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DE102023202339A1 - Adaptives optisches Element mit Einführelement - Google Patents

Adaptives optisches Element mit Einführelement Download PDF

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DE102023202339A1
DE102023202339A1 DE102023202339.3A DE102023202339A DE102023202339A1 DE 102023202339 A1 DE102023202339 A1 DE 102023202339A1 DE 102023202339 A DE102023202339 A DE 102023202339A DE 102023202339 A1 DE102023202339 A1 DE 102023202339A1
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bore
solid
optical element
adaptive optical
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Prior art date
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DE102023202339.3A
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Inventor
Dieter Bader
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Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein adaptives optisches Element (100) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (600,700),
mit einem Substrat (101),
mit einer optischen Wirkfläche (102),
und mit mindestens einem Festkörperaktuator (103) zur zumindest teilweisen Auslenkung oder Deformation der optischen Wirkfläche (102),
Mindestens eine sich zumindest bereichsweise durch das Substrat (101) erstreckende Bohrung (104) ist vorhanden. Ein Einführelement (105) ist vorhanden, welches den mindestens einen Festkörperaktuator (103) umfasst. Das Einführelement (105) ist in der Bohrung (104) aufgenommen und gestaltet, derart, dass der mindestens eine Festkörperaktuator (103) an einer vorgegebenen Position innerhalb der Bohrung (104) angeordnet und fixiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft adaptives optisches Element, insbesondere einen adaptiven Spiegel oder eine Linse, für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mit einem Substrat, mit einer optischen Wirkfläche zur Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung und mit mindestens einem Festkörperaktuator zur zumindest teilweisen Auslenkung oder Deformation der optischen Wirkfläche
  • Projektionsbelichtungsanlagen werden zur Erzeugung feinster Strukturen, insbesondere auf Halbleiterbauelementen oder anderen mikrostrukturierten Bauteilen verwendet. Das Funktionsprinzip der genannten Anlagen beruht dabei darauf, mittels einer in der Regel verkleinernden Abbildung von Strukturen auf einer Maske, einem sogenannten Retikel, auf einem mit photosensitivem Material versehenen zu strukturierenden Element, einem sogenannten Wafer, feinste Strukturen bis in den Nanometerbereich zu erzeugen. Die minimalen Abmessungen der erzeugten Strukturen hängen dabei direkt von der Wellenlänge des verwendeten Lichts ab. Dieses wird zur optimalen Ausleuchtung des Retikels in einer Beleuchtungsoptik geformt. In jüngerer Zeit werden vermehrt Lichtquellen mit einer Emissionswellenlänge im Bereich weniger Nanometer, beispielsweise zwischen 1 nm und 120 nm, insbesondere im Bereich von 13,5 nm verwendet. Der beschriebene Wellenlängenbereich wird auch als EUV-Bereich bezeichnet.
  • Die mikrostrukturierten Bauteile werden außer mit im EUV-Bereich arbeitenden Systemen auch mit den im Markt etablierten DUV-Systemen mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 300 nm, insbesondere von 193 nm hergestellt. Mit der Anforderung immer kleinere Strukturen herstellen zu können, sind auf die Anforderungen an die optische Korrektur in den Systemen weiter gestiegen. Mit jeder neuen Generation von Projektionsbelichtungsanlagen im EUV-Bereich oder DUV-Bereich wird zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Durchsatz erhöht, was typischerweise zu einer stärkeren thermischen Belastung und damit zu steigenden thermalverursachten Abbildungsfehlern führt.
  • Zur wenigstens teilweisen Kompensation der vorstehend beschriebenen Probleme sowie auch generell zur Erhöhung der Bildlagegenauigkeit und Bildqualität (sowohl entlang der optischen Achse bzw. in Lichtausbreitungsrichtung als auch in lateraler Richtung bzw. senkrecht zur optischen Achse oder Lichtausbreitungsrichtung) ist es insbesondere bekannt, einen oder mehrere Spiegel im optischen System als adaptiven Spiegel mit mindestens einem Aktuator, insbesondere einem Festkörperaktuator aus einem piezoelektrischen Material oder ferroelektrischen Material oder elektrostriktiven Material, oder magnetostriktiven Material auszugestalten, wobei beispielsweise über diese piezoelektrische Schicht hinweg ein elektrisches Feld mit lokal unterschiedlicher Stärke durch Anlegen einer elektrischen Spannung an beiderseitig zur piezoelektrischen Schicht angeordnete Elektroden erzeugt wird. Bei lokaler Verformung der piezoelektrischen Schicht verformt sich auch die optische Wirkfläche des adaptiven Elements, so dass - durch geeignete Ansteuerung der Elektroden (ggf. auch zeitlich veränderlich) - Abbildungsfehler wenigstens teilweise kompensiert werden können. Die Verformung der optischen Wirkfläche kann auch generell eingesetzt werden, um den mikrolithographischen Abbildungsprozess weiter zu optimieren.
