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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spiegelanordnung für ein optisches System mit einer deformierbaren bzw. einstellbaren Spiegelfläche, sowie eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer entsprechenden Spiegelanordnung und ein Verfahren zur Kompensation von Abbildungsfehlern in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie unter Einsatz einer entsprechenden Spiegelanordnung.
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STAND DER TECHNIK
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In der Mikrolithographie werden zur Erzeugung mikro- oder nanostrukturierter Bauteile Projektionsbelichtungsanlagen eingesetzt, die mit Licht bzw. elektromagnetischer Strahlung mit immer kleinerer Wellenlänge arbeiten, z.B. Wellenlängen im Bereich des extrem ultravioletten Spektrums. Für derartige Projektionsbelichtungsanlagen werden Spiegelanordnungen benötigt, die beliebig geformte Spiegeloberflächen aufweisen. Außerdem ist es zur Kompensation von Abbildungsfehlern erstrebenswert, die Spiegelfläche anpassbar zu gestalten.
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Aus der
US 7,733,550 B2 ist ein deformierbarer Spiegel bekannt, wobei der Spiegel zweigeteilt aufgebaut ist und einen Zwischenraum zwischen einem Oberteil mit einer die Spiegelfläche enthaltenden, deformierbaren Membran und einem Unterteil definiert, welches eine Magnetanordnung aus Elektromagneten umfasst, die mit Permanentmagneten an der dem Zwischenraum zugewandten Seite der Spiegelmembran wechselwirken. Die Permanentmagnete sind somit an der Unterseite der Spiegelmembran an einer Seite des Zwischenraums angeordnet, während die Elektromagnete an der Oberseite des Unterteils an der gegenüber liegenden Seite des Zwischenraums befestigt sind. Oberteil und Unterteil bilden eine Baueinheit. Durch die unterschiedliche Erregung der Elektromagnete wird die Anziehungskraft bzw. Abstoßungskraft gegenüber den an der Spiegelmembran angeordneten Permanentmagnete variiert, so dass eine Deformation der Spiegelmembran und somit der Spiegelfläche eingestellt werden kann.
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Ein derartiges Spiegelelement soll gemäß der
US 7,733,550 B2 durch Ausbildung einer kontinuierlichen, flexiblen Schicht zwischen der Spiegelmembran und den Permanentmagneten an der Spiegelmembran die Handhabung des verformbaren Spiegels verbessern, so dass keine aufwändige Steuerung bzw. Regelung für die Elektromagnete notwendig wird, da im Stand der Technik ein Problem darin besteht, einen Kompromiss zwischen zu dünnen, verformbaren Membranen und zu dicken Spiegelkörpern zu finden. Wird nämlich die Membran, an der die Spiegelfläche angeordnet ist, zu dünn ausgebildet, so können lediglich geringfügige Kräfte ausgeübt werden, damit es zu keiner Beschädigung der Membran und der Spiegelfläche kommt und von daher ist ein hoher Steuerungs- bzw. Regelungsaufwand mit Erfassung genauer Messwerte erforderlich, um die Elektromagnete richtig steuern zu können, so dass es zu keiner Beschädigung der Spiegelmembran kommt. Ist jedoch die Spiegelmembran zu dick, sind die gewünschten Deformationen der Spiegelfläche nicht mehr erreichbar.
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Obwohl mit der Lösung der
US 7,733,550 B2 eine aufwändige Steuerung bzw. Regelung vermieden werden kann, ergibt sich durch die Verwendung der Elektromagnete weiterhin ein komplizierter Aufbau und die Belastung des Spiegelkörpers bzw. der Membran ist trotz der zusätzlichen flexiblen Schicht weiterhin hoch.
