DE102008000790A1 - Verfahren zum Verbessern von Abbildungseigenschaften eines optischen Systems sowie derartiges optisches System - Google Patents

Verfahren zum Verbessern von Abbildungseigenschaften eines optischen Systems sowie derartiges optisches System Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern von Abbildungseigenschaften eines optischen Systems (10, 12). Das optische System (10, 12) weist eine Mehrzahl von optischen Elementen auf, um eine Struktur (24) auf ein Substrat (28), das in einer Bildebene (32) des optischen Systems (10, 12) angeordnet ist, abzubilden. Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt (a), Erfassen zumindest eines ersten durch Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente (36, 38) verursachten, zeitabhängigen zumindest teilweise reversiblen Abbildungsfehlers des optischen Systems (10, 12), sowie einen Verfahrensschritt (b), zumindest teilweise Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers durch Austauschen zumindest eines ersten optischen Elements (36, 38) aus der Mehrzahl der optischen Elemente gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement, auf. Die Erfindung betrifft ferner ein derartiges optisches System (10, 12) mit verbesserten Abbildungseigenschaften (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern von Abbildungseigenschaften eines optischen Systems.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein optisches System mit verbesserten Abbildungseigenschaften.
  • Ein derartiges optisches System kann bspw. ein Projektionsobjektiv und/oder ein abbildendes System in einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage sein, die in der Mikrolithographie zur Erzeugung feinstrukturierter Bauelemente verwendet wird. In der vorliegenden Patentanmeldung wird insbesondere auf ein derartiges Projektionsobjektiv und/oder Beleuchtungssystem Bezug genommen.
  • Mittels einer Projektionsbelichtungsanlage wird eine Struktur bzw. ein Muster einer Maske (Retikel) auf ein lichtempfindliches Substrat abgebildet. Die Projektionsbelichtungsanlage weist hierzu eine Beleuchtungsquelle mit einem zugehörigen Beleuchtungssystem, einen Halter für die Maske, einen Substrattisch für das zu belichtende Substrat und ein Projektionsobjektiv zwischen der Maske und dem Substrat auf. Die von der Beleuchtungsquelle erzeugten Lichtstrahlen verlaufen durch das Beleuchtungssystem, beleuchten die Maske und treffen nach Durchgang durch das Projektionsobjektiv auf das lichtempfindliche Substrat. Hierbei ist die Maske bzw. das Substrat in einer Objektebene bzw. in einer Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnet. Das Beleuchtungssystem weist ein optisches abbildendes System auf, das zur Abbildung einer Blende auf die Maske (Retikel) dient und damit den zu belichtenden Bereich auf der Maske festlegt.
  • Für die Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage sind die Abbildungseigenschaften des Beleuchtungssystems und insbesondere des Projektionsobjektivs entscheidend. Angesichts einer zunehmenden Integrationsdichte der Bauelemente werden die abzubildenden Strukturen immer kleiner, so dass zunehmend höhere Anforderungen an die Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage gestellt werden.
  • Die Abbildungseigenschaften des Beleuchtungssystems und des Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage können durch den Durchtritt von Lichtstrahlen durch die in der Projektionsbelichtungsanlage aufgenommenen optischen Elementen beeinträchtigt werden. Die hierdurch auftretenden Abbildungsfehler beeinträchtigen die Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage.
  • Es können einerseits durch eine Erwärmung der optischen Elemente um bspw. 1/10 K bis 1 K kurzzeitige, reversible Abbildungsfehler auftreten, indem sich bspw. die Form und/oder die Materialeigenschaften (Brechzahl usw.) der optischen Elemente reversibel verändern. Die Betriebszeit der Projektionsbelichtungsanlage, innerhalb der die hervorgerufenen Abbildungsfehler einen für die Abbildungsqualität vertretbaren Wert überschreiten, liegt im Bereich von wenigen Minuten. Kühlen sich die erwärmten optischen Elemente aufgrund von bspw. einem fehlenden Lichtstrahlendurchschnitt wieder auf ihre Normaltemperatur ab, minimieren sich die Abbildungsfehler, bis diese schließlich verschwinden. Andererseits können Lebensdauereffekte der optischen Elemente die Abbildungseigenschaften des optischen Systems beeinträchtigen, indem eine dauerhafte Strahleneinwirkung auf die optischen Elemente bspw. deren Materialdichte, d. h. deren optische Eigenschaften, irreversibel verändern (Kompaktifizierung, Verdünnung). In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass die irreversible Materialänderung der optischen Elemente durch eine Deponierung der Lichtstrahlenenergie in den optischen Elementen verursacht wird, die zu einer Erwärmung der optischen Elemente und zu einer Änderung der chemischen Struktur der optischen Elemente führt, was sich bspw. in einer Brechzahländerung oder in einem Absinken des Transmissionsvermögens der optischen Elemente äußert. Diese langfristigen, irreversiblen Abbildungsfehler treten in einem Betriebszeitraum der Projektionsbelichtungsanlage von einigen Monaten bis Jahren auf. Insbesondere führen Beleuchtungspole, die bspw. durch in dem Beleuchtungssystem angeordnete Beleuchtungsmasken oder Gitter erzeugt werden, zu einer lokalisierten, starken Erwärmung der optischen Elemente, die sich besonders im pupillennahen Bereich des Projektionsobjektiv bemerkbar macht und dort vermehrt Abbildungsfehler verursacht.
  • Es ist allgemein bekannt, dass Abbildungsfehler, die aufgrund der strahlenbedingten Schädigung der optischen Elemente auftreten und deren Abbildungseigenschaften dauerhaft beeinträchtigen, durch Austauschen zumindest eines optischen Elements in der Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere in dem Projektionsobjektiv, zumindest teilweise korrigiert werden können.
  • Es ist aus der US 2005/0134972 A1 eine Austauschvorrichtung sowie ein Lithographieobjektiv mit der Austauschvorrichtung bekannt. Mittels der Austauschvorrichtung können irreversible Abbildungsfehler des Lithographieobjektivs, die durch die strahlenbedingte Veränderung der in dem Lithographieobjektiv aufgenommenen optischen Elemente verursacht werden, durch Austauschen eines optischen Elements gegen ein optisches Kompensationselement korrigiert werden. Das eingetauschte optische Kompensationselement kann mittels Aktuatoren in dem Lithographieobjektiv positioniert, d. h. entlang der optischen Achse des Lithographieobjektivs verschoben und gekippt werden.
  • Ein Nachteil dieser bekannten Austauschvorrichtung besteht darin, dass nur solche Abbildungsfehler, die durch eine irreversible Veränderung der optischen Elemente verursacht werden, korrigiert werden können. Es ist nicht möglich, kurzfristig auftretende, zeitabhängige Abbildungsfehler zu korrigieren, da diese unzureichend bestimmt sind und im Laufe des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage variieren können.
  • Ferner erweist es sich bei dieser Austauschvorrichtung als nachteilig, dass nur ein optisches Element gegen ein optisches Kompensationselement mit einer Betriesunterbrechung von einem bis mehreren Tagen ausgetauscht werden kann, so dass dieses eingetauschte optische Kompensationselement die auftretenden Abbildungsfehler wirksam korrigieren muss. Das optische Kompensationselement ist vorab individuell entsprechend der bekannten Abbildungsfehler des Lithographieobjektivs gefertigt worden. Insbesondere bei einer Korrektur höherfrequenter Abbildungsfehler sind erhöhte Anforderungen an die Ausgestaltung des optischen Kompensationselements sowie an dessen optische Eigenschaften gestellt, die bei der Fertigung des optischen Kompensationselements zu berücksichtigen sind.
  • Ferner ist aus der US 2002/0008863 A1 eine Projektionsbelichtungsanlage und ein Verfahren zum Verbessern von Abbildungseigenschaften der Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere der Auflösung der Projektionsbelichtungsanlage, bekannt, bei der ein Pupillenfilter ausgetauscht werden kann. Nachdem der Pupillenfilter ausgetauscht worden ist, kann die gewünschte Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage durch Verschieben der Maske, des Substrats, einzelner oder gleichzeitig mehrerer optischer Elemente, durch Ändern von Umgebungsparametern (Druck usw.) oder durch Ändern des Beleuchtungsmodus erreicht werden. Hierzu werden nach dem Einbringen des Pupillenfilters die Abbildungseigenschaften der Projektionsbelichtungsanlage sowie der Beleuchtungs- und Umgebungsparameter erfasst und anschließend die zuvor beschriebenen Korrekturen durchgeführt.
  • Ein Nachteil dieses Verfahrens und dieser Projektionsbelichtungsanlage ist es, dass komplexe Abbildungsfehler der Projektionsbelichtungsanlage, die sich nicht nur durch das Austauschen eines Pupillenfilters, sondern vor allem durch Erwärmung der optischen Elemente ergeben, mittels der beschriebenen Methoden nur unzureichend korrigiert werden können.
  • In US 2002/0008863 A1 ist eine Projektionsbelichtungsanlage beschrieben, bei der im Projektionsobjektiv oder im optisch abbildenden System des Beleuchtungssystems ein Austausch von Pupillenfiltern vorgesehen ist. Durch den Austausch der Pupillenfilter können in dem jeweiligen optischen System Abbildungsfehler in Form von Verzeichnung induziert werden, die durch den Einsatz von Planparallelplatten korrigiert werden. Durch Erwärmung verursachte Abbildungsfehler werden durch Abkühlen des Projektionsobjek tivs reduziert. Die zuvor erwähnten Planparallelplatten dienen dabei nicht zur Korrektur dieser durch Erwärmung verursachten Abbildungsfehler.
  • In dem nachveröffentlichten Dokument WO 2007/085290 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur von Abbildungsfehlern beschrieben. Für das dort dargestellte Projektionsobjektiv ist eine Austauschvorrichtung mit einer Mehrzahl optischer Kompensationselemente in Form von Planparallelplatten vorgesehen, wobei die Austauschvorrichtung über eine Schleuse zur Kontaminationsverhinderung mit dem Projektionsobjektiv verbunden ist.
  • Schließlich ist in dem Dokument US 2005/0134972 A1 eine Austauschvorrichtung für ein optisches Element beschrieben, wobei die Einschuböffnung für das Kompensationselement versiegelbar ist.
  • Keines dieser Dokumente befasst sich mit dem schnellen Austauschen von optischen Elementen zur Korrektur vor reversiblen wärmeiniduzierten Abbildungsfehlern.
  • Es besteht daher weiterhin ein Bedürfnis nach einem Verfahren der eingangs genannten Art, mit dem Abbildungseigenschaften eines optischen Systems gezielt verbessert werden können, die durch zeitabhängige reversible Abbildungsfehler beeinträchtigt sind, die durch Erwärmen zumindest eines in dem optischen System aufgenommenen optischen Elements verursacht worden sind.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verfahren bereitzustellen.
  • Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hinsichtlich der Abbildungseigenschaften verbessertes optisches System bereitzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Verbessern von Abbildungseigenschaften eines optisches Systems gelöst, wobei das optische System eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, um eine Struktur auf ein Substrat, das in einer Bildebene des optischen Systems angeordnet ist, abzubilden, wobei das Verfahren die Schritte (a), Erfassen zumindest eines ersten durch Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente verursachten, zeitabhängigen zumindest teilweise reversiblen Abbildungsfehlers des optischen Systems, und (b), zumindest teilweise Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers durch Austauschen zumindest eines ersten optischen Elements aus der Mehrzahl der optischen Elemente gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement, aufweist.
