DE102022205227A1 - Optical device, method for determining an actual deformation, method for setting a target deformation and lithography system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Optikvorrichtung (1), insbesondere für ein Lithografiesystem (100,200), umfassend:- ein optisches Element (2) mit einer optischen Oberfläche (3), und- einen oder mehrere Aktuatoren (4) für eine Deformation des optischen Elements (2), und- eine Rückenplatte (5) zur Abstützung des wenigstens einen Aktuators (4), wobei der wenigstens eine Aktuator (4) zwischen dem optischen Element (2) und der Rückenplatte (5) angeordnet ist, wobei- eine Deformationsmesseinrichtung (6) zur Ermittlung der Deformation der optischen Oberfläche (3) aufweisend wenigstens eine Messeinheit (7) vorgesehen ist, wobei- die Rückenplatte (5) eine geringere Steifigkeit aufweist als das zu deformierende optische Element (2), und- die Deformationsmesseinrichtung (6) eingerichtet ist, eine Deformation der Rückenplatte (5) und/oder des wenigstens einen Aktuators (4) zu messen.The invention relates to an optical device (1), in particular for a lithography system (100, 200), comprising: - an optical element (2) with an optical surface (3), and - one or more actuators (4) for a deformation of the optical element ( 2), and- a back plate (5) for supporting the at least one actuator (4), wherein the at least one actuator (4) is arranged between the optical element (2) and the back plate (5), wherein- a deformation measuring device (6 ) is provided for determining the deformation of the optical surface (3) having at least one measuring unit (7), wherein - the back plate (5) has a lower rigidity than the optical element (2) to be deformed, and - the deformation measuring device (6) set up is to measure a deformation of the back plate (5) and/or the at least one actuator (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Optikvorrichtung, insbesondere für ein Lithografiesystem, umfassend ein optisches Element mit einer optischen Oberfläche, und einen oder mehrere Aktuatoren für eine Deformation des optischen Elements, und eine Rückenplatte zur Abstützung des wenigstens einen Aktuators, wobei der wenigstens eine Aktuator zwischen dem optischen Element und der Rückenplatte angeordnet ist.The invention relates to an optical device, in particular for a lithography system, comprising an optical element with an optical surface, and one or more actuators for a deformation of the optical element, and a back plate for supporting the at least one actuator, the at least one actuator between the optical Element and the back plate is arranged.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ermittlung einer Ist-Deformation einer optischen Oberfläche eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements eines Lithografiesystems.The invention also relates to a method for determining an actual deformation of an optical surface of an optical element, in particular an optical element of a lithography system.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Einstellung einer Soll-Deformation einer optischen Oberfläche eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements eines Lithografiesystems.The invention also relates to a method for setting a target deformation of an optical surface of an optical element, in particular an optical element of a lithography system.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist.The invention also relates to a lithography system, in particular a projection exposure system for semiconductor lithography, having an illumination system with a radiation source and an optical system which has at least one optical element.
Optische Elemente zur Führung und Formung einer Strahlung in Projektionsbelichtungsanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei den bekannten optischen Elementen führt und formt eine Oberfläche des optischen Elements die auf das optische Element einfallenden Lichtwellen. Eine genaue Kontrolle der Form der Oberfläche ist daher zur Ausbildung einer exakten Wellenfront mit gewünschten Eigenschaften von besonderem Vorteil.Optical elements for guiding and shaping radiation in projection exposure systems are known from the prior art. In the known optical elements, a surface of the optical element guides and shapes the light waves incident on the optical element. Precise control of the shape of the surface is therefore of particular advantage in order to form an exact wavefront with the desired properties.
Aus dem Stand der Technik sind Lithografiesysteme bekannt, welche ultraviolette Strahlung, insbesondere DUV (deep ultra-violet) und/oder EUV (extreme ultra-violet) Licht verwenden, um mikrolithografische Strukturen mit höchster Präzision herzustellen. Hierbei wird das Licht einer Strahlungsquelle über mehrere Spiegel zu einem zu belichtenden Wafer gelenkt. Eine Anordnung, eine Position sowie eine Form des Spiegels tragen hierbei entscheidend zu der Qualität der Belichtung bei.Lithography systems are known from the prior art which use ultraviolet radiation, in particular DUV (deep ultraviolet) and/or EUV (extreme ultraviolet) light, in order to produce microlithographic structures with the greatest precision. In this case, the light from a radiation source is directed via a number of mirrors to a wafer to be exposed. An arrangement, a position and a shape of the mirror make a decisive contribution to the quality of the exposure.
Um beispielsweise eine Anzahl von Transistoren auf einem Chip weiter zu erhöhen, ist es notwendig, bestehende Lithografiesysteme weiterzuentwickeln.For example, in order to further increase the number of transistors on a chip, it is necessary to further develop existing lithography systems.
Im Stand der Technik werden ferner verschiedene Systeme zur Aktuierung von deformierbaren Spiegeln beschrieben.Various systems for actuating deformable mirrors are also described in the prior art.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, optische Elemente in Optikvorrichtungen zu integrieren, welche Aktuatoren zur Krafterzeugung aufweisen, um die optische Oberfläche, welche mit den Lichtwellen interagiert, gezielt zu formen. Es ist zur Verbesserung der Lenkung und/oder Formung der Strahlung einer Strahlungsquelle bekannt, Aktuatoren an Spiegeln anzubringen, welche die Oberfläche der Spiegel mit möglichst vielen Freiheitsgraden, insbesondere mit dem Ziel der Schaffung einer Freiformfläche, formenIt is known from the prior art to integrate optical elements in optical devices which have actuators for generating force in order to specifically shape the optical surface which interacts with the light waves. To improve the steering and/or shaping of the radiation from a radiation source, it is known to attach actuators to mirrors, which shape the surface of the mirrors with as many degrees of freedom as possible, in particular with the aim of creating a free-form surface
Gemäß dem Stand der Technik wird eine Wirkung der Aktuatoren auf die optische Oberfläche, beispielsweise auf Basis einer Modellbildung vorhergesagt. Allerdings können in der Modellbildung nichtberücksichtigte Einflüsse die Vorhersagekraft des Modells schwächen.According to the prior art, an effect of the actuators on the optical surface is predicted, for example on the basis of modelling. However, influences not taken into account in the modeling can weaken the predictive power of the model.
Aus dem Stand der Technik bekannte Systeme zur Deformation von optischen Elementen nutzen eine Regelung zur Verformung der optischen Oberfläche und zur Einstellung einer Soll-Deformation. Hierzu wird mittels eines Sensors die Verformung erfasst und innerhalb einer Regelung als elektrisches Signal codiert auf die Aktuatoren gegeben. Im Rahmen von Lithografiesystemen ist es gemäß dem Stand der Technik nicht möglich, einen Sensor mit ausreichend hoher Messleistung mit in das Lithografiesystem bzw. das optische Element zu integrieren. Aus diesem Grund werden derartige Optikvorrichtungen zumindest während bestimmter Zeitfenster innerhalb einer offenen Steuerkette bzw. in einem Feed-Forward-Modus betrieben.Systems known from the prior art for the deformation of optical elements use a regulation for the deformation of the optical surface and for the setting of a target deformation. For this purpose, the deformation is detected by a sensor and sent to the actuators in a coded form as an electrical signal within a control system. In the context of lithography systems, it is not possible according to the prior art to integrate a sensor with a sufficiently high measurement performance into the lithography system or the optical element. For this reason, optical devices of this type are operated within an open control chain or in a feed-forward mode, at least during specific time windows.
Nachteilig an Optikvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist, dass es zur Erfüllung der stetig steigenden Anforderungen zur Erhöhung der Präzision entscheidend ist, die Soll-Deformation möglichst exakt einzuhalten, während die hierzu bekannten Maßnahmen zur exakten Einstellung der Soll-Deformation unzureichend sind, insbesondere, weil die Ist-Deformation nicht exakt genug feststellbar ist.A disadvantage of optical devices according to the prior art is that, in order to meet the constantly increasing requirements for increasing precision, it is crucial to adhere to the target deformation as precisely as possible, while the measures known for this purpose for the exact setting of the target deformation are inadequate, in particular because the actual deformation cannot be determined precisely enough.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Optikvorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise Formung bzw. eine präzise Einstellung einer Soll-Deformation einer optischen Oberfläche ermöglicht.The present invention is based on the object of creating an optical device which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enabling precise shaping or precise setting of a target deformation of an optical surface.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Optikvorrichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by an optical device having the features specified in
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung einer Ist-Deformation einer optischen Oberfläche zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise und zuverlässige Messung einer Ist-Deformation der optischen Oberfläche ermöglicht.The present invention is also based on the object of providing a method for determining an actual deformation of an optical surface, which has the disadvantages of the prior art Technology avoids, in particular, enables a precise and reliable measurement of an actual deformation of the optical surface.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 17 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved by a method having the features specified in
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung einer Soll-Deformation einer optischen Oberfläche zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine präzise und zuverlässige Formung bzw. eine präzise Einstellung einer Soll-Deformation der optischen Oberfläche ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a method for setting a target deformation of an optical surface which avoids the disadvantages of the prior art, in particular precise and reliable shaping or precise setting of a target deformation of the optical surface allows.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 24 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved by a method having the features specified in
Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere die Ausbildung präzise geformter Wellenfronten einer Strahlung ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a lithography system which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enabling the formation of precisely shaped wavefronts of a radiation.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 25 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a lithography system having the features specified in claim 25.
Die erfindungsgemäße Optikvorrichtung insbesondere für ein Lithografiesystem umfasst ein optisches Element mit einer optischen Oberfläche, und einen oder mehrere Aktuatoren für eine Deformation des optischen Elements, und eine Rückenplatte zur Abstützung des wenigstens einen Aktuators, wobei der wenigstens eine Aktuator zwischen dem optischen Element und der Rückenplatte angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist eine Deformationsmesseinrichtung zur Ermittlung der Deformation der optischen Oberfläche aufweisend wenigstens eine Messeinheit vorgesehen, wobei die Rückenplatte eine geringere Steifigkeit aufweist als das zu deformierende optische Element. Erfindungsgemäß ist die Deformationsmesseinrichtung eingerichtet, eine Deformation der Rückenplatte und/oder des wenigstens einen Aktuators zu messen.The optical device according to the invention, in particular for a lithography system, comprises an optical element with an optical surface, and one or more actuators for a deformation of the optical element, and a back plate for supporting the at least one actuator, the at least one actuator between the optical element and the back plate is arranged. According to the invention, a deformation measuring device for determining the deformation of the optical surface is provided, having at least one measuring unit, the back plate having a lower rigidity than the optical element to be deformed. According to the invention, the deformation measuring device is set up to measure a deformation of the back plate and/or of the at least one actuator.
Die erfindungsgemäße Optikvorrichtung hat den Vorteil, dass mittels der Deformationsmesseinrichtung eine messtechnische Ermittlung der tatsächlich vorliegenden Deformation der optischen Oberfläche ermöglicht wird. Dadurch, dass die Rückenplatte eine geringere Steifigkeit aufweist als das zu deformierende optische Element, können an verschiedenen Bauteilen der Optikvorrichtung im Vergleich zu der optischen Oberfläche verstärkte Deformationen auftreten, welche durch die Deformationsmesseinrichtung mit hoher Präzision erfasst werden können.The optical device according to the invention has the advantage that the deformation measuring device enables the actual deformation of the optical surface to be determined by measurement. Due to the fact that the back plate has a lower rigidity than the optical element to be deformed, increased deformations can occur on various components of the optical device compared to the optical surface, which can be detected with high precision by the deformation measuring device.
Hierdurch ist eine Steuerung der Sollform der optischen Oberfläche und ihre Einstellung durch den wenigstens einen Aktuator auf besonders zuverlässige Art und Weise möglich, da die Einstellung der Deformation der optischen Oberfläche über eine Feedback-Regelung durchgeführt werden kann.As a result, the desired shape of the optical surface can be controlled and adjusted by the at least one actuator in a particularly reliable manner, since the deformation of the optical surface can be adjusted via feedback control.
Das Merkmal, dass der wenigstens eine Aktuator zwischen dem optischen Element und der Rückenplatte angeordnet ist, umfasst sowohl Anordnungen, bei denen der wenigstens eine Aktuator direkt auf dem optischen Element und/oder der Rückenplatte angeordnet ist, als auch Anordnungen, bei denen zwischen dem wenigstens einen Aktuator und dem optischen Element und/oder der Rückenplatte noch weitere Zwischenelemente bzw. Zwischenlagen angeordnet sind.The feature that the at least one actuator is arranged between the optical element and the back plate includes both arrangements in which the at least one actuator is arranged directly on the optical element and / or the back plate, as well as arrangements in which between the at least further intermediate elements or intermediate layers are arranged in an actuator and the optical element and/or the back plate.
