WO2003098350A2 - Verfahren zur gezielten deformation eines optischen elements - Google Patents

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WO2003098350A2
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Jean-Noel Fehr
Harald Kirchner
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Carl Zeiss Smt Ag
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    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports

Definitions

  • the invention relates to a method for the targeted deformation of an optical element, in particular a mirror, which is arranged in an optical system, the optical element or a carrier element to which the optical element is applied such that forces acting on the carrier element cause a Cause deformation of the optical element itself, is connected directly to a fixed structure via fastening means or via connecting links.
  • the invention also relates to a method for adjusting an optical element according to the preamble of claim 8.
  • Image errors for example caused by heat, ambient conditions, position deviations of mirrors, deviation of the shape of the optical surface from the target shape, by layer tensions and tightening torques of screws, deformations induced in frames and by manufacturing errors, impair the image quality of an optical system, e.g. a projection exposure system significant for icrolithography.
  • This problem is particularly acute in the EUV area, where manipulators and optics no longer have sufficient decoupling.
  • An image error correction for example to compensate for inaccuracies in production of the projection objective, is carried out by manipulating the optical elements using special manipulators or actuators.
  • the disadvantage here is that the manipulator movements themselves generally do not act on the optical element without deformation.
  • the present invention is therefore based on the object of providing methods of the type mentioned at the outset which solve the disadvantages of the prior art, in particular a targeted correction of image errors in an optical system in a simple and short adjustment process by means of precise manipulations or targeted deformations of the optical elements are made possible, for which purpose the use of special and complex actuators is to be dispensed with.
  • This object is achieved by the characterizing features of claim .1. It is also solved by the characterizing features of claim 8.
  • the image of the optical system in the image plane or on a substrate table is influenced by the targeted deformation of the optical element and image errors of the optical system in the image plane or on the substrate table by the targeted deformation of the optical element be at least approximately eliminated.
  • a mirror is used as the optical element. Both coated and uncoated mirrors can be deformed to correct the image defects of an optical system. Furthermore, a reticle mask can also be used as the optical element.
  • optical element can advantageously be adjusted more accurately and quickly, taking into account the additional parasitic effects to be expected from the manipulation itself.
  • Figure 1 is a schematic representation of an optical system with six mirrors
  • Figure 2 is a plan view of a mirror with a support element
  • FIG. 3 shows a side view of a mirror with a connection to a fixed structure in a first embodiment
  • FIG. 4a shows a side view of a mirror with a connection to a fixed structure in a second embodiment by means of a manipulator
  • FIG. 4b shows a further side view of a mirror with a connection to a fixed structure in a second embodiment by means of a manipulator
  • FIG. 5 shows a graphic representation of a possible deformation of the optical surface of a mirror
  • FIG. 6a shows a basic illustration of a parasitic movement of a Z manipulator
  • FIG. 6b compensation of the parasitic movement of the Z manipulator from FIG. 6a by movement in the x and red x directions
  • FIG. 7 shows a basic structure of an EUV projection exposure system with a light source, an illumination system and a projection lens.
  • an optical system 1 has six mirrors 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f.
  • the beam path 3 of the light is sketched in principle.
  • Such an optical system 1 can, as shown in FIG. 7, be used as a projection objective 1 in an EUV projection exposure system 11 for microlithography.
  • Figure 2 shows the mirror 2d, which is attached to a support member 4.
  • the carrier element 4 is direct via screws 5, 5a, 5b, 5c with a fixed structure 6, which is shown in detail in FIGS. 3, 4a and 4b, for example, which can be a fixed part of the projection exposure lens (FIG. 3) or connected via manipulators 10 (FIGS. 4a and 4b).
  • a fixed structure 6 which is shown in detail in FIGS. 3, 4a and 4b, for example, which can be a fixed part of the projection exposure lens (FIG. 3) or connected via manipulators 10 (FIGS. 4a and 4b).
  • the use of a single-block mirror would be optimal, but it is also possible to glue the mirror 2d to the carrier element 4, even though there is a corresponding damping of the forces.
  • the mirror 2d is applied to the carrier element 4 and connected to the fixed structure 6 via screws 5, 5a by means of a socket 7.
  • Piezo elements 8 are inserted between metal washers 9 around the screws 5, 5a in such a way that when the length of the piezo elements 8 changes in the direction of the carrier element 4, the pressure exerted thereon increases the holding or clamping force of the screws 5, 5a and thus an entry of forces on the support element 4 with the mirror 2d.
  • other means can of course be used instead of piezo elements 8 in another embodiment.
  • the electrical connections of the piezo elements 8 are not shown. As a result, the force in the area of the screws 5, 5a which are required anyway for fastening the carrier element 4 with the mirror 2d to the mount 7 or the fixed structure 6 can be carried out in a simple and advantageous manner.
  • a manipulator 10 ensures the connection of the carrier element 4 with the mirror 2d to the fixed structure 6.
  • Manipulators 10 enable the carrier element 4 to be moved in a translatory and rotary manner with the mirror 2d.
  • the manipulator 10 can also be used to exert forces or torques on the screws 5, 5a or on the carrier element 4 and thus on the mirror 2d.
  • FIG. 4b shows a side view of the embodiment shown in FIG. 4a.
  • a possible form of the deformation of the optically effective surface of the mirror 2d after the input of forces is shown as an example in FIG. 5.
  • FIG. 6a shows parasitic movements of a Z manipulator 10a, undesired movements occur in the X direction P x and in the rotX direction P rotx .
  • an X manipulator 10b and a rotX manipulator 10c are used to compensate for this parasitic movements P x , P rotx used ( Figure 6b).
  • the EUV projection exposure system 11 has a light source 12, an EUV lighting system 13 for illuminating a field in a plane 14 in which a structure-bearing mask is arranged, and the projection lens 1 for imaging the structure-bearing one Mask in the plane 14 on a photosensitive substrate 15.
  • EUV lighting system 13 reference is made to EP 1 123 195 AI.
  • the main aim of the deformations and movements caused by the input of forces or torques via the screws 5, 5a, 5b, 5c or the manipulators 10 is to compensate for image errors in the optical system 1.
  • image errors arise, for example, from manufacturing inaccuracies (fitting errors - deviation of the shape of the optical surface from the desired shape, deformations induced by layer stresses, deformations caused by screw tightening torques), positional deviations, heat and ambient conditions.
  • This main aim is to be achieved by applying forces to the mirror 2d or its support element 4 or the mirror 2d or its support element 4 from the manipulators 10 can be moved in all 6 degrees of freedom.
  • the resulting deformations of the optical surface of the mirror 2d and any tilting / change in position influence the image of the optical system 1 in the image plane or on a substrate table in order to correct image errors. It is also possible to correct short-term image errors due to heat or temperature changes in the area.