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Die
JP 2011 11 95 51 A offenbart ebenfalls ein Spiegelelement, welches über im Abstand veränderbare Permanentmagnete verformbar ist. Zwar wird hier der Aufwand für die Steuerung bzw. Regelung der Elektromagnete eingespart, jedoch muss auch hier die Belastung des verformbaren Spiegelkörpers berücksichtigt werden, um Beschädigungen des Spiegelkörpers und seiner Lagerung zu vermeiden.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spiegelanordnung, insbesondere für Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie bereitzustellen, bei welcher ein möglichst einfacher Aufbau und Betrieb mit einer einstellbaren oder deformierbaren Spiegelfläche möglich ist, und gleichzeitig die Belastung eines Spiegels bzw. seiner Lagerelemente mit entsprechenden Einstell- oder Deformationskräften klein gehalten werden kann. Zudem soll jedoch eine möglichst exakte Formeinstellung der Spiegelfläche möglich sein.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch Spiegelanordnungen mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 5 oder 10, sowie ein Verfahren zur Kompensation von Abbildungsfehlern in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt nach einem ersten Aspekt vor, bei einer Spiegelanordnung für ein optisches System, wie einer Projektionsbelichtungsanlage, an einem Spiegelkörper mit einer deformierbaren, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Fläche mindestens zwei oder mehr Magnete an der der reflektierenden Fläche gegenüberliegenden Seite des Spiegelkörpers anzuordnen, jeder dieser Magnete wird Spiegelkörpermagnet, die Gesamtheit dieser Magnete als Spiegelkörpermagnete bezeichnet und Magnete gegenüber den Spiegelkörpermagneten vorzusehen, jeder dieser Magnete wird als Gegenmagnet, die Gesamtheit dieser Magnete als Gegenmagnete bezeichnet, die mit den Spiegelkörpermagneten zusammenwirken, um so eine Deformation der Spiegelfläche zu ermöglichen. Mindestens ein Spiegelkörpermagnet und mindestens ein Gegenmagnet bilden dabei zusammen ein Magnetpaar, wobei sich die Magnete eines Magnetpaares überwiegend nur gegenseitig beeinflussen. Allerdings wird zur Verringerung der Belastung des Spiegelkörpers durch die elektromagentischen Kräfte weiter vorgeschlagen, die Spiegelkörpermagnete oder die Gegenmagnete mit ihren magnetischen Polen so auszurichten, dass ein Teil, vorzugsweise in etwa die Hälfte der Spiegelkörpermagnete oder der Gegenmagnete entgegengesetzt zum anderen Teil, vorzugseweise zur anderen Hälfte der Spiegelkörpermagnete oder Gegenmagnete orientiert ist. Dadurch kann die Gesamtkraft, die auf den Spiegelkörper einwirkt, erheblich reduziert werden, sodass ein geringerer Steuerungs- und Regelungsaufwand für die Ausübung der magnetischen Kräfte erforderlich wird bzw. der Spiegelkörper entsprechend leichter deformierbar ausgestaltet werden kann.
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Die Magnete, die hierbei Verwendung finden können, können sowohl Permanentmagnete, als auch Elektromagnete sein. Die Einstellung der magnetischen Kräfte kann bei Permanentmagneten durch Veränderung des Abstands, insbesondere durch eine lineare Bewegung der Permanentmagnete, beispielsweise mittels eines Aktuators, erfolgen, während bei den Elektromagneten die elektrischen Betriebsbedingungen bzw. die Erregung eingestellt werden kann.
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Um eine Deformation der optischen Fläche, d.h. der Spiegelfläche, über die gesamte Fläche zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von zusammenwirkenden Magnetpaaren über der Fläche verteilt vorgesehen sind, also in einem Feld nebeneinander und hintereinander angeordnet sind. Bei einer derartigen Anordnung können dann entweder die Spiegelkörpermagnete oder die Gegenmagnete abwechselnd in entgegengesetzter magnetischer Orientierung angeordnet sein, so dass in zwei unabhängigen Richtungen des flächigen Feldes der Magnetanordnung jeweils abwechselnd entgegengesetzt orientierte Magnete vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, dass in etwa die Hälfte der Magnetpaare einander anziehende magnetische Kräfte aufeinander ausüben, während die andere Hälfte der Magnetpaare abstoßend zueinander wirkt.
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Da durch die abwechselnde magnetische Orientierung der Magnetpaare die Gesamtbelastung auf den Spiegelkörper bzw. eine Spiegelköpermembran reduziert wird, kann neben einer Lagerung der Gegenmagnete in einer Baueinheit mit dem Spiegelkörper ähnlich der Ausführungsform der
US 7,733,550 B2 auch eine separate Lagerung unabhängig von der Lagerung des Spiegelkörpers gewählt werden, da die Belastung auf die Lagerelemente eines separat gelagerten Spiegelkörpers in einer derartigen Konstellation gering gehalten werden können.
