DE102018216832A1 - Method for providing an optical assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Optik-Baugruppe (M2) hat eine optische Komponente (18, 19) mit einer optischen Fläche (18), deren endgültige Nutzform über einen Materialabtrag geformt wird. Bei der eine Vorgabe einer Position mindestens eines Lagerpunktes (22) der Optik-Baugruppe an einem Tragrahmen (23) einschließenden Bereitstellung der Optik-Baugruppe (M2) wird ein maximaler Materialabtrag bei der Formung der endgültigen Nutzform der optischen Fläche (18) vorgegeben. Es wird unter Berücksichtigung des vorgegebenen maximalen Materialabtrages der Lagerpunkt (22) positioniert und die endgültige Nutzform der optischen Fläche (18) durch Materialabtrag geformt. Es resultiert eine Optik-Baugruppe, bei der zum einen Lagerkräfte ein zulässiges Maximum nicht überschreiten und zum anderen eine unerwünschte Deformation der optischen Fläche aufgrund von Kraft- bzw. Drehmomentbeeinflussungen bei der Lagerung der Optik-Baugruppe reduziert bzw. gänzlich vermieden ist.An optical assembly (M2) has an optical component (18, 19) with an optical surface (18), the final Nutzform is formed via a material removal. In the provision of a position of at least one bearing point (22) of the optical assembly on a support frame (23) enclosing providing the optical assembly (M2) a maximum material removal in the formation of the final useful shape of the optical surface (18) is specified. It is positioned taking into account the predetermined maximum material removal of the bearing point (22) and molded the final useful shape of the optical surface (18) by material removal. The result is an optical assembly in which on the one hand bearing forces do not exceed a permissible maximum and on the other hand an undesirable deformation of the optical surface due to force or torque influences during storage of the optical assembly is reduced or avoided altogether.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung einer Optik-Baugruppe. Ferner betrifft die Erfindung eine mit dem Verfahren bereitgestellte Optik-Baugruppe, eine Projektionsoptik mit einer derartigen Optik-Baugruppe, ein optisches System mit einer derartigen Projektionsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil.The invention relates to a method for providing an optical assembly. Furthermore, the invention relates to an optical assembly provided by the method, to a projection optical system having such an optical assembly, to an optical system having such a projection optical system, to a projection exposure apparatus comprising such an optical system, to a method for producing a microstructured or nanostructured component with a Such Projektionsbelichtungsanlage and produced by this method micro- or nanostructured component.
Optik-Baugruppen sind als Spiegel oder Linsen mit entsprechenden Halterungen beziehungsweise Fassungen als Bestandteile von Projektionsoptiken für die Projektionslithographie beispielsweise bekannt aus der
Es ist eine Aufgabe der Erfmdung, eine Optik-Baugruppe, insbesondere einen Spiegel oder eine Linse einschließlich deren Halterung beziehungsweise Fassung für eine Projektionsoptik zum Einsatz in der Projektionslithographie bereitzustellen, bei der zum einen Lagerkräfte ein zulässiges Maximum nicht überschreiten und zum anderen eine unerwünschte Deformation der optischen Fläche aufgrund von Kraft- beziehungsweise Drehmomentbeeinflussungen bei der Lagerung der Optik-Baugruppe reduziert beziehungsweise gänzlich vermieden ist.It is an object of the invention to provide an optical assembly, in particular a mirror or a lens including its holder or mount for projection optics for use in projection lithography, in which on the one hand bearing forces do not exceed a permissible maximum and on the other an undesirable deformation of the optical surface due to force or torque influences during storage of the optical assembly is reduced or completely avoided.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a method having the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass bei einem Bereitstellungsverfahren, bei dem ein Lagerpunkt unter Berücksichtigung eines vorgegebenen maximalen Materialabtrages bei der Formung einer endgültigen Nutzform der optischen Fläche positioniert wird, die Möglichkeit schafft, insbesondere unerwünschte Drehmoment-Beiträge, die die Optik-Baugruppe über die Lagerpunkte erfährt, zu reduzieren und innerhalb vorgegebener und kleiner Toleranzwerte zu halten. Es ist dann möglich, den Lagerpunkt so zu wählen, dass er möglichst wenig von einer Schwerpunktlinie der Optik-Baugruppe entfernt liegt. Unerwünschte in die optische Fläche induzierte Spannungen werden reduziert oder sogar ganz vermieden. Die Nutzform der optischen Fläche bleibt entsprechend unbeeinflusst.According to the invention, it has been recognized that in the case of a provisioning method in which a bearing point is positioned taking into account a predetermined maximum material removal during the formation of a final useful shape of the optical surface, it is possible, in particular unwanted torque contributions, which the optical assembly experiences via the bearing points to reduce and keep within predetermined and small tolerance values. It is then possible to select the bearing point so that it is located as little as possible from a center of gravity line of the optical assembly. Undesirable stresses induced in the optical surface are reduced or even completely avoided. The useful shape of the optical surface remains unaffected accordingly.
