WO2018224245A1

WO2018224245A1 - Vorrichtung zur ausrichtung eines optischen elements

Info

Publication number: WO2018224245A1
Application number: PCT/EP2018/062325
Authority: WO
Inventors: Sebastian WUESTNER; Marwene Nefzi; Boaz Pnini-Mittler; Stefan Hembacher
Original assignee: Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2018-12-13
Also published as: DE102017209794A1; DE102017209794B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Ausrichtung eines optischen Elements (2), mit einer Betätigungseinrichtung (3) welche eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten (4) zur Ausrichtung des optischen Elements (2) aufweist, wobei die Betätigungseinheit (4) über Befestigungspunkte (5) mit dem optischen Element (2) verbunden sind und eine Kraft auf das optische Element (2) aufbringen um das optische Element (2) auszurichten. Vorgesehen ist eine Messeinrichtung (6) zur Bestimmung von auf das optische Element (2) wirkenden parasitären Kräften (FP) und/oder parasitären Momenten (MP). Ferner ist eine Kompensationseinrichtung (7) mit wenigstens einer Kompensationseinheit (8) vorgesehen, wobei die wenigstens eine Kompensationseinheit (8) auf Basis von Daten der Messeinrichtung (6) eine Kompensationskraft (FK) und/oder ein Kompensationsmoment (MK) auf das optische Element (2) aufbringt, um die parasitären Kräfte (FP) und/oder die parasitären Momente (MP) zu korrigieren.

Description

Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements

Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2017 209 794.9 in Anspruch, deren Inhalt durch Verweis hierin vollständig mit aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Elements nach dem Oberbe- griff von Anspruch 18.

Die Erfindung betrifft auch eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik. In Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithographie werden üblicherweise eine Vielzahl von Aktuatoren, beispielsweise Tauchspulenaktuatoren, eingesetzt, um optische Elemente im Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlagen mechanisch zu beeinflussen, so dass beispielsweise der Strahlengang einer Strahlungsquelle gesteuert werden kann. Eine Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements kann beispielsweise auch dazu verwendet werden, die Gewichtskraft des optischen Elements aufzunehmen und das optische Element zu lagern.

Aus der gattungsgemäßen WO 2005/026801 A2 ist es bekannt, optische Elemente für EUV ("Extreme Ultraviolet") - Projektionsbelichtungsanlagen, wie Spiegel, unter Einsatz von ansteuerbaren Bewegungsachsen durch Betätigungseinheiten in Form von Lorentz- Aktuatoren in mehreren Freiheitsgraden zu ver- stellen bzw. auszurichten. Hierzu können Tauchspulenaktuatoren verwendet werden, wobei eine linear bewegliche Betätigungseinheit, ein Translator, in Form eines Magneten durch elektromagnetische Wechselwirkung mit einer statisch montierten und den Translator umgebenden Spule bewegt werden kann. Der Translator ist dabei über ein Führungsglied mit dem optischen Element verbunden, auf das sich eine ausgeführte Bewegung überträgt.

Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung von Halbleiterschaltungen erhöhen sich die Anforderungen an Auflösung und Genauigkeit von Projektionsbelichtungsanlagen gleichermaßen. Entsprechend hohe Anforderungen werden auch an die Aktuatorik, die die optischen Elemente im Beleuchtungssystem mechanisch steuert, gestellt.

Es ist dabei von Vorteil, wenn die Aktuatoren zur Ausrichtung der optischen Elemente und die optischen Elemente selbst so weit wie möglich von Gewichtskräften entkoppelt sind. Vorzugsweise verstellen die Aktuatoren die optischen Elemente im gewichtsfreien bzw. scheinbar kräftefreien Zustand. Hierzu werden Betätigungseinheiten eingesetzt die sogenannte Gewichts- bzw. Gravitationskompensationseinrich- tungen aufweisen, die die Gewichtskräfte - zumindest einen großen Teil der Gewichtskräfte - der optischen Elemente aufnehmen. Dadurch wird die Betätigung der optischen Elemente durch die Aktuatoren vereinfacht und es ist ein geringerer Energieeintrag in die Aktuatoren erforderlich. Dies hat wiederum positive Auswirkungen auf das Gesamtverhalten der Projektionsbelichtungsanlage, da beispielsweise keine zusätzlichen Wärmelasten aufgrund des Energieverbrauchs der Aktuatoren in die Anlage eingeführt werden. Eine Gravitationskompensationseinrichtung für optische Elemente in Projektionsbelichtungsanlagen ist beispielsweise auch aus der DE 10 2009 054 549 AI bekannt.

Zur Gravitationskompensation können ebenfalls Tauchspulenaktuatoren bzw. Lorentz -Aktuatoren verwendet werden. Ein Nachteil dabei ist, dass die Aktuatoren aufgrund ihrer Bauweise kontinuierlich bestromt werden müssen, um die statische Gewichtskraft, die auf das optische Element wirkt, auszugleichen. Eine nicht zu vernachlässigende Wärmeentwicklung, ausgehend von den Tauchspulenaktuatoren auf die Bauteile und somit eine Beeinträchtigung der Bildauflösung, ist die Folge. Eine Abwandlung des Konzepts eines Tauchspulenaktuators für eine Gewichtskompensation ist beispielsweise aus der DE 10 2011 004 607 AI bekannt.

Eine Gemeinsamkeit der Gewichtskompensationseinrichtungen und Aktuatoren (insbesondere Linearmotoren) des Stands der Technik ist, dass jeweils ein verstellbares Führungsglied die Gewichts- bzw. Gravi- tationskompensationseinrichtungen bzw. die Aktuatoren mit dem auszurichtenden optischen Element koppelt. Das zur Ausrichtung des optischen Elements vorgesehene Führungsglied kann dabei mit einem Kopfbereich an einem mit dem optischen Element verbundene Befestigungspunkt festgelegt sein. Ein Fußbereich des Führungsglieds kann an einem Befestigungspunkt der Betätigungseinheit festgelegt sein. Bedingt durch Teiletoleranzen und Toleranzen bei der Montage von Einzelteilen und Baugruppen kann es vorkommen, dass einer oder beide Befestigungspunkte an denen das Führungsglied festgelegt ist, von der Sollposition abweichen. Ferner kann es vorkommen, dass sich die Betätigungseinheit insgesamt oder das auszurichtende optische Element und somit auch der jeweils zugeordnete Befestigungspunkt nicht in der Sollposition befinden. Beispielsweise können bei Projektionsbelichtungsanlagen Ausrichtungsfehler in einem Bereich von einigen 100 Mikrometern vorkommen.

Durch derartige Ausrichtungsfehler können sich erhebliche Unterschiede in der Kraftvektorrichtung auf das optische Element, beispielsweise einen Spiegel, ergeben, was wiederum zu unerwünschten parasitären Effekten auf dem Spiegel und zu unerwünschten Aktuatorlasten führen kann. Des Weiteren kann die Aktuierung eines statisch bestimmt gelagerten optischen Elements an den Lagerstellen bzw. den Befestigungspunkten oder Fehlstellungen an den Lagerstellen bzw. den Befestigungspunkten zur Einleitung von parasitären Kräften und parasitären Momenten an den Lagerstellen bzw. Befestigungspunkten führen. Diese parasitären Kräfte und parasitären Momente können zur Deformation der optischen Fläche und infolge dessen zu optischen Wellenfrontfehlern führen.

Während die optischen Elemente, insbesondere die Spiegel einer Projektionsbelichtungsanlage, immer größer und sensitiver gegenüber parasitären Kräften und parasitären Momenten werden, werden auf der anderen Seite die zulässigen Deformationen immer kleiner.

Um die Montagefehler, insbesondere bei Projektionsbelichtungsanlagen, möglichst gering zu halten, wird während der Montage des Systems ein entsprechend hoher Aufwand betrieben, um die optischen Elemente, die über die verstellbaren Führungsglieder gekoppelt sind, möglichst optimal zueinander zu positionieren. Die Bewegungsachse eines Führungsglieds sollte dabei möglichst mit dem Verlauf des Führungs- glieds zwischen seinen beiden Befestigungspunkten übereinstimmen. Erschwerend kommt hinzu, dass nach einer Grundmontage die Zugänglichkeit zu der Betätigungseinheit und/oder dem optischen Element nur noch begrenzt möglich ist. Außerdem können eventuell später in die Anlage eingebrachte Komponenten weitere Ausrichtungsfehler verursachen, die zum Zeitpunkt der Grundmontage nicht berücksichtigt werden konnten.

Eine vollständige Kompensation der Ausrichtungsfehler bei der Montage ist gemäß dem Stand der Technik nicht möglich oder zu aufwändig. Parasitäre Kräfte und parasitäre Momente auf die optischen Elemente können somit meist nicht ausreichend korrigiert werden - die Lösungsstrategien des Stands der Technik, die unter anderem kleinere Verfahrwege und steifere Spiegel vorsehen, stoßen zunehmend an ih- re Grenzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements zu schaffen, mit der auf das optische Elemente wirkende parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente korrigiert, vorzugsweise vollständig aufgehoben werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Elements bereitzustellen, bei dem auf das optische Element wirkende parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente korrigiert, vorzugsweise vollständig aufgehoben werden. Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie zu schaffen, bei der das optische Element möglichst geringen Deformationen unterliegt. Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.

Die Aufgabe wird für ein Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Elements durch die in Anspruch 18 aufgeführten Merkmale und für die Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithographie mit den in Anspruch 19 aufgeführten Merkmalen gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements weist eine Betätigungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Betätigungseinheiten zur Ausrichtung des optischen Elements auf, wobei die Betätigungseinheiten über Befestigungspunkte mit dem optischen Element verbunden sind und eine Kraft auf das optische Element aufbringen, um das optische Element auszurichten. Bei einer Betätigungseinheit kann es sich zum Beispiel um einen Aktuator, insbesondere einen Linearmotor, zur Ausrichtung, d. h. zur Manipulation und/oder Verstellung und/oder Deformation und/oder Lagerung des optischen Elements handeln. Die Betätigungseinheit kann insbesondere aber auch eine Einrichtung zur Gewichtskompensation bzw. Lagerung des optischen Elements aufweisen oder als solche ausgebildet sein. Vorzugsweise kann eine oder können mehrere Betätigungseinheiten als Aktuatoren und eine oder mehrere Betätigungseinheiten als Gewichtskompensationseinrichtungen ausgebildet sein.