  • Des Weiteren wird erfindungsgemäß die Aufgabe durch ein optisches System mit verbesserten Abbildungseigenschaften gelöst, wobei das optische System eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, wobei an das optische System eine Austauschvorrichtungangekoppelt ist, in der eine Mehrzahl von optischen Kompensationselementen aufgenommen ist, wobei mittels der Austauschvorrichtung zumindest ein erstes optisches Element aus der Mehrzahl der optischen Elemente gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement austauschbar ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße optische System verbessern die Abbildungseigenschaften des optischen Systems, indem ein zumindest erster zeitabhängiger zumindest teilweiser reversibler Abbildungsfehler des optischen Systems erfasst und durch Austauschen zumindest eines ersten optischen Elements des optischen Systems gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement zumindest teilweise korrigiert wird. Hierdurch kann das Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers vorteilhafterweise sehr effizient und zeitsparend durchgeführt werden, da, nachdem zuerst der zumindest erste Abbildungsfehler erfasst worden ist, das auszutauschende optische Element basierend auf der Kenntnis des zumindest ersten Abbildungsfehlers ausgewählt und ausgetauscht werden kann. Hierbei muss nicht notwendigerweise das optische Element, das den zumindest ersten Abbildungsfehler verursacht, ausgetauscht werden. Vielmehr kann ein optisches Element gegen ein solches optisches Kompensationselement ausgetauscht werden, mit dem am wirksamsten und auf sehr einfache Weise der Wellenfrontfehlerverlauf des optischen Systems korrigiert werden kann. Das optische Kompensationselement kann eine von dem auszutauschenden optischen Element abweichende Form und abweichende optische Eigenschaften (Brechzahl usw.) aufweisen.
  • Ein weiterer Vorteil beruht darauf, dass nicht zu allen optischen Elementen des optischen Systems entsprechende optische Kompensationselemente bereitgehalten werden müssen. Vielmehr ermöglichen wenige Kompensationselemente, die gemeinsam in einen Strahlengang des optischen Systems eingebracht werden können, komplizierte Wellenfrontfehlerverläufe des optischen Systems wirksam zu korrigieren.
  • Vorzugsweise weist das optische System eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen zumindest eines ersten durch Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente verursachten, zeitabhängigen zumindest teilweise reversiblen Abbildungsfehlers des optischen Systems auf.
  • Um zumindest einen durch Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente des optischen Systems verursachten, zeitabhängigen zumindest teilweise reversiblen Abbildungsfehler des optischen Systems zu erfassen, weist vorzugsweise das optische System selbst eine entsprechende Erfassungseinrichtung auf. Die Erfassungseinrichtung kann jedoch auch separat vom optischen System bereitgestellt werden, d. h. als externe Erfassungseinrichtung ausgebildet sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des optischen Systems, an die die Austauschvorrichtung angekoppelt ist, weist die Austauschvorrichtung ein Magazin auf, in dem die Mehrzahl von optischen Kompensationselementen aufgenommen ist, wobei das Magazin an das optische System angekoppelt ist, und wobei in dem Magazin die gleichen atmosphärischen Bedingungen herrschen wie in dem optischen System zumindest im Bereich desselben, an den das Magazin angekoppelt ist.
  • In dieser Ausgestaltung ist das Magazin der Austauschvorrichtung somit vorteilhafterweise in die Arbeitsumgebung des optischen Systems eingebunden, wodurch im Magazin gleiche Arbeitsbedingungen wie im optischen System herrschen. Das zumindest eine Kompensationselement kann somit in das optische System eingeführt werden, ohne beispielsweise das optische System nach dem Austausch eines optischen Elements erneut durch eine Spülung reinigen oder evakuieren zu müssen.
  • Die vorstehend genannten atmosphärischen Bedingungen können die Gaszusammensetzung in dem Magazin und in dem optischen System umfassen, wobei die Gaszusammensetzung beispielsweise Luft, Helium sein kann, oder auch ein Vakuum, wenn ein solches in dem optischen System vorherrscht, wie dies beispielsweise bei katoptrischen optischen Systemen in der EUV-Lithographie der Fall ist.
  • Die atmosphärischen Bedingungen können zusätzlich oder alternativ auch den Druck und/oder die Temperatur im Magazin und im optischen System umfassen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Schritte (a) und (b) mehrfach durchgeführt.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Korrigieren des ersten Abbildungsfehlers dynamisch an die zeitliche Entwicklung des Abbildungsfehlers angepasst wird. Insbesondere ist es möglich, dass zu verschiedenen Zeitpunkten der Abbildungsfehler erfasst und durch den Austausch eines optischen Elements gegen ein optisches Kompensationselement verringert wird. Bei jedem erneuten Korrigieren kann dann ein solches Kompensationselement eingebracht werden, das eine größere Amplitude des Abbildungsfehlers korrigiert, bis der erste Abbildungsfehler vollständig kompensiert ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zumindest erste Abbildungsfehler während eines Betriebs des optischen Systems durch unmittelbares Messen eines Wellenfrontfehlerverlaufs des optischen Systems erfasst.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass eine Möglichkeit bereitgestellt wird, den zumindest ersten Abbildungsfehler präzise während des Betriebs des optischen Systems zu erfassen, ohne dass eine längere Stillstandzeit des Systems erforderlich ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zumindest erste Abbildungsfehler durch Abschätzen einer Lichtverteilung in dem optischen System in Abhängigkeit eines Beleuchtungsmodus des optischen Systems und der von der Mehrzahl der optischen Elemente abzubildenden Struktur erfasst.
  • Diese Maßnahme stellt eine weitere Möglichkeit zum Erfassen des zumindest ersten Abbildungsfehlers des optischen Systems bereit, die auf einfache Weise durchgeführt werden kann. Das Abschätzen der Lichtverteilung im optischen System beruht auf einer Kenntnis von Schicht- und Volumenabsorptionskoeffizienten der Mehrzahl der optischen Elemente. Ausgehend von dem Beleuchtungsmodus der Struktur durch die Beleuchtungsquelle und das Beleuchtungssystem wird die in den optischen Elementen absorbierte Intensität und die Temperaturverteilung der optischen Elemente bestimmt. Hieraus können bspw. die Wärmeausdehnungen und die temperaturabhängigen Brechzahländerungen der optischen Elemente berechnet werden, aus denen der Wellenfrontfehlerverlauf des optischen Systems vorherbestimmt werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zumindest erste Abbildungsfehler durch Messen der Lichtverteilung in dem optischen System in einer Pupillenebene oder pupillennahen Ebene des optischen Systems erfasst.
  • Hierbei können insbesondere Abbildungsfehler mit konstantem Feldverlauf erfasst werden. Das Messen der Lichtverteilung in dem optischen System in einer Pupillenebene oder pupillennahen Ebene kann an einer solchen Position durchgeführt werden, an der später das zumindest erste optische Kompensationselement eingebracht werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Maßnahme wird der zumindest erste Abbildungsfehler durch Messen der Lichtverteilung in dem optischen System in einer Feldebene oder feldnahen und/oder intermediären Ebene des optischen Systems erfasst.
  • Hierbei können insbesondere Abbildungsfehler mit nicht-konstantem Feldverlauf erfasst werden. Auch hier kann das Messen der Lichtverteilung an solchen Positionen durchgeführt werden, an denen später das zumindest erste optische Kompensationselement in den Strahlengang des optischen Systems eingebracht werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird der zumindest erste Abbildungsfehler durch Vergleichen der gemessenen Lichtverteilung im optischen System mit Referenzlichtverteilungen erfasst.
  • Diese Maßnahme stellt eine noch weitere, einfach durchzuführende Möglichkeit des Erfassens des zumindest ersten Abbildungsfehlers dar. Da die Abbildungsfehler der Referenzlichtverteilungen bekannt sind, kann aus den Referenzlichtverteilungen direkt, ohne weitere aufwändige Messungen, auf den zumindest ersten Abbildungsfehler geschlossen werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird zusätzlich vor dem Schritt (b) eine zeitliche Entwicklung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems in Abhängigkeit von bereits aufgetretenen Abbildungsfehlern, insbesondere des zumindest ersten Abbildungsfehlers, bestimmt.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der zumindest erste Abbildungsfehler optimal vorhergesagt und damit wirksam korrigiert werden kann. Ferner können, falls andere aufgetretene Abbildungsfehler des optischen Systems zu früheren Zeitpunkten bekannt sind, diese miteinbezogen werden, um den zumindest ersten Abbildungsfehler noch präziser korrigieren zu können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird zusätzlich vor dem Schritt (b) eine bestmöglich erreichbare Korrektur des zumindest ersten Abbildungsfehlers unter Berücksichtigung aller Korrekturmöglichkeiten bestimmt.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass über die optimal mögliche Korrektur des zumindest ersten Abbildungsfehlers ein solches optisches Element bestimmt werden kann, das dann gegen ein geeignetes optisches Kompensationselement ausgetauscht wird und das in Kombination mit weiteren Korrekturmöglichkeiten, wie bspw. Verschieben bezüglich der optischen Achse und/oder Kippen bezüglich der optischen Achse und/oder Drehen um die optische Achse und/oder auch durch mechanische und/oder thermische Krafteinwirkung bedingtes Verformen von einem oder mehreren optischen Elementen und/oder des einzubringenden optischen Kompensationselements, den zumindest ersten Abbildungsfehler am wirksamsten korrigiert. Ferner kann aus den möglichen Korrekturmöglichkeiten des zumindest ersten Abbildungsfehlers eine solche Korrekturmöglichkeit ausgewählt werden, die mit dem geringsten Manipulationsaufwand durchgeführt werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird eine Mehrzahl von optischen Kompensationselementen bereitgestellt, die das zumindest erste optische Kompensationselement umfasst, und es wird das zumindest erste optische Kompensationselement alleine in einen Strahlengang des optischen Systems eingebracht, um den zumindest ersten Abbildungsfehler zu korrigieren.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers besonders zeitsparend durchgeführt werden kann, da nur ein einziges optisches Element gegen ein einziges optisches Kompensationselement ausgetauscht wird. Ferner ist ein Einbringen von nur einem einzigen optischen Kompensationselement technisch einfacher zu realisieren als ein Einbringen von mehreren optischen Kompensationselementen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden das zumindest erste optische Kompensationselement und zumindest ein zweites optisches Kompensationselement aus der Mehrzahl der optischen Kompensationselemente gleichzeitig in den Strahlengang des optischen Systems eingebracht, um in Kombination miteinander den zumindest ersten Abbildungsfehler zu korrigieren.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass ein komplizierter Wellenfrontfehlerverlauf durch das gleichzeitige Einbringen von mehreren optischen Kompensationselementen besonders schnell korrigiert werden kann. Beispielsweise kann ein optisches Element gegen mehrere optische Kompensationselemente ausgetauscht werden, oder es können alternativ hierzu mehrere optische Elemente gegen mehrere optische Kompensationselemente ausgetauscht werden, wobei die Anzahl der ausgetauschten optischen Elemente und der optischen Kompensationselemente nicht notwendigerweise gleich ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung stellen das zumindest erste optische Kompensationselement und das zumindest zweite optische Kompensationselement Elementarkompensationselemente dar, deren Gesamtkorrekturwirkung eine gewünschte Korrekturwirkung für den zumindest ersten Abbildungsfehler des optischen Systems ist.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass durch ein Einbringen von einzelnen Elementarkompensationselementen elementare Grundordnungen von Abbildungsfehlern und durch ein Einbringen von mehreren unterschiedlichen Elementarkompensationselementen in Kombination höhere Ordnungen von Abbildungsfehlern, die aus Linearkombinationen der Grundordnungen der Abbildungsfehler entstehen, einfach korrigiert werden können. Hierbei ist unter einem „Elementarkompensationselement" ein solches optisches Kompensationselement zu verstehen, das elementare Abbildungsfehler, die durch die Grundordnungen der Zernikefunktionen gegeben sind, korrigieren kann.
