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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Facettenspiegeleinheit, eine optische Abbildungseinrichtung mit einer Facettenspiegeleinheit sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Facettenspiegeleinheit für eine optische Abbildungseinrichtung. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang beliebigen optischen Einrichtungen bzw. optischen Abbildungsverfahren anwenden. Insbesondere lässt sie sich im Zusammenhang mit der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten Mikrolithographie einsetzen.
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Typischerweise umfassen die optischen Systeme, die im Zusammenhang mit der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendet werden, eine Mehrzahl optischer Elementeinheiten mit optischen Elementen, wie beispielsweise Linsen, Spiegeln, Gittern etc., die im Verlauf des für die Abbildung verwendeten Lichts angeordnet sind. Diese optischen Elemente wirken dabei zusammen, um das Licht einer Lichtquelle auf ein abzubildendes Projektionsmuster zu lenken bzw. das Projektionsmuster auf ein Substrat zu projizieren. Die eingangs genannten Facettenspiegeleinheiten werden häufig dazu verwendet, das für die Abbildung verwendete Licht zu homogenisieren, also in dem verwendeten Lichtbündel eine möglichst gleichmäßige Intensitätsverteilung zu erzielen. Ebenso ist es aber auch möglich, über eine solche Facettenspiegeleinheit eine beliebige andere spezifische Intensitätsverteilung in dem verwendeten Lichtbündel zu generieren.
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Insbesondere im Bereich der Mikrolithographie liegen die Genauigkeitsanforderungen an die verwendeten optischen Elemente sowie an das gesamte optische System im mikroskopischen Bereich in der Größenordnung weniger Nanometer oder darunter. Sie sind dabei nicht zuletzt eine Folge des ständigen Bedarfs, die Auflösung der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten optischen Systeme zu erhöhen, um die Miniaturisierung der herzustellenden mikroelektronischen Schaltkreise voranzutreiben. Dies gilt natürlich auch für die verwendeten Facettenspiegeleinheiten sowie für die mit ihnen erzielte Einstellung der Intensitätsverteilung.
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Ein Ansatz, der verfolgt wird, um die Auflösung des optischen Systems zu erhöhen, liegt in der Reduktion der Wellenlänge des für die Abbildung verwendeten Lichts. So wird beispielsweise für die Mikrolithographie mittlerweile Licht im extremen UV-Bereich (EUV) mit Wellenlängen zwischen 5 nm und 20 nm, typischerweise etwa 13 nm, verwendet, wodurch sich eine Reihe von praktischen Problemen stellen.
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Eines der Probleme ist die Absorption des EUV-Lichts durch die verwendeten optischen Elemente. So können in diesem Wellenlängenbereich aufgrund der Absorption keine refraktiven optischen Elemente mehr verwendet werden, sondern es müssen ausschließlich reflektive optische Elemente verwendet werden, bei denen die reflektierende Oberfläche typischerweise als Mehrschichtsystem aufgebaut ist. Jedoch kommt es auch hier nicht zu einer vollständigen Reflexion. Vielmehr wird nach wie vor noch ein erheblicher Anteil der aufgebrachten Energie durch das optische Element absorbiert, mithin also eine erhebliche Wärmeleistung in das optische Element eingebracht, die in der Regel abgeführt werden muss, um die hierdurch induzierte thermische Ausdehnung des optischen Elements nicht zuletzt im Hinblick auf die Genauigkeitsanforderungen an die Lage und Orientierung der optischen Flächen auf einem möglichst geringen Maß zu halten.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin problematisch, dass eine Reduktion der Größe der Facetten, insbesondere bei Pupillenfacettenspiegeln für EUV-Systeme, angestrebt wird, um eine höhere Variabilität bei flexiblen Beleuchtungseinstellungen zu erreichen. Insbesondere werden kleinere Pupillenfüllungen angestrebt bzw. benötigt.
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Problematisch hierbei ist, dass es in der Regel erforderlich ist, die Position und/oder Orientierung der einzelnen Facetten nach ihrer Montage auf dem Modulträger über eine Justiereinrichtung anzupassen, um die (immer anspruchsvoller werdenden) Spezifikationen hinsichtlich der Genauigkeit der Position und/oder Orientierung der optischen Flächen der Facetten einzuhalten. Die Führung der Facetten bei der Justierung erfolgt typischerweise über Gelenke bzw. Führungseinrichtungen der Stützeinrichtung, über welche sie auf dem Modulträger abgestützt sind.