Die Betätigungseinheit kann in unterschiedlicher Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise auch derart, wie dies in der WO 2005/026801 A2, insbesondere in der Figur 6 der WO 2005/026801 A2, dort als Aktuatoreinheit (9) bezeichnet, dargestellt und beschrieben ist.

Grundsätzlich sind aus dem Stand der Technik Betätigungseinheiten in unterschiedlichen Bauweisen bekannt, wobei sich Lorentz-Aktuatoren in besonderer Weise eigenen.

Insbesondere zur Ausrichtung von optischen Elementen in Projektionsbelichtungsanlagen für die Halb- leiterlithographie hat es sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn eine Betätigungseinrichtung zwei oder mehr Betätigungselemente und eine Gewichtskompensationseinrichtung aufweist. Die Gewichtskompensationseinrichtung der Betätigungseinheit kann dabei in bekannter Weise die Gewichtskraft des optischen Elements, die auf die Betätigungseinheit wirkt, vollständig bzw. zumindest zum Teil aufnehmen. Die weiteren Betätigungseinheiten, bei denen es sich vorzugsweise um zwei Betätigungseinhei- ten handelt sind dabei zur Ausrichtung des optischen Elements vorgesehen; bei diesen kann es sich um grundsätzlich bekannte Aktuatoren, beispielsweise auch Linearmotoren, handeln. Die Betätigungselemente und die Gewichtskompensationseinrichtung bilden vorzugsweise gemeinsam eine Betätigungseinheit, die über einen gemeinsamen Befestigungspunkt mit dem optischen Element verbunden sind. Die Bewegungsachsen der Betätigungselemente und der Gewichtskompensationseinrichtung verlaufen dabei vorzugsweise in einer Ebene. Zur Ausrichtung eines optischen Elements hat es sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn dieses durch eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten, vorzugsweise drei Betätigungseinheiten, gelagert sind, die vorzugsweise wie vorstehend dargestellt ausgebildet sind. Hierauf ist die Erfindung selbstverständlich jedoch nicht beschränkt, die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für beliebig ausgebildete Betätigungseinrichtungen bzw. Betätigungseinheiten.

Bei dem optischen Element kann es sich insbesondere um eine Linse oder einen Spiegel einer Projekti- onsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie handeln. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann grundsätzlich ein beliebiges optisches Element ausgerichtet werden.

Erfindungsgemäß sind eine Messeinrichtung zur Bestimmung von auf das optische Element wirkenden parasitären Kräften und/oder parasitären Momenten und eine Kompensationseinrichtung mit wenigstens einer Kompensationseinheit vorgesehen. Ferner ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit auf Basis von Daten der Messeinrichtung eine Kompensationskraft und/oder ein Kompensations- moment auf das optische Element aufbringt, um die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente zu korrigieren.

Es sei erwähnt, dass, sollte in den Ansprüchen oder der Beschreibung von einer Pluralform von Kräften bzw. Momenten die Rede sein, dies nicht ausschließt, dass es sich auch um eine einzelne Kraft bzw. ein einzelnes Moment handelt. Dies betrifft alle vorstehend und nachfolgend benannten Kräfte bzw. Momente, u. a. parasitäre Kräfte bzw. parasitäre Momente, Kompensationskräfte bzw. Kompensationsmomente und Kräfte zum Ausrichten bzw. Momente zum Ausrichten. Analog hierzu, sollte in einem Anspruch oder in der Beschreibung von einer Einzahl von Kräften bzw. Momenten die Rede sein, schließt dies nicht aus, dass es sich um eine Mehrzahl von Kräften bzw. Momenten handelt.

Die Messeinrichtung ist vorzugsweise unabhängig von der Betätigungseinrichtung und/oder der Kompensationseinrichtung ausgebildet.

Durch die Messeinrichtung können die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente über eine di- rekte Messung und/oder über eine indirekt Messung, beispielsweise über wenigstens eine Zwischengröße wie mechanische Spannung, Verformung oder Deformation, insbesondere des optischen Elements, bestimmt werden. Die Messeinrichtung kann beispielsweise durch Kraft- oder Dehnungsmessstreifen realisiert sein, die auf der Unterseite, d. h. auf der der optisch aktiven Fläche abgewandten Seite, des optischen Elements befestigt sind.

Unter parasitären Kräften und/oder parasitären Momenten sind Kräfte bzw. Momente auf das optische Element zu verstehen, die in unerwünschter Weise zur Manipulation und/oder zur Verspannung und/oder zur Deformation des optischen Elements führen, wodurch der Strahlengang einer Strahlungsquelle negativ beeinflusst werden kann. Die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente können auch dazu führen, dass die Ausrichtung des optischen Elements durch die Betätigungseinheiten nicht mehr optimal ist.

Mit einer Korrektur der parasitären Kräfte bzw. der parasitären Momente ist eine verbessernde Maßnahme im Sinne eines Unterdrückens bzw. Entgegenwirkens und im Idealfall einer Aufhebung der parasitä- ren Kräfte und/oder parasitären Momente, die auf das optische Element wirken, zu verstehen.

Die Korrektur der parasitären Kräfte und/oder der parasitären Momente kann dazu dienen, die inneren Kräfte und/oder Momente - und somit mechanische Spannungen, Oberflächenverformungen bzw. Deformationen (auch: "Surface Figure Deformation", SFD) - in den optischen Elementen zu eliminieren, zu minimieren oder gezielt auf einen vorgegebenen Wert einzustellen.

Dadurch, dass die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente erfindungsgemäß korrigiert werden ergeben sich einige Vorteile. Zunächst kann die optische Performanz erhöht werden, insbesondere da mechanische Spannungen, Oberflächenverformungen bzw. Deformationen des optischen Elements redu- ziert oder gänzlich vermieden werden.

Schließlich kann außerdem die Performanz von Aktuatoren bzw. die Performanz der Betätigungseinheiten verbessert sein, da die Ausrichtung des optischen Elements durch die erfindungsgemäße Korrektur verbessert wird, vorzugsweise eine ideale Ausrichtung erreicht werden kann. Wenn die Vorrichtung bei- spielsweise eine Gewichtskompensationseinrichtung aufweist, deren Ausrichtung aufgrund der Daten der Messeinrichtung optimiert wurde, verringert sich der Strombedarf und somit die erzeugte Wärme der Gewichtskompensationseinrichtung. Ferner verringert sich dadurch auch der Strombedarf der Bauteil der Betätigungseinheiten, die das optische Element ausrichten. Dadurch, dass die Betätigungseinheiten keine parasitären Kräfte und/oder parasitären Momente korrigieren müssen, kann der notwendige Energieeintrag in die Betätigungseinheiten und/oder der maximale Ver- fahrweg ("Aktuatorrange") geringer sein. Schließlich kann auch die Herstellung des optischen Elements wirtschaftlicher sein, da insbesondere Oberflächenverformungen nicht durch eine entsprechende Nachbearbeitung des optischen Elements, beispielsweise durch polieren, ausgeglichen werden müssen.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit die Kompensationskraft und/oder das Kompensationsmoment direkt oder über einen Hebel auf das optische Element aufbringt. Vorzugsweise können die Kompensationskräfte auf der Ebene, die von den parasitären Kräften aufgespannt wird, eingebracht werden. Es ist jedoch auch möglich die Kräfte über einen Hebel einzuleiten. Als Hebel kann dabei beispielsweise ein (vorzugsweise starres) Führungsglied eines Bauteils der Betätigungseinheit, welches mit dem optischen Element verbunden ist, dienen. Es ist jedoch auch möglich die Kompensationseinheit derart zu gestalten, dass die parasitäre Kraft über ein Hebel eingeleitet werden kann, der beliebig gestaltet sein kann, insbesondere kann der Hebel unabhängig von der Betätigungseinrichtung ausgebildet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Einleitung der Kräfte auf der Ebene, die die parasitären Kräfte aufspannen nicht erfolgen kann bzw. wenn die parasitären Kräfte keine Ebene aufspannen. Daraus können Momente resultieren, die ebenfalls kompensiert werden müssen. Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt ein Kompensationsmoment dadurch zu erzeugen, dass die Kompensationskraft über einen Hebel bzw. Hebelarm aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Kompensationskraft im Fußpunkt der Betätigungseinheit eingeleitet wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit einen Fußpunkt einer der Betätigungseinheiten verstellt.

Durch die Verstellung der Position eines Fußpunkts der Betätigungseinheit werden die Kräfte, die von der Betätigungseinheit auf das optische Element wirken, verändert. Dabei erfolgt die Verstellung des Fußpunkts der Betätigungseinheit anhand der Daten in der Messeinrichtung, um durch die Verstellung des Fußpunkts eine Kompensationskraft und/oder ein Kompensationsmoment auf das optische Element auf- zubringen, um die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente zu korrigieren.

Es kann vorgesehen sein, dass die Fußpunkte mehrerer Betätigungseinheiten verstellt werden, damit eine geeignete Kompensationskraft und/oder ein geeignetes Kompensationsmoment auf das optische Element erzeugt wird bzw. werden. Ferner können auch noch weitere Maßnahmen, wie nachfolgend beschrieben, getroffen bzw. mit der Verstellung des Fußpunkts korrigiert werden. Die Verstellung des Fußpunkts kann derart vorgesehen sein, dass die Position und/oder die Orientierung des Fußpunkts der Betätigungseinheit verstellt wird bzw. werden. Die Verstellung erfolgt dabei derart bzw. so lange bis die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente korrigiert bzw. aufgehoben sind. Dies kann ggf. auch durch ein Zusammenspiel der Verstellung mehrerer Fußpunkte oder anderer, nachfolgend beschriebener Maßnahmen erfolgen. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit an einem der Befestigungspunkte des optischen Elements festgelegt ist.

Die Festlegung wenigstens einer der Kompensationseinheiten an einem der Befestigungspunkte des optischen Elements kann alternativ oder ergänzend zu der Verstellung des Fußpunkts einer der Betätigungs- einheiten erfolgen. Vorzugsweise handelt es sich um eine alternative Lösung.

Dadurch, dass die Kompensationseinheit an einem der Befestigungspunkte bzw. der Lagerstellen des optischen Elements festgelegt ist, lassen sich insbesondere Kompensationskräfte einfach und effizient auf das optische Element übertragen. Einer auf das optische Element wirkenden parasitären Kraft kann somit effektiv entgegengewirkt werden.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei in einem (von Null unterschiedlichen) Winkel zueinander angeordnete Kompensationseinheiten auf einen der Fußpunkte der Betätigungseinheit und/oder einen der Befestigungspunkte des optischen Elements einwirken.

