DE102020212743A1

DE102020212743A1 - Adaptives optisches Element für die Mikrolithographie

Info

Publication number: DE102020212743A1
Application number: DE102020212743.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Manger; Markus Raab
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2022-04-14
Also published as: WO2022074023A1; JP2023544176A; US20230229091A1

Abstract

Ein adaptives optisches Element (30-5; 130-2) für die Mikrolithographie umfasst mindestens einem Manipulator (36) zur Veränderung der Form einer optischen Oberfläche (32) des optischen Elements. Der Manipulator umfasst ein dielektrisches Medium (48), welches mittels eines elektrischen Feldes deformierbar ist, Arbeitselektroden (50) zum Erzeugen des elektrischen Feldes im dielektrischen Medium, sowie eine der Temperaturmessung dienende Messelektrode (52), welche in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium angeordnet ist und einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein adaptives optisches Element für die Mikrolithographie mit mindestens einem Manipulator zur Veränderung der Form einer optischen Oberfläche des optischen Elements sowie eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit mindestens einem derartigen adaptiven optischen Element.
Zur Gewährleistung einer möglichst präzisen Abbildung der Maskenstrukturen auf den Wafer wird ein Projektionsobjektiv mit möglichst geringen Wellenfrontaberrationen benötigt. Projektionsobjektive werden daher mit Manipulatoren ausgestattet, die es ermöglichen, Wellenfrontfehler durch Zustandsveränderung einzelner optischer Elemente des Projektionsobjektivs zu korrigieren. Beispiele für eine derartige Zustandsveränderung umfassen: eine Lageänderung in einem oder mehreren der sechs Starrkörperfreiheitsgrade des betreffenden optischen Elements und eine Deformation des optischen Elements. Zu letzterer Zustandsveränderung wird das optische Element in der Regel in Gestalt des vorstehend erwähnten adaptiven optischen Elements ausgeführt. Dieses kann zur Aktuierung der optischen Oberfläche piezoelektrische bzw. elektrostriktive Manipulatoren aufweisen. Die Funktionsweise derartiger Manipulatoren beruht auf der Deformation eines dielektrischen Mediums durch das Anlegen eines elektrischen Feldes. Üblicherweise wird zur Bestimmung der gewünschten Zustandsveränderung die Aberrationscharakteristik des Projektionsobjektivs regelmäßig vermessen und gegebenenfalls werden Änderungen in der Aberrationscharakteristik zwischen den einzelnen Messungen durch Simulation bestimmt. So können beispielsweise Linsenaufheizungseffekte rechnerisch berücksichtigt werden.
Probleme bereiten bei der Verwendung von piezoelektrischen bzw. elektrostriktiven adaptiven optischen Elementen oft, dass im Aktuatormaterial auftretende Temperaturvariationen zu erheblichen Ungenauigkeiten in den vom adaptiven optischen Element durchgeführten Oberflächenformkorrekturen führen.
Zugrunde liegende Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein adaptives optisches Element der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere eine Oberflächenformkorrektur des adaptiven optischen Elements mit verbesserter Genauigkeit erfolgen kann.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorgenannte Aufgabe kann erfindungsgemäß beispielsweise gelöst werden mit einem adaptiven optischen Element für die Mikrolithographie mit mindestens einem Manipulator zur Veränderung der Form einer optischen Oberfläche des optischen Elements, wobei der Manipulator umfasst: ein dielektrisches Medium, welches mittels eines elektrischen Feldes deformierbar ist, Arbeitselektroden zum Erzeugen des elektrischen Feldes im dielektrischen Medium, sowie eine der Temperaturmessung dienende Messelektrode, welche in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium angeordnet ist und einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist.
Unter einer Anordnung der Messelektrode in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium ist zu verstehen, dass die Messelektrode und das dielektrische Medium unmittelbar aneinander angrenzen. Das heißt, zwischen der Messelektrode und dem dielektrischen Medium ist kein weiteres Medium, wie etwa eine Klebstoffschicht, angeordnet. So kann die Messelektrode etwa in das dielektrische Medium eingebettet sein, sodass diese vollständig vom dielektrischen Medium umgeben ist. Alternativ kann die Messelektrode auch an einer Oberfläche des dielektrischen Mediums angeordnet sein.
Die Messelektrode kann insbesondere aus einem edlen Metall, z.B. als PlatinElektrode konfiguriert sein. Beispiele für geeignete Platin-Elektroden sind PT100 bzw. PT1000. Insbesondere umfasst das adaptive optische Element eine Auswerteeinrichtung zur Umsetzung des an der Messelektrode gemessenen Widerstandswertes in einen Temperaturwert.