  • Alle Festkörperaktuatoren müssen an dem adaptiven optischen Element befestigt werden. Dies erfolgt üblicherweise mittels eines Klebstoffs, wobei im Falle eines adaptiven Spiegels die Aktuatoranordnung zwischen einem Spiegelsubstrat und einem Reflexionsschichtsystem oder einer Zwischenschicht angeordnet und mit Klebstoff befestigt wird. Die Herstellung des adaptiven Spiegels erfolgt dabei üblicherweise schichtartig. Die Herstellung eines solchen adaptiven optischen Elements ist sehr aufwendig und fehleranfällig. Da zudem die Festkörperaktuatoren selber häufig hohe mechanische und elektrische Toleranzen haben, müssen diese mittels des Fügeprozesses aufwendig ausgeglichen werden. Zudem kann auch der Fügeprozess selber zu Abweichungen führen aufgrund beispielsweise der Verwendung unterschiedlicher Mengen des verwendeten Klebstoffs, einer abweichenden Klebstoffapplikation, voneinander abweichender Klebstoffspalte, der Aufnahme von Feuchtigkeit in den Klebstoff etc.. Über die Lebensdauer des optischen Elementes kann sich zudem aufgrund zusätzlicher Feuchteaufnahme oder Feuchteabgabe die Spezifikationen und insbesondere der maximale Stellweg der Festkörperaktuatoren verändern.
  • Derartige adaptive Spiegel sind aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der DE 10 2016 209 847 A1 , der EP 1 191 377 B1 oder der DE 10 2017 208364 A1 bekannt.
  • Es ist Aufgabe dieser Erfindung die oben genannten Nachteile zu überwinden oder zumindest zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird durch ein adaptives optisches Element mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das adaptive optische Element zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass mindestens eine sich zumindest bereichsweise durch das Substrat erstreckende Bohrung vorhanden ist, dass ein Einführelement vorhanden ist, welches den mindestens einen Festkörperaktuator umfasst, und dass das Einführelement ausgestaltet und in der Bohrung aufgenommen ist, derart, dass der mindestens eine Festkörperaktuator an einer vorgegebenen Position innerhalb der Bohrung angeordnet und bevorzugt mittels eines Haftmittels fixiert ist. Die Bohrung, die insbesondere als eine Langbohrung ausgeführt ist, stellt einen Raum mit definierten Abmessungen zur Verfügung, in dem die Festkörperaktuatoren aufgenommen werden können. Mechanische Abweichungen der Festkörperaktuatoren wirken sich somit weniger aus. Mittels des Einführelements, welches zumindest einen Festkörperaktuator umfasst, wird die Aufnahme der Aktuatoren prozesstechnisch vereinfacht, da die Ausgestaltung, insbesondere die Länge des Einführelements die Position des Festkörperaktuators innerhalb der Bohrung festlegt. Der Festkörperaktuator kann auch als ein Aktuatorstapel mit mehreren miteinander verbundenen Festkörperaktuatorelementen gebildet sein. Der Festkörperaktuator oder die Festkörperaktuatorelemente können aus pizoelektrischem, oder elektrostriktiven oder magnetostriktiven oder ferroelektrischem Material gebildet sein.
  • Das oder jedes der Einführelemente kann aus genau einem Festkörperaktuator gebildet sein, dessen Abmessung annähernd angepasst ist an die Tiefe der Bohrung, in der es aufgenommen ist, also annähernd der Tiefe der Bohrung entspricht. Der Festkörperaktuator kann dabei auch - wie zuvor schon erläutert - als ein Aktuatorstapel mit mehreren miteinander verbundenen Festkörperaktuatorelementen gebildet sein. Die Abmessungen des Aktuatorstapels sind dann bevorzugt angepasst an die Abmessungen der Bohrung, insbesondere an dessen Tiefe.