Die Nutzung einer Abweichungsfunktion nach Anspruch 2 bei der Positionierung des Lagerpunktes hat sich als besonders geeignet zur automatisierten Lagerpunkt-Positionierung herausgestellt. Die Abweichungsfunktion kann unter Zuhilfenahme der Prinzipien der kleinsten Fehlerquadrate formuliert werden.The use of a deviation function according to
Die Berücksichtigung mindestens einer Fertigungstoleranz nach Anspruch 3 verbessert die Positionierung des Lagerpunktes. Es kann insbesondere eine Toleranz bei der Fertigung eines Trägers der optischen Komponente, beispielsweise eines Spiegelträgers, berücksichtigt werden. Eine derartige Fertigungstoleranz schließt beispielsweise die Toleranz der Fertigung typischer Dimensionen eines solchen Trägers ein.The consideration of at least one manufacturing tolerance according to
Eine Schwerpunktvermessung nach Anspruch 4 kann Fertigungstoleranzen der Optik-Baugruppe eliminieren, die eine Schwerpunktlage beeinflussen.A center of gravity measurement according to
Eine Orientierung der Optik-Baugruppe zum Vermessen der Schwerpunktlage nach Anspruch 5 verbessert eine Genauigkeit der Schwerpunktlagemessung für den Zweck der Lagerpunkt-Positionierung. Der Referenzpunkt kann regelmäßig schon grob vorbestimmt werden, da abgesehen vom Materialabtrag bei der Formung der endgültigen Nutzform der optischen Fläche der Aufbau der Optik-Baugruppe und deren Materialzusammensetzung bekannt ist, sodass die Vorgabe eines Referenzpunktes, der dem zu positionierenden Lagerpunkt benachbart ist, ohne weiteres möglich ist. Bei dem Referenzpunkt kann es sich beispielsweise um einen Roh-Lagerpunkt handeln, der bei einer Positionierung ohne Vorgabe des maximalen Materialabtrages bei der Formung der endgültigen Nutzform der optischen Fläche resultieren würde. Ein Abstand des Schwerpunktes zum Referenzpunkt, gemessen in Projektion der Schwerkraftrichtung, kann bei der Schwerpunktlage-Vermessung so gewählt werden, dass er kleiner ist als 20 Prozent, kleiner ist als 15 Prozent, kleiner ist als 10 Prozent oder auch kleiner ist als 5 Prozent einer typischen Erstreckung der Optik-Baugruppe. Bei der Bestimmung der typischen Erstreckung der Optik-Baugruppe können Kantenlängen eines Bauraum-Quaders, der von der Optik-Baugruppe angenommen wird, als Maßgröße herangezogen werden. Die typische Erstreckung kann sich dann als Mittelung entsprechend der Kantenlängen längs der interessierenden Dimensionen eines solchen Bauraum-Quaders ergeben.An orientation of the optical system for measuring the center of gravity position according to
Eine Positionierung des Lagerpunktes nach Anspruch 6 hat sich für einen typischen Lageraufbau der Optik-Baugruppe als besonders geeignet herausgestellt.A positioning of the bearing point according to
Die Vorteile einer Optik-Baugruppe nach Anspruch 7 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das erfmdungsgemäße Verfahren bereits erläutert wurden.The advantages of an optical assembly according to
Bei einem Spiegel als Optik-Baugruppe nach Anspruch 8 kommen die Vorteile des Bereitstellungsverfahrens besonders gut zum Tragen. Dort ist ein Schwerpunkt der Optik-Baugruppe oft von der optischen Fläche relativ weit beabstandet, sodass Drehmoment-Beiträge eine erhebliche Rolle bei der Lagerung der Optik-Baugruppe spielen können. In the case of a mirror as an optical assembly according to
Die Vorteile einer Projektionsoptik nach Anspruch 9, eines optischen Systems nach Anspruch 10, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11, eines Herstellungsverfahrens für ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil nach Anspruch 12 und eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 13 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Optik-Baugruppe und deren Bereitstellungsverfahren bereits erläutert wurden. Hergestellt kann mit der Projektionsbelichtungsanlage insbesondere ein Halbleiter-Bauteil, beispielsweise ein Speicherchip, werden.The advantages of a projection optical system according to
Bei der Lichtquelle kann es sich um eine EUV-Lichtquelle handeln. Auch eine DUV-Lichtquelle, also beispielsweise eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 193 nm, kann alternativ zum Einsatz kommen.The light source may be an EUV light source. A DUV light source, for example a light source with a wavelength of 193 nm, can also be used as an alternative.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie; -
2 in einem Meridionalschnitt eine Ausführung einer abbildenden Optik, die als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelichtungsanlage nach1 einsetzbar ist, wobei ein Abbildungsstrahlengang für Hauptstrahlen und für einen oberen und einen unteren Komastrahl dreier ausgewählter Feldpunkte dargestellt ist; -
3 Randkonturen genutzter Spiegelflächen von Spiegeln der abbildenden Optik nach2 ; -
4 In einer stark schematischen Schnittdarstellung eine Optik-Baugruppe mit einer optischen Komponente in Form eines Spiegels mit einem Spiegelträger, der über mehrere Lagerpunkte an einem Tragrahmen gelagert ist, wobei zusätzlich noch auf die Lagerpunkte wirkende Kräfte mit Kräftepfeilen veranschaulicht sind.