Die Anordnung der Messelektrode im unmittelbaren Verbund mit dem dielektrischen Medium ermöglicht eine sehr präzise Messung der Temperatur des dielektrischen Mediums, zumindest jedenfalls der Temperatur in einem an die Messelektrode angrenzenden Bereich des dielektrischen Mediums. Bei einer nicht im unmittelbaren Verbund erfolgenden Anordnung, wie etwa einem Aufkleben der Messelektrode ist eine derart präzise Temperaturmessung nicht möglich. Das Messergebnis der Temperatur des dielektrischen Mediums kann bei der Ansteuerung des Manipulators berücksichtigt bzw. verwendet werden, um die Temperatur zu korrigieren. Damit kann die Längenausdehnung des Manipulators genauer gesteuert werden, wodurch wiederum die Oberflächenformkorrektur des adaptiven optischen Elements mit verbesserter Genauigkeit erfolgen kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Messelektrode über mindestens eine Fläche von 1 mm², insbesondere mindestens 5 mm² oder mindestens 10 mm², in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messelektrode von mindestens zwei Seiten in unmittelbarem Verbund vom dielektrischen Medium umgeben. Insbesondere ist die Messelektrode in Richtung des von den Arbeitselektroden erzeugten elektrischen Feldes vom dielektrischen Medium umgeben, d.h. an den Seiten der Messelektrode, die sich quer zum elektrischen Feld erstrecken. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messelektrode komplett in das dielektrische Medium eingebettet, d.h. von allen Seiten mit Ausnahme von Zuleitungen, vom dielektrischen Medium umgeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messelektrode auf eine Oberfläche des dielektrischen Mediums aufgedruckt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messelektrode linienförmig mit einer Vielzahl an Biegungen ausgebildet. Insbesondere kann die Messelektrode in Gestalt eines Drahtes ausgebildet sein, welcher eine Vielzahl an Biegungen aufweist. Insbesondere sind die Biegungen so ausgebildet, dass die Messelektrode eine mäanderförmige Gestalt aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Messelektrode eine flächige Form mit einem Länge-zu-Breite-Verhältnis von mindestens 2:1, insbesondere mindestens 3:1, mindestens 5:1 oder mindestens 10:1, auf. Die flächige Form kann dabei rechteckförmig, oval oder andersartig konfiguriert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Arbeitselektroden in Gestalt eines Stapels von mindestens drei Elektroden angeordnet und die Messelektrode ist außerhalb des Stapels angeordnet. Mit anderen Worten ist die Messelektrode außerhalb eines aktiven Volumens des dielektrischen Mediums, in welchem im Manipulatorbetrieb eine Längenausdehnung erfolgt, angeordnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Messelektrode zwischen zwei Arbeitselektroden, d.h. innerhalb des Stapels an Arbeitselektroden, angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das dielektrische Medium einstückig ausgebildet. Unter einem einstückigen dielektrischen Medium wird ein zusammenhängendes und fugenloses monolithisches dielektrisches Medium verstanden, d.h. ggf. vorhandene Verbindungen zwischen verschiedenen Volumenabschnitten des dielektrischen Mediums sind fugenlos. Unter einer fugenlosen Verbindung wird beispielsweise eine Verbindung verstanden, welche durch Sintern erzeugt wurde, nicht jedoch eine durch Kleben erzeugte Verbindung. Das heißt, einzelne Volumenbereiche des dielektrischen Mediums lassen sich nicht voneinander trennen ohne die Materialstruktur im Trennbereich zu verändern bzw. zu zerstören.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das adaptive optische Element weiterhin eine elektrische Schaltung, womit der elektrische Widerstand der Messelektrode messbar ist. Unter einer elektrischen Schaltung ist der Zusammenschluss von elektrischen bzw. elektromechanischen Einzelelementen, wie etwa einer Stromquelle, Widerständen und Messgeräten etc., zu verstehen. Dabei müssen jedoch nicht alle der genannten Einzelelemente in der elektrischen Schaltung enthalten sein, insbesondere können auch andere elektrische Einzelelemente zum Einsatz kommen. Insbesondere kann die elektrische Schaltung eine Zweileiterschaltung oder eine Vierleiterschaltung zur Widerstandsmessung an der Messelektrode umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Schaltung weiterhin zur Messung einer Impedanz zwischen der Messelektrode und einer der Arbeitselektroden konfiguriert. Insbesondere erfolgt die Messung der Impedanz zwischen der Messelektrode und einer geerdeten Arbeitselektrode. Vorzugsweise handelt es sich dabei um die der Messelektrode nächstgelegene Arbeitselektrode. Insbesondere erfolgt mittels der Impedanzmessung zumindest die Messung eines kapazitativen Widerstands zwischen der Messelektrode und der genannten Arbeitselektrode. Der kapazitative Widerstand entspricht dem Imaginärteil der Impedanz.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die elektrische Schaltung mindestens einen Schalter zum Umschalten zwischen der Widerstandmessung und der Impedanzmessung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die elektrische Schaltung eine frequenzregelbare Wechselspannungsquelle, welche dazu verschaltet ist, dass mittels einer niedrigen Wechselspannungsfrequenz die Widerstandsmessung und mittels einer hohen Wechselspannungsfrequenz die Impedanzmessung durchführbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, welche zur Bestimmung eines Dehnungszustandes des im Bereich der Messelektrode angeordneten dielektrischen Mediums aus einer Abhängigkeit der Impedanz von der Amplitude einer zur Impedanzmessung an die Messelektrode angelegten Wechselspannung dient. Insbesondere erfolgt die Bestimmung des Dehnungszustandes aus dem mittels der Impedanzmessung ermittelten kapazitativen Widerstand.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das adaptive optische Element mehrere Manipulatoren der genannten Art mit jeweils einer Messelektrode, wobei die Messelektroden in Reihenschaltung an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind. Insbesondere ist an jeder der Messelektroden ein Spannungsmessgerät zur Messung der daran abfallenden Spannung angeschlossen. Damit kann die Anzahl der benötigten Verdrahtungen bzw. Kabel zur Widerstandsmessung an den Messelektroden verringert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die optische Oberfläche zur Reflexion von EUV-Strahlung konfiguriert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die optische Oberfläche zur Reflexion von DUV-Strahlung, beispielsweise einer Wellenlänge von etwa 365 nm, etwa 248 nm, oder etwa 193 nm, konfiguriert.
Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit mindestens einem adaptiven optischen Element in einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten bereitgestellt. Insbesondere ist das adaptive optische Element Teil eines Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage.
Die vorstehend beschriebenen und andere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.