  • the deformations induced by the manipulators 10 or the screws 5, 5a, 5b, 5c also represent faults in the optical system 1, but these, so to speak, artificial faults or their strength or amplitude can be controlled. For these reasons, these controlled deformations represent a very effective means of improving the image quality or adapting the properties of the optical system 1.
  • these controlled deformations are caused by the tightening torque of the screws 5, 5a, 5b, 5c and by the action of force or Torque action of the manipulators 10, degrees of freedom for correcting the image errors in the optical system 1. It is conceivable to use the described method both for correcting static image errors in the adjustment of the optical system 1 and also for dynamically occurring image errors (for example due to heat, temperature drifts, oa). So-called parasitic effects of the manipulators 10, which occur in addition to the targeted movements, force and torque effects, are still problematic - as already mentioned above. These are both additional induced deformations and movements along other directions. The image errors caused by the parasitic deformation of the surface of the optical elements could even be larger in some cases than the image errors that should actually be corrected by the movement.
  • the deformations specifically created on the optical surface are in the nanometer range (for a force of 1 N and moments of 10 Nmm at manipulators 10) and allow almost all types of image error corrections.
  • the manipulators 10 or by varying the screws 5 5, 5a, 5b, 5c, which, as shown in FIG. 2, are arranged approximately symmetrically around the mirror 2d on the carrier element 4, e.g. Generate rotationally symmetrical deformations.
  • These are e.g. Radius changes in the x or y direction by radial compression of the carrier element 4 with the mirror 2d (for the correction of the image offset, astigmatism).
  • the correction of three-ripple can be carried out, for example, by torques introduced on the mirror 2d.
  • a symmetrical arrangement is of course not absolutely necessary. With the aid of an asymmetrical arrangement of the manipulators 10 or the screws 5, 5a, 5b, 5c, asymmetrical image errors could also be corrected.
  • the following method is used to correct the image errors in the optical system 1: 0
  • a first step an analysis is carried out by the screws 5, 5a, 5b, 5c and also by the manipulators 10 in the image plane or on the substrate table of the optical system 1 inducible changes with regard to the image or image errors; 5
  • a second step an analysis (by calculation, measurement or simulation) of the current disturbances of the optical system 1 in the image plane; and in a third step the image errors determined in step two are minimized by a linear combination of the inducible image changes determined in step 1 with the aid of suitable mathematical methods (eg SVD or the like), after which the image errors caused by the disturbances of the optical system 1 are corrected by the changes in the forces or torques on the screws 5, 5a, 5b, 5c, the respective intensities or amplitudes of the respective forces or torques to be used being indicated by the coefficients of the linear combination ,
  • suitable mathematical methods eg SVD or the like
  • the following exemplary embodiment shows that with the aid of the variation of the tightening torque of the screws 5a, 5b, 5c of the mirror 2d on the carrier element 4, image errors of the optical system 1 can be corrected and the optical quality of the system can be improved.
  • the change in the tightening torque of the screws 5a, 5b, 5c is equivalent to a change in the pressure on the contact point of the screw 5a, 5b, 5c with the carrier element 4 or with the mirror 2d.
  • only three screws 5a, 5b, 5c were used, as it were, as adjustable degrees of freedom; if all screws 5, 5a, 5b, 5c were used, nine degrees of freedom could be available.
  • the number of options for reducing image errors naturally increases with the use of as many degrees of freedom as possible.
  • DIST. distortion
  • BFK Field curvature
  • AST astigmatism
  • WFF wavefront error
  • coma coma
  • SPA spherical aberration
  • the above method was used as follows in a first exemplary embodiment:
  • the tightening torques of the screws 5a, 5b, 5c (see FIG. 2) of the mirror 2d of the optical system 1 were temporarily increased by 500 N each in order to determine the image errors that could be induced thereby.
  • the image errors of the optical system 1 were then determined in the second step by induced interference.
  • a linear combination of the inducible image changes determined in step one by varying the tightening torque of the screws 5a, 5b, 5c by -500 N minimized the image errors of the optical system 1 determined in step two.
  • the factor indicates the reduction of the respective image error through the linear combination.
  • the coefficients in front of the reference symbols of the screws 5a, 5b, 5c indicate the linear coefficient which is necessary in order to achieve a minimal image error.
  • the image errors are minimized for screw 5a when the tightening torque is increased by 2.9 x 500 N, screw 5b by 3.3 x 500 N and screw 5c by 2.5 x 500 N.
  • the linear combination again minimized the error determined in step two using the results from step 1.
  • the factor indicates the reduction in the respective image error.
  • image error corrections were introduced by manipulators 10 according to FIGS. 4a and 4b.
  • Eight degrees of freedom in the form of manipulators 10 were used, which point to the points of the screws 5a, 5b Act. Only eight degrees of freedom were used here, if twelve degrees of freedom per mirror 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f are taken as a basis, this results in a total of a maximum of 72 degrees of freedom for the optical system 1, which in principle are used for the correction of image errors Are available, but not all of them can be used due to mechanical or physical reasons.
  • the effects of the variation of the force effects of the manipulators on the points formed by the screws 5a and 5b of the mirror 2d on the carrier element 4 were again measured.
  • the following forces and torques were applied to the mirror 2f: radial force (RF), radial moment (RM), tangential moment (TM), moment along or in the direction of the optical axis (ZM).
  • the current disturbances of the image of the optical system 1 were determined, these were induced by a deformation of the mirror 2d.
  • the optimal image corrections were determined based on the manipulations shown in step one. telt.
  • Targeted movements of the manipulators can produce approximate radius changes of 5 x 10 ⁇ 8 m ⁇ r / r per mirror 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f and thus correct the following image errors in the following orders of magnitude:
  • 2d 200 nm DELAY, 300 nm BFK and AST, 2 nm WFF, 1 nm coma,
  • the sensitivity matrix A v only takes into account the effects of the additional deformations.
  • the correction of these deformation-dependent image errors b v requires several degrees of freedom, which can be achieved either by an additional movement of the same manipulator or by the movement of one or more other manipulators.
  • n to a represent the determined factors for describing the relationship between the travel paths to be traversed and the resulting image errors.
  • the actual adjustment problem can be solved in a known manner using the SVD method (singular value analysis).

