DE102007062265A1

DE102007062265A1 - Projektionsobjektiv für die Lithographie

Info

Publication number: DE102007062265A1
Application number: DE102007062265A
Authority: DE
Inventors: Olaf Dr. Conradi; Dirk Dr. Jürgens
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2008-07-03
Also published as: WO2008080537A1

Abstract

Ein Projektionsobjektiv (10) für die Lithographie weist eine optische Anordnung (30) optischer Elemente (32) entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen einer Objektebene (O) und einer Bildebene (B) auf. Die optische Anordnung (30) weist zumindest eine erste Pupillenebene (P1, P2) und zumindest ein erstes und zweites Korrekturelement (38a, b) zu Korrektur thermisch induzierte Abbildungsfehler auf, die jeweils in einem Bereich angeordnet sind, der zur zumindest ersten Pupillenebene (P1, P2) zumindest optisch nah ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Projektionsobjektiv für die Lithographie.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Korrigieren thermisch induzierter Abbildungsfehler eines Projektionsobjektivs für die Lithographie.
Ein derartiges Projektionsobjektiv ist aus US 6,262,793 B1 bekannt.
Ein solches Projektionsobjektiv wird bspw. in der Halbleiterlithographie zur Herstellung optischer Bauelemente verwendet. Es weist eine optische Anordnung optischer Elemente, bspw. Linsen, Planparallelplatten, und/oder Spiegel, auf, die eine Struktur eines in einer Objektebene angeordneten Objekts (Retikel) auf eine photosensitive Schicht eines Substrats (Wafer), das in einer Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnet ist, abbilden. Mittels einer Lichtoptik erzeugte Lichtstrahlen treten bei dem Belichtungsvorgang durch die Struktur hindurch und übertragen diese auf die photosensitive Schicht des Substrats, die im Anschluss hieran entwickelt wird, wodurch die abzubildende Struktur entsteht.
Aufgrund einer hohen Integrationsdichte der auf dem Substrat abzubildenden Strukturen werden immer steigende Anforderungen an das Projektionsobjektiv gestellt, so dass es weitgehend keine Abbildungsfehler aufweisen darf.
Die Abbildungsfehler eines Projektionsobjektivs können bspw. intrinsisch bedingt sein, so dass sie während des Fertigungs- oder Montageprozesses der optischen Elemente verursacht werden. Ferner entstehen Abbildungsfehler während des Betriebs des Projektionsobjektivs, indem sich zumindest ein optisches Element der optischen Anordnung durch die durch das Projektionsobjektiv verlaufenden Lichtstrahlen erwärmen und die optischen Eigenschaften des zumindest einen optischen Elements, bspw. seine Form und/oder seine Materialeigenschaften (Brechzahl usw.), verändern. Diese betriebsbedingten Abbildungsfehler können kurzzeitig bzw. reversibel auftreten, so dass die optischen Eigenschaften des zumindest einen optischen Elements nicht dauerhaft beeinflusst werden. Ferner beeinflussen Lebensdauereffekte die optischen Eigenschaften nachhaltig, so dass die optischen Elemente hierdurch irreversibel verändert werden (Kompaktifizierung, Verdünnung).
Es ist allgemein bekannt, dass Abbildungsfehler zu verschiedenen Feldverläufen in der Bildebene des Projektionsobjektivs führen können. Der Feldverlauf einer Wellenfront weist feldabhängige und feldkonstante Anteile auf, so dass beide Arten der Wellenfrontverläufe wirksam korrigiert werden müssen.
Um fertigungsbedingte bzw. temperaturinduzierte Abbildungsfehler, hier speziell Vergrößerungsfehler und Verzeichnungen aufgrund von Aberrationen, auszugleichen, weist das aus US 6,262,793 B1 bekannte Projektionsobjektiv zwei unmittelbar benachbart angeordnete Korrekturelemente in Form von zylindrischen Linsen auf, deren Oberflächen eine nicht-rotationssymmetrische Asphärisierung aufweisen. Um die Abbildungsfehler wirksam zu korrigieren, werden die Oberflächen der Linsen vor deren Einbau bspw. in oder nahe der Pupillenebene des Projektionsobjektivs geeignet bearbeitet, und die Linsen können zusätzlich um die optische Achse gedreht und entlang der optischen Achse verschoben werden.
Ein Nachteil dieses Projektionsobjektivs ist, dass eine auf einer Drehung der zwei Linsen beruhenden Korrekturwirkung begrenzt ist, da hierdurch nur spezielle Abbildungsfehler wirksam korrigiert werden können. Insbesondere sind komplexe höherwellige Feldverläufe von Abbildungsfehlern, die bspw. während des Betriebs des Projektionsobjektivs auftreten können, durch die Anordnung zweier Linsen bzw. deren Drehung um die optische Achse nur eingeschränkt korrigierbar.
Ein weiterer Nachteil des Projektionsobjektivs ist die Verwendung von Zylinder-Linsen als Korrekturelemente, da diese aufgrund einer Bearbeitung ihrer Oberfläche sowie ihrer hohen Zentriergenauigkeit beim Einbau in das Projektionsobjektiv vergleichsweise aufwendig zu handhaben sind, wodurch sich die Herstellungs- und Instandhaltungskosten des bekannten Projektionsobjektivs signifikant erhöhen.
Es ist ferner nachteilig, dass eine gemeinsame Anordnung der beiden Linsen in oder nahe der Pupillenebene oft aufgrund des Designs des Projektionsobjektivs, dessen optische Anordnung im Bereich der Pupillenebene besonders viele optische Elemente aufweist, und/oder aufgrund des Platzbedarfs der zwei Linsen nicht möglich ist. Somit ist eine Korrekturmöglichkeit mittels der zwei Linsen nur auf solche Projektionsobjektive anwendbar, die ausreichend Platz im Bereich der Pupillenebene aufweisen.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Projektionsobjektivs ist, dass die Linsenoberflächen nicht während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage optisch veränderbar sind. Folglich ist eine Korrekturwirkung der zwei Linsen oft unzureichend, da insbesondere nicht vorhersagbare, auf einer Erwärmung der optischen Elemente beruhende Abbildungsfehler nicht durch ein Drehen bzw. Verschieben der zwei Korrekturelemente zu erreichen ist.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, das eingangs beschriebene Projektionsobjektiv dahingehend zu verbessern, dass es mit geringem technischen Aufwand ein präzises Abbilden einer Struktur eines Retikels auf eine photosensitive Schicht eines Wafers erlaubt.
Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren zum Korrigieren thermisch induzierter Abbildungsfehler eines Projektionsobjektivs für die Lithographie dahingehend zu verbessern, dass es temperaturinduzierte Abbildungsfehler besonders wirksam und flexibel korrigiert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Projektionsobjektiv Für die Lithographie gelöst, das eine optische Anordnung optischer Elemente entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen einer Objektebene und einer Bildebene aufweist, wobei die optische Anordnung zumindest eine erste Pupillenebene aufweist, wobei die optische Anordnung zumindest ein erstes und ein zweites Korrekturelement zur Korrektur thermisch induzierter Abbildungsfehler aufweist und wobei das zumindest erste und zweite Korrekturelement jeweils in einem Bereich angeordnet sind, der zur zumindest ersten Pupillenebene zumindest optisch nah ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Korrigieren thermisch induzierter Abbildungsfehler eines Projektionsobjektivs für die Lithographie gelöst, wobei das Projektionsobjektiv eine optische Anordnung optischer Elemente entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen einer Objektebene und einer Bildebene aufweist, wobei die optische Anordnung zumindest eine erste Pupillenebene aufweist, wobei die optische Anordnung zumindest ein erstes und ein zweites Korrekturelement zur Korrektur der thermisch induzierten Abbildungsfehler aufweist, wobei das zumindest erste und zweite Korrekturelement jeweils in einem Bereich angeordnet werden, der zur zumindest ersten Pupillenebene zumindest optisch nah ist, und wobei eine Korrekturposition der zumindest zwei Korrekturelemente ermittelt wird, in der überwiegend feldkonstante und/oder feldabhängige Anteile der Abbildungsfehler korrigiert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv, dessen optische Anordnung optischer Elemente zwischen der Objektebene und der Bildebene zumindest eine erste Pupillenebene aufweist, werden zumindest zwei Korrekturelemente in solchen Bereichen angeordnet, die zumindest optisch nah zur zumindest ersten Pupillenebene des Projektionsobjektivs sind, um Abbildungsfehler wirksam zu korrigieren, die auf einer Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente des Projektionsobjektivs beruhen.
Erfindungsgemäß ist unter einer "Anordnung in einem zu einer Pupillenebene zumindest optisch nahen Bereich" eine solche Anordnung eines Korrekturelementes innerhalb des Projektionsobjektivs zu verstehen, dessen optische Wirkung annähernd gleich zu einer optischen Wirkung eines Korrekturelements ist, das in der Pupillenebene angeordnet ist. Dieser Begriff schließt auch die Anordnung eines Korrekturelements genau in der Pupillenebene des Projektionsobjektivs und die Anordnung mehrerer optischer Elemente zwischen dem Korrekturelement und der Pupillenebene ein.
Ein Kriterium zum Klassifizieren, ob eine gewählte Position des Korrekturelements zu einer Pupillenebene zumindest optisch nah ist, ist ein Verhältnis aus Hauptstrahlhöhe zu Randstrahlhöhe in dieser Position. Ist dieses Verhältnis null oder dem Betrage nach annähernd null, bspw. kleiner als 1/4, so spricht man von einer zu der Pupillenebene zumindest optisch nahen Position. Hierbei ist unter "Hauptstrahlhöhe" die Strahlhöhe des Hauptstrahls eines Feldpunkts der Objektebene mit betragsmäßig maximaler Feldhöhe zu verstehen. Der Begriff "Randstrahlhöhe" bezeichnet hingegen die Strahlhöhe eines Strahls mit maximaler Apertur ausgehend von der Feldmitte der Objektebene.
Es ist allgemein bekannt, dass ein in einer Pupillenebene angeordnetes optisches Element einen Einfluss auf den feldkonstanten Verlauf der Wellenfront in der Bildebene des Projektionsobjektivs hat, während ein in Nähe der Pupillenebene vorgesehenes optisches Element den feldabhängigen Anteil des Feldverlaufs beeinflusst. Die Anordnung der zumindest zwei Korrekturelemente in zumindest optisch pupillennahen Bereichen erlaubt daher vorteilhafterweise neben einer Korrektur eines feldkonstanten Verlaufs der Abbildungsfehler auch eine wirksame Korrektur von verbleibenden feldabhängigen Anteilen der Abbildungsfehler.
Ein weiterer Vorteil des Projektionsobjektivs ist, dass es verschiedene Anordnungsmöglichkeiten der zumindest zwei Korrekturelemente bietet, die je nach Design des Projektionsobjektivs und nach Platzbedarf der Korrekturelemente flexibel an die jeweiligen Korrekturerfordernisse anpassbar sind. Hierdurch können die auftretenden Abbildungsfehler auch unabhängig von äußeren Einflüssen, bspw. einer Beleuchtungsweise des Projektionsobjektiv, ohne weitere technisch aufwendige Maßnahmen wirksam korrigiert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die zumindest zwei Korrekturelemente jeweils ein optisches Element, vorzugsweise eine Planparallelplatte, ein Spiegel und/oder eine Linse mit jeweils geeignet optisch wirksamen Oberflächen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Korrekturelemente, die ebenfalls als optische Elemente ausgebildet sind, besonders einfach in die optische Anordnung der optischen Elemente und damit in den Lichtweg des Projektionsobjektivs integrierbar sind. Die Ausgestaltung der Korrekturelemente als Planparallelplatten, Spiegel und/oder Linsen mit jeweils geeignet optisch wirksamen Oberflächen stellen vorteilhafterweise verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten der Korrekturelemente bereit, die je nach Design des Projektionsobjektivs implementiert werden können. Hierbei können die Korrekturelemente jeweils voneinander verschieden ausgestaltet sein. Erfindungsgemäß ist unter einer „optisch wirksamen Oberfläche" eine solche Oberfläche zu verstehen, die im Einbauzustand des zugehörigen Korrekturelements im Projektionsobjektiv vom Licht genutzt wird. Diese Oberfläche kann fokussierend, defokussierend oder auch strahlführend (strahlfaltend) sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die optischen Elemente eine nicht-austauschbare Linse und/oder eine mechanisch verformbare Linse auf.
Diese Maßnahme stellt vorteilhafterweise eine besonders häufig vorkommende Ausgestaltung des Projektionsobjektivs dar, dessen auf Erwärmung seiner optischen Elemente beruhenden Abbildungsfehler durch die Korrekturelemente kompensiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das erste Korrekturelement und/oder das zweite Korrekturelement optisch veränderbar.
In diesem Zusammenhang ist unter einer optischen Veränderung des zumindest ersten und/oder zweiten Korrekturelements eine Veränderung ihrer optischen Eigenschaften, insbesondere ihrer Form und/oder ihrer Materialeigenschaften (Brechzahl, Wärmeausdehnungskoeffizient usw.), zu verstehen.
