DE102013225694A1

DE102013225694A1 - Optisches modul

Info

Publication number: DE102013225694A1
Application number: DE102013225694.9A
Authority: DE
Inventors: Yim-Bun-Patrick Kwan; Johannes Lippert; Pascal Marsollek
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-12-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Modul für eine optische Abbildungseinrichtung mit einem optischen Element (110), einer Stützstruktur (111) zur Abstützung des optischen Elements (110) und einer Erfassungseinrichtung (113), wobei das optische Element (110) einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung optisch genutzten Nutzbereich (110.1) aufweist, der eine Haupterstreckungsebene definiert und in der Haupterstreckungsebene eine maximale Nutzabmessung aufweist. Die Stützstruktur (111) umfasst eine Deformationseinrichtung (112) mit wenigstens einer Deformationseinheit (112.1) zum aktiven Deformieren des optischen Elements (110), während die Erfassungseinrichtung (113) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) ausgebildet ist. Die Erfassungseinrichtung umfasst wenigstens ein an dem optischen Element (110) angeordnetes Referenzelement (113.1) und wenigstens eine dem Referenzelement (113.1) zugeordnete Erfassungseinheit (113.2). Das wenigstens eine Referenzelement (113.1) ist in einem Referenzbereich des optischen Elements (110) angeordnet, der um weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise um weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung, von dem der Deformationseinheit zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs beabstandet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Modul, eine optische Abbildungseinrichtung, ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements sowie ein optisches Abbildungsverfahren. 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.
Insbesondere im Bereich der Mikrolithographie ist es neben der Verwendung mit möglichst hoher Präzision ausgeführter Komponenten unter anderem erforderlich, die Position, Orientierung und Geometrie optischer Module der Abbildungseinrichtung, also beispielsweise der Module mit optischen Elementen wie Linsen, Spiegeln oder Gittern aber auch der verwendeten Masken und Substrate, im Betrieb möglichst präzise gemäß vorgegebenen Sollwerten einzustellen bzw. solche Komponenten in einer vorgegebenen Position, Orientierung sowie gegebenenfalls in einer vorgegebenen Geometrie zu stabilisieren, um eine entsprechend hohe Abbildungsqualität zu erzielen. Dieses nicht zuletzt 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.
Mit der erhöhten Auflösung und der damit in der Regel einhergehenden Verringerung der Wellenlänge des verwendeten Lichts steigen naturgemäß die Anforderungen an die Genauigkeit, welche hinsichtlich der Positionierung, Orientierung und Geometrie der verwendeten Komponenten erzielt werden kann. Dies wirkt sich insbesondere für die in der Mikrolithographie verwendeten geringen Arbeitswellenlängen im UV-Bereich (beispielsweise im Bereich von 193 nm) natürlich auf den Aufwand aus, der für die Einhaltung der hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Positionierung und/oder Orientierung und/oder Geometrie der beteiligten Komponenten zu betreiben ist.
Um mit einem vorgegebenen optischen System mit einer vorgegebenen Auflösung (welche sich aus der Auslegung des Systems auf eine bestimmte Arbeitswellenlänge ergibt) eine weitere Verkleinerung der Strukturen zu erzielen, die auf einem Substrat, beispielsweise einem Wafer, erzeugt werden, ist es bekannt, eine so genannte Mehrfachstrukturierung vorzunehmen, bei denen abzubildende Strukturen, deren Auflösung in der Bildebene oberhalb der Auflösung des optischen Systems liegt, beispielsweise in Teilstrukturen zerlegt werden, deren Auflösung in der Bildebene höchstens der Auflösung des optischen Systems entspricht. Diese separaten Teilstrukturen werden dann in mehreren Belichtungsschritten auf dem Substrat abgebildet, so dass durch die Überlagerung der Abbildungen der Teilstrukturen insgesamt eine Abbildung auf dem Substrat erzeugt wird, deren Auflösung über der mit dem optischen System in einem Belichtungsschritt erzielbaren Auflösung liegt. Eine besondere Herausforderung bei solchen Mehrfachbelichtung stellt natürlich die exakte Überlagerung der Abbildungen der separaten Teilstrukturen dar, bei welcher natürlich ebenfalls die oben genannten strikten Anforderungen an die Genauigkeit einzuhalten sind.
Aus der US 6,842,277 B2 (Watson), deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird, ist es weiterhin bekannt, die optisch genutzte Fläche eines Spiegels durch entsprechende, auf die Rückseite des Spiegels einwirkende Aktuatoren definiert zu deformieren, wobei die Deformation des Spiegels über Sensoren in Erfassungsbereichen erfasst wird, welche neben dem Angriffspunkt des jeweiligen Aktuators liegen.
Problematisch ist hierbei zum einen, dass die Erfassungsbereiche vergleichsweise weit von der optisch genutzten Spielfläche entfernt sind, sodass nur bedingt präzise Aussagen über die tatsächliche Deformation der Spielfläche gemacht werden können. Weiterhin sind die Sensorik und die Aktuatorik in demselben Bereich auf der Rückseite des Spiegels angeordnet, sodass Varianten, welche eine Vielzahl von Aktuatoren erfordern, aufgrund des in der Regel nur eingeschränkt verfügbaren Bauraums an ihre Grenzen stoßen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein optisches Modul mit einem optischen Element, eine optische Abbildungseinrichtung, ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements sowie ein optisches Abbildungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen und insbesondere auf einfache Weise eine zuverlässige und präzise Positionierung bzw. Orientierung überlagerter optischer Abbildungen auf einem Substrat gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass man auf einfache Weise eine zuverlässige und präzise Positionierung bzw. Orientierung überlagerter optischer Abbildungen auf einem Substrat erzielt, wenn man das für die Erfassung der Deformation des optischen Elements verwendete Referenzelement am optischen Element in dem Bereich zwischen dem Angriffspunkt der Deformationseinheit und dem tatsächlich interessierenden optisch genutzten Bereich des optischen Elements, mithin also möglichst nahe an dem Nutzbereich des optischen Elements positioniert.
Hierdurch werden nicht nur potentielle Fehler bei der Bestimmung der Deformation des optisch genutzten Bereichs reduziert. Hiermit kann zudem eine Anordnung der Sensorik erreicht werden, welche nicht mit der Anordnung der Aktuatorik interferiert, sodass Probleme mit dem verfügbaren Bauraum reduziert werden bzw. die Möglichkeit besteht, eine höhere Anzahl von Deformationseinheiten vorzusehen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein optisches Modul für eine optische Abbildungseinrichtung mit einem optischen Element, einer Stützstruktur zur Abstützung des optischen Elements und einer Erfassungseinrichtung, wobei das optische Element einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung optisch genutzten Nutzbereich aufweist, der eine Haupterstreckungsebene definiert und in der Haupterstreckungsebene eine maximale Nutzabmessung aufweist. Die Stützstruktur umfasst eine Deformationseinrichtung mit wenigstens einer Deformationseinheit zum aktiven Deformieren des optischen Elements, während die Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements ausgebildet ist. Die Erfassungseinrichtung umfasst wenigstens ein an dem optischen Element angeordnetes Referenzelement und wenigstens eine dem Referenzelement zugeordnete Erfassungseinheit. Das wenigstens eine Referenzelement ist in einem Referenzbereich des optischen Elements angeordnet, der um weniger als 20% der maximalen Nutzabmessung, vorzugsweise weniger 10% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise um weniger als 1% der maximalen Nutzabmessung weiter vorzugsweise um weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung, von dem der Deformationseinheit zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs beabstandet ist.
Bei weiteren bevorzugten Varianten der Erfindung ist der Referenzbereich in einer Deformationskraftflussrichtung zwischen einem Angriffspunkt der Deformationseinheit an dem optischen Element und dem Nutzbereich angeordnet, wobei die Deformationskraftflussrichtung von einem Angriffspunkt der Deformationseinheit an dem optischen Element zu dem optisch genutzten Bereich weist.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Deformationseinheit dazu ausgebildet ist, in einem aktivierten Zustand gegenüber einem deaktivierten Zustand eine maximale Auslenkung an einem der Deformationseinheit zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs zu erzeugen, wobei der Referenzbereich um weniger als das 20.000fache der maximalen Auslenkung, vorzugsweise weniger als das 10.000fache der maximalen Auslenkung, weiter vorzugsweise um weniger als das 5.000fache der maximalen Auslenkung, von dem der Deformationseinheit zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs beabstandet ist.
Grundsätzlich kann eine einzige Deformationseinheit ausreichen, um die gewünschte Deformation zu erzielen. Vorzugsweise weist die Deformationseinrichtung jedoch eine Mehrzahl von Deformationseinheiten auf, wobei jeder Deformationseinheit wenigstens ein zu deformierender Zielbereich des Nutzbereichs zugeordnet ist und das wenigstens eine Referenzelement wenigstens einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt aufweist, der dem Zielbereich zur Erfassung einer Deformation des Zielbereichs zugeordnet ist. Hiermit lassen sich in vorteilhafter Weise Deformationen höherer Ordnung im Nutzbereich des optischen Elements einstellen, welche insbesondere für eine schnelle Korrektur bzw. Einstellung der Überlagerung der optischen Abbildungen auf dem Substrat von Vorteil sind.
Grundsätzlich kann die gesamte Oberfläche des Referenzelements im Betrieb genutzt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, insbesondere für separate Sensoren der Erfassungseinrichtung, im Betrieb nur einen Teil des Referenzelements, mithin also einen Referenzabschnitt des Referenzelements, zur Erfassung der Deformation des optischen Elements zu nutzen. Der Referenzabschnitt, insbesondere ein Flächenschwerpunkt des Referenzabschnitts, liegt hierbei dann in der Deformationskraftflussrichtung näher an dem Nutzbereich als an dem Angriffspunkt der Deformationseinheit an dem optischen Element.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Referenzabstand des Referenzabschnitts, insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts, von einem der Deformationseinheit zugeordneten Zielbereich des Nutzbereichs weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung, beträgt,
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Angriffspunkt der Deformationseinheit in der Deformationskraftflussrichtung von einem der Deformationseinheit zugeordneten Zielbereich des Nutzbereichs einen Wirkabstand aufweist, wobei ein Referenzabstand des Referenzabschnitts, insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts, von dem Zielbereich in der Deformationskraftflussrichtung 0% bis 50% des Wirkabstands, vorzugsweise 5% bis 30% des Wirkabstands, weiter vorzugsweise 5% bis 20% des Wirkabstands, beträgt. Hiermit lässt sich eine besonders vorteilhaft nahe Anordnung des Referenzabschnitts an dem Nutzbereich erzielen.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Referenzabstand des Referenzabschnitts, insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts, von einem der Deformationseinheit zugeordneten Zielbereich des Nutzbereichs weniger als das 20.000fache der maximalen Auslenkung, vorzugsweise weniger als das 10.000fache der maximalen Auslenkung, weiter vorzugsweise weniger als das 5.000fache der maximalen Auslenkung, beträgt. Auch hierbei lässt sich eine besonders vorteilhaft nahe Anordnung des Referenzabschnitts an dem Nutzbereich erzielen.
Die Erfassungseinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. So kann beispielsweise grundsätzlich eine einzige Sensoreinheit ausreichen, welche geeignet ist, im Zusammenspiel mit dem wenigstens einen Referenzelement hinreichend genaue Rückschlüsse auf die tatsächliche Geometrie bzw. Deformation des Nutzbereichs des optischen Elements zulässt.
Bevorzugt umfasst die Erfassungseinrichtung wenigstens eine Sensoreinheit, wobei die wenigstens eine Sensoreinheit dem wenigstens einen Referenzelement, insbesondere wenigstens einem im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt des Referenzelements, zugeordnet ist und die wenigstens eine Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, mit dem Referenzelement, insbesondere mit dem Referenzabschnitt, zur Erfassung einer Deformation des Zielbereichs zusammenzuwirken.
Um auf einfache Weise eine besonders zuverlässige Erfassung der tatsächlichen Geometrie bzw. der Deformation des Nutzbereichs zu ermöglichen, umfasst die Erfassungseinrichtung bevorzugt eine Mehrzahl von Sensoreinheiten, wobei jede Sensoreinheit dem Referenzabschnitt wenigstens eines zu deformierenden Zielbereichs zugeordnet ist.