  • Das Einbringen des zumindest ersten optischen Kompensationselements und/oder des zumindest zweiten optischen Kompensationselements erfolgt vorzugsweise in einer Pupillenebene oder pupillennah, in einer Feldebene oder feldnah und/oder an intermediären Positionen des optischen Systems.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bilden die optischen Elemente und die optischen Kompensationselemente Planparallelplatten, Linsen und/oder Spiegel.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass insbesondere für die optischen Kompensationselemente verschiedene Grundbauarten von optischen Elementen bereitgestellt werden, um den zumindest ersten Abbildungsfehler des optischen Systems wirksam korrigieren zu können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die als Planparallelplatten ausgebildeten optischen Kompensationselemente zwei-, drei-, vier- und/oder n-wellige Passen mit verschiedenen Amplituden auf.
  • Diese Maßnahme bietet verschiedene Ausgestaltungen der Kompensationselemente in Form von Planparallelplatten, deren Eigenschaften vorteilhafterweise jeweils an die für das Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers benötigten Erfordernisse am besten angepasst sind. Ferner werden vorzugsweise spezielle Planparallelplatten bereitgestellt, mit denen besonders häufig auftretende Abbildungsfehler sofort wirksam korrigiert werden können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die als Planparallelplatten ausgebildeten optischen Kompensationselemente rotations- oder nicht-rotationssymmetrische Passen auf.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass verschiedene Arten von Kompensationselementen hinsichtlich der Rotationssymmetrie bereitgestellt werden, um Abbildungsfehler des optischen Systems mit und ohne Rotationssymmetrie wirksam korrigieren zu können. Insbesondere weisen Planparallelplatten mit rotationssymmetrischen Passen den Vorteil auf, dass diese nach einem Einführen in das optische System zu Justagezwecken einfach um die optische Achse gedreht werden können, ohne deren Korrekturwirkung zu verändern. Planparallelplatten mit nicht-rotationssymmetrischen Passen ermöglichen hingegen bei Drehung um einen definierten Winkel um die optische Achse eine vorhersagbare Korrekturwirkung, die von der Korrekturwirkung im nicht-gedrehten Zustand abweicht.
  • Dabei können insbesondere die als Planparallelplatten ausgebildeten optischen Kompensationselemente mit nicht-rotationssymmetrischen Passen vorzugsweise einen im Wesentlichen zylinderförmigen oder konischen Umfang aufweisen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden die Passen durch Zernikefunktionen und/oder Splines bestimmt.
  • Da Abbildungsfehler überlicherweise nach Zernikefunktionen klassifiziert werden, werden durch diese Maßnahme vorteilhafterweise optische Kompensationselemente bereitgestellt, mit denen gezielt bestimmte Zernikeordnungen von Abbildungsfehlern korrigiert werden können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung entsprechen die Passen einem feldkonstantem Z6-Verlauf, dessen Amplitude zumindest 10 nm, insbesondere 5 nm, beträgt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung entsprechen die Passen einem feldkonstantem Z10-, Z11-, Z17- oder Z18-Verlauf, dessen Amplitude zumindest 5 nm, insbesondere 2 nm, beträgt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Austauschen des zumindest ersten optischen Elements unter zehn Minuten, vorzugsweise unter drei Minuten, weiter vorzugsweise unter einer Minute.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das zumindest erste optische Element schnell ausgetauscht werden kann, so dass keine Wartezeiten während des Betriebs des optischen Systems entstehen. Hierdurch wird ein Nutzungsausfall beim Betrieb des optischen Systems vermieden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Austauschen des zumindest ersten optischen Elements zumindest teilautomatisiert.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Betrieb des optischen Systems, insbesondere die Wartungszeit, ohne oder mit geringem personellen Aufwand durchgeführt werden kann. Hierdurch kann das optische System kostengünstig betrieben werden. Ferner verringern sich Fehler beim Austauschen des zumindest ersten optischen Elements gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement aufgrund von Bedienungsfehlern während des Austauschvorgangs.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden zusätzlich das in das optische System eingebrachte zumindest erste optische Kompensationselement und/oder die optischen Elemente im optischen System gedreht, bezüglich einer optischen Achse gekippt und/oder verschoben.
  • Diese Maßnahme stellt vorteilhafterweise ergänzende Korrekturmöglichkeiten der optischen Elemente und des zumindest ersten optischen Kompensationselements durch Justage bereit, die in Kombination mit dem Austauschen des zumindest ersten optischen Elements den zumindest ersten Abbildungsfehler optimal korrigieren können. Hierbei ist unter einem „Verschieben" der optischen Elemente und des in das optische System eingebrachten optischen Kompensationselements ein Verschieben entlang und/oder quer zur optischen Achse des optischen Systems zu verstehen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden zusätzlich das in das optische System eingebrachte zumindest erste optische Kompensationselement und/oder die optischen Elemente mittels mechanischer und/oder thermischer Krafteinwirkung deformiert.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass noch weitere Korrekturmöglichkeiten zum Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers bereitgestellt werden, die mit der Korrektur durch Austauschen einzelner Elemente vorteilhaft kombiniert werden können.
  • Auch kann zusätzlich die Struktur und/oder das Substrat verschoben werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden zusätzlich eine Wellenlänge und/oder eine Bestrahlungsdosis von auf das optische System einfallenden Lichtstrahlen verändert.
  • Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass noch weitere Korrekturmöglichkeiten zum Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers bereitgestellt werden, die keine Einwirkung auf das optische System selbst erfordern und daher auf einfache Weise durchgeführt werden können. Das Ändern der Bestrahlungsdosis der Lichtstrahlen wird insbesondere dann durchgeführt, wenn dies im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage unter Berücksichtigung des angestrebten Fertigungsdurchsatzes der zu belichteten Substrate möglich ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen optischen System kann gemäß den in den Ansprüchen angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen des optischen Systems das zuvor beschriebene Verfahren zum Verbessern der Abbildungseigenschaften des optischen Systems angewendet werden.
  • Das optische System kann ein Projektionsobjektiv einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie sein, oder ein optisch abbildendes System in einem Beleuchtungssystem einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, das zur Abbildung einer Blende in eine Retikelebene dient.
  • In beiden Fällen kann das optische abbildende System ein dioptrisches, katadioptrisches oder katoptrisches abbildendes System sein.
  • Während im Falle eines katadioptrischen oder dioptrischen optischen Systems vorzugsweise Planplatten in das optische System aus der Austauschvorrichtung eingeführt werden, muss bei einem katoptrischen System, insbesondere wenn es bei Wellenlängen betrieben wird, für die es keine geeigneten transmissiven optischen Elemente gibt, dann zumindest ein Spiegel des katoptrischen Systems ausgewechselt werden.
  • Bevorzugte Arbeitswellenlängen des optischen Systems sind 248 nm, 193 nm oder 13 nm. Bei der zuletzt genannten Arbeitswellenlänge ist das optische System katoptrisch.
  • 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 Projektionsobjektiv;
  • 2 eine Querschnittszeichnung des Projektionsobjektivs in 1;
  • 3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 4A zwei Beispiele von durch Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente verursachten Abbildungsfehlern für zwei Betriebsmodi der Projektionsbelichtungsanlage;
  • 4B die zwei Beispiele der Abbildungsfehler in 4A, die zumindest teilweise durch aus dem Stand der Technik bekannte Korrekturmöglichkeiten korrigiert worden sind;
  • 5 ein Ausführungsbeispiel eines optischen Systems in Form eines dioptrischen Projektionsobjektivs zur Verwendung in der Projektionsbelichtungsanlage in 1;
  • 6 ein Ausführungsbeispiel eines katadioptrischen Projektionsobjektivs zur Verwendung in der Projektionsbelichtungsanlage in 1;
  • 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines katadioptrischen Projektionsobjektivs zur Verwendung in der Projektionsbelichtungsanlage in 1;
  • 8 ein Ausführungsbeispiel eines katoptrischen Projektionsobjektivs zur Verwendung in der Projektionsbelichtungsanlage in 1; und
  • 9 ein optisches System zur Verwendung in dem Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage in 1, wobei das optische System zur Abbildung einer Blende in eine Retikelebene der Projektionsbelichtungsanlage in 1 dient.
  • In 1 sind zwei mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10, 12 versehene optische Systeme dargestellt. Weitere Einzelheiten des optischen Systems 12 sind in 2 dargestellt. Die optischen Systeme 10, 12 stellen ein Beleuchtungssystem 14 und ein Projektionsobjektiv 16 einer Projektionsbelichtungsanlage 18 dar, die bspw. in der Halbleitermikrolithographie zur Herstellung feinstrukturierter Bauelemente verwendet wird.
  • Die Projektionsbelichtungsanlage 18 weist neben dem Beleuchtungssystem 14 und dem Projektionsobjektiv 16 eine Lichtquelle 20, eine Aufnahme 22 für eine Struktur 24 in Form einer Maske (Retikel) zwischen dem Beleuchtungssystem 14 und dem Projektionsobjektiv 16 sowie ein Substrattisch 26 für ein lichtempfindliches Substrat 28 (Wafer) auf. Die Struktur 24 bzw. das Substrat 28 sind in einer Objektebene 30 bzw. in einer Bildebene 32 des Projektionsobjektivs 16 angeordnet.
  • Das Beleuchtungssystem 14 dient zum Erzeugen bestimmter Eigenschaften von Lichtstrahlen 34, wie bspw. Polarisation, Kohärenz, Durchmesser und dergleichen.
  • Während eines Belichtungsvorgangs des Substrats 28 verlaufen die Lichtstrahlen 34, die durch die Lichtquelle 20 erzeugt werden, durch das Beleuchtungssystem 14 und durch die Struktur 24. Die Lichtstrahlen 34 verlaufen weiter durch das Projektionsobjektiv 16 und treffen auf das lichtempfindliche Substrat 28. Nach diesem Belichtungsvorgang kann das Substrat 28 auf dem Substrattisch 26 verschoben werden, so dass mehrmals die in der Maske enthaltenen Strukturen 24 verkleinert auf eine Vielzahl von Feldern auf dem Substrat 28 abgebildet werden können.
  • Das Beleuchtungssystem 14 und das Projektionsobjektiv 16 weisen eine Mehrzahl von optischen Elementen, hier schematisch jeweils ein optisches Element 36, 38 auf. Die optischen Elemente 36, 38 können als Planparallelplatten, Linsen und/oder Spiegel ausgebildet sein. In 1 ist das optische Element 36, 38 jeweils als Linse 40, 42 ausgebildet, die in jeweils einer Fassung 44, 46 in dem Beleuchtungssystem 14 und dem Projektionsobjektiv 16 angeordnet ist.
  • Das optische Element 36 des Beleuchtungssystems 14 ist hier für ein optisches System innerhalb des Beleuchtungssystems 14 dargestellt, das zur Abbildung einer nicht näher dargestellten Blende in die Retikelebene der Projektionsbelichtungsanlage 18 dient, die durch die Objektebene 30 gebildet wird.
  • Während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 18 können sich die Abbildungseigenschaften des Beleuchtungssystems 14 und des Projektionsobjektivs 16 verschlechtern, so dass die Abbildungsqualität der Projektionsbelichtungsanlage 18 und insbesondere des Projektionsobjektivs 16 verringert wird. Beispielsweise kann eine Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente 36, 38 zumindest einen ersten, zeitabhängigen zumindest teilweise reversiblen Abbildungsfehler verursachen. Die Erwärmung des optischen Elements 38 des Projektionsobjektivs 16 wird insbesondere durch Beleuchtungspole verstärkt, die bspw. durch in dem Beleuchtungssystem 14 angeordnete Gitter oder Beleuchtungsmasken (nicht gezeigt) erzeugt werden.
  • Zum zumindest teilweisen Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers wird zumindest ein erstes optisches Element 36, 38 aus der Mehrzahl der optischen Elemente gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement (siehe bspw. 2) ausgetauscht, wie weiter untern näher beschrieben ist. Hierzu sind in der Projektionsbelichtungsanlage 18 Austauschvorrichtungen 48, 50 vorgesehen, die jeweils an einem optischen System 10, 12, vorzugsweise außerhalb eines Strahlenganges des optischen Systems 10, 12, angekoppelt sind.