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Abstract

Ein Verfahren dient zur gezielten Deformation eines optischen Elements, insbesondere eines Spiegels (2a,2b,2c,2d,2e,2f), welches in einem optischen System (1) angeordnet ist. Das optische Element (2a,2b,2c,2d,2e,2f) oder ein Trägerelement (4), auf das das optische Element (2a,2b,2c,2d,2e,2f) derart aufgebracht wird, dass auf das Trägerelement (4) wirkende Kräfte eine Deformation des optischen Elements (2a,2b,2c,2d,2e,2f) selbst verursachen, Bind über Befestigungsmittel (5,5a,5b,5c) unmittelbar oder über Anbindungsglieder (10) mit einer festen Struktur (6) verbunden. Durch eine gezielte Variation der Befestigungsmittel (5,5a,5b,5c) zur Veränderung der für die Befestigung aufgewendeten Kräfte auf das optische Element (2a,2b,2c,2d,2e,2f) oder das Träger element (4) and/oder der Kraft- und/oder Drehmomenteinwirkung der Anbindungsglieder (10) auf die Befestigungsmittel (5,5a,5b,5c) wird die gewünschte Deformation des optischen Elements (2a,2b,2c,2d,2e,2f) erzielt.

Description

Verfahren zur gezielten Deformation eines optischen Elements
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Deformati- on eines optischen Elements, insbesondere eines Spiegels, welches in einem optischen System angeordnet ist, wobei das optische Element oder ein Trägerelement, auf das das optische Element derart aufgebracht wird, dass auf das Trägerelement wirkende Kräfte eine Deformation des optischen Elements selbst verursachen, über Befestigungsmittel unmittelbar oder über Anbindungsglieder mit einer festen Struktur verbunden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Justage eines optischen Elements gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Bildfehler, beispielsweise verursacht durch Hitze, Umgebungsbedingungen, Positionsabweichungen von Spiegeln, Abweichung der Form der optischen Fläche von der Sollform, durch Schichtspannungen und Anzugsmomente von Schrauben, in Fassun- gen induzierte Deformationen und durch Fertigungsfehler, beeinträchtigen die Bildqualität eines optischen Systems, z.B. einer Projektionsbelichtungsanlage für die ikrolithographie erheblich. Diese Problematik verstärkt sich insbesondere im EUV-Bereich, wo Manipulatoren und Optik keine ausreichende Entkopplung mehr aufweisen. Eine Bildfehlerkorrektur z.B. zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten des Projektionsobjektivs wird mittels einer Manipulation der optischen Elemente über spezielle Manipulatoren bzw. Aktuatoren durchgeführt. Nachteilig ist dabei,- dass die Manipulatorbewegungen selbst in der Regel nicht deformationsfrei auf das optische Element wirken. Die Bildfehler durch die parasitäre Verformung der Oberfläche des optischen Elements aufgrund der Manipulatorbewegungen könnten in einzelnen Fällen sogar größer werden, als die Bildfehler die durch die Bewegung eigentlich korrigiert werden sollten. Es besteht das Risiko, dass eine Objektivjus- tage ohne Berücksichtigung dieser Verformungen nicht mehr zu- verlässig möglich ist. Diese Problematik wird durch sogenannte parasitäre Bewegungen der Manipulatoren, also durch ungewollte zusätzliche Bewegungen der Manipulatoren, insbesondere in anderen Freiheitsgraden noch verschärft. Der Justagepro- zess des neu angefertigten Projektionsobjektivs wird dadurch wesentlich verlängert und kompliziert.
Bisher sind auch Maßnahmen zur Korrektur der Bildfehler bekannt, die auf dem Eintrag von Kräften oder Drehmomenten auf optische Elemente, insbesondere Spiegel, basieren. Dieser Eintrag von Kräften oder Drehmomenten erfolgt bei allen bisher eingesetzten optischen Elementen und Fassungen immer über speziell dafür ausgebildete Aktuatoren, Stellschrauben oder dergleichen.
Hinsichtlich des benötigten Bauraums in den Objektiven bzw. Abbildungseinrichtungen stellt dies jedoch häufig eine sehr komplizierte und aufwendige Lösung dar, welche einen nicht unerheblichen konstruktiven Aufwand verursacht, wenn alle da- für notwendigen Bauteile ihren Platz in dem Objektiv finden sollen. Des weiteren muss- darauf geachtet werden, dass sämtliche Stellschrauben für eine Manipulation auch zugänglich bleiben bzw. dass im Fall des Einsatzes von Aktuatoren die Möglichkeit des elektrischen, pneumatischen oder sonstigen Anschlusses an ein Betätigungsmedium immer gegeben ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik lösen, insbesondere soll eine gezielte Korrektur von Bildfehlern eines optischen Systems in einem möglichst einfachen und kurzen Justageprozess durch genaue Manipulationen bzw. gezielte Deformationen der optischen Elemente ermöglicht werden, wobei hierzu auf den Einsatz von speziellen und aufwendigen Aktuatoren verzichtet werden soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch .1 gelöst. Sie wird ebenfalls durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 8 gelöst.
Durch diese Maßnahmen wird in einfacher und vorteilhafter Weise der Eintrag der Kräfte bzw. Drehmomente im Bereich von für die Befestigung des optischen Elements ohnehin benötigten Haltemitteln, wie etwa Klemmen, Kleber oder Schrauben, zur gezielten Deformation des optischen Elements genutzt. Dies erspart den Einsatz aufwendiger Aktuatoren, deren Hauptfunktion die Verformung des optischen Elements wäre. Es wird kein zusätzlicher Bauraum benötigt und kein zusätzlicher erheblicher konstruktiver Aufwand verursacht. Dementsprechend wird in günstiger Weise eine Manipulation eines aktiven optischen Elements ermöglicht.
Von Vorteil ist es, wenn das Bild des optischen Systems in der Bildebene bzw. auf einem Substrattisch durch die gezielte Deformation des optischen Elements beeinflusst wird und Bild- fehler des optischen Systems in der Bildebene bzw. auf dem Substrattisch durch die gezielte Deformation des optischen Elements wenigstens annähernd beseitigt werden.
Demzufolge wird ein einfaches Verfahren geschaffen, um ohne großen Aufwand Bildfehler eines optischen Systems durch Deformationen eines optischen Elements auszugleichen. Dies kann ohne großen Aufwand nur mit Hilfe der ohnehin benötigten Halte- bzw. Befestigungsmittel des optischen Elements erfolgen.
Vorteilhaft ist, wenn als optisches Element ein Spiegel verwendet wird. Es können sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Spiegel zur Korrektur der Bildfehler eines optischen Systems deformiert werden. Des weiteren kann als optisches Element auch eine Retikelmaske verwendet werden.