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Zudem kann durch die Magnetanordnung eine Gewichtskompensation bezüglich des Gewichts des Spiegelkörpers eingestellt werden, sodass die Magnete so angeordnet bzw. betrieben werden, dass durch die magnetische Kraft der Spiegelkörper gehalten wird. Die Halte- und/oder Lagerfunktion, die die Magnetanordnung zusätzlich zur Funktion einer entsprechenden Formeinstellung des Spiegelkörpers für den Spiegelkörper mit übernehmen kann eine mechanische Lagerung ganz oder teilweise ersetzen. So ist vorstellbar, dass die Magnetanordnung nicht nur an der der Spiegelfläche gegenüberliegenden Seite vorgesehen wird, sondern zusätzlich auch der oder den Seitenflächen zwischen Spiegelfläche und deren Rückseite, sodass eine magnetische Lagerung bezüglich sämtlicher mechanischer Freiheiten oder nur eines Teils davon möglich ist. Durch die geeignete magnetische Lagerung lassen sich insbesondere auch Abbildungsfehler, die durch die Schwerkraft verursacht werden, wie Welligkeit oder Spannungsdoppelbrechung kompensieren.
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Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, können die Spiegelkörpermagnete, die an der Seite, die der Spiegelfläche des Spiegelkörpers gegenüber liegt, angeordnet sind, durch ein magnetisierbares Element ersetzt werden, welches flächig mit dem Spiegelkörper bzw. Spiegelkörpermembran verbunden ist. Durch das flächige, magnetisierbare Element kommt es zu einer Stabilisierung und Stützung des Spiegelkörpers, wobei gleichzeitig ein gleichmäßiger und kontinuierlicher Eintrag der magnetischen Kräfte realisiert wird und die zusätzliche Anordnung von einzelnen Magneten eingespart wird, so dass der Aufbau vereinfacht wird.
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Das magnetisierbare Element kann aus einem Werkstoff gebildet werden, der mit seinem thermischen Ausdehnungskoeffizienten an die thermischen Eigenschaften des Spiegelkörpers angepasst ist bzw. einen Invar-Effekt aufweist, so dass mit Veränderung der Temperatur keine oder nur geringfügige Dimensionsänderungen einhergehen. Dadurch kann vermieden werden, dass durch thermisch bedingte Dimensionsänderungen des magnetisierbaren Elements Deformationen in den Spiegelkörper und somit ungewollte Deformationen in der Spiegelfläche erzeugt werden.
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Auch bei einer Ausführungsform mit einem magnetisierbaren Element kann der Spiegelkörper separat von den Magneten gelagert sein oder zusammen mit den Magneten eine Baueinheit bilden, die insgesamt in einem optischen System gelagert ist.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung Schutz begehrt wird, wird vorgeschlagen, statt einer großen deformierbaren Spiegelfläche eine Vielzahl von kleinen verkippbaren Spiegelflächenelementen vorzusehen, wobei die Verkippung der Spiegelelemente ebenfalls durch magnetische Kräfte bewirkt werden kann. Folglich wird eine Spiegelanordnung vorgeschlagen, bei der eine Vielzahl von Spiegelelementen in einer Mehrfach- bzw. Mikrospiegelanordnung mit einer Vielzahl von Spiegelelementen in einem Feld aufgebaut ist (multi mirror array MMA), wobei jedes einzelne Spiegelelement um mindestens eine Achse kippbar ist. An jedem Spiegelelement ist mindestens ein Paar von Magneten oder mindestens eine magnetisierbare Komponente mit einem Magneten vorgesehen, so dass durch einstellbare Magnetkräfte die Drehung des Spiegelelements um die Drehachse bewirkt werden kann. Durch die Auflösung einer großen zu deformierenden Spiegelfläche der Spiegelanordnung in eine Vielzahl kleiner nicht deformierbaren, sondern kippbaren Spiegelelementflächen wird die Belastung der Spiegelkörper durch Deformationskräfte vermieden und gleichzeitig wird durch die Betätigung mittels Magneten eine exakte und genaue Ausrichtung der Spiegelflächen ermöglicht.