  • Alternativ ist es bevorzugt, wenn das Einführelement mindestens einen mit dem mindestens einen Festkörperaktuator verbundenen Abstandshalten aufweist. Der Abstandshalter kann dabei auch als eine Leiterplatte oder als ein Flexboard gebildet sein. In den Abstandshalter kann zudem ein Durchtritt ausgebildet sein, in dem die elektrischen Anschlüsse der Festkörperaktuatoren angeordnet sind. Das Einführlement kann eine beliebige Anzahl an Abstandshalter aufweisen. Insbesondere kann das Einführelement endständig oder zumindest an einem der Enden einen Abstandshalter aufweisen.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Einführelement mehrere Festkörperaktuatoren oder mehrere Aktuatorstapel aufweist, wobei jeweils zwei benachbarte Festkörperaktuatoren/Aktuatorstapel mittels eines Abstandshalters miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine Mehrzahl von Festkörperaktuatoren in dem adaptiven optischen Element aufzunehmen und diese auf einfache und reproduzierbare Weise an den vorgegebenen Positionen zu positionieren.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn zumindest einzelne der Abstandshalter oder alle Abstandshalter flexibel gebildet sind. Dies ermöglicht auch eventuelle Fertigungstoleranzen bei der Herstellung des Einführelements und der Bohrung auszugleichen. Zudem ist das Einführelement und damit die Festkörperaktuatoren dadurch robuster und langlebiger.
  • Die Länge des Einführelements ist dabei vorzugsweise angepasst an die Tiefe der Bohrung. Somit kann durch Variation der Anzahl der Abstandshalter und/oder deren Abmessungen (insbesondere deren Länge) und/oder durch Variation der Anzahl an Festkörperaktuatoren und/oder deren Abmessungen (insbesondere in Längserstreckung der Bohrung), die Länge des Einführelements und auch die Position der einzelnen Festkörperaktuatoren innerhalb der Bohrung festgelegt werden. In einer Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die Länge des Einführelements annähernd der Tiefe der Bohrung entspricht. In einer anderen Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn die Länge des Einführelements kleiner als die Tiefe der Bohrung ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Einführelement auch als eine Hülse gebildet sein, in der der mindestens eine Festkörperaktuator angeordnet ist. Die Hülse kann dabei aus einem Metall gebildet sein und Erodierschnitte umfassen. Dies vereinfacht das Aufnehmen und Positionieren der Festkörperaktuatoren oder Aktuatorstapel innerhalb der Bohrung und erhöht die Robustheit des Einführlements.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Einführelement auch als eine Schiene oder Speiche gebildet sein, an der der mindestens eine Festkörperaktuator oder die Mehrzahl an Festkörperaktuatoren/Aktuatorstapel beabstandet voneinander angebracht sind.
  • Die mindestens eine Bohrung kann sich beliebig innerhalb des Substrats erstrecken. Um eine ausreichende und kontrollierte Deformation der optischen Wirkfläche hervorzurufen ist es von Vorteil, wenn die mindestens eine Bohrung sich annähernd parallel zur optischen Wirkfläche zumindest bereichsweise im Substrat erstreckt.
  • Alternativ ist es aber je nach Ausbildung des adaptiven optischen Elementes und insbesondere der optischen Wirkfläche von Vorteil, wenn die mindestens eine Bohrung sich tangential zur optischen Wirkfläche zumindest bereichsweise im Substrat erstreckt. Ebenso können eine Mehrzahl an Bohrungen radial zur optischen Wirkfläche ausgebildet sein.
  • In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn der Verlauf der mindestens einen Bohrung zumindest teilweise angepasst ist an die Kontur des Substrats oder der optischen Wirkfläche.
  • Zur vereinfachten Zuführung des Haftmittels und damit zur vereinfachten Fixierung des Einführelements und/oder der Festkörperaktuatoren an der Innenfläche der Bohrung ist es bevorzugt, wenn mindestens eine mit der mindestens einen Bohrung fluidverbundene Zugangsbohrung zur Zuführung von Haftmittel in die Bohrung vorhanden ist. Das Haftmittel ist dabei bevorzugt als ein Klebstoff gebildet, insbesondere aus Epoxidharz oder Epoxidharz umfassend. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn eine an die Anzahl an Festkörperaktuatoren oder an die Anzahl an Aktuatorstapeln angepasste Anzahl an Zugangsbohrungen vorhanden sind.