Vorteile bezüglich Anspruch 8 ergeben sich dadurch, dass das optische Element unter Einbezug der durch die Manipulation selbst zu erwartenden zusätzlichen parasitären Effekte in vorteilhafter Weise genauer und schneller justiert werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren ünteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
Figur 1 eine prinzipmäßige Darstellung eines optischen Systems mit sechs Spiegeln;
Figur 2 eine Draufsicht auf einen Spiegel mit Trägerelement ;
Figur 3 eine Seitenansicht eines Spiegels mit einer Anbin- düng an eine feste Struktur in einer ersten Ausführungsform;
Figur 4a eine Seitenansicht eines Spiegels mit einer Anbin- dung an eine feste Struktur in einer zweiten Aus- führungsform durch einen Manipulator;
Figur 4b eine weitere Seitenansicht eines Spiegels mit einer Anbindung an eine feste Struktur in einer zweiten Ausführungsform durch einen Manipulator;
Figur 5 eine graphische Darstellung einer möglichen Deformation der optischen Fläche eines Spiegels; und
Figur 6a eine Prinzipdarstellung einer parasitären Bewegung eines Z-Manipulators; Figur 6b eine Kompensation der parasitären Bewegung des Z- Manipulators aus Figur 6a durch eine Bewegung in • x- und in rot x-Richtungen; und
Figur 7 einen prinzipmäßigen Aufbau einer EUV-Projektions- belichtungsanlage mit einer Lichtquelle, einem Beleuchtungssystem und einem Projektionsobjektiv.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist ein optisches System 1 sechs Spiegel 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f auf. Der Strahlengang 3 des Lichtes ist prinzipmäßig skizziert. Ein derartiges optisches System 1 kann, wie in Figur 7 dargestellt, in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 11 für die Mikrolithographie als Projektionsobjektiv 1 eingesetzt sein.
Figur 2 zeigt den Spiegel 2d, der auf einem Trägerelement 4 befestigt ist. Im vorliegenden- Ausführungsbeispiel ist das Trägerelement 4 über Schrauben 5, 5a, 5b, 5c mit einer beispielsweise in den Figuren 3, 4a und 4b näher dargestellten festen Struktur 6, die ein festes Teil des Projektionsbelich- tungsobjektives sein kann, direkt (Figur 3) oder über Manipulatoren 10 (Figuren 4a und 4b), verbunden. Besonders wichtig ist, dass zwischen dem Spiegel 2d, d.h. der optisch wirksamen Fläche, und dem Trägerelement 4 eine feste, hinsichtlich Kräften nicht entkoppelte Verbindung besteht. Optimal wäre die Verwendung eines Einblock-Spiegels, ein Kleben des Spiegels 2d auf das Trägerelement 4 ist jedoch ebenfalls möglich, wenngleich dabei eine entsprechende Dämpfung der Krafteinwirkungen erfolgt. Die beim Anziehen der Schrauben 5, 5a, 5b, 5c für das Trägerelement 4 auftretenden Kräfte, Spannungen und Drehmomente werden dementsprechend an den Spiegel 2d weitergeleitet. Diese Kräfte, Spannungen und Drehmomente werden aktiv genutzt, um- den Spiegel 2d bzw. dessen optisch wirksame Fläche über das Trägerelement 4 indirekt zu manipulieren bzw. zu deformieren, um so Bildfehler des optischen Systems 1 zu verringern. Neben der einfachen Möglichkeit, das Anzugsmoment der einzelnen Schrauben 5, 5a, 5b, 5c zu verändern, besteht zusätzlich die Möglichkeit, dies über aktive Elemente, insbesondere longitudinal veränderliche Aktuatoren, wie Pie- zostacks, zu erreichen. Eine derartige Vorgehensweise ist insbesondere in den Figuren 3, 4a und 4b skizziert.
Wie aus Figur 3 ersichtlich, ist der Spiegel 2d auf dem Trägerelement 4 aufgebracht und über Schrauben 5, 5a mittels einer Fassung 7 mit der festen Struktur 6 verbunden. Piezoele- mente 8 sind zwischen metallischen Unterlegscheiben 9 derart um die Schrauben 5, 5a eingebracht, dass bei einer Längenveränderung der Piezoelemente 8 in Richtung des Trägerelements 4 der darauf ausgeübte Druck die Halte- bzw. Klemmkraft der Schrauben 5, 5a verstärkt und somit einen Eintrag von Kräften auf das Trägerelement 4 mit dem Spiegel 2d liefert. Zur Ver- änderung der Halte- bzw. Klemmkraft der Schrauben 5, 5a können in einem anderen Ausführungsbeispiel selbstverständlich andere Mittel anstelle von Piezoelementen 8 verwendet werden. Die elektrischen Anschlüsse der Piezoelemente 8 sind nicht dargestellt. Demzufolge kann in einfacher und vorteilhafter Weise die Kraft im Bereich der für die Befestigung des Trägerelements 4 mit dem Spiegel 2d an der Fassung 7 bzw. der festen Struktur 6 ohnehin benötigten Schrauben 5, 5a erfolgen.
In den Figuren 4a und 4b sorgt ein Manipulator 10 für die An- bindung des Trägerelements 4 mit dem Spiegel 2d an die feste Struktur 6. Manipulatoren 10 ermöglichen die translatorische und rotatorische Bewegung des Trägerelements 4 mit dem Spiegel 2d. Zusätzlich kann der Manipulator 10 auch eingesetzt werden, um Kräfte bzw. Drehmomente auf die Schrauben 5, 5a bzw. auf das Trägerelement 4 und damit auf den Spiegel 2d auszuüben.
Figur 4b zeigt eine Seitenansicht der in Figur 4a dargestell- ten Ausführungsform. Eine mögliche Form der Deformation der optisch wirksamen Fläche des Spiegels 2d nach Eintrag von Kräften ist beispielhaft in Figur 5 dargestellt.
Figur 6a zeigt parasitäre Bewegungen eines Z-Manipulators 10a, es entstehen ungewollte Bewegungen in der X-Richtung Px und in der rotX-Richtung Protx- Dazu werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein X-Manipulator 10b und ein rotX- Manipulator 10c zur Kompensation der parasitären Bewegungen Px, Protx benutzt (Figur 6b) . In vorteilhafter Weise ist es in weiteren Ausführungsbeispielen möglich, die übrigen Manipulatoren 10, insbesondere in 5 Freiheitsgraden zur Kompensation der parasitären Bewegungen eines Manipulators 10 zu verwenden.
Wie aus Figur 7 ersichtlich, weist die EUV-Projektions- belichtungsanlage 11 eine Lichtquelle 12, ein EUV-Beleuch- tungssystem 13 zur Ausleuchtung eines Feldes in einer Ebene 14, in der eine strukturtragende Maske angeordnet ist, sowie das Projektionsobjektiv 1 zur Abbildung der strukturtragenden Maske in der Ebene 14 auf ein lichtempfindliches Substrat 15 auf. Das EUV-Beleuchtungssystem 13 betreffend wird auf die EP 1 123 195 AI verwiesen.