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Um zur Vermeidung einer übermäßigen thermischen Ausdehnung der Facetten eine ausreichend gute Wärmeabfuhr aus der einzelnen Facette zu gewährleisten ist jedoch ein guter Wärmedurchgang durch die Stützeinrichtung erforderlich. Mithin ist es also erforderlich, den thermischen Widerstand der Stützeinrichtung gering zu halten, um möglichst viel Wärme abführen zu können. Dies erfordert in der Regel eine möglichst große Querschnittsfläche der Gelenke bzw. Führungseinrichtungen der Stützeinrichtung, wodurch sich allerdings auch deren Steifigkeit erhöht. Eine solche erhöhte Steifigkeit der Gelenke bzw. Führungseinrichtungen der Stützeinrichtung führt wiederum in der Regel zu einer Erhöhung der Steifigkeit und damit typischerweise auch der Abmessungen der Justiereinrichtung, um die gewünschten Stellbewegungen erzeugen zu können. Letztlich führt dies dazu, dass sich die Abmessungen der Justiereinrichtung erhöhen, was der Verringerung der Abmessungen der Facetten, insbesondere der Anordnung einer Vielzahl von Facetten auf kleinstem Raum, zuwiderläuft.
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Im Gegensatz dazu könnte zwar versucht werden, die einzelnen Facetten mit so geringen Toleranzen zu fertigen, dass keine weitere Justierung erforderlich ist. Insbesondere könnte versucht werden, die einzelnen Facetten bereits auf einem gemeinsamen Trägerkörper zu formen. Dies stellt jedoch bei immer kleineren Facetten, insbesondere bei unterschiedlichen Ausrichtungen der Facetten, mit den derzeit verfügbaren Fertigungstechniken eine auf wirtschaftliche Weise nahezu unlösbare Aufgabe dar.
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Alternativ könnten sämtliche Facetten separat gefertigt und dann auf einem gemeinsamen Träger fixiert werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass sich die individuellen Toleranzen bei verringerter Größe der Facetten und damit einer erhöhten Anzahl der Facetten addieren, sodass der gesamten Facettenspiegel die Toleranzgrenzen überschritten werden.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Facettenspiegeleinheit, eine optische Abbildungseinrichtung mit einer solchen Facettenspiegeleinheiten sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Facettenspiegeleinheit zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen und insbesondere auf einfache Weise eine Verkleinerung der Facettenelemente unter Einhaltung enger Toleranzen der Facettenspiegeleinheit bei guter Wärmeabfuhr aus den Facettenelementen ermöglichen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass man auf einfache Weise die Einhaltung engster Toleranzen bei gleichzeitig guter Wärmeabfuhr aus den Facettenelementen gewährleisten kann, wenn mehrere separat gefertigte Facettenelemente auf einem gemeinsamen Elementträger abgestützt werden, der dann seinerseits auf dem Modulträger der Facettenspiegeleinheit abgestützt wird. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die separaten Facettenelemente einfach und mit sehr hoher Präzision gefertigt werden können. Auch ihre Anordnung als Facettenelementgruppe auf dem gemeinsamen Elementträger kann dank der vergleichsweise kleinen Modulgröße relativ einfach mit hoher Präzision erfolgen, sodass sich insgesamt auch enge Toleranzen für die gesamte Facettenspiegeleinheit einfacher einhalten lassen.
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Insbesondere ergibt sich der Vorteil, dass die Facettenmodule separat geprüft werden können, bevor sie auf den Modulträger aufgebracht werden, sodass für den Fall der Nichteinhaltung der vorgegebenen Toleranzen nur das jeweils fehlerhafte Modul als Ausschuss zu verzeichnen ist, während der übrige Teil der Facettenspiegeleinheit hiervon unberührt bleibt.
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Schließlich ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit, für das einzelne Facettenmodul bereits für größere Facettenelemente vorhandene bzw. verfügbare Stützeinrichtungen und Justiereinrichtungen zu verwenden. So können beispielsweise also auf der Grundfläche einer bisherigen Einzelfacette mehrere Facetten angeordnet werden, wobei dann auch die vorhandenen Stützeinrichtungen zur Abstützung des Facettenmoduls auf dem Modulträger sowie vorhandene Justiereinrichtungen genutzt werden. Es ergibt sich somit die Möglichkeit, die bereits mit hoher Präzision hergestellten Facettenmodule nach ihrer Abstützung auf dem Modulträger nochmals (gegebenenfalls auch mehrfach) zu justieren, wodurch auch bei erheblicher Erhöhung der Anzahl der Einzelfacetten eine sehr hohe Präzision für Position und/oder Orientierung der optischen Flächen der gesamten Facettenspiegeleinheit erzielt werden kann.