Diese Maßnahme ermöglicht vorteilhafterweise ein zusätzliches, sehr rasch durchführbares Korrigieren der thermisch induzierten Abbildungsfehler. Das erste und/oder zweite Korrekturelement weisen hierzu mechanische bzw. thermische Manipulatoren auf, deren Aktuatoren an der Oberfläche der Korrekturelemente angreifen, um eine mechanische bzw. thermische Krafteinwirkung auf diese auszuüben.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das erste Korrekturelement und/oder das zweite Korrekturelement lageverstellbar, insbesondere dezentrierbar ausgebildet.
Diese Maßnahme ermöglicht eine noch weitere, besonders rasche Korrektur der thermisch induzierten Abbildungsfehler, indem die Anordnung des zumindest ersten und/oder zweiten Korrekturelements im Projektionsobjektiv verändert wird. Unter einer "Lageverstellbarkeit" ist im Allgemeinen eine Veränderung der Position der Korrekturelemente zu verstehen, so dass das erste und/oder zweite Korrekturelement um eine optische Achse drehbar, bezüglich der optischen Achse verkippbar und entlang bzw. quer zur optischen Achse verschiebbar ausgebildet sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das erste Korrekturelement und/oder das zweite Korrekturelement gegen zumindest ein anderes Korrekturelement austauschbar.
Diese Maßnahme bewirkt ein Ersetzen des ersten und/oder zweiten Korrekturelements durch zumindest ein anderes Korrekturelement, wodurch vorteilhafterweise das Korrigieren thermisch induzierten Abbildungsfehler unterstützt werden kann. Hierzu weist das Projektionsobjektiv eine schnelle Wechslereinrichtung auf, in der vorzugsweise mehrere Austauschelemente mit verschiedenen Oberflächenasphärisierungen bereitgehalten werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das erste und/oder zweite Korrekturelement zur Korrektur erwärmbar.
Durch eine Erwärmung eines der beiden Korrekturelemente oder beider Korrekturelemente kann die bereits oben erwähnte optische Veränderung des oder der Korrekturelemente auf einfache Weise erzielt werden, wobei zumindest einem der Korrekturelemente entsprechend eine Heizung/Kühlung zugeordnet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die zumindest zwei Korrekturelemente unmittelbar benachbart angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Abbildungsfehler besonders einfach korrigiert werden können, da keine zusätzlichen zwischen den beiden Korrekturelementen angeordneten optischen Elemente den Strahlengang des Lichts beeinflussen und für die Gesamtkorrekturwirkung der beiden Korrekturelemente berücksichtigt werden müssen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die zumindest zwei Korrekturelemente an optisch konjugierten Positionen angeordnet.
Unter "optisch konjugierten Positionen" zumindest zweier Korrekturelemente sind solche Positionen zu verstehen, deren Verhältnisse von Hauptstrahlhöhe zu Randstrahlhöhe annähernd gleich sind.
Diese Maßnahme gewährleistet vorteilhafterweise, dass sich die jeweiligen optischen Wirkungen der einzelnen Korrekturelemente auf den Feldverlauf überlagern, um die auftretenden Abbildungsfehler optimal zu korrigieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die zumindest zwei Korrekturelemente voneinander beabstandet angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass im Gegensatz zu einer nicht-beabstandeten Anordnung der zumindest zwei Korrekturelemente bspw. durch eine unterschiedliche Wahl des Abstands eine Vielzahl von Strahlführungsmöglichkeiten des Lichts im Projektionsobjektiv bereitgestellt werden kann, die für die Korrektur der thermisch induzierten Abbildungsfehler ausgenützt werden können.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Projektionsobjektivs lässt sich insbesondere vorteilhaft einsetzen, wenn die optische Anordnung des Projektionsobjektivs zumindest zwei Pupillenebenen aufweist, wobei dann das zumindest erste und zweite Korrekturelement zur ersten und/oder zweiten Pupillenebene optisch nah ist.
Die zwei Korrekturelemente lassen sich somit auf Korrekturpositionen in beiden und/oder nahe beider Pupillenebenen verteilen, was aus Platzgründen, die durch das Design des Projektionsobjektivs bedingt sind, ein höheres Korrekturpotential ermöglicht, als wenn nur eine Pupillenebene vorhanden ist, in der beide Korrekturelemente möglicherweise aus Platzgründen nicht angeordnet werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind das erste Korrekturelement in der zumindest ersten Pupillenebene und das zweite Korrekturelement in der zumindest zweiten Pupillenebene angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch ein Anordnen der zumindest zwei Korrekturelemente in jeweils einer Pupillenebene feldkonstante Anteile der Abbildungsfehler besonders effektiv korrigiert werden können, da sich die jeweiligen Korrekturwirkungen der zumindest zwei Korrekturelemente überlagern.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Korrekturelement in einer Pupillenebene und das zweite Korrekturelement zumindest optisch nah zu einer Pupillenebene der zumindest ersten und zweiten Pupillenebenen angeordnet.
Diese Maßnahme gewährleistet vorteilhafterweise ein besonders effektives, an das jeweilige Projektionsobjektiv und die auftretenden Abbildungsfehler anpassbares Korrigieren feldkonstanter und feldabhängiger Verläufe der Abbildungsfehler in der Bildebene des Projektionsobjektivs.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind in Lichtausbreitungsrichtung gesehen das erste Korrekturelement vor einer Pupillenebene und das zweite Korrekturelement hinter einer Pupillenebene der zumindest ersten und zweiten Pupillenebenen angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die optische Wirkung der nahe einer Pupillenebene angeordneten Korrekturelemente in der Bildebene des Projektionsobjektivs einen feldabhängigen Verlauf zeigt, so dass vorteilhafterweise durch die additive Wirkung der zumindest zwei Korrekturelemente der feldabhängige Anteil der thermisch induzierten Abbildungsfehler besonders gut korrigiert werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die zwei Korrekturelemente bezüglich der zumindest ersten Pupillenebene symmetrisch angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die gleichweit von der ersten Pupillenebene beabstandet angeordneten Korrekturelemente eine additive Wirkung auf den feldkonstanten Anteil und eine zumindest reduzierte Wirkung auf den feldabhängigen Anteil der Abbildungsfehler haben. Hierbei kann die gewünschte Korrekturwirkung durch die jeweilige Ausgestaltung der Korrekturelemente beeinflusst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Abstand des ersten Korrekturelements zur zumindest ersten Pupillenebene ungleich zu einem Abstand des zweiten Korrekturelements zur zumindest ersten Pupillenebene.
Diese Maßnahme ermöglicht vorteilhafterweise je nach Wahl der Abstände der beiden Korrekturelemente zur ersten Pupillenebene ein überwiegendes Korrigieren der feldkonstanten oder der feldabhängigen Anteile der Abbildungsfehler.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind in Lichtausbreitungsrichtung gesehen die zumindest zwei Korrekturelemente vor der zumindest ersten Pupillenebene angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind in Lichtausbreitungsrichtung gesehen die zumindest zwei Korrekturelemente hinter der zumindest ersten Pupillenebene angeordnet.