Hauptziel der durch den Eintrag von Kräften oder Drehmomenten über die Schrauben 5, 5a, 5b, 5c bzw. die Manipulatoren 10 verursachten Deformationen und Bewegungen ist es, Bildfehler des optischen Systems 1 auszugleichen. Derartige Bildfehler entstehen beispielsweise durch Fertigungsungenauigkeiten (Passefehler - Abweichung der Form der optischen Fläche von der Sollform, durch Schichtspannungen induzierte Deformationen, durch Schraubenanzugsmomente bedingte Deformationen) , Positionsabweichungen, Hitze und Umgebungsbedingungen. Dieses Hauptziel soll dadurch erreicht werden, dass Kräfte auf den Spiegel 2d bzw. dessen Trägerelement 4 eingebracht oder der Spiegel 2d bzw. dessen Trägerelement 4 von den Manipulatoren 10 in allen 6 Freiheitsgraden bewegt werden. Durch die ent- stehenden Deformationen der optischen Fläche des Spiegels 2d und durch eine etwaige Kippung/Positionsänderung wird das Bild des optischen Systems 1 in der Bildebene bzw. auf einem Substrattisch beeinflusst, um Bildfehler zu korrigieren. Es ist auch möglich, kurzzeitige Bildfehler, bedingt durch Hitze oder Temperaturveränderungen in der Umgebung zu korrigieren. Die durch die Manipulatoren 10 oder die Schrauben 5, 5a, 5b, 5c induzierten Deformationen stellen zwar ebenfalls .Störungen des optischen Systems 1 dar, jedoch können diese sozusagen künstlichen Störungen bzw. deren Stärke oder Amplitude kontrolliert werden. Aus diesen Gründen stellen diese kontrollierten Deformationen ein sehr effektives Mittel zur Verbesserung der Bildqualität oder zur Anpassung der Eigenschaften des optischen Systems 1 dar. Demzufolge bilden diese kontrollierten Deformationen, bedingt durch das Anzugsmoment der Schrauben 5, 5a, 5b, 5c und durch die Krafteinwirkung bzw. Drehmomenteinwirkung der Manipulatoren 10, Freiheitsgrade zur Korrektur der Bildfehler im optischen System 1. Denkbar ist ein Einsatz des beschriebenen Verfahrens sowohl zur Korrektur von statischen Bildfehlern bei der Justage des optischen Systems 1, als auch von dynamisch auftretenden Bildfehlern (z.B. durch Hitze, Temperaturdriften, o.a.). Problematisch sind nun noch - wie vorstehend bereits angesprochen - sogenannte para- sitäre Effekte der Manipulatoren 10, die zusätzlich zu den gezielten Bewegungen, Kraft- und Drehmomenteinwirkungen ungewollt auftreten. Es handelt sich hierbei sowohl um zusätzlich induzierte Deformationen als auch um Bewegungen entlang anderer Richtungen. Die Bildfehler durch die parasitäre Verfor- mung der Oberfläche der optischen Elemente könnten in einzelnen Fällen sogar größer werden, als die Bildfehler die durch die Bewegung eigentlich korrigiert werden sollten. Diese parasitären Effekte der Manipulatoren 10 (und auch evtl. der Schrauben 5, 5a, 5b, 5c) werden nun erfindungsgemäß schon mit in die Berechung der Justagestellwege und in die Auswahl der zu verstellenden Manipulatoren 10 bzw. der Schrauben 5, 5a, 5b, 5c, d.h. in den Justagealgorithmus einbezogen. Diese Integration wird durch eine mathematische Beschreibung ermöglicht. Aus einem gemessenen Bild kann man die Bildfehler des optischen Systems 1 bestimmen und die nötigen Bewegungen der 5. Manipulatoren 10 berechnen. Die zu erwartenden Verformungen der optischen Flächen werden sozusagen als PseudoManipulatoren gekoppelt mit den realen Manipulatoren 10 in den Justagealgorithmus integriert.
0 Die an der optischen Fläche gezielt erzeugten Deformationen bewegen sich im Nanometerbereich (für eine Kraft von 1 N und Momenten von 10 Nmm an den Manipulatoren 10) und erlauben fast alle Typen von Bildfehlerkorrekturen. Durch den Einsatz der Manipulatoren 10 bzw. durch die Variation der Schrauben 5 5, 5a, 5b, 5c, die wie in Figur 2 dargestellt um den Spiegel 2d auf dem Trägerelement 4 annähernd symmetrisch angeordnet sind, lassen sich z.B. rotationssymmetrische Deformationen erzeugen. Dies sind z.B. Radiusänderungen in x- oder y- Richtung durch radiale Kompression des Trägerelements 4 mit 0 dem Spiegel 2d (für die Korrektur des Bildversatzes, Astigmatismus). Die Korrektur von Dreiwelligkeit kann beispielsweise durch auf den Spiegel 2d eingebrachte Drehmomente erfolgen. Eine symmetrische Anordnung ist natürlich nicht zwingend notwendig. Mit Hilfe einer asymmetrischen Anordnung der Manipu- 5 latoren 10 bzw. der Schrauben 5, 5a, 5b, 5c könnten auch a- symmetrische Bildfehler korrigiert werden.
Folgendes Verfahren wird zur Korrektur der Bildfehler im optischen System 1 angewendet: 0 In einem ersten Schritt erfolgt eine Analyse der durch die Schrauben 5, 5a, 5b, 5c und auch durch die Manipulatoren 10 in der Bildebene bzw. auf dem Substrattisch des optischen Systems 1 induzierbaren Veränderungen bezüglich des Bildes bzw. der Bildfehler; 5 in einem zweiten Schritt erfolgt eine Analyse (durch Rechnung, Messung oder Simulation) der aktuellen Störungen des optischen Systems 1 in der Bildebene; und in einem dritten Schritt erfolgt eine Minimierung der in Schritt zwei ermittelten Bildfehler durch eine lineare Kombination der in Schritt 1 ermittelten induzierbaren Bildverän- derungen mit Hilfe von geeigneten mathematischen Methoden (z.B. SVD o.a.), wonach die Bildfehler, die durch die Störungen des optischen Systems 1 hervorgerufen werden, durch die Veränderungen der Kräfte bzw. Drehmomente auf die Schrauben 5, 5a, 5b, 5c korrigiert werden, wobei durch die Koeffizien- ten der linearen Kombination die jeweiligen Intensitäten bzw. Amplituden der jeweils zu verwendenden Kräfte bzw. Drehmomente angegeben werden.