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Insbesondere können trotz der Verkleinerung der einzelnen Facettenelemente die Dimensionen der Stützeinrichtung unverändert bleiben, sodass unter Beibehaltung der Justierungsmöglichkeiten der thermische Widerstand der Stützeinrichtung nicht steigt, so dass nach wie vor eine gute Wärmeabfuhr aus den einzelnen Facettenelementen gewährleistet ist.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine Facettenspiegeleinheit, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Mehrzahl von Facettenmodulen und einem Modulträger, wobei die Facettenmodule auf dem Modulträger abgestützt sind. Wenigstens ein Facettenmodul umfasst einen Facettenelementträger und eine Facettenelementgruppe aus einer Mehrzahl von Facettenelementen, wobei die Facettenelementgruppe auf dem Facettenelementträger angeordnet ist. Wenigstens ein erstes Facettenelement der Facettenelementgruppe ist als separat gefertigte und nach ihrer Fertigung mit einem zweiten Facettenelement der Facettenelementgruppe und/oder dem Facettenelementträger verbundene Komponente ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Beleuchtungseinrichtung, einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, einer Projektionseinrichtung und einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats, wobei die Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Projektionsmusters mit einem Lichtbündel ausgebildet ist und die Projektionseinrichtung zum Abbilden des Projektionsmusters mittels des Lichtbündels auf dem Substrat ausgebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung umfasst dabei dann eine erfindungsgemäße Facettenspiegeleinheit.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Facettenspiegeleinheit, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem eine Mehrzahl von Facettenmodulen auf dem Modulträger abgestützt wird. Hierbei wird eine Mehrzahl von separaten Facettenelementen gefertigt, die Mehrzahl von separaten Facettenelementen zur Bildung eines Facettenmoduls als Facettenelementgruppe auf einem Facettenelementträger befestigt und das Facettenmodul auf dem Modulträger abgestützt.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung, die eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Facettenspiegeleinheit umfasst, die mit einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde;
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2 ist eine schematische Draufsicht auf die Facettenspiegeleinheit aus 1;
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3 ist eine schematische Schnittdarstellung im Bereich zweier benachbarter Facettenmodule der Facettenspiegeleinheit aus 2 (entlang Linie zwei-zwei aus 2);
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4 ist eine schematische Schnittansicht des Facettenmoduls aus 3 (entlang Linie IV-IV aus 3);
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5 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Facettenspiegeleinrichtung, mit welcher die Facettenspiegeleinrichtung aus 2 hergestellt werden kann.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 wird im Folgenden eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung 101, die für die Mikrolithographie zur Herstellung elektronischer Schaltkreise zum Einsatz kommt. Hierbei wird zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung ein xyz-Koordinatensystem eingeführt, in welchem die z-Richtung die Vertikalrichtung bezeichnet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Ausrichtung der Komponenten der Abbildungseinrichtung im Raum vorgesehen sein kann.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung in Form einer Mikrolithographieeinrichtung 101, die mit Licht im EUV-Bereich mit einer Wellenlänge von 5 nm bis 20 nm, im vorliegenden Beispiel etwa 13 nm, arbeitet.
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Die Mikrolithographieeinrichtung 101 umfasst ein Beleuchtungssystem 102, eine Maskeneinrichtung 103, ein optisches Projektionssystem in Form eines Objektivs 104 und eine Substrateinrichtung 105. Das Beleuchtungssystem 102 beleuchtet über die optischen Elemente einer ersten optischen Elementgruppe 106 (sowie über eine nicht dargestellte Lichtleiteinrichtung) eine Maske 103.1, die auf einem Maskentisch der Maskeneinrichtung 103 angeordnet ist, mit einem (nicht näher dargestellten) Projektionslichtbündel. Auf der Maske 103.1 befindet sich ein Projektionsmuster, welches mit dem Projektionslichtbündel über die im Objektiv 104 angeordneten optischen Elemente einer zweiten optischen Elementgruppe 107 auf ein Substrat in Form eines Wafers 105.1 projiziert wird, der auf einem Wafertisch der Substrateinrichtung 105 angeordnet ist.