  • Um im Anschluss an die Aufnahme des Einführelements in der mindestens einen Bohrung die Aufnahme oder Abgabe von Flüssigkeit zu verhindern, also ein abgeschlossenes System zu schaffen, sind alle Bohrungen (also die Zugangsbohrungen und die Bohrungen) vorzugsweise flüssigkeits- und/oder gasdicht verschlossen. Dies kann beispielsweise mittels eines Dichtmittels, insbesondere mittels eines Verschlusses oder Stopfens, beispielsweise aus Glas erfolgen.
  • Alternativ kann ein stabiles System auch dadurch geschaffen werden, dass mindestens eine mit der mindestens einen Bohrung fluidverbundene Medienöffnung vorhanden ist, zur Zuführung von einem Gas, insbesondere Luft, oder einem Fluid in die Bohrung. Durch die Zuführung eines konstanten Luft- oder Gasstroms kann die Feuchtigkeit innerhalb des adaptiven optischen Elements konstant gehalten werden. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn jeder Bohrung mindestens zwei mit der Bohrung fluidverbundene Medienöffnungen vorhanden sind. Eventuell vorhandene Abstandshalter können dabei auch Aussparungen für die Medienführung aufweisen.
  • Um mechanische Spannungen im Substrat zu reduzieren, können benachbart zu den Öffnungen im Substrat, also den Bohrungen, eventuell vorhandenen Zugangsbohrungen und Medienöffnungen, Freischnitte im Substrat ausgebildet sein. Die reduziert auch Effekte wie Klebeschrupft oder Ausdehnung von Haftmittel oder dem Substrat.
  • Die mindestens eine Bohrung oder mindestens einer der Bohrungen kann als ein Sackloch oder als ein sich durch das Substrat erstreckendes Durchgangsloch gebildet sein. Es können auch ein erster Teil der Bohrungen als Sacklöcher und ein zweiter Teil der Bohrungen als Durchgangslöcher gebildet sein.
  • Insbesondere ist es von Vorteil, wenn eine Mehrzahl Bohrungen vorhanden sind, die beabstandet voneinander sich zumindest bereichsweise durch das Substrat erstrecken, und dass in jeder der Bohrungen ein mindestens einen Festkörperaktuator umfassendes Einführelement aufgenommen ist. Die Erstreckungsrichtung der Bohrungen kann dabei beliebig innerhalb des Substrats ausgebildet sein.
  • Darüber hinaus ist es zur Erzeugung eines Aktuatorgitters bevorzugt, wenn eine erste Schicht mit einer Mehrzahl von ersten Bohrungen mit darin aufgenommenen Einführelementen und eine an die erste Schicht angrenzende zweite Schicht mit einer Mehrzahl von zweiten Bohrungen mit darin aufgenommenen Einführelementen vorhanden sind, und wenn die Erstreckungsrichtung der ersten Bohrungen abweichend zur Erstreckungsrichtung der zweiten Bohrungen ist. Dies ermöglicht auch eine flächige und insbesondere gut steuerbare Deformation der optischen Wirkfläche. Die Erstreckungsrichtung der ersten Bohrungen ist dabei bevorzugt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der zweiten Bohrungen.
  • Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Alle bisher und im Folgenden beschriebenen Merkmale sind dabei sowohl einzeln als auch in einer beliebigen Kombination miteinander vorteilhaft. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsvarianten stellen lediglich Beispiele dar, welche den Gegenstand der Erfindung jedoch nicht beschränken. Dabei zeigen:
    • 1a eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,
    • 1b eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im DUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage,
    • 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines als einen adaptiven Spiegel gebildeten adaptiven optischen Elements,
    • 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines als einen adaptiven Spiegel gebildeten adaptiven optischen Elements,
    • 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines als einen adaptiven Spiegel gebildeten adaptiven optischen Elements,
    • 5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines als einen adaptiven Spiegel gebildeten adaptiven optischen Elements, und
    • 6 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines als einen adaptiven Spiegel gebildeten adaptiven optischen Elements.
