JP6033849B2 - 測定装置を備えた光学モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光学モジュール、当該光学モジュール用の光学素子ユニット、及び光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求める方法に関する。本発明は、超小型電子回路の製造に用いるマイクロリソグラフィに関連して用いることができる。

特にマイクロリソグラフィの分野において、最高精度で作製したコンポーネントの使用に加えて、対応して高い画質を達成するために、特に、結像装置のコンポーネント、例えばレンズ又はミラー等の光学素子をできる限り精密に位置決めする必要がある。数ナノメートル以下程度の微視的範囲にある高い精度要件は、製造すべき超小型電子回路の小型化を推進するために、超小型電子回路の製造に用いる光学系の分解能を高めることが常に必要とされる結果として生じるところが大きい。

高い分解能、したがって一般にそれに伴う使用光の波長の減少により、高まるのは用いる光学系の位置精度に対する要件だけではない。当然ながら、光学構成体全体の結像誤差の最小化に関する要件も増加する。

結像誤差を最小化するために、例えば特許文献１（Watson。その全開示を参照により本明細書に援用する）及び特許文献２（Sakino他。その全開示を参照により本明細書に援用する）から、波面収差を補正するために結像系の１つ又は複数の光学素子の光学活性面を能動的に変形させることが知られている。この目的で、例えば、ミラーの設定点幾何形状又は剛体幾何形状に対するミラー表面の所望の変形を達成するために、ミラーの支持構造により支持された複数のアクチュエータが、ミラーの背面に係合して対応の力及び／又はモーメントをミラーに導入する。

ミラー表面の変形のためのこれらの力及び／又はモーメントは、概してミラー（無限剛体とみなされる限り）の位置及び／又は向きの変化にもつながる場合があり、これをさらに補正しなければならない。光学素子の剛体位置又は剛体向きという用語が、これに関連して用いられることが多い。

光学素子の位置及び／又は向きの補正は、特許文献１からも知られているように、少なくとも１つの基準に対する光学素子の位置及び／又は向きを測定する１つ又は複数のセンサの測定信号に通常は基づく。重要な因子は、光学素子の剛体位置又は剛体向きが変化していないか又はセンサにより捕らえられるほど変化していなくても、変形が測定点の領域の相対移動を引き起こし得ることにより、必要なくても光学素子の位置及び／又は向きの補正が行われることである。

特許文献２で提案された解決手段の欠点は、光学素子及び変形装置が１つのユニットを形成し、さらにその位置及び／又は向きを補正しなければならないことである。剛体位置又は向きのこの補正を非常に迅速に行わなければならない場合、重いユニットは不利である。さらに、変形装置への供給を行うケーブル等により、急速な補正が妨げられる。さらに、このようなユニットはかなりの空間を要するので、好ましい制御挙動に必要となるユニットの高い共鳴振動数の達成がはるかに複雑になる。

米国特許第６，８４２，２７７号明細書 米国特許第７，４４３，６１９号明細書

したがって、本発明が解決しようとする課題は、上述の欠点がないか又は少なくともそれほど大きくなく、特に、単純な方法で、結像誤差をできる限り単純に補正できるようにする光学モジュール、当該光学モジュール用の光学素子ユニット、及び光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求める方法を提供することである。

本発明が達成しようとするさらに別の目的は、光学素子の剛体位置又は剛体向きのできる限り単純な判定の可能性、及び任意に極めて動的な補正の可能性を提供する光学モジュール、当該光学モジュール用の光学素子ユニット、及び光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求める方法を提供することである。

本発明は、少なくとも１自由度の外部基準に対する光学素子の位置及び／又は向きを求める測定装置が、光学素子に導入された変形による影響を実質的に受けない光学素子ユニットの基準部に配置した少なくとも１つの測定素子を備える場合、光学素子の剛体位置又は剛体向きの単純な判定、及び任意に極めて動的な補正が可能となるという所見に基づく。これは、変形部からの基準部の対応距離及び／又は基準部の応力分離により達成することができる。これら両方のそれぞれに、変形応力（すなわち、光学素子の所望の変形をもたらす応力）が測定装置の領域に実質的に伝播せず、その位置及び／又は向きに顕著に影響しないという効果がある。したがって、有利には、光学素子の実際の剛体位置及び／又は剛体向きを、１つ又は複数の自由度（最大６自由度）で測定素子を介して捕らえることができる。

したがって、本発明の１つの目的は、光学素子ユニットと、支持装置と、変形装置と、測定装置とを備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学モジュールである。支持装置が光学素子ユニットを支持する一方で、光学素子ユニットの光学面を変形させるために、変形装置が光学面を含む光学素子ユニットの変形部に係合する。少なくとも１自由度の外部基準に対する光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求めるために、測定ユニットは少なくとも１つの測定素子を備え、測定素子は光学素子ユニットの基準部に配置される。基準部は、変形装置により変形部に導入された光学素子ユニットの変形が測定素子の領域に実質的に伝播しないような様式で、変形部から離れて配置され且つ／又は少なくとも１つの分離部を介して変形部から分離される。