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Das Beleuchtungssystem 102 umfasst neben einer Lichtquelle 102.1 unter anderem eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Facettenspiegeleinrichtung 108 als eines der optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe 106.
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Wegen der Arbeitswellenlänge im EUV-Bereich (etwa 13 nm) handelt es sich bei sämtlichen optischen Elementen der Abbildungseinrichtung 101 um reflektive optische Elemente. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung, die mit Licht im Bereich anderer Wellenlängen arbeiten, auch beliebige andere optische Elemente verwendet werden können. Insbesondere können refraktive, reflektive oder diffraktive optische Elemente allein oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Weiterhin kann natürlich auch das Projektionssystem 104 eine erfindungsgemäße Facettenspiegeleinrichtung umfassen.
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Wie den 2 bis 4 zu entnehmen ist, umfasst die Facettenspiegeleinrichtung 108 eine Stützstruktur in Form eines Modulträgers 109, auf dem eine Vielzahl von Facettenmodulen 110 angeordnet ist, von denen lediglich eines in dem Schnitt der 3 dargestellt ist. Im gezeigten Beispiel sind 900 Facettenmodule 110 auf dem Modulträger 109 abgestützt. Es versteht sich jedoch, dass der anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Anzahl von Facettenmodulen auf dem Modulträger abgestützt sein kann. So können beispielsweise bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung bis zu 2.000 Facettenmodule oder sogar mehr auf dem Modulträger abgestützt sein. Es versteht sich, dass vorzugsweise so viele Facettenmodule wie möglich auf dem Modulträger abgestützt sind, um eine möglichst gleichmäßige bzw. fein abgestimmte Intensitätsverteilung des für die Abbildung verwendeten Lichts zu erzielen. Anzahlen von bis zu 4.000 Facettenmodulen, vorzugsweise sogar bis zu 16.000 Facettenmodulen können realisiert werden.
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Im gezeigten Beispiel weisen die Facettenmodule 110 in der Draufsicht (siehe 2 bzw. 4) eine im Wesentlichen quadratische Außenkontur auf. Weiterhin sind die Facettenmodule 109 so angeordnet, dass zwischen ihnen (in der x- bzw. y-Richtung) ein Spalt von weniger als 0,05 mm verbleibt. Demgemäß ergibt sich, wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, eine rechteckige Matrix aus Facettenmodulen 109, der einen sehr geringen Verlust an Strahlungsleistung aufweist.
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Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung entsprechend den Erfordernissen der Abbildungseinrichtung auch eine beliebige andere Gestaltung und/oder Anordnung der Facettenmodule gewählt werden kann. So können die Facettenmodule eine zumindest abschnittsweise polygonale Außenkontur (beispielsweise eine hexagonale Außenkontur) und/oder eine zumindest abschnittsweise gekrümmte Außenkontur (beispielsweise eine kreisförmige oder elliptische Außenkontur) aufweisen. Insbesondere je nach ihrer Außenkontur können die Facettenmodule dann auch eine beliebige anderweitige Anordnung, beispielsweise eine kreisförmige Anordnung oder dergleichen, aufweisen.
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Wie den 3 und 4 zu entnehmen ist, umfasst jedes Facettenmodul 110 eine Mehrzahl von Facettenelementen 110.1, 110.2, 110.3 und 110.4, die als Facettenelementgruppe 110.5 auf einem Facettenelementträger 110.6 angeordnet sind. Der Facettenelementträger 110.6 ist seinerseits auf einem Stützelement 111 angeordnet, über welches das Facettenmodul 110 auf dem Modulträger 109 abgestützt ist.
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Die Facettenelemente 110.1, 110.2, 110.3 und 110.4 weisen auf ihrer dem Facettenelementträger 110.6 abgewandten Seite jeweils eine reflektive optische Fläche 110.7 auf, welche im Betrieb der Abbildungseinrichtung 101 zur Erzielung einer vorgebbaren Intensitätsverteilung in dem für die Abbildung verwendeten Licht dienen.