Die optische Oberfläche des optischen Elements ist vorzugsweise lichtreflektierend, vorzugsweise EUV-lichtreflektierend und/oder DUV-lichtreflektierend ausgebildet ist.The optical surface of the optical element is preferably light-reflecting, preferably EUV light-reflecting and/or DUV light-reflecting.
Ist die Oberfläche lichtreflektierend, insbesondere EUV-lichtreflektierend ausgebildet, so ermöglicht dies einen Einsatz der Optikvorrichtung als deformierbarer Spiegel. Das optische Element ist vorzugsweise ein Spiegel, insbesondere ein Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die optische Oberfläche transparent und als Teil einer deformierbaren Linse ausgebildet ist.If the surface is designed to be light-reflecting, in particular EUV light-reflecting, this enables the optical device to be used as a deformable mirror. The optical element is preferably a mirror, in particular a mirror of a projection exposure system. Alternatively or additionally, it can be provided that the optical surface is transparent and designed as part of a deformable lens.
Das optische Element kann des Weiteren eine Linse, insbesondere eine Linse einer DUV-Projektionsbelichtungsanlage, sein.Furthermore, the optical element can be a lens, in particular a lens of a DUV projection exposure system.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator als elektrostriktiver Aktuator ausgebildet ist. Eine Ausbildung als elektrostriktiver Aktuator hat hierbei den Vorteil, dass elektrostriktive Aktuatoren eine sehr geringe Driftneigung sowie eine geringe Hystereseneigung aufweisen.Provision can be made for the at least one actuator to be in the form of an electrostrictive actuator. A design as an electrostrictive actuator has the advantage that electrostrictive actuators have a very low tendency to drift and a low tendency to hysteresis.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator ein ferroelektrischer Aktuator, insbesondere ein Piezo-Aktuator ist.Provision can be made for the at least one actuator to be a ferroelectric actuator, in particular a piezo actuator.
Es kann vorgesehen sein, dass die Optikvorrichtung mehrere Aktuatoren für eine Deformation des optischen Oberfläche aufweist, wobei jeder einzelne der mehreren Aktuatoren vorzugsweise individuell ansteuerbar ist.It can be provided that the optical device has a plurality of actuators for a deformation of the optical surface, each of the plurality of actuators preferably being able to be controlled individually.
Durch eine Ansteuerung jedes einzelnen Aktuators ist es möglich, gezielt Profile der optischen Oberfläche und/oder des optischen Elements, insbesondere eines Spiegels einzustellen und somit die Optikvorrichtung bzw. das Lithografiesystem, in welche die Optikvorrichtung integriert ist, bestmöglich zu korrigieren und/oder gewünschte Wellenfrontmanipulationen durchzuführen.By controlling each individual actuator, it is possible to adjust profiles of the optical surface and/or the optical element, in particular a mirror, in a targeted manner and thus optimize the optical device or the lithography system into which the optical device is integrated in the best possible way correct and/or carry out desired wavefront manipulations.
Eine Deformation der Rückenplatte ist einer Messung durch die Deformationsmesseinrichtung vorteilhaft zugänglich, da die Rückenplatte aufgrund ihrer geringeren Steifheit eine stärkere Deformation erfährt, wenn mittels des wenigstens einen Aktuators das optische Element deformiert wird. Die Rückenplatte zeigt demnach, verglichen mit dem optischen Element, eine verstärkte Deformation und kann mithin als Deformationsverstärker wirken.A deformation of the back plate is advantageously accessible to a measurement by the deformation measuring device, since the back plate undergoes greater deformation due to its lower rigidity when the optical element is deformed by means of the at least one actuator. Accordingly, compared to the optical element, the back plate shows an increased deformation and can therefore act as a deformation intensifier.
Es kann vorgesehen sein, dass das optische Element ein Trägerelement aufweist, auf welchem die optische Oberfläche angeordnet und/oder ausgebildet ist.Provision can be made for the optical element to have a carrier element on which the optical surface is arranged and/or formed.
Es kann vorteilhaftweise vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator mit dem optischen Element, insbesondere dem Trägerelement, und/oder der Rückenplatte durch eine kraftübertragende Verbindung, insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung, verbunden ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator mit dem optischen Element, insbesondere dem Trägerelement, und/oder der Rückenplatte durch eine, vorzugsweise einen Klebstoff aufweisende, Verbindungsschicht verbunden ist.It can advantageously be provided that the at least one actuator is connected to the optical element, in particular the carrier element, and/or the back plate by a force-transmitting connection, in particular a material connection. In particular, it can be provided that the at least one actuator is connected to the optical element, in particular the carrier element, and/or the back plate by a connecting layer, preferably having an adhesive.
Es kann vorgesehen sein, dass die optische Oberfläche an dem Trägerelement, beispielsweise durch eine Beschichtung und/oder Strukturierung, ausgebildet ist.It can be provided that the optical surface is formed on the carrier element, for example by a coating and/or structuring.
Es kann vorgesehen sein, dass die optische Oberfläche ein Multilagensystem, insbesondere ein Molybdän-Silizium-Multilagensystem, aufweist.Provision can be made for the optical surface to have a multi-layer system, in particular a molybdenum-silicon multi-layer system.
Um eine Kraftübertragung zwischen dem wenigstens einen Aktuator und dem optischen Element, insbesondere dem Trägerelement des optischen Elements zu gewährleisten, können diese mit einer Verbindungsschicht verbunden werden. Dies hat den Vorteil, dass der wenigstens eine Aktuator und das optische Element getrennt hergestellt und erst bei einer Erstellung der Optikvorrichtung zusammengefügt werden können. Die Verbindungsschicht, welche den wenigstens einen Aktuator mit dem optischen Element verbindet, ist vorzugsweise aus einem Klebstoff ausgebildet oder weist einen Klebstoff auf. Die Verwendung eines Klebstoffes ermöglicht hierbei eine große Flexibilität bei der Assemblierung der Optikvorrichtung.In order to ensure a force transmission between the at least one actuator and the optical element, in particular the carrier element of the optical element, these can be connected with a connecting layer. This has the advantage that the at least one actuator and the optical element can be manufactured separately and can only be assembled when the optical device is produced. The connecting layer, which connects the at least one actuator to the optical element, is preferably formed from an adhesive or has an adhesive. In this case, the use of an adhesive enables great flexibility in the assembly of the optical device.
Vorzugsweise kann der wenigstens eine Aktuator an einer von der optischen Oberfläche abgewandten Rückseite des optischen Elements angeordnet sein.The at least one actuator can preferably be arranged on a rear side of the optical element which is remote from the optical surface.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator zur Deformation der optischen Oberfläche derart angeordnet ist, dass ein erster Wirkbereich, vorzugsweise ein erstes Ende des Aktuators auf das optische Element einwirkt und ein zweiter Wirkbereich, vorzugsweise ein zweites Ende des Aktuators auf die Rückenplatte einwirkt.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one actuator for deforming the optical surface is arranged in such a way that a first effective area, preferably a first end of the actuator, acts on the optical element and a second effective area, preferably a second end of the actuator acts on the back plate.
Ist der wenigstens eine Aktuator derart zwischen der Rückenplatte und dem optischen Element angeordnet, dass er auf der einen Seite auf das optische Element einwirkt und auf der anderen Seite auf die Rückenplatte einwirkt, so kann eine vorteilhaft hohe Kraft zur Deformation der optischen Oberfläche auf das optische Element ausgeübt werden.If the at least one actuator is arranged between the back plate and the optical element in such a way that it acts on the optical element on one side and on the back plate on the other side, an advantageously high force can be applied to deform the optical surface on the optical item to be exercised.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator derart angeordnet ist, dass seine Wirkungsrichtung bzw. Kraftrichtung wenigstens annähernd senkrecht zu der optischen Oberfläche bzw. dem optischen Element und/oder der Rückenplatte verläuft. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Kraftausübung und eine besonders vorteilhafte Deformationswirkung des wenigstens einen Aktuators.It can be provided that the at least one actuator is arranged in such a way that its direction of action or direction of force runs at least approximately perpendicular to the optical surface or the optical element and/or the back plate. This results in a particularly good exertion of force and a particularly advantageous deformation effect of the at least one actuator.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Optikvorrichtung ein flächennormal wirkender deformierbarer Spiegel ist.In particular, it can be provided that the optical device is a deformable mirror that acts normal to the surface.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das optische Element und die Rückenplatte derart ausgebildet sind, dass eine Auslenkung des Aktuators, um die optische Oberfläche zu deformieren, zu einer Deformation einer Oberfläche der Rückenplatte führt, die wenigstens dem doppelten, vorzugsweise wenigstens dem dreifachen, weiter bevorzugt wenigstens dem vierfachen, noch weiter bevorzugt wenigstens dem fünffachen, ganz besonders bevorzugt wenigstens dem sechsfachen, insbesondere wenigstens dem achtfachen der Deformation der optischen Oberfläche entspricht.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the optical element and the back plate are designed in such a way that a deflection of the actuator in order to deform the optical surface leads to a deformation of a surface of the back plate that is at least double, preferably corresponds to at least three times, more preferably at least four times, even more preferably at least five times, very preferably at least six times, in particular at least eight times the deformation of the optical surface.
Eine Abstimmung der mechanischen Eigenschaften der Rückenplatte auf diejenigen des optischen Elements hat den Vorteil, dass die Deformation der Rückenplatte, welche bei einem normalen Betrieb der Optikvorrichtung zu erwarten ist, derart gestaltet werden kann, dass die Deformation der Rückenplatte und/oder des wenigstens einen Aktuators ausreichend groß zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit sind und zugleich ausreichend klein sind, um eine Präzision der Optikvorrichtung nicht durch stark bewegliche und weit auslenkende bzw. stark deformierte Teile zu beeinträchtigen.Matching the mechanical properties of the back plate to those of the optical element has the advantage that the deformation of the back plate, which is to be expected during normal operation of the optical device, can be designed in such a way that the deformation of the back plate and/or the at least one actuator are large enough to achieve high measurement accuracy and at the same time are small enough so that the precision of the optical device is not impaired by parts that are highly mobile and widely deflecting or severely deformed.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Deformation der optischen Oberfläche und/oder der Rückenplatte eine Auslenkung und/oder eine Dehnung ist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the deformation of the optical surface and/or the back plate is a deflection and/or a stretching.
Eine Deformation der optischen Oberfläche und/oder der Rückenplatte kann sich beispielsweise in einer Auslenkung aus einer Ruhelage und/oder in einer Dehnung äußern.A deformation of the optical surface and/or the back plate can be expressed, for example, in a deflection from a rest position and/or in an elongation.
Je nachdem, wie sich die Deformation der Rückenplatte und/oder des optischen Elements äußert, können verschiedene Messtechniken angewandt werden.Depending on how the deformation of the back plate and/or the optical element manifests itself, different measurement techniques can be used.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Rückenplatte eine geringere Stärke aufweist als das optische Element, vorzugsweise eine Stärke aufweist, die weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, besonders bevorzugt weniger als ein Viertel der Stärke des optischen Elements entspricht.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the back plate has a lower thickness than the optical element, preferably has a thickness that is less than half, preferably less than a third, particularly preferably less than a quarter of the thickness of the optical element corresponds.
Weist die Rückenplatte eine geringere Stärke, das heißt eine geringere Dicke, auf als das optische Element, so lässt sich eine geringere Steifigkeit der Rückenplatte im Vergleich zu dem optischen Element auf besonders einfache Weise realisieren.If the back plate is less thick, that is to say less thick, than the optical element, then the back plate can be made less rigid than the optical element in a particularly simple manner.
Ferner wird durch eine geringere Dicke der Rückenplatte im Vergleich zu dem optischen Element eine bauraumeffiziente Ausbildung der Optikvorrichtung ermöglicht.Furthermore, a smaller thickness of the back plate compared to the optical element enables the optical device to be designed in a space-efficient manner.
Weist die Rückenplatte eine Stärke auf, die weniger als die Hälfte jedoch mehr als ein Fünftel der Stärke des optischen Elements entspricht, so lassen sich vorteilhafte Werte für eine Deformationsverstärkung der Rückenplatte im Vergleich zum optischen Element auf besonders zuverlässige Weise erreichen.If the back plate has a thickness that corresponds to less than half but more than one fifth of the thickness of the optical element, then advantageous values for a deformation amplification of the back plate compared to the optical element can be achieved in a particularly reliable manner.
Ferner haben sich die vorbeschriebenen Stärken bzw. Dicken der Rückenplatte im Vergleich zu dem optischen Element als günstig erwiesen, um der Rückenplatte diejenige Steifigkeit zu verleihen, welche sie zur mechanischen Abstützung der Aktuatoren bei ihrer Wirkung gegen das optische Element vorteilhafterweise aufweisen kann.Furthermore, the strengths or thicknesses of the back plate described above have proven to be favorable in comparison to the optical element in order to give the back plate that rigidity which it can advantageously have for mechanically supporting the actuators when they act against the optical element.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Rückenplatte und das optische Element aus dem gleichen, insbesondere demselben Material ausgebildet sind.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the back plate and the optical element are made of the same material, in particular the same material.