  • 1a zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist, das heißt bei der der erfindungsgemäße Aktuator 100 eingesetzt werden kann. Die Erfindung kann aber auch in anderen Nanopositioniersystemen eingesetzt werden.
  • Gemäß 1a weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600 einen Feldfacettenspiegel 603 und einen Pupillenfacettenspiegel 604 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 603 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 601 und einen Kollektorspiegel 602 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 604 sind ein erster Teleskopspiegel 605 und ein zweiter Teleskopspiegel 606 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 607 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 651-656 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 621 auf einem Maskentisch 620 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 661 auf einem Wafertisch 660 befindet. Einer oder mehrerer der Spiegel der für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 600 kann als das erfindungsgemäße adaptive optische Element 100 gebildet sein.
  • Die Erfindung kann ebenso in einer DUV-Anlage verwendet werden, wie in 1b dargestellt. Eine DUV-Anlage ist prinzipiell wie die oben beschriebene EUV-Anlage aus der 1a aufgebaut, wobei in einer DUV-Anlage Spiegel und Linsen als optische Elemente verwendet werden können und die Lichtquelle einer DUV-Anlage eine Nutzstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 300 nm emittiert.
  • Die in 1b dargestellte DUV-Lithographieanlage 700 weist eine DUV-Lichtquelle 701 auf. Als DUV-Lichtquelle 701 kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 702 im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert. Ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 703 leitet die DUV-Strahlung 702 auf eine Photomaske 704. Die Photomaske 704 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 703, angeordnet sein. Die Photomaske 704 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 705 verkleinert auf einen Wafer 706 oder dergleichen abgebildet wird. Das Projektionssystem 705 weist mehrere Linsen 707 und/oder Spiegel 708 zur Abbildung der Photomaske 704 auf den Wafer 706 auf. Dabei können einzelne Linsen 707 und/oder Spiegel 708 des Projektionssystems 705 symmetrisch zur optischen Achse 709 des Projektionssystems 705 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 707 und Spiegel 708 der DUV-Lithographieanlage 700 nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 707 und/oder Spiegel 708 vorgesehen sein. Insbesondere weist das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 703 der DUV-Lithographieanlage 700 mehrere Linsen 707 und/oder Spiegel 708 auf. Des Weiteren sind die Spiegel i.d.R. an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt. Ein Luftspalt 710 zwischen der letzten Linse 707 und dem Wafer 706 kann durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das erfindungsgemäße adaptive optische Element 100 kann zur Deformation der Spiegel oder Linsen in der DUV-Lithographieanlage 700 insbesondere in ihrem Projektionssystem 705 eingesetzt werden.
  • 2 zeigt ein erfindungsgemäßes optisches Element 100, das als ein adaptiver Spiegel gebildet ist für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 600, 700 mit einem Substrat 101 und mit einer optischen Wirkfläche 102 zur Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung. Im Substrat 101 ist mindestens eine Bohrung 104 ausgebildet, in der ein Einführelement 105 aufgenommen ist. Das Einführelement 105 umfasst eine Mehrzahl von Festkörperaktuatoren 103, vorliegend fünf in Reihe geschaltete Aktuatorstapel, die jeweils eine Mehrzahl von übereinander gestapelten und miteinander verbundenen Festkörperaktuatorelemnten aufweist. Die Festkörperaktuatoren 103 sind als Piezoaktuatoren gebildet, können aber auch aus elektrostriktiven, magnetostriktiven oder ferroelektrischen Material gebildet sein. Jeweils zwei Festkörperaktuatoren 103 oder Aktuatorstapel sind mittels eines Abstandshalters 106 miteinander verbunden und bilden mit den endständig ausgebildeten zusätzlichen Abstandshaltern 106 vorliegend das Einführelement 105. Die Bohrung 104 ist vorliegend als ein Sackloch gebildet, kann aber auch als ein sich durch das Substrat 101 erstreckendes Durchgangsloch gebildet sein. Die Länge des Einführelements 105 kann dabei beeinflusst oder festgelegt werden durch die Anzahl und/oder die Abmessungen der verwendeten Festkörperaktuatoren/Aktuatorstapel 103 (insbesondere deren Länge in Längserstreckung der Bohrung 104), und/oder durch die Anzahl und/oder die Abmessungen der Abstandshalter 106 (insbesondere deren Länge in Längserstreckung der Bohrung 104). Die Länge des Einführelements 105 ist dabei bevorzugt angepasst an die Tiefe der Bohrung 104, wobei vorliegend die Summe der Länge des Einführelements 105 und eines die Bohrung 104 verschließenden Dichtmittels 115 annähernd der Tiefe der Bohrung 104 entspricht.