  • Ferner können für jeweils ein optisches System 10, 12 mehrere Austauschvorrichtungen 48, 50 vorgesehen sein, wobei bspw. mittels einer Austauschvorrichtung 48, 50 das zumindest erste optische Element 36, 38 aus dem optischen System 10, 12 entnommen und mittels einer weiteren Austauschvorrichtung 48, 50 das zumindest erste optische Kompensationselement in das optische System 10, 12 eingebracht wird.
  • Es ist ebenfalls möglich, dass die Austauschvorrichtung 48, 50, die jeweils bestimmte Kompensationselemente bereitstellt, gegen andere Austauschvorrichtungen mit anderen Kompensationselementen ausgetauscht wird. Auch kann bspw. nur ein Magazin der Austauschvorrichtung 48, 50, das eine bestimmte Anzahl von Kompensationselementen enthält, gegen ein anderes Magazin mit anderen Kompensationselementen ausgetauscht werden.
  • Jede Austauschvorrichtung 48, 50 weist eine Mehrzahl von optischen Kompensationselementen auf, die als Planparallelplatten, Linsen und/oder Spiegel ausgebildet sein können.
  • Mittels der Austauschvorrichtung 48, 50 wird das zumindest erste optische Element 36, 38 des optischen Systems 10, 12 gegen das zumindest erste optische Kompensationselement ausgetauscht. Hierbei wird das zumindest erste optische Element 36, 38 aus dem Strahlengang des optischen Systems 10, 12 entnommen, und es wird das zumindest erste Kompensationselement in den Strahlengang des optischen Systems 10, 12 eingebracht. Vorzugsweise kann das zumindest erste optische Kompensationselement alleine in den Strahlengang des optischen Systems 10, 12 eingebracht werden. Ebenso können das zumindest erste optische Kompensationselement und zumindest ein zweites optisches Kompensationselement, d. h. mehrere optische Kompensationselemente, deren Anzahl vor dem Einbringen in das optische System 10, 12 bestimmt werden kann, gleichzeitig in den Strahlengang des optischen Systems 10, 12 eingeschoben werden. Zum zumindest teilweisen Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers des optischen Systems 10, 12 muss nicht notwendigerweise dasjenige optische Element 36, 38 ausgetauscht werden, das den zumindest ersten Abbildungsfehler verursacht. Vielmehr kann ein solches optisches Element 36, 38 des optischen Systems 10, 12 gegen zumindest das erste optische Kompensationselement ausgetauscht werden, so dass durch den Unterschied zwischen dem entnommenen optischen Element 36, 38 und dem eingebrachten optischen Kompensationselement dieser zumindest erste Abbildungsfehler zumindest teilweise korrigiert wird. Das zumindest erste optische Kompensationselement, das in den Strahlengang des optischen Systems 10, 12 eingebracht wird, kann folglich eine von dem ausgetauschten optischen Element 36, 38 abweichende Form sowie abweichende optische Eigenschaften (Brechzahl usw.) aufweisen.
  • Werden mehrere optische Kompensationselemente in den Strahlengang des optischen Systems eingebracht, so sind diese optischen Kompensationselemente vorzugsweise als Elementarkompensationselemente ausgebildet, deren Gesamtkorrekturwirkung eine gewünschte Korrekturwirkung für den zumindest ersten Abbildungsfehler des optischen Systems 10, 12 ist. Unter einem „Elementarkompensationselement" ist ein solches optisches Kompensationselement zu verstehen, das elementare Abbildungsfehler, die bspw. durch die Grundordnungen von Zernikefunktionen gegeben sind, korrigieren kann.
  • 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des optischen Systems 12, d. h. des Projektionsobjektivs 16. In einem Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 sind beispielhaft sechs optische Elemente 38 in Form von vier Linsen 42a–d und zwei Planparallelplatten 55a, b in jeweils einer Fassung 46a–f angeordnet. Die Austauschvorrichtung 50 ist an das Gehäuse 54 angekoppelt, wobei die Austauschvorrichtung 50 ein Magazin oder Gehäuse 68 aufweist, in dem beispielhaft fünf optische Kompensationselemente 56 in Form von zwei Linsen 58a, b und drei Planparallelplatten 60a–c in jeweils einer Fassung 62a–e aufgenommen sind. Das Projektionsobjektiv 16 und die Austauschvorrichtung 50 sind über jeweils eine seitliche Öffnung 64, 66 in dem Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 bzw. in dem Gehäuse 68 der Austauschvorrichtung 50 miteinander verbunden. Durch diese Öffnungen 64, 66 kann das zumindest erste optische Element 38 oder auch mehrere optische Elemente 38 aus dem Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 entnommen und das zumindest erste optische Kompensationselement 56 oder auch mehrere optische Kompensationselemente 56 in das Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 eingebracht werden.
  • In dem Magazin 68 der Austauschvorrichtung 50 herrschen die gleichen atmosphärischen Bedingungen wie in dem optischen System 12, das hier durch das Projektionsobjektiv 16 gebildet wird, zumindest in dem Bereich des Projektionsobjektivs 16, an den das Magazin 68 der Austauschvorrichtung 50 angekoppelt ist. Die atmosphärischen Bedingungen umfassen vorzugsweise die Gaszusammensetzung im Inneren des Magazins 68 und des optischen Systems 12 in dessen Bereich entlang der optischen Achse der Ankopplung des Magazins 68 an das optische System 12. Ist die Gaszusammensetzung in dem optischen System 12 in diesem Bereich beispielsweise Luft, ist auch das Magazin 68 mit Luft gefüllt. Besteht die Gaszusammensetzung in dem optischen System 12 im Bereich der Ankopplung des Magazins 68 an das optische System 12 beispielsweise aus Helium, ist auch das Magazin 68 mit Helium gefüllt. Liegt in dem optischen System 12 im Bereich des Ankopplungsmagazins 68 an das optische System 12 Vakuum vor, herrscht auch im Magazin 68 Vakuum.
  • Die atmosphärischen Bedingungen umfassen weiterhin vorzugsweise auch den gleichen Druck im Magazin 68 und in dem optischen System 12 sowie die gleiche Temperatur in diesen beiden Systemen.
  • Die vorstehende Beschreibung in Bezug auf die gleichen atmosphärischen Bedingungen in der Austauschvorrichtung 50 und im optischen System 12 gelten vorzugsweise genauso für die Austauschvorrichtung 48 in dem Beleuchtungssystem 14 der Projektionsbelichtungsanlage 18 entsprechend.
  • Mittels einer Wechseleinrichtung 70, die in der Austauschvorrichtung 50 angeordnet ist, kann das ausgewählte optische Kompensationselement 56, das in das Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 eingebracht werden soll, in die dafür günstige Position gebracht werden. Hierzu weist die Wechseleinrichtung 70 ein Befestigungselement 72 auf, an das das ausgewählte optische Kompensationselement 56 befestigt werden kann, so dass das optische Kompensationselement 56 angehoben, in einer Ebene des optischen Kompensationselements verschoben, bezüglich einer senkrechten Achse durch einen Mittelpunkt des optischen Kompensationselements gekippt sowie um diese Achse rotiert werden kann. Ist die Austauschvorrichtung 50 derart an dem Gehäuse 54 angeordnet, dass die Kompensationselemente 56 überhalb der Öffnung 64 des Gehäuses 54 des Projektionsobjektivs 16 in der Austauschvorrichtung 50 bereitgehalten werden, wird das einzubringende Kompensationselement 56 auf die Höhe der seitlichen Öffnungen 64, 66 des Gehäuses 54, 68 des Projektionsobjektivs 16 bzw. der Austauschvorrichtung 50 abgesenkt.
  • Zum Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 38 gegen das zumindest erste optische Kompensationselement 56 ist in der Austauschvorrichtung 50 ferner eine Halte vorrichtung 74 vorgesehen, die an einer Führung 76 angeordnet ist. Die Führung 76 kann bspw. durch einen Motor (nicht dargestellt) betrieben werden, so dass das Austauschen vorzugsweise unter zehn Minuten, weiter vorzugsweise unter drei Minuten und noch weiter vorzugsweise unter einer Minute sowie zumindest teilautomatisiert erfolgt. Wie in 2 gezeigt, ist bereits ein optisches Element 38 aus dem Projektionsobjektiv 16 entnommen und es wird das zumindest erste optische Kompensationselement 56 der fünf optischen Kompensationselemente 56 mittels der Haltevorrichtung 74 und der Führung 76 in das Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 eingebracht.
  • Nach dem Einbringen des zumindest ersten optischen Kompensationselements 56 wird die Fassung 62 des optischen Kompensationselements 56 mittels einer Fixiereinrichtung 78 befestigt, die innenseitig an dem Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Fixiereinrichtung 78 als federbeaufschlagbare Klemmeinrichtung bzw. als einfache Steckverbindung ausgebildet sein, in der die Fassung 62 des optischen Kompensationselements 56 eingeklemmt bzw. reibschlüssig aufgenommen wird. In dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fixiereinrichtung 78 an beiden Seiten der Fassung 62 des optischen Kompensationselements 56 angeordnet. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die Fixiereinrichtung 78 nur einseitig an der Fassung 62 angreift. Ebenso kann das optische Kompensationselement 56 anstelle an einer Position an zwei verschiedenen Positionen, insbesondere an zwei sich gegenüberliegenden Positionen, am Gehäuse 54 des Projektionsobjektivs 16 befestigt werden. Diese Ausgestaltung der Fixiereinrichtung 78 erhöht die Stabilität des eingebrachten optischen Kompensationselements 56, insbesondere wenn es ein erhöhtes Gewicht bei gleichzeitig großem Durchmesser aufweist.
  • Werden anstatt der Planparallelplatten 60a–c Linsen 58a, b oder auch Spiegel bzw. Prismen in den Strahlengang des Projektionsobjektivs 16 eingebracht, so muss die Fixiereinrichtung 78 im Projektionsobjektiv 16 eine ausreichende Zentriergenauigkeit für diese optischen Kompensationselemente 56 aufweisen.
  • Je nach gewünschter Korrekturwirkung können die optischen Kompensationselemente 56 vorzugsweise pupillennah, feldnah und/oder an intermediären Positionen in den Strahlengang des Projektionsobjektivs 16 eingebracht werden.
  • Um den zumindest ersten Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs 16 zumindest teilweise zu korrigieren, sind in der Austauschvorrichtung 50 optische Kompensationselemente 56 vorgesehen, die jeweils verschiedene Formen und optische Eigenschaften aufweisen.
  • Vorzugsweise weisen die Planparallelplatten 60a–c verschiedene Dicken D sowie verschiedene Passen mit verschiedenen Amplituden auf, wobei die Passen durch Zernikefunktionen und/oder Splines gegeben sein können. Die Passedeformation der Planparallelplatten 60a–c kann bspw. zwei-, drei-, vier- oder auch höherwellig (n-wellig) sein, um komplizierte Wellenfrontfehlerverläufe zu korrigieren. Ferner können die Amplituden der Passendeformationen eine für die Korrektur des zumindest ersten Abbildungsfehlers geeignete Stufung aufweisen, d. h. die Amplituden der Passendeformationen sind größer als eine Minimalamplitude, unter der keine Korrektur des zumindest ersten Abbildungsfehlers möglich ist, und sie können bspw. in Zweierpotenzen gestuft sein. Ferner sind die Passen der optischen Kompensationselemente 56 vorzugsweise rotationssymmetrisch oder nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Planparallelplatten 60a–c mit nicht-rotations-symmetrischen Passen einen im Wesentlichen zylinderförmigen oder konischen Umfang auf.