Figurenliste
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:

1 eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem adaptiven optischen Element,
2 eine erste Ausführungsform des adaptiven optischen Elements in einem Ausgangszustand sowie einem Korrekturzustand,
3 eine weitere Ausführungsform des adaptiven optischen Elements in einem Ausgangszustand sowie einem Korrekturzustand,
4 ein Diagramm, welches für einen Manipulator des adaptiven optischen Elements eine Dehnung S in Abhängigkeit eines angelegten elektrischen Feldes E für unterschiedliche Temperaturen ϑ veranschaulicht,
5 ein Diagramm, welches für den Manipulator des adaptiven optischen Elements eine Dehnung S in Abhängigkeit der Temperatur ϑ veranschaulicht,
6 eine erste Ausführungsform eines Manipulators des adaptiven optischen Elements gemäß 2 oder 3 mit einer Messelektrode sowie einer damit verbundenen elektrischen Schaltung,
7 eine Schnittansicht der Messelektrode gemäß 6 entlang der Linie A-A' in drei verschiedenen Ausführungsformen,
8 eine weitere Ausführungsform eines Manipulators des adaptiven optischen Elements gemäß 2 oder 3 mit einer Messelektrode sowie einer damit verbundenen elektrischen Schaltung,
9 eine weitere Ausführungsform eines Manipulators des adaptiven optischen Elements gemäß 2 oder 3 mit einer Messelektrode sowie einer damit verbundenen elektrischen Schaltung,
10 eine weitere Ausführungsform eines Manipulators des adaptiven optischen Elements gemäß 2 oder 3 mit einer Messelektrode sowie einer damit verbundenen elektrischen Schaltung,
11 eine Ausführungsform des adaptiven optischen optischen Elements gemäß 2 oder 3 mit mehreren in Reihe angeordneten Manipulatoren sowie einer mit den Manipulatoren verbundenen elektrischen Schaltung, sowie
12 eine weitere Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem adaptiven optischen Element.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die y-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein, die x-Richtung nach rechts und die z-Richtung nach oben.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 10 für die Mikrolithographie. Die vorliegende Ausführungsform ist zum Betrieb im EUV-Wellenlängenbereich, d.h. mit elektromagnetischer Strahlung einer Wellenlänge von kleiner als 100 nm, insbesondere einer Wellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm ausgelegt. Aufgrund dieser Betriebswellenlänge sind alle optischen Elemente als Spiegel ausgeführt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Projektionsbelichtungsanlagen im EUV-Wellenlängenbereich begrenzt. Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen sind beispielsweise auf Betriebswellenlängen im UV-Bereich, wie beispielsweise 365 nm, 248 nm oder 193 nm ausgelegt. In diesem Fall sind zumindest einige der optischen Elemente als herkömmliche Transmissionslinsen konfiguriert. Eine Projektionsbelichtungsanlage, welche zum Betrieb im DUV-Wellenlängenbereich konfiguriert ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
Die Projektionsbelichtungsanlage 10 gemäß 1 umfasst eine Belichtungsstrahlungsquelle 12 zur Erzeugung von Belichtungsstrahlung 14. Im vorliegenden Fall ist die Belichtungsstrahlungsquelle 12 als EUV-Quelle ausgeführt und kann beispielsweise eine Plasmastrahlungsquelle umfassen. Die Belichtungsstrahlung 14 durchläuft zunächst eine Beleuchtungsoptik 16 und wird von dieser auf eine Photomaske 18 gelenkt.
Die Photomaske 18 weist Maskenstrukturen zur Abbildung auf ein Substrat 24 auf und ist auf einer Maskenverschiebebühne 20 verschiebbar gelagert. Das Substrat 24 ist auf einer Substratverschiebebühne 26 verschiebbar gelagert. Die Photomaske 18 kann, wie in 1 dargestellt, als Reflexionsmaske ausgeführt sein oder alternativ, insbesondere für die UV-Lithographie, auch als Transmissionsmaske konfiguriert sein. Die Belichtungsstrahlung 14 wird in der Ausführungsform gemäß 1 an der Photomaske 18 reflektiert und durchläuft daraufhin ein Projektionsobjektiv 22, welches dazu konfiguriert ist, die Maskenstrukturen auf das Substrat 24 abzubilden. Das Substrat 24 ist auf einer Substratverschiebebühne 26 verschiebbar gelagert. Die Projektionsbelichtungsanlage 10 kann als sogenannter Scanner oder als sogenannter Stepper ausgeführt sein. Die Belichtungsstrahlung 14 wird innerhalb der Beleuchtungsoptik 16 sowie des Projektionsobjektivs 22 mittels einer Vielzahl von optischen Elementen, vorliegend in Gestalt von Spiegeln, geführt.
Die Beleuchtungsoptik 16 umfasst in der dargestellten Ausführungsform vier optische Elemente 30-1, 30-2, 30-3 und 30-4 in Gestalt von reflektiven optischen Elementen bzw. Spiegeln. Das Projektionsobjektiv 22 umfasst ebenfalls vier optische Elemente 30-5, 30-6, 30-7 und 30-8 ebenfalls in Gestalt von reflektiven Elementen bzw. Spiegeln. Die optischen Elemente 30-1 bis 30-8 sind zum Führen der Belichtungsstrahlung 14 in einem Belichtungsstrahlengang 28 der Projektionsbelichtungsanlage 10 angeordnet.
Das optische Element 30-5 ist in der gezeigten Ausführungsform als adaptives optisches Element konfiguriert, welches eine aktive optische Oberfläche 32 in Gestalt seiner Spiegeloberfläche aufweist, deren Form zur Korrektur lokaler Formfehler aktiv verändert werden kann. In weiteren Ausführungsformen kann auch ein anderes oder mehrere der optischen Elemente 30-1, 30-2, 30-3, 30-4, 30-5, 30-6, 30-7 und 30-8 jeweils als adaptives optisches Element konfiguriert sein.
Weiterhin können eines oder mehrere der optischen Elemente 30-1, 30-2, 30-3, 30-4, 30-5, 30-6, 30-7 und 30-8 der Projektionsbelichtungsanlage 10 beweglich gelagert sein. Dazu ist jedem der beweglich gelagerten optischen Elemente ein jeweiliger Starrkörper-Manipulator zugeordnet. Die Starrkörper-Manipulatoren ermöglichen beispielsweise jeweils eine Verkippung und/oder eine Verschiebung der zugeordneten optischen Elemente im Wesentlichen parallel zur Ebene, in der die jeweilige reflektierende Oberfläche der optischen Elemente liegt. Damit kann die Position eines oder mehrerer der optischen Elemente zur Korrektur von Abbildungsfehlern der Projektionsbelichtungsanlage 10 verändert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Projektionsbelichtungsanlage 10 eine Steuerungseinrichtung 40 zur Erzeugung von Steuersignalen 42 für die vorgesehenen Manipulationseinheiten, wie die vorstehend genannten Starrkörper-Manipulatoren, eines oder mehrerer adaptiver optischer Elemente und/oder ggf. weitere Manipulatoren. In 1 ist beispielhaft die Übermittlung eines Steuersignals 42 an das adaptive optische Element 30-5 veranschaulicht. Die Steuerungseinrichtung 40 ermittelt gemäß einer Ausführungsform zur Aberrationskorrektur des Projektionsobjektivs 22 die Steuersignale 42 auf Grundlage von mittels einer Wellenfrontmesseinrichtung 44 gemessenen Wellenfrontabweichungen 46 des Projektionsobjektivs 22 mittels eines Feedforward-Steuerungsalgorithmus.
Das adaptive optische Element 30-5 ist in einer ersten Ausführungsform in 2 veranschaulicht. Die Darstellung im oberen Abschnitt von 2 zeigt das adaptive optische Element 30-5 in einem Ausgangszustand, bei der die Form der optischen Oberfläche 32 eine Ausgangsform, hier eine ebene Form, aufweist. Die Darstellung im unteren Abschnitt von 2 zeigt das adaptive optische Element 30-5 in einem Korrekturzustand, bei der die Form der optischen Oberfläche 32 eine veränderte Form, hier eine konvex gewölbte Form aufweist.