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Die reflektierenden optischen Flächen 110.7 sind durch eine mehrschichtige Beschichtung der Vorderseite des Facettenelements 110.1 bis 110.4 gebildet, welche an die Wellenlänge des für die Abbildung verwendeten Lichts angepasst ist (typischerweise um in diesem Bereich eine maximale Reflexion zu erzielen). Es versteht sich hierbei, dass bei gewissen Anwendungen auch ein reflektierendes Gitter auf der optischen Fläche realisiert sein kann.
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Im vorliegenden Beispiel handelt es sich dabei jeweils um eine konvexe optische Fläche 110.7. Es versteht sich jedoch, dass die optische Fläche in Abhängigkeit von den Vorgaben für die Abbildungseinrichtung 101 auch eine beliebige andere Gestalt aufweisen kann. So können beispielsweise zumindest abschnittsweise konvexe, zumindest abschnittsweise planare sowie zumindest abschnittsweise konkave optische Flächen sowie beliebige Kombinationen hiervon zur Anwendung kommen. Auch die Gestaltung der konkaven bzw. konvexen Abschnitte kann beliebig gewählt werden. So können beliebig gekrümmte optische Flächen, beispielsweise mit abschnittsweise zylindrischen, sphärischen oder asphärischen Abschnitten oder beliebigen Kombinationen hiervon, Verwendung finden.
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Das Stützelement 111 ist im vorliegenden Beispiel als im Wesentlichen zylinderrohrförmiges Elemente ausgebildet, welches zwei Richtung seiner Längsachse (z-Achse) versetzte Paare von radialen Einschnitten 111.1 und 111.2 aufweist. Die Einschnitte 111.1 bzw. 111.2 enden dabei jeweils knapp vor einer ersten Ebene bzw. zweiten Ebene, welche jeweils die Längsachse des Stützelements umfassen, aber um 90° bezüglich der Längsachse des Stützelements 111 verdreht sind. Hierdurch sind zwei um 90° bezüglich der Längsachse der Stützelements 111 zueinander verdreht und entlang der Längsachse zueinander versetzt angeordnete Paare von Biegegelenken 111.3 und 111.4 gebildet.
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Diese Paare von Biegegelenken 111.3 und 111.4 des Stützelements 111 definieren zwei zueinander senkrecht verlaufende Schwenkachsen und ermöglichen es, den Facettenelementträger 110.6 und damit auch die Facettenelemente 110.1 bis 110.4 um diese beiden Schwenkachsen zu verschwenken, mithin also in zwei rotatorischen Freiheitsgraden zu justieren. Hiermit ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Verkippung bzw. Orientierung der optischen Flächen der Facettenelemente 110.1 bis 110.4 bezüglich des Modulträgers 109 einzustellen.
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Es versteht sich allerdings, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass der Facettenelementträger 110.6 so gestaltet ist, dass er Stellbewegungen in anderen Freiheitsgraden und/oder einer anderen Anzahl von Freiheitsgraden bis hin zu allen sechs Freiheitsgraden ermöglicht.
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Die für das Verschwenken des Facettenelementträgers 110.6 und damit der Facettenelemente 110.1 bis 110.4 erforderlichen Momente werden über ein mit dem Facettenelementträger 110.6 verbundenes Betätigungselement 112, welches sich durch das Stützelement 111 und eine Bohrung in dem Modulträger 109 hindurch bis in den Bereich der Rückseite des Modulträgers 109 erstreckt. Dort greift ein Aktuator 113 an, welcher gesteuert durch eine Steuereinrichtung 114 entsprechende Stellmomente in das Betätigungselement 112 einleitet, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Die Facettenspiegeleinrichtung 108 wurde mit einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Facettenspiegeleinrichtung hergestellt, wie dies im Folgenden näher anhand der 2 bis 5 näher erläutert wird.
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Im vorliegenden Beispiel wurden sämtliche Facettenelemente 110.1 bis 110.4 zunächst (ebenso wie alle übrigen Komponenten der Facettenspiegeleinrichtung 108) in einem Schritt 115.1 voneinander separat gefertigt und nach ihrer Fertigung in einem Schritt 115.2 mit den angrenzenden Facettenelementen 110.1 bis 110.4 der Facettenelementgruppe 110.5 und dem Facettenelementträger 110.6 verbunden und justiert.
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Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass mehrere Facettenelemente gemeinsam gefertigt werden und danach mit einem oder mehreren anderen, separat gefertigten Facettenelementen der Facettenelementgruppe auf dem Facettenelementträger angeordnet werden.