Eine Ausbildung der Rückenplatte und des optischen Elements aus einem identischen oder wenigstens annähernd gleichen Material hat den Vorteil, dass eine Einstellung der Steifigkeit der Rückenplatte im Vergleich zu dem optischen Element auf Grundlage geometrischer Überlegungen erleichtert wird.Forming the back plate and the optical element from an identical or at least approximately the same material has the advantage that it is easier to adjust the rigidity of the back plate compared to the optical element on the basis of geometric considerations.
Weiterhin vorteilhaft ist, dass bei einer Ausbildung der Rückenplatte und des optischen Elements aus einem identischen oder wenigstens annähernd gleichen Material eine homogene Erwärmung nicht zu einer lateralen Verspannung der Bauteile gegeneinander führt.It is also advantageous that when the back plate and the optical element are formed from an identical or at least approximately the same material, homogeneous heating does not lead to lateral tensioning of the components relative to one another.
Es kann vorgesehen sein, dass die Rückenplatte und/oder das optische Element wenigstens teilweise aus einem Borosilikatglas und/oder einem Aluminium und/oder einem Kupfer und/oder einem, vorzugsweise amorphen, Silizium und/oder einem Quarzglas und/oder einem Titanium-Silikatglas bzw. SiO2-TiO2-Glas ausgebildet sind.It can be provided that the back plate and/or the optical element is at least partially made of borosilicate glass and/or aluminum and/or copper and/or preferably amorphous silicon and/or quartz glass and/or titanium silicate glass or SiO 2 -TiO 2 glass are formed.
Vorzugsweise sind die Rückenplatte und das optische Element aus den vorgenannten Materialien ausgebildet.The back plate and the optical element are preferably formed from the aforementioned materials.
Es kann vorgesehen sein, dass, insbesondere zur Erzielung einer gewünschten Steifigkeit, die Rückenplatte streifenförmig und/oder netzartig ausgebildet ist.It can be provided that, in particular to achieve a desired rigidity, the back plate is designed in the form of strips and/or in the form of a net.
Es kann vorgesehen sein, dass die Rückenplatte zur Erzielung einer gewünschten Steifigkeit Stege und/oder innere Kavitäten aufweist.Provision can be made for the back plate to have webs and/or internal cavities in order to achieve a desired rigidity.
Somit ist eine geometrische Beeinflussung der Steifigkeit der Rückenplatte ebenfalls möglich.It is thus also possible to influence the rigidity of the back plate geometrically.
Es kann vorgesehen sein, dass, insbesondere zur Erzielung einer anisotropen Steifigkeit, die Rückenplatte streifenweise dünner und/oder dicker ausgebildet ist, so dass die Steifigkeit entlang der Streifen höher ist als quer zu den Streifen.It can be provided that, in particular to achieve anisotropic rigidity, the backing plate is made thinner and/or thicker in strips, so that the rigidity is higher along the strips than across the strips.
Es kann vorgesehen sein, dass, insbesondere zur Erreichung einer zuverlässigen Abstützungswirkung der Rückenplatte, die Rückenplatte in Regionen, welche bei einer Deformation der optischen Oberfläche mechanisch stark beansprucht sind, dicker ausgebildet ist als in solchen Regionen, die bei einer Deformation des optischen Elements weniger stark mechanisch beansprucht sind.It can be provided that, in particular to achieve a reliable supporting effect of the back plate, the back plate is made thicker in regions that are mechanically heavily stressed when the optical surface is deformed than in those regions that are less severely stressed when the optical element is deformed are mechanically stressed.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann auch vorgesehen sein, dass die Rückenplatte und das optische Element aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind, wobei vorzugsweise die Rückenplatte aus einem Material ausgebildet ist, welches eine geringere Steifigkeit aufweist als das Material aus dem das optische Element ausgebildet ist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can also be provided that the back plate and the optical element are made of different materials, with the back plate preferably being made of a material which has a low has greater rigidity than the material from which the optical element is formed.
Sind die Rückenplatte und das optische Element aus verschiedenen Materialien ausgebildet, so kann beispielsweise zur Ausbildung der Rückenplatte auf Materialien mit besonderen elastischen und/oder physikalischen Eigenschaften zurückgegriffen werden, die zu einer im Vergleich zu dem optischen Element stärkeren Deformation führen.If the back plate and the optical element are made of different materials, materials with special elastic and/or physical properties can be used to form the back plate, for example, which result in greater deformation than the optical element.
Ist die Rückenplatte aus einem weniger steifen Material ausgebildet als das optische Element, so kann beispielsweise eine Rückenplatte dicker ausgebildet sein als bei einer Ausbildungsform mit einem steiferen Material. Hierdurch kann ein Randfaserabstand vorteilhaft groß ausgebildet sein, um ein starkes Messignal durch eine hohe mechanische Signalverstärkung zu erzeugen.If the back plate is made of a less rigid material than the optical element, then, for example, a back plate can be made thicker than in an embodiment with a stiffer material. As a result, an edge fiber spacing can advantageously be large in order to generate a strong measurement signal through high mechanical signal amplification.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Steifigkeitsverringerung und/oder eine Deformationsüberhöhung durch eine konstruktive Gestaltung der Rückplatte, wie beispielsweise Kavitäten, vorzugsweise innere Kavitäten, eingestellt ist und/oder beeinflusst wird.It can be provided that a reduction in rigidity and/or an increase in deformation is set and/or influenced by a structural design of the back plate, such as cavities, preferably inner cavities.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit in und/oder an der Rückenplatte angeordnet ist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one measuring unit is arranged in and/or on the back plate.
Ist die wenigstens eine Messeinheit in oder an der Rückenplatte angeordnet, so kann eine Deformation, das heißt insbesondere eine Auslenkung oder eine Dehnung der Rückenplatte, besonders einfach bzw. direkt erfasst werden.If the at least one measuring unit is arranged in or on the back plate, a deformation, ie in particular a deflection or a stretching of the back plate, can be detected particularly easily and directly.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäße Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit in und/oder an dem wenigstens einen Aktuator angeordnet ist.In a further advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one measuring unit is arranged in and/or on the at least one actuator.
Ist die wenigstens eine Messeinheit in oder an dem wenigstens einen Aktuator angeordnet, so kann beispielsweise eine Auslenkung und/oder Dehnung des wenigstens einen Aktuators, die aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Rückenplatte vergrößert ist, auf besonders einfache und zuverlässige Weise gemessen werden.If the at least one measuring unit is arranged in or on the at least one actuator, a deflection and/or expansion of the at least one actuator, which is increased due to the configuration of the back plate according to the invention, can be measured in a particularly simple and reliable manner.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit von der Rückenplatte beabstandet an einem Referenzelement angeordnet ist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one measuring unit is arranged on a reference element at a distance from the back plate.
Ist die wenigstens eine Messeinheit an dem vorzugsweise ortsfesten Referenzelement angeordnet, so kann insbesondere eine Auslenkung der Rückenplatte aus einer Ruhelage relativ zu dem Referenzelement bzw. zu der wenigstens einen Messeinheit, auf besonders einfache Weise bestimmt werden.If the at least one measuring unit is arranged on the preferably stationary reference element, a deflection of the back plate from a rest position relative to the reference element or to the at least one measuring unit can be determined in a particularly simple manner.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit zwischen der Rückenplatte und dem optischen Element angeordnet ist.In a further advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one measuring unit is arranged between the back plate and the optical element.
Ist die wenigstens eine Messeinheit wie der wenigstens eine Aktuator zwischen der Rückenplatte und dem optischen Element, insbesondere dem Trägerelement, angeordnet, so kann die wenigstens eine Messeinheit den Wirkungsbereich des wenigstens einen Aktuators erfassen und den Abstand zwischen dem optischen Element und der Rückenplatte auf besonders einfache Weise messen.If the at least one measuring unit, like the at least one actuator, is arranged between the back plate and the optical element, in particular the carrier element, the at least one measuring unit can detect the effective range of the at least one actuator and the distance between the optical element and the back plate in a particularly simple manner measure way.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit zwischen der Rückenplatte und dem optischen Element und von dem wenigstens einen Aktuator beabstandet angeordnet ist. Hierdurch kann eine Beeinflussung der Messpräzision durch von dem wenigstens einen Aktuator ausgehenden Störquellen, wie beispielsweise Wärme und/oder elektrische Felder, vermieden werden.Provision can be made for the at least one measuring unit to be arranged between the back plate and the optical element and at a distance from the at least one actuator. As a result, the measurement precision can be prevented from being influenced by sources of interference, such as heat and/or electric fields, emanating from the at least one actuator.
Es kann vorgesehen sein, dass die Messeinheit über mehrere Bauteile und Bereiche der Optikvorrichtung verteilt angeordnet und/oder ausgebildet ist. Ferner kann eine Mischung verschiedenartig platzierter Messeinheiten vorgesehen sein.Provision can be made for the measuring unit to be arranged and/or designed to be distributed over a number of components and regions of the optical device. Furthermore, a mixture of measuring units placed in different ways can be provided.
Beispielsweise kann eine Messeinheit teilweise an der Rückenplatte und teilweise an dem wenigstens einen Aktuator angeordnet sein. Es können auch mehrere Messeinheiten vorgesehen sein, wobei wenigstens eine Messeinheit an der Rückenplatte und wenigstens eine Messeinheit an dem wenigstens einen Aktuator und wenigstens eine Messeinheit an dem optischen Element angeordnet ist.For example, a measuring unit can be arranged partly on the back plate and partly on the at least one actuator. Several measuring units can also be provided, with at least one measuring unit being arranged on the back plate and at least one measuring unit being arranged on the at least one actuator and at least one measuring unit being arranged on the optical element.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit wenigstens einen optischen Wellenleiter, vorzugsweise eine optische Faser, aufweist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one measuring unit has at least one optical waveguide, preferably an optical fiber.
Weist die wenigstens eine Messeinheit einen optischen Wellenleiter auf, so kann insbesondere eine Dehnung der Rückenplatte und/oder des wenigstens einen Aktuators besonders gut gemessen werden, da bei einer mechanischen Kopplung zwischen dem optischen Wellenleiter und der Rückenplatte und/oder dem Aktuator bei einer Deformation der Rückenplatte und/oder des Aktuators auch der optische Wellenleiter deformiert wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Deformation der optischen Oberfläche mit einem optisch erfassten Signal korreliert. Insbesondere kann sich eine optische Weglänge in dem optischen Wellenleiter verändern, was mittels geeigneter Messtechnik exakt messbar ist.If the at least one measuring unit has an optical waveguide, an expansion of the back plate and/or the at least one actuator can be measured particularly well, since a mechanical coupling between the optical waveguide and the back plate and/or the actuator causes a deformation of the back plate and/or the actuator the optical waveguide is also deformed. In this way it can be achieved that the deformation of the optical surface correlates with an optically detected signal. In particular, an optical path length in the optical waveguide can change, which can be measured exactly using suitable measurement technology.
Eine optische Faser stellt einen besonders zuverlässigen und einfachen Typ von optischen Wellenleitern dar.An optical fiber represents a particularly reliable and simple type of optical waveguide.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine optische Wellenleiter in die Rückenplatte und/oder den wenigstens einen Aktuator mittels eines Femtosekunden-Laser-Schreibens ausgebildet wird.Provision can be made for the at least one optical waveguide to be formed in the back plate and/or the at least one actuator by means of femtosecond laser writing.
Der Wellenleiter kann hierbei Bestandteil der Rückplatte und/oder des Aktuators sein und beispielsweise durch Einschreiben mit einem Femtosekunden-Laser erzeugt sein.In this case, the waveguide can be a component of the back plate and/or of the actuator and can be produced, for example, by writing with a femtosecond laser.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine optische Wellenleiter durch ein Femtosekunden-Laser-Schreiben in eine aus einem Silica-Glas und/oder einem Fused-Silica-Glas und/oder einem Titanium-Silikatglas bzw. SiO2-TiO2-Glas und/oder einem Borosilikatglas ausgebildeten Rückenplatte ausgebildet wird.In particular, it can be provided that the at least one optical waveguide is formed by femtosecond laser writing in a glass made of a silica glass and/or a fused silica glass and/or a titanium silicate glass or SiO 2 -TiO 2 glass and/or a back plate formed from borosilicate glass.
Es kann vorgesehen sein, dass die optische Faser in die Rückenplatte integriert ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die optische Faser in eine Nut in der Rückenplatte eingelegt und in dieser verklebt ist. Hierdurch wird eine besonders gute mechanische Kopplung zwischen der optischen Faser und der Rückenplatte erzielt.Provision can be made for the optical fiber to be integrated into the back plate. In particular, it can be provided that the optical fiber is placed in a groove in the back plate and glued in this. This achieves a particularly good mechanical coupling between the optical fiber and the backing plate.
Es kann vorteilhaftweise vorgesehen sein, dass die Messeinheit wenigstens teilweise in der optionalen Verbindungsschicht zwischen dem Aktuator und der Rückenplatte angeordnet, vorzugsweise eingelegt, ist.It can advantageously be provided that the measuring unit is at least partially arranged, preferably inserted, in the optional connection layer between the actuator and the back plate.