Die Anordnung der Korrekturelemente außerhalb von Pupillenebenen korrigiert vorteilhafterweise einen feldabhängigen Verlauf der Abbildungsfehler in der Bildebe ne des Projektionsobjektivs. Ferner ermöglicht die Anordnung der Korrekturelemente auf einer Seite einer Pupillenebene ein unabhängiges Eingreifen in den Verlauf von oberen und unteren Randstrahlen des Projektionsobjektivs.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind, wenn die Abbildungsfehler überwiegend nah zur zumindest ersten Pupillenebene verursacht sind, die zumindest zwei Korrekturelemente zumindest optisch nah zur zumindest zweiten Pupillenebene angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die zur zumindest ersten Pupillenebene optisch nah erzeugten Abbildungsfehler an dem hierzu optisch konjugierten Ort, nämlich optisch in Nähe der zumindest zweiten Pupillenebene, korrigiert werden können. Ist die zweite Pupillenebene in Lichtausbreitungsrichtung gesehen vor der zumindest ersten Pupillenebene angeordnet, so wird zuerst durch die Korrekturelemente ein Abbildungsfehler in dem Projektionsobjektiv induziert, das durch den wirklichen Abbildungsfehler kompensiert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die optische Anordnung genau zwei Korrekturelemente auf.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass ein Korrigieren von Abbildungsfehlern mit genau zwei Korrekturelementen einfacher durchzuführen ist als ein Korrigieren mit drei oder mehr Korrekturelementen. Hierbei kann das erste Korrekturelement dazu verwendet werden, feldkonstante Anteile der Abbildungsfehler zu korrigieren, während das zweite Korrekturelement einen feldabhängigen Verlauf der Abbildungsfehler kompensiert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Korrekturposition der zumindest zwei Korrekturelemente dadurch ermittelt, dass zwischen zwei zu den Korrekturelementen benachbarten optischen Elementen verschiedene Positionen für die zumindest zwei Korrekturelemente gewählt werden und ein Einfluss der Anordnung der zumindest zwei Korrekturelemente in diesen Positionen auf die Abbildungsfehler ermittelt wird.
Diese Maßnahme bewirkt, dass verschiedene Anordnungsmöglichkeiten der zwei Korrekturelemente rechnerisch ermittelt werden und aus diesen diejenige Anordnung ausgewählt wird, deren optische Wirkung auf die thermisch induzierten Abbildungsfehler am größten ist. Somit kann die beste Korrektur der Abbildungsfehler ohne tatsächliches Verändern der Anordnung der Korrekturelemente bspw. rechnerisch ermittelt und optimal an das Design des Projektionsobjektivs und die auftretenden Abbildungsfehler angepasst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden die geeigneten Positionen in zueinander äquidistanten Abständen gewählt.
Diese Maßnahme ermöglicht vorteilhafterweise eine systematische Ermittlung der optimalen Anordnungspositionen der Korrekturelemente.
in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird beim Ermitteln der optimalen Position eine Beleuchtungsweise des Projektionsobjektivs berücksichtigt.
Die Erwärmung der optischen Elemente wird insbesondere durch die Beleuchtungsweise des Projektionsobjektivs bestimmt, so dass die thermisch induzierten Abbildungsfehler vorteilhafterweise besonders wirksam korrigiert werden können, wenn die jeweilige Beleuchtungsweise des Projektionsobjektivs mit berücksichtigt wird.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem und einem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv;
2 ein detailliertes Ausführungsbeispiel des Projektionsobjektivs in 1;
3A–3F verschiedene Anordnungen zweier Korrekturelemente bezüglich einer ersten Pupillenebene des Projektionsobjektivs in 2;
4 verschiedene Beleuchtungsweisen des Projektionsobjektivs in 2;
5 verschiedene Anordnungspositionen der Korrekturelemente in 2;
6A positionsabhängige RMS-Werte von Wellenfrontverläufen des Projektionsobjektivs in 2 in Abhängigkeit der Beleuchtungsweisen in 4, wobei das Projektionsobjektiv nur ein erstes Korrekturelement aufweist;
6B Wellenfrontverläufe des Projektionsobjektivs in 2, die den RMS-Werten in 6A zugeordnet sind;
6C Querschnitte durch die Wellenfrontverläufe in 6B;
7A Wellenfrontverläufe des Projektionsobjektivs in 2 in Abhängigkeit der Beleuchtungsweisen in 4, wobei das Projektionsobjektiv das erste Korrekturelement in einer ersten Position aufweist;
7B Querschnitte durch die Wellenfrontverläufe in 7A;
7C Wellenfrontverläufe des Projektionsobjektivs in 2 in Abhängigkeit der Beleuchtungsweisen in 4, wobei das Projektionsobjektiv ein zweites Korrekturelement in einer zweiten Position aufweist; und
7D Querschnitte durch die Wellenfrontverläufe in 7C.
In 1 ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenes Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage 12 dargestellt. Weitere Einzelheiten des Projektionsobjektivs 10 sind in 2 dargestellt.
Die Projektionsbelichtungsanlage 12 wird bspw. in der Halbleitermikrolithographie zur Herstellung feinstrukturierter Bauelemente, bspw. Transistoren, Schalter usw., verwendet, um eine auf einem Halter 14 angeordnete Struktur eines Retikels 16, das in einer Objektebene O des Projektionsobjektivs 10 angeordnet ist, auf eine auf einer Halterung 18 angeordnete photosensitive Schicht eines Substrats 20 (Wafer), der in einer Bildebene B des Projektionsobjektivs 10 angeordnet ist, abzubilden. Hierzu weist die Projektionsbelichtungsanlage 12 eine Lichtquelle 22 und eine zwischen der Lichtquelle 22 und dem Retikel 16 angeordnete Beleuchtungsoptik 24 auf. Lichtstrahlen 26, die von der Lichtquelle 22 emittiert werden, treten durch die Beleuchtungsoptik 24, das Retikel 16 und das Projektionsobjektiv 10 hindurch und treffen auf die photosensitive Schicht des Substrats 20. Nach Entwickeln des Substrats 20 entsteht auf diesem die abzubildende Struktur.
Das Projektionsobjektiv 10 weist eine optische Anordnung 30 optischer Elemente 32, hier dargestellt vier optische Elemente 32a–d in Form von vier Linsen 34a–d, auf, die jeweils beidseitig mittels eines Klemmmechanismusses in einer Fassung 36a–d aufgenommen sind.