Dadurch, dass zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Kompensationseinheiten auf einen der Fußpunkte der Betätigungseinheit und/oder einen der Befestigungspunkte des optischen Elements einwirken, lassen sich in beliebiger Richtung wirkende parasitäre Kräfte, die auf den Fußpunkt oder den Befestigungspunkt einwirken, ausgleichen.

Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen den Kompensationseinheiten 90° +/- 45°, besonders bevorzugt 90° +/- 20° und ganz besonders bevorzugt 90°.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein erstes Ende der wenigstens einen Kompensationseinheit an einem der Befestigungspunkte des optischen Elements oder auf der Unterseite des optischen Elements und ein zweites Ende an einem weiteren der Befestigungspunkte des optischen Elements oder auf der Unterseite des optischen Elements befestigt ist.

Vorzugsweise ist zwischen zwei Befestigungspunkten bzw. Lagerstellen des optischen Elements eine Kompensationseinheit, vorzugsweise ein Aktuator in Ausbildung als Linearmotor, vorgesehen.

Besonders bevorzugt können Piezo-Aktuatoren als Kompensationseinheiten verwendet werden, bei- spielsweise auch in Kombination mit Kraftmessstreifen bzw. Dehnungsmessstreifen. Die Kraftmessstreifen bzw. die Dehnungsmessstreifen können z. B. an der Unterseite des optischen Elements angebracht werden. Bei einem Anbringen der wenigstens einen Kompensationseinheit an der Unterseite des optischen Elements kann eine hohe Steifigkeit des optischen Elements, insbesondere an den Angriffspunkten der Kompensationseinheiten, vorteilhaft sein.

Die Anordnung einer Kompensationseinheit an bzw. zwischen zwei Befestigungspunkten des optischen Elements ermöglicht es in einfacher Weise eine Kraft auf beide Befestigungspunkte aufzubringen.

Es ist dabei besonders geeignet, wenn an jedem Befestigungspunkt zwei Kompensationseinheiten mit jeweils einem Ende festgelegt sind und die an einem Befestigungspunkt festgelegten beiden Kompensationseinheiten in einem Winkel zueinander stehen, so dass eine Kraft mit einem beliebigen Vektor auf die Betätigungseinheit aufgebracht werden kann, wodurch parasitäre Kräfte in beliebigen Richtungen ausgeglichen werden können.

Die Kompensationseinheit bzw. die Kompensationseinheiten können grundsätzlich an einer beliebigen Position an der Unterseite des optischen Elements angebracht sein, eine Position zwischen zwei Befesti- gungspunkten eignet sich jedoch in besonderer Weise.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kompensationseinheiten jeweils auf Verbindungslinien zwischen den Befestigungspunkten des optischen Elements angeordnet sind. Es ist dabei nicht zwingend notwendig, dass die Kompensationseinheiten zusätzlich auch an dem jeweiligen Befestigungspunkt festgelegt sind. Es kann für eine vorteilhafte Anordnung bereits die Anordnung auf einer Verbindungslinie zwischen zwei Befestigungspunkten ausreichen.

Von Vorteil kann es sein, wenn die Kompensationseinheiten, vorzugsweise in einer Ausbildung als Piezo- Aktuatoren, entlang der Seiten eines Dreiecks angeordnet sind. Das Dreieck kann dabei als Manipulator ausgeführt sein. Die Aktuatoren können vorzugsweise in Form eines Manipulators miteinander verbunden sein, jedoch auch unabhängig voneinander wirken.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kompensationseinrichtung eine Gruppe von drei Kompensationseinheiten aufweist, die derart zueinander angeordnet sind, dass die Kompensationseinheiten jeweils entlang eines Schenkels eines gemeinsamen Dreiecks verlaufen. Durch eine Ausbildung einer Gruppe von drei Kompensationseinheiten, die entlang eines Schenkels eines gemeinsamen Dreiecks verlaufend angeordnet sind, lassen sich in besonders vorteilhafter Weise parasitäre Kräfte, die auf das optische Element wirken, korrigieren bzw. aufheben. Eine derartige Gruppe von Kompensationseinheiten kann beispielsweise an der Unterseite des optischen Elements angeordnet sein. Vorzugsweise können die Kompensationseinheiten dabei derart angeordnet sein, dass diese jeweils auf einer Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten des optischen Elements angeordnet sind. Alternativ können die Kompensationseinheiten auch unmittelbar an den Befestigungspunkten festgelegt sein.

Es ist weiter auch möglich, dass die Kompensationseinheiten an den Fußpunkten der Betätigungseinheiten festgelegt sind bzw. auf Verbindungslinien zwischen den Fußpunkten der Betätigungseinheiten ange- ordnet sind. Auch dadurch lassen sich eine geeignete Kompensationskraft und/oder ein geeignetes Kompensationsmoment zum Ausgleich von parasitären Kräften und/oder parasitären Momenten auf das optische Element aufbringen.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung drei Betätigungseinheiten zur Lagerung des optischen Elements auf, wobei jede der Bearbeitungseinheiten über jeweils einen Befestigungspunkt bzw. eine Lagerstelle mit dem optischen Element verbunden ist.

Die drei Kompensationseinheiten der Gruppe verlaufen vorzugsweise entlang der Schenkel eines gleichschenkligen Dreiecks.

Insofern die Kompensationseinheiten zu einer Gruppe zusammengestellt sind, bei der die Kompensationseinheiten jeweils entlang eines Schenkels eines gemeinsamen Dreiecks verlaufen, kann es von Vorteil sein, die Kompensationseinheiten an deren Enden miteinander zu verbinden, so dass ein Manipulator ausgebildet wird. Es ist jedoch auch möglich, die Kompensationseinheiten kürzer als die Schenkel des ge- meinsamen Dreiecks auszubilden, so dass die Kompensationseinheiten nicht miteinander verbunden sind.

Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl an Kompensationseinheiten vorgesehen sein, ggf. auch nur eine Kompensationseinheit. Wenn mehrere Kompensationseinheiten vorgesehen sind, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Kompensationseinheiten, können diese grundsätzlich an einer beliebigen Stelle, vorzugsweise an der Unterseite des optischen Elements, angeordnet sein und auch unabhängig voneinander wirken. In einer vorteilhaften Weiterbildung können drei Betätigungseinheiten vorgesehen sein, wobei die aus den drei Kompensationseinheiten gebildete Gruppe derart angeordnet ist, dass an jeder Betätigungseinheit zwei Kompensationseinheiten mit jeweils einem Ende festgelegt sind. Die Festlegung kann dabei sowohl am Fußpunkt der Betätigungseinheiten als auch an dem Befestigungspunkt, mit welchem die Betätigungseinheiten mit dem optischen Element verbunden sind, erfolgen. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die drei Kompensationseinheiten an einer Stelle zwischen dem Fußpunkt und dem Befestigungspunkt an den Betätigungseinheiten angreifen. In einer Weiterbildung können auch drei Befestigungspunkte an dem optischen Element vorgesehen sein, wobei die aus den drei Kompensationseinheiten gebildete Gruppe derart angeordnet ist, dass an jedem Befestigungspunkt zwei Kompensationseinheiten mit jeweils einem Ende festgelegt sind.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Betätigungs- einheiten wenigstens ein Führungsglied aufweist, wobei das Führungsglied einen Kopfbereich aufweist über den das Führungsglied an einem der mit dem optischen Element verbundenen Befestigungspunkte festlegbar ist, und wobei das Führungsglied einen Fußbereich aufweist, über den das Führungsglied an einem Befestigungspunkt der Betätigungseinheit festlegbar ist, und wobei die wenigstens eine Kompensationseinheit über das wenigstens eine Führungsglied eine Kompensationskraft und/oder ein Kompensati- onsmoment auf das optische Element aufbringt.

Bei dem Führungsglied kann es sich vorzugsweise um ein steifes Bauteil, insbesondere einen Teil eines Translators handeln. Ein Translator ist das Betätigungselement eines Linearmotors, beispielsweise eines Lorentz-Aktuators in Form eines Tauchspulenaktuators. Es kann sich bei dem Führungsglied aber auch um einen Teil eines Rotors oder um einen Teil eines Kolbens, insbesondere um einen Teil eines Kolbens eines Kraftübertragungselements einer Gewichtskompensationseinrichtung, handeln. Die Gewichtskompensationseinrichtung kann ein Teil der Betätigungseinheit sein oder die Betätigungseinheit ist als Gewichtskompensationseinrichtung ausgebildet. Das Führungsglied kann grundsätzlich einen beliebigen Aufbau aufweisen. Typischerweise wird das Führungsglied zwischen seinem Kopfbereich und seinem Fußbereich bzw. zwischen den beiden Befestigungspunkten, an die es gekoppelt ist, einen gerade bzw. linear verlaufenden Abschnitt aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung eignet sich besonders zur gerichteten Übertragung von Kräften.

Unter Verwendung eines Führungsglieds kann die Kompensationskraft und/oder das Kompensationsmo- ment besonders vorteilhaft auf das optische Element übertragen werden. Die Kompensationskraft kann an einer beliebigen Stelle des Führungsglieds eingebracht werden, die hierfür geeignet erscheint, insbesondere an einem oder an beiden Ende des Führungsglieds ggf. auch in der Mitte bzw. im Verlauf des Füh- rungsglieds zwischen dessen Enden.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit die Kompensationskraft auf den Kopibereich und/oder auf den Fußbereich des Führungsglieds aufbringt.

Vorzugsweise kann die Position und/oder die Orientierung des Kopfbereichs und/oder des Fußbereichs des Führungsglieds und/oder die Position und/oder die Orientierung einer oder beider Befestigungspunkte des Führungsglieds derart manipuliert werden, dass die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente aufgehoben oder zumindest minimal werden.

Es kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Befestigungspunkte an denen das Führungsglied festgelegt ist, verstellt wird. Besonders zu bevorzugen ist es wenn der Befestigungspunkt mit dem die Betätigungseinheit an dem optischen Element festgelegt ist, verstellt wird und/oder wenn ein Fußbereich der Betätigungseinheit verstellt wird.