Die Erfassung der Deformation bzw. der aktuellen Geometrie des optischen Elements kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise unter Verwendung einer oder mehrerer Sensoreinheiten erfolgen. So kann die betreffende Sensoreinheit beispielsweise so gestaltet sein, dass sie eine Deformation bzw. eine aktuelle Geometrie des Referenzelements erfasst, aus welcher dann auf die aktuelle Deformation bzw. die aktuelle Geometrie des optischen Elements geschlossen werden kann.
Vorzugweise ist die Sensoreinheit dazu ausgebildet, zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements wenigstens eine Erfassungsgröße zu erfassen, welche für eine Positionsänderung zwischen der Sensoreinheit und dem Referenzelement in wenigstens einem translatorischen Freiheitsgrad repräsentativ ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements wenigstens eine Erfassungsgröße zu erfassen, welche für eine Orientierungsänderung zwischen der Sensoreinheit und dem Referenzelement in wenigstens einem rotatorischen Freiheitsgrad repräsentativ ist.
Hierbei kann es sich grundsätzlich um beliebige translatorische bzw. rotatorische Freiheitsgrade handeln. Bei besonders einfach gestalteten Varianten der vorliegenden Erfindung handelt es sich zum einen um den translatorischen Freiheitsgrad in der Abstandsrichtung zwischen der Sensoreinheit und dem Referenzelement, während es sich bei dem rotatorischen Freiheitsgrad um einen Kippfreiheitsgrad quer zu dieser Abstandsrichtung handelt. Die Änderungen in diesen beiden Freiheitsgraden lassen sich zum einen auf besonders einfache Weise erfassen und erlauben zum anderen in einfacher Weise zuverlässige Aussagen hinsichtlich der aktuellen Deformation bzw. Geometrie des optischen Elements.
Für die Erfassung der Deformation des optischen Elements können grundsätzlich beliebige Wirkprinzipien bzw. gemäß Prinzipien zum Einsatz kommen. Gegebenenfalls können auf einem Kontakt zwischen dem optischen Element und der Sensoreinrichtung basierende gemäß Prinzipien zum Einsatz kommen. Bevorzugt arbeitet die Sensoreinheit zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements nach einem berührungslosen Wirkprinzip, da hiermit die Einbringung parasitärer Kräfte bzw. Spannungen in das optische Element vermieden werden kann.
Bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung arbeitet die Sensoreinheit zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements nach einem optischen Wirkprinzip arbeitet. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinheit zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements aber auch nach einem kapazitiven Wirkprinzip arbeiten. Beide Wirkprinzipien haben den Vorteil, dass sie sich besonders einfach auf kleinstem Raum realisieren lassen.
Die Sensoreinheit kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise aufgebaut sein. Bevorzugt umfasst die Sensoreinheit wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutztes passives Element, welches im Zusammenspiel mit dem Referenzelement eine Information über die aktuelle Deformation des optischen Elements liefert.
Im Fall einer auf einem optischen Wirkprinzip basierenden Sensoreinheit kann das passive Element ein optisches Gitter umfassen, welches dann im Zusammenspiel mit dem Referenzelement einem Messlichtbündel eine Veränderung, beispielsweise eine Änderung der Intensität und/oder der Polarisation etc. aufprägt, aus welcher auf die aktuelle Deformation des optischen Elements geschlossen werden kann.
So kann das optische Gitter der Sensoreinheit beispielsweise im Zusammenspiel mit dem Referenzelement dem Messlichtbündel in Abhängigkeit von einem Abstand bzw. einer Abstandsänderung (also einem Zustand in einem translatorischen Freiheitsgrad) zwischen dem optischen Gitter und dem Referenzelement und/oder in Abhängigkeit von der Orientierung bzw. einer Änderung der Orientierung (also einem Zustand in einem rotatorischen Freiheitsgrad) zwischen dem optischen Gitter und dem Referenzelement eine definierte Intensitätsänderung aufprägen, aus welcher Rückschlüsse auf die aktuelle Deformation des optischen Elements gezogen werden können.
Das optische Gitter kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise aufgebaut sein. Bevorzugt handelt es sich um ein wenigstens eindimensionales Gitter. Vorzugsweise ist das optische Gitter jedoch zweidimensional ausgebildet, da hiermit eine besonders feinfühlige Sensorik realisiert werden kann.
Das passive Element der Sensoreinheit kann grundsätzlich ein reflektives Element sein, über welches beispielsweise das Messlichtbündel auf eine entsprechende Sensoroberfläche und/oder das zugeordnete Referenzelement gelenkt wird. Bei besonders bevorzugten Varianten der Erfindung, welche eine besonders kompakte Gestaltung der Sensoreinheit ermöglichen, umfasst das passive Element ein bei einer Messwellenlänge transmissives Element. Hiermit ist es beispielsweise möglich, das Messlichtbündel durch das transmissive Element hindurchtreten zu lassen, und die Messlichtquelle und/oder den Eintritt in die eigentliche Sensorik (also beispielsweise die Sensoroberfläche selbst oder den Eintritt in eine Lichtleiteinrichtung, welche das Messlicht auf die Sensoroberfläche lenkt) aus Sicht des Referenzelements in räumlich kompakter Anordnung unmittelbar hinter dem transmissiven Element anzuordnen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinheit wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutztes aktives Element umfasst. Hierbei kann das aktive Element insbesondere ein Lichtquellenelement umfassen, welches dazu ausgebildet sein kann, Licht einer Messwellenlänge in Richtung des Referenzelements auszusenden. Hierbei kann das Lichtquellenelement das Messlicht beispielsweise selbst erzeugen, wobei es sich bei dem Lichtquellenelement dann beispielsweise um eine Leuchtdiode (LED) oder dergleichen handelt. Ebenso kann das Lichtquellenelement aber auch nur ein mit einer Messlichtquelle verbindbares Lichtleiterelement umfassen.
Die jeweilige Sensoreinheit kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise abgestützt sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Sensoreinheit von dem optischen Element abgestützt wird. Beispielsweise kann das optische Element einen Teil der eigentlichen Sensorik, insbesondere einen Sensor mit einer Sensoroberfläche, und/oder das oben beschriebene Lichtquellenelement tragen, während dann an einer zugeordneten Messstruktur lediglich ein weiteres Messelement vorgesehen ist, welches dann im Zusammenspiel mit dem Referenzelement verwendet wird, um eine Messung in einem oder mehreren Freiheitsgraden durchzuführen.
Vorzugsweise ist jedoch wenigstens eine dem optischen Element im Betrieb der Abbildungseinrichtung definiert räumlich zugeordnete Trägereinheit vorgesehen ist, welche die Sensoreinheit abstützt. Hierbei kann jede Sensoreinheit über eine separate Trägeeinheit abgestützt sein. Vorzugsweise stützt die Trägereinheit jedoch mehrere, gegebenenfalls sogar alle Sensoreinheiten.
Bei besonders bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Teil der Komponenten Sensoreinheit als integraler Bestandteil der Trägereinheit ausgebildet. Dank dieser funktionalen Integration können besonders kompakte Konfiguration erzielt werden. Insbesondere kann die Trägereinheit wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutztes passives Element, insbesondere ein optisches Gitter und/oder eine Messlichtleiteinrichtung, ausbilden.
Weiterhin kann an der Trägereinheit wenigstens eine zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutzte aktive Komponente der Sensoreinheit ausgebildet sein. Hierbei kann es sich insbesondere um einen integrierten Schaltkreis handeln, welcher bereits einen Teil der Signalverarbeitung bzw. Datenverarbeitung vornimmt, welche für die Erfassung der Deformation erforderlich ist. Hierdurch kann gegebenenfalls unter anderem eine erhebliche Reduktion des Verkabelungsaufwands für die Erfassungseinrichtung erzielt werden. Zudem kann gegebenenfalls die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden, indem bereits zumindest ein Teil der Signalverarbeitung bzw. Datenverarbeitung für einzelne Sensoreinheiten bzw. Gruppen von Sensoreinheiten zeitlich parallel realisiert wird.
Die Trägereinheit kann grundsätzlich aus beliebigen geeigneten Materialien oder Materialkombinationen aufgebaut sein. Vorzugsweise ist die Trägereinheit wenigstens abschnittsweise aus einem Material für optische Elemente, insbesondere einem Glasmaterial, aufgebaut. Hiermit ist es insbesondere in einfacher Weise möglich, die oben beschriebenen passiven, optisch wirksamen Elemente, wie optische Gitter oder dergleichen, unmittelbar auf dem Trägerelement zu realisieren.
Das Referenzelement kann grundsätzlich ebenfalls auf beliebige geeignete Weise in Abhängigkeit von dem Wirkprinzip der zugeordneten Erfassungseinrichtung gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst das Referenzelement wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutztes passives Element, wie dies oben auch bereits im Zusammenhang mit der Sensoreinheit beschrieben wurde. Verwendet die Erfassungseinrichtung bzw. deren Sensoreinheit ein optisches Wirkprinzip umfasst das passive Element bevorzugt ein optisches Gitter. Dieses optische Gitter ist wiederum bevorzugt wenigstens eindimensional, vorzugsweise zweidimensional, ausgebildet. Die jeweiligen Vorteile dieser Gestaltungen wurden ebenfalls bereits oben im Zusammenhang mit dem passiven Element der Sensoreinheit beschrieben, sodass hier lediglich auf diese Ausführungen verwiesen werden soll.
Weiterhin kann auch das Referenzelement wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutztes aktives Element umfassen, wie dies ebenfalls oben bereits im Zusammenhang mit dem aktiven Element der Sensoreinheit beschrieben wurde. Auch hier kann das das aktive Element ein Lichtquellenelement umfassen, welches insbesondere dazu ausgebildet sein kann, Licht einer Messwellenlänge auszusenden, wie dies oben ebenfalls bereits beschrieben wurde.
Weiterhin kann auch das Referenzelement wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutztes, bei einer Messwellenlänge transmissives Element umfassen, wie dies oben ebenfalls bereits im Zusammenhang mit dem passiven Element der Sensoreinheit beschrieben wurde, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Einkopplung und/oder die Erfassung des Messlichts über das optische Element erfolgt.
Ebenso kann das Referenzelement aber auch wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutztes, bei einer Messwellenlänge reflektives Element umfassen. Hiermit lassen sich besonders einfach zu realisierende Gestaltungen erzielen, bei denen lediglich ein Messlichtbündel auf das Referenzelement gelenkt wird.
Die Deformationseinheit kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, um eine gewünschte Deformation des optischen Elements zu erzielen. Hierbei kann das optische Element grundsätzlich ausschließlich über derartige Deformationseinheiten gelagert sein. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass eine oder mehrere passive Stützstellen für das optische Element vorgesehen sind, welche das optische Element in bis zu allen sechs Freiheitsgraden im Raum festlegen.
Vorzugsweise umfasst die Deformationseinheit wenigstens eine Aktuatoreinheit, die grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein kann. So kann die Aktuatoreinheit sowohl nach Art eines Wegaktuators oder nach Art eines Kraftaktuators ausgebildet sein.
Hierbei kommen grundsätzlich beliebige Wirkprinzipien (beispielsweise fluidische, elektrische oder elektromagnetische Wirkprinzipien bzw. beliebige Kombinationen hieraus) für die Aktuatoreinheit infrage.
Besonders einfache und unter dynamischen Gesichtspunkten aufgrund der hohen Regelbandbreite besonders vorteilhafte Aktuatoreinheiten umfassen wenigstens ein Piezoelement. Weiterhin kann die Aktuatoreinheit für einen aktiven Betriebsmodus, insbesondere einen Scan-Betriebsmodus, während eines Betriebs der optischen Abbildungseinrichtung ausgebildet sein, wobei die Aktuatoreinheit dann bevorzugt eine Regelbandbreite aufweist, welche oberhalb von 20 Hz liegt, vorzugsweise oberhalb von 50 Hz liegt, weiter vorzugsweise bei 80 Hz bis 180 Hz liegt, da hiermit besonders günstige dynamische Eigenschaften des optischen Moduls bzw. der damit versehenen optischen Abbildungseinrichtung erzielt werden können.