Neben intrinsischen Abbildungsfehlern entstehen im Projektionsobjektiv 10 während eines Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 12 temperaturinduzierte Abbildungsfehlers aufgrund einer Erwärmung zumindest eines optischen Elements 32a–d, hier des optischen Elements 32d. Diese lokale Erwärmung führt zu einer lokalen Veränderung der optischen Eigenschaften des optischen Elements 32d, bspw. zu einer Änderung seiner Form und/oder seiner Materialeigenschaften (Brechzahl, Wärmeausdehnungskoeffizient usw.).
Die hierdurch während des Betriebs auftretenden Abbildungsfehler zeigen verschiedene Feldverläufe in der Bildebene B des Projektionsobjektivs 10, die jeweils einen feldkonstanten und feldabhängigen Anteil aufweisen.
Um überwiegend feldkonstante und/oder feldabhängige Anteile der Gesamtwellenfrontverlaufs der thermisch induzierten Abbildungsfehler wirksam zu korrigieren, weist die optische Anordnung 30 zumindest zwei weitere als optische Elemente 37 ausgebildete Korrekturelemente 38, hier genau zwei Korrekturelemente 38a, b, auf, die als Planparallelplatten 40a, b ausgebildet und formschlüssig in Fassungen 42a, b aufgenommen sind. Die zwei Korrekturelemente 38a, b sind ferner unmittelbar benachbart und voneinander geringfügig beabstandet in Bereichen angeordnet, die zumindest optisch nah zu einer Pupillenebene P₁ des Projektionsobjektivs 10 ist.
Unter einer Anordnung in einem zur ersten Pupillenebene P₁ „zumindest optisch nahen Bereich" ist nicht nur eine Anordnung in der ersten Pupillenebene P₁ bzw. in einem zur ersten Pupillenebene P₁ räumlich nahen Bereich zu verstehen. Der verwendete Ausdruck bezieht sich allgemein auf eine solche Anordnung der zwei Korrekturelemente 38a, b, deren Wirkung optisch annähernd gleich zu einer Anordnung in der ersten Pupillenebene P₁ ist, so dass auch bspw. mehrere optische Elemente 32 zwischen den beiden Korrekturelementen 38a, b angeordnet sein können.
Ein Kriterium, nach dem ein zu einer Pupillenebene optisch naher Bereich bestimmt werden kann, ist ein Verhältnis aus Hauptstrahlhöhe zu Randstrahlhöhe in einer gewählten Position, das hierbei annähernd null, bspw. kleiner als 1/4, insbesondere kleiner als 1/10, sein muss. In diesem Zusammenhang ist unter „Hauptstrahlhöhe" eine Strahlhöhe eines Hauptstrahls eines Feldpunkts der Objektebene O mit betragsmäßig maximaler Feldhöhe und unter „Randstrahlhöhe" die Strahlhöhe eines Strahls mit maximaler Apertur ausgehend von der Feldmitte der Objektebene O zu verstehen.
Das Projektionsobjektiv 10 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich ein zweite Pupillenebene P₂ auf, die in Lichtausbreitungsrichtung gesehen hinter der ersten Pupillenebene P₁ angeordnet ist.
2 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel des schematisch in 1 dargestellten Projektionsobjektivs 10, dessen optische Anordnung 30 eine Vielzahl von optischen Elementen 32 in Form von Linsen 34, Spiegeln 44 und Planparallelplatten 46 aufweist, die entlang der Lichtausbreitungsrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind.
Das Projektionsobjektiv 10 weist drei Pupillenebenen P₁–P₃ sowie vier Feldebenen F₁–F₄ auf, wobei die erste bzw. letzte Feldebene F₁, F₄ der Objektebene O bzw. der Bildebene B des Projektionsobjektivs 10 entspricht.
Im Bereich der ersten Pupillenebene P₁ sind die zwei Korrekturelemente 38a, b angeordnet, um thermisch induzierte Abbildungsfehler, hier Koma und Astigmatismus, zu korrigieren. Das erste und zweite Korrekturelement 38a, b sind jeweils als Planparallelplatte 40a bzw. gekrümmte Linse 48a ausgebildet und in der ersten Pupillenebene P₁ bzw. in Lichtausbreitungsrichtung gesehen hinter der Pupillenebene P₁ unmittelbar benachbart zum ersten Korrekturelement 38a angeordnet.
Die Oberflächen der optischen Elemente 32 und der beiden Korrekturelemente 38a, b sind optisch wirksam ausgebildet, wobei im Sinne der vorliegenden Erfindung unter einer "optisch wirksamen Oberfläche" zu verstehen ist, dass diese Oberfläche im Einbauzustand des zugehörigen optischen Elements bzw. Korrekturelements im Projektionsobjektiv 10 vom Licht genutzt wird. Diese Oberfläche kann bspw. fokussierend, defokussierend oder strahlführend (strahlfaltend) sein und rotationssymmetrische und nicht-rotationssymmetrische Passen entsprechend verschiedener Ordnungen der Zernike-Koeffizienten aufweisen.
Die Korrekturelemente 38a, b dienen zur Korrektur von Abbildungsfehlern, die durch Erwärmung lokaler Bereiche der optischen Elemente 32 infolge bspw. einer durch die Beleuchtungsoptik 24 erzeugten Dipol- oder Quadrapolbeleuchtung des Projektionsobjektivs 10 verursacht werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel korrigiert das Korrekturelement 38a, da es in der ersten Pupillenebene P₁ angeordnet ist, einen feldkonstanten Verlauf der Abbildungsfehler in der Bildebene B, der hier bspw. 70% des Gesamtwellenfrontfehlerverlaufs einnimmt. Ein verbleibender feldabhängiger Anteil des Feldverlaufs von 30% wird durch das zweite Korrekturelement 38b optimal kompensiert.
Die Abbildungsfehler können in Lichtausbreitungsrichtung gesehen vor bzw. hinter den Korrekturelementen 38a, b auftreten. Treten die Abbildungsfehler in optischen Elementen 32 auf, die in Lichtausbreitungsrichtung gesehen vor den Korrekturelementen 38a, b angeordnet sind, so werden die Abbildungsfehler nach ihrer Entstehung durch die Korrekturelemente 38a, b korrigiert. Werden die Abbildungsfehler hingegen in Lichtausbreitungsrichtung gesehen hinter den Korrekturelementen 38a, b verursacht, so werden sie derart korrigiert, dass zuerst entsprechende Abbildungsfehler durch die Korrekturelemente 38a, b in dem Wellenfrontverlauf des Projektionsobjektivs 10 induziert werden, die dann durch tatsächlich auftretende, auf einer Erwärmung der hinter der ersten Pupillenebene P₁ angeordneten optischen Elemente 32 beruhende Abbildungsfehler kompensiert werden.
3A–3F zeigen verschiedene Ausgestaltungen und Anordnungen der zwei Korrekturelemente 38a, b, die im Bereich der ersten Pupillenebene P₁ zwischen den als die Linsen 34a, b ausgebildeten optischen Elementen 32a, b angeordnet sind. Weitere optische Elemente 32, die zwischen den optischen Elementen 32a, b vorgesehen sein können, sind der Übersicht halber nicht dargestellt.
