DE102006021797A1

DE102006021797A1 - Optische Abbildungseinrichtung mit thermischer Dämpfung

Info

Publication number: DE102006021797A1
Application number: DE200610021797
Authority: DE
Inventors: Bernhard Gellrich; Thomas Ittner; Jens Kugler; Stefan Hembacher
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-11-15
Also published as: US20090135385A1; JP2009536452A; US8902401B2; EP2016465B1; JP6240247B2; JP2014168095A; JP2016177289A; US20180181007A1; KR101411764B1; US8363206B2; US20150109591A1; US20130114057A1; KR20090018939A; JP2012256921A; US9810996B2; JP5543201B2; WO2007128835A1; EP2016465A1; CN101479665B; JP5543549B2

Abstract

Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe, einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats und einer Immersionszone. Die optische Elementgruppe ist zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl optischer Elemente mit einem letzten optischen Element, dem das Substrat im Betrieb zumindest zweitweise benachbart angeordnet ist. Die Immersionszone ist im Betrieb zwischen dem letzten optischen Element und dem Substrat angeordnet und zumindest zeitweise mit einem Immersionsmedium gefüllt. Erfindungsgemäß ist eine thermische Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die zur Reduktion von durch das Immersionsmedium induzierten Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des letzten optischen Elements ausgebildet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Abbildungseinrichtung. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang mit der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten Mikrolithographie einsetzen. Sie betrifft weiterhin ein optisches Abbildungsverfahren, welches unter anderem mit der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung durchgeführt werden kann.
Insbesondere im Bereich der Mikrolithographie ist es neben der Verwendung mit möglichst hoher Präzision ausgeführter Komponenten unter anderem erforderlich, die Position und Geometrie der Komponenten der Abbildungseinrichtung, also beispielsweise die optischen Elemente wie Linsen, Spiegel oder Gitter, im Betrieb möglichst unverändert zu halten, um eine entsprechend hohe Abbildungsqualität zu erzielen. Die hohen Genauigkeitsanforderungen, die im mikroskopischen Bereich in der Größenordnung weniger Nanometer oder darunter liegen, sind dabei nicht zuletzt eine Folge des ständigen Bedarfs, die Auflösung der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten optischen Systeme zu erhöhen, um die Miniaturisierung der herzustellenden mikroelektronischen Schaltkreise voranzutreiben.
Um eine erhöhte Auflösung zu erzielen, kann entweder die Wellenlänge des verwendeten Lichts verringert werden, wie es bei Systemen der Fall ist, die im extremen UV-Bereich (EUV) mit Arbeitswellenlängen im Bereich von 13 nm arbeiten, oder die numerische Apertur des Projektionssystems erhöht werden. Eine Möglichkeit zur nennenswerten Erhöhung der numerischen Apertur über den Wert Eins wird mit so genannten Immersionssystemen realisiert, bei denen sich zwischen dem letzten optischen Element des Projektionssystems und dem Substrat, das belichtet werden soll ein Immersionsmedium befindet, dessen Brechzahl größer als Eins ist. Eine weitere Erhöhung der numerischen Apertur ist mit optischen Elementen mit besonders hoher Brechzahl möglich.
Sowohl mit der Reduktion der Arbeitswellenlänge als auch mit der Erhöhung der numerischen Apertur steigen nicht nur die Anforderungen an die Positioniergenauigkeit und Maßhaltigkeit der verwendeten optischen Elemente über den gesamten Betrieb hinweg. Es steigen natürlich auch die Anforderungen hinsichtlich der Minimierung der Abbildungsfehler der gesamten optischen Anordnung.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei natürlich die Temperaturverteilung innerhalb der verwendeten optischen Elemente, und die daraus gegebenenfalls resultierende Deformation des betreffenden optischen Elements sowie eine eventuelle temperaturbedingte Variation der Brechzahl des betreffenden optischen Elements.
Für ein EUV-System ist es aus der EP 1 477 853 A2 (Sakamoto) – deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird – bekannt, der aus dem auftreffenden Licht resultierenden Erwärmung eines bei solchen Systemen ausschließlich verwendbaren Spiegels aktiv entgegenzuwirken und eine an einer bestimmten Stelle im Spiegel erfasste Temperatur aktiv in bestimmten vorgegebenen Grenzen zu halten: Dies geschieht über eine zentral auf der Rückseite des Spiegels angeordnete Temperiereinrichtung, die Peltierelemente oder dergleichen zur gezielten Kühlung umfasst. Diese Lösung hat zum einen den Nachteil, dass sie sich nicht für den Einsatz bei refraktiven optischen Elementen eignet, wie sie insbesondere bei den genannten Immersionssystemen verwendet werden, da die zentrale Temperiereinrichtung den optisch genutzten Bereich überdecken würde. Zum anderen wird nur die Temperatur einer einzigen Stelle im Spiegel unter Berücksichtigung der von dem Spiegel absorbierten Lichtenergie in einem mehr oder weniger stationären Zustand zuverlässig geregelt wird. Weitere thermische Umwelteinflüsse, insbesondere instationäre und/oder lokal variierende thermische Einflüsse, wie sie durch ein Immersionsmedium eingebracht werden können und die dynamische bzw. lokale Schwankungen in der Temperaturverteilung im Spiegel hervorrufen können, bleiben unberücksichtigt
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine optische Abbildungseinrichtung bzw. ein optisches Abbildungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise neben der Berücksichtigung von Absorptionseffekten des Projektionslichts den Ausgleich lokaler thermischer Umwelteinflüsse auf das optische Element ermöglicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass solche thermischen Umwelteinflüsse, insbesondere Einflüsse durch das Immersionsmedium bei einem Immersionssystem gegenüber den Absorptionseffekten des Projektionslichts nicht zu vernachlässigende, ja sogar erhebliche lokale Schwankungen in der Temperaturverteilung des betreffenden optischen Elements hervorrufen können. Es hat sich gemäß der Erfindung aber gezeigt, dass der erwünschte Ausgleich solcher thermischer Umwelteinflüsse zum einen auch bei refraktiven Systemen bzw. refraktiven optischen Elementen, wie sie bei Immersionssystemen zur Anwendung kommen, möglich ist, wenn eine entsprechende thermische Dämpfung vorhanden ist, die neben den absorptionsbedingten Schwankungen auch durch die Umwelt des betreffenden optischen Elements induzierte Schwankungen in der Temperaturverteilung des betreffenden optischen Elements reduziert. Hierzu wird erfindungsgemäß bei einer Variante mit einem Immersionssystem für das letzte optische Element eine thermische Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die zur Reduktion von durch das Immersionsmedium induzierten Schwankungen in der Temperaturverteilung des letzten optischen Elements ausgebildet ist. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, neben der Berücksichtigung von Absorptionseffekten auch durch das Immersionsmedium induzierten lokalen Schwankungen in der Temperaturverteilung des letzten optischen Elements Rechnung zu tragen.
Der Erfindung liegt weiterhin auch noch die Erkenntnis zu Grunde, dass sich insbesondere für refraktive Elemente ein entsprechendes, insbesondere instationäre oder lokale Umwelteinflüsse berücksichtigendes Temperaturverhaltensmodell aufstellen und bei der aktiven Regelung der Temperaturverteilung verwenden lässt. Mit einem solchen Temperaturverhaltensmodell ist es möglich, die im optisch genutzten Bereich ohne Störung der Abbildung wenn überhaupt nur schwer zu messende Temperaturverteilung vorherzusagen und bei der Regelung der Temperaturverteilung zu berücksichtigen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe, einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats und einer Immersionszone. Die optische Elementgruppe ist zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl optischer Elemente mit einem letzten optischen Element, dem das Substrat im Betrieb zumindest zeitweise benachbart angeordnet ist. Die Immersionszone ist im Betrieb zwischen dem letzten optischen Element und dem Substrat angeordnet und zumindest zeitweise mit einem Immersionsmedium gefüllt. Erfindungsgemäß ist eine thermische Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die zur Reduktion von durch das Immersionsmedium induzierten Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des letzten optischen Elements ausgebildet ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem ein Projektionsmuster mittels der optischen Elemente einer optischen Elementgruppe auf ein Substrat abgebildet wird, wobei ein letztes optisches Element der optischen Elementgruppe im Bereich einer Immersionszone zumindest teilweise in ein an das Substrat angrenzendes Immersionsmedium getaucht ist. Erfindungsgemäß erfolgt durch eine thermische Dämpfungseinrichtung eine Reduktion von durch das Immersionsmedium induzierten Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des letzten optischen Elements.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe und einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats. Die optische Elementgruppe ist zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl optischer Elemente mit wenigstens einem thermisch geregelten optischen Element. Erfindungsgemäß ist dem thermisch geregelten optischen Element eine thermische Dämpfungseinrichtung zugeordnet, die zur Reduktion von Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des thermisch geregelten optischen Elements ausgebildet ist, wobei die thermische Dämpfungseinrichtung zur Reduktion der Temperaturschwankungen des thermisch geregelten optischen Elements auf ein Temperaturverhaltensmodell für das thermisch geregelte optische Element zugreift.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem ein Projektionsmuster mittels der optischen Elemente einer optischen Elementgruppe auf ein Substrat abgebildet wird, wobei die optischen Elemente ein thermisch geregeltes optisches Element umfassen. Erfindungsgemäß werden Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des thermisch geregelten optischen Elements der optischen Elementgruppe durch eine thermische Dämpfungseinrichtung reduziert, wobei zur Reduktion der Temperaturschwankungen des thermisch geregelten optischen Elements auf ein Temperaturverhaltensmodell für das thermisch geregelte optische Element zugegriffen wird.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung mit dem sich eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Abbildungsverfahrens durchführen lässt;
2 ist ein schematischer Teilschnitt durch einen Teil der Abbildungseinrichtung aus 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird im Folgenden eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie beschrieben.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung in Form einer Mikrolithographieeinrichtung 101, die mit Licht im UV-Bereich mit einer Wellenlänge von 193 nm arbeitet.