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Weiterhin versteht es sich, dass die Facettenelemente bei anderen Varianten der Erfindung nicht notwendigerweise alle untereinander und/oder mit dem Facettenelementträger verbunden sein müssen. Vielmehr genügt es, dass jeweils eine Verbindung zu einem angrenzenden Bauteil (Facettenelement oder Facettenelementträger) vorliegt, welche gewährleistet, dass am Ende die Facettenelementgruppe bezüglich des Facettenelementträgers fixiert ist.
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Im vorliegenden Beispiel werden die Facettenelemente 110.1 bis 110.4 ohne ein spaltausgleichendes Material durch gegenseitiges Ansprengen zunächst in einem Schritt 115.3 untereinander zu der Facettenelementgruppe 110.5 verbunden (mithin also allein durch die Oberflächenkräfte zwischen ihren hoch präzise ausgeführten Fügeflächen miteinander verbunden), bevor sie auf gleiche Weise in einem Schritt 115.4 mit dem Facettenelementträger 110.6 zu dem Facettenmodul 110 verbunden werden.
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Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung die Verbindung zwischen dem betreffenden Facettenelement und dem Facettenelementträger und/oder einem angrenzenden Facettenelement auf andere Weise realisiert sein kann. Insbesondere kann die mechanische Verbindung durch wenigstens eine formschlüssige Verbindung, wenigstens eine kraftschlüssige Verbindung bzw. wenigstens eine stoffschlüssige Verbindung oder beliebige Kombinationen hiervon hergestellt sein.
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Für eine solche mechanische Verbindung können beliebige Verbindungstechniken verwendet werden. Insbesondere können das bereits genannte Ansprengen, aber auch spaltausgleichende Verfahren, wie beispielsweise Weichlötverfahren, Hartlötverfahren, Schweißverfahren, Klebeverfahren, so genannte Fusionsbonding-Verfahren, Niedrigtemperaturbonding-Verfahren, Reaktivbonding-Verfahren, anodische Bonding-Verfahren und Laserlötverfahren etc. einzeln oder in beliebiger Kombination zur Anwendung kommen.
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Im vorliegenden Beispiel sind sämtliche Flächen der Facettenelemente 110.1 bis 110.4, insbesondere die jeweilige optische Fläche 110.7 der Facettenelemente 110.1 bis 110.4, mit einer maximalen Maßabweichung bezüglich einer Sollgeometrie von weniger als 100 μm, vorzugsweise weniger als 10 μm, weiter vorzugsweise weniger als 1 μm, ausgeführt.
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Weiterhin sind sämtliche Flächen der Facettenelemente 110.1 bis 110.4, insbesondere die jeweilige optische Fläche 110.7 der Facettenelemente 110.1 bis 110.4, mit einer maximalen Winkelabweichung bezüglich einer Sollgeometrie von weniger als 5 mrad, vorzugsweise weniger als 100 μrad, weiter vorzugsweise weniger als 10 μrad, ausgeführt.
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Die Einhaltung dieser äußerst geringen Abweichungen von der jeweiligen Sollgeometrie werden nicht zuletzt dadurch ermöglicht, dass die Facettenelemente 110.1 bis 110.4 separat gefertigt werden, wodurch sich der Aufwand für eine derart präzise Fertigung in vertretbaren Grenzen halten lässt.
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Weiterhin werden die Facettenelemente 110.1 bis 110.4 bei der gegenseitigen Montage sowie der Montage auf dem Facettenelementträger 110.5 derart präzise positioniert, dass ihre jeweilige optische Fläche 110.7 im auf dem Facettenelementträger 110.5 montierten Zustand mit einer maximalen Positionsabweichung bezüglich einer Referenz von weniger als 500 μm, vorzugsweise weniger als 50 μm, weiter vorzugsweise weniger als 5 μm, angeordnet ist.
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Schließlich werden die Facettenelemente 110.1 bis 110.4 bei der gegenseitigen Montage sowie der Montage auf dem Facettenelementträger 110.5 derart präzise ausgerichtet, dass ihre jeweilige optische Fläche 110.7 im auf dem Facettenelementträger montierten Zustand mit einer maximalen Orientierungsabweichung bezüglich einer Referenz von weniger als 1000 μrad, vorzugsweise weniger als 100 μrad, weiter vorzugsweise weniger als 10 μrad, ausgeführt ist.