  • Ferner sind vorzugsweise solche Planparallelplatten 60a–c mit nicht-rotationssymmetrischen Passen vorgesehen, die bei einer Drehung um einen Bruchteil eines bestimmten Winkels α um die optische Achse, insbesondere bei einer Drehung um die Hälfte des Winkels α um die optische Achse, die Passen der Planparallelplatten 60a–c in andere Zernikefunktionen überführen können. Dieser Winkel α ist derart definiert, dass er den kleinsten Winkel darstellt, bei dem die Passedeformation der Planparallelplatten 60a–c bei der Drehung um diesen Winkel um die optische Achse in sich übergeht. Beispielsweise beträgt der Winkel α für eine Z6-, Z10-/Z11- bzw. Z17-/Z18-Deformation 180°, 120° bzw. 90°. Weist die Planparallelplatte 60a–c bspw. als Passedeformation einen Z10- bzw. Z17-Verlauf auf, so erzeugt die Drehung um 30° bzw. 22,5° um die optische Achse eine Z11- bzw. Z18-Deformation. Ferner erzeugt die Drehung um 60° bzw. 45° eine negative Passendeformation der Planparallelplatte 60a–c, und Drehungen um intermediäre Winkel erzeugen jeweils eine Linearkombination dieser Passedeformationen.
  • Vorzugsweise kann die Passedeformation der Planparallelplatte 60a–c einem feldkonstanten Z6-Wellenfrontverlauf mit einer Amplitude von zumindest 10 nm, vorzugsweise 5 nm, entsprechen, so dass durch den Austausch des zumindest ersten optischen Elements 38 des Projektionsobjektivs 16 ein Abbildungsfehler mit einem solchen Wellenfrontfehlerverlauf in der Austrittspupille des optischen Systems 12 korrigiert werden kann. Ferner kann die Passedeformation der Planparallelplatte 60a–c einem feldkonstanten Z10-, Z11, Z17- und Z18-Wellenfrontverlauf mit einer Amplitude von zumindest 5 nm, vorzugsweise 2 nm, entsprechen, um durch den Austausch des zumindest ersten optischen Elements 38 solche Abbildungsfehler in der Austrittspupille des optischen Systems 12 korrigieren zu können.
  • Ferner können mehrere Planparallelplatten 60a–c als optische Kompensationselemente 56 vorgesehen sein, die gleiche Passedeformationen, bspw. derselben Zernikeordnung, mit unterschiedlichen Amplituden aufweisen. Mit diesen Planparallelplatten 60a–c kann ein bestimmter Abbildungsfehler des optischen Systems 12 korrigiert werden, der den Passedeformationen der Planparallelplatten 60a–c entspricht, wobei je nach Amplitude der Passedeformationen verschiedene Intensitäten des zumindest ersten Abbildungsfehlers korrigiert werden können. Beispielsweise können zehn Kompensationselemente 56 vorgesehen sein, die jeweils zunehmend 10%, 20%, 30% usw. der maximal erreichbaren Stärke des zumindest ersten Abbildungsfehlers korrigieren können, die der zumindest erste Abbildungsfehler nach Ablauf einer bestimmten Zeit erreicht. Je nach vergangener Zeit kann dann ein solches Kompensationselement 56 in das optische System 12 eingebracht werden, das den momentanen Abbildungsfehler zumindest teilweise korrigiert.
  • Ferner können in der Austauschvorrichtung 50 Planparallelplatten 60a–c vorgesehen sein, deren Dicken ganzzahlige Vielfache der Dicken D der Planparallelplatten 60a–c darstellen. Diese Planparallelplatten 60a–c können an solchen Positionen in dem Strahlengang des Projektionsobjektivs 16 eingebracht werden, an denen keine verstärkte Linsenerwärmung auftritt.
  • Ferner kann die Austauschvorrichtung 50 solche optischen Kompensationselemente 56 aufweisen, die speziell an den zumindest ersten Abbildungsfehler angepasst sind, der häufig in einem bestimmten Projektionsobjektiv 16 auftritt, um diesen zumindest teilweise zu korrigieren. Solche optischen Kompensationselemente 56 sind für den häufig auftretenden Abbildungsfehler optimiert und können sich von optischen Kompensationselementen 56 für andere Projektionsobjektive 16 unterscheiden.
  • Das Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 38 des Projektionsobjektivs 16 stellt eine Korrekturmöglichkeit des zumindest ersten Abbildungsfehlers dar, die alleine oder in verschiedenen Kombinationen mit den nachfolgenden Korrekturmöglichkeiten eingesetzt werden kann. Diese weiteren Korrekturmöglichkeiten können zeitgleich zum Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 38 durchgeführt werden.
  • Die weiteren Korrekturmöglichkeiten umfassen ein Verschieben der optischen Elemente 38 entlang und/oder quer zur optischen Achse, deren Verkippen bezüglich der optischen Achse sowie deren Rotieren um die optische Achse. Ferner können die eingebrachten optischen Kompensationselemente 56 entlang und/oder quer zur optischen Achse des Projektionsobjektivs 16 verschoben, bezüglich der optischen Achse des Projektionsobjektivs 16 gekippt sowie um die optische Achse rotiert werden. Ferner weist das Projektionsobjektiv 16 mechanische Manipulatoren 80 und/oder thermische Manipulatoren 82 auf, die an den optischen Elementen 38 bzw. den eingebrachten optischen Kompensationselementen 56 angeordnet sind, um diese mittels mechanischer und/oder thermischer Krafteinwirkung zu verformen. Hierdurch können sich optische Eigenschaften (Brechzahl, Dichte usw.) sowie die Form der optischen Elemente 38 bzw. der optischen Kompensationsele mente 56 verändern. Ferner ist es möglich, die Struktur 24 und/oder das Substrat 28, d. h. die Aufnahme 22 und/oder den Substrattisch 26 der Projektionsbelichtungsanlage 18, entlang und/oder quer zur optischen Achse zu verschieben. Ferner kann eine Wellenlänge und/oder eine Bestrahlungsdosis der Lichtstrahlen 34, d. h. der Lichtquelle 20, angepasst werden. Hierbei kann eine Änderung der Bestrahlungsdosis bspw. maximal 10% oder auch maximal 40% betragen. Das Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 38 in Kombination mit einer Änderung der Bestrahlungsdosis der Lichtstrahlen 34 ermöglicht das zumindest teilweise Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers.
  • Das zumindest teilweise Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers wird während eines erfindungsgemäßen Verfahrens 88 zum Verbessern von Abbildungseigenschaften des optischen Systems 10, 12 durchgeführt (siehe 3). Das erfindungsgemäße Verfahren 88 weist Verfahrensschritte Erfassen des zumindest ersten Abbildungsfehlers 90, Bestimmen der zeitlichen Entwicklung 92 der Abbildungseigenschaften des optischen Systems 10, 12, Bestimmen der bestmöglichen Korrektur 94 des zumindest ersten Abbildungsfehlers und zumindest teilweise Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers 96 durch Austauschen zumindest eines optischen Elements 38 des optischen Systems 10, 12 gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement 56 auf. Die einzelnen Verfahrensschritte 90–96 des erfindungsgemäßen Verfahrens 88 können jeweils einzeln oder in verschiedenen Kombinationen miteinander durchgeführt werden. Insbesondere können die Verfahrensschritte 90, 96 iterativ zu verschiedenen, aufeinanderfolgenden Zeitpunkten wiederholt werden, um ein stufenweises Korrigieren des Abbildungsfehlers zu ermöglichen. Bei dem wiederholten Messen und Korrigieren des Abbildungsfehlers kann die durchzuführende Korrektur die zeitliche Entwicklung des Abbildungsfehlers berücksichtigen. Bei dem mehrfachen Ausführen der Verfahrensschritte 90, 96 können die Verfahrensschritte 92, 94 ebenfalls durchgeführt oder auch ausgelassen werden.
  • Der erste Verfahrensschritt 90, das Erfassen des zumindest ersten Abbildungsfehlers, kann mittels verschiedener Unterschritte durchgeführt werden, wobei diese auch kombiniert miteinander verwendet werden können. Ein erster Unterschritt 98 beruht auf einem unmit telbaren Messen des zumindest ersten Abbildungsfehlers durch Messen eines Wellenfrontverlaufs des optischen Systems 10, 12. Hierzu kann ein Wellenfrontdetektor, wie bspw. ILIAS oder Lightel, verwendet werden.
  • Ferner kann bei einem weiteren Unterschritt 100 die Lichtverteilung in dem optischen System 10, 12 in Abhängigkeit des Beleuchtungsmodus des optischen Systems 10, 12 durch die Lichtstrahlen 34, die durch die Lichtquelle 20 erzeugt werden, und einer Ausgestaltung der in der Maske aufgenommenen Strukturen 24 abgeschätzt werden. Ausgehend von einer Kenntnis von Schicht- und Volumenabsorptionskoeffizienten der optischen Elemente 36, 38 des optischen Systems 10, 12 kann die in den optischen Elementen 36, 38 absorbierte Lichtintensität, d. h. deren Temperaturverteilung, bestimmt werden. Die resultierenden Wärmeausdehnungen bzw. die resultierende temperaturabhängige Brechzahländerung der optischen Elemente 36, 38 sowie deren Auswirkungen auf die Gesamtwellenfront des optischen Systems 10, 12 können somit berechnet werden.
  • Ferner kann des Erfassen des zumindest ersten Abbildungsfehlers mittels einem weiteren Unterschritt 102, einem Messen der Lichtverteilung im optischen System in einer oder mehreren Ebenen des optischen Systems 10, 12 vor einer später durchzuführenden Substratbelichtung durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Messen der Lichtverteilung mittels eines Detektors, bspw. einer CCD-Kamera, durchgeführt. Der Detektor wird hierbei in pupillennahe, feldnahe und/oder intermediäre Ebenen des optischen Systems 10, 12 positioniert. Vorzugsweise werden solche Ebenen im optischen System 10, 12 ausgewählt, in die später das zumindest erste optische Kompensationselement 56 eingeschoben wird. Basierend auf der gemessenen Lichtverteilung wird die in den einzelnen optischen Elementen 36, 38 des optischen Systems 10, 12 gespeicherte Lichtintensität bestimmt. Entsprechend dem Unterschritt 100 kann über diese gemessene Lichtverteilung auf die Abbildungsfehler des optischen Systems 10, 12 geschlossen werden.
  • Ein weiterer Unterschritt 104 zum Erfassen des zumindest ersten Abbildungsfehlers erfolgt über einen Vergleich der feld- und beugungswinkelabhängigen Lichtverteilung im opti schen System 10, 12 mit feld- und beugungswinkelabhängigen Referenzlichtverteilungen, die zuvor in Referenzmessungen ermittelt worden sind. Da die Wellenfrontfehlerverläufe dieser Referenzlichtverteilungen bekannt sind, kann der zumindest erste Abbildungsfehler basierend auf der aktuell gemessenen Lichtverteilung auf einfache Weise bestimmt werden.
  • Um die Unterschritte 98–104 des Verfahrensschritts 90 durchzuführen, weist das optische System 10, 12 eine Erfassungseinrichtung 106, 108 zum Erfassen des zumindest ersten Abbildungsfehlers des optischen Systems 10, 12 auf (siehe 1). In der Erfassungseinrichtung 106, 108 sind ein Mittel 110, 112 zum Messen einer Wellenfront und/oder einer Lichtverteilung des optischen Systems 10, 12, bspw. der Detektor oder die CCD-Kamera, vorgesehen. Ferner weist die Erfassungseinrichtung 106, 108 eine Recheneinheit 114, 116 zum Verarbeiten von Signalen, die von dem Mittel 110, 112 der Recheneinheit 114, 116 zuführbar sind, und zum Ansteuern der Austauschvorrichtung 48, 50 auf.
  • Nach dem Verfahrensschritt 90 wird der Verfahrensschritt 92, das Bestimmen der zeitlichen Entwicklung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems 10, 12, durchgeführt. Der Verfahrensschritt 92 basiert auf der Kenntnis von bereits aufgetretenen Abbildungsfehlern, insbesondere des zumindest ersten Abbildungsfehlers. Vorzugsweise kann die zeitliche Entwicklung des zumindest ersten Abbildungsfehlers bis zu wenigen Stunden im Voraus berechnet werden.