Eine wenigstens teilweise Anordnung der Messeinheit an der Verbindungsschicht hat den Vorteil, dass die Dehnungen und Verzerrungen sowohl des wenigstens einen Aktuators als auch des optischen Elements mittels der Messeinheit bzw. der Deformationsmesseinrichtung erfasst werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass für die Anordnung der Messeinheit keine Modifikationen an dem wenigstens einen Aktuator und/oder dem optischen Element und/oder der Rückenplatte vorgenommen werden müssen.An at least partial arrangement of the measuring unit on the connection layer has the advantage that the strains and distortions of both the at least one actuator and the optical element can be detected by means of the measuring unit or the deformation measuring device. A further advantage is that no modifications have to be made to the at least one actuator and/or the optical element and/or the back plate for the arrangement of the measuring unit.
Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung der Messeinheit in der Verbindungsschicht, wenn die Messeinheit in diese, vorzugsweise vollständig, eingelegt werden kann. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Messeinheit eine optische Faser mit einem Faser-Bragg-Gitter aufweist, während die Verbindungsschicht aus einem Klebstoff hergestellt ist. In diesem Fall kann die optische Faser mit dem Faser-Bragg-Gitter in die Verbindungsschicht eingelegt und vorzugsweise mit dem Klebstoff umgossen werden, so dass sich die Ausbildung der Verbindungsschicht durch den Klebstoff durch die optische Faser der Messeinheit nicht beeinträchtigt wird.An arrangement of the measuring unit in the connecting layer is particularly advantageous if the measuring unit can be inserted into this, preferably completely. This is the case, for example, when the measuring unit has an optical fiber with a fiber Bragg grating, while the connecting layer is made of an adhesive. In this case, the optical fiber with the fiber Bragg grating can be placed in the connection layer and preferably cast around with the adhesive, so that the formation of the connection layer is not impaired by the adhesive through the optical fiber of the measuring unit.
Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Messeinheit derart in der Verbindungsschicht angeordnet ist, dass eine mechanische Kopplung der Messeinheit mit dem wenigstens einen Aktuator und/oder dem optischen Element und/oder der Rückenplatte ermöglicht wird. Beispielsweise kann dies dadurch ermöglicht werden, dass bei einer Ausbildung der Verbindungsschicht durch einen Klebstoff, der Klebstoff auch die optische Faser der Messeinheit verklebt, wodurch sich eine mechanische Kopplung zwischen der Messeinheit, der Verbindungsschicht, der Rückenplatte und dem wenigstens einen Aktuator ergibt.It is particularly advantageous here if the measuring unit is arranged in the connecting layer in such a way that mechanical coupling of the measuring unit to the at least one actuator and/or the optical element and/or the back plate is made possible. For example, this can be made possible by the fact that when the connecting layer is formed by an adhesive, the adhesive also glues the optical fiber of the measuring unit, resulting in a mechanical coupling between the measuring unit, the connecting layer, the back plate and the at least one actuator.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Messeinheit in Teilen sowohl in der Rückenplatte als auch in dem wenigstens einen Aktuator als auch in der wenigstens einen Verbindungsschicht angeordnet ist.In particular, it can be provided that the measuring unit is arranged in parts both in the back plate and in the at least one actuator as well as in the at least one connection layer.
Weist der optische Wellenleiter ein Faser-Bragg-Gitter auf, so ist das optisch erfasste Signal, das mit der Deformation der optischen Oberfläche korreliert, beispielsweise eine reflektierte Frequenz des Faser-Bragg-Gitters.If the optical waveguide has a fiber Bragg grating, then the optically detected signal, which correlates with the deformation of the optical surface, is, for example, a reflected frequency of the fiber Bragg grating.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit wenigstens einen Abstandssensor, vorzugsweise ein Interferometer, aufweist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one measuring unit has at least one distance sensor, preferably an interferometer.
Vorzugsweise in dem Fall, in dem die wenigstens eine Messeinheit an dem Referenzelement und/oder zwischen dem optischen Element und der Rückenplatte angeordnet ist, ist ein Abstandssensor als Teil der wenigstens einen Messeinheit von Vorteil, da eine Messung der Auslenkung der Rückenplatte und/oder des wenigstens einen Aktuators aus einer Ruhelage hierdurch auf besonders einfache Weise messbar wird.Preferably in the case in which the at least one measuring unit is arranged on the reference element and/or between the optical element and the back plate, a distance sensor is advantageous as part of the at least one measuring unit, since a measurement of the deflection of the back plate and/or the at least one actuator from a rest position can thereby be measured in a particularly simple manner.
Interferometer stellen hierbei zuverlässige und genaue Abstandssensoren dar.Interferometers are reliable and accurate distance sensors.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Abstandssensor von der Rückenplatte derart beabstandet angeordnet ist, dass der Abstand zwischen dem Abstandssensor und der Rückenplatte bei einer im Wesentlichen, insbesondere durchschnittlichen, zu erwartenden Auslenkung der Rückenplatte einem bevorzugten Arbeitsabstand des Abstandssensors entspricht.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one distance sensor is arranged at a distance from the back plate in such a way that that the distance between the distance sensor and the back plate corresponds to a preferred working distance of the distance sensor in the case of a substantially, in particular average, expected deflection of the back plate.
Weist der Abstandssensor einen bevorzugten Arbeitsbereich, insbesondere einen Arbeitsbereich mit besonders hohem Auflösungsvermögen, auf, so ist es von Vorteil, wenn der wenigstens eine Abstandssensor von einem an der Rückenplatte angeordneten Zielbereich derart beabstandet angeordnet ist, dass der häufigste bzw. normalerweise in einem Betrieb der Optikvorrichtung zu erwartende Abstand zwischen dem Zielbereich und dem Abstandssensor, innerhalb des Arbeitsbereiches liegt.If the distance sensor has a preferred working area, in particular a working area with a particularly high resolution, it is advantageous if the at least one distance sensor is arranged at a distance from a target area arranged on the back plate in such a way that the most common or normally in an operation Optical device expected distance between the target area and the distance sensor, is within the working area.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Abstandssensoren zu den meisten im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage und/oder Optikvorrichtung eingenommenen Deformationen mit einer höchsten Präzision arbeiten.In this way it can be ensured that the distance sensors work with the greatest precision for most of the deformations that occur during the operation of a projection exposure system and/or optical device.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Wellenleiter ein oder mehrere Faser-Bragg-Gitter mit jeweiligen Gitterinterferenzspektren aufweist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one waveguide has one or more fiber Bragg gratings with respective grating interference spectra.
Faser-Bragg-Gitter eignen sich in besonderem Maße zur Feststellung von Dehnungen auch auf kleinsten Skalen.Fiber Bragg gratings are particularly suitable for determining strains, even on the smallest scales.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Wellenleiter, insbesondere die wenigstens eine optische Faser, mehrere Faser-Bragg-Gitter aufweist, vorzugsweise schlaufenförmig verläuft, und die Wirkungsbereiche mehrerer Aktuatoren passiert.Provision can be made for the at least one waveguide, in particular the at least one optical fiber, to have a plurality of fiber Bragg gratings, preferably running in a loop shape, and passing through the effective ranges of a plurality of actuators.
Durch einen schlaufenförmigen Verlauf der optischen Faser können mehrere Wirkungsbereiche mehrerer Aktuatoren durch eine einzelne optische Faser erfasst werden.By running the optical fiber in a loop, several effective areas of several actuators can be covered by a single optical fiber.
Hierzu ist es von Vorteil, wenn die optische Faser derart dimensioniert und eingerichtet ist, dass in einer Mehrheit, vorzugsweise jedem, der Wirkungsbereiche ein Faser-Bragg-Gitter zu liegen kommt. Durch einen schlaufenförmigen Verlauf können die zu vermessenden Wirkungsbereiche ohne eine Überkreuzung der optischen Faser mit sich selbst jeweils einzeln adressiert werden.To this end, it is advantageous if the optical fiber is dimensioned and set up in such a way that a fiber Bragg grating comes to lie in a majority, preferably in each, of the effective areas. Due to a loop-shaped course, the effective areas to be measured can each be addressed individually without the optical fiber crossing over itself.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mehrere Faser-Bragg-Gitter in ein und demselben Wirkungsbereich eines Aktuators angeordnet sind. Hierbei können die Faser-Bragg-Gitter beispielsweise unterschiedlich orientiert sein und/oder in verschiedenen Bereichen des Wirkungsbereichs angeordnet sein. Hierdurch lässt sich eine Deformation, insbesondere eine Dehnung, des Wirkungsbereichs im dreidimensionalen Raum besonders vorteilhaft präzise erfassen.Furthermore, it can be provided that several fiber Bragg gratings are arranged in one and the same effective range of an actuator. In this case, the fiber Bragg gratings can be oriented differently, for example, and/or can be arranged in different areas of the effective range. As a result, a deformation, in particular an expansion, of the effective area in three-dimensional space can be precisely detected in a particularly advantageous manner.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass sich die Wellenleiter, insbesondere auch in unterschiedlichen Ebenen, kreuzen.Provision can also be made for the waveguides to intersect, in particular also in different planes.
Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die optische Faser lediglich ein Faser-Bragg-Gitter aufweist, schlaufenförmig verläuft, und Wirkungsbereiche mehrerer Aktuatoren passiert.Alternatively, it can be provided that the optical fiber has only one fiber Bragg grating, runs in a loop and passes through the effective ranges of a number of actuators.
Es kann vorgesehen sein, dass die Wirkungsbereiche mit den an späterer Stelle erläuterten Messbereichen wenigstens teilweise überlappen oder mit diesen übereinstimmen.Provision can be made for the effective ranges to at least partially overlap with the measurement ranges explained later or to coincide with them.
Es kann vorteilhaftweise vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Wellenleiter mehrere Faser-Bragg-Gitter aufweist, wobei die Gitterinterferenzspektren der einzelnen Faser-Bragg-Gitter unterscheidbar ausgebildet sind.Provision can advantageously be made for the at least one waveguide to have a plurality of fiber Bragg gratings, with the grating interference spectra of the individual fiber Bragg gratings being designed to be distinguishable.
Ein rückreflektierter Spektralbereich und/oder ein Spektralbereich des Einschnitts in das Strahlungsspektrum eines einzelnen Faser-Bragg-Gitters und damit einer Dehnung eines individuellen Faser-Bragg-Gitters wird damit von den Dehnungen der anderen Wirkungsbereiche der anderen Faser-Bragg-Gitter des wenigstens einen Wellenleiters unterscheidbar. Hierdurch können mehrere Wirkungsbereiche synchron unter Auswertung lediglich eines Reflexions- und/oder Transmissionsspektrums überwacht werdenA back-reflected spectral range and/or a spectral range of the incision in the radiation spectrum of an individual fiber Bragg grating and thus an expansion of an individual fiber Bragg grating is thus separated from the expansions of the other effective ranges of the other fiber Bragg gratings of the at least one waveguide distinguishable. As a result, a number of effective areas can be monitored synchronously with the evaluation of only one reflection and/or transmission spectrum
Es kann vorteilhaftweise wenigstens eine Spektrometereinrichtung zur Bestimmung und/oder Charakterisierung der Gitterinterferenzspektren vorgesehen sein.At least one spectrometer device can advantageously be provided for determining and/or characterizing the grating interference spectra.
Mittels einer Spektrometereinrichtung kann das wenigstens eine Gitterrinterferenzspektrum in Gänze oder in Teilen untersucht werden.The at least one grating interference spectrum can be examined in whole or in part by means of a spectrometer device.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Faser-Bragg-Gitter vorhanden sind und die eingestrahlte Strahlung ein Spektrum aufweist, welches alle Reflexionsfrequenzen aller Faser-Bragg-Gitter umfasst und/oder, dass ein spektraler Auflösungsbereich der Spektrometereinrichtung alle Gitterinterferenzspektren aller Faser-Bragg-Gitter umfasst.It can be provided that several fiber Bragg gratings are present and the radiated radiation has a spectrum that includes all reflection frequencies of all fiber Bragg gratings and/or that a spectral resolution range of the spectrometer device includes all grating interference spectra of all fiber Bragg gratings includes.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Spektrometereinrichtung dazu eingerichtet ist, reflektierte Strahlung innerhalb der Faserbandbreiten der Faser-Bragg-Gitter und/oder transmittierte Faserspektren mit Einschnitten innerhalb der Faserbandbreite der Faser-Bragg-Gitter zu bestimmen und/oder zu analysieren. Die Spektrometereinrichtung muss demnach nicht eingerichtet sein, das komplette Faserinterferenzspektrum in voller spektraler Breite aufzulösen, sondern die Spektrometereinrichtung kann darauf beschränkt sein, besonders charakteristische Bereiche der Faserinterferenzspektren zu bestimmen und/oder zu charakterisieren.In particular, it can be provided that the spectrometer device is set up to measure reflected radiation within the fiber bandwidths of the fiber Bragg grating and/or transmitted fiber spectra with incisions within the fiber to determine and/or analyze the bandwidth of the fiber Bragg grating. Accordingly, the spectrometer device does not have to be set up to resolve the complete fiber interference spectrum in the full spectral width, but the spectrometer device can be limited to determining and/or characterizing particularly characteristic areas of the fiber interference spectra.