  • Die Abstandshalter 106 können starr oder flexibel, insbesondere als Leiterplatten oder Flexboards gebildet sein. Die elektrischen Anschlüsse 114 der Festkörperaktuatoren 103 können dabei auch in eine im Abstandshalter 106 ausgebildete nicht näher dargestellte Durchgangsöffnung eingebracht sein. Die Fixierung des Einführelements 105 an der Innenwand der Bohrung 104 erfolgt, wie in 3 dargestellt, mittels eines Haftmittels 113 also eines Klebstoffs. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Haftmittel 113 über eine mit der Bohrung 104 fluidverbundene Zugangsbohrung 107 zugebbar ist.
  • Vorliegend ist jedem Festkörperaktuatorstapel 103 jeweils eine mit der Bohrung 104 verbundene Zugangsbohrung 107 zugeordnet. Sowohl die Bohrung 104 als auch die Zugangsbohrungen 107 sind vorliegend zumindest flüssigkeitsdicht mittels eines Dichtmittels 115 beispielsweise eines Verschlusses, oder Stopfens, insbesondere eines Stopfens aus Glas oder Stahl verschlossen. Besonders bevorzugt hat der Stopfen annähernd denselben Wärmedehnungskoeffizienten/thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE). Die Festkörperaktuatoren 103 können eine beliebige Aktuationsrichtung haben. Vorliegend handelt es sich um Festkörperaktuatoren 103, die eine flächennormale Aktuierung bezüglich der optischen Wirkfläche 102 ermöglichen, allerdings ist es auch möglich flächenparallel bezüglich der optischen Wirkfläche 102 aktuierende Festkörperaktuatoren 103, oder auch in beliebige Richtungen aktuierende Festkörperaktuatoren 103 zu verwenden. Durch Auslenkung der Festkörperaktuatoren 103 wird eine zumindest bereichsweise Deformation des Substrats 101 und damit der optischen Wirkfläche 102 hervorgerufen. Um Materialspannungen entgegenzuwirken sind neben den Bohrungen 103 zudem Freischnitte 111 in dem Substrat 101 vorhanden. Weiterhin ist die Innenwand der Bohrung zumindest bereichsweise, bevorzugt vollflächig, mit einer Licht im UV-Wellenlängenbereich absorbierenden Schutzschicht 112 beschichtet.
  • Das Einführelement 105 vereinfacht prozesstechnisch das Einführen der Festkörperaktuatoren 103 in die Bohrung 104 und das Festlegen der Position des jeweiligen Festkörperaktuators/Aktuatorstapels 103 innerhalb der Bohrung 104 auf eine vorgegebene Position. Zudem können durch die Bohrung 104 mechanische Abweichungen der einzelnen Festkörperaktuatoren 103 und damit des Aktuatorstapels ausgeglichen werden. Weiterhin wird durch das Einführelement 105 ein Aktuatortausch bei dem adaptiven optischen Element 100 erleichtert.
  • Das Einführelement 105 kann alternativ zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel auch als eine Hülse gebildet sein, in der die Festkörperaktuatoren 103 oder die Festkörperaktuatoren 103 und die Abstandshalter 106 aufgenommen sind. Alternativ kann das Einführelement 105 auch als Schiene oder Speiche gebildet sein, an der mindestens ein Festkörperaktuator/Festkörperaktuatorstapel 103 und optional mindestens ein Abstandshalter 106 angebracht ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass das Einführelement 105 aus genau einem Festkörperaktuator 103 oder genau einem Aktuatorstapel gebildet ist. Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel weist bevorzugt eine Mehrzahl von sich im Substrat erstreckende Bohrungen 104 auf, wobei zumindest in einem Teil der Bohrungen 104 Einführelemente 105 aufgenommen und fixiert sind.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des als adaptiven Spiegel gebildeten adaptiven optischen Elements 100. Dieses unterscheidet darin, dass die Zugangsbohrungen 107 offen sind. Um dennoch die Feuchtigkeit im adaptiven optischen Element 100 konstant zu halten, ist mindestens eine, bevorzugt mehrere Medienöffnungen 108 vorhanden zur Zuführung von Luft oder einem Gas oder einem Fluid in die Bohrung. Vorliegend weisen auch die Abstandshalter 106 nicht näher dargestellte Durchgangsöffnungen auf zur Durchführung des Medienstroms entlang der Bohrung 104. Die Länge des Einführelements 105 entspricht bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest annähernd der Tiefe der Bohrung. Optional kann die Bohrung 104 aber auch mit einem Dichtmittel 115 verschlossen werden.