  • Der Verfahrensschritt 94, das Bestimmen der bestmöglichen Korrektur des zumindest ersten Abbildungsfehlers des optischen Systems 10, 12 berücksichtigt eine Dauer, für die der zumindest erste Abbildungsfehler des optischen Systems 10, 12 zumindest teilweise korrigiert werden soll. Die optimal erreichbare Korrektur kann hierbei über eine Optimierung einer quadratischen Norm von unterschiedlichen Abbildungsfehlern zu verschiedenen Zeitpunkten, die Optimierung eines integralen Wertes zu verschiedenen Zeitpunkten, wie bspw. des RMS-Werts der Wellenfront, oder über die Optimierung von entsprechenden Maximumsnormen durchgeführt werden. Vorzugsweise werden im Verfahrensschritt 94 neben dem Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 36, 38 des optischen Systems 10, 12 alle vorher dargestellten Korrekturmöglichkeiten miteinbezogen.
  • Der Verfahrensschritt 96, das zumindest teilweise Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers, wird, wie zuvor dargestellt, mittels Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 36, 38 des optischen Systems 10, 12 gegen das zumindest erste optische Kompensationselement 56 durchgeführt. Hierbei können alle zuvor genannten ergänzenden Korrekturmöglichkeiten miteinbezogen werden.
  • 4A zeigt beispielhaft die Amplituden der Abbildungsfehler des Projektionsobjektivs 16, aufgeschlüsselt nach Zernikekoeffizienten für zwei verschiedene Belichtungsvorgänge A, B einer Maske, die sich in der Beleuchtungsweise des Projektionsobjektivs 16 unterscheiden. Für beide Beispiele A, B wird als Lichtquelle 20 ein Laser verwendet. Das Beispiel A weist im Gegensatz zu einer ringförmigen Beleuchtung im Beispiel B Beleuchtungspole sowie eine halb so große prozentuale durchschnittliche Maskentransmission wie im Beispiel B auf. Für beide Beispiele A, B sind die Strukturen 24 der Maske, eine Laserleistung, eine Pulsrepitionsrate des Lasers sowie eine Verkleinerung der Maske auf dem Wafer äquivalent ausgebildet.
  • Die Beleuchtungsweise im Beispiel A erzeugt vor allem Z5/Z6 sowie Z12/Z13-Verläufe (Astigmatismus) sowie Z17/Z18 und Z28/Z29-Verläufe (Vierwelligkeit). Im Gegensatz hierzu erzeugt die Beleuchtungsweise im Beispiel B absolut gesehen größere Abbildungsfehler (vgl. hierzu die Amplitude der Abbildungsfehler), diese sind aber langwellig und können einfach korrigiert werden. Zu diesen Abbildungsfehlern zählen unter anderem Z2/Z3-Verläufe (Verzeichnung) sowie Z4-Verläufe (Bildfeldwölbung).
  • 4B zeigt die Abbildungsfehler der Beleuchtungsbeispiele A, B in 4A, die mittels der vorher dargestellten Korrekturmöglichkeiten – außer dem Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 38 des Projektionsobjektivs 16 – erzeugt werden. Im Gegensatz zu der ringförmigen Beleuchtung (Beleuchtungsweise B) ergeben sich im Beispiel A vor allem kurzwellige Abbildungsfehler, wie bspw. Z17/Z18- und Z28/Z29-Verläufe. Diese können durch das Austauschen des zumindest ersten optischen Elements 38 im Projektionsobjektiv 16 zumindest teilweise korrigiert werden.
  • In 5 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel für das optische System 12 in 2 dargestellt, wobei das optische System 12 in 5 als das Projektionsobjektiv 16 in 2 und 1 in der Projektionsbelichtungsanlage 18 in 1 verwendet werden kann.
  • Das in 5 dargestellte optische System 12 ist ein dioptrisches Projektionsobjektiv, das in dem Dokument WO 2003/075096A2 beschrieben ist. Für eine detaillierte Beschreibung wird auf jenes Dokument verwiesen. Die optischen Daten des optischen Systems 12 in 5 sind in Tabelle 1 aufgeführt, wobei die optischen Flächen in der Reihenfolge von links (objektivseitig) nach rechts (bildseitig) in 5 nummeriert sind.
  • Das Projektionsobjektiv 16 in 5 weist eine Pupillenebene P auf, in deren Bereich die Austauschvorrichtung 50 in 2 an das Projektionsobjektiv 16 vorzugsweise angekoppelt ist, wobei auf die obige Beschreibung zu 2 verwiesen wird. In oder in Nähe der Pupillenebene P werden vorzugsweise optische Elemente in Form von Planplatten in das Projektionsobjektiv 16 eingewechselt.
  • In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optischen Systems 12 in Form eines Projektionsobjektivs 16 dargestellt, wobei das Projektionsobjektiv 16 in 6 ein katadioptrisches Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie ist. Die optischen Daten des Projektionsobjektivs 16 sind in Tabelle 2 gelistet, wobei sich die Nummerierung der optischen Flächen auf die Reihenfolge in Lichtausbreitungsrichtung von links nach rechts bezieht.
  • Das Projektionsobjektiv 16 ist in dem Dokument WO 2004/019128 A2 beschrieben, wobei für weitere Einzelheiten auf die dortige Beschreibung verwiesen wird.
  • Dieses Projektionsobjektiv 16 weist drei Pupillenebenen P1, P2 und P3 auf.
  • Im Bereich der Pupillenebene P1, P2 und P3 kann jeweils eine Austauschvorrichtung 50 gemäß 2 angeordnet sein, wobei die Austauschvorrichtungen 50 im Bereich der Pupillenebene P1 und P3 vorzugsweise Planplatten als optische Kompensationselemente enthalten, während die Austauschvorrichtung 50 im Bereich der Pupillenebene P2 Spiegel enthält, um den Spiegel S auszutauschen.
  • In 7 ist ein noch weiteres Ausführungsbeispiel des optischen Systems 12 in Form des Projektionsobjektivs 16 in 2 dargestellt. Das Projektionsobjektiv 16 ist in dem Dokument WO 2005/069055 A2 beschrieben, und die optischen Daten des Projektionsobjektivs 16 sind in Tabelle 3 aufgeführt, wobei sich die Nummerierung der optischen Flächen auf die Reihenfolge in Lichtausbreitungsrichtung von links nach rechts bezieht.
  • Vorzugsweise werden bei diesem Projektionsobjektiv 16 Austauschvorrichtungen 50 an einer Pupillenebene P1 und einer Pupillenebene P2 an das Projektionsobjektiv 16 wie in 2 beschrieben angekoppelt, wobei die Austauschvorrichtungen 50 vorzugsweise Planparallelplatten als optische Kompensationselemente enthalten.
  • Während die Projektionsobjektive 16 in 5 bis 7 mit Licht arbeiten, dessen Arbeitswellenlänge bei 248 nm oder 193 nm liegt, ist in 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optischen Systems 12 in Form des Projektionsobjektivs 16 in 2 dargestellt, das bei einer Wellenlänge von 13 nm arbeitet, so dass das Projektionsobjektiv 16 in 8 ausschließlich reflektive optische Elemente, also Spiegel, aufweist. Das Projektionsobjektiv 16 in 8 ist in dem Dokument US 7,177,076 B2 beschrieben, auf das für weitere Einzelheiten verwiesen wird. Die optischen Daten des Projektionsobjektivs 16 sind in Tabelle 4 aufgeführt, wobei sich die Nummerierung der optischen Fläche auf die Reihenfolge in Lichtausbreitungsrichtung von links nach rechts bezieht.
  • Im Bereich zweier Spiegel S1 und S2 weist das Projektionsobjektiv 16 in 8 eine Pupillenebene P1 und eine Pupillenebene P2 auf.
  • Diese Positionen eignen sich zur Ankopplung der Austauschvorrichtung 50 in 2 an das Projektionsobjektiv 16, wobei die Austauschvorrichtung 50 jedoch in diesem Fall keine transmissiven Planplatten als optische Kompensationselemente aufweist, sondern Spiegel, die gegen die Spiegel S1 bzw. S2 in das Projektionsobjektiv 16 eingetauscht werden. Im Übrigen gilt auch hier die Beschreibung zu 2, insbesondere dass in der Austauschvorrichtung 50 bzw. deren Magazin die gleichen atmosphärischen Bedingungen herrschen wie in dem Projektionsobjektiv 16 im Bereich der Spiegel S1 und S2.
  • Schließlich ist in 9 ein Ausführungsbeispiel für das optische System 10 in 1 dargestellt, das ein optisch abbildendes System in dem Beleuchtungssystem 14 der Projektionsbelichtungsanlage 18 darstellt. Das optische System 10 dient zur Abbildung einer Blende auf die Objektebene 30 in 1. Das optische abbildende System ist in dem Dokument US 6,366,410 B1 beschrieben, auf das für weitere Einzelheiten verwiesen wird. Die optischen Daten des optischen Systems 10 sind in Tabelle 5 gelistet, wobei sich die Nummerierung der optischen Flächen auf die Reihenfolge in Lichtausbreitungsrichtung von links nach rechts bezieht.
