims 18 to 29, wherein the at least one optical element is a reflective element, in particular, is a mirror.