-
1 schematically a projection exposure system for EUV microlithography; -
2 in a meridional section, an embodiment of an imaging optic, which follows as a projection objective in the projection exposure apparatus1 is usable, wherein an imaging beam path for main beams and for an upper and a lower Komastrahl three selected field points is shown; -
3 Edge contours of used mirror surfaces of mirrors of theimaging optics 2 ; -
4 In a highly schematic sectional view of an optical assembly with an optical component in the form of a mirror with a mirror support, which is mounted on a support frame via a plurality of bearing points, wherein additionally acting on the bearing points forces are illustrated with force arrows.
Eine Projektionsbelichtungsanlage
Zur Führung des Beleuchtungslichts
Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage
Das Objektfeld
Bei einer beispielhaften Ausführung der Projektionsoptik
Das Objektfeld
Für die Projektionsoptik
Die Bildebene
Die Abbildung durch die Projektionsoptik
In der
Die Projektionsbelichtungsanlage
Die
Dargestellt ist in der
Die Objektebene
Dargestellt sind in der
Die Spiegel M1 bis M10 sind als nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformflächen ausgeführt. Es sind auch andere Ausführungen der Projektionsoptik
Eine Freiformfläche kann durch folgende Freiformflächengleichung (Gleichung 1) beschrieben werden:
Für die Parameter dieser Gleichung (1) gilt:
- Z ist die Pfeilhöhe der Freiformfläche am Punkt x, y, wobei x2 + y2 = r2. r ist hierbei der Abstand zur Referenzachse der Freiformflächengleichung
- Z is the arrow height of the freeform surface at point x, y, where x 2 + y 2 = r 2 . Here r is the distance to the reference axis of the free-form surface equation
In der Freiformflächengleichung (1) bezeichnen C1, C2, C3... die Koeffizienten der Freiformflächen-Reihenentwicklung in den Potenzen von x und y.In the free-form surface equation (1), C 1 , C 2 , C 3 ... designate the coefficients of the free-form surface series expansion in the powers of x and y.
Im Falle einer konischen Grundfläche ist cx, cy eine Konstante, die der Scheitelpunktkrümmung einer entsprechenden Asphäre entspricht. Es gilt also cx = 1/Rx und cy = 1/Ry. kx und ky entsprechen jeweils einer konischen Konstante einer entsprechenden Asphäre. Die Gleichung (1) beschreibt also eine bikonische Freiformfläche.In the case of a conical base, c x , c y is a constant that corresponds to the vertex curvature of a corresponding asphere. So c x = 1 / R x and c y = 1 / R y . k x and k y each correspond to a conical constant of a corresponding asphere. The equation (1) thus describes a biconical freeform surface.