Die Mikrolithographieeinrichtung 101 umfasst ein Beleuchtungssystem 102, eine Maskeneinrichtung in Form eines Maskentisches 103, ein optisches Projektionssystem in Form eines Objektivs 104 mit einer optischen Achse 104.1 und eine Substrateinrichtung in Form eines Wafertischs 105. Das Beleuchtungssystem 102 beleuchtet eine auf dem Maskentisch 103 angeordnete Maske 103.1 mit einem – nicht näher dargestellten – Projektionslichtbündel der Wellenlänge 193 nm. Auf der Maske 104.1 befindet sich ein Projektionsmuster, welches mit dem Projektionslichtbündel über die im Objektiv 104 angeordneten optischen Elemente auf ein Substrat in Form eines Wafers 105.1 projiziert wird, der auf dem Wafertisch 105 angeordnet ist.
Das Objektiv 104 umfasst eine optische Elementgruppe 106, die von einer Reihe von optischen Elementen 107 bis 109 gebildet ist. Die optischen Elemente 107 bis 109 werden im Gehäuse 104.2 des Objektivs 104 gehalten. Wegen der Arbeitswellenlänge von 193 nm handelt es sich bei den optischen Elementen 107 bis 109 um refraktive optische Elemente, also Linsen oder dergleichen. Dabei handelt es sich bei dem letzten optischen Element 109, das dem Wafer 105.1 im Betrieb am nächsten liegt, um ein so genanntes Abschlusselement oder letztes Linsenelement.
Bei der Mikrolithographieeinrichtung 101 handelt es sich um ein Immersionssystem. Bei diesem befindet sich zwischen dem Wafer 105.1 und dem letzten Linsenelement 109 in einer Immersionszone 110 ein flüssiges Immersionsmedium 110.1, beispielsweise hochreines Wasser oder dergleichen. In der Immersionszone 110 liegt dabei ein Immersionsbad aus dem Immersionsmedium 110.1 vor, das zum einen nach unten zumindest durch den aktuell zu belichtenden Teil des Wafers 105.1 begrenzt ist. Die seitliche Begrenzung des Immersionsbades erfolgt zumindest teilweise durch einen Immersionsrahmen 110.2. Zumindest der bei der Belichtung optisch genutzte und auf der Außenseite des Objektivs 104 liegende Teil des letzten Linsenelements 109 ist in das Immersionsbad eingetaucht. Daher verläuft der Weg des bei der Belichtung aus dem letzten Linsenelement 109 austretenden Lichts zwischen dem letzten Linsenelement 109 und dem Wafer ausschließlich im Immersionsmedium 110.1.
Durch den über dem Wert Eins liegenden Brechungsindex des Immersionsmediums wird so eine numerische Apertur NA > 1 erzielt und damit das Auflösungsvermögen gegenüber einem herkömmlichen System erhöht, bei dem eine Gasatmosphäre zwischen dem letzten Linsenelement und dem Wafer vorliegt.
Um die numerische Apertur auf einen Wert NA > 1,4 wird für das letzte Linsenelement 109 bevorzugt ein Material mit einer Brechzahl verwendet, die höher ist als diejenige von Quarz (SiO) oder Kalziumfluorid (CaF), die üblicherweise für solche Linsenelemente verwendet werden. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Material des letzten Linsenelements 109 um ein Spinell. Bei anderen Varianten der Erfindung können aber auch andere für die jeweilige Wellenlänge geeignete Linsenmaterialien mit entsprechend hoher Brechzahl verwendet werden. Ein Beispiel für ein solches Linsenmaterial ist LuAG (z. B. Lu₃Al₅O₁₂). Ebenso versteht es sich aber, dass die Erfindung auch im Zusammenhang herkömmlichen Quarz- oder Kalziumfluorid-Linsen eingesetzt werden kann. Weiterhin versteht es sich, dass auch eine andere numerische Apertur gewählt sein kann. Im Hinblick auf eine hohe Auflösung liegt die numerische Apertur aber bevorzugt zumindest bei einem Wert von 1,3.
Das für das letzte Linsenelement 109 verwendete Spinell weist eine deutlich stärkere Temperaturabhängigkeit der Brechzahl auf als herkömmliche Quarz- oder Kalziumfluorid-Linsen. Es ist daher erforderlich, die Ist-Temperaturverteilung TE innerhalb des letzten Linsenelements 109 im Betrieb in sehr engen Variationsgrenzen um eine vorgegebene Soll-Temperaturverteilung TSE zu halten, um aus entsprechenden Variationen der Brechzahl des letzten Linsenelements 109 resultierende Abbildungsfehler zumindest zu reduzieren, bevorzugt sogar zu minimieren.
Um diese engen Variationsgrenzen um eine vorgegebene Soll-Temperaturverteilung TSE einzuhalten, ist erfindungsgemäß eine thermische Dämpfungseinrichtung 111 vorgesehen. Die thermische Dämpfungseinrichtung 111 wird im Folgenden vor allem unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben, die – teils stark schematisiert – einen Halbschnitt des waferseitigen Endes des Objektivs 104 darstellt.
Im vorliegenden Beispiel wird dank der thermischen Dämpfungseinrichtung 111 im Betrieb der Mikrolithographieeinrichtung 101 eine maximale Abweichung ΔTE = 1 mK von einer vorgegebene Soll-Temperaturverteilung TSE für das letzte Linsenelement 109 eingehalten. Hierdurch können die durch die thermisch bedingte Deformation und die thermisch bedingte Brechzahländerung bedingten Abbildungsfehler bzw. Abbildungsfehlervariationen ausreichend gering gehalten werden, um eine hohe Abbildungsqualität zu erzielen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung, insbesondere je nach dem thermischen Deformationsverhalten und der thermischen Brechzahlvariation des verwendeten Materials, auch andere, gegebenenfalls höhere maximale Abweichungen möglich sind. Bevorzugt liegen diese jedoch höchstens bei 10 mK, da hiermit besonders hohe Abbildungsqualitäten zu erzielen sind.
Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass die vorgegebene Soll-Temperaturverteilung TSE beliebig gewählt sein kann. So kann sie so gewählt sein, dass das letzte Linsenelement 109 selbst bei dieser Soll-Temperaturverteilung TSE zumindest für einen Abbildungsfehlertyp einen minimierten Abbildungsfehler aufweist. Ebenso kann sie aber auch so gewählt sein, dass das letzte Linsenelement 109 selbst bei dieser Soll-Temperaturverteilung TSE zumindest für einen Abbildungsfehlertyp einen Abbildungsfehler aufweist, der eine ausreichende Größe aufweist, um einen entsprechenden Abbildungsfehler der übrigen optischen Elemente der optischen Elementgruppe 106 zu reduzieren oder gar vollständig zu kompensieren, sodass zumindest für einen Abbildungsfehlertyp der Gesamtabbildungsfehler des Objektivs 104 minimiert ist. Eine solche Minimierung des Gesamtabbildungsfehlers ist aus der EP 0 956 871 A1 (Rupp) – deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird – bekannt.
Die thermische Dämpfungseinrichtung 111 umfasst mehrere aktive thermische Dämpfungsregelkreise und sowie passive thermische Dämpfungskomponenten. So umfasst sie unter anderem als ersten thermischen Dämpfungsregelkreis einen Regelkreis zur gezielten Regelung der Zulauftemperatur des Immersionsmediums 110.1 zur Immersionszone.
Der erste thermische Dämpfungsregelkreis 112 umfasst hierzu eine Zufuhreinrichtung 112.1, eine erste Temperiereinrichtung 112.2, ersten Temperatursensoren 112.3 und eine Regeleinrichtung 111.1. Die Zufuhreinrichtung 112.1 stellt der Immersionszone 110 über wenigstes eine Zufuhrleitung das Immersionsmedium 110.1 in ausreichender Menge und mit entsprechender Flussrate zur Verfügung. Kurz vor dem Zulauf des Immersionsmediums 110.1 zur Immersionszone 110 ist eine mit der Regeleinrichtung 111.1 verbundene erste Temperiereinrichtung 112.2 angeordnet, welche das Immersionsmedium 110.1 auf eine gewünschte Zulauftemperatur TIF bringt. Die ersten Temperatursensoren 112.3 sind über drahtlose und/oder zumindest teilweise drahtgebundene – aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte – Verbindungen mit der Regeleinrichtung 111.1 verbunden.