  • Bei den Ausführungsbeispielen nach 2 und 3 erstreckt sich die mindestens eine Bohrung 104 parallel zur optischen Wirkfläche 102. 4 zeigt eine Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Bohrungen 104, wobei sich die Bohrungen 104 unter einem Winkel abweichend 180° zur optischen Wirkfläche 102 geradlinig durch das Substrat 101 erstrecken. In die Bohrungen 104 sind jeweils nicht näher dargestellte Einführelemente 105 mit mindestens einem Festkörperaktuator 103 aufgenommen. Weiterhin kann die Bohrung 104 auch derart ausgeführt sein, dass sie gegenüber einem Punkt der optischen Wirkfläche 102 tangential ausgeführt ist und sich geradlinig durch einen Bereich des Spiegelkörpers 101 erstreckt. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der Punkt annähernd der Mitte der Längserstreckung der Bohrung 104 entspricht.
  • Das Ausführungsbeispiel nach 5 zeigt ein adaptives optisches Element 100 mit einer Mehrzahl von sich durch das Spiegelsubstrat zumindest bereichsweise erstreckenden und voneinander beabstandeten Bohrungen 104. In den Bohrungen 104 oder zumindest in einem Teil der Bohrungen 104 sind nicht näher dargestellte Einführelemente 105 aufgenommen. Die einzelnen Einführelemente 105 können entweder alle gleich ausgebildet sein oder können sich dabei in der Anzahl und/oder Abmessung der Festkörperaktuatoren 103 und/oder in Anzahl und/oder Abmessung der Abstandshalter 106 unterscheiden.
  • Das Ausführungsbeispiel von 6 unterscheidet sich darin, dass eine erste Schicht 109 mit einer Mehrzahl von ersten Bohrungen 104a mit darin aufgenommenen Einführelementen 105 und eine an die erste Schicht 109 angrenzende zweite Schicht 110 mit einer Mehrzahl von zweiten Bohrungen 104b mit darin aufgenommenen Einführelementen 105 vorhanden sind, und dass die Erstreckungsrichtung der ersten Bohrungen 104a abweichend, vorliegend senkrecht zur Erstreckungsrichtung der zweiten Bohrungen 104b ist. Es können auch mehr als zwei Schichten in dem Substrat 101 vorhanden sein. Die Erstreckungsrichtungen können dabei miteinander übereinstimmen oder voneinander abweichen.
  • Die adaptiven optischen Elemente 100 der 5 und 6 sind stark vereinfacht dargestellt, Die in den 2, 3 und 4 beschriebenen Merkmale sind auch auf die in 5 und 6 beschriebenen Ausführungsbeispiele übertragbar.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 100
    Adaptiver Spiegel
    101
    Substrat
    102
    optischen Wirkfläche
    103
    Festkörperaktuator
    104
    Bohrung
    104a
    erste Bohrung
    104b
    zweite Bohrung
    105
    Einführelement
    106
    Abstandshalter
    107
    Zugangsbohrung
    108
    Medienöffnung
    109
    erste Schicht
    110
    zweite Schicht
    111
    Freischnitt
    112
    Schutzschicht
    113
    Haftmittel
    114
    elektrische Anschlüsse
    115
    Dichtmittel
    600
    Projektionsbelichtungsanlage
    601
    Plasmalichtquelle
    602
    Kollektorspiegel
    603
    Feldfacettenspiegel
    604
    Pupillenfacettenspiegel
    605
    erster Teleskopspiegel
    606
    zweiter Teleskopspiegel
    607
    Umlenkspiegel
    620
    Maskentisch
    621
    Maske
    651
    Spiegel (Projektionsobjektiv)
    652
    Spiegel (Projektionsobjektiv)
    653
    Spiegel (Projektionsobjektiv)
    654
    Spiegel (Projektionsobjektiv)
    655
    Spiegel (Projektionsobjektiv)
    656
    Spiegel (Projektionsobjektiv)
    660
    Wafertisch
    661
    beschichtetes Substrat
    700
    DUV-Lithographieanlage
    701
    DUV-Lichtquelle
    702
    DUV-Strahlung /Strahlengang
    703
    Strahlformungs- und Beleuchtungssystem (DUV)
    704
    Photomaske
    705
    Projektionssystem
    706
    Wafer
    707
    Linse
    708
    Spiegel
    709
    optische Achse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016209847 A1 [0006]
    • EP 1191377 B1 [0006]
    • DE 102017208364 A1 [0006]

Claims (16)