本発明の別の目的は、支持装置に係合する支持部と、光学素子ユニットの光学面を変形させる変形装置に係合する変形部と、測定装置とを備えた、特にマイクロリソグラフィ用の光学モジュール用の光学素子ユニットである。少なくとも１自由度の外部基準に対する光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求めるために、測定装置は少なくとも１つの測定素子を備え、測定素子は光学素子ユニットの基準部に配置される。基準部は、変形装置により変形部に導入された光学素子ユニットの変形が測定素子の領域に実質的に伝播しないような様式で、変形部から離れて配置され且つ／又は少なくとも１つの分離部を介して変形部から分離される。

本発明の別の目的は、特にマイクロリソグラフィ用の光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求める方法であって、光学素子ユニットの変形部の光学面を変形させ、外部基準に対する光学素子ユニットの位置及び／又は向きを、少なくとも１自由度で少なくとも１つの測定素子を介して検出し、測定素子は光学素子の基準部に配置される方法である。基準部は、変形装置により変形部に導入された光学素子ユニットの変形が測定素子の領域に実質的に伝播しないような様式で、変形部から離れて配置され且つ／又は少なくとも１つの分離部を介して変形部から分離される。

本発明のさらに他の好適な実施形態は、特許請求の範囲から、又は添付図面を参照する以下の好適な実施形態の説明から明らかとなる。開示した特徴の全ての組み合わせが、特許請求の範囲に明記されているか否かを問わず本発明の範囲内にある。

本発明による方法の好適な実施形態を実行できる、本発明による光学モジュールの好適な実施形態を備えた光学結像装置の非常に概略的な図である。 図１からの結像装置で実行できる本発明による方法の好適な実施形態のフローチャートである。 本発明による光学モジュールを備えた図１からの光学装置の一部の概略図である。 本発明による光学モジュールの別の好適な実施形態の概略図である。 本発明による光学モジュールの別の好適な実施形態の概略図である。

第１実施形態
図１〜図３を参照して、本発明による光学素子ユニットの好適な実施形態を有する本発明による光学モジュールの好適な実施形態を備えた、マイクロリソグラフィ用の本発明による光学結像装置１０１の好適な実施形態を以下で説明する。以下の説明を単純にするために、ｘｙｚ座標系を図に導入し、以下で参照する。

図１は、ＥＵＶ領域の（すなわち、５ｎｍ〜２０ｎｍの、通常は約１３ｎｍの波長の）第１波長の光で動作するマイクロリソグラフィ装置１０１の形態の光学結像装置の非常に概略的な図を示す。マイクロリソグラフィ装置１０１は、照明系１０３と、マスク装置１０４と、対物系１０５の形態の光学装置とを有する光学投影系１０２の形態の結像ユニットを備える。照明系１０３は、光学素子群１０６を備え、（より詳細には示さないライトガイド装置を介して）マスク装置１０４のマスク１０４．１を投影光ビーム１０１．１（この部分ではより詳細に示さない）で照明する。

物体平面内のマスクテーブル１０４．２上に配置したマスク１０４．１には、投影パターンがあり、これが、投影光ビーム１０１．１を用いて、対物系１０５に配置した光学素子を介して基板装置１０８の基板１０８．１上の、例えばいわゆるウェーハの像平面に投影される。

この目的で、対物系１０５は、複数の光学素子１１１から形成した光学素子群１０７を備え、光学素子１１１は対物系１０５のハウジング１０５．１に収容され、ハウジング１０５．１はさらに支持構造１０９で支持される。光学素子１１１は、投影光ビーム１０１．１を基板１０８．１に投影し、したがって投影パターンの物点を基板１０８．１の像点に結像する。

図３は、光学素子１１１の１つの形態の光学素子を備えた本発明による光学モジュール１１０の好適な実施形態を示す。光学素子１１１は、光学モジュール１１０の支持装置１１２により支持され、支持装置１１２はさらに、支持構造１０９で（ハウジング１０５．１を介して）支持される。

ウェーハ１０８．１への投影パターンの結像中に投影光ビーム１０１．１の波面収差を補正できるようにするために、光学モジュール１１０は、一方では変形装置１１３を備える。変形装置１１３により、投影光ビーム１０１．１と相互作用する光学素子１１１の光学面１１１．１を投影中に変形させて、投影光ビーム１０１．１の波面における望ましくないずれに対抗することができる。

変形装置１１３は、この目的で、第１アクチュエータ１１３．１の形態の複数の変形素子を備え、これらは、本例では、光学素子１１１の本体１１１．３に設けた周方向凹部１１１．２内に配置され、光学素子１１１の全周にわたって周方向Ｕに延在する。

周方向凹部１１１．２は、光学素子１１１において、周方向Ｕの周縁部１１１．４と中央ベース部１１１．５とを形成する。第１アクチュエータ１１３．１は、本例では光学素子１１１の径方向Ｒに実質的に整列し、したがって周方向Ｕにより画定される周面内にある。第１アクチュエータ１１３．１はそれぞれ、一方では周縁部１１１．４上の第１係合点で支持され、他方ではベース部１１１．５上の半径方向Ｒ内方に配置した第２係合点で支持される。