Die gewünschte Zulauftemperatur TIF wird von der Regeleinrichtung 111.1 in nachfolgend beschriebener Weise ermittelt. Anhand der ersten Temperatursensoren 112.3, die gleichmäßig am Umfang der Immersionszone 110 verteilt sind und eine erste Ermittlungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellen, wird die Temperatur des Immersionsmediums 110.1 am Umfang der Immersionszone 110 ermittelt. Die ersten Temperatursensoren 112.3 liefern entsprechende erste Temperaturdaten an zugeordnete Eingänge 111.2 der Regeleinrichtung 111.1.
Es versteht sich hierbei allerdings, dass anstelle der direkten Messung über die gleichmäßig am Umfang der Immersionszone 110 verteilten ersten Temperatursensoren 112.3 auch an anderer Stelle eine Messung oder Ermittlung einer Temperatur oder wenigstens eines anderen Parameters vorgenommen werden kann. Hieraus kann dann in einer Abschätzeinrichtung über eine entsprechende hinreichend genaue Abschätzung – basierend auf einer mit hinreichender Genauigkeit bekannten Beziehung zwischen diesem ermittelten Parameter und der Temperatur des Immersionsmediums 110.1 am Umfang der Immersionszone 110 – die Temperatur des Immersionsmediums 110.1 am Umfang der Immersionszone 110 abgeschätzt werden.
Die Regeleinrichtung 111.1 ermittelt aus diesen ersten Temperaturdaten anhand eines gespeicherten ersten Temperaturverhaltensmodells für das Immersionsmedium 110.1 eine Ist-Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium 110.1 in der Immersionszone 110. Dabei berücksichtigt das erste Temperaturverhaltensmodell als weitere Parameter die aktuelle Zulauftemperatur TIF des Immersionsmediums 110 (die von der ersten Temperiereinrichtung 112.2 an die Regeleinrichtung 111.1 geliefert wird), die Flussrate des Immersionsmediums 110 (die von der Zufuhreinrichtung 112.1 an die Regeleinrichtung 111.1 geliefert wird), die Ist-Temperaturverteilung TE des letzten Linsenelements 109 (die auf weiter unten noch detaillierter beschriebene Weise ermittelt wird) und die aktuelle Lichtleistung (die von der Beleuchtungseinrichtung 102 an die Regeleinrichtung 111.1 geliefert wird).
Aus der Ist-Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium 110.1 ermittelt die Regeleinrichtung 111.1 dann in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 einen ersten Stellwert C für die Temperiereinrichtung 112.2 und/oder die Zufuhreinrichtung 112.1. Anhand des ersten Stellwerts C nimmt die Temperiereinrichtung 112.2 die Einstellung der Zulauftemperatur TIF und/oder die Zufuhreinrichtung 112.1 die Einstellung der Flussrate derart vor, dass sich die Ist-Temperaturverteilung TI der Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 annähert.
Die Ist-Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium 110.1 stellt im Sinne der Erfindung einen Parameter P dar, der die Temperatur des letzten Linsenelements 109 beeinflusst, da durch einen Temperaturgradienten zwischen dem Immersionsmedium 110.1 und dem letzten Linsenelement 109 ein Wärmetransport zwischen dem Immersionsmedium 110.1 und dem letzten Linsenelement 109 stattfindet, der zu einer Temperaturänderung im letzten Linsenelement 109 führt. Weiterhin stellen die Zulauftemperatur TIF und/oder die Flussrate Stellparameter CP im Sinne der Erfindung dar, da über sie der Temperaturgradient zwischen dem Immersionsmedium 110.1 und dem letzten Linsenelement 109 bzw. der Wärmetransport zwischen dem Immersionsmedium 110.1 und dem letzten Linsenelement 109 beeinflusst werden kann. Die Temperiereinrichtung 112.2 und/oder die Zufuhreinrichtung 112.1 stellen demgemäß jeweils Beeinflussungseinrichtungen im Sinne der Erfindung dar.
Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass die vorgegebene Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 beliebig gewählt sein kann. So kann sie so statisch vorgegeben werden, dass sich im Falle des Vorliegens der Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 und im Fall des Vorliegens der Soll-Temperaturverteilung TSE im letzten Linsenelement 109 kein Temperaturgradient und damit kein Wärmeaustausch zwischen dem letzten Linsenelement 109 und dem Immersionsmedium 110.1 ergibt.
Befindet sich das letzte Linsenelement 109 in diesem Fall in seinem Soll-Zustand, wird durch das so geregelte Immersionsmedium 110.1 mit anderen Worten keine nennenswerte thermische Störung in das letzte Linsenelement 109 eingebracht. Befindet sich das letzte Linsenelement 109 in diesem Fall aber in einem von seinem Soll-Zustand abweichenden Zustand, ergibt sich zwischen dem letzten Linsenelement 109 und dem Immersionsmedium 110.1 ein Temperaturgradient, welcher der aktuellen Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 entgegenwirkt, sodass durch das so geregelte Immersionsmedium 110.1 eine Dämpfungswirkung erzielt wird.
Die Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 kann aber auch in Abhängigkeit von der aktuellen der Temperaturverteilung TE des letzten Linsenelements 109 derart gewählt werden, dass sich im Falle des Vorliegens der Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 ein vorgegebener Temperaturgradient und damit ein Wärmeaustausch zwischen dem letzten Linsenelement 109 und dem Immersionsmedium 110.1 ergibt. Der Temperaturgradient zwischen dem letzten Linsenelement 109 und dem Immersionsmedium 110.1 ist dann bevorzugt so gewählt, dass er einer aktuell bestehen den Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE des letzten Linsenelements 109 von der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 entgegenwirkt, sodass auch hier durch das so geregelte Immersionsmedium 110.1 eine Dämpfungswirkung erzielt wird.
Dabei wird der über das Immersionsmedium 110.1 eingestellte Temperaturgradient zwischen dem letzten Linsenelement 109 und dem Immersionsmedium 110.1 bevorzugt umso größer gewählt, je größer die Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 ist. Mit anderen Worten wird so eine dynamische thermische Dämpfung von Abweichungen zwischen der Ist-Temperaturverteilung TE und der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 erzielt.
Befindet sich das letzte Linsenelement 109 in diesem Fall also in seinem Soll-Zustand, wird durch das so geregelte Immersionsmedium 110.1 mit anderen Worten keine nennenswerte thermische Störung in das letzte Linsenelement 109 eingebracht. Ist dies nicht der Fall, ist die Gegenreaktion durch das so geregelte Immersionsmedium 110.1 umso stärker je stärker die Abweichung zwischen der Ist-Temperaturverteilung TE und der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 ist.
Die thermische Dämpfungseinrichtung 111 umfasst weiterhin als zweiten thermischen Dämpfungsregelkreis einen Regelkreis 113 zur gezielten Regelung der Temperatur und/oder des Feuchtigkeitsgehalts und/oder der Flussrate der Gasatmosphäre 113.1, die sich mit der freien Oberfläche 110.3 des Immersionsmediums 110.1 in Kontakt befindet.
Der zweite thermische Dämpfungsregelkreis 112 umfasst hierzu eine zweite Zufuhreinrichtung 113.2 für die Gasatmosphäre 113.1 und die Regeleinrichtung 111.1. Die zweite Zufuhreinrichtung 113.2 stellt an der freien Oberfläche 110.3 des Immersionsmediums 110.1 über wenigstes eine Zufuhrleitung ein Gas in ausreichender Menge mit entsprechender Temperatur und Flussrate zur Verfügung. Die zweite Zufuhreinrichtung 113.2 stellt die Temperatur und/oder den Feuchtigkeitsgehalt und/oder die Flussrate der Gasatmosphäre 113.1 auf gewünschte Werte ein, die von der Regeleinrichtung 111.1 in nachfolgend beschriebener Weise ermittelt werden.
Die Regeleinrichtung 111.1 ermittelt in der oben beschriebenen Weise die Ist-Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium 110.1 in der Immersionszone 110. Aus der Ist-Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium 110.1 ermittelt die Regeleinrichtung 111.1 dann in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 einen zweiten Stellwert C für die zweite Zufuhreinrichtung 113.2. Anhand des zweiten Stellwerts C nimmt die zweite Zufuhreinrichtung 113.2 die Einstellung der Temperatur und/oder des Feuchtigkeitsgehalts und/oder der Flussrate der Gasatmosphäre 113.1 vor.