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Hierbei versteht es sich, dass als Referenz eine beliebige Komponente bzw. ein beliebiger Referenzbereich eines der Facettenelemente 110.1 bis 110.4 oder des Facettenelementträgers 110.5 gewählt sein kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der Referenz um die optische Fläche 110.7 eines der Facettenelemente, beispielsweise des ersten Facettenelements 110.1.
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Es versteht sich hierbei, dass die vorstehend beschriebenen Positionstoleranzen und/oder Orientierungstoleranzen (sowohl für die einzelnen Facettenelemente 110.1 bis 110.4 als auch für die Justierung des Facettenmoduls 110) nicht in allen sechs Freiheitsgraden eingehalten werden müssen. So kann es je nach den Vorgaben der Abbildungseinrichtung 101 gegebenenfalls sogar ausreichen, dass diese nur in einem für die Abbildungsqualität der Abbildungseinrichtung 101 relevanten Freiheitsgrad eingehalten werden. Im vorliegenden Beispiel sind die beiden rotatorischen Freiheitsgrade um die x-Achse und die y-Achse, mithin also die Ausrichtung der optischen Flächen 110.7, von besonderer optischer Relevanz, sodass im vorliegenden Beispiel hierauf der Fokus liegt.
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Diese präzise Anordnung und Ausrichtung der Facettenelemente 110.1 bis 110.4 bezüglich einer Referenz hat den Vorteil, dass bei der in dem Schritt 115.5 folgenden Justierung der Facettenelementgruppe 110.6 lediglich die Position und/oder Ausrichtung der Referenz überprüft werden muss, um sämtliche Facettenelemente 110.1 bis 110.4 korrekt zu positionieren bzw. auszurichten.
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Zunächst wird das Facettenmodul 110 in dem Schritt 115.5 mit der Stützeinrichtung 111 und dem Betätigungselement 112 auf dem Modulträger 109 montiert. Die mechanische Verbindung zwischen diesen Komponenten kann dabei auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Insbesondere kann die mechanische Verbindung durch wenigstens eine formschlüssige Verbindung, wenigstens eine kraftschlüssige Verbindung bzw. wenigstens eine stoffschlüssige Verbindung oder beliebige Kombinationen hiervon hergestellt sein.
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In einem weiteren Teilschritt erfolgt dann eine Positionierung und Ausrichtung der optischen Fläche 110.7 des ersten Facettenelements 110.1, welche bei der Herstellung des Facettenmoduls 110 als Referenz für die optischen Flächen 110.7 der übrigen Facettenelemente 110.2 bis 110.4 diente.
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Dies erfolgt unter Verwendung der Messergebnisse einer Messeinrichtung 116. Im vorliegenden Beispiel ist die Messeinrichtung 116 eine optische Einrichtung mit einem Sender 116.1, der Messlichtbündel 116.2 auf die optische Fläche 110.7 des ersten Facettenelements 110.1 sendet. Das Messlichtbündel 116.2 wird an der optischen Fläche 110.7 reflektiert und gelangt anschließend zu einem Sensor 116.3 der Messeinrichtung 116, welcher dann entsprechende Messsignale an die Steuereinrichtung 114 liefert.
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Im vorliegenden Beispiel ist der Sender 116.1 ein konventioneller Sender, der Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm aussendet. Demgemäß kann es erforderlich sein, im Bereich der Vorderseite des ersten Facettenelements 110.1 einen Messabschnitt mit einer reflektierenden Beschichtung vorzusehen, welche für die Wellenlänge des Messlichtbündels 116.2 ausgelegt ist, sofern die übrige (an die Wellenlänge des für die Abbildung verwendeten Lichts im EUV-Bereich angepasste) Beschichtung der optischen Fläche 110.7 bei der Wellenlänge des Messlichtbündels 116.2 keine ausreichende Reflektion liefert. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine andere Wellenlänge für das Messlichtbündel verwendet werden kann, sodass sich ein solcher Messabschnitt mit einer abweichenden Beschichtung gegebenenfalls erübrigt.
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Die Signale des Sensors 116.3 werden in der Steuereinrichtung 114 verarbeitet, welche daraus dann eine Bewertung der Position und/oder Orientierung der optischen Fläche 110.7 des ersten Facettenelements 110.1 ableitet und den Manipulator 113 in Abhängigkeit von den Signalen des Sensors 116.3 ansteuert, um die gewünschte Position und/oder Orientierung der optischen Fläche 110.7 zu erzielen.