3A zeigt den in 2 dargestellten Fall, dass das Korrekturelement 38a in der Pupillenebene P₁ angeordnet ist, während das Korrekturelement 38b in Lichtausbreitungsrichtung gesehen hinter der Pupillenebene P₁ angeordnet ist. Im Gegensatz zu 2 sind das erste Korrekturelement 38a als Linse 48a und das zweite Korrekturelement 38b als Planparallelplatte 40b ausgebildet. In 3B sind das als Planparallelplatte 40a ausgebildete Korrekturelement 38a vor der ersten Pupillenebene P₁ und das als weitere Planparallelplatte 40b ausgebildete Korrekturelement 38b in der ersten Pupillenebene P₁ angeordnet. Wie in 3C, 3D dargestellt, können beide als Linsen 48a, b bzw. als Planparallelplatten 40a, b ausgebildeten Korrekturelemente 38a, 38b in Lichtausbreitungsrichtung gesehen entweder vor oder hinter der ersten Pupillenebene P₁ angeordnet sein. Die Korrekturelemente 38a, 38b können ebenfalls derart angeordnet sein, dass beide in jeweils unterschiedlichen Richtungen aus der ersten Pupillenebene P₁ verschoben sind, so dass das erste Korrekturelement 38a zwischen dem optischen Element 32a und der ersten Pupillenebene P₁ und das zweite Korrekturelement 38b zwischen der Pupillenebene P₁ und dem optischen Element 32b angeordnet sind (vgl. 3E, 3F). Hierbei kann ein Abstand d₁ des ersten Korrekturelements 38a zur Pupillenebene P₁ ungleich zu einem Abstand d₂ des zweiten Korrekturelements 38b zur ersten Pupillenebene P₁ sein, so dass die beiden Korrekturelemente 38a, b unsymmetrisch bezüglich der ersten Pupillenebene P₁ angeordnet sind (vgl. 3E). Es ist ebenfalls möglich, dass die beiden Korrekturelemente 38a, 38b symmetrisch um die erste Pupillenebene P₁ angeordnet sind (vgl. 3F). Beide Ausgestaltungen ermöglichen vorteilhafterweise, obere und untere Komastrahlen unabhängig voneinander beeinflussen zu können, wobei beide Korrekturelemente 38a, b zusätzlich eine additive Wirkung auf den feldkonstanten Verlauf der Abbildungsfehler ausüben. In 3E sind die Korrekturelemente 38a, b als Linsen 48a, b und in 3F als Planparallelplatten 40a, b ausgebildet. Je nach Design des Projekti onsobjektivs 10 können die Korrekturelemente 38a, b anstatt als transmissive Elemente auch als refraktive Elemente ausgebildet sein, die zusätzlich zur Strahlumlenkung geeignet sind. Wie in 2 dargestellt, kann das Korrekturelement 38a, b als der in der zweiten Pupillenebene P₂ aufgenommene Spiegel 44 ausgebildet sein, um gleichzeitig ein Korrigieren der Abbildungsfehler und eine Strahlführung der Lichtstrahlen 28 zu ermöglichen.
Wieder Bezug nehmend auf 2 können die Korrekturelemente 38a, b auch in Bereichen angeordnet sein, die jeweils zu verschiedenen Pupillenebenen P₁–P₃ zumindest optisch nah sind. Hierbei ist es bspw. möglich, dass beide Korrekturelemente 38a, b in jeweils einer Pupillenebene P₁–P₃ oder dass nur das erste Korrekturelement 38a in einer Pupillenebene P₁–P₃ und dass zweite Korrekturelement 38b zumindest optisch nah zu einer anderen Pupillenebene P₁–P₃ angeordnet sind, wobei in Lichtausbreitungsrichtung gesehen das zweite Korrekturelement 38b vor bzw. hinter der jeweiligen Pupillenebene P₁–P₃ angeordnet ist. Eine weitere Möglichkeit, die beiden Korrekturelemente 38a, b in dem Projektionsobjektiv 10 anzuordnen, ist, dass beide Korrekturelemente 38a, b optisch nah, aber außerhalb einer Pupillenebene P₁–P₃ angeordnet sind, wobei jegliche Anordnung hinsichtlich der Position bezüglich der jeweiligen Pupillenebene P₁–P₃ und des Abstandes zu den jeweiligen Pupillenebenen P₁–P₃ möglich ist.
Es ist ferner möglich, die zwei Korrekturelemente 38a, b an optisch konjugierten Positionen anzuordnen. Unter "optisch konjugierten Positionen" sind solche Positionen im Projektionsobjektiv 10 zu verstehen, deren jeweiliges Verhältnis von Hauptstrahlhöhe zu Randstrahlhöhe annähernd gleich ist, so dass die optische Wirkung der jeweils dort angeordneten Korrekturelementen 38a, b ebenfalls annähernd gleich ist.
Zur besseren Korrektur der thermisch induzierten Abbildungsfehler sind ferner das erste Korrekturelement 38a und/oder das zweite Korrekturelement 38b während des Betriebs des Projektionsobjektivs 10 austauschbar, d. h. das erste Korrekturelement 38a und/oder das zweite Korrekturelement 38b sind mittels eines raschen Wechslermechanismus aus einen Lichtweg des Projektionsobjektivs 10 teilautomatisiert oder vollautomatisiert herausnehmbar bzw. es ist zumindest ein anderes Korrekturelement in den Lichtweg einbringbar. Es können auch für das erste Korrekturelement 38a und/oder das zweite Korrekturelement 38b eine Vielzahl von Austauschkorrekturelementen in dem Wechslermechanismus bereitgehalten werden, die dann mit anderen optischen Eigenschaften versehen nach ihrem jeweiligen Einbringen in das Projektionsobjektiv 10 einen jeweils auftretenden Abbildungsfehler am besten korrigieren können.
Das erste Korrekturelement 38a und/oder das zweite Korrekturelement 38b können ferner je nach zu erzielender Korrekturwirkung der thermisch induzierten Abbildungsfehler aktiv optisch veränderbar ausgebildet sein, so dass ihnen entsprechende mechanische Verformungsmanipulatoren (nicht dargestellt) zugeordnet sind und/oder sie können auch mit thermischen Manipulatoren (nicht dargestellt) versehen sein, die die Korrekturelemente 38a, b erwärmen oder abkühlen, um eine gewünschte optische Korrekturwirkung in den Korrekturelementen 38a, b einzustellen.