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Neben der Verkippung von Spiegelelementen in einem Mehrfachspiegelfeld können mit den entsprechenden Magnetanordnungen auch Positions- und/oder Ausrichtungsveränderungen vorgenommen werden, so dass einzelne Spiegel oder Spiegelelemente eines MMA entsprechend verschiedener Bewegungsfreiheitsgrade über die magnetischen Aktuatoren bewegt bzw. eingestellt werden können. Insbesondere kann eine Manipulation in allen sechs Bewegungsfreiheitsgraden, also Drehungen um drei unabhängige Raumachsen sowie translatorische Bewegungen entlang der unabhängigen Raumachsen erfolgen.
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In Kombination mit der Deformierbarkeit einer Spiegelfläche ergibt sich somit der Vorteil, dass zusätzlich zur Verformung eines optischen Elements auch eine Positionierung bzw. Ausrichtung möglich ist.
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Die erfindungsgemäßen Spiegelanordnungen können insbesondere in Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie eingesetzt werden und dort vor allem zur Kompensation von Abbildungsfehlern genutzt werden.
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Zur Beschreibung von Abbildungsfehlern bzw. Wellenfrontdeformationen werden in der geometrischen Optik Zernike-Polynome verwendet, die entsprechend ihren Ordnungsnummern verschiedene Abbildungsfehler beschreiben. Gemäß der vorliegenden Erfindung können durch die magnetischen Aktuatoren Deformationen und/oder Positions- bzw. Ausrichtungsveränderungen von optisch wirksamen Flächen vorgenommen werden, die eine Fehlerkorrektur bzw. Kompensation einer Vielzahl von unterschiedlichen Abbildungsfehlern ermöglichen, wie beispielsweise die bereits oben erwähnte Welligkeit oder Spannungsdoppelbrechung. Insbesondere ist auch eine Korrektur von sogenannten Zernike-Fehlern 0, 1 und 2 möglich, wobei die Zernike-Polynome mit den Ordnungsnummern 0, 1 und 2 die entsprechenden Wellenfrontdeformationen beschreiben.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen in einer rein schematischer Darstellung
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1 eine Seitenansicht einer ersten Spiegelanordnung gemäß der Erfindung;
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2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spiegelanordnung;
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3 in den Teilbildern a) bis c) Seitenansichten einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spiegelanordnung in unterschiedlichen Betriebszuständen;
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4 eine Darstellung einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage, in der die Erfindung eingesetzt werden kann; und in
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5 ein Ablaugdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs eines Verfahrens zur Kompensation von Abbildungsfehlern gemäß der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Die 1 zeigt eine erste Spiegelanordnung mit einem Spiegelkörper 1, an dem eine reflektierende Fläche 2 (Spiegelfläche) angeordnet ist. Bei dem Spiegelkörper kann es sich um jedes geeignete Spiegelmaterial handeln, welches für die unterschiedlichsten Wellenlängen als Spiegelmaterial geeignet ist. Insbesondere wird der Spiegelkörper aus einem Material gebildet, welches für die EUV (extrem ultraviolet)-Mikrolithographie als Spiegelmaterial geeignet ist.
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An der der Spiegelfläche 2 gegenüberliegenden Seite des Spiegelkörpers 1 sind eine Vielzahl von Magneten 5 angeordnet, die durch Elektromagneten oder Permanentmagneten verwirklicht sein können. Jedem dieser Magnete 5 ist gegenüberliegend ein Gegenmagnet 6, 7 zugeordnet, die in einem Lagerelement (nicht gezeigt) gelagert sind, welches bei Ausbildung der Gegenmagnete 6, 7 als Permanentmagnete eine individuelle Bewegung der Gegenmagnete 6, 7 ermöglicht, sodass der Abstand zwischen den Magneten 5 am Spiegelkörper 1 (Spiegelkörpermagnete 5) und der Gegenmagnete 6, 7 eingestellt werden kann. Dadurch können unterschiedliche Kräfte auf den Spiegelkörper 1 ausgeübt werden. Zur linearen Bewegung der Gegenmagnete 6, 7 können sämtliche geeignete Antriebe verwendet werden, die insbesondere selbsthemmend ausgeführt sein können, so dass die Position der Magnete bei einer bestimmten Einstellung auch ohne Energieversorgung gehalten werden kann. Beispielsweise könnten auch Aktuatoren, wie z.B. Piezoelemente eingesetzt werden. Bei Ausbildung der Gegenmagnete 6, 7 als Elektromagnete kann die individuelle Einstellung der magnetischen Kräfte durch Einstellung der Erregung der Elektromagnete erfolgen.