Bei weiteren Varianten der Erfindung kann die Aktuatoreinheit auch für einen semi-aktiven, intermittierenden Betriebsmodus während eines Betriebs der optischen Abbildungseinrichtung ausgebildet sein, wobei die die Aktuatoreinheit dann eine Regelbandbreite aufweist, welche oberhalb von 1 Hz liegt, vorzugsweise oberhalb von 5 Hz liegt, weiter vorzugsweise bei 8 Hz bis 10 Hz liegt.
Die Aktuatoreinheiten kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise an dem optischen Element angebunden sein, um in bis zu sechs Freiheitsgraden Kräfte und/oder Momente auch das optische Element auszuüben und somit die Deformation des optischen Elements zu erzeugen. Vorzugsweise ist die Aktuatoreinheit über wenigstens ein Hebelelement an das optische Element angebunden, da hiermit neben einer Bewegungsuntersetzung eine besonders günstige Krafteinleitung in das optische Element erzielt werden kann.
Die Ansteuerung der aktiven Komponenten des Systems erfolgt typischerweise über wenigstens eine Steuereinrichtung, die mit der Erfassungseinrichtung und der Deformationseinrichtung verbunden ist. Die Ansteuerung erfolgt typischerweise in Form eines oder mehrerer geschlossener Regelkreise, über welche die aktuelle Deformation des optischen Elements erfasst wird, mit einem Sollwert der Deformation verglichen wird und anschließend auf Basis der Abweichung der aktuellen Deformation von dem Sollwert der Deformation die Deformationseinrichtung entsprechend angesteuert wird, um diese Abweichung zu reduzieren. Mithin ist die Steuereinrichtung also typischerweise dazu ausgebildet, die Deformationseinrichtung in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung zur Einstellung einer vorgebbaren Deformation des optischen Elements anzusteuern.
Bei dem optischen Element kann es sich um ein beliebiges optisches Element handeln, welches grundsätzlich beliebigen geeigneten Aufbau aufweisen kann, um über seine Deformation Einfluss auf das für die Belichtung in der Abbildungseinrichtung verwendete Nutzlicht (typischerweise auf dessen Wellenfront) zu nehmen. Bei typischen Ausgestaltungen der Erfindung umfasst das optische Element einen Elementkörper, der in dem Nutzbereich nach Art einer planparallelen Platte ausgebildet ist, da hiermit im Zusammenhang mit den oben genannten Mehrfachbelichtungen besonders vorteilhafte Eigenschaften für die Einstellung der Überlagerung der Abbildungen auf dem Substrat erzielt werden können.
Hierbei können je nach den Gegebenheiten des Strahlengangs in der Abbildungseinrichtung sowohl Elementkörper verwendet werden, welche in dem Nutzbereich wenigstens eine refraktive optisch wirksame Fläche ausbilden, als auch Elementkörper, welche in dem Nutzbereich wenigstens eine reflektive optisch wirksame Fläche ausbilden.
Grundsätzlich kann es ausreichen, wenn der Nutzbereich einen einzigen zu deformierenden Zielbereich aufweist. Wegen der damit erzielbaren feinfühligeren Einstellung weist der Nutzbereich vorzugsweise jedoch eine Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen auf, wobei, jedem Zielbereich vorzugsweise wenigstens eine Deformationseinheit der Deformationseinrichtung zugeordnet ist und jeder Deformationseinheit wenigstens eine Sensoreinheit der Erfassungseinrichtung zugeordnet ist. Der Anzahl der zu deformierenden Zielbereiche sind grundsätzlich nur durch den verfügbaren Bauraum Grenzen gesetzt. Bevorzugt beträgt die Anzahl zu deformierender Zielbereiche 2 bis 70. Insbesondere in Fällen, in denen der Nutzbereich eine längere Abmessung und eine kürzere Abmessung aufweist, beträgt die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen entlang der längeren Abmessung vorzugsweise 10 bis 70, weiter vorzugsweise 20 bis 40, weiter vorzugsweise 20 bis 36. Zusätzlich oder alternativ beträgt die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen entlang der kürzeren Abmessung vorzugsweise 2 bis 15, weiter vorzugsweise 2 bis 10 weiter vorzugsweise 2 bis 4.
Die Deformationseinheiten können dabei grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Deformationseinheiten wenigstens an einem Teil eines Umfangs des optischen Elements verteilt angeordnet. Besonders günstige Konfigurationen ergeben sich, wenn der Nutzbereich im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und die Deformationseinheiten entlang zweier gegenüberliegender Seiten des Nutzbereichs, insbesondere entlang zweier längerer Seiten des Nutzbereichs und/oder entlang zweier kürzerer Seiten des Nutzbereichs, verteilt angeordnet sind. Hierbei kann entsprechend der zu erzielenden Deformation eine beliebige Verteilung der Deformationseinheiten gewählt sein. Typischerweise wird eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Deformationseinheiten realisiert, da hiermit eine besonders hohe Flexibilität bei der Einstellung der Deformation erzielt werden kann.
Wie bereits erwähnt, kann eine Mehrzahl von Referenzelementen vorgesehen sein, wobei beispielsweise jedes Referenzelement einer einzelnen Sensoreinheit zugeordnet ist. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass ein Referenzelement eine Mehrzahl von im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitten ausbildet, von denen jeweils ein Referenzabschnitt jeweils einer der Sensoreinheiten zugeordnet ist. Besonders günstige Gestaltungen ergeben sich, wenn wenigstens zwei Referenzelemente vorgesehen sind, wobei jedes Referenzelement eine Mehrzahl von im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitten ausbildet, von denen jeweils ein Referenzabschnitt jeweils einer der Sensoreinheiten zugeordnet ist. Dies ist insbesondere eine bevorzugte Ausgestaltung für Varianten, bei denen der Nutzbereich im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und zwei Referenzelemente vorgesehen sind, welche zwei gegenüberliegenden Seiten des Nutzbereichs zugeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten optischen Elementgruppe, einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer Maske mit einem Projektionsmuster, einer Projektionseinrichtung mit einer zweiten optischen Elementgruppe und einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats. Dabei ist die Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Projektionsmusters mit Nutzlicht ausgebildet, während die die Projektionseinrichtung zur Projektion des Projektionsmusters auf das Substrat ausgebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung umfasst weiterhin ein erfindungsgemäßes optisches Modul.
Vorzugsweise ist die optische Abbildungseinrichtung dazu ausgebildet, die oben beschriebene Mehrfachstrukturierung bzw. die oben beschriebenen Mehrfachbelichtung vorzunehmen. Vorzugsweise ist daher wenigstens eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mit der Beleuchtungseinrichtung, der Projektionseinrichtung, der Erfassungseinrichtung und der Deformationseinrichtung des optischen Moduls verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, in einem Mehrfachstrukturierungsmodus zumindest die Beleuchtungseinrichtung in einem ersten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer ersten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat und in einem zweiten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer zweiten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat anzusteuern. Weiterhin ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Deformationseinrichtung in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung zur Einstellung einer vorgebbaren Deformation des optischen Elements anzusteuern, wobei die vorgebbare Deformation des optischen Elements zumindest einen Beitrag zum Erreichen einer vorgebbaren Position und/oder Orientierung der zweiten Abbildung bezüglich der ersten Abbildung bewirkt.
Bei besonders vorteilhaften Varianten der Erfindung findet über die soeben beschriebene Doppelbelichtung hinaus wenigstens eine weitere Belichtung des Substrats statt, wobei dessen Oberfläche dann mit wenigstens einer weiteren Abbildung versehen wird, um eine Gesamtstruktur entsprechend erhöhter Auflösung zu erzielen. Mithin findet also mindestens eine Dreifachbelichtung statt, wobei gegebenenfalls noch weitere Belichtungsschritte ausgeführt werden, also eine Vierfachbelichtung oder eine Mehrfachbelichtung noch höheren Grades erfolgt. Die Steuereinrichtung ist folglich also bevorzugt dazu ausgebildet, in dem Mehrfachstrukturierungsmodus zumindest die Beleuchtungseinrichtung in wenigstens einem dritten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer dritten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat anzusteuern und die Deformationseinrichtung in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung zur Einstellung einer vorgebbaren weiteren Deformation des optischen Elements anzusteuern, wobei die vorgebbare weitere Deformation zumindest einen Beitrag zum Erreichen einer vorgebbaren weiteren Position und/oder Orientierung der dritten Abbildung bezüglich der ersten Abbildung und der zweiten Abbildung bewirkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements einer optischen Abbildungseinrichtung, bei dem das optische Element einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung optisch genutzten Nutzbereich aufweist und durch eine Stützstruktur abgestützt wird, wobei der Nutzbereich eine Haupterstreckungsebene definiert und in der Haupterstreckungsebene eine maximale Nutzabmessung aufweist und wobei das optische Element über eine Deformationseinrichtung mit wenigstens einer Deformationseinheit aktiv deformiert wird und eine Deformation des optischen Elements durch eine Erfassungseinrichtung unter Verwendung wenigstens eines an dem optischen Element angeordneten Referenzelements und wenigstens einer dem Referenzelement zugeordneten Erfassungseinheit erfasst wird. Das wenigstens eine Referenzelement wird in einem Referenzbereich des optischen Elements (110) angeordnet, der um weniger als 20% der maximalen Nutzabmessung, vorzugsweise weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 1% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise um weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung Auslenkung, von dem der Deformationseinheit zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs beabstandet angeordnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung schließlich ein optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem eine Beleuchtungseinrichtung ein Projektionsmuster mit Nutzlicht beleuchtet und eine Projektionseinrichtung das Projektionsmuster auf ein Substrat projiziert, wobei ein optisches Element der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Projektionseinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Verfahren abgestützt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements sowie mit dem erfindungsgemäßen Abbildungsverfahren lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen optischen Modul bzw. der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Hierbei gehören jegliche Kombinationen der offenbarten Merkmale ungeachtet ihrer Erwähnung in den Ansprüchen ebenso zum Gegenstand der Erfindung wie jegliche Kombinationen der in den Ansprüchen erwähnten Merkmale unabhängig von eventuellen Kombinationen, welche sich aus den Abhängigkeiten der Ansprüche ergeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung, welche eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Moduls umfasst, bei dem eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements sowie eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abbildungsverfahrens zur Anwendung kommt.
2 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils des erfindungsgemäßen optischen Moduls aus 1 entlang Linie II-II aus 3.
3 ist eine schematische Schnittansicht des Teils des optischen Moduls aus 2 entlang der abgewinkelt verlaufenden Linie III-III aus 2.
4 ist eine vergrößerte schematische Ansicht des Details IV aus 2.
5 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abbildungsverfahrens, welches sich mit der optischen Abbildungseinrichtung aus 1 durchführen lässt und bei welchem eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abstützen eines optischen Elements zum Einsatz kommt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung 101 beschrieben. Zur Vereinfachung des Verständnisses der nachfolgenden Erläuterungen wurde in die beigefügten Zeichnungen ein orthogonales xyz-Koordinatensystem eingeführt, in welchem die z-Richtung mit der Richtung der Gravitationskraft zusammenfällt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Ausrichtung dieses xyz-Koordinatensystems bzw. der Komponenten der optischen Abbildungseinrichtung im Raum gewählt sein kann.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung in Form einer Mikrolithographieeinrichtung 101, die mit Nutzlicht im UV-Bereich mit einer Nutzwellenlänge von 193 nm arbeitet. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen Abbildungseinrichtungen zum Einsatz kommen kann, welche insbesondere bei beliebigen anderen Nutzwellenlängen arbeiten können.
Bei den optischen Elementen der optischen Elementgruppen handelt es sich im vorliegenden Beispiel um refraktive optische Elemente in Form von Linsen, Prismen, Platten oder dergleichen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch jeweils alleine oder in beliebiger Kombination refraktive, reflektive und/oder diffraktive optische Elemente zum Einsatz kommen können.
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 eine Maske 103.1, die auf einem Maskentisch 103.2 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 optischen Elementgruppe 106 auf ein Substrat in Form eines Wafers 105.1 projiziert wird, der auf einem Wafertisch 105.2 der Substrateinrichtung 105 angeordnet ist.
Die optischen Elemente der optischen Elementgruppe 106 definieren dabei eine optische Achse 104.1 und werden durch eine Stützstruktur in Form eines Gehäuses 104.2 des Objektivs 104 abgestützt.