Das erste Korrekturelement 38a und/oder das zweite Korrekturelement 38b können zur Erzielung einer bestimmter optischen Korrekturwirkung der auf Erwärmung der optischen Elemente 32 beruhenden Abbildungsfehler zusätzlich lageverstellbar ausgebildet sein, wobei den jeweiligen Korrekturelementen 38a, b entsprechende Manipulatoren zur Lageverstellung (nicht dargestellt) zugeordnet sind. Im diesem Zusammenhang ist unter "lageverstellbar" zu verstehen, dass das jeweilige Korrekturelement 38a, b um eine optische Achse A drehbar, bezüglich der optischen Achse A verkippbar bzw. entlang der optischen Achse A verschiebbar und/oder quer zur selben, d. h. dezentrierbar, ausgebildet ist.
Neben den Korrekturelementen 38a, b können zumindest ein optisches Element 32 der optischen Anordnung 30 als austauschbares Element und/oder als optisch veränderbares Element und/oder als lageverstellbares Element ausgebildet sein, so dass die Gesamtkorrekturwirkung des Projektionsobjektivs 10 erhöht wird.
Im Folgenden wird beispielhaft die Korrekturwirkung von thermisch induzierten Abbildungsfehlern mittels eines optischen Korrekturelements 38a und mittels der Korrekturelemente 38a, b für verschiedene Beleuchtungsweisen des Projektionsobjektivs 10 beschrieben.
4 zeigt elf verschiedene Beleuchtungsweisen 52a–k, die als scanintegrierte Gesamtwellenfront einer Leerbelichtung des Projektionsobjektivs 10 mit vergleichsweise gleich starken Lichtquellen 22 aufgenommen sind. Die komplexen Beleuchtungsweisen 52a–k erzeugen bspw. Dipol- bzw. Quadrupolbeleuchtungen, ringförmige oder auch asymmetrische Beleuchtungen der optischen Elemente 32.
Wird nur ein Korrekturelement 38a, hier die Planparallelplatte 40a, zur Korrektur der durch die Beleuchtungsweisen 52a–k verursachten Abbildungsfehler zumindest optisch nah zur ersten Pupillenebene P₁ in verschiedenen Positionen 54a–e angeordnet, die, wie in 5 dargestellt, bezüglich des in Lichtausbreitungsrichtung gesehen vor dem ersten Korrekturelement 38a angeordneten optischen Elements 32a verschieden beabstandet sind, so ergeben sich positionsabhängig die in 6A dargestellten verbleibenden quadratischen Mittelwerte (RMS-Werte) 55a–k hinsichtlich der für die Zernike-Koeffizienten Z5–Z36 integrierten Gesamtwellenfront in der Bildebene B. Der zu den Positionen 54a–e zugehörige Abstand X₁–X₅ zum optischen Element 32a beträgt zwischen 3 mm und 32 mm und nimmt jeweils zu.
Über alle Beleuchtungsweisen 52a–k gemittelt stellt die Position 54b die optimale Korrekturposition für das Korrekturelement 38a dar, da beleuchtungsabhängige Wellenfront-Peak-to-Valley-Werte zwischen 20 nm und 30 nm betragen. Ferner betragen die RMS-Werte 55a–k der Position 54b für alle Beleuchtungsweisen 52a–k zwischen 0.8 nm und 5.3 nm, was im Vergleich zu den anderen Positionen 54a, c–d die geringsten Werte darstellen.
6B und 6C zeigen die den jeweiligen Beleuchtungsweisen 52a–k zugeordneten Wellenfronten 56a–k in der Bildebene B des Projektionsobjektivs 10 sowie einen Querschnitt 58a–k durch die jeweilige Wellenfront 56a–k in horizontaler bzw. vertikaler Richtung.
Werden im Gegensatz hierzu zwei als Planparallelplatten 40a, b ausgebildete Korrekturelemente 38a, b zur Korrektur der durch die in 4 dargestellten Beleuchtungsweisen 52a–k verursachten Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs 10 verwendet und an den zuvor genannten verschiedenen Positionen 54a–e angeordnet, so ergeben sich über alle Beleuchtungsweisen 52a–k gemittelt Peak-to-Valley-Werte der zugehörigen Gesamtwellenfronten in der Bildebene B des Projektionsobjektivs 10 von 2 nm bis 18 nm. Dies entspricht einer um einen Faktor 1.5–2 höheren Deformation der Wellenfronten, so dass die auftretenden Abbildungsfehler wirksamer als mit nur einem Korrekturelement 38a korrigiert werden.
7A, 7C bzw. 7B, 7D zeigen jeweils für das in der Position 54a angeordnete erste Korrekturelement 38a und das in der Position 54e angeordnete Korrekturelement 38b die beleuchtungsabhängigen Wellenfronten 60a–k bzw. 62a–k sowie die zugehörigen Querschnitte 64a–k, 66a–k durch die jeweiligen Wellenfronten 60a–k, 62a–k in horizontaler bzw. vertikaler Richtung. Die Positionen 54a, e der Korrekturelemente 38a, b entsprechen ihren für die gewünschte Korrekturwirkung optimalen Korrekturpositionen. Sie werden dadurch ermittelt, dass mehrere verschiedene Positionen 54a–e zwischen zwei zu den Korrekturelementen 38a, b benachbarten optischen Elementen 32a, b gewählt werden und ein Einfluss einer beliebigen Anordnung der zwei Korrekturelemente 38a, b in diesen Positionen 54a–e auf die auftretenden Abbildungsfehler ermittelt wird. Hierbei können die Positionen 54a–e beliebig, bspw. zueinander äquidistant beabstandet, gewählt werden. Bei der Ermittlung der optimalen Positionen 54a, e wird ferner die jeweilige Beleuchtungsweise 52a–k des Projektionsobjektivs 10 mit berücksichtigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6262793 B1 [0003, 0008]

Claims

Projektionsobjektiv für die Lithographie, mit einer optischen Anordnung (30) optischer Elemente (32) entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen einer Objektebene (O) und einer Bildebene (B), wobei die optische Anordnung (30) zumindest eine erste Pupillenebene (P₁, P₂) aufweist, wobei die optische Anordnung (30) zumindest ein erstes und ein zweites Korrekturelement (38a, b) zur Korrektur thermisch induzierter Abbildungsfehler aufweist, und wobei das zumindest erste und zweite Korrekturelement (38a, b) jeweils in einem Bereich angeordnet sind, der zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁, P₂) zumindest optisch nah ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) jeweils ein optisches Element (37), vorzugsweise eine Planparallelplatte (40a, b), ein Spiegel und/oder eine Linse (48a, b) mit jeweils für die Korrektur optisch wirksamen Oberflächen sind.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste und/oder zweite Korrekturelement (38a, b) zur Korrektur verformbar ist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste Korrekturelement (38a) und/oder das zweite Korrekturelement (38b) optisch veränderbar ist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Korrekturelement (38a) und/oder das zweite Korrekturelement (38b) lageverstellbar, insbesondere dezentrierbar ist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste und/oder zweite Korrekturelement (38a, b) zur Korrektur erwärmbar ist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Korrekturelement (38a) und/oder das zweite Korrekturelement (38b) gegen zumindest ein anderes Korrekturelement austauschbar ist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) unmittelbar benachbart angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) an optisch konjugierten Positionen angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) voneinander beabstandet angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die optische Anordnung (30) zumindest eine zweite Pupillenebene (P₁, P₂) aufweist, und wobei das zumindest erste und zweite Korrekturelement (38a, b) zur ersten und/oder zweiten Pupillenebene (P₁, P₂) optisch nah ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 11, wobei das erste Korrekturelement (38a) in der zumindest ersten Pupillenebene (P₁) und das zweite Korrekturelement (38b) in der zumindest zweiten Pupillenebene (P₂) angeordnet ist.