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Da die Magnete 5 und die Gegenmagnete 6, 7 über die gesamte Fläche des Spiegelkörpers 1 verteilt angeordnet sein können, kann durch die Ausübung der magnetischen Kräfte eine Verformung des Spiegelkörpers 1 und der Spiegelfläche 2 bewirkt werden, sodass die Spiegelfläche 2 eine beliebig gekrümmte Form einnehmen kann, die für den Einsatzzweck des Spiegels in einem optischen System erforderlich ist. Insbesondere kann die Spiegelfläche 2 eine Topographie aufgezwungen werden, die zu einer Kompensation von Abbildungsfehlern dient. Bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie können somit Wellenfrontdeformationen, die in Form von Zernike-Polynomen beschrieben werden durch ein derartig manipulierbares Spiegelelement kompensiert werden.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, sind die Gegenmagnete 6, 7 unterschiedlich orientiert angeordnet, während die Spiegelkörpermagnete 5 dieselbe magnetische Orientierung aufweisen. So sind bei den Spiegelkörpermagneten 5 des gezeigten Ausführungsbeispiels die magnetischen Pole so angeordnet, dass jeweils der Südpol an der Spiegelkörperseite vorgesehen ist, während der magnetische Nordpol an der vom Spiegelkörper 1 wegweisenden Seite vorliegt.
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Bei den Gegenmagneten ist die magnetische Orientierung nicht für alle Gegenmagnete 6, 7 gleich, sondern die Gegenmagnete 6, 7 sind abwechselnd in unterschiedlicher Richtung ausgerichtet. So sind die Gegenmagnete 6 so ausgerichtet, dass ihr Nordpol in Richtung des Spiegelkörpers 1 orientiert ist, während die Gegenmagnete 7 mit ihrem Südpol in Richtung des Spiegelkörpers 1 ausgerichtet sind. Dadurch kommt es zwischen den Gegenmagneten 6 und den Spiegelkörpermagneten 5 zu abstoßenden Kräften, während die Gegenmagnete 7 und die Spiegelkörpermagnete 5 Anziehungskräfte aufeinander ausüben.
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Da durch die abwechselnde Orientierung der Gegenmagnete 6, 7 im Wesentlichen die Hälfte der Gegenmagnete 6, 7 entgegengesetzt zur verbleibenden Hälfte orientiert ist, kommt es zu einem Ausgleich der insgesamt auf dem Spiegelkörper 1 ausgeübten Gesamtkraft. Entsprechend ist die Gesamtbelastung für den Spiegelkörper 1 reduziert.
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Folglich ist es auch möglich den Spiegelkörper 1, wie in der 1 gezeigt, separat und unabhängig von den Gegenmagneten 6, 7 zu lagern. In der 1 sind zwei Lager 3, 4 zur Lagerung des Spiegelkörpers 1 dargestellt.
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Alternativ wäre es möglich die Gegenmagnete 6, 7 in einem Lagerelement zu lagern, welches mit dem Spiegelkörper 1 verbunden ist, wobei dann die gesamte Baueinheit aus Spiegelkörper 1 und Lagerelement für die Gegenmagnete 6, 7 in einem optischen System angeordnet werden könnte.
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Außerdem ist es auch möglich die Magnetanordnung zur Lagerung des Spiegelkörpers zu verwenden, sodass auf separate Lager 3, 4 verzichtet werden kann oder diese durch eine magnetische Lagerung ersetzt werden kann. So könnten beispielsweise zur seitlichen Fixierung des Spiegelkörpers ebenfalls Magnete angeordnet werden.