Für die meisten Anwendungsfälle, insbesondere bei Projektionsbelichtungsanlagen, kann es von Vorteil sein, wenn einer oder beide Befestigungspunkte der Betätigungseinheit derart verstellt wird bzw. werden, dass das Führungsglied anschließend parallel, vorzugsweise koaxial zu einer Bewegungsachse, entlang derer das Führungsglied zur Übertragung einer Kraft zur Ausrichtung des optischen Elements beweglich gelagert ist, ausgerichtet ist. Vorzugsweise verläuft die Bewegungsachse z. B. bei einer Gewichtskompensationseinrichtung derart, dass der Kopfbereich des Führungsglieds orthogonal zu einer Fläche des optischen Elements verläuft, wenn der Kopfbereich des Führungsglieds an einem Befestigungspunkt des optischen Elements befestigt ist. Üblicherweise lassen sich aus einer Fehlstellung der Betätigungseinheit stammende parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente korrigieren, d. h. aufheben oder zumindest reduzieren, wenn das Führungsglied oder die Führungsglieder derart positioniert wird bzw. werden, dass der Winkel zwischen der Bewegungsachse und dem Verlauf des Führungsglieds 0° beträgt. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betätigungseinheit zwei oder drei Führungsglieder aufweist und jedem Fußpunkt der Führungsglieder wenigstens eine Kompensationseinheit zugeordnet ist.

Betätigungseinheiten zur Ausrichtung optischer Elemente, insbesondere optischer Elemente für Projekti- onsbelichtungsanlagen, können unterschiedlich aufgebaut sein. Häufig weisen die Betätigungseinheiten zwei oder drei Führungsglieder auf, die unabhängig voneinander betätigt werden können, um eine Kraft über einen gemeinsamen Befestigungspunkt auf das optische Element aufzubringen. Es hat sich als vor- teilhaft herausgestellt, wenn jedes der Führungsglieder einer Betätigungseinheit bzw. zumindest ein Teil der Führungsglieder der Betätigungseinheiten verstellt werden können, um parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente des optischen Elements auszugleichen. Hierzu kann jedem Führungsglied, das zur Korrektur von parasitären Kräften und/oder parasitären Momenten verstellt werden soll, eine Kompensati- onseinheit, vorzugsweise zwei Kompensationseinheiten zugeordnet werden, insbesondere derart, dass das Führungsglied beliebig verstellt werden kann, so dass eine beliebige Kompensationskraft bzw. ein beliebiges Kompensationsmoment auf das optische Element übertragen werden kann. Es eignet sich dabei in besonderer Weise wenn jedem Fußpunkt eine Kompensationseinheit bzw. gegebenenfalls zwei Kompensationseinheiten zugeordnet sind, um den Fußpunkt der Führungsglieder zu verstellen.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit den Fußpunkt des Führungsglieds verstellt oder auf den Fußpunkt lediglich einwirkt ohne die Position des Fußpunkts zu verstellen.

Eine Verstellung des Fußpunkts stellt, wie vorstehend beschrieben, die einfachste Möglichkeit dar Kompensationskräfte und/oder Kompensationsmomente auf das optische Element aufzubringen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Kompensationseinheit eine Kraft auf den Fußpunkt aufbringt ohne die Position des Fußpunkts zu verstellen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass lediglich die Orientierung des Fußpunkts verändert wird.

Es können ferner Situationen vorliegen bei denen die Ausrichtung des Führungsglieds bereits optimal ist, insbesondere dann wenn die Bewegungsachse und die Längsachse des Führungsglieds zueinander koaxial verlaufen. Gleichwohl kann auch in einer derartigen Konstellation der Fall auftreten, dass das Führungsglied bzw. der Fußpunkt des Führungsglieds unter mechanischer Spannung steht, die sich auf das optische Element überträgt und dort parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente erzeugt. Eine derartige Spannung kann ggf. durch die Kompensationseinheit aufgehoben werden, indem die Kompensationseinheit auf den Fußpunkt oder das Führungsglied einwirkt, ohne dieses jedoch aus seiner Position zu verstellen.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Betäti- gungseinheiten eine Gewichtskompensationseinrichtung aufweist.

Eine besonders geeignete Betätigungseinheit zur Ausrichtung des optischen Elements kann eine Gewichtskompensationseinrichtung aufweisen, die es ermöglicht, Gewichtskräfte des optischen Elements aufzunehmen. Derartige Gewichtskompensationseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wozu beispielsweise auf die WO 2005/026801 A2 verwiesen wird. Zusätzlich kann die Betätigungseinheit ein oder mehrere Betätigungselemente verfassen, die zur Ausrichtung des optischen Elements dienen. Die Betätigungseinheit kann auch als Gewichtskompensationseinrichtung ausgebildet sein, d. h. insbesondere derart, dass die Betätigungseinheit keine weiteren Betätigungselemente umfasst. Die Verstellung des optischen Elements kann dann durch andere Betätigungseinheiten erfolgen. Vorzugsweise sind alle Betätigungseinheiten identisch ausgebildet und weisen jeweils eine Gewichtskompensationseinrichtung und zusätzlich ein oder mehrere Betätigungselemente auf.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Betätigungseinheiten ein, zwei oder mehr Betätigungselemente zur Ausrichtung des optischen Elements und eine Ge- wichtskompensationseinrichtung aufweist. Vorzugsweise sind alle Betätigungseinheiten derart ausgebildet.

Es ist besonders zu bevorzugen wenn eine Betätigungseinheit eine Gewichtskompensationseinrichtung umfasst, deren Führungsglied orthogonal (d. h. entlang eines Lotes) zu der Unterseite des optischen Ele- ments verläuft und ferner zwei Betätigungselemente zur Ausrichtung des optischen Elements vorgesehen sind, deren Führungsglieder sich in einem Winkel zu einem Lot, ausgehend von der Unterseite des optischen Elements, erstrecken. Vorzugsweise verlaufen dabei alle drei Führungsglieder in einer Ebene.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Regel- und/oder Steuereinrichtung mit einem Regler vor- gesehen sein, um die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente zu korrigieren, wobei die Messeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Ist-Größe der parasitären Kräfte und/oder parasitären Momente zu erfassen und der Regler dazu eingerichtet ist, die Differenz der Ist-Größe zu einer Soll-Größe der parasitären Kräfte und/oder der parasitären Momente durch Ansteuerung wenigstens einer der Kompensationseinheiten zu minimieren.

Grundsätzlich kann an Stelle eines Reglers ein beliebiger Einstellalgorithmus vorgesehen sein. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass aus einer Soll-Größe und einer Ist-Größe die Differenz berechnet wird, um die erforderlichen Kompensationskräfte und/oder Kompensationsmomente zu bestimmen, um Oberflächendeformationen des optischen Elements zu korrigieren.

Durch die Regel- und/oder Steuereinrichtung können u. a. ausgehend von durch die Messeinrichtung gemessenen Oberflächenverformungen des optischen Elements geeignete Kompensationskräfte bestimmt werden. Ziel kann es sein, Oberflächenverformungen des optischen Elements und/oder parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente zu eliminieren bzw. aufzuheben, zu minimieren oder auf einen vorgegebe- nen Wert einzustellen.

In einer Weiterbildung hierzu kann vorgesehen sein, dass Rechenalgorithmen verwendet werden, um un- terschiedliche physikalische Größen innerhalb der Regel- und/oder Steuereinrichtung ineinander umzurechnen.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Messeinrichtung eine andere physikalische Größe misst, als durch den Regler und/oder die Betätigungseinheiten einstellbar sind. Beispielsweise können Kräfte, Momente, mechanische Spannungen, Dehnungen und/oder Verformungen jeweils ineinander umgerechnet werden.

Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine mechatronische Einheit bestehend aus Ak- tuatoren bzw. Betätigungseinheiten und Betätigungselemente, Sensoren, (externen) Messsystemen bzw. "Monitoring Systemen", Reglern, diverser Elektronik und modellbasierten Rechenalgorithmen, um die Kompensation bzw. Korrektur von parasitären Kräften und parasitären Momenten (inklusive Oberflächendeformation) an den optischen Elementen vorzunehmen. Die Kenntnis der parasitären Kräfte und der parasitären Momente, die auf das optische Element, insbesondere ein Spiegel wirken ist besonders wichtig damit die Kompensationseinrichtung entsprechende Kompensationskräfte und/oder Kompensationsmomente erzeugen kann. Die parasitären Kräfte und/oder Momente können durch eine direkte oder indirekte Messung erfasst werden. Möglich ist beispielsweise eine Messung von Kräften, Dehnungen, mechanische Spannungen oder anderen geeigneten, insbesondere umrechenbaren Größen. Als Messsysteme kommen Kraftmessungen, Positionsmessungen oder optische Messungen in Frage, d. h. beispielsweise eine optische Vermessung einer der Oberflächen des optischen Elements, insbesondere eines Spiegels.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Elements, wonach zur Aus- richtung des optischen Elements eine Betätigungseinrichtung, aufweisend eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten, verwendet wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass eine Messeinrichtung eingesetzt wird, um auf das optische Element wirkende parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente zu bestimmen, wonach mittels einer Kompensationseinrichtung mit wenigstens einer Kompensationseinheit auf Basis von Daten der Messeinrichtung Kompensationskräfte und/oder Kompensationsmomente auf das optische Element aufgebracht werden, um die parasitären Kräfte und/oder die parasitären Momente zu korrigieren.

Merkmale und Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorste- hend beschrieben wurden, sind entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar - und umgekehrt. Eine Korrektur der parasitären Kräfte und/oder der parasitären Momente kann während einer (initialen) Justage der optischen Elemente, im Betrieb (beispielsweise) einer Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere während dem Scanvorgang ("Scanning"), aber auch während eines beliebigen Zeitpunkts im Verlauf der "Lebensdauer" (beispielsweise) einer Projektionsbelichtungsanlage vorgenommen werden.

Grundsätzlich können erfindungsgemäß beliebige parasitäre Effekte kompensiert werden, beispielsweise können auch alterungsbedingte Effekte, die zu parasitären Kräften und/oder parasitären Momenten führen, korrigiert werden. Es können also insbesondere auch parasitäre Effekte korrigiert werden, die nicht oder nicht ausschließlich durch eine fehlerhafte Ausrichtung von Komponenten der Vorrichtung verur- sacht werden.