Das adaptive optische Element 30-5 umfasst ein Stützelement 34 in Gestalt einer Rückplatte sowie ein Spiegelelement 38, dessen Oberseite die aktive optische Oberfläche 32 bildet und der Reflexion der Belichtungsstrahlung 14 dient. Entlang der Unterseite des Spiegelelements 38 sind eine Vielzahl an Manipulatoren 36, auch Aktuatoren genannt, angeordnet. Dabei sind diese vorzugsweise sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung, d.h. in zweidimensionaler Anordnung entlang der Unterseite des Spiegelelements 38 positioniert. Die Manipulatoren 36, von denen in 2 aus Gründen der Leserlichkeit lediglich einige mit einem Bezugszeichen versehen sind, verbinden das Stützelement 34 mit dem Spiegelelement 38. Die Manipulatoren 36 sind dazu konfiguriert, bei Aktuierung entlang ihrer Längsrichtung ihre Ausdehnung zu verändern. In der Ausführungsform gemäß 2 sind die Manipulatoren 36 quer bzw. senkrecht zur optischen Oberfläche 32 aktuierbar. Dabei werden die Manipulatoren jeweils einzeln angesteuert und können damit unabhängig voneinander aktuiert werden.
In dem im unteren Abschnitt von 2 gezeigten Korrekturzustand sind zentral angeordnete Manipulatoren 36 durch Aktuierung in ihrer Länge vergrößert, sodass sich die konvex gewölbte Form für die optische Oberfläche 32 ergibt.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform des adaptiven optischen Elements 30-5 veranschaulicht. Analog zu 2 zeigt die Darstellung im oberen Abschnitt von 3 das adaptive optische Element 30-5 in einem Ausgangszustand, bei der die Form der optischen Oberfläche 32 eine ebene Form als Ausgangsform aufweist. Die Darstellung im unteren Abschnitt von 3 zeigt das adaptive optische Element 30-5 in einem Korrekturzustand, bei der die Form der optischen Oberfläche 32 eine konvex gewölbte und damit eine geänderte Form aufweist.
Das adaptive optische Element 30-5 gemäß 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 2 dahingehend, dass die Manipulatoren 36 nicht quer, sondern parallel zur optischen Oberfläche 32 an der Unterseite des Spiegelelements 38, angeordnet sind und die Manipulatoren 36 nicht von einem parallel zum Spiegelelement 38 angeordneten starren Stützelement getragen werden. Das heißt, die Manipulatoren 36 sind nicht quer zur optischen Oberfläche 32, wie in 2, sondern parallel zur optischen Oberfläche 32 deformierbar. Diese Manipulatoren 36 werden daher auch als Transversal-Manipulatoren bezeichnet. Durch oberflächenparallele Dehnung bzw. Kontraktion der einzelnen Manipulatoren 36 wird ein Biegemoment in das Spiegelelement 38 eingeleitet, was zu einer Verformung dessen führt, wie im unteren Abschnitt von 3 veranschaulicht.
Durch Ansteuerung jedes einzelnen Manipulators 36 ist es sowohl in der Ausführungsform gemäß 2 als auch in der Ausführungsform gemäß 3 möglich, gezielt Profile des Spiegelelements 38 einzustellen und somit das optische System, insbesondere das Projektionsobjektiv 22 oder die Beleuchtungsoptik 16, der Projektionsbelichtungsanlage 10 bestmöglich zu korrigieren.
Gemäß einer zeichnerisch nicht gezeigten Ausführungsvariante des adaptiven optischen Elements 30-5 gemäß 3 sind die als Transversal-Manipulatoren konfiguierten Manipulatoren 36 in eine oder mehrere monolithische Kacheln eingebettet.
Die Manipulatoren 36 des adaptiven optischen Elements 30-5 umfassen jeweils ein dielektrisches Medium 48 (siehe z.B. 6), welches durch Anlagen eines elektrischen Feldes deformierbar ist. Dabei kann es sich um ein piezoelektrisches Material oder ein elektrostriktives Material handeln. Beim piezoelektrischen Material beruht die Deformation auf dem piezoelektrischen Effekt, beim elektrostriktiven Material auf dem elektrostriktiven Effekt. Unter dem elektrostriktiven Effekt wird in diesem Text der Anteil einer Deformation eines dielektrischen Mediums in Abhängigkeit eines angelegten elektrischen Feldes verstanden, bei dem die Deformation unabhängig von der Richtung des angelegten Feldes und insbesondere proportional zum Quadrat des elektrischen Feldes ist. Im Gegensatz dazu wird die lineare Antwort der Deformation auf das elektrische Feld als piezoelektrischer Effekt bezeichnet.
Die Dehnung S der Manipulatoren 36 bzw. Aktuatoren in Abhängigkeit des angelegten elektrischen Feldes E ist jedoch sehr temperaturabhängig. Dieser Effekt ist in 4 anhand eines schematischen S-E-Diagramms eines mit elektrostriktivem Material gefertigen Manipulators 36 für unterschiedliche Temperaturen ϑ (ϑ₃ > ϑ₂ > ϑ₁) veranschaulicht.
Wie in 5 veranschaulicht, dehnt sich das dielektrische Medium des Weiteren signifikant bei Änderung der Tempertatur ϑ gegenüber der Nominaltemperatur ϑ₀ aufgrund seines thermalen Ausdehnungskoeffizienten, auch CTE bezeichnet („Coefficient of Thermal Expansion“), aus.
In 6 wird eine erste Ausführungsform eines im adaptiven optischen Element 30-5 gemäß 2 oder 3 enthaltenen Manipulators 36 veranschaulicht. Dieser Manipulator 36 umfasst das bereits vorstehend erwähnte dielektrische Medium 48, welches an der Rückseite des Spiegelelement 38 anliegt, Arbeitselektroden 50, eine Messelektrode 52, eine an die Messelektrode 52 angeschlossene elektrische Schaltung 54 sowie eine über eine Verdrahtung 56 an die Arbeitselektroden 50 angeschlossene Spannungsquelle 58, deren Spannungswert einstellbar ist. Das dielektrische Medium 48 ist einstückig in Gestalt eines Keramikteils ausgeführt, wobei die Arbeitselektroden 50 darin eingebettet bzw. integriert sind. Das einstückige dielektrische Medium 48 ist ein zusammenhängendes und fugenloses monolithisches dielektrisches Medium und wird beispielsweise durch Sintern erzeugt.