Im vorliegenden Beispiel handelt es sich um ein so genanntes im Immersionssystem, bei welchem (zur Erhöhung der numerischen Apertur und damit der Auflösung des optischen Systems) der Raum zwischen dem freien Ende des Objektivs 104 und der Oberfläche des Wafers 105.1 mit einer Flüssigkeit als so genanntes Immersionsmedium angefüllt ist. Das Immersionsmedium wird dabei durch einen so genannten Immersionsrahmen 104.3 und weitere (nicht dargestellte) Komponenten in seiner Position gehalten. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch bei anderen Systemen ohne ein derartiges Immersionsbad zum Einsatz kommen kann.
Das Beleuchtungssystem 102 umfasst neben einer Lichtquelle 102.1 unter anderem eine weitere optische Elementgruppe 107, über welche das Projektionslichtbündel geformt und geleitet wird. Wie im Folgenden beispielhaft anhand des optischen Elements 106.1 der optischen Elementgruppe 106 erläutert wird, wird zumindest eines der optischen Elemente der optischen Elementgruppen 106 und 107 in einem erfindungsgemäßen optischen Modul 108 gehalten.
Die Abbildungseinrichtung 101 ist im vorliegenden Beispiel dazu ausgebildet, eine eingangs bereits beschriebene Mehrfachstrukturierung bzw. Mehrfachbelichtung des Wafers 105.1 vorzunehmen. Hierzu ist eine Steuereinrichtung 109 vorgesehen, die mit der Beleuchtungseinrichtung 102, der Maskeneinrichtung 103, dem Objektiv 104, insbesondere mit dessen optischen Modul 108, und der Substrateinrichtung 105 verbunden ist.
Die Steuereinrichtung 109 steuert die Beleuchtungseinrichtung 102 in einem Mehrfachstrukturierungsmodus der Abbildungseinrichtung 101 so an, dass in einem ersten Belichtungsschritt zunächst eine erste Abbildung eines ersten Projektionsmusters auf dem Wafer 105.1 erzeugt wird. In einem nachfolgenden zweiten Belichtungsschritt steuert die Steuereinrichtung 109 die Beleuchtungseinrichtung 102 dann so an, dass eine der ersten Abbildung überlagerte zweite Abbildung eines zweiten Projektionsmusters auf dem Wafer 105.1 erzeugt wird. Schließlich steuert die Steuereinrichtung 109 in wenigstens einem weiteren nachfolgenden dritten Belichtungsschritt die Beleuchtungseinrichtung 102 dann so an, dass eine der ersten und zweiten Abbildung überlagerte dritte Abbildung eines weiteren Projektionsmusters auf dem Wafer 105.1 erzeugt wird.
Im vorliegenden Beispiel sind die in den unterschiedlichen Belichtungsschritten verwendeten Projektionsmuster voneinander verschieden, wobei sie auf dem Wafer 105.1 Teilstrukturen generieren, deren Überlagerung auf dem Wafer 105.1 insgesamt eine Abbildung bzw. eine Gesamtstruktur erzeugt, deren Auflösung über derjenigen liegt, welche mit dem optischen System in einem einzigen Belichtungsschritt erzielbar ist.
Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein, dass in wenigstens zwei der Belichtungsschritte dasselbe Projektionsmuster verwendet wird, wobei dann die erhöhte Auflösung lediglich durch eine Abweichung der Position und/oder Orientierung zwischen den beiden Abbildungen erzielt wird.
Eine besondere Herausforderung bei solchen Mehrfachbelichtungen stellt die exakte Überlagerung der Abbildungen der separaten Teilstrukturen dar, bei welcher natürlich ebenfalls die oben genannten strikten Anforderungen an die Genauigkeit einzuhalten sind. Im vorliegenden Beispiel wird hierbei wird die nachfolgend näher beschriebene bevorzugter Ausführung des erfindungsgemäßen optischen Moduls 108 verwendet, wie es in den 2 bis 4 näher dargestellt ist.
Wie insbesondere den 2 bis 4 zu entnehmen ist, umfasst das optische Modul 108 ein optisches Element in Form einer im Wesentlichen rechteckigen, planparallelen Platte 110 aus einem refraktiven Linsenmaterial, welche im Betrieb der Abbildungseinrichtung 101 einen durch das Nutzlicht tatsächlich optisch genutzten Nutzbereich 110.1 aufweist, welcher in seiner in 3 dargestellten Haupterstreckungsebene ebenfalls im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist, wobei er in der Haupterstreckungsebene eine maximale Nutzabmessung N_max aufweist, welche im vorliegenden Fall durch seine (in 3 strichpunktiert dargestellte) Diagonale D definiert wird,. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Abmessung des Nutzbereichs 110.1 entlang der beiden längeren Kanten etwa dem Vierfachen der Abmessung entlang der beiden kürzeren Kanten.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Geometrie bzw. Gestalt des Nutzbereichs und/oder des optischen Elements gewählt sein kann. Insbesondere kann das optische Element und/oder der Nutzbereich auch eine beliebige andere Außenkontur, insbesondere eine zumindest abschnittsweise polygonale und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmte Außenkontur aufweisen.
Das optische Element 110 wird durch eine Stützstruktur 111 mit einem Stützelement 111.1 abgestützt, welches im vorliegenden Beispiel ein Teil des Gehäuses 104.2 des Objektivs 104 ist. Die Stützstruktur 111 umfasst weiterhin eine Deformationseinrichtung 112 und eine Erfassungseinrichtung 113. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine separate Stützstruktur für das erfindungsgemäße optische Modul vorgesehen sein kann.
Die Deformationseinrichtung 112 umfasst im vorliegenden Beispiel eine Vielzahl von im Wesentlichen identisch gestalteten Deformationseinheiten 112.1, welche durch das Stützelement 111.1 abgestützt werden und zum aktiven Deformieren des optischen Elements 110 dienen. Die Deformationseinheiten 112.1 sind dabei im Wesentlichen gleichmäßig entlang der beiden langen Seiten des Nutzbereichs 110.1 verteilt angeordnet. Dabei ist jede Deformationseinheit 112.1 einem (in 3 durch eine gepunktete Füllung gekennzeichneten) Zielbereich 110.2 des Nutzbereichs 110.1 zugeordnet, wie dies in 3 durch die strichzweipunktierte Kontur angedeutet ist.
Im vorliegenden Beispiel sind jeweils 30 Deformationseinheiten 112.1 einer Seite des Nutzbereichs 110.1 zugeordnet. Jeweils zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Nutzbereichs 110.1 angeordnete Deformationseinheiten 112.1 sind einem gemeinsamen Zielbereich 110.2 zugeordnet und fluchten miteinander in der Richtung der kurzen Seiten (y-Richtung) des Nutzbereichs 110.1. Mithin sind im vorliegenden Beispiel also 30 Zielbereiche 110.2 gebildet. Hiermit lassen sich in vorteilhafter Weise Deformationen höherer Ordnung im Nutzbereich 110.1 des optischen Elements 110 einstellen, welche für eine schnelle Korrektur bzw. Einstellung der Überlagerung der optischen Abbildungen auf dem Wafer 105.1 von Vorteil sind.
Die Deformationseinheiten 112.1 sind im vorliegenden Beispiel weiterhin nur den langen Seiten des Nutzbereichs 110.1 zugeordnet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zusätzlich oder alternativ auch an den kurzen Seiten des Nutzbereichs 110.1 derartige Deformationseinheiten 112.1 in identischer oder ähnlicher (nachfolgend noch genauer beschriebener) Konfiguration vorgesehen sein können, wie dies in 3 durch die gestrichelten Konturen 112.5 angedeutet ist.
In einem solchen Fall sind wiederum jeweils zwei auf gegenüberliegenden kurzen Seiten des Nutzbereichs 110.1 angeordnete Deformationseinheiten 112.1 einem gemeinsamen Zielbereich 110.2 zugeordnet und fluchten miteinander in der Richtung der langen Seiten (x-Richtung) des Nutzbereichs 110.1. Mithin können im vorliegenden Beispiel also 4 (entlang der langen Seiten des Nutzbereichs 110.1 verlaufende) Zielbereiche 110.2 gebildet sein. Hiermit lassen sich in vorteilhafter Weise Deformationen höherer Ordnung im Nutzbereich 110.1 des optischen Elements 110 einstellen, welche für eine schnelle Korrektur bzw. Einstellung der Überlagerung der optischen Abbildungen auf dem Wafer 105.1 von Vorteil sind.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Anzahl von Deformationseinheiten bzw. Zielbereichen vorgesehen sein kann. Die Anzahl der in Richtung der kurzen Seiten des Nutzbereichs 110.1 verlaufenden Zielbereiche 110.2 beträgt vorzugsweise 4 bis 60, vorzugsweise 10 bis 40, weiter vorzugsweise 10 bis 20. Die Anzahl der in Richtung der langen Seiten des Nutzbereichs 110.1 verlaufenden Zielbereiche 110.2 beträgt vorzugsweise 1 bis 20, vorzugsweise 2 bis 10, weiter vorzugsweise 2 bis 6.
Jede Deformationseinheit 112.1 umfasst eine Aktuatoreinheit in Form eines Aktuators 112.2, der im vorliegenden Beispiel ein oder mehrere Piezoelemente umfasst und demgemäß nach Art eines Wegaktuators gestaltet ist (da Piezoelemente auf eine vorgegebene Ansteuerung, beispielsweise das Anlegen einer vorgegebenen Spannung, mit einer definierten Längenänderung reagieren).
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch Aktuatoren zum Einsatz kommen können, welche einzeln oder in Kombination nach beliebigen anderen Wirkprinzipien (beispielsweise einem fluidischen, einem elektrischen, einem elektromagnetischen Wirkprinzip bzw. beliebige Kombinationen hieraus) arbeiten. Insbesondere kann zusätzlich oder alternativ zu einem Wegaktuator auch ein so genannter Kraftaktuator zum Einsatz kommen (welcher auf eine vorgegebene Ansteuerung, beispielsweise das Anlegen einer vorgegebenen Spannung, mit einer definierten Aktuatorkraft reagiert).
Im vorliegenden Beispiel ist der Aktuator 112.2 für einen aktiven Scan-Betriebsmodus während eines Betriebs der Abbildungseinrichtung 101 ausgebildet, in dem er während der Belichtung des Wafers 105.1 gegebenenfalls kontinuierlich zur Fehlerkorrektur betätigt wird. Hierzu weist der Aktuator 112.2 in vorteilhafter Weise eine Regelbandbreite auf, welche bei 80 Hz bis 180 Hz liegt, wodurch sich ein unter dynamischen Gesichtspunkten besonders vorteilhaftes Regelverhalten ergibt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten auch Aktuatoren mit anderen Regelbandbreiten verwendet werden können. Bevorzugt liegt die Regelbandbreite der Aktuatoreinheit jedoch oberhalb von 20 Hz, vorzugsweise oberhalb von 50 Hz.
Es versteht sich jedoch, dass der Aktuator 112.2 bei anderen Varianten der Erfindung auch für einen semi-aktiven, intermittierenden Betriebsmodus während eines Betriebs der Abbildungseinrichtung 101 ausgebildet sein kann, mithin also nur von Zeit zu Zeit, beispielweise zwischen der Belichtung zweier Wafer 105.1, aktiviert sein kann. In diesem Falls weist der Aktuator 112.2 dann bevorzugt eine Regelbandbreite auf, welche zwischen 5 Hz und 10 Hz liegt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten mit intermittierendem Betriebsmodus auch Aktuatoren mit anderen Regelbandbreiten verwendet werden können. Bevorzugt liegt die Regelbandbreite der Aktuatoreinheit jedoch oberhalb von 1 Hz liegt, vorzugsweise oberhalb von 5 Hz, weiter vorzugsweise bei 8 Hz bis 10 Hz,
Der jeweilige Aktuator 112.2 ist im vorliegenden Beispiel über ein an dem Stützelement 111.1 angelenktes Hebelelement 112.3 gelenkig an dem Außenumfang des optischen Elements 110 angebunden, da hiermit neben einer Bewegungsuntersetzung eine besonders günstige Krafteinleitung in das optische Element 110 erzielt werden kann. Die Anbindung des Hebelelements 112.3 erfolgt dabei jeweils über ein gelenkiges erstes Verbindungselement 112.4.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Anlenkung bzw. Krafteinleitung in das optische Element gewählt sein kann. So kann auch eine Anbindung an das optische Element gewählt sein, welche die Einleitung eines Moments in das optische Element ermöglicht. Beispielsweise kann eine im Wesentlichen starre Anbindung des jeweiligen Hebelelements 112.3 an dem optischen Element 110 vorgesehen sein.