  • An das optische System 10 in 9 wird die Austauschvorrichtung 48 in 1, für die die Beschreibung in 2 in Bezug auf die Austauschvorrichtung 50 ebenfalls zutrifft, angekoppelt. Als Ankoppelstelle für die Austauschvorrichtung 48 eignet sich hier die Stelle A. Im Fall der Austauschvorrichtung 48 und des optischen Systems 10 ist die Austauschvorrichtung 48 vorzugsweise mit Planparallelplatten bestückt, die in das optische System 10 an der Stelle A eingeführt und schnell ausgetauscht werden können. Tab. 1
    Figure 00350001
    Figure 00360001
    Figure 00370001
    Figure 00380001
    Tab. 2
    Oberfläche Nr. r (mm) d (mm) Material
    Objektebene ∞ 81.9091
    601: 2634.49417 21.2504 Quarz
    602: –395.77168 1.0000
    603: 150.00000 50.0000 Quarz
    604: 369.68733 54.9152
    605: 179.71446 34.0868 Quarz
    606: ASP-1 6.6932
    607: 88.93816 50.0000 Quarz
    608: 91.86919 23.6059
    609: –98.63242 50.0000 Quarz
    610: –88.50693 12.0495
    611: –76.47008 38.6573 Quarz
    612: –344.46033 15.7028
    613: –334.92667 50.0661 Quarz
    614: –117.23873 1.0000
    615: ASP-2 43.8716 Quarz
    616: –181.49712 1.0000
    617: 289.19628 27.8483 Quarz
    618: 5892.12201 12.1517
    619: 227.01362 27.1570 Quarz
    620: ASP-3 69.0000
    621: ∞ –236.5116 (M1)
    622: ASP-4 –12.6000 Quarz
    623: 1144.45984 –50.1326
    624: 110.85976 –12.5000 Quarz
    625: 213.24820 –26.1688
    626: 155.15866 26.1588 (CM)
    627: 213.24820 12.5000 Quarz
    628: 110.85976 50.1326
    629: 1144.45984 12.5000 Quarz
    630: ASP-4 236.5116
    631: ∞ –64.0489 (M2)
    632: 3037.95158 –22.3312 Quarz
    633: 259.31045 –1.0000
    634: –470.92323 –24.5450 Quarz
    635: 700.75092 –1.0000
    636: –228.28898 –45.9798 Quarz
    637: –4362.49907 –1.0000
    638: –147.00158 –50.0000 Quarz
    639: ASP-5 –13.1758
    640: 810.59426 –12.5000 Quarz
    641: ASP-6 –40.9252
    642: –2113.41076 –12.5000 Quarz
    643: ASP-7 –16.1803
    644: –562.31334 –30.6877 Quarz
    645: 1126.64825 –80.2339
    646: ASP-8 –22.6585 Quarz
    647: 586.42327 –1.0000
    648: –361.03935 –33.1534 Quarz
    649: –3170.02757 –1.0000
    650: –310.02927 –49.2493 Quarz
    651: ASP-9 –9.8682
    652: ∞ –5.3722 Blonde
    653: –777.31707 –35.8824 Quarz
    654: 1312.61222 –1.0007
    655: –319.73575 –35.9439 Quarz
    650: 3225.49072 –1.0000
    657: –130.49530 –28.4950 Quarz
    658: ASP-10 –1.0000
    659: –95.22134 –34.3036 Quarz
    660: ASP-11 –1.0000
    661: -61.85167 –50.0000 Quarz
    662: ∞ –1.0000 Deionisiertes Wasser
    Bildebene ∞
    Figure 00400001
    Tab. 3
    Oberfläche Radius Asphäre Dicke Material 1/2 Durchmesser
    1 0.000000 –0.011620 LV193975 75.462
    2 585.070331 AS 17.118596 SIO2V 76.447
    3 –766.901651 0.890161 HEV19397 78.252
    4 145.560665 45.675278 SIO2V 85.645
    5 2818.543789 AS 40.269525 HEV19397 83.237
    6 469.396236 29.972759 SIO2V 75.894
    7 –193.297708 AS 21.997025 HEV19397 73.717
    8 222.509238 27.666963 SIO2V 57.818
    9 –274.231957 31.483375 HEV19397 52.595
    10 0.000000 10.117766 SIO2V 44.115
    11 0.000000 15.361487 HEV19397 47.050
    12 26971.109897 AS 14.803554 SIO2V 54.127
    13 –562.070426 45.416373 HEV19397 58.058
    14 –510.104298 AS 35.926312 SIO2V 76.585
    15 –118.663707 36.432152 HEV19397 80.636
    16 0.000000 199.241665 HEV19397 86.561
    17 –181.080772 AS –199.241665 REFL 147.684
    18 153.434246 AS 199.241665 REFL 102.596
    19 0.000000 36.432584 HEV19397 105.850
    20 408.244008 54.279598 SIO2V 118.053
    21 –296.362521 34.669451 HEV19397 118.398
    22 –1378.452784 22.782283 SIO2V 106.566
    23 –533.252331 AS 0.892985 HEV19397 105.292
    24 247.380841 9.992727 SIO2V 92.481
    25 103.088603 45.957039 HEV19397 80.535
    26 –1832.351074 9.992069 SIO2V 80.563
    27 151.452362 28.883857 HEV19397 81.238
    28 693.739003 11.559320 SIO2V 86.714
    29 303.301679 15.104783 HEV19397 91.779
    30 1016.426625 30.905849 SIO2V 95.900
    31 –258.080954 AS 10.847394 HEV19397 99.790
    32 –1386.614747 AS 24.903261 SIO2V 108.140
    33 –305.810572 14.249112 HEV19397 112.465
    34 –11755.656828 AS 32.472684 SIO2V 124.075
    35 –359.229865 16.650084 HEV19397 126.831
    36 1581.896158 51.095339 SIO2V 135.151
    37 –290.829022 –5.686977 HEV19397 136.116
    38 0.000000 0.000000 HEV19397 131.224
    39 0.000000 28.354383 HEV19397 131.224
    40 524.037274 AS 45.835992 SIO2V 130.144
    41 –348.286331 0.878010 HEV10397 129.553
    42 184.730622 45.614622 SIO2V 108.838
    43 2501.302312 AS 0.854125 HEV19397 103.388
    44 89.832394 38.416586 SIO2V 73.676
    45 209.429378 0.697559 HEV19397 63.921
    46 83.525032 37.916651 CAF2V193 50.040
    47 0.000000 0.300000 SIO2V 21.480
    48 0.000000 0.000000 SIO2V 21.116
    49 0.000000 3.000000 H2OV193B 21.116
    50 0.000000 0.000000 AIR 16.500
  • Fortsetzung Tab. 3
  • Asphärische Konstanten
  • Oberfläche 2 5 7 12 14
    K 0 0 0 0 0
    C1 –5.72E–02 –4.71E–02 1.75E–01 –8.29E–02 –4.35E–02
    C2 –2.97E–07 7.04E–06 –1.17E–05 –1.87E–07 1.59E–06
    C3 1.03E–12 1.09E–10 1.34E–09 –7.04E–10 –6.81E-11
    C4 2.76E–14 –2.900–14 –5.44E–14 6.65E–14 5.03E–15
    C5 –1.51E–18 –1.55E–21 -1.82E–18 -1.33E–17 –1.68E–23
    C6 –1.04E–24 5.610–23 2.56E–22 2.46E–21 –2.36E–23
    C7 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    C8 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    C9 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    Oberfläche 17 18 23 31 32
    K –197.849 –204.054 0 0 0
    C1 –2.94E–02 5.77E–02 –7.06E–02 3.41E–02 -4.85E–02
    C2 2.63E–07 –5.00E–07 4.11E–06 4.07E–08 9.88E–07
    C3 –6.11E–12 2.67E–11 –1.18E–10 8.10E–11 7.370–11
    C4 1.11E–16 –5.69E–16 2.92E–15 –4.34E–15 –6.56E–15
    C5 –2.01E–21 1.89E–20 –3.23E–20 7.59E-19 6.53E–19
    C6 2.08E–26 –1.49E–25 2.18E–25 –3.41E-23 –2.88E–23
    C7 0.000000e+00 0.0000000+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    C8 0.000000e+00 0.0000008+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    C9 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    Oberfläche 34 40 43
    K 0 0 0
    C1 1.59E–02 –4.10E–02 –3.89E–02
    C2 –1.61E–06 3.04E–07 4.76E–06
    C3 6.62E–13 5.71E-11 –2.23E-10
    C4 1.72E–15 –1.72E-15 8.89E–15
    C5 –0.36E–20 –9.60E-22 –2.41E–19
    C6 2.36E–24 3.81E-25 3.43E–24
    C7 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    C8 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    C9 0.000000e+00 0.000000e+00 0.000000e+00
    Tab. 4
    Figure 00430001
    Tab. 5
    Maßstab: 4.444:1 Wellenlänge: 248.33 nm
    Radius Dicke Material
    1 55.240
    2 46.424 –38.258 Quarz
    3 –66.551 .633
    4 881.696 45.341 Quarz
    5 –190.791 .924
    6 374.111 47.958 Quarz
    7 –287.518 222.221
    8 Diaphragm 17.900
    9 ∞ 79.903
    10 164.908 52.350 Quarz
    11 –1246.141 27.586
    12 280.226 19.580 Quarz
    13 114.495 133.941
    14 ∞ 365.253
    15 –216.480 12.551 Quarz
    16 –113.446 1.399
    17 –329.056 10.797 Quarz
    18 –552.687 60.000
    19 ∞ .000
    Oberfläche Asphärishe Konstanten
    7 K = –.00640071 C1 = .347156E–07 C2 = .802432E–13 C3 = –.769512E–17 C4 = .157667E–21
    11 K = +.00104108 C1 = .431697E–07 C2 = .564977E–13 C3 = –.125201E-16 C4 = .486357E–21
    17 K = +.00121471 C1 = –.991033E–07 C2 = –.130790E–11 C3 = –.414621E–14 C4 = .200482E–17 C5 = –.392671E–21
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 2005/0134972 A1 [0009, 0016]
    • - US 2002/0008863 A1 [0012, 0014]
    • - WO 2007/085290 [0015]
    • - WO 2003/075096 A2 [0138]
    • - WO 2004/019128 A2 [0141]
    • - WO 2005/069055 A2 [0144]
    • - US 7177076 B2 [0146]
    • - US 6366410 B1 [0149]

Claims (48)

  1. Verfahren zum Verbessern von Abbildungseigenschaften eines optischen Systems (10, 12), wobei das optische System (10, 12) eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, um eine Struktur (24) auf ein Substrat (28), das in einer Bildebene (32) des optischen Systems (10, 12) angeordnet ist, abzubilden, mit den Schritten: (a) Erfassen zumindest eines ersten durch Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente (36, 38) verursachten, zeitabhängigen zumindest teilweise reversiblen Abbildungsfehlers des optischen Systems (10, 12); (b) Zumindest teilweise Korrigieren des zumindest ersten Abbildungsfehlers durch Austauschen zumindest eines ersten optischen Elements (36, 38) aus der Mehrzahl der optischen Elemente gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement (56).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte (a) und (b) mehrfach durchgeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest erste Abbildungsfehler während eines Betriebs des optischen Systems (10, 12) durch unmittelbares Messen eines Wellenfrontverlaufs des optischen Systems (10, 12) erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zumindest erste Abbildungsfehler durch Abschätzen einer Lichtverteilung in dem optischen System (10, 12) in Abhängigkeit eines Beleuchtungsmodus des optischen Systems (10, 12) und der von der Mehrzahl der optischen Elemente abzubildenden Struktur (24) erfasst wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zumindest erste Abbildungsfehler durch Messen der Lichtverteilung in dem optischen System (10, 12) in einer pupillennahen Ebene des optischen Systems (10, 12) erfasst wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zumindest erste Abbildungsfehler durch Messen der Lichtverteilung in dem optischen System (10, 12) in einer feldnahen und/oder intermediären Ebene des optischen Systems (10, 12) erfasst wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zumindest erste Abbildungsfehler durch Vergleichen der gemessenen Lichtverteilung im optischen System (10, 12) mit Referenzlichtverteilungen erfasst wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zusätzlich vor dem Schritt (b) eine zeitliche Entwicklung der Abbildungseigenschaften des optischen Systems (10, 12) in Abhängigkeit von bereits aufgetretenen Abbildungsfehlern, insbesondere des zumindest ersten Abbildungsfehlers, bestimmt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zusätzlich vor dem Schritt (b) eine bestmöglich erreichbare Korrektur des zumindest ersten Abbildungsfehlers unter Berücksichtigung aller Korrekturmöglichkeiten bestimmt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Mehrzahl von optischen Kompensationselementen bereitgestellt wird, die das zumindest erste optische Kompensationselement (56) umfasst, und wobei das zumindest erste optische Kompensationselement (56) alleine in einen Strahlengang des optischen Systems (10, 12) eingebracht wird, um den zumindest ersten Abbildungsfehler zu korrigieren.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das zumindest erste optische Kompensationselement (56) und zumindest ein zweites optisches Kompensationselement (56) aus der Mehrzahl der optischen Kompensationselemente gleichzeitig in den Strahlengang des optischen Systems (10, 12) eingebracht werden, um in Kombination miteinander den zumindest ersten Abbildungsfehler zu korrigieren.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das zumindest erste optische Kompensationselement (56) und das zumindest zweite optische Kompensationselement (56) Elementarkompensationselemente darstellen, deren Gesamtkorrekturwirkung eine gewünschte Korrekturwirkung für den zumindest ersten Abbildungsfehler des optischen Systems (10, 12) ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Einbringen des zumindest ersten optischen Kompensationselements (56) und/oder des zumindest zweiten optischen Kompensationselements (56) in einer Pupillenebene oder pupillennah, in einer Feldebene oder feldnah und/oder an intermediären Positionen des optischen Systems (10, 12) erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die optischen Elemente (36, 38) und die optischen Kompensationselemente (56) Planparallelplatten (55a, b, 60a–c), Linsen (40, 42a–d, 58a, b) und/oder Spiegel bilden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die als Planparallelplatten (60a–c) ausgebildeten optischen Kompensationselemente (56) zwei-, drei-, vier- und/oder n-wellige Passen mit verschiedenen Amplituden aufweisen.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die als Planparallelplatten (60a–c) ausgebildeten optischen Kompensationselemente (56) rotations- oder nicht-rotationssymmetrische Passen aufweisen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die als Planparallelplatten (60a–c) ausgebildeten optischen Kompensationselemente (56) mit nicht-rotationssymmetrischen Passen einen im Wesentlichen zylinderförmigen oder konischen Umfang aufweisen.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Passen durch Zernikefunktionen und/oder Splines bestimmt werden.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Passen einem feldkonstanten Z6-Verlauf entsprechen, dessen Amplitude zumindest 10 nm, insbesondere 5 nm, beträgt.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Passen einem feldkonstanten Z10-, Z11-, Z17- oder Z18-Verlauf entsprechen, dessen Amplitude zumindest 5 nm, insbesondere 2 nm, beträgt.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei das Austauschen des zumindest ersten optischen Elements (36, 38) unter zehn Minuten, vorzugsweise unter drei Minuten, weiter vorzugsweise unter einer Minute, erfolgt.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei das Austauschen des zumindest ersten optischen Elements (36, 38) zumindest teilautomatisiert erfolgt.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei zusätzlich das in das optische System (10, 12) eingebrachte zumindest erste optische Kompensationselement (56) und/oder die optischen Elemente (36, 38) im optischen System (10, 12) gedreht, bezüglich einer optischen Achse gekippt und/oder verschoben werden.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei zusätzlich das in das optische System (10, 12) eingebrachte zumindest erste optische Kompensationselement (56) und/oder die optischen Elemente (36, 38) mittels mechanischer und/oder thermischer Krafteinwirkung deformiert werden.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei zusätzlich die Struktur (24) und/oder das Substrat (28) verschoben werden.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wobei zusätzlich eine Wellenlänge und/oder eine Bestrahlungsdosis von auf das optische System (10, 12) einfallenden Lichtstrahlen (34) verändert werden.