Das folgende Ausführungsbeispiel zeigt, dass mit Hilfe der Variation des Anzugsmoments der Schrauben 5a, 5b, 5c des Spiegels 2d auf dem Trägerelement 4 Bildfehler des optischen Systems 1 korrigiert werden können und die optische Qualität des Systems verbessert werden kann. Die Veränderung des Anzugsmoments der Schrauben 5a, 5b, 5c ist äquivalent zu einer Veränderung des Druckes auf den Kontaktpunkt der Schraube 5a, 5b, 5c mit dem Trägerelement 4 bzw. mit dem Spiegel 2d. In diesem Ausführungsbeispiel wurden nur drei Schrauben 5a, 5b, 5c quasi als einstellbare Freiheitsgrade verwendet, bei der Verwendung aller Schrauben 5, 5a, 5b, 5c könnten neun Frei- heitsgrade zur Verfügung stehen. Die Zahl der Möglichkeiten zur Reduktion der Bildfehler steigt natürlich mit der Verwendung möglichst vieler Freiheitsgrade an.
Zur Vereinfachung wurden nur einige spezielle Bildfehler ex- emplarisch behandelt. Diese sind: Verzeichnung (VERZ.), Bildfeldkrümmung (BFK) , Astigmatismus (AST) , Wellenfrontfehler (WFF) , Koma und sphärische Abberation (SPA) . Diese Bildfehler betreffen das optische System 1 in hohem Maße.
Das obige Verfahren wurde wie folgt in einem ersten Ausführungsbeispiel angewendet: Im ersten Schritt wurden die Anzugsmomente der Schrauben 5a, 5b, 5c (siehe Figur 2) des Spiegels 2d des optischen Systems 1 vorübergehend um jeweils 500 N erhöht, um die dadurch indu- zierbaren Bildfehler zu bestimmen.
Figure imgf000013_0001
Anschließend wurden im zweiten Schritt die Bildfehler des optischen Systems 1 durch induzierte Störungen bestimmt.
Figure imgf000013_0002
Im letzten Schritt wurde durch eine lineare Kombination der in Schritt eins ermittelten induzierbaren Bildveränderungen durch Variation des Anzugsmoments der Schrauben 5a, 5b, 5c um -500 N eine Minimierung der in Schritt zwei ermittelten Bildfehler des optischen Systems 1 errechnet. Der Faktor gibt die Minderung des jeweiligen Bildfehlers durch die lineare Kombination an. Die Koeffizienten vor den Bezugszeichen der Schrauben 5a, 5b, 5c geben den linearen Koeffizienten an, der nötig ist, um einen minimalen Bildfehler zu erzielen. Dementsprechend ergibt sich für die Schraube 5a bei einer Verstärkung des Anzugsmoments um 2,9 x 500 N, von Schraube 5b um 3,3 x 500 N und von Schraube 5c um 2,5 x 500 N eine Minimierung der Bildfehler. .
Figure imgf000013_0003
Figure imgf000014_0001
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wurde versucht, die Bildstörungen des optischen Systems 1, bedingt durch eine Erhöhung des Anzugsmoments der Schraube 5a des Spiegels 2d auf dem Trägerelement 4, durch eine entsprechende Korrektur der Anzugsmomente der Schrauben 5b, 5c auszugleichen.
Dabei wurden im ersten Schritt die Auswirkungen der Variation des Anzugsmoments der Schrauben 5b und 5c um 500 N ermittelt.
Figure imgf000014_0002
In einem zweiten Schritt wurden die Bildfehler, bedingt durch die Erhöhung des Anzugsmoments der Schraube 5a, ermittelt.
Figure imgf000014_0003
Im dritten Schritt wurde wieder durch die lineare Kombination eine Minimierung des in Schritt zwei ermittelten Fehlers mit Hilfe der Ergebnisse aus Schritt 1 durchgeführt. Wie im obigen Ausführungsbeispiel gibt der Faktor die Minderung des jeweiligen Bildfehlers an.
Figure imgf000014_0004
In einem dritten Ausführungsbeispiel wurden Bildfehlerkorrekturen durch Manipulatoren 10 gemäß den Figuren 4a und 4b ein- gebracht. Es wurden acht Freiheitsgrade in Form von Manipulatoren 10 verwendet, die auf die Punkte der Schrauben 5a, 5b wirken. Hier wurden lediglich acht Freiheitsgrade verwendet, wenn zwölf Freiheitsgrade pro Spiegel 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f zugrunde gelegt werden, ergibt das eine Gesamtzahl von maximal 72 Freiheitsgraden für das optische System 1, die für die Korrektur von Bildfehlern zwar grundsätzlich zur Verfügung stehen, von denen jedoch, bedingt durch mechanische bzw. physikalische Gründe, nicht alle verwendet werden können.
Im ersten Schritt wurden wiederum die Auswirkungen der Varia- tion der Krafteinwirkungen der Manipulatoren auf die durch die Schrauben 5a und 5b des Spiegels 2d auf dem Trägerelement 4 gebildeten Stellen gemessen. Dabei wurden folgende Kräfte und Drehmomente auf den Spiegel 2f zugrunde gelegt: Radialkraft (RF) , Radialmoment (RM) , Tangentialmoment (TM) , Moment längs bzw. in Richtung der optischen Achse (ZM) .
Figure imgf000015_0001
Im zweiten Schritt wurden die aktuellen Störungen des Bildes des optischen Systems 1 ermittelt, diese wurden induziert durch eine Deformation des Spiegels 2d.
Figure imgf000015_0002
Im dritten Schritt wurden die optimalen Bildkorrekturen aufgrund der in Schritt eins aufgezeigten Manipulationen ermit- telt.
Figure imgf000016_0001
Gezielte Bewegungen der Manipulatoren können annähernd Radi- usänderungen um 5 x 10~8 m Δr/r pro Spiegel 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f erzeugen und damit die folgenden Bildfehler in folgenden Größenordnungen korrigieren:
2a: 100 Nm BFK und AST und 1 nm Koma 2b: vernachlässigbar
2c: vernachlässigbar
2d: 200 nm VERZ., 300 nm BFK und AST, 2 nm WFF, 1 nm Koma,
0,2 nm SPA
2e: vernachlässigbar 2f: 100 nm VERZ., 0,2 nm SPA.
Im folgenden wird prinzipmäßig auf einen Justagealgorithmus eingegangen, bei dem zusätzlich die parasitären Effekte der Manipulatoren 10 eines optischen Systems in die Berechnung der Justagestellwege und in die Auswahl der zu verstellenden Manipulatoren einbezogen werden.