凹部１１１．２は、光学素子１１１に意図的な構造弱化部を導入し、これは、例えば径方向Ｒに加わった第１アクチュエータ１１３．１の力によって単純な方法で、光学面１１１．１を備えた光学素子１１１の変形部１１１．６に規定の変形を導入することを可能にする。特に、図３に破線輪郭１１４で示すように、任意の空間方向の、特に周方向Ｕ及び／又は径方向Ｒの所望の変形に対応して、凹部１１１．２を、したがって光学素子１１１の意図的な弱化部を不均一にすることが可能である。しかしながら、光学面の実質的に対称な変形が望まれる本発明の他の変形形態では、厳密に対称な配置又は構成も選択できることが理解されるであろう。

本発明の他の変形形態では、光学面の所望の変形を達成するために、当然ながら変形装置の任意の他の構成も選択できることが理解されるであろう。特に、第１アクチュエータの何らかの他の構成及び／又は向きを選択できる。さらに、上述の凹部を設けることは必須ではない。第１アクチュエータが外部支持構造ではなく光学素子の両側に直接位置すれば、かかる外部支持構造から光学素子への寄生応力を単純な方法で回避できるので、このようにすることが単に好ましい。

光学面１１１．１の変形の制御は、本例では第１アクチュエータ１１３．１を制御する制御装置１１５を介して行われる。このために、制御装置１１５に接続した測定装置の第１測定ユニット１１６を設け、これは第１エミッタ装置１１６．１及び関連の第１センサ装置１１６．２を備える。エミッタ装置１１６．１は（制御装置１１５の制御下で）、測定光ビーム１１６．３を光学面１１１．１へ送り、測定光ビーム１１６．３がそこで反射されてセンサ装置１１６．２へ指向される。制御装置１１５に伝送されたセンサ装置１１６．２の信号に基づき、続いて制御装置１１５において光学面１１１．１の既存の変形に関する結論を下すことができる。任意に、制御装置１１５は、光学面１１１．１の変形を調整するために、続いて指定の設定値に従って第１アクチュエータ１１３．１を制御する。

本発明の他の変形形態では、光学面の変形を検出するために、第１測定ユニットを異なる構成にすることもできることが理解されるであろう。特に、第１測定ユニットは、当然ながら１つ又は複数の第１エミッタ装置及び／又は複数の第１センサ装置も備えることができ、これらは検出対象の光学面の変形に対応する光学素子に割り当てられる。

第１アクチュエータ１１３．１を介して光学素子に導入された力は、変形部１１１．６に機械的応力をもたらし、これが変形部の対応の変形につながり、したがって本願において変形応力と称する。

光学面１１１．１の変形に加えて、本例では、剛体位置（すなわち、空間における３つの並進自由度での並進）及び剛体向き（すなわち、空間における３つの回転自由度）の補正も可能である。６自由度の剛体位置及び剛体向きのこれらの設定は、以下の例では位置決め装置１１７により達成され、これも制御装置１１５により制御される。

位置決め装置１１７は、この目的で複数の第２アクチュエータ１１７．１を備え、これらは、本例ではヘキサポッド（周方向Ｕに均一に分配配置した３つのバイポッドから従来は構成される）の形態でパラレルキネマティック式に配置される。

しかしながら、本発明の他の変形形態では、位置決め装置の任意の他の構成、特に第２アクチュエータの任意の他の構成及び配置も選択できることが理解されるであろう。特に、特定の結像装置の要件に応じて、光学素子の剛体位置及び／又は剛体向きの設定が６自由度未満で行われることも当然ながら想定され得る。

位置決め装置１１７は、一方では支持構造１１２で支持され、光学素子１１１のうち光学面１１１．１に面しない背面１１１．７の領域で光学素子１１１の基準部１１１．８に係合する。基準部１１１．８は、実質的にディスク形の変形部１１１．６から光学素子１１１の背面１１１．７に突出した突起に形成される。

基準部１１１．８は、その外周上に測定装置の第２測定ユニット１１８の第１測定素子１１８．１を担持し、第１測定素子１１８．１は、光学素子の剛体位置及び剛体向きを検出する役割を果たす。この目的で、支持構造１１２に配置した第２測定素子１１８．２を第１測定素子１１８．１に割り当てる。

基準部１１１．８の円周に、第１測定素子１１８．１及び第２測定素子１１８．２からなる複数の測定素子対１１８．３を設けることにより、６自由度で光学素子１１１の剛体位置及び剛体向きを検出することを可能にする。

測定素子対１１８．３の数は、検出対象の自由度数と、これに関連して任意に必要な冗長性とに応じて変わることが理解されるであろう。本発明の特定の変形形態では、任意に単一の測定素子対でさえ十分であり得る。

本例では、第１測定素子１１８．１は、単純な受動基準素子であり、第２測定素子１１８．２に接続した制御装置１１５に対応の測定信号を伝送するために、能動コンポーネントとして設計した第２測定素子１１８．２と適当な十分に知られた方法で相互作用する。

この測定信号及び他の測定素子対１１８．３の測定信号に基づき、制御装置１１５は、続いて光学素子１１１の現在の剛体位置及び剛体向きを求めることができる。結像装置１０１の現在の結像プロセスから生じる特定の要件に応じて、光学素子１１１の剛体位置及び剛体向きを所望のように制御するために、制御装置１１５は続いて第２アクチュエータ１１７．１を制御することができる。