Projektionsobjektiv nach Anspruch 11 oder 12, wobei das erste Korrekturelement (38a) in einer Pupillenebene und das zweite Korrekturelement (38b) zumindest optisch nah zu einer Pupillenebene der zumindest ersten und zweiten Pupillenebenen (P₁, P₂) angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei in Lichtausbreitungsrichtung gesehen das erste Korrekturelement (38a) vor einer Pupillenebene und das zweite Korrekturelement (38b) hinter einer Pupillenebene der zumindest ersten und zweiten Pupillenebenen (P₁, P₂) angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei, wenn die Abbildungsfehler überwiegend nah zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁) verursacht sind, die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) zumindest optisch nah zur zumindest zweiten Pupillenebene (P₂) angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die zwei Korrekturelemente (38a, b) bezüglich der zumindest ersten Pupillenebene (P₁) symmetrisch angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei ein Abstand (d₁) des ersten Korrekturelements (38a) zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁) ungleich zu einem Abstand (d₂) des zweiten Korrekturelements (38b) zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁) ist.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei in Lichtausbreitungsrichtung gesehen die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) vor der zumindest ersten Pupillenebene (P₁) angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei in Lichtausbreitungsrichtung gesehen die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) hinter der zumindest ersten Pupillenebene (P₁) angeordnet sind.
Projektionsobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die optische Anordnung (30) genau zwei Korrekturelemente (38a, b) aufweist.
Verfahren zum Korrigieren thermisch induzierter Abbildungsfehler eines Projektionsobjektivs (10) für die Lithographie, wobei das Projektionsobjektiv (10) eine optische Anordnung (30) optischer Elemente (32) entlang einer Lichtausbreitungsrichtung zwischen einer Objektebene (O) und einer Bildebene (B) aufweist, wobei die optische Anordnung (30) zumindest eine erste Pupillenebene (P₁, P₂) aufweist, wobei die optische Anordnung (30) zumindest ein erstes und ein zweites Korrekturelemente (38a, b) zur Korrektur der thermisch induzierten Abbildungsfehler aufweist, wobei das zumindest erste und zweite Korrekturelement (38a, b) jeweils in einem Bereich angeordnet werden, der zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁, P₂) zumindest optisch nah ist, und wobei eine Korrekturposition (54a, e) der zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) ermittelt wird, in der überwiegend feldkonstante und/oder feldabhängige Anteile der Abbildungsfehler korrigiert werden.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Korrekturposition (54a, e) der zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) dadurch ermittelt wird, dass zwischen zwei zu den Korrekturelementen (38a, b) benachbarten optischen Elementen (32a, b) verschiedene Positionen (54a–e) für die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) gewählt werden und ein Einfluss der Anordnung der zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) in diesen Positionen (54a–e) auf die Abbildungsfehler ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die verschiedenen Positionen (54a–e) in zueinander äquidistanten Abständen gewählt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei beim Ermitteln der optimalen Position (54a, e) eine Beleuchtungsweise (52a–k) des Projektionsobjektivs (10) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) unmittelbar benachbart angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) an optisch konjugierten Positionen angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) voneinander beabstandet angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, wobei die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) jeweils ein optisches Element (37), vorzugsweise eine Planparallelplatte (40a, b), ein Spiegel und/oder eine Linse (48a, b) mit jeweils geeignet optisch wirksamen Oberflächen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, wobei das erste Korrekturelement (38a) und/oder das zweite Korrekturelement (38b) zur Korrektur verformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, wobei das erste Korrekturelement (38a) und/oder das zweite Korrekturelement (38b) optisch verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 30, wobei das zumindest erste Korrekturelement (38a) und/oder das zumindest zweite Korrekturelement (38b) lageverstellt, insbesondere dezentriert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 31, wobei das zumindest erste Korrekturelement (38a) und/oder das zumindest zweite Korrekturelement (38b) zur Korrektur erwärmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, wobei das zumindest erste Korrekturelement (38a) und/oder das zumindest zweite Korrekturelement (38b) gegen zumindest ein anderes Korrekturelement ausgetauscht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 33, wobei die optische Anordnung (30) zumindest eine zweite Pupillenebene (P₁, P₂) aufweist, und wobei das zumindest erste und zweite Korrekturelement (38a, b) zur ersten und/oder zweiten Pupillenebene (P₁, P₂) optisch nah angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das erste Korrekturelement (38a) in einer Pupillenebene und das zweite Korrekturelement (38b) zumindest optisch nah zu einer Pupillenebene der zumindest ersten und zweiten Pupillenebenen (P₁, P₂) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, wobei in Lichtausbreitungsrichtung gesehen das erste Korrekturelement (38a) vor einer Pupillenebene und das zweite Korrekturelement (38b) hinter einer Pupillenebene der zumindest ersten und zweiten Pupillenebenen (P₁, P₂) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 36, wobei, wenn die Abbildungsfehler überwiegend nah zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁) verursacht sind, die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) zumindest optisch nahe zur zumindest zweiten Pupillenebene (P₂) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 37, wobei die zwei Korrekturelemente (38a, b) symmetrisch bezüglich der zumindest ersten Pupillenebene (P₁) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 38, wobei ein Abstand (d₁) des ersten Korrekturelements (38a) zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁) ungleich zu einem Abstand (d₂) des zweiten Korrekturelements (38b) zur zumindest ersten Pupillenebene (P₁) gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 39, wobei in Lichtausbreitungsrichtung gesehen die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) vor der zumindest ersten Pupillenebene (P₁) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 40, wobei in Lichtausbreitungsrichtung gesehen die zumindest zwei Korrekturelemente (38a, b) hinter der zumindest ersten Pupillenebene (P₁) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 41, wobei genau zwei Korrekturelemente (38a, b) zumindest optisch nah zur zumindest ersten und/oder zweiten Pupillenebene (P₁, P₂) angeordnet werden.