Die Einstellung kann dabei jeweils so erfolgen, dass die Verdunstung des Immersionsmediums an der freien Oberfläche 110.3 des Immersionsmediums 110.1 minimiert ist. Dies geschieht bevorzugt, indem die Temperatur der Gasatmosphäre 113.1 so eingestellt wird, dass sie der Temperatur des Immersionsmedium 110.1 an der freien Oberfläche 110.3 entspricht und indem der Feuchtigkeitsgehalt der Gasatmosphäre 113.1 auf einen ausreichend hohen Wert, vorzugsweise auf eine vollständige Sättigung, eingestellt wird, um eine Verdunstung des Immersionsmediums 110.1 und damit die Wärmeabfuhr aus dem Immersionsmedium 110.1 zu vermeiden.
Mit anderen Worten wird bei dieser Variante vermieden, dass über eine Verdunstung des Immersionsmediums 110.1 an der freien Oberfläche 110.3 eine thermische Störung in das Immersionsmedium und damit auch in das letzte Linsenelement 109 eingebracht wird.
Die Regelung durch den zweiten thermischen Dämpfungsregelkreis 113 ist der Regelung durch den ersten thermischen Dämpfungsregelkreis 112 unterlagert. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung gegebenenfalls auch eine aktive Nutzung der thermischen Störung durch die verdunstungsbedingte Wärmeabfuhr aus dem Immersionsmedium 110.1 vorgesehen sein kann, um Abweichungen zwischen der Ist-Temperaturverteilung TE und der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 entgegenzuwirken und damit eine thermische Dämpfungswirkung zu erzielen.
So kann beispielsweise im Soll-Zustand des letzten Linsenelements 109 entgegenzuwirken eine gewisse Verdampfungsrate vorliegen, die dann je nach Richtung der zu dämpfenden Abweichungen zwischen der Ist-Temperaturverteilung TE und der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 erhöht bzw. erniedrigt wird, um die Ist-Temperaturverteilung TI des Immersionsmediums 110.1 einer entsprechend geänderten Soll-Temperaturverteilung TSI des Immersionsmediums 110.1 anzunähern, d.h. die Temperatur anzuheben bzw. zu senken, und so über den Temperaturgradienten zwischen dem Immersionsmedium 110.1 und dem letzten Linsenelement 109 der Abweichung zwischen der Ist-Temperaturverteilung TE und der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 entgegenwirkt.
Hier stellen die Temperatur und/oder der Feuchtigkeitsgehalt und/oder die Flussrate der Gasatmosphäre 113.1 wiederum Stellparameter CP im Sinne der Erfindung dar, da über sie der Temperaturgradient zwischen dem Immersionsmedium 110.1 und dem letzten Linsenelement 109 bzw. der Wärmetransport zwischen dem Immersionsmedium 110.1 und dem letzten Linsenelement 109 beeinflusst werden kann. Die zweite Zufuhreinrichtung 113.2 stellt demgemäß wiederum eine Beeinflussungseinrichtung im Sinne der Erfindung dar.
Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass auch hier wieder die vorgegebene Soll-Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium 110.1 in der oben bereits beschriebenen beliebig gewählt sein kann. Weiterhin versteht es sich, dass es sch bei der freien Oberfläche 110.3 um die gesamte oder nur um einen Teil der freie Oberfläche des Immersionsmediums 110.1 handeln kann.
Die thermische Dämpfungseinrichtung 111 umfasst weiterhin als dritten thermischen Dämpfungsregelkreis einen Regelkreis 114 zur gezielten direkten Beeinflussung der Temperatur des letzten Linsenelements 109.
Der dritte thermische Dämpfungsregelkreis 114 umfasst hierzu eine Reihe von gleichmäßig am Umfang des letzten Linsenelements 109 verteilter zweiter Temperiereinrichtungen in Form von Peltier-Elementen 114.1, zweite Temperatursensoren 114.2 und die Regeleinrichtung 111.1. Die mit der Regeleinrichtung 111.1 verbundenen Peltier-Elemente 114.1 kühlen bzw. erwärmen das letzte Linsenelement 109 – wie im Folgenden näher erläutert wird – derart, dass einer Abweichung zwischen der Ist-Temperaturverteilung TE und der Soll-Temperaturverteilung TSE des letzten Linsenelements 109 entgegengewirkt wird und damit ebenfalls eine thermische Dämpfungswirkung erzielt wird.
Anhand der zweiter Temperatursensoren 114.2 und 114.3, die gleichmäßig am letzten Linsenelement 109 verteilt sind und eine Ermittlungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellen, wird die Temperatur des letzten Linsenelements 109 an den betreffenden Stellen des letzten Linsenelements 109 ermittelt. Die zweiten Temperatursensoren 114.2 und 114.3 liefern entsprechende erste Temperaturdaten an zugeordnete Eingänge 111.2 der Regeleinrichtung 111.1.
Es versteht sich auch hier, dass anstelle der direkten Messung über die gleichmäßig am am letzten Linsenelement 109 verteilten ersten Temperatursensoren 114.2, 114.3 auch an anderer Stelle eine Messung oder Ermittlung einer Temperatur oder wenigstens eines anderen Parameters vorgenommen werden kann. Hieraus kann dann in einer Abschätzeinrichtung über eine entsprechende hinreichend genaue Abschätzung – basierend auf einer mit hinreichender Genauigkeit bekannten Beziehung zwischen diesem ermittelten Parameter und der Temperatur des letzten Linsenelements 109 – die Temperatur des letzten Linsenelements 109 abgeschätzt werden.
Die Regeleinrichtung 111.1 ermittelt aus diesen ersten Temperaturdaten anhand eines gespeicherten ersten Temperaturverhaltensmodells für das letzte Linsenelement 109 eine Ist-Temperaturverteilung TE im letzten Linsenelement 109. Dabei berücksichtigt das erste Temperaturverhaltensmodell als weitere Parameter die aktuelle Temperaturverteilung TI Immersionsmediums 110 und die aktuelle Lichtleistung (die von der Beleuchtungseinrichtung 102 an die Regeleinrichtung 111.1 geliefert wird).
Aus der Ist-Temperaturverteilung TE im letzten Linsenelement 109 ermittelt die Regeleinrichtung 111.1 dann in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Soll-Temperaturverteilung TSE im letzten Linsenelement 109 einen dritten Stellwert C für die Peltier-Elemente 114.1. Anhand des dritten Stellwerts C wird die Temperatur der Oberfläche der Peltier-Elemente 114.1 eingestellt, die der Oberfläche des letzten Linsenelements 109 zugewandt ist. Entsprechend heizen bzw. kühlen die Peltier-Elemente 114.1 die Oberfläche des letzten Linsenelements 109 derart, dass sich die Ist-Temperaturverteilung TE der Soll-Temperaturverteilung TSE im letzten Linsenelement 109 annähert.
Die Temperatur der Oberfläche der Peltier-Elemente 114.1 eingestellt, die der Oberfläche des letzten Linsenelements 109 zugewandt ist, ist somit ein Stellparameter CP im Sinne der Erfindung, da über sie der der Wärmetransport zwischen den Peltier-Elementen 114.1 und dem letzten Linsenelement 109 beeinflusst werden kann. Die Peltier-Elemente 114.1 stellen demgemäß jeweils Beeinflussungseinrichtungen im Sinne der Erfindung dar.
Die thermische Dämpfungseinrichtung 111 umfasst weiterhin als erste passive thermische Dämpfungskomponente eine erste Abschirmung in Form einer thermisch isolierenden Beschichtung 115 des letzten Linsenelements 109.
Die Beschichtung 115 erstreckt sich über den bei der Abbildung des Projektionsmusters auf dem Wafer 105 optisch nicht genutzten Abschnitt 109.1 der Oberfläche des letzten Linsenelements 109, der an das Immersionsmedium 110.1 angrenzt. Durch diese thermisch isolierende Beschichtung 115 werden thermische Störungen im Immersionsmedium 110.1 zumindest außerhalb des optisch genutzten Abschnitts 109.2 der Oberfläche des letzten Linsenelements 109 daran gehindert, sich unmittelbar in dem letzten Linsenelement 109 fortzusetzen.
Die Beschichtung 115 kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein. Insbesondere kann sie als einfache ein- oder mehrlagige thermische Isolation ausgebildet sein. Sie kann aber auch eine Kombination aus zwei oder mehreren Lagen mit mindestens einer stark wärmeleitenden Schicht und mindestens einer isolierenden Schicht bestehen. In diesem Fall kann die stark wärmeleitende Schicht dazu dienen, Wärme zum Umfang des letzten Linsenelements (gegebenenfalls zu einer dort vorgesehenen Wäremesenke) hin abzuführen und so deren Einleitung in das letzte Linsenelement zu verhindern bzw. zu reduzieren.
Die thermische Dämpfungseinrichtung 111 umfasst weiterhin als zweite passive thermische Dämpfungskomponente eine ringförmige zweite Abschirmung 116, die zwischen der Halterung 117 des letzten Linsenelements 109 und der Halterung 118 des vorletzten Linsenelements 108 angeordnet ist.