Mit anderen Worten sind die Arbeitselektroden 50 im Verbund mit dem einstückigen dielektrischen Medium 48 angeordnet. Die Arbeitselektroden 50 sind im dielektrischen Medium 48 in Form eines Elektroden-Stapels 51 enthalten. In der gezeigten Ausführungsform enthält der Elektroden-Stapel 51 acht übereinander angeordnete plattenförmige Arbeitselektroden 50. Der gesamte Bereich des dielektrischen Mediums 48, welcher zwischen Elektroden 50 angeordnet ist, wird als aktives Volumen 48a des dielektrischen Mediums 48 bezeichnet. Das aktive Volumen 48a ist in 6 als weiße Fläche dargestellt. Der außerhalb des Elektroden-Stapels angeordnete Bereich des dielektrischen Mediums 48 ist in 6 quer-schraffiert ausgeführt und wird entsprechend als inaktives Volumen 48b bezeichnet. In der gezeigten Ausführungsform umschließt das inaktive Volumen 48b das aktive Volumen 48a vollständig.
Die Verdrahtung 56 der Arbeitselektroden 50 verbindet diese alternierend mit einer elektrischen Erdung 60 sowie einem Pol der einstellbaren Spannungsquelle 58, wobei der andere Pol der Spannungsquelle ebenfalls mit der Erdung 60 verbunden ist. Damit alterniert das zwischen jeweils zwei benachbarten Arbeitselektroden 50 erzeugte elektrische Feld ebenfalls. Da das dielektrische Medium 48 im vorliegenden Fall ein elektrostriktives Material ist, ist die vom elektrischen Feld bewirkte Ausdehnung des dielektrischen Mediums 48 unabhängig von der Richtung des elektrischen Feldes, d.h. die Änderung der Ausdehnung in z-Richtung der zwischen den Elektroden 50 angeordneten Lagen des dielektrischen Mediums 48 erfolgt gleichgerichtet. Damit ändert sich bei Anlegen einer von der Spannungsquelle 58 erzeugten Steuerspannung U die Längenausdehnung Δz des aktiven Volumens 48a des dielektrischen Mediums 48 in z-Richtung. Der Betrag der Längenausdehnungsänderung ist abhängig von der von der Spannungsquelle 58 erzeugten Steuerspannung, gemäß einer Ausführungsform ist dieser Wert proportional zu dem Wert der Steuerspannung.
Die Messelektrode 52 dient der Temperaturmessung und besteht dazu im vorliegenden Fall aus Platin, insbesondere PT100 oder PT1000, womit die Messelektrode 52 einen hochgradig temperaturabhängigen elektrischen Widerstand aufweist. Die Messelektrode 52 ist im dielektrischen Medium 48 angeordnet und dazu im inaktiven Volumen 48b, und zwar zwischen dem Spiegelelement 38 und der obersten Arbeitselektrode 50, in das dielektrische Medium 48 eingebettet, sodass diese mindestens von oben und unten, d.h. von zwei Seiten, im vorliegenden Fall sogar vollständig, vom dielektrischen Medium 48 umgeben ist. Insbesondere kann die Messelektrode in der Mitte des inaktiven Volumens 48b angeordnet sein. In jedem Fall ist damit die Messelektrode 52 in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium 48 angeordnet. Darunter ist zu verstehen, dass die Messelektrode 52 und das dielektrische Medium 48 unmittelbar aneinander angrenzen. In einer alternativen Ausführungsform der Anordnung der Messelektrode 52 im unmittelbaren Verbund mit dem dielektrischen Medium 48, kann die Messelektrode 52 auch auf die an das Spiegelelement 38 angrenzende Oberfläche 49 des dielektrischen Mediums 48 aufgedruckt sein.
Wie aus 6 hervorgeht, ist die Messelektrode 52 in Schnittansicht, d.h. in der x-z-Ebene, linienförmig konfiguriert. 7 zeigt drei unterschiedliche Ausführungsformen 52-1, 52-2 und 52-3 der Messelektrode 52 in Draufsicht, d.h. in der x-y-Ebene entlang des Schnittes A-A' gemäß 6. Sowohl in der linken als auch der rechten Darstellung von 7 ist die Messelektrode 52-1 bzw. 52-3 als flächige Form konfiguriert. In der links dargestellten Ausführungsform 52-1 ist die Form ein Rechteck mit einem Länge-zu-Breite-Verhältnis von etwa 4:1 und in der rechts dargestellten Ausführungsform 52-3 ein Oval mit einem Länge-zu-Breite-Verhältnis von etwa 2,5:1. In der Ausführungsform 52-2, welche in der Mitte von 7 dargestellt ist, ist die Messelektrode linienförmig in Gestalt eines Drahtes mit einer Vielzahl an Biegungen ausgebildet. Die Messelektrode 52-2 weist damit eine mäanderförmige Gestalt auf. Durch die drahtartige Ausgestaltung weist die Messelektrode 52-2 einen vergleichsweise hohen Widerstand auf, sodass eine zur Widerstandmessung notwendige Stromstärke möglichst gering gehalten werden kann. Die Messelektroden 52-1, 52-2 bzw. 52-3 weisen jeweils in der x-y-Ebene eine Fläche von 1 mm² auf, damit sind sie über mindestens diese Fläche in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium 48 angeordnet.
Die elektrische Schaltung 54, an der die Messelektrode 52 angeschlossen ist, umfasst in der Ausführungsform gemäß 6 eine Verdrahtung 62 sowie eine Widerstandsmesseinrichtung 64. Die Widerstandsmesseinrichtung 64 umfasst eine Gleichstromquelle 66 sowie ein Spannungsmessgerät 68, welche mittels der Verdrahtung 62 parallel zueinander an der Messelektrode 52 angeschlossen sind. Diese Verdrahtung 62 dient der Ausführung einer Vierleiter-Messung des elektrischen Widerstands R der Messelektrode 52. Dabei wird die Messelektrode 52 mittels der Gleichstromquelle 66 mit einer bekannten elektrischen Stromstärke beaufschlagt. Die an der Messelektrode 52 abfallende Spannung wird hochohmig abgegriffen und mit dem Spannungsmessgerät 68 gemessen. In dieser Anordnung wird eine Verfälschung der Messung durch Leitungs- und Anschlusswiderstände vermieden.