測定素子対は、２つの測定素子の相対位置に関する適切な情報を提供する任意の適当な動作原理に従って動作できることが理解されるであろう。例えば、干渉法により動作する測定素子対を用いることができ、その場合、第１測定素子は単純な反射体の形態である。エンコーダ原理に従って動作する測定素子対も想定することができ、その場合、第１測定素子は、例えば対応の１次元又は２次元格子等であり得る。

さらに、第１測定素子は必ずしも受動素子である必要がないことが理解されるであろう。しかしながら、受動素子としての構成には、例えば信号リード等を介したいかなる種類の機械的接続も光学素子と支持構造との間で必要ないことにより、かかる接続を介して寄生応力が導入される危険が特に単純な方法でなくなるという利点がある。

変形装置１１３は、光学モジュール１１０の通常動作時に、指定の最大力Ｆ_ｍａｘ以下の力を光学素子１１１に加える。この最大力Ｆ_ｍａｘから、最大第１変形応力ＤＳ１_ｍａｘを有する変形応力が変形部１１１．６で生じる。

変形装置１１３を介して光学素子１１１に導入される変形が第２測定ユニット１１８の測定結果に影響を及ぼし、したがって第１測定素子１１８．１の領域における変形により光学素子１１１の剛体位置及び剛体向きの測定を著しく改悪するのを防止するために、第１測定素子１１８．１を有する基準部１１１．８は、変形装置１１３の最大力効果Ｆ_ｍａｘから、基準部１１１．８において最大第２変形応力ＤＳ２_ｍａｘを有する応力分布が生じるように、光学面１１１．１から離れて設計及び配置される。

最大第２変形応力ＤＳ２_ｍａｘは、本例では最大第１変形応力ＤＳ１_ｍａｘの３％未満である。これには、結像装置１０１の通常動作時に、第２測定ユニット１１８の測定結果が顕著に改悪されないことにより、光学素子１１１の正確な剛体位置及び剛体向きが常に検出され、位置決め装置１１７を介した誤補正が起こらないという利点がある。

本発明の他の変形形態では、基準部のより大きな変形も許すことができることが理解されるであろう。これは特に、第２測定ユニットの測定が、予想される変形に影響されやすくない場合（例えば、予想される変形が検出対象の自由度とは異なるか又は無関係な自由度で起こる場合）であり得る。

しかしながら、好ましくは、基準部は、最大第２変形応力ＤＳ２_ｍａｘが最大第１変形応力ＤＳ１_ｍａｘの２０％未満であるよう設計及び配置される。好ましい構成では、最大第２変形応力ＤＳ２_ｍａｘは、最大第１変形応力ＤＳ１_ｍａｘの１０％以下、好ましくは最大第１変形応力ＤＳ１_ｍａｘの３％以下である。

本例では、一方では、基準部１１１．８が変形部１１１．６又は光学面１１１．１から十分に大きく離れて位置付けられることにより、変形応力が基準部１１１．８に達する前に大幅に低下しているので、有利なほど小さな第２変形応力ＤＳ２_ｍａｘが達成される。

他方では、基準部１１１．８が分離装置１１１．９を介して変形部１１１．６から、とりわけ変形装置１１３の接点から機械的に分離されることにより、基準部１１１．８への、特に第２測定ユニット１１８を有する領域への変形応力の直接導入が確実に防止される。

本例における分離装置１１１．９は、光学素子１１１の本体１１１．３における単純な周方向凹部の形態をとる。しかしながら、本発明の他の変形形態では、光学素子の本体のこうした構成の代わりに、任意の他の機械的分離を変形部と基準部との間に設けることもできることが理解されるであろう。

さらに、本発明の他の変形形態では、この付加的な分離を省くこともできることが理解されるであろう。その場合、基準部への変形応力の導入は、例えば、単に基準部と変形部との間の十分に大きな距離により回避することができる。

したがって、両方の措置（距離を増加させた配置及び変形部１１１．６からの基準部１１１．８の分離）に、変形装置１１３を介して変形部１１１．６に導入された光学素子１１１の変形が有利なことに第１測定素子１１８．１の領域に実質的に伝播しないという効果がある。

すでに上述したように、変形部１１１．６は、本例では中心軸１１１．１を画定する実質的にディスク形の形態である。

この中心軸１１１．１は、例えば回転対称素子の場合にように、光学素子１１１の対称軸であり得る。しかしながら、こうした対称軸を有しない光学素子、例えば非球面光学素子の場合、これは、光学面の図心を通る光学面に対して垂直な軸とすることもできる。

基準部１１１．８を有する突起は、本例では中心軸１１１．１と本質的に同心に配置される。しかしながら、本発明の他の変形形態では、これとは異なる基準部の配置も想定できることが理解されるであろう。