Es versteht sich weiterhin, dass der jeweilige Aktuator 112.2 gegebenenfalls auch so gestaltet sein kann, dass er Kräfte und/oder Momente in mehreren Freiheitsgraden (bis hinzu allen sechs Freiheitsgraden) aufbringen kann.
Zwischen zwei benachbarten Deformationseinheiten ist das optische Element 110 im vorliegenden Beispiel jeweils über ein passives gelenkiges zweites Verbindungselement 111.2 an dem Stützelement 111.1. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine geringere Anzahl von zweiten Verbindungselementen 111.2 vorgesehen sein kann. Insbesondere kann das optische Element 110 gegebenenfalls auch ausschließlich über die aktiven Deformationseinheiten 112 an dem Stützelement 111.1 angebunden sein. Hierbei versteht es sich, dass mit sinkender Anzahl der verwendeten passiven zweiten Verbindungselemente 111.2 die Variabilität bei der erzielbaren Deformation des optischen Elements 110 ansteigt.
Um die aktuelle Geometrie bzw. Deformation des Nutzbereichs 110.1 des optischen Elements 110 erfassen zu können, umfasst die dem optischen Element 110 zugeordnete Erfassungseinrichtung 113 zwei an dem optischen Element 110 entlang der langen Kanten des Nutzbereichs 110.1 angeordnete Referenzelemente 113.1 und eine Vielzahl von Erfassungseinheiten 113.2, welche jeweils einem der Referenzelemente 113.1 zugeordnet sind.
Im vorliegenden Beispiel ist dabei für jede Deformationseinheit 112.1 eine zugeordnete Erfassungseinheit 113.2 vorgesehen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Anzahl von Erfassungseinheiten 113.2 vorgesehen sein kann. Insbesondere kann eine geringere Anzahl von Erfassungseinheiten 113.2 vorgesehen sein, welche dann nur an entsprechenden Schlüsselstellen die aktuelle Deformation bzw. Geometrie des optischen Elements 110 erfassen.
Die Referenzelemente 113.1 sind jeweils in einem Referenzbereich 110.3 des optischen Elements 110 angeordnet, der in einer Deformationskraftflussrichtung D zwischen dem Angriffspunkt 112.4 der Deformationseinheit 112.1 an dem optischen Element 110 und dem Nutzbereich 110.1 angeordnet ist, wobei die Deformationskraftflussrichtung D von dem Angriffspunkt 112.4 der Deformationseinheit 112.1 an dem optischen Element 110 zu dem Nutzbereich 110.1 weist.
Für jede Deformationseinheit 112.1 bzw. jeden zugeordneten zu deformierenden Zielbereich 110.2 des Nutzbereichs 110.1 bildet das jeweilige Referenzelement 113.1 einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt 113.3 aus, der genutzt wird, um die aktuelle Geometrie bzw. Deformation des betreffenden Zielbereichs 110.2 zu erfassen.
Wie insbesondere den 3 und 4 zu entnehmen ist, weist der Referenzabschnitt 113.3, genauer gesagt der Flächenschwerpunkt des Referenzabschnitts 113.3, einen Referenzabstand R von dem zugeordneten Zielbereich 110.2 auf. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Referenzabstand R etwa 1% der maximalen Nutzabmessung N_max. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch ein anderes Verhältnis zwischen dem Referenzabstand R und der maximalen Nutzabmessung N_max. gewählt sein kann. Vorzugsweise beträgt der Referenzabstand R weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung.
Wie insbesondere der 4 zu entnehmen ist, weist der Angriffspunkt 112.4 der Deformationseinheit 112.1 in der Deformationskraftflussrichtung D von dem zugeordneten Zielbereich 110.2 einen Wirkabstand W auf, während der zugeordnete Referenzabschnitt 113.3, genauer gesagt der Flächenschwerpunkt des Referenzabschnitts 113.3, einen Referenzabstand R von dem zugeordneten Zielbereich 110.2 aufweist. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Referenzabstand R etwa 30% des Wirkabstands W. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch ein anderes Verhältnis zwischen dem Referenzabstand R und dem Wirkabstand W gewählt sein kann. Vorzugsweise beträgt der Referenzabstand R etwa 0% bis 50% des Wirkabstands W, vorzugsweise 5% bis 30% des Wirkabstands W, weiter vorzugsweise 5% bis 20% des Wirkabstands W.
Wie der 4 anhand der gestrichelten Kontur 112.5 weiterhin zu entnehmen ist, die Deformationseinheit 112.1 dazu ausgebildet, in einem aktivierten Zustand gegenüber dem in 4 dargestellten deaktivierten bzw. neutralen Zustand eine maximale Auslenkung A_max an einem der Deformationseinheit 112.1 zugeordneten Randbereich 110.4 des Nutzbereichs 110.1 zu erzeugen. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Referenzabstand R des Referenzabschnitts 113.3, genauer gesagt des Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts 113.3, von dem der Deformationseinheit 112.1 zugeordneten Randbereich 110.4 des Zielbereichs 110.2 weniger als das 20.000fache der maximalen Auslenkung A_max.
Es versteht sich hierbei, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch ein anderer Referenzabstand R vorgesehen sein kann. Vorzugsweise beträgt der Referenzabstand R weniger als das 10.000fache der maximalen Auslenkung, weiter vorzugsweise weniger als das 5.000fache der maximalen Auslenkung, beträgt.
Hierbei ist grundsätzlich anzumerken, dass eine möglichst nahe Anordnung des Referenzabschnitts 113.3 an dem Nutzbereich 110.1 bevorzugt ist. Hierdurch werden nicht nur potentielle Fehler bei der Bestimmung der Deformation des Nutzbereichs 110.1 reduziert. Wie nicht zuletzt den 2 und 4 zu entnehmen ist, kann durch die Anordnung der Referenzelemente 113.1 bzw. der Referenzabschnitte 113.3 zwischen dem Angriffspunkt 112.4 der Deformationseinheit 112.1 und dem Nutzbereich 110.1 zudem eine Anordnung der Erfassungseinheiten 113.2 erreicht werden, welche nicht mit der Anordnung der Deformationseinheiten 112.1 interferiert, sodass Probleme mit dem verfügbaren Bauraum reduziert werden bzw. die Möglichkeit besteht, eine hohe Anzahl von Deformationseinheiten 112.1 vorzusehen.
Die Erfassungseinheiten 113.2 arbeiten im vorliegenden Beispiel berührungslos nach einem optischen Wirkprinzip, wodurch die Einbringung parasitärer Kräfte bzw. Spannungen in das optische Element 110 in vorteilhafter Weise vermieden werden kann und zudem eine einfache Realisierung auf kleinstem Raum möglich ist. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten einzeln oder in beliebiger Kombination zusätzlich oder alternativ auch beliebige andere Wirkprinzipien realisiert werden können.
Jede Erfassungseinheit 113.2 umfasst im vorliegenden Beispiel eine optische Sensoreinheit 113.4, welche dem zugehörigen Referenzabschnitt 113.3 des betreffenden Referenzelements 113.1 zugeordnet ist und mit dem Referenzabschnitt 113.3 zur Erfassung der aktuellen Deformation bzw. Geometrie des zugehörigen Zielbereichs 110.2 zusammenwirkt.
Aufgrund des optischen Wirkprinzips der Erfassungseinheit 113.2 ist das Referenzelement 113.1 als ein erstes optisch wirksames passives Element in Form eines zweidimensionalen ersten optischen Gitters gestaltet, welches als separates Element auf dem optischen Element 110 befestigt sein kann oder in herkömmlicher Weise direkt auf dem optischen Element 110 erzeugt sein kann. Die Sensoreinheit 113.4 umfasst weiterhin ein zweites optisch wirksames passives Element 113.5 in Form eines zweidimensionalen zweiten optischen Gitters sowie ein aktives Element in Form einer Messlichtquelle 113.6, welche von einer Leuchtdiode (LED) gebildet wird. Die Messlichtquelle 113.6 ist mit der Steuereinrichtung 109 verbunden und sendet angesteuert durch die Steuereinrichtung 109 ein Messlichtbündel 113.7 mit einer Messlichtwellenlänge MWL aus.
Es versteht sich hierbei, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch andere Messlichtquellen verwendet werden können. So können beispielsweise Laser-Dioden verwendet werden, es kann aber auch über entsprechende, beispielsweise faseroptische, Lichtleiteinrichtung eine Einkopplung des Messlichts von einer (beliebigen geeigneten) entfernten Lichtquelle erfolgen.
Wie insbesondere der 4 zu entnehmen ist, sendet die Messlichtquelle 113.6 das Messlichtbündel 113.7 zunächst auf den Referenzabschnitt 113.3. Da das Referenzelement 113.1 als bei der Messlichtwellenlänge MWL reflektives Element gestaltet ist, wird das Messlichtbündel 113.7 an dem ersten optischen Gitter des Referenzabschnitts 113.3 reflektiert, wonach es auf das zweite optische Gitter des passiven Elements 113.5 trifft. Das passive Element ist als bei der Messlichtwellenlänge MWL transmissives Element gestaltet, sodass das Messlichtbündel 113.7 durch das zweite optische Gitter des passiven Element 113.5 hindurch tritt und auf die in kompakter räumlicher Anordnung dahinterliegende Sensoroberfläche der Sensoreinheit 113.4 auftrifft, welche dann entsprechende Signale an die Steuereinheit 109 liefert.
Die beiden optischen Gitter 113.3 und 113.5 prägen dem Messlichtbündel 113.7 eine Veränderung, beispielsweise eine Änderung der Intensität und/oder der Polarisation etc. auf, welche durch die Sensoreinheit 113.4 erfasst (und in entsprechende Signale für die Steuereinheit 109 umgesetzt) wird und aus welcher in der Steuereinheit 109 auf die aktuelle Deformation bzw. Geometrie des optischen Elements 110, insbesondere des Nutzbereichs 110.1, geschlossen werden kann.
Im vorliegenden Beispiel erfasst die Sensoreinheit 113.4 über die spezifischen, durch die beiden optischen Gitter bedingten Modifikationen des Messlichtbündels 113.7 zum einen eine Erfassungsgröße (und liefert ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 109), welche für eine Positionsänderung zwischen der Sensoreinheit 113.4 und dem zugehörigen Referenzabschnitt 113.3 des Referenzelements 113.1 in einem translatorischen Freiheitsgrad (nämlich der senkrecht zur Oberfläche des optischen Elements 110 verlaufenden Abstandsrichtung zwischen der Sensoreinheit 113.4 und dem zugehörigen Referenzabschnitt 113.3) repräsentativ ist.
Weiterhin erfasst die Sensoreinheit 113.4 über die Modifikationen des Messlichtbündels 113.7 eine Erfassungsgröße (und liefert ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 109), welche für eine Orientierungsänderung zwischen der Sensoreinheit 113.4 und dem zugehörigen Referenzabschnitt 113.3 des Referenzelements 113.1 in zwei rotatorischen Freiheitsgraden (nämlich um zwei zueinander orthogonale Kippachsen, welche parallel zur Oberfläche des optischen Elements 110 bzw. senkrecht zu der vorgenannten Abstandsrichtung verlaufen) repräsentativ ist.
Die Änderungen in den vorgenannten Freiheitsgraden lassen sich auf besonders einfache Weise erfassen und erlauben in einfacher Weise zuverlässige Aussagen hinsichtlich der aktuellen Deformation bzw. Geometrie des Nutzbereichs 110.1. Es versteht jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere translatorische bzw. rotatorische Freiheitsgrade erfasst werden können.
Hierbei kann es in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit der Überlagerung der Abbildungen auf dem Substrat gegenüber einer Deformation des Nutzbereichs 110.1 in den betreffenden Freiheitsgraden gegebenenfalls sogar ausreichen, lediglich einen einzigen Freiheitsgrad zu erfassen. Ebenso können natürlich auch gegebenenfalls alle sechs Freiheitsgrade im Raum erfasst werden.