Bei einem perfekt justierten optischen System wird eine Bewegung der Manipulatoren Bildfehler erzeugen, einerseits durch die Positionsveränderung der optischen Elemente und andererseits durch deren Verformung. Die Verformung ist abhängig von der Größe der Kräfte und Momente, die auf die optischen Elemente wirken und diese wiederum von der Einstellung der Manipulatoren.
In einer linearen Näherung lassen sich diese Effekte als bD —AD -x beschreiben, wobei bD die Bildfehler darstellen, die durch die reine Manipulation x entstehen. Die Sensitivitäts- matrix AD stellt den Zusammenhang zwischen bD und x gemäß dem Design des optischen Systems her.
In gleicher Weise beschreibt br = Äv - x die Bildfehler br , die durch die zusätzlichen parasitären Verformungen bei der Manipulation x entstehen. Dabei berücksichtigt die Sensitivitätsmatrix Av nur die Effekte der zusätzlichen Verformungen. Die Korrektur dieser verformungsabhängigen Bildfehler bv benötigt mehrere Freiheitsgrade, die entweder durch eine zusätzliche Bewegung desselben Manipulators oder durch die Bewegung eines oder mehrerer anderer Manipulatoren erreicht werden kann.
Durch Addition der beiden Effekte bD und bv ergibt sich eine tatsächliche Wirkung einer Manipulation auf die Bildfehler.
Figure imgf000017_0001
Die n bis a stellen die ermittelten Faktoren zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen den zu verfahrenden Stellwegen und den daraus resultierenden Bildfehlern dar .
Das eigentliche Justageproblem kann in bekannter Weise mittels SVD-Verfahren (Singulärwertanalyse) gelöst werden.
Da die Abbildungsoptik für die EUV-Lithographie extrem hohe
Anforderungen an die Bildgüte und damit an die Größe der Restfehler stellt, müssen sehr viele Manipulatoren verwendet werden. Daher werden alle optischen Elemente (außer Referenzelement) in allen sechs Freiheitsgraden manipuliert. Dies kann jedoch, verbunden mit einer endlichen Messgeriauigkeit der Bildfehler, zu Instabilitäten des Verfahrens führen, z.B. im Ergebnis zu extrem hohen (eventuell nicht umsetzbaren) Stellwegen von einigen Manipulatoren führen, während andere gar nicht bewegt würden. Nach dem Stand der Technik müsste deshalb eine Manipulatorauswahl getroffen werden. Das heisst es würde versucht werden, eine Minimalmenge von Manipulatoren zu verwenden, die zur Justage ausreicht, während andere, die ähnliche Aufgaben durchführen, ignoriert würden. Dadurch würde sich jedoch das Restniveau der Bildfehler nach der Justage erhöhen und u.U. wären genau die ignorierten Manipulatoren für ein bestimmtes Problem, insbesondere bei den hohen Anforderungen im EUV-Bereich, maßgebend.
Dieser Widerspruch wird von den Erfindern durch ein sogenanntes selbst-konditionierendes Verfahren gelöst, das Instabilitäten vermeidet und gleichzeitig alle Manipulatoren verwen- det. Dazu wird die Matrix A zu Ask erweitert, so dass sich die Stellwege auf die Bildfehlerseite übertragen.
G-bsk = G-Ask -x, mit
Figure imgf000018_0001
Das heisst, es wird ein um die Stellwege erweiterter Bildfehlervektor bsk definiert. Gleichzeitig werden Gewichtungsfaktoren g( eingeführt, die es ermöglichen Stellwege und Bild- fehler unterschiedlich stark zu gewichten. Wird nun eine Messung der Bildfehler um die Stellwege 0 erweitert, so ergibt eine Optimierung mittels SVD-Analyse ein Ergebnis, das automatisch von allen Manipulatoren nur diejenigen benutzt, die im speziellen Fall zu einer Verbesserung der Bildfehler führt und gleichzeitig möglichst geringe Manipulatorwege (Stellwege) benötigt. Auf diese Weise ist es möglich alle optischen Elemente (außer Referenzelement) zur Manipulation zu verwenden und gleichzeitig einen stabilen Prozess zu gewährleisten. Als sehr wichtig hat sich in der Praxis die optimale Auswahl der Gewichtungsfaktoren g, herausgestellt. Wird eine Messung der Bildfehler um die Auslenkung der Manipulatoren erweitert, so ergibt eine Optimierung mittels SVD-Analyse ein Ergebnis, das automatisch neben den Bildfehlern die absolute Auslenkung der Manipulatoren minimiert. Dies gewährleistet die Einhaltung der physikalisch möglichen Stellbereiche der Manipulatoren (Rangekontrolle) .

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur gezielten Deformation eines optischen Elements, welches in einem optischen System angeordnet ist, wobei das optische Element oder ein Trägerelement, auf das das optische Element derart aufgebracht wird, dass auf das Trägerelement wirkende Kräfte eine Deformation des optischen Elements selbst verursachen, über Befestigungsmittel unmittelbar oder über Anbindungsglieder mit einer festen Struktur verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine gezielte Variation der Befestigungsmittel (5, 5a, 5b, 5c) zur Veränderung der für die Befestigung aufgewendeten Kräfte auf das optische Element (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) oder das Trägerelement (4) und/oder der Kraft- und/oder Drehmomenteinwirkung der Anbindungsglieder (10) auf die Befestigungsmittel (5, 5a, 5b, 5c) die gewünschte Deformation des optischen Elements (2a,2b,2c,2d,2e,2f) erzielt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsglieder zum Verbinden des optischen Elements (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) oder des Trägerelements (4) mit der festen Struktur (6) als Manipulatoren (10) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild des optischen Systems (1) in der Bildebene durch die gezielte Deformation des optischen Elements (2a, 2b, 2c, 2d, 2e,2f) beeinflußt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
Bildfehler des optischen Systems (1) in der Bildebene durch die gezielte Deformation des optischen Elements
(2a, 2b, 2c, 2d,2e,2f) wenigstens annähernd beseitigt wer- den.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (5, 5a, 5b, 5c) über längenveränderliche Bauteile (8) mit dem optischen Element (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) oder dem Trägerelement (4) verbunden werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel Schrauben (5, 5a, 5b, 5c) verwendet werden, wobei die längenveränderlichen Bauteile, über die die Schrauben (5, 5a, 5b, 5c) mit dem optischen Element
(2a, 2b, 2c, 2d,2e,2f) oder dem Trägerelement (4) verbunden werden, als unterlegscheibenförmige Piezoelemente (8) ausgebildet sind, wobei die Stärke dieser Piezoelemente (8) zur Variation der Krafteinwirkung für die Befestigung des optischen Elements (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) oder des Trägerelements (4) und damit zur Deformation des optischen Elements (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
— in einem ersten Schritt eine Analyse der durch die Anbindungsglieder (10) und/oder die Befestigungsmittel
(5,5a, 5b, 5c) des optischen Elements (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) in der Bildebene des optischen Sys- tems (1) induzierbaren Veränderungen bezüglich des Bildes bzw. der Bildfehler erfolgt;
— in einem zweiten Schritt eine Analyse der Störungen des optischen Systems in der Bildebene durchgeführt wird; und — in einem dritten Schritt eine Minimierung der in Schritt 2 ermittelten Bildfehler durch' eine lineare Kombination der in Schritt 1 ermittelten induzierten Bildveränderungen mit Hilfe von geeigneten mathematischen Methoden erfolgt, wonach die Bildfehler, die durch die Störungen des optischen Systems (1) hervorge- rufen werden, durch die Veränderungen der Kräfte bzw. Drehmomente auf die Befestigungsmittel (5, 5a, 5b, 5c) des optischen Elements (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) und/oder durch Veränderung der Kräfte bzw. Drehmomente der Befesti- gungsmittel (5, 5a, 5b, 5c) und/ oder durch Veränderung der Kräfte bzw. Drehmomente der Anbindungsglieder (10) korrigiert werden, wobei durch die Koeffizienten der linearen Kombination die Intensitäten bzw. Amplituden der jeweils zu verwendenden Kräfte bzw. Drehmomente an- geben werden.