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Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spiegelanordnung, wobei die Spiegelanordnung wiederum einen Spiegel mit einem Spiegelkörper 1 und einer Spiegelfläche 2 umfasst. Im Gegensatz zur Ausführungsform der 1 sind jedoch bei der Ausführungsform der 2 nicht eine Vielzahl von Paaren von Magneten, die miteinander wechselwirken, vorgesehen, sondern am Spiegelkörper 1 ist ein magnetisierbares Element 10, beispielsweise in Form einer magnetisierbaren Platte ausgebildet, die mit einer Magnetanordnung 11 aus einer Vielzahl von Magneten wechselwirkt, die ähnlich den Spiegelkörpermagneten 5 bzw. den Gegenmagneten 6, 7 der Ausführungsform der 1 in einer flächigen Anordnung entsprechend der Spiegelfläche 2 in einem Feld angeordnet sind. Die Magnete 11 können beispielsweise wiederum Permanentmagnete sein, wie die Gegenmagnete 6, 7 im Ausführungsbeispiel der 1, und durch entsprechende Änderung des Abstands zum magnetisierbaren Element 10 in ihrer magnetischen Wirkung eingestellt werden oder es können Elektromagnete vorgesehen werden, die durch unterschiedliche elektrische Erregung in ihrer magnetischen Wirkung verändert werden können.
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Da das magnetisierbare Element 10, welches beispielsweise durch eine metallische Platte oder eine metallische Folie realisiert sein kann, flächig mit dem Spiegelkörper 1 verbunden ist, ist es wie bei der Ausführungsform der 1 möglich, eine Verformung des Spiegelkörpers 1 und somit der Spiegelfläche 2 zu bewirken, um so eine Einstellung der Oberflächentopographie der Spiegelfläche 2 vorzunehmen.
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Um unerwünschte Auswirkungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zu vermeiden, können die Materialien entsprechend ähnlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten ausgewählt werden. Insbesondere kann das magnetisierbare Element 10 aus einem Material mit einem Invar-Effekt gebildet werden, bei welchem Temperaturänderungen keine oder nur geringfügige Dimensionsänderungen bewirken.
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Durch das magnetisierbare Element, welches flächig mit dem Spiegelkörper 1 verbunden ist, kommt es auch zu einem Ausgleich der Deformationskräfte, die auf den Spiegelkörper 1 einwirken, sodass eine kontinuierliche Oberflächentopographie an der Spiegelfläche 2 einstellbar ist. Darüber hinaus wird auch ein Teil der Belastung durch die magnetischen Kräfte von dem magnetisierbaren Element 10 aufgenommen. Somit wird auch hier die Belastung für den Spiegelkörper 1 reduziert.
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Die 3 zeigt in den Teilbildern a) bis c) eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spiegelanordnung, wobei hier insbesondere eine Vielzahl von Spiegelelementen in einem Mikrospiegelfeld (multi mirror erray) in einer flächigen Anordnung nebeneinander und hintereinander angeordnet sind, um durch die einzelnen Spiegelelemente insgesamt eine größere Spiegelfläche zu bilden. Die einzelnen Spiegelelemente sind mit ihrer Spiegelfläche 21 verkippbar, sodass die Spiegelfläche 21 in unterschiedlichen Richtungen orientiert sein kann. Bei der Ausführungsform der 3 sind die Spiegelkörper 20 mit der Spiegelfläche 21 über eine Drehachse 22 verkippbar gelagert. Es ist auch denkbar mehrere Drehachsen, insbesondere zwei gekreuzte Drehachsen vorzusehen, um die Spiegelfläche in zwei oder mehr Richtungen verkippen zu können.
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Die Verkippung der Spiegelfläche 21 um die Drehachse 22 wird durch eine Magnetanordnung bewirkt, wobei wiederum ein oder mehrere Spiegelkörpermagnete 25 vorgesehen sind, die an dem Spiegelkörper 20 angeordnet sind, sowie Gegenmagnete 26, die mit den Spiegelkörpermagneten 25 zusammenwirken. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 sind an dem Spiegelkörper 20 an einer Stelle, die der Spiegelfläche 21 bezüglich der Drehachse 22 gegenüber liegt, zwei Permanentmagnete 25a und 25b mit entgegengesetzter magnetischer Orientierung angebracht. Beabstandet von dem Spiegelkörper mit den Permanentmagneten 25a, 25b ist ein Elektromagnet 26 angeordnet, der mit den Permanentmagneten 25a, 25b zusammenwirkt. Durch unterschiedliche Erregung des Elektromagneten 26 und somit unterschiedliche magnetische Orientierung kann wie in den Teilbildern b) und c) gezeigt, der eine oder der andere Spiegelkörpermagnet 25a, 25b in Richtung des Elektromagneten 26 bewegt werden, wobei das Spiegelelement um die Drehachse 22 verkippt wird, sodass die Spiegelfläche 21 unterschiedliche Orientierungen einnehmen kann. Die Rückstellfedern 23 und 24 führen zu einer Rückkehr des Spiegelelements in die Position der 3a), wenn der Elektromagnet 26 nicht erregt ist.