Im vorliegenden Beispiel sind sowohl die Sensoreinheit 113.4 als auch die Messlichtquelle 113.6 in einer kompakten Einheit angeordnet, welche auf einer Trägereinheit 114 sitzt, die ihrerseits in geeigneter Weise abgestützt ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Trägereinheit 114 über erste Tragelemente 115.1 an einer im Wesentlichen starren Rahmenstruktur 115 abgestützt, während die Rahmenstruktur 115 ihrerseits über zweite Tragelemente 115.2 an der Stützeinheit 111.1 abgestützt ist.
Die Abstützung über die zweiten Tragelemente 115.2 erfolgt im vorliegenden Beispiel kinematisch bestimmt, beispielsweise indem drei als Bipoden gestaltete zweite Tragelemente 115.2 nach Art eines Hexapods angeordnet sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine Deformation der Stützeinheit 111.1 durch die Kraftwirkung der Aktuatoren 112.2 nicht zu parasitären Deformationen in der Trägereinheit 114 führt. Gleiches kann gegebenenfalls auch für die Abstützung durch die ersten Tragelemente 115.1 gelten.
Die Trägereinheit 114 und alle von ihr getragenen Komponenten weisen in jedem Fall eine (in allen für die Abbildungsqualität der Abbildungseinrichtung 101 relevanten Freiheitsgraden, gegebenenfalls also in bis zu sechs Freiheitsgraden) ausreichend präzise (gegebenenfalls unter Verwendung weiterer, nicht dargestellter Messeinrichtungen) bekannte Position und/oder Orientierung bezüglich einer für die Steuerung der Belichtung des Wafers 105.1 durch die Abbildungseinrichtung 101 verwendeten Steuerungsreferenzstruktur auf. Dies dient dazu, eine ausreichend zuverlässige Erfassung der aktuellen Geometrie bzw. Deformation des Nutzbereichs 110.1 zu ermöglichen sowie die Verwendung dieser Information bei der Steuerung der Belichtung des Wafers 105.1 zu ermöglichen.
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auf der Trägereinheit gegebenenfalls auch lediglich entsprechende Lichtleiteinrichtungen vorgesehen sein können, welche dann mit einer Messlichtquelle bzw. einer Sensoreinheit verbunden sind, die an anderer Stelle außerhalb der Trägereinheit 114 angeordnet sind. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Eintrag von Störungen, insbesondere thermischer Störungen, durch derartige aktive Komponenten in das optische Element 110 vermieden werden soll. Die Trägereinheit 114 trägt dann lediglich passive Komponenten.
Weiterhin versteht es sich, dass insbesondere in Abhängigkeit von dem verfügbaren Bauraum auch eine von dem gezeigten Beispiel abweichende Konfiguration gewählt sein kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Messlichtquelle das Messlichtbündel bereits durch das transmissive zweite passive Element sendet, bevor dieses auf das reflektive erste passive Element trifft. Das reflektierte Messlichtbündel kann dann das transmissive zweite passive Element gegebenenfalls erneut durchlaufen, bevor es auf die Sensoroberfläche trifft. Ebenso kann das Referenzelement ebenfalls als transmissives Element gestaltet sein, wobei dann die Sensoreinheit oder die Messlichtquelle gegebenenfalls an dem optischen Element (aus Sicht des zweiten passiven Elements hinter dem Referenzelement) sitzt. Schließlich kann natürlich auch eine gegenüber dem vorliegenden Beispiel invertierte Anordnung gewählt werden, bei welcher dann an der Trägereinheit lediglich als zweites passives Element ein reflektives Messelement vorgesehen ist.
Im vorliegenden Beispiel ist das transmissive zweite optische Gitter als integraler Bestandteil der Trägereinheit 114 ausgebildet, welches hierzu seinerseits aus einem Material für optische Elemente, genauer gesagt einem Glasmaterial, aufgebaut ist. Dank dieser funktionalen Integration wird eine besonders kompakte Konfiguration erzielt. Ebenso kann die Trägereinheit 114 eine Messlichtleiteinrichtung ausbilden, welche das Messlichtbündel 113.7 in der oben beschriebenen Weise lenkt.
Im vorliegenden Beispiel ist an der Trägereinheit weiterhin jeweils eine zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements genutzte aktive Komponente der Sensoreinheit 113.4 in Form eines integrierten Schaltkreises 113.8 ausgebildet. Bei diesem integrierten Schaltkreis 113.8 kann es sich um einen so genannten applikationsspezifischen Schatkreis (ASIC) handeln, der bereits einen Teil der Signalverarbeitung bzw. Datenverarbeitung vornimmt, welche für die Erfassung der Deformation erforderlich ist, und entsprechend vorverarbeitete Signale an die Steuereinrichtung 109 liefert. Hierdurch kann gegebenenfalls unter anderem eine erhebliche Reduktion des Verkabelungsaufwands für die Erfassungseinrichtung 113 erzielt werden. Zudem kann gegebenenfalls die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden, indem bereits zumindest ein Teil der Signalverarbeitung bzw. Datenverarbeitung für einzelne Sensoreinheiten 113.4 bzw. Gruppen von Sensoreinheiten 113.4 zeitlich parallel realisiert wird.
5 zeigt ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Abbildungsverfahrens, welches mit der optischen Abbildungseinrichtung 101 aus 1 durchgeführt wird und bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren für die Abstützung des optischen Elements 110 zum Einsatz kommt.
Zunächst beginnt das Verfahren in einem Schritt 116.1, bevor in einem Schritt 116.2 die Komponenten der Abbildungseinrichtung 101 zu Verfügung gestellt werden, wie sie oben beschrieben wurden.
In einem Schritt 116.4 eines Belichtungsschritts 116.3 wird dann zunächst die aktuelle Geometrie bzw. Deformation des Nutzbereichs 110.1 des optischen Elements 110 erfasst, mit einem Sollwert der Deformation verglichen und anschließend in einem Schritt 116.5 auf Basis der Abweichung der aktuellen Deformation von dem Sollwert der Deformation durch entsprechende Ansteuerung Deformationseinheiten der Deformationseinrichtung 112 korrigiert, wie dies oben beschrieben wurde.
Nach Abschluss der Korrektur wird einem Schritt 116.6 zunächst die erste Abbildung des ersten Projektionsmusters auf dem Wafer 105.1 erzeugt, bevor in einem Schritt 116.7 überprüft wird, ob eine weitere Belichtung stattfinden soll.
Ist dies der Fall, wird zurück zu dem Belichtungsschritt 116.3 gesprungen, wobei dann die Schritte 116.4 bis 116.6 wiederholt werden, sodass in einem zweiten Belichtungsschritt die der ersten Abbildung überlagerte zweite Abbildung des zweiten Projektionsmusters auf dem Wafer 105.1 erzeugt wird.
Diese Schleife wird wiederholt, um in einem oder mehreren nachfolgenden dritten Belichtungsschritten die der ersten und zweiten Abbildung überlagerte dritte Abbildung des weiteren Projektionsmusters auf dem Wafer 105.1 zu erzeugen, bis in dem Schritt 116.7 fest gestellt wird, dass keine weitere Belichtung mehr stattfinden soll und der Verfahrensablauf in einem Schritt 116.8 endet.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Beispiels einer planparallelen Platte als optisches Element beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen optischen Elementen zum Einsatz kommen kann.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend weiterhin ausschließlich anhand von Beispielen aus dem Bereich der Mikrolithographie beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen optischen Anwendungen, insbesondere Abbildungsverfahren bei anderen Wellenlängen, zum Einsatz kommen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6842277 B2 [0005]

Claims

Optisches Modul für eine optische Abbildungseinrichtung mit – einem optischen Element (110), – einer Stützstruktur (111) zur Abstützung des optischen Elements (110) und – einer Erfassungseinrichtung, wobei – das optische Element (110) einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung optisch genutzten Nutzbereich (110.1) aufweist, – der Nutzbereich eine Haupterstreckungsebene definiert und in der Haupterstreckungsebene eine maximale Nutzabmessung aufweist, – die Stützstruktur (111) eine Deformationseinrichtung (112) mit wenigstens einer aktiven Deformationseinheit (112.1) zum aktiven Deformieren des optischen Elements (110) umfasst, – die Erfassungseinrichtung (113) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) ausgebildet ist und – die Erfassungseinrichtung (113) wenigstens ein an dem optischen Element (110) angeordnetes Referenzelement (113.1) und wenigstens eine dem Referenzelement (113.1) zugeordnete Erfassungseinheit umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – das wenigstens eine Referenzelement (113.1) in einem Referenzbereich des optischen Elements (110) angeordnet ist, wobei – der Referenzbereich um weniger als 20% der maximalen Nutzabmessung, vorzugsweise weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise um weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung, von dem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs (110.1) beabstandet ist.
Optisches Modul nach Anspruch 1, wobei – der Referenzbereich in einer Deformationskraftflussrichtung zwischen einem Angriffspunkt der Deformationseinheit (112.1) an dem optischen Element (110) und dem Nutzbereich (110.1) angeordnet ist, wobei die Deformationskraftflussrichtung von einem Angriffspunkt (112.4) der Deformationseinheit (112.1) an dem optischen Element (110) zu dem Nutzbereich (110.1) weist, und/oder – die Deformationseinheit (112.1) dazu ausgebildet ist, in einem aktivierten Zustand gegenüber einem deaktivierten Zustand eine maximale Auslenkung an einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs (110.1) zu erzeugen, und der Referenzbereich um weniger als das 20.000fache der maximalen Auslenkung, vorzugsweise weniger als das 10.000fache der maximalen Auslenkung, weiter vorzugsweise um weniger als das 5.000fache der maximalen Auslenkung, von dem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs (110.1) beabstandet ist.
Optisches Modul nach Anspruch 1 oder 2, wobei – die Deformationseinrichtung (112) eine Mehrzahl von Deformationseinheiten (112.1) aufweist, – jeder Deformationseinheit (112.1) wenigstens ein zu deformierender Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) zugeordnet ist und – das wenigstens eine Referenzelement (113.1) wenigstens einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3) aufweist, der dem Zielbereich (110.2) zur Erfassung einer Deformation des Zielbereichs (110.2) zugeordnet ist.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei – das Referenzelement (113.1) einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung zur Erfassung der Deformation des optischen Elements (110) genutzten Referenzabschnitt (113.3) aufweist, wobei – der Referenzabschnitt (113.3), insbesondere ein Flächenschwerpunkt des Referenzabschnitts (113.3), in einer Deformationskraftflussrichtung näher an dem Nutzbereich (110.1) als an dem Angriffspunkt (112.4) der Deformationseinheit (112.1) an dem optischen Element (110) liegt und/oder – ein Referenzabstand des Referenzabschnitts (113.3), insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts (113.3), von einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) weniger als 20% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung, beträgt, und/oder – ein Angriffspunkt (112.4) der Deformationseinheit (112.1) in einer Deformationskraftflussrichtung von einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) einen Wirkabstand aufweist, wobei ein Referenzabstand des Referenzabschnitts (113.3), insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts (113.3), von dem Zielbereich (110.2) in der Deformationskraftflussrichtung 0% bis 50% des Wirkabstands, vorzugsweise 5% bis 30% des Wirkabstands, weiter vorzugsweise 5% bis 20% des Wirkabstands, beträgt und/oder – ein Referenzabstand des Referenzabschnitts (113.3), insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts (113.3), von einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) weniger als das 20.000fache der maximalen Auslenkung, vorzugsweise weniger als das 10.000fache der maximalen Auslenkung, weiter vorzugsweise weniger als das 5.000fache der maximalen Auslenkung, beträgt.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei – die Erfassungseinrichtung (113) wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) umfasst, wobei – die wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) dem wenigstens einen Referenzelement (113.1), insbesondere wenigstens einem im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3) des Referenzelements (113.1), zugeordnet ist und – die wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) dazu ausgebildet ist, mit dem Referenzelement (113.1), insbesondere mit dem Referenzabschnitt (113.3), zur Erfassung einer Deformation des Zielbereichs (110.2) zusammenzuwirken, wobei – die Erfassungseinrichtung (113) insbesondere eine Mehrzahl von Sensoreinheiten (113.4) umfasst, wobei jede Sensoreinheit (113.4) dem Referenzabschnitt (113.3) wenigstens eines zu deformierenden Zielbereichs (110.2) zugeordnet ist.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei – die Erfassungseinrichtung (113) wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) umfasst, die dazu ausgebildet ist, mit dem Referenzelement (113.1) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) zusammenzuwirken, wobei – die Sensoreinheit (113.4) dazu ausgebildet ist, zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens eine Erfassungsgröße zu erfassen, welche für eine Positionsänderung zwischen der Sensoreinheit (113.4) und dem Referenzelement (113.1) in wenigstens einem translatorischen Freiheitsgrad repräsentativ ist, und/oder – die Sensoreinheit (113.4) dazu ausgebildet ist, zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens eine Erfassungsgröße zu erfassen, welche für eine Orientierungsänderung zwischen der Sensoreinheit (113.4) und dem Referenzelement (113.1) in wenigstens einem rotatorischen Freiheitsgrad repräsentativ ist.