Die Messeinrichtung kann entweder Kräfte, Dehnungen, mechanische Spannungen oder andere Größen erfassen. Beispielsweise kann eine Kraftmessung direkt an den Lagerstellen, bzw. Befestigungspunkten des optischen Elements oder der Betätigungseinheit und/oder zwischen den Lagerstellen bzw. Befesti- gungspunkten vorgesehen sein. Es kann auch eine Positionsmessung, insbesondere eine relative Positionsmessung zwischen Fußbereichen und Befestigungspunkten der Betätigungseinheit über die eine Verbindung zu dem optischen Element hergestellt wird, zu einem benachbarten Befestigungspunkt oder eine relative Abstandsmessung zwischen Befestigungspunkten über die jeweils eine Verbindung zu dem optischen Element hergestellt wird, vorgesehen sein. Schließlich kann auch eine optische Vermessung der ei- ner der Oberflächen, entweder innerhalb einer Projektionsbelichtungsanlage oder während einer Oberflächenvermessung eines einzelnen optischen Elements, beispielsweise eines Spiegels, vorgesehen sein, um eine Deformation festzustellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich besonders für Pro- jektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithografie mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle, sowie einer Optik, welche wenigstens ein auszurichtendes optisches Element aufweist, wobei das auszurichtende optische Element mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und/oder der vorstehenden Beschreibung lagerbar, verstellbar, manipulierbar und/oder deformierbar ist. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Die Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und kön- nen dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden. In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.

Es zeigen schematisch: eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage;

eine weitere Projektionsbelichtungsanlage;

eine prinzipmäßige Darstellung eines optischen Elements und einer Betätigungseinrichtung, welche drei Betätigungseinheiten zur Ausrichtung des optischen Elements aufweist;

eine perspektivische Darstellung einer Betätigungseinheit nach Figur 3, welche sich aus einer Gewichtskompensationseinrichtung und zwei Betätigungselementen zusammensetzt.

eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements in einer ersten Ausführungsform, wobei parasitäre Kräfte und/oder parasitäre Momente korrigiert werden, indem zumindest ein Fußpunkt einer der Betätigungseinheiten verstellt wird;

eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements in einer zweiten Ausführungsform, wobei parasitäre Momente und/oder parasitäre Kräfte korrigiert werden, indem eine Kompensationskraft und/oder ein Kompensationsmoment auf das optische Element aufgebracht wird;

eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements in einer dritten Ausführungsform mit einer Darstellung einer Kompensationseinrichtung mit mehreren Kompensationseinheiten, die über einen Hebel eine Kompensationskraft und/oder ein Kompensationsmoment auf das optische Element aufbringen;

eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Gewichtskompensationseinrichtung einer Betätigungseinheit;

eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements in einer vierten Ausführungsform, wobei parasitäre Kräfte korrigiert werden, indem eine Gruppe aus drei Kompensationseinheiten entlang der Seiten eines Dreiecks zwischen Befestigungspunkten der Betätigungseinheiten angeordnet sind;

eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausrichtung eines optischen Elements in einer fünften Ausführungsform, wobei parasitäre Kräfte korrigiert werden, indem eine Gruppe aus drei Kompensationseinheiten auf der Unterseite des optischen Elements entlang der Seiten eines Dreiecks angeordnet sind;

drei beispielhafte Anordnungen von Kompensationseinheiten mit entsprechenden Kräftediagrammen;

eine Regel- und/oder Steuereinrichtung in einer ersten Ausführungsform; Fig. 13 eine Regel- und/oder Steuereinrichtung in einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 14 eine Regel- und/oder Steuereinrichtung in einer dritten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 für die Halbleiterlithographie, in welcher die Erfindung Anwendung finden kann. Ein Beleuchtungssystem 401 der Projektionsbelichtungsanlage 400 weist neben einer Strahlungsquelle 402 eine Optik 403 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 404 in einer Objektebene 405 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 404 angeordnetes Retikel 406, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 407 gehalten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 408 dient zur Abbildung des Objektfeldes 404 in ein Bildfeld 409 in einer Bildebene 410. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 406 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 409 in der Bildebene 410 angeordneten Wafers 411, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 412 gehalten ist. Die Strahlungsquelle 402 kann EUV-Strahlung 413, insbesondere im Bereich zwischen 5 Nanometer und 30 Nanometer, emittieren. Zur Steuerung des Strahlungswegs der EUV-Strahlung 413 werden optisch verschieden aus- gebildete und mechanisch verstellbare optische Elemente 415, 416, 418, 419, 420 eingesetzt. Die optischen Elemente 415, 416, 418, 419, 420 sind bei der in Figur 1 dargestellten EUV- Projektionsbelichtungsanlage 400 als verstellbare Spiegel in geeigneten und nachfolgend nur beispielhaft erwähnten Ausführungsformen ausgebildet. Die mit der Strahlungsquelle 402 erzeugte EUV-Strahlung 413 wird mittels eines in der Strahlungsquelle 402 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass die EUV-Strahlung 413 im Bereich einer Zwischen- fokusebene 414 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor die EUV-Strahlung 413 auf einen Feldfacettenspiegel 415 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 415 wird die EUV-Strahlung 413 von einem Pupillenfa- cettenspiegel 416 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 416 und einer optischen Baugruppe 417 mit Spiegeln 418, 419, 420 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 415 in das Objektfeld 404 abgebildet.

In Figur 2 ist eine weitere Projektionsbelichtungsanlage 100, beispielsweise eine DUV ("Deep Ultravio- let") - Projektionsbelichtungsanlage 100 dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist ein Be- leuchtungssystem 103, eine Retikelstage 104 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 105, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 102 bestimmt werden, eine Einrichtung 106 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 102 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich ein Projektionsobjektiv 107, mit mehreren optischen Elementen 108, die über Fassungen 109 in einem Objektivgehäuse 140 des Projektionsobjektivs 107 gehalten sind, auf.

Die optischen Elemente 108 können als einzelne refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente 108, wie z. B. Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen ausgebildet sein. Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Projektionsbelichtungsanlage 100 sieht vor, dass die in das Retikel 105 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 102 abgebildet werden. Das Beleuchtungssystem 103 stellt einen für die Abbildung des Retikels 105 auf den Wafer 102 benötigten Projektionsstrahl 111 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 103 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 111 beim Auftreffen auf das Retikel 105 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.

Mittels des Projektionsstrahls 111 wird ein Bild des Retikels 105 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 107 entsprechend verkleinert auf den Wafer 102 übertragen. Dabei können das Retikel 105 und der Wafer 102 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scan- Vorganges Bereiche des Retikels 105 auf entsprechende Bereiche des Wafers 102 abgebildet werden.

Figur 2 zeigt die Anordnung eines Manipulators 200 im Bereich zwischen Retikelstage 104 und dem ersten optischen Element 108 des Projektionsobjektivs 107. Der Manipulator 200 dient zur Korrektur von Bildfehlern, wobei ein enthaltenes optisches Element durch Aktuatorik mechanisch deformiert wird, wozu auch die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden kann.

Zur Ausrichtung der optischen Elemente 415, 416, 418, 419, 420, 108 der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Projektionsbelichtungsanlagen 400, 100 ist die Verwendung von Aktuatoren, nachfolgend auch als Betätigungseinheiten bezeichnet, unterschiedlicher Bauweise bekannt.

Die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 3 bis 14 näher dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonderer Weise zur Ausrichtung der optischen Elemente 415, 416, 418, 419, 420, 108, aber auch anderer optischer Elemente, die exakt gelagert, verstellt, manipuliert und/oder deformiert werden sollen.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 400, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Figur 3 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau zur Ausrichtung eines optischen Elements 2, der sich auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in besonderer Weise eignet. Zu weiteren Ausgestaltungen, die auch im Rahmen der Erfindung realisiert werden können, wird auf die WO 2005/026801 A2 verwiesen. Wie sich aus Figur 3 ergibt, wird das optische Element 2 von einer Betätigungseinrichtung 3 gelagert, welche eine Mehrzahl, im Ausführungsbeispiel drei, Betätigungseinheiten 4 zur Ausrichtung des optischen Elements 2 aufweist.

Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt, ein optisches Element 2 mit Hilfe von drei Betätigungseinheiten 4 zu lagern, die Erfindung ist allerdings nicht auf eine konkrete Anzahl von Betätigungseinheiten 4 beschränkt.

Die Betätigungseinheiten 4 sind über einen jeweiligen Befestigungspunkt 5 mit dem optischen Element 2 verbunden.

Über die Befestigungspunkte 5 lässt sich das optische Element 2 mittels der Betätigungseinheiten 4 in alle Achsrichtungen eines Koordinatensystems X, Y, Z, wie in Figur 3 prinzipmäßig dargestellt, verstellen.

In Figur 3 ist ferner eine Verbindung der Betätigungseinrichtung 3 mit einem nur prinzipmäßig dargestellten Gehäuse 21 gezeigt.

In Figur 4 ist eine Betätigungseinheit 4, die in Figur 3 Verwendung finden kann, näher dargestellt. Die Betätigungseinheit 4 gemäß der Figur 4 weist eine Gewichtskompensationseinrichtung 20 und zwei Betätigungselemente 19 zur Ausrichtung des optischen Elements 2 auf. Ein derartiger Aufbau eignet sich in besonderer Weise um ein optisches Element 2 auszurichten, hierauf ist die Erfindung allerdings nicht beschränkt. Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass die Betätigungseinheit 4 nur aus einer Gewichtskompensationseinrichtung 20 ausgebildet ist bzw. besteht oder die Betätigungseinheit 4 durch einen oder mehrere, insbesondere zwei oder drei Betätigungselemente 19 ausgebildet ist. Bei den Betätigungselementen 19 kann es sich um bekannte Aktuatoren handeln, insbesondere Aktuatoren, die durch Magnetkräfte gesteuert werden können. Die Betätigungselemente 19 können beispielsweise als Lorentz- Aktuatoren oder Tauchspulenaktuatoren ausgebildet sein. Das gleiche gilt auch für die Gewichtskompensationsrichtung 20. Sowohl die Gewichtskompensationseinrichtung 20 als auch die Betätigungselemente 19 können jedoch auch mechanisch betätigt werden, insbesondere kann beispielsweise für die Gewichtskompensationseinrichtung 20 auch eine Feder zur Aufnahme der Gewichtskräfte vorgesehen sein.