  27. Optisches System mit verbesserten Abbildungseigenschaften, wobei das optische System (10, 12) eine Mehrzahl von optischen Elementen aufweist, wobei an das optische System (10, 12) eine Austauschvorrichtung (48, 50) angekoppelt ist, in der eine Mehrzahl von optischen Kompensationselementen aufgenommen ist, wobei mittels der Austauschvorrichtung (48, 50) zumindest ein erstes optisches Element (36, 38) aus der Mehrzahl der optischen Elemente gegen zumindest ein erstes optisches Kompensationselement (56) austauschbar ist.
  28. Optisches System nach Anspruch 27, wobei das optische System (10, 12) eine Erfassungseinrichtung (106, 108) zum Erfassen zumindest eines ersten durch Erwärmung zumindest eines der optischen Elemente (36, 38) verursachten, zeitabhängigen zumindest teilweise reversiblen Abbildungsfehlers des optischen Systems (10, 12) aufweist
  29. Optisches System nach Anspruch 28, wobei die Erfassungseinrichtung (106, 108) ein Mittel (110, 112) zum Messen einer Wellenfront und/oder einer Lichtverteilung des optischen Systems (10, 12) und eine Recheneinheit (114, 116) zum Verarbeiten von Signalen, die von dem Mittel (110, 112) der Recheneinheit (114, 116) zuführbar sind, und zum Ansteuern der Austauschvorrichtung (48, 50) aufweist.
  30. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei die Austauschvorrichtung (50) ein Magazin aufweist, in dem die Mehrzahl von optischen Kompensationselementen aufgenommen ist, wobei das Magazin an das optische System (10, 12) angekoppelt ist, und wobei in dem Magazin die gleichen atmosphärischen Bedingungen herrschen wie in dem optischen System (10, 12) zumindest im Bereich desselben, an den das Magazin angekoppelt ist.
  31. Optisches System nach Anspruch 30, wobei die atmosphärischen Bedingungen die Gaszusammensetzung in dem Magazin und in dem optischen System (10, 12) umfassen.
  32. Optisches System nach Anspruch 30 oder 31, wobei die atmosphärischen Bedingungen den Druck und/oder die Temperatur in dem Magazin und in dem optischen System (10, 12) umfassen.
  33. Optisches System nacheinem der Ansprüche 27 bis 32, wobei die Austauschvorrichtung (48, 50) außerhalb eines Strahlengangs des optischen Systems (10, 12) angeordnet ist.
  34. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei mittels der Austauschvorrichtung (48, 50) das zumindest erste optische Kompensationselement (56) alleine in einen Strahlengang des optischen Systems (10, 12) einbringbar ist.
  35. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 34, wobei mittels der Austauschvorrichtung (48, 50) das zumindest erste optische Kompensationselement (56) und ein zumindest zweites optisches Kompensationselement (56) aus der Mehrzahl der optischen Kompensationselemente gleichzeitig in den Strahlengang des optischen Systems (10, 12) einbringbar sind.
  36. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 35, wobei das zumindest erste optische Kompensationselement (56) und/oder das zumindest zweite optische Kompensationselement (56) in einer Pupillenebene oder pupillennah, in einer Feldebene oder feldnah und/oder an intermediären Positionen in das optische System (10, 12) einbringbar sind.
  37. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 36, wobei die optischen Elemente (36, 38) und die Kompensationselemente (56) als Planparallelplatten (55a, b, 60a–c), als Linsen (40, 42a–d, 58a, b) und/oder als Spiegel ausgebildet sind.
  38. Optisches System nach Anspruch 37, wobei die als Planparallelplatten (60a–c) ausgebildeten optischen Kompensationselemente (56) zwei-, drei-, vier- und/oder n-wellige Passen mit verschiedenen Amplituden aufweisen.
  39. Optisches System nach Anspruch 37 oder 38, wobei die als Planparallelplatten (60a–c) ausgebildeten optischen Kompensationselemente (56) rotations- oder nicht-rotationssymmetrische Passen aufweisen.
  40. Optisches System nach Anspruch 39, wobei die als Planparallelplatten (60a–c) ausgebildeten optischen Kompensationselemente (56) mit nicht-rotationssymmetrischen Passen einen im Wesentlichen zylinderförmigen oder konischen Umfang aufweisen.
  41. Optisches System nach einem der Ansprüche 38 bis 40, wobei die Passen durch Zernikefunktionen und/oder Splines bestimmt sind.
  42. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 41, wobei zusätzlich das in das optische System (10, 12) eingebrachte optische Kompensationselement (56) und/oder die optischen Elemente (36, 38) im optischen System (10, 12) drehbar, bezüglich einer optischen Achse kippbar und/oder verschiebbar sind.
  43. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 42, wobei das optische System (10, 12) mechanische Manipulatoren (80) und/oder thermische Manipulatoren (82) aufweist, mit denen zusätzlich das in das optische System (10, 12) eingebrachte optische Kompensationselement (56) und/oder die optischen Elemente (36, 38) mittels mechanischer und/oder thermischer Krafteinwirkung deformierbar sind.
  44. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 43, wobei zusätzlich eine Wellenlänge und/oder eine Bestrahlungsdosis von auf das optische System (10, 12) einfallenden Lichtstrahlen (34) veränderbar sind.
  45. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 44, wobei das optische System (12) ein Projektionsobjektiv (16) einer Projektionsbelichtungsanlage (18) für die Mikrolithographie ist.
  46. Optisches System nach einem der Ansprüche 27 bis 44, wobei das optische System (10) in einem Beleuchtungssystem (14) einer Projektionsbelichtungsanlage (18) für die Mikrolithographie angeordnet ist und zur Abbildung einer Blende in einer Retikelebene dient.
  47. Optisches System nach Anspruch 45, wobei das Projektionsobjektiv (16) oder das optische abbildende System des Beleuchtungssystems (14) ein dioptrisches, katadioptrisches oder katoptrisches abbildendes System ist.
  48. System nach einem der Ansprüche 27 bis 47, wobei die Arbeitswellenlänge des optischen Systems 248, 193 oder 13 nm beträgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020164786A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und verfahren zur charakterisierung der oberflächenform eines testobjekts

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101479667B (zh) * 2006-07-03 2011-12-07 卡尔蔡司Smt有限责任公司 修正/修复光刻投影物镜的方法
EP2097789B1 (de) 2006-12-01 2012-08-01 Carl Zeiss SMT GmbH Optisches system mit austauschbarer manipulierbarer korrekturanordnung zur verminderung von bildfehlern
DE102007009867A1 (de) * 2007-02-28 2008-09-11 Carl Zeiss Smt Ag Abbildungsvorrichtung mit auswechselbaren Blenden sowie Verfahren hierzu
WO2013174646A1 (en) 2012-05-24 2013-11-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2014203487A (ja) * 2013-04-05 2014-10-27 株式会社日立エルジーデータストレージ 光情報記録再生装置
JP6282742B2 (ja) * 2013-09-09 2018-02-21 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置及びそのような装置における光学波面変形を補正する方法
JP6478593B2 (ja) * 2014-11-28 2019-03-06 キヤノン株式会社 投影光学系の製造方法、および、デバイス製造方法
JP6744984B2 (ja) * 2016-08-11 2020-08-19 エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． 波面の可変コレクタ
US10282822B2 (en) * 2016-12-01 2019-05-07 Almalence Inc. Digital correction of optical system aberrations
CN109522573B (zh) * 2017-09-20 2023-03-21 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光学遥感相机主动光学系统的仿真方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020008863A1 (en) 1993-07-15 2002-01-24 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
US6366410B1 (en) 1996-12-21 2002-04-02 Carl-Zeiss-Stiftung Reticular objective for microlithography-projection exposure installations
WO2003075096A2 (de) 2002-03-01 2003-09-12 Carl Zeiss Smt Ag Refraktives projektionsobjektiv
WO2004019128A2 (en) 2002-08-23 2004-03-04 Nikon Corporation Projection optical system and method for photolithography and exposure apparatus and method using same
US20050134972A1 (en) 2003-12-23 2005-06-23 Jens Kugler Replacement apparatus for an optical element
WO2005069055A2 (en) 2004-01-14 2005-07-28 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
US7177076B2 (en) 2000-10-20 2007-02-13 Carl Zeiss Smt Ag 8-mirror microlithography projection objective
WO2007085290A2 (de) 2006-01-30 2007-08-02 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und vorrichtung zur korrektur von abbildungsfehlern

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3303436B2 (ja) * 1993-05-14 2002-07-22 キヤノン株式会社 投影露光装置及び半導体素子の製造方法
US6235438B1 (en) * 1997-10-07 2001-05-22 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
US20060007554A1 (en) * 2004-07-08 2006-01-12 Joerg Ferber Method and apparatus for maintaining focus and magnification of a projected image
US7253880B2 (en) * 2004-11-24 2007-08-07 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020008863A1 (en) 1993-07-15 2002-01-24 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
US6366410B1 (en) 1996-12-21 2002-04-02 Carl-Zeiss-Stiftung Reticular objective for microlithography-projection exposure installations
US7177076B2 (en) 2000-10-20 2007-02-13 Carl Zeiss Smt Ag 8-mirror microlithography projection objective
WO2003075096A2 (de) 2002-03-01 2003-09-12 Carl Zeiss Smt Ag Refraktives projektionsobjektiv
WO2004019128A2 (en) 2002-08-23 2004-03-04 Nikon Corporation Projection optical system and method for photolithography and exposure apparatus and method using same
US20050134972A1 (en) 2003-12-23 2005-06-23 Jens Kugler Replacement apparatus for an optical element
WO2005069055A2 (en) 2004-01-14 2005-07-28 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
WO2007085290A2 (de) 2006-01-30 2007-08-02 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und vorrichtung zur korrektur von abbildungsfehlern

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020164786A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung und verfahren zur charakterisierung der oberflächenform eines testobjekts
US11879720B2 (en) 2019-02-12 2024-01-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for characterizing the surface shape of a test object

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Publication number Publication date
US20100014065A1 (en) 2010-01-21
WO2008113605A2 (de) 2008-09-25
WO2008113605A3 (de) 2008-11-27

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