Optisches Modul nach Anspruch 6, wobei – die Sensoreinheit (113.4) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) nach einem berührungslosen Wirkprinzip arbeitet und/oder – die Sensoreinheit (113.4) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) nach einem optischen Wirkprinzip arbeitet und/oder – die Sensoreinheit (113.4) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) nach einem kapazitiven Wirkprinzip arbeitet.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei – die Sensoreinheit (113.4) wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes passives Element (113.5) umfasst, wobei – das passive Element (113.5) insbesondere ein optisches Gitter umfasst, welches insbesondere wenigstens eindimensional, vorzugsweise zweidimensional, ausgebildet ist, und/oder – das passive Element (113.5) insbesondere ein bei einer Messwellenlänge transmissives Element umfasst.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei – die Sensoreinheit (113.4) wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes aktives Element (113.6) umfasst, wobei – das aktive Element (113.6) insbesondere ein Lichtquellenelement umfasst, welches insbesondere dazu ausgebildet ist, Licht einer Messwellenlänge in Richtung des Referenzelements (113.1) auszusenden, wobei – das Lichtquellenelement insbesondere ein mit einer Messlichtquelle verbindbares Lichtleiterelement umfasst.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei – wenigstens eine dem optischen Element (110) im Betrieb der Abbildungseinrichtung definiert räumlich zugeordnete Trägereinheit (114) vorgesehen ist, welche die Sensoreinheit (113.4) abstützt, wobei – insbesondere wenigstens ein Teil der Komponenten Sensoreinheit (113.4) als integraler Bestandteil der Trägereinheit (114) ausgebildet ist und/oder – die Trägereinheit (114) insbesondere wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes passives Element (113.5), insbesondere ein optisches Gitter und/oder eine Messlichtleiteinrichtung, ausbildet und/oder – an der Trägereinheit (114) wenigstens eine zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutzte aktive Komponente (113.8) der Sensoreinheit (113.4), insbesondere ein integrierter Schaltkreis, ausgebildet ist und/oder – die Trägereinheit (114) wenigstens abschnittsweise aus einem Material für optische Elemente, insbesondere einem Glasmaterial, aufgebaut ist.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei – das Referenzelement (113.1) wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes passives Element umfasst, wobei das passive Element insbesondere ein optisches Gitter umfasst, welches insbesondere wenigstens eindimensional, vorzugsweise zweidimensional, ausgebildet ist, und/oder – das Referenzelement (113.1) wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes aktives Element umfasst, wobei das aktive Element insbesondere ein Lichtquellenelement umfasst, welches insbesondere dazu ausgebildet ist, Licht einer Messwellenlänge auszusenden, und/oder – das Referenzelement (113.1) wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes, bei einer Messwellenlänge transmissives Element umfasst und/oder – das Referenzelement (113.1) wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes, bei einer Messwellenlänge reflektives Element umfasst.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei – die wenigstens eine Deformationseinheit (112.1) wenigstens eine Aktuatoreinheit (112.2) umfasst, wobei – die Aktuatoreinheit (112.2) nach Art eines Wegaktuators oder nach Art eines Kraftaktuators ausgebildet ist und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) wenigstens ein Piezoelement umfasst und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) für einen aktiven Betriebsmodus, insbesondere einen Scan-Betriebsmodus, während eines Betriebs der optischen Abbildungseinrichtung ausgebildet ist, wobei die Aktuatoreinheit (112.2) eine Regelbandbreite aufweist, welche oberhalb von 20 Hz liegt, vorzugsweise oberhalb von 50 Hz liegt, weiter vorzugsweise bei 80 Hz bis 180 Hz liegt, und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) für einen semi-aktiven, intermittierenden Betriebsmodus während eines Betriebs der optischen Abbildungseinrichtung ausgebildet ist, wobei die die Aktuatoreinheit (112.2) eine Regelbandbreite aufweist, welche oberhalb von 1 Hz liegt, vorzugsweise oberhalb von 5 Hz liegt, weiter vorzugsweise bei 8 Hz bis 10 Hz liegt, und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) über wenigstens ein Hebelelement an das optische Element (110) angebunden ist.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei – wenigstens eine Steuereinrichtung (109) vorgesehen ist, die mit der Erfassungseinrichtung (113) und der Deformationseinrichtung (112) verbunden ist, und – die Steuereinrichtung (109) dazu ausgebildet ist, die Deformationseinrichtung (112) in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung (113) zur Einstellung einer vorgebbaren Deformation des optischen Elements (110) anzusteuern.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei – das optische Element (110) einen Elementkörper umfasst, wobei – der Elementkörper in dem Nutzbereich (110.1) nach Art einer planparallelen Platte ausgebildet ist und/oder – der Elementkörper in dem Nutzbereich (110.1) wenigstens eine refraktive optisch wirksame Fläche ausbildet und/oder – der Elementkörper in dem Nutzbereich (110.1) wenigstens eine reflektive optisch wirksame Fläche ausbildet.
Optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei – der Nutzbereich (110.1) eine Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) aufweist, – jedem Zielbereich (110.2) wenigstens eine Deformationseinheit (112.1) der Deformationseinrichtung (112) zugeordnet ist und – jeder Deformationseinheit (112.1) wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) der Erfassungseinrichtung (113) zugeordnet ist, wobei – die Deformationseinheiten (112.1) insbesondere wenigstens an einem Teil eines Umfangs des optischen Elements (110) verteilt angeordnet sind und/oder – der Nutzbereich (110.1) insbesondere im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und die Deformationseinheiten (112.1) entlang zweier gegenüberliegender Seiten des Nutzbereichs (110.1), insbesondere entlang zweier längerer Seiten des Nutzbereichs (110.1) und/oder entlang zweier kürzerer Seiten des Nutzbereichs (110.1), verteilt, insbesondere im Wesentlichen gleichmäßig verteilt, angeordnet sind und/oder – die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) insbesondere 2 bis 70 beträgt, wobei der Nutzbereich (110.1) insbesondere eine längere Abmessung und eine kürzere Abmessung aufweist und die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) entlang der längeren Abmessung vorzugsweise 10 bis 70 beträgt, weiter vorzugsweise 20 bis 40 beträgt, und/oder die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) entlang der kürzeren Abmessung vorzugsweise 2 bis 15 beträgt, weiter vorzugsweise 4 bis 10 beträgt.
Optisches Modul nach Anspruch 15, wobei – das wenigstens eine Referenzelement (113.1) eine Mehrzahl von im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3)en ausbildet, von denen jeweils ein Referenzabschnitt (113.3) jeweils einer der Sensoreinheiten (113.4) zugeordnet ist, und/oder – wenigstens zwei Referenzelement (113.1)e vorgesehen sind, wobei jedes Referenzelement (113.1) eine Mehrzahl von im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3)en ausbildet, von denen jeweils ein Referenzabschnitt (113.3) jeweils einer der Sensoreinheiten (113.4) zugeordnet ist, und/oder – der Nutzbereich (110.1) im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und zwei Referenzelement (113.1)e vorgesehen sind, welche zwei gegenüberliegenden Seiten des Nutzbereichs (110.1) zugeordnet sind.
Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit – einer Beleuchtungseinrichtung (102) mit einer ersten optischen Elementgruppe (106), – einer Maskeneinrichtung (104) zur Aufnahme einer Maske (104.1) mit einem Projektionsmuster, – einer Projektionseinrichtung (103) mit einer zweiten optischen Elementgruppe (107) und – einer Substrateinrichtung (105) zur Aufnahme eines Substrats (105.1), wobei – die Beleuchtungseinrichtung (102) zur Beleuchtung des Projektionsmusters mit Nutzlicht ausgebildet ist, – die Projektionseinrichtung (103) zur Projektion des Projektionsmusters auf das Substrat (105.1) ausgebildet ist und – die Beleuchtungseinrichtung (102) und/oder die Projektionseinrichtung (103) ein optisches Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 16 umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 17, wobei – wenigstens eine Steuereinrichtung (109) vorgesehen ist, die mit der Beleuchtungseinrichtung, der Projektionseinrichtung, der Erfassungseinrichtung (113) und der Deformationseinrichtung (112) des optischen Moduls verbunden ist, – die Steuereinrichtung (109) dazu ausgebildet ist, in einem Mehrfachstrukturierungsmodus zumindest die Beleuchtungseinrichtung in einem ersten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer ersten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat und in einem zweiten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer zweiten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat anzusteuern, und – die Steuereinrichtung (109) dazu ausgebildet ist, die Deformationseinrichtung (112) in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung (113) zur Einstellung einer vorgebbaren Deformation des optischen Elements (110) anzusteuern, wobei die vorgebbare Deformation des optischen Elements (110) zumindest einen Beitrag zum Erreichen einer vorgebbaren Position und/oder Orientierung der zweiten Abbildung bezüglich der ersten Abbildung bewirkt, wobei – die Steuereinrichtung (109) insbesondere dazu ausgebildet ist, in dem Mehrfachstrukturierungsmodus zumindest die Beleuchtungseinrichtung in wenigstens einem dritten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer dritten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat anzusteuern und die Deformationseinrichtung (112) in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung (113) zur Einstellung einer vorgebbaren weiteren Deformation des optischen Elements (110) anzusteuern, wobei die vorgebbare weitere Deformation zumindest einen Beitrag zum Erreichen einer vorgebbaren weiteren Position und/oder Orientierung der dritten Abbildung bezüglich der ersten Abbildung und der zweiten Abbildung bewirkt.