  1. Adaptives optisches Element (100) für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage (600,700), mit einem Substrat (101), mit einer optischen Wirkfläche (102), und mit mindestens einem Festkörperaktuator (103) zur zumindest teilweisen Auslenkung oder Deformation der optischen Wirkfläche (102), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine sich zumindest bereichsweise durch das Substrat (101) erstreckende Bohrung (104) vorhanden ist, dass ein Einführelement (105) vorhanden ist, welches den mindestens einen Festkörperaktuator (103) umfasst, und dass das Einführelement (105) gestaltet und in der Bohrung (104) aufgenommen ist, derart, dass der mindestens eine Festkörperaktuator (103) an einer vorgegebenen Position innerhalb der Bohrung (104) angeordnet und fixiert ist.
  2. Adaptives optisches Element (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einführelement (105) mindestens einen mit dem mindestens einen Festkörperaktuator (103) verbundenen Abstandshalter (106) aufweist.
  3. Adaptives optisches Element (100) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einführelement (105) mehrere Festkörperaktuatoren (103) aufweist, wobei jeweils zwei benachbarte Festkörperaktuatoren (103) ein mittels eines Abstandshalters (106) miteinander verbunden sind.
  4. Adaptives optisches Element (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der Abstandshalter (106) flexibel gebildet sind.
  5. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Einführelements (105) angepasst ist an die Tiefe der Bohrung (104).
  6. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einführelement (105) als eine Hülse gebildet ist, in der der mindestens eine Festkörperaktuator (103) angeordnet ist.
  7. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einführelement (105) als eine Schiene gebildet ist, an der der mindestens eine Festkörperaktuator angebracht ist.
  8. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bohrung (104) sich annähernd parallel zur optischen Wirkfläche (102) zumindest bereichsweise im Substrat (101) erstreckt.
  9. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bohrung (104) sich tangential zur optischen Wirkfläche (102) zumindest bereichsweise im Substrat (101) erstreckt.
  10. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mit der mindestens einen Bohrung (104) fluidverbundene Zugangsbohrung (107) zur Zuführung von Haftmittel in die Bohrung (104) vorhanden ist.
  11. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (104, 107) flüssigkeits- und/oder gasdicht verschlossen sind.
  12. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der mindestens einen Bohrung (104) fluidverbundene Medienöffnung (108) vorhanden ist, zur Zuführung von einem Gas oder einem Fluid in die Bohrung (104).
  13. Adaptives optisches Element (100) einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bohrung (104) oder mindestens einer der Bohrungen (104) als ein Sackloch gebildet ist.
  14. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bohrung (104) oder mindestens einer der Bohrungen (104) als ein durch das Substrat (101) sich erstreckendes Durchgangsloch gebildet ist.
  15. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl Bohrungen (104) vorhanden sind, die beabstandet voneinander sich zumindest bereichsweise durch das Substrat (101) erstrecken, und dass in jeder der Bohrungen (104) ein mindestens einen Festkörperaktuator (103) umfassendes Einführelement (105) aufgenommen ist.
  16. Adaptives optisches Element (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schicht (109) mit einer Mehrzahl von ersten Bohrungen (104a) mit darin aufgenommenen Einführelementen (105) und eine an die erste Schicht (109) angrenzende zweite Schicht (110) mit einer Mehrzahl von zweiten Bohrungen (104b) mit darin aufgenommenen Einführelementen (105) vorhanden sind, und dass die Erstreckungsrichtung der ersten Bohrungen (104a) abweichend zur Erstreckungsrichtung der zweiten Bohrungen (104b) ist.
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