本発明の好適な変形形態（図３に示す寸法設定とは異なる寸法設定を有する）では、変形部１１１．６が中心軸１１１．１方向の長手方向に最大第１長手方向寸法Ｌ１を有する一方で、この長手方向に基準部１１１．８を有する突起は、最大第２長手方向寸法Ｌ２を有し、第２長手方向寸法Ｌ２は第１長手方向寸法Ｌ１の８０％よりも大きい。好ましくは、第２長手方向寸法Ｌ２は、第１長手方向寸法Ｌ１の１００％よりも大きく、特に第１長手方向寸法Ｌ１の１５０％よりも大きい。このような構成には、単に基準部１１１．８と変形部１１１．６との間で得られる大きな距離により、第２測定ユニット１１８の測定結果を改悪し得る基準部１１１．８への変形の導入が確実に防止されるという利点がある。

さらに、変形部１１１．６が中心軸１１１．１を横切って延在する横方向に最大第１横方向寸法Ｄ１を有する一方で、この横方向に基準部１１１．８を有する突起は、最大第２横方向寸法Ｄ２を有する。第２横方向寸法Ｄ２は、本例では第１横方向寸法Ｄ１の８０％未満である。本発明のさらに好適な変形形態では、第２横方向寸法Ｄ２は、第１横方向寸法Ｄ１の６０％未満、特に第１横方向寸法の４０％未満である。

分離装置を形成する凹部１１１．９を最大限の深さにして最大限の分離を達成すれば有利であることに、現時点で言及しておく。本発明の好適な変形形態では、本体１１１．３は、凹部１１１．９の領域で、横方向に最大第３横方向寸法Ｄ３を有し、これは第２横方向寸法Ｄ２の８０％未満である。本発明のさらに好適な変形形態では、第３横方向寸法Ｄ３は、第２横方向寸法の６０％未満、特に第２横方向寸法Ｄ２の４０％未満である。

光学素子又は光学素子ユニット１１１はそれぞれ、本例ではゼロに近い熱膨張率を有する材料のモノリシック素子として設計される。しかしながら、本発明の他の変形形態では、光学素子ユニットの多部品構成も想定できることが理解されるであろう。特に、変形部及び基準部を異なるコンポーネントから作ることができる。その場合、分離装置も１つ又は複数の別個の要素から形成することができる。

図２は、マイクロリソグラフィプロセスの形態の結像プロセスに関連して実行される、光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求める本発明による方法の好適な実施形態のフローチャートを示し、結像プロセスに関しては、いわゆるスキャナ原理に従って動作する図１及び図３に示すマイクロリソグラフィ装置１０１で実行される。

最初に、ステップ１１９．１において、マイクロリソグラフィプロセスの手順を開始し、マイクロリソグラフィ装置１０１を図１及び図３で見られる構成で設ける。

変形ステップ１１９．２において、最初に、基板１０８．１の照明と並行して判定ステップにおいて結像誤差を求める。求められた結像誤差に基づき、この結像誤差に対抗するために、続いて上述のように変形装置１１３により光学素子１１１の変形を行う。

ステップ１１９．３において、図１及び図３に関連して上述した判定と、任意に光学素子１１１の剛体位置及び剛体向きの補正とを、変形ステップ１１９．２の後に又は変形ステップ１１９．２と並行して、同じく結像誤差を減らす役割を果たす位置決め装置１１７を介して行う。

上述のように、光学素子１１１の変形と剛体位置及び剛体向きとの判定及び補正を、基板１０８．１の照明と並行して行う。少なくとも基板１０８．１の照明の終了が必要となるような結像誤差が検出されない限り、照明は、結像誤差の判定及び補正と同時に且つ無関係に行われる。

さらなるステップ１１９．４において、続いてさらに別の補正作業を行うべきか否かを確認する。補正を行わない場合、手順はステップ１１９．５で終了する。そうでない場合はステップ１１９．２に戻る。

第２実施形態
以下において、図１、図２、及び図４を参照して、図１に示すマイクロリソグラフィ装置１０１の光学モジュール１１０の代わりに用いることができる本発明による光学モジュール２１０の別の好適な実施形態を説明する。

光学モジュール２１０は、その設計及び機能について図３の光学モジュール１１０に基本的に対応するので、相違点のみをここでは説明する。特に、同じ種類のコンポーネントには１００を足した参照符号を付けてある。これらのコンポーネントの特性に関して以下で別段の記載がない限り、第１実施形態に関連した上記説明を参照されたい。

光学モジュール２１０は、光学素子２１１への位置決め装置２１７の接続が光学モジュール１１０とは異なる。図４から分かるように、本例では、接続が分離リング２１９の形態の分離装置を介して行われ、分離リング２１９は、分離素子２１９．１を介して光学素子２１１の本体２１１．３に接続される。分離素子２１９．１は、従来のように、一方では支持構造２１２から光学素子２１１への寄生応力の導入を少なくとも減らし、結合されたコンポーネントの異なる熱膨張を補償する役割を果たす。

分離素子２１９．１は、変形部２１１．６の領域で光学素子２１１の本体２１１．３に係合する。これには、基準部２１１．８が変形装置２１３により光学素子２１１に導入される力の力束（force flux）外及び位置決め装置２１７により光学素子２１１に導入される力の力束外の両方に位置付けられるという利点がある。位置決め装置２１７の力効果から得られる（概して動的な）応力の導入も、このようにして少なくとも大部分が防止されることにより、上記応力及び得られる変形による第２測定ユニット２１８の測定結果の改悪も回避される。