Verfahren zum Abstützen eines optischen Elements (110) einer optischen Abbildungseinrichtung, bei dem – das optische Element (110) einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung optisch genutzten Nutzbereich (110.1) aufweist und durch eine Stützstruktur (111) abgestützt wird, wobei der Nutzbereich eine Haupterstreckungsebene definiert und in der Haupterstreckungsebene eine maximale Nutzabmessung aufweist, – das optische Element (110) über eine Deformationseinrichtung (112) mit wenigstens einer Deformationseinheit (112.1) aktiv deformiert wird und – eine Deformation des optischen Elements (110) durch eine Erfassungseinrichtung (113) unter Verwendung wenigstens eines an dem optischen Element (110) angeordneten Referenzelements (113.1) und wenigstens einer dem Referenzelement (113.1) zugeordneten Erfassungseinheit erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das wenigstens eine Referenzelement (113.1) in einem Referenzbereich des optischen Elements (110) angeordnet wird, der um weniger als 20% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise um weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung, von dem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs (110.1) beabstandet angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei – die Deformationseinheit (112.1) in einem aktivierten Zustand gegenüber einem deaktivierten Zustand eine maximale Auslenkung an einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs (110.1) erzeugt, und der Referenzbereich um weniger als das 20.000fache der maximalen Auslenkung, vorzugsweise weniger als das 10.000fache der maximalen Auslenkung, weiter vorzugsweise um weniger als das 5.000fache der maximalen Auslenkung, von dem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Randbereich des Nutzbereichs (110.1) beabstandet angeordnet wird. und/oder – das wenigstens eine Referenzelement (113.1) in einem Referenzbereich des optischen Elements (110) angeordnet wird, der in einer Deformationskraftflussrichtung zwischen einem Angriffspunkt (112.4) der Deformationseinheit (112.1) an dem optischen Element (110) und dem Nutzbereich (110.1) angeordnet ist, wobei die Deformationskraftflussrichtung von einem Angriffspunkt (112.4) der Deformationseinheit (112.1) an dem optischen Element (110) zu dem optisch genutzten Bereich weist.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei – eine Deformationseinrichtung (112) mit einer Mehrzahl von Deformationseinheiten (112.1) verwendet wird, – jeder Deformationseinheit (112.1) wenigstens ein zu deformierender Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) zugeordnet wird und – das wenigstens eine Referenzelement (113.1) wenigstens einen im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3) aufweist, der dem Zielbereich (110.2) zur Erfassung einer Deformation des Zielbereichs (110.2) zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei – das Referenzelement (113.1) einen Referenzabschnitt (113.3) aufweist, der im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung zur Erfassung der Deformation des optischen Elements (110) genutzt wird, wobei – der Referenzabschnitt (113.3), insbesondere ein Flächenschwerpunkt des Referenzabschnitts (113.3), in einer Deformationskraftflussrichtung näher an dem Nutzbereich (110.1) als an dem Angriffspunkt (112.4) der Deformationseinheit (112.1) an dem optischen Element (110) liegt und/oder – der Referenzabschnitt (113.3), insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts (113.3), von einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) um weniger als 20% der maximalen Nutzabmessung, vorzugsweise weniger als 10% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 5% der maximalen Nutzabmessung, weiter vorzugsweise weniger als 2% bis 0,5% der maximalen Nutzabmessung, beabstandet angeordnet wird. und/oder – ein Angriffspunkt (112.4) der Deformationseinheit (112.1) in einer Deformationskraftflussrichtung von einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) in einem Wirkabstand angeordnet wird, wobei ein Referenzabstand des Referenzabschnitts (113.3), insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts (113.3), von dem Zielbereich (110.2) in der Deformationskraftflussrichtung 0% bis 50% des Wirkabstands, vorzugsweise 5% bis 30% des Wirkabstands, weiter vorzugsweise 5% bis 20% des Wirkabstands, beträgt, und/oder – ein Referenzabstand des Referenzabschnitts (113.3), insbesondere eines Flächenschwerpunkts des Referenzabschnitts (113.3), von einem der Deformationseinheit (112.1) zugeordneten Zielbereich (110.2) des Nutzbereichs (110.1) weniger als das 20.000fache der maximalen Auslenkung, vorzugsweise weniger als das 10.000fache der maximalen Auslenkung, weiter vorzugsweise weniger als das 5.000fache der maximalen Auslenkung, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei – wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) der Erfassungseinrichtung (113) dem wenigstens einen Referenzelement (113.1), insbesondere wenigstens einem im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3) des Referenzelements (113.1), zugeordnet wird und – die wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) mit dem Referenzelement (113.1), insbesondere mit dem Referenzabschnitt (113.3), zur Erfassung einer Deformation des Zielbereichs (110.2) zusammenwirkt, wobei – insbesondere jede der Sensoreinheiten (113.4) aus einer Mehrzahl von Sensoreinheiten (113.4) der Erfassungseinrichtung (113) dem Referenzabschnitt (113.3) wenigstens eines zu deformierenden Zielbereichs (110.2) zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei – wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) der Erfassungseinrichtung (113) mit dem Referenzelement (113.1) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) zusammenwirkt, wobei – die Sensoreinheit (113.4) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens eine Erfassungsgröße erfasst, welche für eine Positionsänderung zwischen der Sensoreinheit (113.4) und dem Referenzelement (113.1) in wenigstens einem translatorischen Freiheitsgrad repräsentativ ist, und/oder – die Sensoreinheit (113.4) zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens eine Erfassungsgröße erfasst, welche für eine Orientierungsänderung zwischen der Sensoreinheit (113.4) und dem Referenzelement (113.1) in wenigstens einem rotatorischen Freiheitsgrad repräsentativ ist, wobei – die Sensoreinheit (113.4) insbesondere zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) nach einem berührungslosen Wirkprinzip arbeitet und/oder – die Sensoreinheit (113.4) insbesondere zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) nach einem optischen Wirkprinzip arbeitet und/oder – die Sensoreinheit (113.4) insbesondere zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) nach einem kapazitiven Wirkprinzip arbeitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei – die Sensoreinheit (113.4) eine Deformation des optischen Elements (110) unter Verwendung wenigstens eines passiven Elements erfasst, wobei – das passive Element (113.5) insbesondere ein optisches Gitter umfasst, welches insbesondere wenigstens eindimensional, vorzugsweise zweidimensional, ausgebildet ist, und/oder – das passive Element (113.5) insbesondere ein bei einer Messwellenlänge transmissives Element umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei – die Sensoreinheit (113.4) eine Deformation des optischen Elements (110) unter Verwendung wenigstens eines aktiven Elements erfasst, – das aktive Element insbesondere ein Lichtquellenelement umfasst, welches insbesondere Licht einer Messwellenlänge in Richtung des Referenzelements (113.1) aussendet, wobei – das Lichtquellenelement insbesondere ein mit einer Messlichtquelle verbindbares Lichtleiterelement umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei – die Sensoreinheit (113.4) durch wenigstens eine dem optischen Element (110) im Betrieb der Abbildungseinrichtung definiert räumlich zugeordnete Trägereinheit (114) abgestützt wird, wobei – insbesondere wenigstens ein Teil der Komponenten Sensoreinheit (113.4) als integraler Bestandteil der Trägereinheit (114) ausgebildet wird und/oder – die Trägereinheit (114) insbesondere wenigstens ein zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutztes passives Element (113.5), insbesondere ein optisches Gitter und/oder eine Messlichtleiteinrichtung, ausbildet und/oder – an der Trägereinheit (114) wenigstens eine zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) genutzte aktive Komponente der Sensoreinheit (113.4), insbesondere ein integrierter Schaltkreis, ausgebildet wird und/oder – die Trägereinheit (114) wenigstens abschnittsweise aus einem Material für optische Elemente, insbesondere einem Glasmaterial, aufgebaut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, wobei – zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens ein passives Element des Referenzelements (113.1) genutzt wird, wobei das passive Element insbesondere ein optisches Gitter umfasst, welches insbesondere wenigstens eindimensional, vorzugsweise zweidimensional, ausgebildet wird, und/oder – zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens aktives Element des Referenzelements (113.1) genutzt wird, wobei das aktive Element insbesondere ein Lichtquellenelement umfasst, welches insbesondere Licht einer Messwellenlänge aussendet, und/oder – zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens ein bei einer Messwellenlänge transmissives Element des Referenzelements (113.1) genutzt wird und/oder – zur Erfassung einer Deformation des optischen Elements (110) wenigstens ein bei einer Messwellenlänge reflektives Element des Referenzelements (113.1) genutzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei – zur Deformation des optischen Elements (110) wenigstens eine Aktuatoreinheit (112.2) der Deformationseinheit (112.1) verwendet wird, wobei – die Aktuatoreinheit (112.2) nach Art eines Wegaktuators oder nach Art eines Kraftaktuators ausgebildet wird und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) wenigstens ein Piezoelement umfasst und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) für einen aktiven Betriebsmodus, insbesondere einen Scan-Betriebsmodus, während eines Betriebs der optischen Abbildungseinrichtung eine Regelbandbreite aufweist, welche oberhalb von 20 Hz liegt, vorzugsweise oberhalb von 50 Hz liegt, weiter vorzugsweise bei 80 Hz bis 180 Hz liegt, und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) für einen semi-aktiven, intermittierenden Betriebsmodus während eines Betriebs der optischen Abbildungseinrichtung eine Regelbandbreite aufweist, welche oberhalb von 1 Hz liegt, vorzugsweise oberhalb von 5 Hz liegt, weiter vorzugsweise bei 8 Hz bis 10 Hz liegt, und/oder – die Aktuatoreinheit (112.2) über wenigstens ein Hebelelement an das optische Element (110) angebunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, wobei – wenigstens eine Steuereinrichtung (109) mit der Erfassungseinrichtung (113) und der Deformationseinrichtung (112) verbunden wird, und – die Steuereinrichtung (109) die Deformationseinrichtung (112) in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung (113) zur Einstellung einer vorgebbaren Deformation des optischen Elements (110) ansteuert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, wobei – das optische Element (110) einen Elementkörper umfasst, wobei – der Elementkörper in dem Nutzbereich (110.1) nach Art einer planparallelen Platte ausgebildet ist und/oder – der Elementkörper in dem Nutzbereich (110.1) wenigstens eine refraktive optisch wirksame Fläche ausbildet und/oder – der Elementkörper in dem Nutzbereich (110.1) wenigstens eine reflektive optisch wirksame Fläche ausbildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31, wobei – der Nutzbereich (110.1) eine Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) aufweist, – jedem Zielbereich (110.2) wenigstens eine Deformationseinheit (112.1) der Deformationseinrichtung (112) zugeordnet wird und – jeder Deformationseinheit (112.1) wenigstens eine Sensoreinheit (113.4) der Erfassungseinrichtung (113) zugeordnet wird, wobei – die Deformationseinheiten (112.1) insbesondere wenigstens an einem Teil eines Umfangs des optischen Elements (110) verteilt angeordnet werden und/oder – der Nutzbereich (110.1) insbesondere im Wesentlichen rechteckig ausgebildet wird und die Deformationseinheiten (112.1) entlang zweier gegenüberliegender Seiten des Nutzbereichs (110.1), insbesondere entlang zweier längerer Seiten des Nutzbereichs (110.1), verteilt, insbesondere im Wesentlichen gleichmäßig verteilt, angeordnet werden und/oder – die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) insbesondere 2 bis 70 beträgt, wobei der Nutzbereich (110.1) insbesondere eine längere Abmessung und eine kürzere Abmessung aufweist und die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) entlang der längeren Abmessung vorzugsweise 10 bis 70 beträgt, weiter vorzugsweise 20 bis 40 beträgt, und/oder die Mehrzahl von zu deformierenden Zielbereichen (110.2) entlang der kürzeren Abmessung vorzugsweise 2 bis 15 beträgt, weiter vorzugsweise 4 bis 10 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei – das wenigstens eine Referenzelement (113.1) eine Mehrzahl von im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3)en ausbildet, von denen jeweils ein Referenzabschnitt (113.3) jeweils einer der Sensoreinheiten (113.4) zugeordnet wird, und/oder – wenigstens zwei Referenzelement (113.1)e vorgesehen werden, wobei jedes Referenzelement (113.1) eine Mehrzahl von im Betrieb der optischen Abbildungseinrichtung genutzten Referenzabschnitt (113.3)en ausbildet, von denen jeweils ein Referenzabschnitt (113.3) jeweils einer der Sensoreinheiten (113.4) zugeordnet wird, und/oder – der Nutzbereich (110.1) im Wesentlichen rechteckig ausgebildet wird und zwei Referenzelement (113.1)e vorgesehen werden, welche zwei gegenüberliegenden Seiten des Nutzbereichs (110.1) zugeordnet werden.
Optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem – eine Beleuchtungseinrichtung (102) ein Projektionsmuster mit Nutzlicht beleuchtet und – eine Projektionseinrichtung (103) das Projektionsmuster auf ein Substrat (105.1) projiziert, wobei – ein optisches Element (110) der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Projektionseinrichtung mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 33 abgestützt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 34, wobei – in einem Mehrfachstrukturierungsmodus zumindest die Beleuchtungseinrichtung in einem ersten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer ersten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat und in einem zweiten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer zweiten Abbildung eines Projektionsmusters auf dem Substrat angesteuert wird, und – die Deformationseinrichtung (112) in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung (113) zur Einstellung einer vorgebbaren Deformation des optischen Elements (110) angesteuert wird, wobei die vorgebbare Deformation des optischen Elements (110) zumindest einen Beitrag zum Erreichen einer vorgebbaren Position und/oder Orientierung der zweiten Abbildung gegenüber der ersten Abbildung bewirkt, wobei – in dem Mehrfachstrukturierungsmodus insbesondere zumindest die Beleuchtungseinrichtung in wenigstens einem dritten Belichtungsschritt zur Erzeugung einer dritten Abbildung des Projektionsmusters auf dem Substrat angesteuert wird und die Deformationseinrichtung (112) in Abhängigkeit von Signalen der Erfassungseinrichtung (113) zur Einstellung einer vorgebbaren weiteren Deformation des optischen Elements (110) angesteuert wird, wobei die vorgebbare weitere Deformation zumindest einen Beitrag zum Erreichen einer vorgebbaren weiteren Position und/oder Orientierung der dritten Abbildung bezüglich der ersten Abbildung und der zweiten Abbildung bewirkt.