Der von der Widerstandsmesseinrichtung 64 ermittelte Widerstandswert 70 wird von einer Auswerteeinrichtung 72 in einen aktuellen Temperaturwert 74, auch Ist-Temperatur T_i bezeichnet, umgerechnet. Die Ist-Temperatur T_i wird daraufhin an eine Steuereinheit 76 zur Steuerung der an die Arbeitselektroden 60 angeschlossenen Spannungsquelle 58 weitergegeben. Die Steuereinheit 76 ist dazu konfiguriert, der einstellbaren Spannungsquelle 58 den von dieser zu erzeugenden aktuellen Spannungswert U (Bezugszeichen 78) vorzugeben. Dazu wird der Steuereinheit 76 als Teil des in 1 gezeigten Steuersignals 42 einen Sollausdehnungswert Δz_s (Bezugszeichen 80) des Manipulators 36 in z-Richtung übermittelt. In der dargestellten Ausführungsform berücksichtigt die Steuereinheit 76 bei der Ermittlung des Spannungswertes 78 den Einfluss der gemessenen Ist-Temperatur T_i auf die Ausdehnung des dielektrischen Mediums 48 in z-Richtung und passt den an die Spannungsquelle 58 weitergegebenen Spannungswert 78 entsprechend an. Gemäß weiterer Ausführungsformen kann die Steuereinheit 76 alternativ oder zusätzlich dazu konfiguriert sein, ein Steuersignal für eine Heiz- oder Kühleinrichtung zu erzeugen, womit die Temperatur im dielektrischen Medium 48 angepasst bzw. konstant gehalten wird.
In 8 wird eine weitere Ausführungsform eines Manipulators 36 gemäß einer der 2 und 3 veranschaulicht. Die Ausführungsform gemäß 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 6 lediglich in der Konfiguration der an die Messelektrode 52 angeschlossenen elektrischen Schaltung 54. Diese ist anstatt zur Ausführung einer Vierleiter-Messung zur Durchführung einer Zweileiter-Messung ausgebildet. Dazu umfasst die elektrische Schaltung 54 als Widerstandsmesseinrichtung 64 ein in verschiedenen Ausführungsformen erhältliches Widerstandsmessgerät. Dieses ist direkt an die Messelektrode 52 angeschlossen, enthält üblicherweise eine Gleichstromquelle und kann beispielsweise weiterhin eine Wheatston'sche Brücke umfassen.
In 9 wird eine weitere Ausführungsform eines Manipulators 36 gemäß einer der 2 und 3 veranschaulicht. Die Ausführungsform gemäß 9 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 6 dahingehend, dass die elektrische Schaltung 54 zusätzlich zur Widerstandsmessung an der Messelektrode 52 auch zur Messung einer komplexen Impedanz Z (Bezugszeichen 82) zwischen der Messelektrode 52 und der obersten Arbeitselektrode 50, d.h. der unmittelbar zur Messelektrode 52 benachbarten Arbeitselektrode 50 konfiguriert ist.
Zur Umschaltung zwischen der Widerstandsmessung und der Impedanzmessung weist die elektrische Schaltung 54 zwei Schalter S1 und S2 (Bezugszeichen 84) auf. Ist der Schalter S1 geschlossen und der Schalter S2 geöffnet, so ergibt sich die Verdrahtung 62 der Messelektrode 52 gemäß 6 zur Widerstandsmessung. Wird hingegen Schalter S1 geöffnet und Schalter S2 geschlossen, so wird eine Impedanzmesseinrichtung 86 aktiviert. In diesem Schaltzustand ist der obere Ausgang der Impedanzmesseinrichtung 86 mit der Messelektrode 52 verbunden. Der untere Ausgang der Impedanzmesseinrichtung 86 ist, wie die oberste Arbeitselektrode 50, mit der elektrischen Erdung 60 verbunden.
Die Impedanzmesseinrichtung 86 umfasst eine Wechselspannungsquelle 88 zum Anlegen einer Wechselspannung an die Messelektrode 52, ein Stromstärkemessgerät 69 sowie weitere elektrische Bauteile, wie beispielsweise einen Operationsverstärker 90 und einen Widerstand 92. Die Wechselspannungsquelle 88 ist dazu konfiguriert, die Amplitude û (Bezugszeichen 94) der erzeugten Wechselspannung während des Messvorgangs zeitlich zu variieren. Die Impedanzmesseinrichtung 86 ermittelt für verschiedene Amplituden 94 anhand der mittels des Stromstärkemessgeräts 69 gemessenen Stromstärke die Impedanz 82 und gibt diese an eine Auswerteeinrichtung 96 weiter. Die Auswerteeinrichtung 96 ermittelt aus dem funktionalen Zusammenhang zwischen der Amplitude 94 der Wechselspannung und dem sich aus dem Imaginärteil der Impedanz 82 ergebenden kapazitativen Widerstands des dielektrischen Mediums 48 (inaktives Volumen 48b) zwischen der Messelektrode 52 und der obersten Arbeitselektrode 50 einen aktuellen Dehnungszustand D_i (Bezugszeichen 98) des dielektrischen Mediums 48 im inaktiven Volumen 48b. Mit anderen Worten bestimmt die Auswerteeinrichtung 96 den Dehnungszustand 98 aus der Abhängigkeit der Impedanz 82 von der Amplitude 94.
Der Dehnungszustand 98 wird neben dem mittels der Widerstandsmesseinrichtung 64 ermittelten Temperaturwert 74 an die Steuereinheit 76 weitergegeben. Die Steuereinheit 76 berücksichtigt bei der Bestimmung des Spannungswertes 78 neben dem bereits in der Ausführungsform gemäß 6 verarbeiteten Temperaturwert 74 auch den Dehnungszustand 98. Die Kenntnis des Dehnungszustandes 98 ermöglicht es der Steuereinheit 76 besser auf die aktuell vorliegende Manipulatorausdehnung rückzuschließen und damit den Spannungswert 78 mit einer besseren Genauigkeit zu ermitteln, sodass der Sollausdehnungswert 80 anhand des Spannungswertes 78 hochgenau erreicht werden kann.