8. Verfahren zur Justage eines optischen Elements, welches in einem optischen System angeordnet ist, wobei das optische Element oder ein Trägerelement, auf das das optische Element derart aufgebracht wird, dass auf das Trägerelement wirkende Kräfte und Momente eine Deformation des optischen Elements selbst verursachen, über Manipulatoren mit einer festen Struktur verbunden sind, wobei die Justage des optischen Elements durch ein Verstellen der Ma- nipulatoren erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Manipulatorbewegungen zu erwartenden Deformationen der optischen Flächen des optischen Elements bereits vor dem Justageprozess in einem Algorithmus zur Berechnung der erforderlichen Stellwege der Manipulatoren zur Justage des optische Elements mit einbezogen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass parasitäre Bewegungen eines Manipulators bei der Justage des optischen Elements durch eine zusätzliche Bewegung dieses Manipulators oder durch ein Verstellen weiterer Manipulatoren in mehreren Freiheitsgraden kompensiert werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element durch die Manipulatoren in sechs Freiheitsgraden manipuliert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Berechnung der erforderlichen Stellwege der Manipulatoren anhand vorzugebender Gewichtsfaktoren entweder die Stellwege der Manipulatoren minimiert oder den Justageprozess optimiert.
12. Verfahren zur Justage eines Optischen Systems mit mehre- ren optischen Elementen, wobei die optischen Elemente ü- ber Manipulatoren mit einer festen Struktur verbunden sind, wobei die Justage des optischen Systems durch Justage wenigstens eines optischen Elements nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11 erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Korrektur von Bildfehlern des optischen Systems eingesetzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System als Projektionsobjektiv (1) in einer Projektionsbelichtungsanlage (11) für die Mikrolithographie zur Herstellung von mikroelektronischen Bauteilen, insbesondere Halbleiterbauelementen eingesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als optisches Element ein Spiegel (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis.15, dadurch gekennzeichnet, dass als optisches Element eine Abschlussplatte verwendet wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007015998A1 (en) * 2005-07-30 2007-02-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Projection system modulator reducing distortion and field curvature effects of projection system lens
WO2007033964A1 (de) * 2005-09-19 2007-03-29 Carl Zeiss Smt Ag Adaptives optisches element
US7436484B2 (en) 2004-12-28 2008-10-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
EP2219077A1 (de) 2009-02-12 2010-08-18 Carl Zeiss SMT AG Projektionsbelichtungsverfahren, Projektionsbelichtungssystem und Projektionsobjektiv

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10220324A1 (de) 2002-04-29 2003-11-13 Zeiss Carl Smt Ag Projektionsverfahren mit Pupillenfilterung und Projektionsobjektiv hierfür
US7791826B2 (en) * 2005-01-26 2010-09-07 Carl Zeiss Smt Ag Optical assembly
JP6147924B2 (ja) * 2013-09-14 2017-06-14 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影装置を作動させる方法
WO2016087388A1 (en) 2014-12-02 2016-06-09 Asml Netherlands B.V. Lithographic method and apparatus
JP2018529996A (ja) 2015-09-24 2018-10-11 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィプロセスにおけるレチクル加熱及び／又は冷却の影響を低減する方法
DE102015220537A1 (de) * 2015-10-21 2016-10-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem Manipulator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0410686A2 (de) * 1989-07-25 1991-01-30 Chromex, Inc., Asphärische optische Oberflächen
US6137641A (en) * 1997-03-14 2000-10-24 Waters Investments Limited Multi-channel plane grating monochromator
DE10046379A1 (de) * 2000-09-20 2002-03-28 Zeiss Carl System zur gezielten Deformation von optischen Elementen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60256109A (ja) * 1984-06-01 1985-12-17 Asahi Optical Co Ltd レンズ保持枠
US5311362A (en) * 1989-04-20 1994-05-10 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
JP4809987B2 (ja) * 2000-03-30 2011-11-09 キヤノン株式会社 光学要素の支持構造、それを用いた露光装置及び半導体デバイスの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0410686A2 (de) * 1989-07-25 1991-01-30 Chromex, Inc., Asphärische optische Oberflächen
US6137641A (en) * 1997-03-14 2000-10-24 Waters Investments Limited Multi-channel plane grating monochromator
DE10046379A1 (de) * 2000-09-20 2002-03-28 Zeiss Carl System zur gezielten Deformation von optischen Elementen

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7436484B2 (en) 2004-12-28 2008-10-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7999914B2 (en) 2004-12-28 2011-08-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2007015998A1 (en) * 2005-07-30 2007-02-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Projection system modulator reducing distortion and field curvature effects of projection system lens
WO2007033964A1 (de) * 2005-09-19 2007-03-29 Carl Zeiss Smt Ag Adaptives optisches element
EP2219077A1 (de) 2009-02-12 2010-08-18 Carl Zeiss SMT AG Projektionsbelichtungsverfahren, Projektionsbelichtungssystem und Projektionsobjektiv
US8873022B2 (en) 2009-02-12 2014-10-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection exposure method, system and objective
US9036129B2 (en) 2009-02-12 2015-05-19 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection exposure method, system and objective
US9678440B2 (en) 2009-02-12 2017-06-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection exposure method, system and objective

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