Die zweite Abschirmung 116 erstreckt sich vom Anschlussbereich der beiden Halterungen 117 und 118 bis in den bei der Abbildung des Projektionsmusters auf dem Wafer 105 optisch nicht genutzten Abschnitt 109.3 der Oberfläche des letzten Linsenelements 109. Die zweite Abschirmung 116 dient dabei weiterhin als Träger der Peltier-Elemente 114.1 Die zweite Abschirmung 116 besteht im vorliegenden Fall aus einem stark wärmeleitenden Material. Im Anschlussbereich der beiden Halterungen 117 und 118 ist die zweite Abschirmung 116 an ein temperaturstabilisiertes Zwischenelement 119 angeschlossen, welches über eine Ringleitung 119.1 von einem Wärmeträger, beispielsweise Wasser, durchflossen ist, das durch eine Wärmeträgerquelle 119.2 auf konstanter Temperatur gehalten wird.
Durch die konstante Temperatur des temperaturstabilisierten Zwischenelements 119 und die hohe Wärmeleitfähigkeit der zweiten Abschirmung 116 stellt such auch eine annähernd konstante Temperatur auf der der Halterung 117 zugewandten Seite der zweiten Abschirmung 116 ein. Demgemäß wird eine thermische Abschirmung der Halterung 117 und eines Teils des letzten Linsenelements 109 von dem Rest des Objektivs 104 erzielt, sodass es auch hier zu einer Dämpfung von von dieser Seite eingebrachten thermischen Störungen des letzten Linsenelements 109 kommt.
Es versteht sich, dass auch die zweite Abschirmung 116 wieder grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein. Insbesondere kann sie bei anderen Varianten auch als einfache ein- oder mehrlagige thermische Isolation ausgebildet sein. Sie kann aber auch eine Kombination aus zwei oder mehreren Lagen mit mindestens einer stark wärmeleitenden Schicht und mindestens einer isolierenden Schicht bestehen. Insbesondere kann im gezeigten Beispiel auf der der Halterung 117 zugewandten Seite der zweiten Abschirmung 116 eine entsprechende isolierenden Schicht vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem die mehrere aktive thermische Dämpfungsregelkreise 112, 113, 114 und passive thermische Dämpfungskomponenten 115, 116 in Kombination vorgesehen sein. Es sei an dieser Stelle jedoch angemerkt, dass die einzelnen aktiven thermischen Dämpfungsregelkreise und passiven thermischen Dämpfungskomponenten bei anderen Varianten der Erfindung natürlich auch jeweils alleine oder in beliebiger Kombination Anwendung finden können.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem die optische Elementgruppe ausschließlich aus refraktiven optischen Elementen besteht. Es sei an dieser Stelle jedoch angemerkt, dass die Erfindung natürlich auch, insbesondere für den Fall der Abbildung bei anderen ersten Wellenlängen, bei optischen Elementgruppen Anwendung finden kann, die alleine oder in beliebiger Kombination refraktive, reflektive oder diffraktive optische Elemente umfassen.
Weiterhin ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Mikrolithographie beschrieben wurde. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung ebenso auch für beliebige andere Anwendungen bzw. Abbildungsverfahren eingesetzt werden kann.

Claims

Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit – einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, – einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe, – einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats und – einer Immersionszone, wobei – die optische Elementgruppe zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet ist, – die optische Elementgruppe eine Mehrzahl optischer Elemente mit einem letzten optischen Element umfasst, dem das Substrat im Betrieb zumindest zeitweise benachbart angeordnet ist, und – die Immersionszone im Betrieb zwischen dem letzten optischen Element und dem Substrat angeordnet und zumindest zeitweise mit einem Immersionsmedium gefüllt ist, gekennzeichnet durch – eine thermische Dämpfungseinrichtung, die zur Reduktion von durch das Immersionsmedium induzierten Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des letzten optischen Elements ausgebildet ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – für das letzte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – die thermische Dämpfungseinrichtung zum Einhalten einer vorgegebenen maximalen Abweichung ΔTE von der Soll-Temperaturverteilung TSE ausgebildet ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Abweichung ΔTE weniger als 10 mK, vorzugsweise weniger als 1 mK, beträgt.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das letzte optische Element eine Ist-Temperaturverteilung TE aufweist sowie für das letzte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – die thermische Dämpfungseinrichtung wenigstens eine Ermittlungseinrichtung, eine mit der Ermittlungseinrichtung zumindest zeitweise verbundene Regeleinrichtung sowie eine mit der Regeleinrichtung zumindest zeitweise verbundene Beeinflussungseinrichtung aufweist, wobei – die Ermittlungseinrichtung wenigstens einen die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussenden oder für die Ist-Temperaturverteilung TE repräsentativen Parameter P ermittelt, – die Regeleinrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten Parameter P und der Soll-Temperaturverteilung TSE wenigstens einen Stellwert C ermittelt und – die Beeinflussungseinrichtung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten Stellwert C wenigstens einen die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussenden Stellparameter CP derart beeinflusst, dass einer Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter P wenigstens eine lokale Temperatur des Immersionsmediums oder eine wenigstens eine lokale Temperatur des letzten optischen Elements ist;
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung – wenigstens einen Temperatursensor zur Messung der wenigstens einen lokalen Temperatur umfasst und/oder – wenigstens einen Abschätzeinrichtung zur Abschätzung der wenigstens einen lokalen Temperatur umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellparameter CP – eine Temperatur des Immersionsmediums ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit des Immersionsmediums ist oder – eine Temperatur einer mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – ein Feuchtigkeitsgrad einer mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit einer mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Temperatur wenigstens eines mit dem letzten optischen Element in Wirkverbindung stehenden Temperierelements ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung zur Ermittlung des Stellwerts C auf ein Temperaturverhaltensmodell für das letzte optische Element zugreift.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die Regeleinrichtung einen Speicher aufweist, in dem das Temperaturverhaltensmodell oder Parameter zur Berechnung des Temperaturverhaltensmodells repräsentierende Modelldaten gespeichert sind, und – die Regeleinrichtung zur Ermittlung des Stellwerts C auf die Modelldaten zugreift.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Dämpfungseinrichtung als Beeinflussungseinrichtung wenigstens eine erste Temperiereinrichtung zum Temperieren des der Immersionszone zugeführten Immersionsmediums umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – die Regeleinrichtung den Stellwert C für die erste Temperiereinrichtung in Abhängigkeit von einer in der Immersionszone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium derart ermittelt, dass die erste Temperiereinrichtung das der Immersionszone zugeführte Immersionsmedium auf eine Zufuhrtemperatur TIF temperiert, wobei – die Zufuhrtemperatur TIF so gewählt ist, dass aufgrund der in der Immersionszone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium eine vorgegebene Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium zu erwarten ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperiereinrichtung im Bereich des Einlasses des Immersionsmediums in die Immersionszone angeordnet ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass – die thermische Dämpfungseinrichtung als Beeinflussungseinrichtung eine Stelleinrichtung zur Beeinflussung der verdunstungsbedingten Abkühlung des Immersionsmediums in einem Kontaktbereich mit einer angrenzenden Gasatmosphäre umfasst, wobei – die Stelleinrichtung wenigstens einen Zustandsparameter der mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre einstellt und – der Zustandsparameter eine Temperatur TA der Gasatmosphäre, ein Feuchtigkeitsgehalt HA der Gasatmosphäre oder eine Strömungsgeschwindigkeit VA der Gasatmosphäre ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung den Stellwert C für die Stelleinrichtung in Abhängigkeit von dem Zustand des Immersionsmediums in dem Kontaktbereich derart ermittelt, dass eine vorgegebene verdunstungsbedingte Abkühlung, insbesondere im Wesentlichen keine verdunstungsbedingte Abkühlung, des Immersionsmediums in dem Kontaktbereich zu erwarten ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kontaktbereich im Wesentlichen über die gesamte freie Oberfläche des Immersionsmediums erstreckt.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Dämpfungseinrichtung als Beeinflussungseinrichtung wenigstens eine mit dem letzten optischen Element in Wirkverbindung stehende zweite Temperiereinrichtung zum Temperieren des letzten optischen Elements umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung den Stellwert C für die zweite Temperiereinrichtung in Abhängigkeit von einer durch die Ermittlungseinrichtung ermittelten Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium in der Immersionszone derart ermittelt, dass die zweite Temperiereinrichtung das letzte optische Element derart temperiert, dass einer durch die ermittelte Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium bedingten Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Temperiereinrichtung im Bereich des Umfangs des letzten optischen Elements angeordnet ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Temperiereinrichtung wenigstens ein Peltier-Element umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein durch das letzte optische Element eingebrachter Abbildungsfehler reduziert ist, insbesondere minimiert ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein Abbildungsfehler der optischen Elementgruppe reduziert ist, insbesondere minimiert ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Dämpfungseinrichtung wenigstens eine thermische Entkopplungseinrichtung zur zumindest teilweisen thermischen Entkopplung des letzen optischen Elements von wenigstens einem Teil seiner Umgebung umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass – das letzte optische Element einen beim Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat optisch genutzten ersten Bereich und einen optisch nicht genutzten zweiten Bereich aufweist und – als thermische Entkopplungseinrichtung eine erste Abschirmung vorgesehen ist, die wenigstens einen Teil eines ersten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen den gesamten ersten Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen das Immersionsmedium abschirmt, wobei der erste Abschnitt der gesamte an das Immersionsmedium angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist. und/oder – als thermische Entkopplungseinrichtung eine zweite Abschirmung vorgesehen ist, die wenigstens einen Teil eines zweiten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen den gesamten zweiten Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abschirmt, wobei der zweite Abschnitt der gesamte an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass – das letzte optische Element durch eine Halteeinrichtung gehalten ist und – als thermische Entkopplungseinrichtung eine dritte Abschirmung vorgesehen ist, die wenigstens einen Teil der Halteeinrichtung, insbesondere im Wesentlichen die gesamte Halteeinrichtung, thermisch gegen ihre Umgebung abschirmt.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Abschirmung wenigstens den einen Teil des an eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzenden Abschnitts der Halteeinrichtung, insbesondere den gesamten an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzenden Abschnitt der Halteeinrichtung, thermisch gegen die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abschirmt.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Entkopplungseinrichtung – wenigstens eine passive Isoliereinrichtung und/oder – wenigstens eine aktive Abschirmeinrichtung mit wenigstens einem Abschirmelement und wenigstens einer mit dem Abschirmelement verbundenen Temperiereinrichtung umfasst, wobei die Temperiereinrichtung derart ausgebildet ist, dass auf wenigstens einer der Oberflächen des Abschirmelements eine vorgebbare Temperaturverteilung im Wesentlichen eingehalten wird.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl höher ist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl eine höhere Temperaturempfindlichkeit aufweist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element aus einem Spinell oder LuAG besteht.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur wenigstens 1,3, insbesondere wenigstens 1,4 beträgt.
Optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem – ein Projektionsmuster mittels der optischen Elemente einer optischen Elementgruppe auf ein Substrat abgebildet wird, wobei – ein letztes optisches Element der optischen Elementgruppe im Bereich einer Immersionszone zumindest teilweise in ein an das Substrat angrenzendes Immersionsmedium getaucht ist, dadurch gekennzeichnet, dass – durch eine thermische Dämpfungseinrichtung eine Reduktion von durch das Immersionsmedium induzierten Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des letzten optischen Elements erfolgt.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass – für das letzte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – durch die thermische Dämpfungseinrichtung eine vorgegebene maximalen Abweichung ΔTE von der Soll-Temperaturverteilung TSE eingehalten wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Abweichung ΔTE weniger als 10 mK, vorzugsweise weniger als 1 mK, beträgt.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das letzte optische Element eine Ist-Temperaturverteilung TE aufweist sowie für das letzte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – durch die thermische Dämpfungseinrichtung – wenigstens ein die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussender oder für die Ist-Temperaturverteilung TE repräsentativer Parameter P ermittelt wird, – in Abhängigkeit von dem ermittelten Parameter P und der Soll-Temperaturverteilung TSE wenigstens ein Stellwert C ermittelt wird und – in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten Stellwert C wenigstens ein die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussender Stellparameter CP derart beeinflusst wird, dass einer Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter P wenigstens eine lokale Temperatur des Immersionsmediums oder eine wenigstens eine lokale Temperatur des letzten optischen Elements ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass – die wenigstens eine lokale Temperatur gemessen wird und/oder – die wenigstens eine lokale Temperatur abgeschätzt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellparameter CP – eine Temperatur des Immersionsmediums ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit des Immersionsmediums ist oder – eine Temperatur einer mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – ein Feuchtigkeitsgrad einer mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit einer mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Temperatur wenigstens eines mit dem letzten optischen Element in Wirkverbindung stehenden Temperierelements ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Stellwerts C auf ein Temperaturverhaltensmodell für das letzte optische Element zugegriffen wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ermittlung des Stellwerts C unter Zugriff auf Modelldaten erfolgt, wobei – die Modelldaten das Temperaturverhaltensmodell oder Parameter zur Berechnung des Temperaturverhaltensmodells repräsentieren.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass durch die thermische Dämpfungseinrichtung das der Immersionszone zugeführte Immersionsmedium temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass – der Stellwert C in Abhängigkeit von einer in der Immersionszone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium derart ermittelt wird, dass das der Immersionszone zugeführte Immersionsmedium auf eine Zufuhrtemperatur TIF temperiert wird, wobei – die Zufuhrtemperatur TIF so gewählt ist, dass aufgrund der in der Immersionszone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium eine vorgegebene Temperaturverteilung TSI im Immersionsmedium zu erwarten ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierung des Immersionsmediums im Bereich des Einlasses des Immersionsmediums in die Immersionszone erfolgt.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass – durch die thermische Dämpfungseinrichtung eine Beeinflussung der verdunstungsbedingten Abkühlung des Immersionsmediums in einem Kontaktbereich mit einer angrenzenden Gasatmosphäre erfolgt, wobei – wenigstens ein Zustandsparameter der mit dem Immersionsmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre eingestellt wird und – der Zustandsparameter eine Temperatur TA der Gasatmosphäre, ein Feuchtigkeitsgehalt HA der Gasatmosphäre oder eine Strömungsgeschwindigkeit VA der Gasatmosphäre ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellwert C in Abhängigkeit von dem Zustand des Immersionsmediums in dem Kontaktbereich derart ermittelt wird, dass eine vorgegebene verdunstungsbedingte Abkühlung, insbesondere im Wesentlichen keine verdunstungsbedingte Abkühlung, des Immersionsmediums in dem Kontaktbereich zu erwarten ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kontaktbereich im Wesentlichen über die gesamte freie Oberfläche des Immersionsmediums erstreckt.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass durch die thermische Dämpfungseinrichtung eine direkte Temperierung des letzten optischen Elements erfolgt.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellwert C in Abhängigkeit von einer ermittelten Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium in der Immersionszone derart ermittelt wird, dass das letzte optische Element derart temperiert wird, dass einer durch die ermittelte Temperaturverteilung TI im Immersionsmedium bedingten Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element im Bereich seines Umfangs temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element durch wenigstens ein Peltier-Element temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein durch das letzte optische Element eingebrachter Abbildungsfehler reduziert wird, insbesondere minimiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein Abbildungsfehler der optischen Elementgruppe reduziert wird, insbesondere minimiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass durch die thermische Dämpfungseinrichtung eine zumindest teilweise thermische Entkopplung des letzen optischen Elements von wenigstens einem Teil seiner Umgebung erfolgt.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass – das letzte optische Element einen beim Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat optisch genutzten ersten Bereich und einen optisch nicht genutzten zweiten Bereich aufweist und – wenigstens ein Teil eines ersten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen der gesamte erste Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen das Immersionsmedium abgeschirmt, wobei der erste Abschnitt der gesamte an das Immersionsmedium angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist, und/oder – wenigstens ein Teil eines zweiten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen der gesamte zweite Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abgeschirmt wird, wobei der zweite Abschnitt der gesamte an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass – das letzte optische Element durch eine Halteeinrichtung gehalten ist und – wenigstens ein Teil der Halteeinrichtung, insbesondere im Wesentlichen die gesamte Halteeinrichtung, thermisch gegen ihre Umgebung abgeschirmt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des an eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzenden Abschnitts der Halteeinrichtung, insbesondere der gesamte an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzende Abschnitt der Halteeinrichtung, thermisch gegen die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abgeschirmt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 53 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Entkopplung – durch wenigstens eine passive Isoliereinrichtung erfolgt und/oder – durch wenigstens eine aktive Abschirmeinrichtung mit wenigstens einem Abschirmelement und wenigstens einer mit dem Abschirmelement verbundenen Temperiereinrichtung erfolgt, wobei die Temperiereinrichtung derart ausgebildet ist, dass auf wenigstens einer der Oberflächen des Abschirmelements eine vorgebbare Temperaturverteilung im Wesentlichen eingehalten wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl höher ist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl eine höhere Temperaturempfindlichkeit aufweist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass das letzte optische Element aus einem Spinell oder LuAG besteht.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur wenigstens 1,3, insbesondere wenigstens 1,4 beträgt.
Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit – einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, – einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe und – einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats, wobei – die optische Elementgruppe zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet ist, – die optische Elementgruppe eine Mehrzahl optischer Elemente mit wenigstens einem thermisch geregelten optischen Element umfasst und dadurch gekennzeichnet, dass – dem thermisch geregelten optischen Element eine thermische Dämpfungseinrichtung zugeordnet ist, die zur Reduktion von Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des thermisch geregelten optischen Elements ausgebildet ist, – die thermische Dämpfungseinrichtung zur Reduktion der Temperaturschwankungen des thermisch geregelten optischen Elements auf ein Temperaturverhaltensmodell für das thermisch geregelte optische Element zugreift.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass – die thermische Dämpfungseinrichtung einen Speicher aufweist, in dem das Temperaturverhaltensmodell oder Parameter zur Berechnung des Temperaturverhaltensmodells repräsentierende Modelldaten gespeichert sind, und – die thermische Dämpfungseinrichtung zur Reduktion der Temperaturschwankungen des thermisch geregelten optischen Elements auf die Modelldaten zugreift.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 61 oder 62, dadurch gekennzeichnet, dass – für das thermisch geregelte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – die thermische Dämpfungseinrichtung zum Einhalten einer vorgegebenen maximalen Abweichung ΔTE von der Soll-Temperaturverteilung TSE ausgebildet ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Abweichung ΔTE weniger als 10 mK, vorzugsweise weniger als 1 mK, beträgt.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 61 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass – das thermisch geregelte optische Element eine Ist-Temperaturverteilung TE aufweist sowie für das thermisch geregelte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – die thermische Dämpfungseinrichtung wenigstens eine Ermittlungseinrichtung, eine mit der Ermittlungseinrichtung zumindest zeitweise verbundene Regeleinrichtung sowie eine mit der Regeleinrichtung zumindest zeitweise verbundene Beeinflussungseinrichtung aufweist, wobei – die Ermittlungseinrichtung wenigstens einen die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussenden oder für die Ist-Temperaturverteilung TE repräsentativen Parameter P ermittelt, – die Regeleinrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten Parameter P und der Soll-Temperaturverteilung TSE wenigstens einen Stellwert C ermittelt und – die Beeinflussungseinrichtung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten Stellwert C wenigstens einen die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussenden Stellparameter CP derart beeinflusst, dass einer Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter P wenigstens eine lokale Temperatur eines an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmediums oder eine wenigstens eine lokale Temperatur des thermisch geregelten optischen Elements ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung – wenigstens einen Temperatursensor zur Messung der wenigstens einen lokalen Temperatur umfasst und/oder – wenigstens eine Abschätzeinrichtung zur Abschätzung der wenigstens einen lokalen Temperatur umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 65 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellparameter CP – eine Temperatur eines an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmediums ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit eines an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmediums ist oder – eine Temperatur einer mit einem an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – ein Feuchtigkeitsgrad einer mit einem an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit einer mit einem an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Temperatur wenigstens eines mit dem thermisch geregelten optischen Element in Wirkverbindung stehenden Temperierelements ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 65 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass eine an das thermisch geregelte optische Element angrenzende Kontaktzone vorgesehen ist, der zumindest zeitweise ein Kontaktmedium zugeführt ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, dass – das thermisch geregelte optische Element ein letztes optisches Element ist, dem das Substrat im Betrieb zumindest zeitweise benachbart angeordnet ist, – die Kontaktzone eine Immersionszone ist, die im Betrieb zwischen dem letzten optischen Element und dem Substrat angeordnet und zumindest zeitweise mit einem Immersionsmedium als Kontaktmedium gefüllt ist,
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 69 oder 70, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Dämpfungseinrichtung als Beeinflussungseinrichtung wenigstens eine erste Temperiereinrichtung zum Temperieren des der Kontaktzone zugeführten Kontaktmediums umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, dass – die Regeleinrichtung den Stellwert C für die erste Temperiereinrichtung in Abhängigkeit von einer in der Kontaktzone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Kontaktmedium derart ermittelt, dass die erste Temperiereinrichtung das der Kontaktzone zugeführte Kontaktmedium auf eine Zufuhrtemperatur TIF temperiert, wobei – die Zufuhrtemperatur TIF so gewählt ist, dass aufgrund der in der Kontaktzone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Kontaktmedium eine vorgegebene Temperaturverteilung TSI im Kontaktmedium zu erwarten ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 71 oder 72, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperiereinrichtung im Bereich des Einlasses des Kontaktmediums in die Kontaktzone angeordnet ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 69 bis 73, dadurch gekennzeichnet, dass – die thermische Dämpfungseinrichtung als Beeinflussungseinrichtung eine Stelleinrichtung zur Beeinflussung der verdunstungsbedingten Abkühlung des Kontaktmediums in einem Kontaktbereich mit einer angrenzenden Gasatmosphäre umfasst, wobei – die Stelleinrichtung wenigstens einen Zustandsparameter der mit dem Kontaktmediums in Kontakt stehenden Gasatmosphäre einstellt und – der Zustandsparameter eine Temperatur TA der Gasatmosphäre, ein Feuchtigkeitsgehalt HA der Gasatmosphäre oder eine Strömungsgeschwindigkeit VA der Gasatmosphäre ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung den Stellwert C für die Stelleinrichtung in Abhängigkeit von dem Zustand des Kontaktmediums in dem Kontaktbereich derart ermittelt, dass eine vorgegebene verdunstungsbedingte Abkühlung, insbesondere im Wesentlichen keine verdunstungsbedingte Abkühlung, des Kontaktmediums in dem Kontaktbereich zu erwarten ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 74 oder 75, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kontaktbereich im Wesentlichen über die gesamte freie Oberfläche des Kontaktmediums erstreckt.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 65 bis 76, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Dämpfungseinrichtung als Beeinflussungseinrichtung wenigstens eine mit dem thermisch geregelten optischen Element in Wirkverbindung stehende zweite Temperiereinrichtung zum Temperieren des thermisch geregelten optischen Elements umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, dass – eine an das thermisch geregelte optische Element angrenzende Kontaktzone vorgesehen ist, der zumindest zeitweise ein Kontaktmedium zugeführt ist, und – die Regeleinrichtung den Stellwert C für die zweite Temperiereinrichtung in Abhängigkeit von einer durch die Ermittlungseinrichtung ermittelten Temperaturverteilung TI in dem Kontaktmedium in der Kontaktzone derart ermittelt, dass die zweite Temperiereinrichtung das thermisch geregelte optische Element derart temperiert, dass einer durch die ermittelte Temperaturverteilung TI im Kontaktmedium bedingten Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 77 oder 78, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Temperiereinrichtung im Bereich des Umfangs des thermisch geregelten optischen Elements angeordnet ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 77 bis 79, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Temperiereinrichtung wenigstens ein Peltier-Element umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 65 bis 80, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein durch das thermisch geregelte optische Element eingebrachter Abbildungsfehler reduziert ist, insbesondere minimiert ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 65 bis 81, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein Abbildungsfehler der optischen Elementgruppe reduziert ist, insbesondere minimiert ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 61 bis 82, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Dämpfungseinrichtung wenigstens eine thermische Entkopplungseinrichtung zur zumindest teilweisen thermischen Entkopplung des thermisch geregelten optischen Elements von wenigstens einem Teil seiner Umgebung umfasst.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, dass – eine an das thermisch geregelte optische Element angrenzende Kontaktzone vorgesehen ist, der zumindest zeitweise ein Kontaktmedium zugeführt ist, – das thermisch geregelte optische Element einen beim Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat optisch genutzten ersten Bereich und einen optisch nicht genutzten zweiten Bereich aufweist und – als thermische Entkopplungseinrichtung eine erste Abschirmung vorgesehen ist, die wenigstens einen Teil eines ersten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen den gesamten ersten Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen das Kontaktmedium abschirmt, wobei der erste Abschnitt der gesamte an das Kontaktmedium angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist. und/oder – als thermische Entkopplungseinrichtung eine zweite Abschirmung vorgesehen ist, die wenigstens einen Teil eines zweiten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen den gesamten zweiten Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abschirmt, wobei der zweite Abschnitt der gesamte an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 83 oder 84, dadurch gekennzeichnet, dass – das thermisch geregelte optische Element durch eine Halteeinrichtung gehalten ist und – als thermische Entkopplungseinrichtung eine dritte Abschirmung vorgesehen ist, die wenigstens einen Teil der Halteeinrichtung, insbesondere im Wesentlichen die gesamte Halteeinrichtung, thermisch gegen ihre Umgebung abschirmt.
Optische Abbildungseinrichtung nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Abschirmung wenigstens den einen Teil des an eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzenden Abschnitts der Halteeinrichtung, insbesondere den gesamten an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzenden Abschnitt der Halteeinrichtung, thermisch gegen die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abschirmt.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 84 bis 86, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Entkopplungseinrichtung – wenigstens eine passive Isoliereinrichtung und/oder – wenigstens eine aktive Abschirmeinrichtung mit wenigstens einem Abschirmelement und wenigstens einer mit dem Abschirmelement verbundenen Temperiereinrichtung umfasst, wobei die Temperiereinrichtung derart ausgebildet ist, dass auf wenigstens einer der Oberflächen des Abschirmelements eine vorgebbare Temperaturverteilung im Wesentlichen eingehalten wird.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 61 bis 87, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl höher ist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 61 bis 88, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl eine höhere Temperaturempfindlichkeit aufweist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 61 bis 89, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element aus einem Spinell oder LuAG besteht.
Optische Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 61 bis 90, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur wenigstens 1,3, insbesondere wenigstens 1,4 beträgt.
Optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem – ein Projektionsmuster mittels der optischen Elemente einer optischen Elementgruppe auf ein Substrat abgebildet wird, wobei – die optischen Elemente ein thermisch geregeltes optisches Element umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass – Schwankungen in der Temperaturverteilung TE des thermisch geregelten optischen Elements der optischen Elementgruppe durch eine thermische, Dämpfungseinrichtung reduziert werden, wobei – zur Reduktion der Temperaturschwankungen des thermisch geregelten optischen Elements auf ein Temperaturverhaltensmodell für das thermisch geregelte optische Element zugegriffen wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, dass – die Reduktion der Temperaturschwankungen des thermisch geregelten optischen Elements unter Zugriff auf Modelldaten erfolgt, wobei – die Modelldaten das Temperatunrerhaltensmodell oder Parameter zur Berechnung des Temperaturverhaltensmodells repräsentieren.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 92 oder 93, dadurch gekennzeichnet, dass – für das thermisch geregelte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – durch die thermische Dämpfungseinrichtung eine vorgegebene maximale Abweichung ΔTE von der Soll-Temperaturverteilung TSE eingehalten wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Abweichung ΔTE weniger als 10 mK, vorzugsweise weniger als 1 mK, beträgt.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 92 bis 95, dadurch gekennzeichnet, dass – das thermisch geregelte optische Element eine Ist-Temperaturverteilung TE aufweist sowie für das thermisch geregelte optische Element eine Soll-Temperaturverteilung TSE vorgegeben ist und – durch die thermische Dämpfungseinrichtung – wenigstens ein die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussender oder für die Ist-Temperaturverteilung TE repräsentativer Parameter P ermittelt wird, – in Abhängigkeit von dem ermittelten Parameter P und der Soll-Temperaturverteilung TSE wenigstens einen Stellwert C ermittelt wird und – in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten Stellwert C wenigstens ein die Ist-Temperaturverteilung TE beeinflussender Stellparameter CP derart ermittelt wird, dass einer Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 96, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter P wenigstens eine lokale Temperatur eines an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmediums oder eine wenigstens eine lokale Temperatur des thermisch geregelten optischen Elements ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet, dass die – die wenigstens eine lokale Temperatur gemessen wird und/oder – die wenigstens eine lokale Temperatur abgeschätzt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 96 bis 98, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellparameter CP – eine Temperatur eines an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmediums ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit eines an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmediums ist oder – eine Temperatur einer mit einem an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – ein Feuchtigkeitsgrad einer mit einem an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Strömungsgeschwindigkeit einer mit einem an das thermisch geregelte optische Element angrenzenden Kontaktmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre ist oder – eine Temperatur wenigstens eines mit dem thermisch geregelten optischen Element in Wirkverbindung stehenden Temperierelements ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 96 bis 99, dadurch gekennzeichnet, dass eine an das thermisch geregelte optische Element angrenzende Kontaktzone vorgesehen ist, der zumindest zeitweise ein Kontaktmedium zugeführt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 100, dadurch gekennzeichnet, dass – das thermisch geregelte optische Element ein letztes optisches Element ist, dem das Substrat im Betrieb zumindest zeitweise benachbart angeordnet ist, – die Kontaktzone eine Immersionszone ist, die im Betrieb zwischen dem letzten optischen Element und dem Substrat angeordnet und zumindest zeitweise mit einem Immersionsmedium als Kontaktmedium gefüllt ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 100 oder 101, dadurch gekennzeichnet, dass durch die thermische Dämpfungseinrichtung das der Kontaktzone zugeführte Kontaktmedium temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet, dass – der Stellwert C für die erste Temperiereinrichtung in Abhängigkeit von einer in der Kontaktzone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Kontaktmedium derart ermittelt wird, dass das der Kontaktzone zugeführte Kontaktmedium auf eine Zufuhrtemperatur TIF temperiert wird, wobei – die Zufuhrtemperatur TIF so gewählt ist, dass aufgrund der in der Kontaktzone zu erwartenden Änderung ΔTIE der Temperaturverteilung TI im Kontaktmedium eine vorgegebene Temperaturverteilung TSI im Kontaktmedium zu erwarten ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 102 oder 103, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmedium im Bereich seines Einlasses in die Kontaktzone temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 100 bis 104, dadurch gekennzeichnet, dass – durch die thermische Dämpfungseinrichtung eine Beeinflussung der verdunstungsbedingten Abkühlung des Kontaktmediums in einem Kontaktbereich mit einer angrenzenden Gasatmosphäre erfolgt, wobei – wenigstens ein Zustandsparameter der mit dem Kontaktmedium in Kontakt stehenden Gasatmosphäre eingestellt wird und – der Zustandsparameter eine Temperatur TA der Gasatmosphäre, ein Feuchtigkeitsgehalt HA der Gasatmosphäre oder eine Strömungsgeschwindigkeit VA der Gasatmosphäre ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 105, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellwert C in Abhängigkeit von dem Zustand des Kontaktmediums in dem Kontaktbereich derart ermittelt wird, dass eine vorgegebene verdunstungsbedingte Abkühlung, insbesondere im Wesentlichen keine verdunstungsbedingte Abkühlung, des Kontaktmediums in dem Kontaktbereich zu erwarten ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 105 oder 106, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kontaktbereich im Wesentlichen über die gesamte freie Oberfläche des Kontaktmediums erstreckt.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 96 bis 107, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element direkt durch die thermische Dämpfungseinrichtung temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 108, dadurch gekennzeichnet, dass – eine an das thermisch geregelte optische Element angrenzende Kontaktzone vorgesehen ist, der zumindest zeitweise ein Kontaktmedium zugeführt ist, und – der Stellwert C in Abhängigkeit von einer ermittelten Temperaturverteilung TI in dem Kontaktmedium in der Kontaktzone derart ermittelt wird, dass das thermisch geregelte optische Element derart temperiert wird, dass einer durch die ermittelte Temperaturverteilung TI im Kontaktmedium bedingten Abweichung der Ist-Temperaturverteilung TE von der Soll-Temperaturverteilung TSE entgegengewirkt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 108 oder 109, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Elements im Bereich seines Umfangs temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 108 bis 110, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element durch wenigstens ein Peltier-Element temperiert wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 106 bis 111, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein durch das thermisch geregelte optische Element eingebrachter Abbildungsfehler reduziert ist, insbesondere minimiert ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 106 bis 112, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Temperaturverteilung TSE derart gewählt ist, dass wenigstens ein Abbildungsfehler der optischen Elementgruppe reduziert ist, insbesondere minimiert ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 91 bis 113, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element durch die thermische Dämpfungseinrichtung von wenigstens einem Teil seiner Umgebung thermischen entkoppelt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 114, dadurch gekennzeichnet, dass – eine an das thermisch geregelte optische Element angrenzende Kontaktzone vorgesehen ist, der zumindest zeitweise ein Kontaktmedium zugeführt wird, – das thermisch geregelte optische Element einen beim Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat optisch genutzten ersten Bereich und einen optisch nicht genutzten zweiten Bereich aufweist und – wenigstens ein Teil eines ersten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen der gesamten erste Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen das Kontaktmedium abgeschirmt wird, wobei der erste Abschnitt der gesamte an das Kontaktmedium angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist, und/oder – wenigstens ein Teil eines zweiten Abschnitts des zweiten Bereichs, insbesondere im Wesentlichen der gesamte zweite Abschnitt des zweiten Bereichs, thermisch gegen eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abgeschirmt wird, wobei der zweite Abschnitt der gesamte an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzende Abschnitt des zweiten Bereichs ist.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 114 oder 115, dadurch gekennzeichnet, dass – das thermisch geregelte optische Element durch eine Halteeinrichtung gehalten ist und – wenigstens ein Teil der Halteeinrichtung, insbesondere im Wesentlichen die gesamte Halteeinrichtung, thermisch gegen ihre Umgebung abgeschirmt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 116, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des an eine benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzenden Abschnitts der Halteeinrichtung, insbesondere der gesamte an die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung angrenzende Abschnitt der Halteeinrichtung, thermisch gegen die benachbarte Sektion der Projektionseinrichtung abgeschirmt wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 115 bis 117, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Entkopplung – durch wenigstens eine passive Isoliereinrichtung erfolgt und/oder – durch wenigstens eine aktive Abschirmeinrichtung mit wenigstens einem Abschirmelement und wenigstens einer mit dem Abschirmelement verbundenen Temperiereinrichtung erfolgt, wobei die Temperiereinrichtung derart ausgebildet ist, dass auf wenigstens einer der Oberflächen des Abschirmelements eine vorgebbare Temperaturverteilung im Wesentlichen eingehalten wird.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 92 bis 118, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl höher ist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 92 bis 119, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element aus einem Material besteht, dessen Brechzahl eine höhere Temperaturempfindlichkeit aufweist als die Brechzahl von Quarzglas.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 92 bis 120, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch geregelte optische Element aus einem Spinell oder LuAG besteht.
Optisches Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 92 bis 121, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Apertur wenigstens 1,3, insbesondere wenigstens 1,4 beträgt.