Es kann vorteilhaftweise vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Spektrometereinrichtung eingerichtet ist, um eine direkte Frequenzverschiebung zu erfassen.Provision can advantageously be made for the at least one spectrometer device to be set up to detect a direct frequency shift.
Eine direkte Erfassung der Frequenzverschiebung bzw. Wellenlängenverschiebung der reflektierten Strahlung und/oder des Einschnitts in dem transmittierten Strahlungsspektrum hat den Vorteil, dass durch eine Begrenzung auf einen derartigen relevanten Teil des Spektrums eine besonders schnelle und zuverlässige Analyse der Gitterinterferenzspektren ermöglicht wird.Direct detection of the frequency shift or wavelength shift of the reflected radiation and/or the notch in the transmitted radiation spectrum has the advantage that a particularly fast and reliable analysis of the grating interference spectra is made possible by limiting it to such a relevant part of the spectrum.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit ein Mach-Zehnder-Interferometer aufweist.Provision can be made for the at least one measuring unit to have a Mach-Zehnder interferometer.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Messeinrichtung nach dem Prinzip eines Log-In-Verstärkers arbeitet und die geloggte Frequenz erfasst.It can also be provided that the measuring device works according to the principle of a log-in amplifier and records the logged frequency.
Weist die wenigstens eine Messeinheit ein Mach-Zehnder-Interferometer auf, so können die Deformationen der Rückenplatte durch eine Messung eines Laufzeitunterschieds in mehreren Armen des Interferometers ermittelt werden.If the at least one measuring unit has a Mach-Zehnder interferometer, the deformations of the back plate can be determined by measuring a transit time difference in several arms of the interferometer.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit wenigstens teilweise zwischen den Aktuatoren angeordnet ist. Durch die geringe Steifigkeit, insbesondere die dünne Ausführungsform der Rückenplatte dehnt sich der wenigstens eine Aktuator deutlich stärker als ohne dünne Rückenplatte, vorzugsweise um einen Faktor 10 mehr als ohne dünne Rückenplatte. Dies hat zur Folge, dass die Messeinheit einen Faktor 10 größeren Messbereich nutzen kann. Eine Anbringung zwischen den Aktuatoren ist demnach von Vorteil.Provision can be made for the at least one measuring unit to be arranged at least partially between the actuators. Due to the low rigidity, in particular the thin embodiment of the back plate, the at least one actuator expands significantly more than without a thin back plate, preferably by a factor of 10 more than without a thin back plate. As a result, the measuring unit can use a measuring range that is 10 times larger. An attachment between the actuators is therefore advantageous.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine optische Wellenleiter polarisationserhaltend ist.In an advantageous development of the optical device according to the invention, it can be provided that the at least one optical waveguide is polarization-maintaining.
Das Messignal (z. B. reflektierte Frequenz des Faser-Bragg-Gitters) hängt im Allgemeinen sowohl vom Dehnungszustand der Faser (bei Faser-Bragg-Sensorik im Speziellen von der Änderung der Gitterkonstante des optischen Gitters) als auch von der Temperatur ab.The measurement signal (e.g. reflected frequency of the fiber Bragg grating) generally depends both on the strain condition of the fiber (in the case of fiber Bragg sensors in particular on the change in the grating constant of the optical grating) and on the temperature.
Die Erfindung ermöglicht die Erfassung des Dehnungszustandes und die Korrelation mit der Deformation der optischen Fläche. Mittels einer polarisationserhaltenden Faser lassen sich die Einflüsse von Dehnung und Temperatur auf das Messignal (z. B. reflektierte Frequenz des Faser-Bragg-Gitters) separieren. Somit kann ein temperaturkompensierter Dehnungswert zur Regelung der Aktuatoren herangezogen werden. Des Weiteren kann die Information über das Temperaturfeld für weitere Regelungen zu Verfügung gestellt werden und hier beispielsweise zur Verbesserung von Vorsteuerwerten für die Aktuatorik dienen oder zur Verbesserung einer Temperaturregelung beitragen bzw. deren Basis bilden. Alternativ kann die Temperatur der Messstellen auch durch anderweitige Temperatursensorik erfasst werden, die beispielsweise auf der Temperaturabhängigkeit elektrischer Widerstände beruhen kann.The invention enables the state of strain to be detected and correlated with the deformation of the optical surface. The influences of strain and temperature on the measurement signal (e.g. reflected frequency of the fiber Bragg grating) can be separated by means of a polarization-maintaining fiber. A temperature-compensated strain value can thus be used to control the actuators. Furthermore, the information about the temperature field can be made available for further regulations and can be used here, for example, to improve pilot control values for the actuator system or to improve temperature regulation or form the basis for it. Alternatively, the temperature of the measuring points can also be detected by other temperature sensors, which can be based, for example, on the temperature dependence of electrical resistances.
Hierdurch wird eine noch genauere und präzisere Kontrolle der Deformation bzw. der genauen Ausformung der optischen Oberfläche möglich, da die verschiedenen Einflussfaktoren auf die Formung der optischen Oberfläche gesondert adressiert und/oder beseitigt werden können.This enables an even more accurate and precise control of the deformation or the precise shaping of the optical surface, since the various factors influencing the shaping of the optical surface can be addressed and/or eliminated separately.
Eine Separation von temperaturinduzierten Einflüssen ist von besonderem Vorteil, da eine der größten Störgrößen bei einem Betrieb der Optikvorrichtung Temperaturschwankungen an der optischen Oberfläche, insbesondere bei der Verwendung in EUV-Lithografiesystemen, darstellen können. Insbesondere kann die Temperatur der optischen Oberfläche bzw. des optischen Elements während eines Betriebs zwischen 20° C und 40° C geändert werden.A separation of temperature-induced influences is of particular advantage, since one of the greatest disruptive factors when operating the optical device can be temperature fluctuations on the optical surface, in particular when used in EUV lithography systems. In particular, the temperature of the optical surface or of the optical element can be changed between 20° C. and 40° C. during operation.
Die erfindungsgemäße Optikvorrichtung eignet sich auch für einem Einsatz in deformierbaren Spiegeln in anderen Technologiefeldern als der Halbleiterlithografie, insbesondere bei Weltraumanwendungen sowie in einem militärischen Bereich.The optical device according to the invention is also suitable for use in deformable mirrors in fields of technology other than semiconductor lithography, in particular in space applications and in a military field.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ermittlung einer Ist-Deformation mit den in Anspruch 17 genannten Merkmalen.The invention also relates to a method for determining an actual deformation with the features mentioned in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung einer Ist-Deformation einer optischen Oberfläche eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements eines Lithografiesystems, ist zwischen dem optischen Element und einer Rückenplatte wenigstens ein Aktuator angeordnet, der zur Deformation der optischen Oberfläche auf das optische Element einwirkt und sich dabei auf der Rückenplatte abstützt. Eine Ist-Deformation der optischen Oberfläche wird dadurch ermittelt, dass wenigstens eine Ist-Deformation wenigstens eines Messbereichs in oder an der Rückenplatte und/oder in und/oder an dem wenigstens einen Aktuator gemessen wird. Hierbei sind die Rückenplatte und das optische Element derart ausgebildet, dass die Rückenplatte durch den wenigstens einen Aktuator stärker deformiert wird als die optische Oberfläche.In the method according to the invention for determining an actual deformation of an optical surface of an optical element, in particular an optical element of a lithography system, at least one actuator is arranged between the optical element and a backing plate, which acts on the optical element and deforms the optical surface supported on the back plate. An actual deformation of the optical surface is determined in that at least one actual deformation of at least one Measuring range is measured in or on the back plate and / or in and / or on the at least one actuator. In this case, the back plate and the optical element are designed in such a way that the back plate is more strongly deformed by the at least one actuator than the optical surface.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass eine messtechnische Kontrolle einer tatsächlichen Deformation der optischen Oberfläche durch die vorgesehene Deformationsmesseinrichtung ermöglicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Ist-Deformation ermöglicht somit eine präzisere und zuverlässigere Deformation der optischen Oberfläche, als Systeme gemäß dem Stand der Technik, welche eine Messung der tatsächlichen Deformation der optischen Oberfläche nicht zulassen. The method according to the invention has the advantage that a metrological control of an actual deformation of the optical surface is made possible by the deformation measuring device provided. The method according to the invention for determining the actual deformation thus enables a more precise and reliable deformation of the optical surface than systems according to the prior art, which do not allow the actual deformation of the optical surface to be measured.
Dies ist besonders beim Einsatz der Aktuatoren für die Deformation bzw. zur Bewirkung der Deformation von Vorteil, da deren Wirkung auf die genaue Formung der optischen Oberfläche im Stand der Technik auf einer reinen Modellbildung basiert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Modellbildung durch empirische Messung der tatsächlichen Deformation ergänzt und/oder ersetzt werden.This is particularly advantageous when using the actuators for the deformation or for bringing about the deformation, since their effect on the exact shaping of the optical surface in the prior art is based on a pure modeling. With the method according to the invention, the modeling can be supplemented and/or replaced by empirical measurement of the actual deformation.
Eine Erfassung der Deformation der Rückenplatte hat den Vorteil, dass die sensible und zur Formung der Wellenfronten höchstgradig präzise ausgebildete optische Oberfläche auf der Vorderseite des optischen Elements nicht durch weitere Messtechnik gestört wird.Recording the deformation of the back plate has the advantage that the sensitive optical surface on the front side of the optical element, which is designed with the highest degree of precision for shaping the wave fronts, is not disturbed by further measurement technology.
Eine Dehnung der Aktuatoren kann in einer ersten Näherung durch die Formel (1) beschrieben werden. Hierbei beschreibt M einen elektrostriktiven Koeffizienten, welcher durch Anlegen eines elektrischen Feldes E zu einer Dehnung S führt. Wie aus der Formel (1) ersichtlich ist, ist der elektrostriktive Koeffizient M abhängig von der Temperatur ϑ des Aktuators. Des Weiteren ist die Dehnung S des Aktuators abhängig von dessen Steifigkeit s sowie einer anliegenden mechanischen Spannung T. Ferner ergibt sich ein thermischer Anteil der Dehnung durch Multiplikation des thermischen Expansionskoeffizienten CTE mit der Differenz der Temperatur ϑ und einer Ausgangstemperatur ϑ0.
Für eine hochpräzise und konstante Regelung einer Position des wenigstens einen Aktuators ist es von Vorteil, wenn mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl ein Dehnungsverlust des wenigstens einen Aktuators auf Basis des elektrostriktiven Effekts als auch die thermische Dehnung korrigiert werden. Hierfür kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator mehr als 80 % seiner Arbeitsdistanz zur Selbstkorrektur von thermischen Dehnungen bzw. thermischen Effekten einsetzt.For high-precision and constant regulation of a position of the at least one actuator, it is advantageous if both a loss of expansion of the at least one actuator based on the electrostrictive effect and the thermal expansion are corrected using the method according to the invention. For this purpose it can be provided that the at least one actuator uses more than 80% of its working distance for self-correction of thermal expansions or thermal effects.
Es ist demnach von Vorteil, wenn eine hochgenaue Positionierung bzw. Deformation der optischen Oberfläche dadurch ermöglicht wird, dass neben einer Temperaturkalibrierung eine Modellierung und Kalibrierung einer elektrostriktiven und thermischen Hysterese sowie eines Drifts des Aktuators vorgenommen wird.Accordingly, it is advantageous if a highly precise positioning or deformation of the optical surface is made possible by modeling and calibrating an electrostrictive and thermal hysteresis and a drift of the actuator in addition to a temperature calibration.
Es kann ferner auf die Modellierung der Temperaturabhängigkeit der Aktuatorik verzichtet werden, sofern sich diese in einem Regelkreis befindet bzw. durch einen Regelkreis, insbesondere eine Feedback-Regelung geregelt ist.Furthermore, there is no need to model the temperature dependency of the actuator system if it is in a control circuit or is controlled by a control circuit, in particular a feedback control.
Eine Modellbildung bezüglich des wenigstens einen Aktuators kann zu einer Verbesserung einer Vorsteuerung bzw. eines Betriebs in einer offenen Steuerkette beitragen. In dem Wegfall Notwendigkeit für eine Modellbildung für den Aktuator ist einer der Hauptvorteile der Erfindung zu sehen.Modeling with regard to the at least one actuator can contribute to an improvement in pilot control or operation in an open control chain. One of the main advantages of the invention can be seen in the elimination of the need for modeling for the actuator.
Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Ist-Deformation, insbesondere eine Ist-Auslenkung, in einem oder mehreren Messbereichen in wenigstens einer, den wenigstens einen Aktuator mit der Rückenplatte verbindenden, Verbindungsschicht bestimmt wird.Provision can advantageously be made for the actual deformation, in particular an actual deflection, to be determined in one or more measurement areas in at least one connection layer connecting the at least one actuator to the back plate.
Die Ermittlung bzw. Bestimmung der Ist-Deformation in der Verbindungsschicht hat den Vorteil, dass der wenigstens eine Messbereich in der Verbindungsschicht besonders einfach angeordnet werden kann, insbesondere wenn die Verbindungsschicht aus einem Klebematerial ausgebildet ist. Hierdurch kann eine relative Lage des wenigstens einen Aktuators und der Rückenplatte nahezu unverändert verbleiben.The determination or determination of the actual deformation in the connecting layer has the advantage that the at least one measuring area can be arranged particularly easily in the connecting layer, in particular if the connecting layer is made of an adhesive material. As a result, a relative position of the at least one actuator and the back plate can remain almost unchanged.
Ist ferner die Verbindungsschicht als Klebstoff ausgebildet, so kann durch den Klebstoff eine vorteilhaft hohe mechanische Kopplung zwischen dem wenigstens einen Aktuator, dem Messbereich und der Rückenplatte bewirkt werden.Furthermore, if the connecting layer is in the form of an adhesive, the adhesive can bring about an advantageously high mechanical coupling between the at least one actuator, the measuring area and the back plate.
Der Klebstoff kann auch als anderweitige stoffschlüssige Verbindung ausgeführt sein.The adhesive can also be designed as a different material connection.
Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Ist-Deformation, insbesondere eine Ist-Auslenkung, in mehreren Messbereichen synchron bestimmt wird.Provision can advantageously be made for the actual deformation, in particular an actual deflection, to be determined synchronously in a number of measurement areas.
Durch eine synchrone Bestimmung mehrerer Ist-Deformationen an mehreren Messbereichen kann die Ist-Deformation der optischen Oberfläche wenigstens annähernd vollständig bestimmt werden. Durch ein enges Raster an Messbereichen ergibt sich eine dichte Abtastung der Ist-Deformation der optischen Oberfläche.The actual deformation of the optical surface can be determined by a synchronous determination of several actual deformations in several measuring areas can be determined at least approximately completely. A narrow grid of measurement areas results in dense sampling of the actual deformation of the optical surface.
Es kann vorgesehen sein, dass die Ist-Dehnung in mehreren Messbereichen in schneller zeitlicher Reihenfolge bestimmt wird. Insbesondere kann ein Auslesen der Messbereiche in einem Multiplexverfahren erfolgen.Provision can be made for the actual elongation to be determined in a number of measurement areas in rapid chronological order. In particular, the measurement ranges can be read out using a multiplex method.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass jedem Ort auf der optischen Oberfläche wenigstens ein, vorzugsweise genau ein, Messbereich derart zugordnet wird, dass die Ist-Deformation der optischen Oberfläche an dem Ort aus der Ist-Deformation, insbesondere einer Ist-Auslenkung, in dem wenigstens einen Messbereich eindeutig bestimmt werden kann.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that each location on the optical surface is assigned at least one, preferably exactly one, measurement area in such a way that the actual deformation of the optical surface at the location from the actual deformation, in particular an actual -Deflection in which at least one measuring range can be clearly determined.
Lässt sich aus der Messung des Messbereichs die Deformation eines jeden Orts auf der optischen Oberfläche eindeutig messen und/oder besteht zwischen den Messbereichen und jedem Ort der optischen Oberfläche ein biektives Abbildungsverhältnis, so vereinfacht dies das Verfahren zur Ermittlung der Ist-Deformation, da aus der Messung der Gesamtheit der Messbereiche die Ist-Deformation der Oberfläche eindeutig rekonstruiert werden kann.If the deformation of each location on the optical surface can be clearly measured from the measurement of the measurement area and/or if there is a biactive imaging relationship between the measurement areas and each location on the optical surface, this simplifies the method for determining the actual deformation, since the Measurement of the entirety of the measurement areas, the actual deformation of the surface can be clearly reconstructed.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Ist-Deformation des Messbereichs bewirkt wird, welche wenigstens zweifach, vorzugsweise wenigstens dreifach, weiter bevorzugt wenigstens vierfach, noch weiter bevorzugt wenigstens sechsfach, ganz besonders bevorzugt wenigstens achtfach, insbesondere wenigstens zehnfach größer ist als die Ist-Deformation des dem Messbereich zugeordneten Ortes auf der optischen Oberfläche.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that an actual deformation of the measuring area is caused which is at least twice, preferably at least three times, more preferably at least four times, even more preferably at least six times, very preferably at least eight times, in particular at least ten times larger is as the actual deformation of the location on the optical surface associated with the measurement area.
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass das Messsignal mechanisch verstärkt wird und somit das Messsignal in Richtung der geforderten Messgenauigkeit verschoben werden kann.The advantage of the method according to the invention is that the measurement signal is mechanically amplified and the measurement signal can thus be shifted in the direction of the required measurement accuracy.
Vorteilhaft hieran ist, dass durch die hierdurch erzielte verbesserte Messgenauigkeit eine Closed-Loop-Steuerung der Deformation der optischen Oberfläche ermöglicht wird, was eine Anforderung an die Ansteuerung deutlich verringert.The advantage of this is that the improved measurement accuracy achieved in this way enables closed-loop control of the deformation of the optical surface, which significantly reduces the control requirements.
Hierdurch kann beispielsweise ein Drift während eines Tages gemessen werden, was die Anforderungen der Creep-Eigenschaften und/oder der Drift-Eigenschaften des wenigstens einen Aktuators deutlich verringert.In this way, for example, a drift can be measured during a day, which significantly reduces the requirements for the creep properties and/or the drift properties of the at least one actuator.
Es kann vorgesehen sein, einen vollen Closed-Loop bzw. einen geregelten Betrieb zu implementieren. Insbesondere bei einer starken mechanischen Verstärkung und bei einer hohen Messgenauigkeit kann ein Closed-Loop von Vorteil sein. Eine Implementierung eines Closed-Loops kann beispielsweise zur vorteilhaften Folge haben, dass sämtliche Arten von Piezokeramiken und/oder Aktuatoren zur Verwendung als herangezogen werden können, welche bisher aufgrund einer zu hohen Hysterese nicht zu den favorisierten Aktuatortypen gehört haben.Provision can be made to implement a full closed loop or regulated operation. A closed loop can be advantageous, particularly in the case of strong mechanical amplification and high measurement accuracy. An implementation of a closed loop can have the advantageous consequence, for example, that all types of piezoceramics and/or actuators can be used that have not previously belonged to the favored actuator types due to excessive hysteresis.
Hierdurch kann auf kostengünstige Aktuatoren zurückgegriffen werden, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise zu einem kostengünstigen Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage beiträgt.In this way, inexpensive actuators can be used, as a result of which the method according to the invention contributes, for example, to economical operation of a projection exposure system.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Wellenleiter, vorzugsweise eine optische Faser, mit einem Faser-Bragg-Gitter derart angeordnet wird, dass in wenigstens einem der Faser-Bragg-Gitter wenigstens ein Gitterinterferenzspektrum durch die Ist-Deformation, insbesondere eine Ist-Dehnung, des wenigstens einen Messbereichs beeinflusst wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that a waveguide, preferably an optical fiber, with a fiber Bragg grating is arranged in such a way that in at least one of the fiber Bragg gratings at least one grating interference spectrum is generated by the actual deformation, in particular an actual elongation of the at least one measurement area is influenced.
Durch die Integration einer optischen Faser, insbesondere eines Faser-Bragg-Gitters in eine vorzugsweise dünne Rückenplatte eines deformierbaren Spiegels, kann die vorbeschriebene mechanische Deformationsverstärkung besonders einfach gemessen werden, da die Rückenplatte eine stärkere Dehnung erfährt als das optische Element.By integrating an optical fiber, in particular a fiber Bragg grating, in a preferably thin back plate of a deformable mirror, the above-described mechanical deformation amplification can be measured particularly easily, since the back plate experiences greater expansion than the optical element.
Es kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich zu einer Abdünnung der Rückenplatte ein Material mit deutlich geringerer Steifigkeit zur Ausbildung der Rückenplatte verwendet wird.It can be provided that, as an alternative or in addition to thinning the back plate, a material with significantly less rigidity is used to form the back plate.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Sensoren, insbesondere Faser-Bragg-Gitter, in einem einzelnen optischen Wellenleiter untergebracht werden und somit mittels einem optischen Wellenleiter die Deformation an mehreren Messbereichen ausgelesen wird.Provision can be made for a plurality of sensors, in particular fiber Bragg gratings, to be accommodated in a single optical waveguide and the deformation at a plurality of measurement areas is thus read out by means of an optical waveguide.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Gitterinterferenzspektren der in den mehreren Messbereichen angeordneten Faser-Bragg-Gittern voneinander unterscheidbar sind. Hierdurch wird eine synchrone Bestimmung der Faserinterferenzspektren und damit der Ist-Deformationen erleichtert. Insbesondere kann hierbei eine einzelne optische Faser mit mehreren Faser-Bragg-Gittern zur Überwachung und Kontrolle mehrerer Messbereiche verwendet werden.It is of particular advantage if the grating interference spectra of the fiber Bragg gratings arranged in the plurality of measurement areas can be distinguished from one another. This facilitates a synchronous determination of the fiber interference spectra and thus of the actual deformations. In particular, a single optical fiber with multiple fiber Bragg gratings can be used to monitor and control multiple measurement areas.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass in den Wellenleiter eine Messstrahlung eingekoppelt wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that a measurement radiation is coupled into the waveguide.
Die Verwendung optischer Verfahren ermöglicht eine hochpräzise Bestimmung der Deformation. Insbesondere generieren optische Messverfahren, insbesondere die Messstrahlung, wenige Störsignale beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage.The use of optical methods enables the deformation to be determined with high precision. In particular, optical measuring methods, in particular the measuring radiation, generate few interference signals during operation of the projection exposure system.
Es kann vorgesehen sein, dass der Wellenleiter, insbesondere die Faser-Bragg-Gitter, direkt an dem wenigstens einen Aktuator angeordnet werden. Da aufgrund der geringen Steifigkeit der Rückenplatte auch der wenigstens eine Aktuator einer hohen Deformation unterliegt, ist es auch an dem wenigstens einen Aktuator möglich, die größere Deformation messtechnisch abzugreifen.Provision can be made for the waveguide, in particular the fiber Bragg grating, to be arranged directly on the at least one actuator. Since the at least one actuator is also subject to high deformation due to the low rigidity of the back plate, it is also possible to measure the greater deformation on the at least one actuator.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Ist-Deformation des wenigstens einen Messbereichs, insbesondere eine Ist-Auslenkung des wenigstens einen Messbereichs, aus einem Abstand zwischen dem Messbereich und wenigstens einem Abstandssensor ermittelt wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the actual deformation of the at least one measuring area, in particular an actual deflection of the at least one measuring area, is determined from a distance between the measuring area and at least one distance sensor.
Im Rahmen der Erfindung ist unter einem Messbereich ein geografischer Ort und/oder eine Umgebung des geografischen Ortes in und/oder an der Optikvorrichtung, an dem gemessen wird, zu verstehen.Within the scope of the invention, a measurement area is to be understood as meaning a geographic location and/or an area surrounding the geographic location in and/or on the optical device at which the measurement is taken.
Die Ermittlung der Ist-Auslenkung des wenigstens einen Messbereichs stellt eine weitere Umsetzungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, wobei die Auslenkung der dünnen Rückenplatte auch mit anderen Sensorvarianten detektiert werden kann.The determination of the actual deflection of the at least one measuring area represents a further implementation variant of the method according to the invention, in which case the deflection of the thin back plate can also be detected using other sensor variants.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Abstand interferometrisch und/oder kapazitativ ermittelt wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the distance is determined interferometrically and/or capacitively.
Kapazitative und/oder interferometrische Sensoren haben den Vorteil, dass diese auf einfache Weise hochpräzise Abstandsinformationen liefern können.Capacitive and/or interferometric sensors have the advantage that they can easily provide high-precision distance information.
Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Ist-Deformation der optischen Oberfläche in dem Lithografiesystem und/oder während eines Betriebes des Lithografiesystems und/oder während einer Reflexion einer Strahlung durch die optische Oberfläche, insbesondere in einem Zeitbereich einer Waferbelichtung, bestimmt wird.Provision can advantageously be made for the actual deformation of the optical surface to be determined in the lithography system and/or during operation of the lithography system and/or during reflection of a radiation through the optical surface, in particular in a time range of a wafer exposure.