Aus dem Stand der Technik sind Betätigungselemente 19 bzw. Aktuatoren und Gewichtskompensationseinrichtungen 20 in vielfältigen Ausprägungen bekannt, die im Rahmen der Erfindung Verwendung finden können.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sowohl die Gewichtskompensationseinrichtung 20 als auch die Bedienungselemente 19 über Magnetkräfte eingestellt bzw. bewegt werden. Wie sich ferner der Figur 4 entnehmen lässt, ist die Betätigungseinheit 4 derart ausgebildet, dass diese eine zweidimensionale Bewegung ermöglicht, die über den Befestigungspunkt 5 auf das optische Element 2 übertragbar ist. Hierzu ist eine entsprechende gelenkige Verbindung vorgesehen, die im Ausführungsbei- spiel als Teil des Befestigungspunkts 5 ausgebildet ist.

In der WO 2005/026801 A2 ist vorgesehen, dass die Gewichtskompensationseinrichtung 20 über eine Feder verfügt; im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für die Gewichtskompensationseinrichtung 20 allerdings eine magnetische Einstellung, sowie dies in Figur 8 näher erläutert wird, vorgesehen.

Die Betätigungseinheit 4 weist einen Fußpunkt 4.1 auf, bei dessen Verstellung auch die Gewichtskompensationseinrichtung 20 und die Betätigungselemente 19 entsprechend verstellt werden.

Es sei nochmals erwähnt, dass die Darstellung gemäß den Figuren 3 und 4 nur exemplarisch erfolgt um eine mögliche Realisierung der Erfindung anhand einer besonders geeigneten Ausführungsform darzustellen, wobei die Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich insbesondere zur Ausrichtung eines optischen Elements 2, das als Spiegel ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung eignet sich dabei besonders für eine Projektionsbe- lichtungsanlage 100, 400, auch hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.

Die Figuren 5 und 6 zeigen stark schematisch jeweils eine Vorrichtung 1 zur Ausrichtung des optischen Elements 2, mit der Betätigungseinrichtung 3, aufweisend eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten 4 zur Ausrichtung des optischen Elements 2.

Vorzugsweise ist das optische Element 2 gemäß einer Dreipunkt-Lagerung beweglich an den Betätigungseinheiten 4 gelagert.

Die drei Betätigungseinheiten 4 weisen jeweils einen Befestigungspunkt 5 auf, über die die Betätigungs- einheiten 4 mit dem optischen Element 2 verbunden sind. Die Befestigungspunkte 5 bilden die Eckpunkte eines Dreiecks, das auf der Unterseite 2.1 des optischen Elements 2 aufgespannt ist.

Die drei Befestigungspunkte 5 sind derart gestaltet, dass die drei Betätigungseinheiten 4 das optische Element 2 in allen Freiheitsgraden (X, Y, Z) ausrichten bzw. verstellen können.

Es ist weiter vorgesehen, dass eine Messeinrichtung 6 (vgl. Figuren 12 bis 14) zur Bestimmung von auf das optische Element 2 wirkenden parasitären Kräften F_P und/oder parasitären Momenten M_P verwendet wird. Die Messeinrichtung 6 kann dabei die parasitären Kräfte F_P bzw. die parasitären Momente M_P entweder direkt oder indirekt durch Messen einer weiteren physikalischen Größe, beispielsweise einer mechanischen Spannung oder einer Oberflächendeformation SFD des optischen Elements 2 bestimmen. Schließlich ist eine Kompensationseinrichtung 7 mit wenigstens einer Kompensationseinheit 8 vorgesehen (in Figur 6 ist die Kompensationseinheit 8 nur gestrichelt dargestellt), wobei die wenigstens eine Kompensationseinheit 8 auf Basis von Daten der Messeinrichtung 6 eine Kompensationskraft F_K und/oder ein Kompensationsmoment M_K auf das optische Element 2 aufbringt, um die parasitären Kräfte F_P und/oder die parasitären Momente M_P zu korrigieren, vorzugsweise aufzuheben.

Vorzugsweise weisen die Betätigungseinheiten 4 jeweils ein Führungsglied 9 auf, wobei das Führungsglied 9 einen Kopfbereich 9.1 aufweist, mit dem das Führungsglied 9 an dem Befestigungspunkt 5 festlegbar ist, über den das jeweilige Betätigungselement 4 mit dem optischen Element 2 verbunden ist. Ferner weist das Führungsglied 9 einen Fußbereich 9.2 auf, über den das Führungsglied 9 an einem Befesti- gungspunkt 10 der Betätigungseinheit 4 festgelegt ist.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung, nämlich der Aufbringung einer Kompensationskraft F_K und/oder eines Kompensationsmomentes M_k auf das optische Element 2, um anhand der Daten der Messeinrichtung 6 die parasitären Kräfte F_p und/oder die parasitären Momente M_p zu korrigieren, gibt es ver- schiedene geeignete Möglichkeiten.

Die Kompensationseinheiten 8 der Kompensationseinrichtung 7 können eingerichtet sein, um einen Fußpunkt 4.1 der Betätigungseinheit 4 zu korrigieren bzw. zu verstellen. Im Ausführungsbeispiel würde dies dazu führen, dass die gesamte Betätigungseinheit 4 in ihrer Orientierung und/oder Position über die Ver- Stellung des Fußpunkts 4.1 derart angepasst wird, dass eine geeignete Kompensationskraft F_k oder ein geeignetes Kompensationsmoment M_k auf das optische Element 2 aufgebracht werden kann, um die parasitären Kräfte F_p und/oder die parasitären Momente M_p zu korrigieren.

Alternativ oder ergänzend ist es jedoch auch möglich, ohne dass die Kompensationseinheit 8 den Fuß- punkt 4.1 einer Betätigungseinheit 4 verstellt, lediglich eine Kraft auf den Fußpunkt 4.1 aufzubringen.

In einer weiteren alternativen und/oder ergänzenden Ausführungsform, die insbesondere bezüglich der Figuren 9 und 10 noch näher dargestellt wird, kann auch vorgesehen sein, dass die Kompensationseinrichtung 7 über Kompensationseinheiten 8 verfügt, die eine Kraft unmittelbar auf das optische Element 2 und/oder auf die Befestigungspunkte 5, mit denen das Betätigungselement 4 mit dem optischen Element 2 verbunden ist, aufbringt. Eine weitere alternative oder ergänzende Möglichkeit eine Kompensationskraft F_k und/oder ein Kompensationsmoment M_k auf das optische Element 2 aufzubringen besteht darin, dass die Kompensationseinrichtung 7 derart eingerichtet ist, dass die Kompensationseinheiten 8 bzw. ein Teil der Kompensationseinheiten 8 über die Führungsglieder 9 bzw. einen Teil der Führungsglieder 9 eine Kompensationskraft F_k und/oder ein Kompensationsmoment M_k auf das optische Element 2 aufbringt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass wenigstens eine Kompensationseinheit 8 den Fußbereich 9.2 des Führungsglieds 9 verstellt oder auf den Fußbereich 9.2 lediglich einwirkt, ohne die Position des Fußbereichs 9.2 zu verstellen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kompensationseinheit 8 an einer beliebigen Stelle des Führungsglieds 9 eine Kraft auf das Führungsglied 9 aufbringt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kompensationseinheit 8 eine Kraft auf den Kopfbereich 9.1 des Führungsglieds 9 aufbringt, so dass eine Kompensationskraft F_k und/oder ein Kompensationsmoment M_K auf das optische Element 2 aufgebracht wird.

Eine weitere mögliche Ausgestaltung um eine Kompensationskraft F_k und/oder ein Kompensationsmoment M_k auf das optische Element 2 aufzubringen ist in der Figur 7, die nachfolgend noch näher dargestellt wird, gezeigt, wobei im Ausführungsbeispiel nach Figur 7 vorgesehen ist, dass die Kompensationseinheit 8 die Kompensationskraft F_k und/oder ein Kompensationsmoment M_k völlig unabhängig von der Betätigungseinheit 4 auf das optische Element 2 aufbringt.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Kompensationseinheit 8 ausgebildet und angeordnet ist, um den Fußpunkt 4.1 der Betätigungseinheit 4 zu verstellen, um eine parasitäre Kraft F_P zu korrigieren. Die Kompensationseinheit 8 verschiebt hierzu die gesamte Betätigungseinheit 4. Es kann insbesondere sowohl die Position als auch die Orientierung des Fußpunkts 4.1 verändert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Kompensationseinheit 8 allerdings auch den Befestigungspunkt 10 der Führungsglieder 9 verschieben. In Figur 5 ist lediglich eine Kompensationseinheit 8 dargestellt, mit der exemplarisch gezeigt wird, wie ein Fußpunkt 4.1 einer Betätigungseinheit 4 verschoben werden kann. Die Kompensationseinheit 8 ist dabei vorzugsweise derart eingerichtet, dass eine Verstellung des Fußpunkts 4.1 in zwei Achsrichtungen, insbesondere planparallel zur Oberfläche des optischen Elements 2, möglich ist. Gegebenenfalls kann allerdings auch nur eine Verstellung in eine Achsrichtung vorgesehen sein. Vorzugsweise sind zur Verstellung des Fußpunkts 4.1 zwei Kompensationseinheiten 8 vorgesehen. Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Kompensationseinrichtung 7 eingerichtet ist, um jede der Betätigungseinheiten 4 zu verstellen. In Figur 5 ist dies aus Übersichtlichkeitsgründen nur für eine der Betäti- gungseinheiten 4 dargestellt.