Eine alternativ mögliche Freiformfläche kann aus einer rotationssymmetrischen Referenzfläche erzeugt werden. Derartige Freiformflächen für Reflexionsflächen der Spiegel von Projektionsoptiken von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie sind bekannt aus der
Alternativ können Freiformflächen auch mit Hilfe zweidimensionaler Spline-Oberflächen beschrieben werden. Beispiele hierfür sind Bezier-Kurven oder nichtuniforme rationale Basis-Splines (non-uniform rational basis splines, NURBS). Zweidimensionale Spline-Oberflächen können beispielsweise durch ein Netz von Punkten in einer xy-Ebene und zugehörige z-Werte oder durch diese Punkte und ihnen zugehörige Steigungen beschrieben werden. Abhängig vom jeweiligen Typ der Spline-Oberfläche wird die vollständige Oberfläche durch Interpolation zwischen den Netzpunkten unter Verwendung zum Beispiel von Polynomen oder Funktionen, die bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Kontinuität und Differenzierbarkeit haben, gewonnen. Beispiele hierfür sind analytische Funktionen.Alternatively, freeform surfaces can also be described using two-dimensional spline surfaces. Examples include Bezier curves or nonuniform rational base splines (NURBS). For example, two-dimensional spline surfaces may be described by a network of points in an xy plane and associated z-values or by these points and their associated slopes. Depending on the particular type of spline surface, the complete surface is obtained by interpolation between the mesh points using, for example, polynomials or functions that have certain continuity and differentiability properties. Examples of this are analytical functions.
Jeder der Spiegel
Eine Reflexionsfläche
Zu der Optik-Baugruppe des Spiegels
Die Lager
Die Lager
Details des Spiegels
Tatsächlich ist der Spiegelträger
Ein Schwerpunkt SP des Spiegels
Zur Erleichterung der Beschreibung von Kräftebeziehungen ist in der
Aufgrund des Gewichts des Spiegels
Zudem wirkt auf die Lager
Die endgültige Lage des Schwerpunkts SP in der Optik-Baugruppe des Spiegels
Die Positionierung der Lagerpunkte der Lager
Zunächst wird ein maximaler Materialabtrag bei der Formung der endgültigen Nutzform der Reflexionsfläche
Unter Berücksichtigung dieses vorgegebenen maximalen Materialabtrages wird anschließend die x-Koordinate (nach
Es resultiert dann aufgrund dieser vom maximalen möglichen materialabtragabhängigen Vorgabe der x-Position der Lager
Eine x-Positionierung der Lagerpunkte der Lager
Allgemein kann diese Abweichungsfunktion L(Δx) z. B. folgende Form haben:
Für den Basis-Gewichtsbeitrag Fxbase gilt:
Für den Politurbeitrag Fx Pol gilt:
Die zusätzliche Kraftkomponente Fx Tol ist ein Maß für den Kraft/Drehmoment-Beitrag aufgrund von Fertigungstoleranzen insbesondere des Spiegelträgers
Hierbei bezeichnen δt eine Fertigungstoleranz der Optik-Bauteilflächen und δx und δy maximal zu erwartende Fertigungstoleranzen des Spiegelträgers
δg bezeichnet eine maximal zu erwartende Abweichung einer Gravitationskonstante aufgrund eines Unterschieds der Gravitationskonstanten zwischen einem Herstellort und einem Einsatzort der Optik-Baugruppe mit dem Spiegel
δx und δy können im Bereich von 100 Mikrometer liegen. δg kann im Bereich von 0,03 m/s2 liegen.δx and δy can be in the range of 100 microns. δg can be in the range of 0.03 m / s 2 .
δF bezeichnet einen möglichen Fehler einer Kraftbestimmung.δF denotes a possible error of a force determination.
Zudem kann bei der Vorgabe der Abweichungsfunktion L berücksichtigt werden, dass die Argumente x der verschiedenen Kraftbeiträge Fx base (x), Fx Pol (x) und Fx Tol (x) nicht voneinander unabhängig sind, sondern über eine Politurtiefe beziehungsweise über Toleranzbeiträge miteinander zusammenhängen.In addition, when specifying the deviation function L, it can be taken into account that the Arguments x of the various force contributions F x base (x), F x Pol (x) and F x Tol (x) are not independent of each other, but related to each other via a Politurtiefe or over tolerance contributions.
Bei dem oben beschriebenen Bereitstellungsverfahren kann vor dem Positionieren des Lagerpunktes der Lager
Zum Vermessen der Schwerpunktlage kann die Optik-Baugruppe des Spiegels
Bei dem Referenzpunkt kann es sich um einen Roh-Lagerpunkt handeln, der vor der exakten Lagerpunkt-Positionsbestimmung grob bestimmt wurde.The reference point may be a raw bearing point that has been roughly determined prior to the exact bearing point position determination.
Eine derartige Orientierung zur Vermessung der Schwerpunktlage ist in der
Eine Positionierung des Lagerpunktes des Lagers
Nach dem Bereitstellen der entsprechenden Optik-Baugruppen zu den Spiegeln
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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