Besonderen Vorteil bietet das Verfahren, wenn es zur Überwachung der Ist-Deformation der optischen Oberfläche in einem Lithografiesystem eingesetzt wird, da optische Oberflächen, insbesondere bei deformierbaren Spiegeln, in Lithografiesystemen besondere Anforderungen an eine präzise Ausbildung der Oberflächenform erfüllen müssen.The method is particularly advantageous when it is used to monitor the actual deformation of the optical surface in a lithography system, since optical surfaces, particularly in the case of deformable mirrors, in lithography systems must meet special requirements for a precise formation of the surface shape.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ist-Deformation der optischen Oberfläche während eines Betriebs eines derartigen durch die optische Oberfläche ausgebildeten Spiegels, insbesondere in dem Lithografiesystem, durch das Verfahren bestimmt wird. Während einer tatsächlich stattfindenden Reflexion einer Strahlung, insbesondere einer EUV-Strahlung, ist die optische Oberfläche einer erhöhten Energiedeposition und damit einem erhöhten Risiko vorhergesehener und unkontrollierter Ausdehnungen ausgesetzt. Um während des Betriebs der optischen Oberfläche bei einer Reflexion die Aufgabe der Führung und Formung des reflektierten Lichts vollumfänglich zu erfüllen, ist daher eine Kontrolle bzw. Bestimmung der Ist-Deformation der optischen Oberfläche von besonderem Vorteil.It is particularly advantageous if the actual deformation of the optical surface is determined by the method during operation of such a mirror formed by the optical surface, in particular in the lithography system. During a reflection of a radiation that is actually taking place, in particular an EUV radiation, the optical surface is exposed to an increased energy deposition and thus to an increased risk of foreseen and uncontrolled expansions. In order to completely fulfill the task of guiding and shaping the reflected light during the operation of the optical surface during a reflection, it is therefore particularly advantageous to check or determine the actual deformation of the optical surface.
Des Weiteren kann auch eine Variation der Form der optischen Oberfläche über eine Belichtungszeit hinweg gewünscht sein, um eine zunehmende Flexibilisierung von Lithografiesystemen bzw. Projektionsbelichtungsanlagen zu ermöglichen. Ferner kann hierdurch ein Durchsatz und eine Abbildungsqualität gesteigert werden.Furthermore, a variation of the shape of the optical surface over an exposure time can also be desired in order to enable increasing flexibility of lithography systems or projection exposure systems. Furthermore, a throughput and an imaging quality can be increased as a result.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Einstellung einer Soll-Deformation mit den in Anspruch 24 genannten Merkmalen.The invention also relates to a method for setting a desired deformation with the features mentioned in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Einstellung einer Soll-Deformation einer optischen Oberfläche eines optischen Elements, insbesondere eines optischen Elements eines Lithografiesystems, wird eine Ist-Deformation der optischen Oberfläche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung einer Ist-Deformation oder einer seiner bevorzugten Ausführungsformen bestimmt.In the method according to the invention for setting a target deformation of an optical surface of an optical element, in particular an optical element of a lithography system, an actual deformation of the optical surface is determined using the method according to the invention for determining an actual deformation or one of its preferred embodiments.
Es kann vorgesehen sein, dass die Ist-Deformation durch wenigstens einen Aktuator eingestellt wird.It can be provided that the actual deformation is set by at least one actuator.
Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Aktuator zwischen dem optischen Element und einer Rückenplatte angeordnet ist und das optische Element durch die Wirkung des wenigstens einen Aktuators, welcher sich gegen die Rückenplatte abstützt, deformiert wird.It can be provided that the at least one actuator is arranged between the optical element and a back plate and the optical element is deformed by the action of the at least one actuator, which is supported against the back plate.
Mittels der durch das Messverfahren gemessenen Deformation der optischen Oberfläche kann der Aktuator vorzugsweise in einem Closed-Loop gesteuert und geregelt werden.By means of the deformation of the optical surface measured by the measuring method the actuator can preferably be controlled and regulated in a closed loop.
Dadurch, dass die Rückenplatte stärker deformiert wird als das optische Element, mithin eine Deformationsüberhöhung erfährt, kann die Ist-Deformation der optischen Oberfläche besonders genau bestimmt werden und die Ansteuerung des wenigstens einen Aktuators mit besonders genauen Informationen über die Ist-Deformation gespeist werden.Because the back plate is deformed more than the optical element, and thus experiences an increase in deformation, the actual deformation of the optical surface can be determined particularly precisely and the control of the at least one actuator can be supplied with particularly precise information about the actual deformation.
Die Soll-Deformation der optischen Oberfläche lässt sich somit gezielt auf die gemessene bzw. ermittelte Ist-Deformation bzw. unter Berücksichtigung der Ist-Daten kontrolliert einstellen.The target deformation of the optical surface can thus be adjusted in a targeted manner to the measured or determined actual deformation or in a controlled manner, taking into account the actual data.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 25 genannten Merkmalen.The invention also relates to a lithography system having the features specified in claim 25.
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie mit einem Beleuchtungssystem mit wenigstens einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens eine optisches Element aufweist, umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Optikvorrichtung oder eine ihrer bevorzugten Ausführungsformen. Hierbei ist wenigstens eines der optischen Elemente ein optisches Element der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung. Alternativ oder zusätzlich weist wenigstens eines der optischen Elemente eine optische Oberfläche auf, deren Deformation mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung der Ist-Deformation gemessen ist und/oder mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Einstellung der Ist-Deformation deformiert ist.The lithography system according to the invention, in particular a projection exposure system for semiconductor lithography with an illumination system having at least one radiation source and optics, which has at least one optical element, comprises at least one optics device according to the invention or one of its preferred embodiments. At least one of the optical elements is an optical element of the optical device according to the invention. Alternatively or additionally, at least one of the optical elements has an optical surface whose deformation is measured using a method according to the invention for determining the actual deformation and/or is deformed using a method according to the invention for setting the actual deformation.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch die erfindungsgemäße Optikvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Ist-Deformation, dass erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung der Soll-Deformation oder das erfindungsgemäße Lithografiesystem, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.Features that were described in connection with one of the objects of the invention, namely given by the optical device according to the invention, the method according to the invention for determining the actual deformation, the method according to the invention for setting the target deformation or the lithography system according to the invention, are also for the other objects of the invention can be advantageously implemented. Likewise, advantages that were mentioned in connection with one of the objects of the invention can also be understood in relation to the other objects of the invention.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.In addition, it should be noted that terms such as "comprising", "having" or "with" do not exclude any other features or steps. Furthermore, terms such as "a" or "that" which indicate a singular number of steps or features do not exclude a plurality of features or steps - and vice versa.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.In a puristic embodiment of the invention, however, it can also be provided that the features introduced in the invention with the terms “comprising”, “having” or “with” are listed exhaustively. Accordingly, one or more listings of features may be considered complete within the scope of the invention, e.g. considered for each claim. The invention can consist exclusively of the features mentioned in
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.It should be mentioned that designations such as “first” or “second” etc. are primarily used for reasons of distinguishing the respective device or method features and are not necessarily intended to indicate that features are mutually dependent or related to one another.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred exemplary embodiments in which individual features of the present invention are shown in combination with one another. Features of an exemplary embodiment can also be implemented separately from the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly easily be combined with features of other exemplary embodiments by a person skilled in the art to form further meaningful combinations and sub-combinations.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Es zeigen:
-
1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt; -
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage; -
3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung; -
4 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung; -
5 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung; -
6 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung; -
7 eine schematische Darstellung der Optikvorrichtung nach6 in einem deformierten Zustand; -
8 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Optikvorrichtung; -
9 eine schematische Darstellung der Optikvorrichtung nach8 in einem deformierten Zustand; -
10 eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung einer Ist-Deformation; -
11 eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Einstellung einer Soll-Deformation; -
12 eine schematische Darstellung möglicher Dehnungsverläufe eines elektrostriktiven Effekts bei verschiedenen Temperaturen; -
13 eine schematische Darstellung eines möglichen Verlaufs einer thermischen Dehnung eines elektrostriktiven Aktuators; -
14 eine schematische Darstellung einer möglichen Driftkurve eines elektrostriktiven Aktuators; -
15 eine schematische Darstellung eines Gitterinterferenzspektrums; und -
16 eine blockdiagrammartige Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung einer Ist-Deformation.
-
1 an EUV projection exposure system in the meridional section; -
2 a DUV projection exposure system; -
3 a schematic representation of a possible embodiment of the optical device according to the invention; -
4 a schematic representation of a further possible embodiment of the optical device according to the invention; -
5 a schematic representation of a further possible embodiment of the optical device according to the invention; -
6 a schematic representation of a further possible embodiment of the optical device according to the invention; -
7 a schematic representation of theoptical device 6 in a deformed state; -
8th a schematic representation of a further possible embodiment of the optical device according to the invention; -
9 a schematic representation of the optical device8th in a deformed state; -
10 a block diagram representation of a possible embodiment of the method according to the invention for determining an actual deformation; -
11 a block diagram representation of a possible embodiment of the method according to the invention for setting a target deformation; -
12 a schematic representation of possible strain curves of an electrostrictive effect at different temperatures; -
13 a schematic representation of a possible course of a thermal expansion of an electrostrictive actuator; -
14 a schematic representation of a possible drift curve of an electrostrictive actuator; -
15 a schematic representation of a grating interference spectrum; and -
16 a block diagram representation of a further possible embodiment of the method according to the invention for determining an actual deformation.
Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf
Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.In addition to a
In
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.The EUV
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the
Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 115, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung oder Beleuchtungsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle („Laser Produced Plasma“, mithilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle („Gas Discharged Produced Plasma“, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.The
Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln (zur Flächennormalen) kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.After the
Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 119. Bei dem Umlenkspiegel 118 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der
Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.The
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The
Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die
Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The
Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.The
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.It can be advantageous not to arrange the
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.The individual
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the
Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.In a further embodiment of the
Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the
Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. Just like the mirrors of the
Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.The
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 109 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The
Die Projektionsoptik 109 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The
Die Projektionsoptik 109 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der
Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.In each case one of the
Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The
Bei der in der
Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.The
In
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.As an alternative or in addition to the
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.The basic functional principle of the DUV
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.The
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.An image of the
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.Optionally, an air gap between the
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung eignet sich für beliebige Lithografiesysteme, insbesondere jedoch für Projektionsbelichtungsanlagen, mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung eignet sich auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine geringere bildseitige numerische Apertur als jene, die im Zusammenhang mit
Die Optikvorrichtung 1 umfasst ein optisches Element 2 mit einer optischen Oberfläche 3 und einen oder mehrere Aktuatoren 4 für eine Deformation des optischen Elements 2 und eine Rückenplatte 5 zur Abstützung des wenigstens einen Aktuators 4. Hierbei ist der wenigstens eine Aktuator 4, im Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl an Aktuatoren 4, zwischen dem optischen Element 2 und der Rückenplatte 5 angeordnet.The
Bei der Optikvorrichtung 1 ist eine Deformationsmesseinrichtung 6 zur Ermittlung der Deformation der optischen Oberfläche 3 aufweisend wenigstens eine Messeinheit 7, im Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl an Messeinheiten 7, vorgesehen. Die Rückenplatte 5 weist eine geringere Steifigkeit auf als das zu deformierende optische Element 2.In the
Das optische Element 2 ist vorzugsweise ein optisches Element 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi, 207 des Lithografiesystems 100,200.The
Die Optikvorrichtung 1 weist in den dargestellten Ausführungsbeispielen ein optisches Element 2, eine optische Oberfläche 3, mehrere Aktuatoren 4 und mehrere Messeinheiten 7 auf. Vorzugsweise ist für jeden Aktuator 4 eine Messeinheit 7 vorgesehen und/oder jedem Aktuator 4 eine Messeinheit 7 zugeordnet.In the illustrated exemplary embodiments, the
In dem in
Ferner weist in dem in
In dem in
In dem in
In dem in
Je nach Ausführungsart der optischen Oberfläche 3 und der Rückenplatte 5 kann die Deformation vorzugsweise auch lediglich als Auslenkung oder lediglich als Dehnung ausgebildet sein.Depending on the type of embodiment of the
Ferner weist vorzugsweise in dem in
Bei dem in
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Rückenplatte 5 und das optische Element 2 aus denselben Materialien ausgebildet sind. Dies stellt insbesondere hinsichtlich der Minimierung thermischer Verspannungen zwischen dem optischen Element 2 und der Rückenplatte 5 eine besonders bevorzugte Ausführungsform dar. Hierdurch kann beispielsweise eine CTE-Mismatch-Problematik vermieden werden.Alternatively it can be provided that the
Bei dem in
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Messeinheit 7 in der Rückenplatte 5 angeordnet oder angebracht ist.Alternatively or additionally, it can be provided that the measuring unit 7 is arranged or attached in the
In dem in
Ferner ist in die optische Faser vorzugsweise eine Messstrahlung 19 eingekoppelt, welche in
Der wenigstens eine Wellenleiter 12 weist in dem in
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Wellenleiter 12 lediglich ein Faser-Bragg-Gitter 14 aufweist.Alternatively, it can be provided that the at least one
In dem in
In dem in
Ferner ist in dem in
Der wenigstens eine optische Wellenleiter 12 ist in dem in
Nachfolgend werden anhand der
In dem in
In dem in
Bei dem in
Die Messeinheit 7 kann vorzugsweise eine optische Faser 13 mit einem Faser-Bragg-Gitter 14 aufweisen, wobei das Faser-Bragg-Gitter 14 seitlich an dem wenigstens einen Aktuator 4 angebracht sein kann.The measuring unit 7 can preferably have an optical fiber 13 with a fiber Bragg grating 14, it being possible for the fiber Bragg grating 14 to be attached to the side of the at least one
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform, kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinheit 7 in dem wenigstens einen Aktuator 4 angeordnet ist.In an alternative embodiment that is not shown, it can be provided that the at least one measuring unit 7 is arranged in the at least one
Ferner ist in dem in
Die wenigstens eine Messeinheit 7 ist in dem in
Die wenigstens eine Messeinheit 7 weist in dem in
Die Abstandssensoren 17 sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie die durch die Auslenkungsüberhöhung erhöhte Auslenkung der Rückenplatte 5 besonders zuverlässig erfassen können.The
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das optische Element 2 und/oder die Rückenplatte 5 in einer Fassung angeordnet sind..In an embodiment that is not shown, provision can be made for the
Hinsichtlich der weiteren Bezugszeichen sei auf
In dem in
In dem in
Der wenigstens eine Abstandssensor 17 ist ferner in dem in
Der Abstandssensors 17 kann mechanisch mit dem Trägerelement 8 verbunden sein, bevorzugt kann er mit der Rückenplatte 5 mechanisch verbunden sein. Er kann auch in einer separaten Halteeinrichtung gehalten sein.The
Bei dem Verfahren zur Ermittlung einer Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 des optischen Elements 2, insbesondere eines optischen Elements 2 eines Lithografiesystems 100, 200, ist zwischen dem optischen Element 2 und einer Rückenplatte 5 wenigstens ein Aktuator 4 angeordnet. In einem Wirkungsblock 50 wirkt der wenigstens eine Aktuator 4 zur Deformation der optischen Oberfläche 3 auf das optische Element 2 ein und stützt sich hierbei auf der Rückenplatte 5 ab. In einem Messblock 51 wird wenigstens eine Ist-Deformation wenigstens eines Messbereichs 18 in und/oder an der Rückenplatte 5 und/oder in und/oder an dem wenigstens einen Aktuator 4 gemessen. In einem Ermittlungsblock 52 wird aus der in dem Messblock 51 ermittelten Ist-Deformation des wenigstens einen Messbereichs 18 eine Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 ermittelt.In the method for determining an actual deformation of the
Die Rückenplatte 5 und das optische Element 2 sind derart ausgebildet, dass in einem Verstärkungsblock 53 die Rückenplatte 5 durch den wenigstens einen Aktuator 4 stärker deformiert wird als die optische Oberfläche 3.The
Im Rahmen des Messblocks 51 und/oder des Ermittlungsblocks 52 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass jedem Ort auf der optischen Oberfläche 3 wenigstens ein, vorzugsweise genau ein, Messbereich 18 derart zugeordnet wird, dass die Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 an dem Ort aus der Ist-Deformation, insbesondere der Ist-Auslenkung in dem wenigstens einen Messbereich 18 eindeutig bestimmt werden kann.As part of the measuring
Im Rahmen des Verstärkungsblocks 53 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass eine Ist-Deformation des Messbereichs 18 bewirkt wird, welche wenigstens zweifach, vorzugsweise wenigstens dreifach, weiter bevorzugt wenigstens vierfach, noch weiter bevorzugt wenigstens sechsfach, ganz besonders bevorzugt wenigstens achtfach, insbesondere wenigstens zehnfach größer ist als die Ist-Deformation des dem Messbereich 18 zugeordneten Ortes auf der optischen Oberfläche 3.As part of the
Vorzugsweise kann ein Wellenleiterblock 54 vorgesehen sein, bei dem der Wellenleiter 12, vorzugsweise die optische Faser 13, mit dem Faser-Bragg-Gitter 14 derart angeordnet wird, dass in wenigstens einem der Faser-Bragg-Gitter 14 wenigstens ein Gitterinterferenzspektrum 15 (siehe
Im Rahmen des Messblocks 51 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass in den Wellenleiter 12 die Messstrahlung 19 eingekoppelt wird.Within the framework of the
Im Rahmen des Messblocks 51 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Ist-Deformation des wenigstens einen Messbereichs 18, insbesondere die Ist-Auslenkung, des wenigstens einen Messbereichs 18, aus einem Abstand zwischen dem Messbereich 18 und wenigstens einem Abstandssensor 17 ermittelt wird.As part of measuring
Im Rahmen des Messblocks 51 kann ferner vorgesehen sein, dass der Abstand vorzugsweise interferometrisch und/oder kapazitativ ermittelt wird.In the context of the measuring
Bei dem Verfahren zur Einstellung der Soll-Deformation der optischen Oberfläche 3 des optischen Elements 2, insbesondere eines optischen Elements 2 des Lithografiesystems 100, 200, wird in einem Inputblock 70 die Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 mit dem im Zusammenhang mit
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Inputblock 70 und der Outputblock 71 über einen geschlossenen Regelkreis verbunden sind.In particular, it can be provided that the
Die Optikvorrichtung 1, wie im Zusammenhang mit den
Die Spiegel M1 bis M6 stellen dabei das optische Element 2 der Optikvorrichtung 1 dar.The mirrors M1 to M6 represent the
Auf einer vertikalen Dehnungsachse 20 ist eine Dehnung des Aktuators 4 und/oder eine Dehnung des Wirkungsbereichs des Aktuators 4 abgetragen.An elongation of the
Auf einer horizontalen Achse 21 ist in
Diejenige Dehnungskurve mit dem niedrigsten Verlauf korrespondiert hierbei mit der höchsten Temperatur, während diejenige Dehnungskurve mit dem höchsten Verlauf mit der niedrigsten Temperatur des Aktuators 4 korrespondiert.In this case, the expansion curve with the lowest profile corresponds to the highest temperature, while the expansion curve with the highest profile corresponds to the lowest temperature of the
Die in
Die Ausdehnung des Aktuators 4 bei der Änderung der Temperatur gegenüber der am Ursprung des in
Ferner kann die in
Die in den
In dem in
In einem Regelblock 56 wird die Sollwertvorgabe aus dem Sollwertblock 55 an den Wirkungsblock 50 in Form eines Regelsignals weitergegeben. Wirkverbindungen zwischen einzelnen Blöcken sind in
In den Regelblock 56 werden in dem in
Durch den Wirkungsblock 50 wird in einem Deformationsblock 58 eine Deformation der optischen Oberfläche 3 bewirkt.A deformation of the
Ebenfalls durch den Wirkungsblock 50 wird in dem Verstärkungsblock 53 die mechanisch verstärkte Übersetzung der Deformation der optischen Oberfläche 3 an der Rückenplatte 5 bewirkt.The mechanically amplified translation of the deformation of the
Die mechanisch verstärkte Deformation wird in einem Messblock 59 gemessen.The mechanically amplified deformation is measured in a measuring
Die Erhebung von Messdaten bezüglich der mechanisch verstärkten Deformation aus dem Verstärkungsblock 53 innerhalb des Messblocks 59 kann in dem in
In einer ersten möglichen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in dem Messblock 59 Daten bzw. Messwerte mittels des Wellenleiters 12 erfasst werden, welcher in
Durch einen direkten Pfeil zwischen den Blöcken 53 und 59 sind ferner weitere mögliche Messmethoden zur Erfassung der mechanisch verstärkten Deformation aus dem Verstärkungsblock 53 in den Messblock 59 beinhaltet.A direct arrow between the
Im Rahmen des Ermittlungsblocks 52 wird die tatsächlich vorliegende Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 ermittelt. Hierzu fließen in den Ermittlungsblock 52 Messwerte aus dem Messblock 59 ein. Ferner fließen optional in den Ermittlungsblock 52 Daten bzw. Informationen aus einem weiteren Modellierungsblock 57 ein, in welchem ein funktionaler Zusammenhang zwischen den Messwerten aus dem Messblock 59 und der tatsächlich vorliegenden Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 modelliert wird.The actually present actual deformation of the
Ferner fließen optional in den Ermittlungsblock 52 Informationen aus einem Kalibrierblock 60 ein, in welchem die Oberflächendeformation bzw. die Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 direkt, d. h. nicht über die mechanisch verstärkte Deformation der Rückenplatte 5, erfasst wird.Furthermore, information from a
In dem Kalibrierblock 60 wird demnach ein funktionaler Zusammenhang zwischen der gemessenen mechanisch verstärkten Ist-Deformation der Rückenplatte 5 und der tatsächlich vorliegenden Ist-Deformation der optischen Oberfläche 3 bestimmt bzw. hergestellt. Der Kalibrierblock 60 ist mit dem Ermittlungsblock 52 in dem in
Insbesondere kann die im Zusammenhang mit
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Optikvorrichtungoptics device
- 22
- optisches Elementoptical element
- 33
- optische Oberflächeoptical surface
- 44
- Aktuatoractuator
- 55
- Rückenplattebackplate
- 66
- Deformationsmesseinrichtungdeformation measuring device
- 77
- Messeinheitunit of measure
- 88th
- Trägerelementcarrier element
- 99
- erster Wirkbereichfirst effective range
- 1010
- zweiter Wirkbereichsecond effective area
- 1111
- Oberfläche der Rückenplattebackplate surface
- 1212
- Wellenleiterwaveguide
- 1313
- optische Faseroptical fiber
- 1414
- Faser-Bragg-GitterFiber Bragg Grating
- 1515
- Gitterinterferenzspektrumgrating interference spectrum
- 1616
- Referenzelementreference element
- 1717
- Abstandssensordistance sensor
- 1818
- Messbereichmeasuring range
- 1919
- Messstrahlungmeasuring radiation
- 2020
- Dehnungsachsestrain axis
- 2121
- horizontale Achsehorizontal axis
- 2222
- Intensitätsachseintensity axis
- 2323
- Spektrometereinrichtungspectrometer setup
- 2424
- Regeleinrichtung control device
- 5050
- Wirkungsblockeffect block
- 5151
- Messblockmeasuring block
- 5252
- Ermittlungsblockinvestigation block
- 5353
- Verstärkungsblockreinforcement block
- 5454
- Wellenleiterblockwaveguide block
- 5555
- Sollwertblocksetpoint block
- 5656
- Regelblockrule block
- 56a56a
- Regelpfadcontrol path
- 5757
- Modellierungsblockmodeling block
- 57a57a
- Modellierungsinputpfadmodeling input path
- 5858
- Deformationsblockdeformation block
- 5959
- Messblockmeasuring block
- 6060
- Kalibrierblockcalibration block
- 6161
- Soll-Positiontarget position
- 6262
- Signalzeitpunkt signal time
- 7070
- Inputblockinput block
- 7171
- Outputblock output block
- 100100
- EUV-ProjektionsbelichtungsanlageEUV projection exposure system
- 101101
- Beleuchtungssystemlighting system
- 102102
- Strahlungsquelleradiation source
- 103103
- Beleuchtungsoptiklighting optics
- 104104
- Objektfeldobject field
- 105105
- Objektebeneobject level
- 106106
- Retikelreticle
- 107107
- Retikelhalterreticle holder
- 108108
- Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
- 109109
- Projektionsoptikprojection optics
- 110110
- Bildfeldimage field
- 111111
- Bildebenepicture plane
- 112112
- Waferwafers
- 113113
- Waferhalterwafer holder
- 114114
- WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
- 115115
- EUV- / Nutz- / BeleuchtungsstrahlungEUV / useful / illumination radiation
- 116116
- Kollektorcollector
- 117117
- Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
- 118118
- Umlenkspiegeldeflection mirror
- 119119
- erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegelfirst facet mirror / field facet mirror
- 120120
- erste Facetten / Feldfacettenfirst facets / field facets
- 121121
- zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegelsecond facet mirror / pupil facet mirror
- 122122
- zweite Facetten / Pupillenfacettensecond facets / pupil facets
- 200200
- DUV-ProjektionsbelichtungsanlageDUV projection exposure system
- 201201
- Beleuchtungssystemlighting system
- 202202
- Retikelstagereticle stage
- 203203
- Retikelreticle
- 204204
- Waferwafers
- 205205
- Waferhalterwafer holder
- 206206
- Projektionsoptikprojection optics
- 207207
- Linselens
- 208208
- Fassungversion
- 209209
- Objektivgehäuselens body
- 210210
- Projektionsstrahlprojection beam
- Miwed
- SpiegelMirror
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102008009600 A1 [0193, 0197]DE 102008009600 A1 [0193, 0197]
- US 2006/0132747 A1 [0195]US 2006/0132747 A1 [0195]
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- US 6573978 [0195]US6573978 [0195]
- US 2018/0074303 A1 [0214]US 2018/0074303 A1 [0214]
Claims (25)
Priority Applications (1)
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