Vorzugsweise weist jede Betätigungseinheit 4 eine Gewichtskompensationseinrichtung 20 und zwei Betä- tigungselemente 19, drei Betätigungselemente 19 oder nur zwei Betätigungselemente 19 auf. Insbesondere ein Aufbau, wie in Figur 4 dargestellt, eignet sich in besonderer Weise. Grundsätzlich ermöglicht es die erfindungsgemäße Lösung jedoch einen Fußpunkt 4.1 einer beliebig aufgebauten Betätigungseinheit 4 zu verschieben.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 ist vorgesehen, dass die Betätigungseinheit 4 drei Führungsglieder 9 aufweist, die in einem gemeinsamen Befestigungspunkt 5 zusammengeführt und dadurch mit dem optischen Element 2 verbunden sind. Dabei ist vorgesehen, dass jedes Führungsglied 9 als Teil eines Betätigungselements 19 bzw. einer Gewichtskompensationseinrichtung 20 ausgebildet ist. Aus Übersichtlich- keitsgründen ist in Figur 5 bei der Betätigungseinheit 4, die über die Kompensationseinrichtung 7 verstellt wird, nur ein Führungsglied 9 exemplarisch dargestellt. Bei der zweiten Betätigungseinheit 4 gemäß Figur 5 sind alle drei vorgesehenen Führungsglieder 9 dargestellt. Das orthogonal zu der Unterseite 2.1 des optischen Elements 2 ausgerichtete Führungsglied 9 ist dabei vorzugsweise als Führungsglied 9 einer Gewichtskompensationseinrichtung 20 ausgebildet, die beiden winklig zu dem orthogonal verlaufenden Füh- rungsglied 9 ausgerichteten Führungsglieder 9 sind vorzugsweise als Teil jeweils eines Betätigungselements 19 zur Ausrichtung des optischen Elements 2 ausgebildet.

Figur 6 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der die Kompensationseinrichtung 7 ausgebildet ist, um die Kompensationskraft F_K auf den Fußbereich 9.2 wenigstens eines der Führungsglieder 9 aufzubringen, oh- ne den Fußbereich 9.2 des Führungsglieds 9 oder den Fußpunkt 4.1 der Betätigungseinheit 4 zu verstellen.

In Figur 6 sind exemplarisch zwei mögliche Varianten dargestellt. Bei der in Figur 6 linken Darstellung der Betätigungseinheit 4 wird eine Kompensationskraft F_k auf den Fußpunkt 4.1 der Betätigungseinheit 4 aufgebracht, um sowohl eine Kompensationskraft F_k als auch ein Kompensationsmoment M_k auf das optische Element aufzubringen. Dabei ergibt sich eine Hebelwirkung aufgrund der Beabstandung des Fußpunkts 4.1 von dem optischen Element 2, durch welche sich ein Kompensationsmoment M_k erzeugen lässt. Es kann gemäß der linken Darstellung der Betätigungseinheit 4 in Figur 6 vorgesehen sein, dass der Fußpunkt 4.1 verstellt wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass, wie dargestellt, der Fußpunkt 4.1 nicht verstellt wird, sondern lediglich eine Kraft auf den Fußpunkt 4.1 aufgebracht wird. Die Kraft kann dabei auch auf den Befestigungspunkt 5, auf den Fußbereich 9.2 oder den Kopibereich 9.1 des Führungsglieds 9 oder an einer beliebigen Stelle des Verlaufs des Führungsglieds 9 aufgebracht werden.

Die Figur 6 zeigt eine weitere Möglichkeit über die Kompensationseinrichtung 7 eine Kompensations- kraft F_k und/oder ein Kompensationsmoment M_k auf das optische Element 2 aufzubringen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Kompensationseinrichtung 7 derart eingerichtet ist, dass die Kompensationseinheiten 8 eine Kraft auf den Fußbereich 9.2 der Führungsglieder 9 aufbringen. In Figur 6 ist dies in der rechten Darstellung der Betätigungseinheit 4 dargestellt, wobei die Kompensationseinrichtung 7 und die Kompensationseinheiten 8 nur strichliniert dargestellt sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Kompensationseinheiten 8 den Fußbereich 9.2 der zugeordneten Führungsglieder 9 verstellen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Kompensationseinheiten 8 lediglich eine Kraft auf den Fußbereich 9.2 aufbrin- gen, ohne den Fußbereich 9.2 zu verstellen.

In Figur 7 ist eine weitere Ausgestaltung der Kompensationseinrichtung 7 dargestellt. Die Kompensationseinrichtung 7 ist dabei exemplarisch vollständig unabhängig von den Betätigungseinheiten 4 (nicht dargestellt) ausgebildet. Vorgesehen sind ein Hebel oder Hebelarm 18, vorzugsweise mehrere Hebel 18, die an einem optischen Element 2, vorzugsweise an der Unterseite 2.1 des optischen Elements 2, festgelegt sind. Die Hebel 18 sind dabei mit jeweils einem oder mehreren Kompensationseinheiten 8 verbunden, so dass die Kompensationseinheiten 8 über den Hebel 18 eine Kompensationskraft F_k und/oder einen Kompensationsmoment M_k auf das optische Element 2, unabhängig von der oder den Betätigungseinheiten 4, aufbringen können. Selbstverständlich ist es grundsätzlich möglich, dass die Hebel 18 auch an dem Befestigungspunkt 5 des optischen Elements 2 angreifen.

In Figur 8 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Gewichtskompensationseinrichtung 20 als Teil einer Betätigungseinheit 4 gezeigt. Dabei handelt es sich um eine beispielhafte, passive magnetische Schwerkraftkompensationseinrichtung mit Permanentmagneten 11.1, 11.2. Durch Anordnung eines radial magnetisierten Permanentmagneten 11.1 an einem Stator 12 und axial magnetisierte Permanentmagnete 11.2 an einem Translator 13, der zusammen mit dem Führungsglied 9 beweglich gehalten wird, kann die Gewichtskompensationskraft über einen großen Bereich mit nur geringer Variation erzeugt werden. Lediglich zur mechanischen Führung ist der Translator 13 im Ausführungsbeispiel optional über Blattfedern 14 gelagert.

In der gezeigten Ausführung der Figur 8 ist das Führungsglied 9 durch den Befestigungspunkt 10 mit dem Translator 13 der Betätigungseinheit 4 verbunden. Entlang des Führungsglieds 9 vermag die Betätigungseinheit 4 somit eine Kraft zum Ausrichten bzw. gewichtskräftefreien Lagern des optischen Elements 2 auf dasselbe aufzubringen, wobei die Kraft zum Ausrichten vorzugsweise entlang einer Bewegungsachse A verläuft. Ganz besonders bevorzugt laufen eine Mittelachse A_F des Führungsglieds 9 bzw. der Verlauf des Führungsglieds 9 zwischen den Befestigungspunkten 5, 10 des optischen Elements 2 und der Betätigungseinheit 4 parallel und ganz besonders bevorzugt koplanar zu der Bewegungsachse A.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist der Befestigungspunkt 10 an der Betätigungseinheit 4 fehlerhaft (außermittig) positioniert, wodurch Verspannungen bzw. parasitäre Kräfte F_P und/oder parasitäre Momente M_P auf das optische Element 2 wirken können. Zur Korrektur derartiger parasitärer Effekte kann die wenigstens eine Kompensationseinheit 8 (in Figur 8 nicht dargestellt) eine Kompositionskraft F_K und/oder ein Kompensationsmoment M_K direkt oder über einen Hebel auf das optische Element 2 aufbringen. Es kann auch vorgesehen sein, den Befestigungspunkt 10 derart zu verschieben, dass die parasitären Kräfte F_P oder Momente M_P aufgehoben werden. Dies ist in Figur 5 durch einen Doppelpfeil schematisch dargestellt.

Die Figuren 9 und 10 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei die Kompensationseinrichtung 7 eine Gruppe von drei Kompensationseinheiten 8 aufweist. In beiden Ausführungsbeispielen sind die drei Kompensationseinheiten 8 derart zueinander angeordnet, dass die Kompensationseinheiten 8 entlang der Schenkel eines gemeinsamen Dreiecks verlaufen.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist jeweils ein erstes Ende einer Kompensationseinheit 8 an einem Befestigungspunkt 5 einer Betätigungseinheit 4 und ein zweites Ende an einem Befestigungspunkt 5 einer weiteren Betätigungseinheit 4 befestigt. Hingegen sind die Enden der Kompensationseinheiten 8 in der Ausführungsform der Figur 7 jeweils auf der Unterseite bzw. unteren Oberfläche 2.1 des optischen Ele- ments 2 befestigt.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Kompensationseinheiten 8 zwischen den Befestigungspunkten 5 des optischen Elements 2 wirken. Die Kompensationseinheiten 8 können hierzu beispielsweise als Piezo- Aktuatoren ausgebildet sein und vorzugsweise gemeinsam mit Kraft- bzw. Dehnungsmessstreifen ange- ordnet sein. Die Gruppe von drei Kompensationseinheiten 8 kann beispielsweise als Manipulator ausgeführt sein. Die Kompensationseinheiten 8 können miteinander verbunden werden (vgl. Figur 9), wobei dies insbesondere an den Befestigungspunkten 5 erfolgen kann. Die Kompensationseinheiten 8 können jedoch auch unabhängig voneinander wirken (vgl. Figur 10). Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das optische Element 2 (insbesondere ein Spiegel) in den Angriffspunkten der Kompensationseinheiten 8 eine hohe Steifigkeit aufweist.

In den Figuren 9 und 10 ist strichliniert eine Fehlstellung des Fußpunkts 4.1 jeweils einer Betätigungseinheit 4 dargestellt. Dargestellt ist dies anhand der Betätigungseinheit 4, die in den Figuren 9 und 10 links unten angeordnet ist.

In den Figuren 9 bis 11 ist jeweils eine parasitäre Kraft F_P in einem Befestigungspunkt 5 dargestellt, die auf einer Rückstellkraft, beispielsweise bedingt durch eine Fehlstellung des Fußpunkts 4.1 einer Betätigungseinheit 4 basiert. Diese Rückstellkraft F_P verursacht zusätzliche parasitäre Reaktionskräfte F_{P R} in den weiteren Befestigungspunkten 5, 10. Die in den Figuren 9 und 10 dargestellten Varianten der Erfindung können dazu verwendet werden, die parasitäre Kräfte F_P, F_{P R} durch Einleiten von Kompensationskräften F_K auf derselben Ebene, in der auch die parasitären Kräfte F_P, F_{P R} wirken, zu korrigieren. Vorzugsweise wird das optische Element 2, wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt, mittels dreier Befestigungspunkte 5 gelagert. Wie in Figur 9 dargestellt, können vorzugsweise an jedem Befestigungspunkt 5 zwei Kompensationseinheiten 8 mit jeweils einem Ende festgelegt sein.

Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Kompensationseinheiten 8 an den Fußpunkt 4.1 der Betätigungseinheiten 4 angeordnet sind.

Vorzugsweise sind die Kompensationseinheiten 8 in der Art eines gleichschenkligen Dreiecks relativ zueinander ausgerichtet und/oder angeordnet. Es kann allerdings grundsätzlich eine beliebige Anordnung und eine beliebige Anzahl Kompensationseinheiten 8 vorgesehen sein.