支持構造を接続するために、分離装置を必ずしも分離リングとして設計する必要がないことが理解されるであろう。正確には、支持構造への光学素子の対応の分離的接続を達成する任意の他の構成を選択することができる。さらに、本発明の他の変形形態では、上記分離装置を省くことさえでき、したがって位置決め装置が光学素子の本体に直接接続されることが理解されるであろう。

同じく図４から分かるように、基準部２１１．８は、光学素子２１１のうち光学面２１１．１に面しない背面２１１．７における突起により形成され、その最大第２横方向寸法Ｄ２は、変形部２１１．６の最大第１横方向寸法Ｄ１の約４０％に相当する。さらに、この場合も、第１実施形態に関連して上述した寸法を選択することができる。

同じく図４から分かるように、本発明の特定の変形形態では、破線輪郭２２０で示すように、供給装置の結合装置を設けることができ、これを介して変形装置２１３の第１アクチュエータ２１３．１への制御信号及び／又は電力の非接触結合が行われる。この非接触結合装置２２０は、任意の適当な動作原理に従って動作し得る。例えば、誘導的動作原理を用いることができる。このような構成には、第１アクチュエータ２１３．１への接続線を介して行われ得る寄生応力の導入が回避されるという利点がある。

動作時に（例えば設定の調整のために）光学素子２１１の大きな移動を行わなければならない場合、支持構造で支持された結合装置２２０の部分が、信号及び／又は電力の確実な結合を常に確保するために光学素子２１１に従うことが想定され得る。この目的で、結合装置のこの部分は、制御装置１１５により対応して制御される可動キャリア等に配置することができる。

結像装置１０１で用いる光学モジュール２１０では、当然ながらこの場合も図２に関連して説明した方法を実行することができるので、その限りにおいて上記の説明を単に参照する。

第３実施形態
以下では、図１、図２、及び図５を参照して、図１に示すマイクロリソグラフィ装置１０１の光学モジュール１１０の代わりに用いることができる本発明による光学モジュール３１０の別の好適な実施形態を説明する。

光学モジュール３１０は、その設計及び機能について図３の光学モジュール１１０に基本的に対応するので、相違点のみをここでは説明する。特に、同じ種類のコンポーネントには２００を足した参照符号を付けてある。これらのコンポーネントの特性に関して以下で別段の記載がない限り、第１実施形態に関連した上記説明を参照されたい。

光学モジュール３１０は、光学素子３１１への位置決め装置３１７の接続が光学モジュール１１０とは異なる。図５から分かるように、接続が（第２実施形態のように）分離リング３１９の形態の分離装置を介して行われ、分離リング３１９は、分離素子３１９．１を介して光学素子３１１の本体３１１．３に接続される。分離素子３１９．１は、従来のように、一方では支持構造３１２から光学素子３１１への寄生応力の導入を少なくとも減らし、結合されたコンポーネントの異なる熱膨張を補償する役割を果たす。

分離素子３１９．１は、変形部３１１．６の領域で光学素子３１１の本体３１１．３に係合する。これには、基準部３１１．８が変形装置３１３により光学素子３１１に導入される力の力束外及び位置決め装置３１７により光学素子３１１に導入される力の力束外の両方に位置付けられるという利点がある。位置決め装置３１７の力効果から得られる（概して動的な）応力の導入も、このようにして少なくとも大部分が防止されることにより、上記応力及び得られる変形による第２測定ユニット３１８の測定結果の改悪も回避される。

しかしながら、位置決め装置の対応の構成により、分離リング３１９を省いて、図３に示す構成のような位置決め装置を本体３１１．５に直接接続することも可能である。

同じく図５から分かるように、基準部３１１．８は、光学素子３１１のうち光学面３１１．１に面しない背面３１１．７における突起により形成され、その最大第２横方向寸法Ｄ２は、変形部３１１．６の最大第１横方向寸法Ｄ１の約４０％に相当する。さらに、この場合も、第１実施形態に関連して上述した寸法を選択することができる。

同じく図５から分かるように、図３及び図４に示す光学モジュール１１０及び２１０との別の相違点は、変形装置３１３が光学素子３１１内のみでなく光学素子３１１と支持構造３１２との間で動作することである。この目的で、第１アクチュエータ３１３．１は、境界領域３１１．４の外周及び支持構造２１２の関連の突起に係合する。

同じくこの場合も、第１アクチュエータ３１３．１は（少なくとも図５に示す状態で）、光学素子３１１の周方向Ｕにより画定される光学素子３１１の周面内で実質的に径方向Ｒに動作する。アクチュエータ３１３．１が、光学素子３１１に対するそれらの力作用、したがって光学面３１１．１の変形を変えることなく、位置決め装置３１７が発生させた光学素子３１１の運動（travel movements）に従うことができるように設計されることが理解されるであろう。この目的で、これらは、例えばフォースアクチュエータとして（例えば、いわゆるローレンツアクチュエータとして）構成することができる。