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Ist die Justierung des Facettenmoduls 110 beendet, kann dieses auf beliebige geeignete Weise in der eingestellten Position und Orientierung bezüglich des Modulträgers 109 fixiert werden. Auch hierfür können wiederum wenigstens eine formschlüssige Verbindung, wenigstens eine kraftschlüssige Verbindung bzw. wenigstens eine stoffschlüssige Verbindung oder beliebige Kombinationen hiervon zur Anwendung kommen.
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In einem Schritt 115.6 wird dann überprüft, ob ein weiteres Facettenmodul 110 hergestellt und montiert werden soll. Ist dies der Fall, wird der Schritt 115.2 wiederholt. Andernfalls wird das Verfahren in einem Schritt 115.7 beendet.
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Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung natürlich auch vorgesehen sein kann, dass vorab sämtliche Facettenmodule 110 hergestellt werden und anschließend nacheinander oder gegebenenfalls gemeinsam auf dem Modulträger angebracht und justiert werden.
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Im vorliegenden Beispiel umfasst die Facettenelementgruppe 110.5 jeweils vier Facettenelemente 110.1 bis 110.4. Gegenüber einer herkömmlichen Gestaltung, bei welcher das Stützelement 111 lediglich eine einzige Facette trägt, ist somit eine Reduktion der Facettenfläche der einzelnen Facette auf ein Viertel möglich. Mithin erhöht sich also die Anzahl der Einzelfacetten gegenüber einer herkömmlichen Gestaltung in vorteilhafter Weise bei gleichen Abmessungen der Facettenspiegeleinrichtung 108 auf das Vierfache. Hierbei verändert sich allerdings in vorteilhafter Weise die Wärmeabfuhr über das Stützelement 111 nicht, da dieses unverändert bleiben kann.
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Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Anzahl von Facettenelementen auf dem Facettenelementträger angeordnet werden können. Vorzugsweise umfasst die Facettenelementgruppe wenigstens 100 Facettenelemente, vorzugsweise wenigstens 10 Facettenelemente, weiter vorzugsweise wenigstens zwei Facettenelemente.
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Auch hinsichtlich der Anzahl der Facettenmodule kann grundsätzlich eine beliebige geeignete Anzahl verwendet werden. Vorzugsweise sind wenigstens 10 Facettenmodule, vorzugsweise wenigstens 100 Facettenmodule, weiter vorzugsweise wenigstens 1000 Facettenmodule, auf dem Modulträger angeordnet.
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Im vorliegenden Beispiel weist jedes Facettenelement 110.1 bis 110.4 der Facettenelementgruppe 110.5 genau eine optische Fläche 110.7 auf. Die optischen Flächen 110.7 sind dabei so ausgerichtet, dass im Betrieb der Abbildungseinrichtung 101 bei zwei unterschiedlichen Beleuchtungseinstellungen jeweils nur die optischen Flächen 110.7 des ersten und zweiten Facettenelements 110.1 und 110.2 oder die optischen Flächen 110.7 des dritten und vierten Facettenelements 110.3 und 110.4 mit Licht beaufschlagt werden. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine (gegebenenfalls gleichmäßige) Beaufschlagung sämtlicher optischer Flächen vorgesehen sein kann.
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Es versteht sich weiterhin, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass wenigstens eines der Facettenelemente mehr als eine optische Fläche aufweist, von denen einzelne nur bei bestimmten Beleuchtungseinstellungen mit Licht beaufschlagt werden.
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Die optisch nutzbare Fläche der optischen Flächen 110.7 kann eine beliebige geeignete Größe aufweisen. Vorzugsweise beträgt die optische nutzbare Fläche der optischen Flächen 110.7 etwa 1 mm2 bis 100 mm2, insbesondere 3 mm2 bis 50 mm2, weiter vorzugsweise 5 mm2 bis 25 mm2.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von Beispielen aus dem Bereich der Mikrolithographie mit Licht beschrieben, dessen Wellenlänge im EUV-Bereich liegt. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung ebenso auch für beliebige andere Anwendungen bzw. Abbildungsverfahren, insbesondere bei beliebigen Wellenlängen des zur Abbildung verwendeten Lichts, eingesetzt werden kann.