Figur 11 zeigt drei beispielhafte Kräftediagramme für beispielhafte Anordnungen von Kompensationseinheiten 8 in der Art eines Dreiecks, vergleichbar mit den Ausführungsbeispielen der Figuren 9 und 10.

In den Figuren 12 bis 14 sind drei beispielhafte Regel- und/oder Steuereinrichtungen 15 mit einem Regler 16 dargestellt, die vorgesehen sein können, um die parasitären Kräfte F_P und/oder die parasitären Momente M_P zu korrigieren. Dabei kann die Messeinrichtung 6 dazu eingerichtet sein, eine Ist-Größe SFDi_st, Fi_st der parasitären Effekte zu erfassen, wobei der Regler 16 dazu eingerichtet ist, die Differenz der Ist-Größe SFDi_st, Fi_st zu einer Soll-Größe SFD_Soii, F_Soii der parasitären Effekte durch Ansteuerung wenigstens einer der Kompensationseinheiten 8 zu minimieren.

Dabei können Rechenalgorithmen 17 vorgesehen sein, um unterschiedliche physikalische Größen innerhalb der Regel- und/oder Steuereinrichtung 15 ineinander umzurechnen.

In der Variante der Figur 12 ist vorgesehen, dass eine Soll-Größe SFD_Soll der sog. "Surface Figure Deformation", also der Oberflächen Verformung SFD des optischen Elements 2 vorgegeben wird, wobei die Messeinrichtung 6 eine aktuelle Ist-Größe SFD_Ist misst und der Regler 16 bzw. ein sonstiger Algorithmus die Differenz zwischen der Ist-Größe SFDi_st und der Soll-Größe SFD_Soii minimiert, wodurch in Folge auch die parasitären Kräfte F_P und/oder parasitären Momente M_P korrigiert werden.

In Figur 13 ist eine Variante dargestellt, bei der unterstellt wird, dass eine Messung der Oberflächen Verformung SFD nicht möglich oder zu aufwendig ist, weshalb die Messeinrichtung 6 dazu eingerichtet ist, stattdessen die parasitären Ist-Kräfte Fi_st an den Lagerstellen bzw. Befestigungspunkten 5, 10 zu bestim- men. Eingangsseitig wird die Soll-Größe SFD_Soii der Oberflächenverformung SFD über einen Rechenalgorithmus 17 in eine Soll-Größe F_Soii für die parasitäre Kraft F_P umgerechnet, damit der Regler 16 die Kompensationskraft F_K auf Basis zweier übereinstimmender physikalischer Größen bestimmen kann. Beispielhaft sind in den Figuren 13 und 14 parasitäre Kräfte F_P, die beispielsweise während der Justage in das System eingebracht werden können, dargestellt.

Schließlich ist in Figur 14 eine Variante der Erfindung dargestellt, bei der ein Soll-Wert F_Soll für die parasitäre Kraft F_P in die Regel- und/oder Steuereinrichtung 15 vorgegeben wird, wobei die Messeinrichtung 6 dazu eingerichtet ist, Oberflächendeformation SFD als Ist-Größe SFD_Ist aufzunehmen. Für den Regler 16 wird die Oberflächendeformation SFD anschließend durch einen Rechenalgorithmus 17 in eine Ist- Größe F_Ist für die parasitäre Kraft F_P umgerechnet.

Grundsätzlich können beliebige Rechenalgorithmen 17 an beliebigen Stellen und in beliebiger Anzahl innerhalb der Regel- und/oder Steuereinrichtung 15 vorgesehen sein, um beliebige physikalische Größen ineinander umzurechnen. Die in den Figuren 12 bis 14 dargestellten Beispiele sind nicht einschränkend.

Claims

Patentansprüche :

1. Vorrichtung (1) zur Ausrichtung eines optischen Elements (2), mit einer Betätigungseinrichtung (3) welche eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten (4) zur Ausrichtung des optischen Elements (2) aufweist, wobei die Betätigungseinheiten (4) über Befestigungspunkte (5) mit dem optischen Element (2) verbunden sind und eine Kraft auf das optische Element (2) aufbringen um das optische Element (2) auszurichten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (6) zur Bestimmung von auf das optische Element (2) wirkenden parasitären Kräften (F_P) und/oder parasitären Momenten (M_P) und eine Kompensationseinrichtung (7) mit wenigstens einer Kompensationseinheit (8) vorgesehen ist, wobei die wenigstens eine Kompensationseinheit (8) auf Basis von Daten der Messeinrichtung (6) eine Kompensationskraft (FK) und/oder ein Kompensationsmoment (Μχ) auf das optische Element (2) aufbringt, um die parasitären Kräfte (F_P) und/oder die parasitären Momente (M_P) zu korrigieren.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kompensations- einheit (8) die Kompensationskraft (F_K) und/oder das Kompensationsmoment (M_K) direkt oder über einen

Hebel (18) auf das optische Element (2) aufbringt.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit (8) einen Fußpunkt (4.1), einer der Betätigungseinheiten (4) verstellt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit (8) an einem der Befestigungspunkte (5) des optischen Elements festgelegt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei in ei- nem Winkel zueinander angeordnete Kompensationseinheiten (8) auf einen der Fußpunkte (4.1) der Betätigungseinheit (4) und/oder einen der Befestigungspunkte (5) des optischen Elements (2) einwirken.

6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende der wenigstens einen Kompensationseinheit (8) an einem der Befestigungspunkte (5) des optischen Elements (2) oder auf einer Unterseite (2.1) des optischen Elements (2) und ein zweites Ende an einem weiteren der Befestigungspunkte (5) des optischen Elements (2) oder auf der Unterseite (2.1) des optischen Elements (2) befestigt ist.

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensations- einheiten (8) jeweils auf Verbindungslinien zwischen den Befestigungspunkten (5) des optischen Elements (2) angeordnet sind.

8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinrichtung (7) eine Gruppe von drei Kompensationseinheiten (8) aufweist, die derart zueinander angeordnet sind, dass die Kompensationseinheiten (8) jeweils entlang eines Schenkels eines gemeinsamen Dreiecks verlaufen.

9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass drei Betätigungseinheiten (4) vorgesehen sind, wobei die aus den drei Kompensationseinheiten (8) gebildete Gruppe derart angeordnet ist, dass an jeder Betätigungseinheit (4) zwei Kompensationseinheiten (8) mit jeweils einem Ende festgelegt sind.

10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass drei Befestigungspunkte (5) an dem optischen Element (2) vorgesehen sind, wobei die aus den drei Kompensationseinheiten (8) gebildete Gruppe derart angeordnet ist, dass an jedem Befestigungspunkt (5) zwei Kompensationseinheiten (8) mit jeweils einem Ende festgelegt sind.

11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Betätigungseinheiten (4) wenigstens ein Führungsglied (9) aufweist, wobei das Führungsglied (9) einen Kopfbereich (9.1) aufweist, über den das Führungsglied (9) an einem der mit dem optischen Element (2) verbundenen Befestigungspunkte (5) festlegbar ist, und wobei das Führungsglied (9) einen Fußbereich (9.2) aufweist, über den das Führungsglied (9) an einem Befestigungspunkt (10) der Betätigungseinheit (4) festgelegt ist, und wobei die wenigstens eine Kompensationseinheit (8) über das wenigstens eine Führungsglied (9) eine Kompensationskraft (F_K) und/oder ein Kompensationsmoment (Μχ) auf das optische Element (2) aufbringt.

12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (4) zwei o- der drei Führungsglieder (9) aufweist und jedem Fußpunkt (9.2) der Führungsglieder (9) wenigstens eine

Kompensationseinheit (8) zugeordnet ist.

13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kompensationseinheit (8) den Fußbereich (9.2) des Führungsglieds (9) verstellt oder auf den Fußbe- reich (9.2) lediglich einwirkt ohne die Position des Fußbereichs (9.2) zu verstellen.

14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Betätigungseinheiten (4) eine Gewichtskompensationseinrichtung (20) aufweist.

15. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Betätigungseinheit (4) ein, zwei oder mehr Betätigungselemente (19) zur Ausrichtung des optischen Elements (2) und eine Gewichtskompensationseinrichtung (20) aufweist.

16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regel- und/oder Steuereinrichtung (15) mit einem Regler (16) vorgesehen ist, um die parasitären Kräfte (F_P) und/oder die parasitären Momente (M_P) zu korrigieren, wobei die Messeinrichtung (6) dazu eingerichtet ist, eine Ist-Größe (F_Ist) der parasitären Kräfte (F_P) und/oder parasitären Momente (M_P) zu erfassen und der Regler (16) dazu eingerichtet ist, die Differenz der Ist-Größe (F_Ist) zu einer Soll-Größe (F_Soll) der parasitären Kräfte (F_P) und/oder der parasitären Momente (M_P) durch Ansteuerung wenigstens einer der Kompensationseinheiten (8) zu minimieren.

17. Vorrichtung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Rechenalgorithmen (17) vorgesehen sind, um unterschiedliche physikalische Größen innerhalb der Regel- und/oder Steuereinrichtung (15) ineinander umzurechnen.

18. Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Elements (2), wonach zur Ausrichtung des optischen Ele- ments (2) eine Betätigungseinrichtung (3), aufweisend eine Mehrzahl von Betätigungseinheiten (4), verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (6) eingesetzt wird, um auf das optische Elemente (2) wirkende parasitäre Kräfte (F_P) und/oder parasitäre Momente (M_P) zu bestimmen, wonach mittels einer Kompensationseinrichtung (7) mit wenigstens einer Kompensationseinheit (8) auf Basis von Daten der Messeinrichtung (6) Kompensationskräfte (F_K) und/oder Kompensationsmomente (M_K) auf das optische Element (2) aufgebracht werden, um die parasitären Kräfte (F_P) und/oder die parasitären Momente (M_P) zu korrigieren.

19. Projektionsbelichtungsanlage (100, 400) für die Halbleiterlithographie mit einem Beleuchtungssystem (103, 401) mit einer Strahlungsquelle (402) sowie einer Optik (107, 403), welche wenigstens ein auszu- richtendes optisches Element (108, 415, 416, 418, 419, 420) aufweist, wobei das auszurichtende optische Element (108, 415, 416, 418, 419, 420) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 lagerbar und/oder verstellbar und/oder manipulierbar und/oder deformierbar ist.