したがって、提案した解決手段は、光学素子及び変形装置が１つのユニットを形成するという点で、最初に述べた欠点をすでに克服する。この解決手段では、移動させるユニットを非常に軽量且つより小型の設計とすることができる。これは、特に、非常に動的な制御に好ましいユニットの高い共鳴振動数に関して有利である。したがって、剛体位置及び／又は剛体向きの補正を非常に迅速に行うことができる。さらに、急速な位置補正が変形装置への供給線（ケーブル等）により妨げられない。

光学モジュール３１０では、当然ながらこの場合も図２に関連して説明した手順を実行できることに、現時点で言及しておく。

本発明は、ＥＵＶ領域の波長での基板の照明と共に働く実施例に基づき上述した。しかしながら、本発明を、基板の照明又は何らかの他の種類の結像を異なる波長で行う用途に関連して用いることも当然できることを、現時点で指摘しておく。

さらに、本発明をマイクロリソグラフィの分野からの例を用いて上述したことに留意すべきである。しかしながら、本発明を任意の他の用途又は結像プロセスに用いることもできることが理解されるであろう。

Claims (21)

1. 特にマイクロリソグラフィ用の光学モジュールであって、
   光学素子ユニットと、
   支持装置と、
   変形装置と、
   測定装置と
   を備え、前記支持装置は前記光学素子ユニットを支持し、
   前記変形装置は、前記光学素子ユニットの光学面を変形させるために、該光学面を含む前記光学素子ユニットの変形部に係合し、
   前記測定装置は、少なくとも１自由度の外部基準に対する前記光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求めるために、少なくとも１つの測定素子を備え、
   該測定素子は前記光学素子ユニットの基準部に配置され、
   該基準部は、前記変形装置により前記変形部に導入された前記光学素子ユニットの変形が前記測定素子の領域に実質的に伝播しないような様式で、少なくとも１つの分離部を介して前記変形部から分離される光学モジュール。
2. 請求項１に記載の光学モジュールにおいて、
   前記変形装置は、前記光学モジュールの通常動作時に、前記光学素子ユニットに対する最大力により、前記変形部において最大第１変形応力以下の力を発生させ、
   前記変形装置は、少なくとも前記測定素子の領域における、特に実質的に前記基準部全体における前記最大力により、最大第２変形応力以下を発生させ、
   前記基準部は、前記最大第２変形応力が前記最大１変形応力の５％以下、好ましくは前記最大第１変形応力の４％以下、より好ましくは前記最大第１変形応力の３％以下であるように、前記少なくとも１つの分離部を介して前記変形部から分離される光学モジュール。
3. 請求項１又は２に記載の光学モジュールにおいて、
   前記変形部は、特に中心軸を画定する実質的にディスク形本体として設計され、且つ／又は
   前記基準部の少なくとも一部は、前記変形部上の突起の様式で形成され、特に前記測定素子は、前記変形部に面しない前記突起の端の領域に配置される光学モジュール。
4. 請求項３に記載の光学モジュールにおいて、
   前記突起は、前記変形部のうち前記光学面に面しない側に配置され、且つ／又は
   前記突起は、前記中心軸と実質的に同心に配置され、且つ／又は
   前記変形部は、前記中心軸の方向に延在する長手方向に最大第１長手方向寸法を有し、前記突起は、前記長手方向に最大第２長手方向寸法を有し、該第２長手方向寸法は、前記第１長手方向寸法の８０％よりも大きく、好ましくは前記第１長手方向寸法の１００％よりも大きく、より好ましくは前記第１長手方向寸法の１５０％よりも大きく、且つ／又は
   前記変形部は、前記中心軸を横切って延びる横方向に最大第１横方向寸法を有し、前記突起は、前記横方向に最大第２横方向寸法を有し、該第２横方向寸法は、前記第１横方向寸法の８０％未満、好ましくは前記第１横方向寸法の６０％未満、より好ましくは前記第１横方向寸法の４０％未満であり、且つ／又は
   前記分離部は、前記突起の領域に、特に前記変形部と前記突起との間の移行領域に配置され、前記分離部は、特に、前記横方向での前記突起の断面の少なくとも１つの狭窄により形成される光学モジュール。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学モジュールにおいて、
   前記変形装置は少なくとも１つの変形素子を備え、
   該変形素子は、第１端を前記変形部の第１係合点に係合させ、
   前記変形素子は、第２端を前記変形部の第２係合点に係合させ、特に、前記第１係合点は、前記変形部の外周の領域に配置され、前記変形部の前記外周は、周面を画定し、前記第２係合点は、前記周面の径方向内方に配置される光学モジュール。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学モジュールにおいて、
   前記変形装置は少なくとも１つの変形素子を備え、
   該変形素子は、第１端を前記変形部の第１係合点に係合させ、
   前記変形素子は、第２端を前記支持装置の第２係合点に係合させる光学モジュール。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学モジュールにおいて、
   前記変形装置は、前記変形部の外周の領域に係合し、
   前記変形部は、前記外周の領域で、特に周方向に前記外周全体にわたって延在する少なくとも１つの凹部を有し、
   該少なくとも１つの凹部は、前記変形部の指定可能な変形挙動を達成するよう設計される光学モジュール。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学モジュールにおいて、
   前記変形装置は、少なくとも１つの変形素子と、該変形素子にエネルギー及び／又は制御信号を供給する供給装置とを備え、