In 10 wird eine weitere Ausführungsform eines Manipulators 36 gemäß einer der 2 und 3 veranschaulicht. Die Ausführungsform gemäß 10 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 9 dahingehend, dass die Widerstandsmessung und die Impedanzmessung in einer kombinierten Widerstands-/Impedanzmesseinrichtung 87 erfolgt, wobei ein Ende der Messelektrode 52 mit der elektrischen Erdung 60 und das andere Ende der Messelektrode 52 mit der Messeinrichtung 87 verbunden ist. Die Messeinrichtung 87 umfasst, wie die Messeinrichtung 86 gemäß 9, das Stromstärkemessgerät 69, die elektrischen Bauteile 90 und 92 zum Messen der Impedanz 82 sowie die Wechselspannungsquelle 88, welche in der vorliegenden Ausführungsform frequenzregelbar ist und zumindest mit einer niedrigen Frequenz f₁ und einer hohen Frequenz f₂ betrieben werden kann.
Zur Ermittlung des aktuellen Widerstandswerts 70 wird die Wechselspannungsquelle 88 mit der niedrigen Frequenz f₁, welche beispielsweise einen Wert von etwa 0 Hz bis 100 Hz aufweist, betrieben. Die Frequenz f₁ ist derart niedrig gewählt, dass durch Messung der die Messelektrode 52 durchlaufenden Stromstärke mittels des Stromstärkemessgeräts 69 der Widerstand 70 der Messelektrode 52 gemessen werden kann. Der gemessene Widerstand, wird wie in der Ausführungsform gemäß 9 mittels der Auswerteeinrichtung 72 in einen aktuellen Temperaturwert 74 umgewandelt und an die Steuereinheit 76 übermittelt.
Zur Ermittlung der Impedanz 82 wird die Wechselspannungsquelle 88 mit der hohen Frequenz f₂, welche beispielsweise einen Wert von etwa 100 Hz bis 1 MHz aufweist, betrieben. Der Wert der Frequenz f₂ ist derart gewählt, dass damit analog zur Funktionsweise der Impedanzmesseinrichtung 86 gemäß 9 die komplexe Impedanz 82 zwischen der Messelektrode 52 und der obersten Arbeitselektrode für unterschiedliche Wechselspannungsamplituden 94 gemessen werden kann. Die jeweilige Wechselspannungsamplitude 94 und die damit gemessene Impedanz 82 wird, wie in der Ausführungsform gemäß 9 an die Auswerteeinrichtung 96 übermittelt, welche daraus den Dehnungszustand 98 ermittelt und diesen an die Steuereinheit 76 übermittelt.
11 veranschaulicht eine Ausführungsform des adaptiven optischen Elements 30-5 gemäß einer der 2 und 3 mit mehreren nebeneinander, d.h. in Reihe, angeordneten Manipulatoren 36. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind in 11 lediglich die Manipulatoren 36 des entsprechenden adaptiven optischen Elements 30-5 dargestellt. Die elektrische Schaltung 54 verbindet die Messelektroden 52 der Manipulatoren in Reihe und umfasst eine an die Reihenschaltung der Messelektroden 52 angeschlossene Gleichstromquelle 66 der in 6 gezeigten Art zur Erzeugung derselben Stromstärke in jeder der Messelektroden 52. Weiterhin ist an jede der Messelektroden 52 ein Spannungsmessgerät 68 der in 6 gezeigten Art zur Messung der an der betreffenden Messelektrode 52 abfallenden Spannung angeschlossen.
12 zeigt eine schematische Ansicht einer zum Betrieb im DUV-Wellenlängenbereich konfigurierten Projektionsbelichtungsanlage 110, welche eine Beleuchtungsoptik in Gestalt eines Strahlformungs- und Beleuchtungssystems 116 und ein Projektionsobjektiv 122 umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge der in der Projektionsbelichtungsanlage 110 genutzten Belichtungsstrahlung 114 zwischen 100 nm und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 116 und das Projektionsobjektiv 122 können in einem Vakuumgehäuse angeordnet und/oder von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein.
Die DUV-Projektionsbelichtungsanlage 110 weist eine DUV-Belichtungsstrahlungsquelle 112 auf. Dazu kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Belichtungsstrahlung 114 im DUV-Bereich bei beispielsweise etwa 193 nm emittiert.
Das in 12 dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 116 leitet die Belichtungsstrahlung 114 auf eine Photomaske 118. Die Photomaske 118 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 116 und 122 angeordnet sein. Die Photomaske 118 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionsobjektivs 122 verkleinert auf ein Substrat 124 in Gestalt eines Wafers oder dergleichen abgebildet wird. Das Substrat 124 ist auf einer Substratverschiebebühne 126 verschiebbar gelagert.
Das Projektionsobjektiv 122 weist mehrere optische Elemente 130 in Gestalt von Linsen und/oder Spiegeln zur Abbildung der Photomaske 118 auf das Substrat 124 auf. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die optischen Elemente 130 Linsen 130-1, 130-4 und 130-5, den Spiegel 130-3 sowie den als adaptives optisches Element 130-3 ausgeführten weiteren Spiegel. Dabei können einzelne Linsen und/oder Spiegel des Projektionsobjektivs 122 symmetrisch zu einer optischen Achse 123 des Projektionsobjektivs 122 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen und Spiegel der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 110 nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen und/oder Spiegel vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 130-5 und dem Substrat 124 kann durch ein flüssiges Medium 131 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium 131 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das Medium 131 kann auch als Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden.
In der in 12 gezeigten Ausführungsform ist der als adaptives optisches Element 130-2 konfigurierte Spiegel dazu ausgebildet, dass die Form seiner Spiegeloberfläche 132 zur Korrektur lokaler Formfehler aktiv verändert werden kann. Die Spiegeloberfläche wird daher auch als aktive optische Spiegeloberfläche 132 bezeichnet. Dabei ist das adaptive optische Element 130-2 analog zum vorstehend unter Bezugnahme auf die 1, 2, 3 und 11 beschriebenen adaptiven optischen Element 30-5 konfiguriert. Sämtliche vorstehend bezüglich des adaptiven optischen Elements 30-5 gemachten Ausführungen lassen sich somit auf das adaptive optische Element 130-2 übertragen.