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Durch die Unterteilung der Gesamtspiegelfläche in eine Vielzahl von Einzelspiegelflächen 21 der einzelnen Spiegelelemente kann die Gesamtbelastung eines entsprechenden Spiegelkörpers reduziert werden und gleichzeitig der gleiche Effekt erzielt werden, dass nämlich die Gesamtspiegelfläche eine gewünschte Topographie aufweisen kann, indem jedes Spiegelelement mit seiner Spiegelfläche in der gewünschten Orientierung ausgerichtet wird. Hierzu müssen lediglich die jedem Spiegelelement zugeordneten Elektromagnete in geeigneter Weise erregt werde.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie und insbesondere für Projektionsbelichtungsanlagen, die mit extrem ultraviolettem Licht (elektromagnetischer Strahlung) betrieben werden (EUV-Projektionsbelichtungsanlagen).
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Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer entsprechenden EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100, die eine EUV-Lichtquelle 101, ein Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionsobjektiv 103 aufweist. Mit dem Beleuchtungssystem 102 wird das Licht der EUV-Lichtquelle 101 auf ein Retikel 105 gelenkt, welches die auf einen Wafer 106 abzubildenden Strukturen aufweist. Das von dem Retikel 105 reflektierte EUV-Licht wird zur verkleinernden Abbildung der Strukturen des Retikels 105 durch das Projektionsobjektiv 103 auf den Wafer 106 gelenkt. Ein entsprechendes Projektionsobjektiv 103 für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage kann nach dem Ausführungsbeispiel aus mehreren Spiegeln aufgebaut sein, wobei ein Spiegel durch eine Spiegelanordnung 104 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer deformierbaren, reflektierenden Fläche oder einer Vielzahl von kippbaren Spiegelelementen ausgebildet sein kann. In ähnlicher Weise könnte auch in dem Beleuchtungssystem 102 eine erfindungsgemäße Spiegelanordnung vorgesehen werden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Spiegelanordnungen, wie sie beispielsweise als Spiegelanordnungen 104 in dem Projektionsobjektiv 100 Verwendung finden kann, ist eine Korrektur von Abbildungsfehlern der Projektionsbelichtungsanlage 100 möglich. Hierzu wird in einem Schritt S1 zunächst die entsprechende Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einer erfindungsgemäßen Spiegelanordnung bereitgestellt. Nachdem in einem Schritt S2 mindestens ein Abbildungsfehler der Projektionsbelichtungsanlage ermittelt worden ist, kann in einem Schritt S3 beispielsweise durch Berechnung und/oder Simulation eine Oberflächenform einer deformierbaren, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Oberfläche einer erfindungsgemäßen Spiegelanordnung bestimmt werden, mit der der Abbildungsfehler eliminiert oder minimiert werden kann. Bei einer Spiegelanordnung mit kippbaren Spiegelelementen können der oder die Kippwinkel der kippbaren Spiegelelemente bestimmt werden. Im Schritt S4 wird dann gemäß den ermittelten Einstellungen für die deformierbare, reflektierende Fläche oder das kippbare Spiegelelement die gewünschte Manipulation der Spiegelanordnung durch die dafür vorgesehenen Magnetanordnungen durchgeführt, um so den Abbildungsfehler der Projektionsbelichtungsanlage 100 zu minimieren oder ganz zu beseitigen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen realisiert werden können. Insbesondere offenbart die vorliegende Beschreibung sämtliche Kombinationen aller vorgestellten Einzelmerkmale.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7733550 B2 [0003, 0004, 0005, 0012]
- JP 2011119551 A [0006]