   前記供給装置は、特に、前記変形素子へのエネルギー及び／又は制御信号の非接触供給用に設計される光学モジュール。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学モジュールにおいて、
   前記支持装置は、前記光学素子ユニットの位置及び／又は向きを設定するための特に能動的な位置決め装置を備え、
   該位置決め装置は、特に、少なくとも１自由度で前記光学素子の前記位置及び／又は前記向きを設定するよう設計される光学モジュール。
10. 請求項９に記載の光学モジュールにおいて、
    前記位置決め装置は、前記光学素子ユニット上の前記基準部の領域に係合し、且つ／又は、
    前記位置決め装置は、該位置決め装置と前記光学素子ユニットとの間の寄生応力を分離するための分離装置を介して前記光学素子に係合する光学モジュール。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学モジュールにおいて、
    前記光学素子ユニットはモノリシック設計であり、且つ／又は
    前記光学素子ユニットは、ゼロに近い熱膨張率を有する材料から作られ、且つ／又は
    前記光学面は反射面として設計される光学モジュール。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学モジュールにおいて、
    前記測定装置は、前記光学面の変形を求めるよう設計され、
    前記測定装置は、特に、前記光学面の前記変形を求めるために、測定光ビームを前記光学面に投影し、前記測定光ビームのうち前記光学面により偏向された部分を検出装置により検出するよう設計される光学モジュール。
13. 特にマイクロリソグラフィ用の光学モジュール用の光学素子ユニットであって、
    支持装置に係合する支持部と、
    前記光学素子ユニットの光学面を変形させる変形装置に係合する変形部と、
    測定装置と
    を備え、該測定装置は、少なくとも１自由度の外部基準に対する前記光学素子の位置及び／又は向きを求める少なくとも１つの測定素子を備え、
    該測定素子は、前記光学素子ユニットの基準部に配置され、
    該基準部は、前記変形装置により前記変形部に導入された前記光学素子ユニットの変形が前記測定素子の領域に実質的に伝播しないような様式で、少なくとも１つの分離部を介して前記変形部から分離される光学素子ユニット。
14. 特にマイクロリソグラフィ用の光学素子ユニットの位置及び／又は向きを求める方法であって、
    前記光学素子ユニットの変形部の光学面を変形させ、
    少なくとも１自由度の外部基準に対する光学素子ユニットの位置及び／又は向きを少なくとも１つの測定素子を介して検出し、
    該測定素子は前記光学素子の基準部に配置され、
    該基準部は、前記変形部に導入された前記光学素子ユニットの変形が前記測定素子の領域に実質的に伝播しないような様式で、少なくとも１つの分離部を介して前記変形部から分離される方法。
15. 請求項１４に記載の方法において、
    光学モジュールの通常動作時に、前記光学素子ユニットに対する最大力により、前記変形部において最大第１変形応力以下の力を発生させ、
    少なくとも前記測定素子の領域における、特に実質的に前記基準部全体における前記最大力により、最大第２変形応力以下の力を発生させ、
    前記基準部は、前記最大第２変形応力が前記最大１変形応力の５％以下、好ましくは前記最大第１変形応力の４％以下、より好ましくは前記最大第１変形応力の３％以下であるように、少なくとも１つの分離部を介して前記変形部から分離される方法。
16. 請求項１４又は１５に記載の方法において、
    前記光学面を変形させるために、前記変形部の第１係合点において、変形素子を介して第１力を導入し、
    前記光学面を変形させるために、前記変形部の第２係合点において、前記変形素子を介して第２力を導入し、
    前記第１係合点は、特に、前記変形部の外周の領域に配置され、前記変形部の前記外周は、周面を画定し、前記第２係合点は、前記周面の径方向内方に配置される方法。
17. 請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法において、
    前記光学面を変形させるために、前記変形部の第１係合点において、変形素子を介して第１力を導入し、
    前記光学面を変形させるために、前記変形部の第２係合点において、前記変形素子を介して前記光学素子ユニットの支持装置に第２力を導入する方法。
18. 請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の方法において、
    前記変形を少なくとも１つの変形素子を介して行い、
    前記変形素子は、特に、エネルギー及び／又は制御信号を非接触供給される方法。
19. 請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の方法において、
    前記光学素子ユニットの位置及び／又は向きを、位置決め装置を介して設定し、
    特に、前記光学素子ユニットの前記位置及び／又は前記向きを前記少なくとも１自由度で設定する方法。
20. 請求項１９に記載の方法において、
    前記位置決め装置は、前記基準部の領域で前記光学素子ユニットに係合し、且つ／又は
    前記位置決め装置は、該位置決め装置と前記光学素子ユニットとの間の寄生応力を分離するための分離装置を介して前記光学素子に係合する方法。
21. 請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の方法において、
    前記光学面の前記変形を求め、
    前記光学面の前記変形を求めるために、測定光ビームを前記光学面に投影し、前記測定光ビームの内前記光学面により偏向された部分を検出する方法。

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