Analog zur Projektionsbelichtungsanlage 10 gemäß 1 wird das adaptive optische Element 130-2 durch Steuersignale 42 gesteuert, welche auf Grundlage von mittels einer Wellenfrontmesseinrichtung 44 gemessenen Wellenfrontabweichungen 46 des Projektionsobjektivs 122 von einer Steuerungseinrichtung 40 ermittelt werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist in 12 hier nur eine Aktuator-Einrichtung gezeigt, es versteht sich jedoch, dass vorzugsweise eine Vielzahl an Aktuator-Einrichtungen vorhanden ist, von denen jede individuell steuer- und/oder regelbar ist.
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.
Bezugszeichenliste

10: Projektionsbelichtungsanlage
12: Belichtungsstrahlungsquelle
14: Belichtungsstrahlung
16: Beleuchtungsoptik
18: Photomaske
20: Maskenverschiebebühne
22: Projektionsobjektiv
24: Substrat
26: Substratverschiebebühne
28: Belichtungsstrahlengang
30-1, 30-2, 30-3, 30-4 30-6, 30-7, 30-8: optische Elemente
30-5: adaptives optisches Element
32: aktive optische Oberfläche
34: Stützelement
36: Manipulator
38: Spiegelelement
40: Steuerungseinrichtung
42: Steuersignal
44: Wellenfrontmesseinrichtung
46: Wellenfrontabweichung
48: dielektrisches Medium
48a: aktives Volumen
48b: inaktives Volumen
49: Oberfläche
50: Arbeitselektrode
51: Elektroden-Stapel
52: Messelektrode
54: elektrische Schaltung
56: Verdrahtung der Arbeitselektroden
58: einstellbare Spannungsquelle der Arbeitselektroden
60: elektrische Erdung
62: Verdrahtung der Messelektrode
64: Widerstandsmesseinrichtung
66: Gleichstromquelle
68: Spannungsmessgerät
69: Stromstärkemessgerät
70: Widerstandswert
72: Auswerteeinrichtung
74: Temperaturwert
76: Steuereinheit
78: Spannungswert
80: Sollausdehnungswert
82: Impedanz
84: Schalter
86: Impedanzmesseinrichtung
87: kombinierte Widerstands-/Impedanzmesseinrichtung
88: Wechselspannungsquelle
90: Operationsverstärker
92: Widerstand
94: Wechselspannungsamplitude
96: Auswerteeinrichtung
98: Dehnungszustand
110: Projektionsbelichtungsanlage
112: Belichtungsstrahlungsquelle
114: Belichtungsstrahlung
116: Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
118: Photomaske
122: Projektionsobjektiv
123: optische Achse
124: Substrat
126: Substratverschiebebühne
130: optisches Element
130-1, 130-4, 130-5: Linse
130-2: adaptives optisches Element
130-3: Spiegel
131: flüssiges Medium
132: aktive optische Spiegeloberfläche

Claims

Adaptives optisches Element (30-5; 130-2) für die Mikrolithographie mit mindestens einem Manipulator (36) zur Veränderung der Form einer optischen Oberfläche (32) des optischen Elements, wobei der Manipulator umfasst: - ein dielektrisches Medium (48), welches mittels eines elektrischen Feldes deform ierbar ist, - Arbeitselektroden (50) zum Erzeugen des elektrischen Feldes im dielektrischen Medium, sowie - eine der Temperaturmessung dienende Messelektrode (52), welche in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium angeordnet ist und einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist.
Adaptives optisches Element nach Anspruch 1, bei dem die Messelektrode (52) über mindestens eine Fläche von 1 mm² in unmittelbarem Verbund mit dem dielektrischen Medium (48) angeordnet ist.
Adaptives optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Messelektrode (52) von mindestens zwei Seiten in unmittelbarem Verbund vom dielektrischen Medium (48) umgeben ist.
Adaptives optisches Element nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Messelektrode (52) auf eine Oberfläche (49) des dielektrischen Mediums (48) aufgedruckt ist.
Adaptives optisches Element nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Messelektrode (52-2) linienförmig mit einer Vielzahl an Biegungen ausgebildet ist.
Adaptives optisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Messelektrode (52-1, 52-3) eine flächige Form mit einem Länge-zu-Breite-Verhältnis von mindestens 2:1 aufweist.
Adaptives optisches Element nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Arbeitselektroden (50) in Gestalt eines Stapels (51) von mindestens drei Elektroden angeordnet sind und die Messelektrode (52) außerhalb des Stapels angeordnet ist.
Adaptives optisches Element nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das dielektrische Medium (48) einstückig ausgebildet ist.
Adaptives optisches Element nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welches weiterhin eine elektrische Schaltung (54) umfasst, womit der elektrische Widerstand der Messelektrode messbar ist.
Adaptives optisches Element nach Anspruch 9, bei dem die elektrische Schaltung (54) weiterhin zur Messung einer Impedanz (82) zwischen der Messelektrode (52) und einer der Arbeitselektroden (50) konfiguriert ist.
Adaptives optisches Element nach Anspruch 10, bei dem die die elektrische Schaltung (54) mindestens einen Schalter (84) zum Umschalten zwischen der Widerstandmessung und der Impedanzmessung aufweist.
Adaptives optisches Element nach Anspruch 10, bei dem die elektrische Schaltung eine frequenzregelbare Wechselspannungsquelle (88) umfasst, welche dazu verschaltet ist, dass mittels einer niedrigen Wechselspannungsfrequenz die Widerstandsmessung und mittels einer hohen Wechselspannungsfrequenz die Impedanzmessung durchführbar ist.
Adaptives optisches Element nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiterhin mit einer Auswerteeinrichtung (96) zur Bestimmung eines Dehnungszustandes (98) des im Bereich der Messelektrode (52) angeordneten dielektrischen Mediums (48) aus einer Abhängigkeit der Impedanz (82) von der Amplitude (94) einer zur Impedanzmessung an die Messelektrode angelegten Wechselspannung.
Adaptives optisches Element nach einem der Ansprüche 9 bis 13, welches mehrere Manipulatoren (36) der genannten Art mit jeweils einer Messelektrode (52), wobei die Messelektroden in Reihenschaltung an eine Gleichstromquelle (66) angeschlossen sind.
Adaptives optisches Element nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die optische Oberfläche (32) zur Reflexion von EUV-Strahlung konfiguriert ist.
Adaptives optisches Element nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die optische Oberfläche (32) zur Reflexion von DUV-Strahlung konfiguriert ist.
Projektionsbelichtungsanlage (10; 110) für die Mikrolithographie mit mindestens einem adaptiven optischen Element (30-5; 130-2) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche.