DE102015104323A1

DE102015104323A1 - Zoomsystem mit austauschbaren optischen Elementen

Info

Publication number: DE102015104323A1
Application number: DE102015104323.8A
Authority: DE
Inventors: Holger Münz
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-09-29
Also published as: TWI703346B; TW201634972A; US10678033B2; WO2016151010A1; US20170285311A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs einer optischen Abbildungseinrichtung für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, mit einer ersten optischen Elementgruppe (110), die eine Mehrzahl erster optischer Elemente (110.1, 110.2) umfasst, die in einem Abbildungsstrahlengang angeordnet werden. Hierbei werden die optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs durch optische Elemente (113.1, 113.2) einer zweiten optischen Elementgruppe (113) in dem Abbildungsstrahlengang ersetzt werden. D die erste optische Elementgruppe (110) umfasst zwei reflektierende optische Elemente (110.1, 110.2) mit ersten optischen Parametern, die eine erste Petzvalsumme definieren, während die zweite optische Elementgruppe (113) zwei reflektierende optische Elemente (113.1, 113.2) mit zweiten optischen Parametern umfasst, die eine zweite Petzvalsumme definieren, wobei der Wert der ersten Petzvalsumme zumindest im Wesentlichen identisch mit dem Wert der zweiten Petzvalsumme ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Abbildungseinheit zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs einer optischen Abbildungseinrichtung. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang mit beliebigen optischen Einrichtungen bzw. optischen Abbildungsverfahren anwenden. Insbesondere lässt sie sich im Zusammenhang mit der Belichtung oder Inspektion von Substraten einsetzen, die bevorzugt bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm erfolgt. Die Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der Inspektion beliebiger Oberflächen bzw. Körper anwenden. So lässt sie sich insbesondere im Zusammenhang mit der Inspektion mikroelektronischer Schaltkreise oder der für deren Herstellung verwendeten Komponenten, insbesondere von Masken oder dergleichen, einsetzen.
In vielen technischen Bereichen, insbesondere im Bereich der Mikrolithographie, ist es unter anderem erforderlich, Körper und deren Oberflächen einer genauen optischen Inspektion zu unterziehen, um beispielsweise die Qualität eines Herstellungsprozesses beurteilen zu können, und gegebenenfalls korrigierend eingreifen zu können, sofern anhand der Inspektion festgestellt wird, dass vorgegebene Qualitätskriterien nicht erfüllt werden. Hierbei sind natürlich an die Präzision der für die Inspektion verwendeten Abbildungseinrichtung im Vergleich zu den für den Herstellungsprozess des zu inspizierenden Körpers verwendeten Einrichtungen die gleichen, wenn nicht sogar höhere Anforderungen zu stellen.
Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Fähigkeit der für die Inspektion verwendeten Abbildungseinrichtung, Licht unterschiedlicher Wellenlängen mit möglichst geringen Abbildungsfehlern zu verarbeiten, um der Abbildungseinrichtung ein breites Anwendungsfeld zu sichern. So ist es insbesondere im Zusammenhang mit Herstellungsverfahren, die einen optischen Prozess umfassen, wünschenswert bzw. von Vorteil, wenn die für die Inspektion verwendete Abbildungseinrichtung mit minimierten Abbildungsfehlern den Wellenlängenbereich verarbeiten kann, der auch während des optischen Prozesses verwendet wird. Hierbei handelt es sich beispielsweise um den Wellenlängenbereich von 193 nm (so genannter VUV-Bereich) bis 436 nm (so genannte Hg g-Linie).
In diesem Wellenlängenbereich weisen nur noch wenige optische Materialien eine ausreichende Transparenz auf, sodass die Systeme vornehmlich aus synthetischem Quarzglas (SiO₂) und Flußspat (CaF₂) aufgebaut sind.
Problematisch sind hierbei die chromatischen Aberrationen, also die von der Wellenlänge des Lichts abhängigen Abbildungsfehler. Wird für die Inspektion beispielsweise eine Abbildungseinrichtung mit refraktiven optischen Elementen (wie Linsen oder dergleichen) verwendet, sind die Abbildungsfehler der Abbildungseinrichtung mit vertretbarem Aufwand in der Regel nur für einen vergleichsweise engen Wellenlängenbereich minimiert. Eine so genannte Achromatisierung einer solchen dioptrischen, also nur refraktive optische Elemente umfassenden Abbildungseinrichtung, also eine Eliminierung solcher chromatischer Aberrationen, ist über einen breitbandigen Wellenlängenbereich (wie den oben genannten) kaum noch mit vertretbarem Aufwand möglich.
Häufig kommen daher so genannte katadioptrische Abbildungseinrichtungen zum Einsatz, die neben refraktiven optischen Elementen auch hinsichtlich chromatischer Aberrationen günstigere reflektive optische Elemente umfassen. Derartige katadioptrische Systeme sind beispielsweise aus der US 5,031,976 (Shafer), der US 5,717,518 (Shafer et al.), der US 7,136,159 B2 (Tsai et al.) und der US 2004/0027688 A1 (Lange) bekannt, deren gesamte Offenbarung hierin jeweils durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Unter anderem die US 2004/0027688 A1 (Lange) offenbart dabei im Zusammenhang mit der Waferinspektion ein hochaperturiges (numerische Apertur NA größer 0.90), stark vergrößerndes katadioptrisches Mikroskopobjektiv, an das ein Zoomsystem, also ein Optiksystem mit variabler Vergrößerung oder Brennweite, anschließt.
Für Anwendungen mit sehr breitem Wellenlängenbereich und/oder sehr kurzen Wellenlängen (typischerweise kleiner als 190 nm) können in der Regel auf wirtschaftliche Weise keine optischen Systeme mit refraktiven Elementen mehr verwendet werden. Ein solches breitbandig korrigiertes optisches Systeme muss in diesem Fall typischerweise alleine aus Spiegeln aufgebaut werden, also katoptrisch ausgeführt werden, wie dies beispielsweise aus der US 3,811,749 (Abel) bekannt ist, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Soll ein breitbandig korrigiertes optisches System mit einem Zoomsystem realisiert werden, so ist dann natürlich auch das Zoomsystem katoptrisch zu gestalten. Ein solches katoptrisches Zoomsystem ist beispielsweise aus der US 4,812,030 (Pinson) bekannt, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Hier wird ein einzelner Spiegel verschoben, um die Brennweite des Gesamtsystems zu ändern, wobei allerdings auch die Bildebene entsprechend mitverschoben wird. Eine ähnliche Wirkung kann auch durch einen Austausch eines Spiegels erreicht werden, wie dies beispielsweise in der US 4,964,706 (Cook) bekannt ist, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Auch hier verschiebt sich jedoch die Bildebene mit der Änderung der Gesamtbrennweite. Eine solche Verschiebung der Bildebene ist jedoch häufig unerwünscht, da sie das Gesamtsystem verkompliziert bzw. verteuert.
Da sich beim Zoomen auch die Einfallswinkel auf die Spiegel ändern, ist für eine hinreichend gute Abbildungsqualität bei fester Lage der Bildebene in der Regel die Bewegung von drei Spiegeln erforderlich. Ein solches katoptrisches Zoomsystem mit fester Lage der Bildebene ist beispielsweise aus der US 5,144,476 (Kebo) bekannt, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Hier werden drei der vier Spiegel verfahren, um die Bildebene ortsfest zu halten. Hierbei ist allerdings die Lage des in das Zoomsystem einfallenden Strahls nicht konstant, was die Verwendung dieses Zoomsystems als Teilsystem eines größeren Gesamtsystems erschwert.
Bei einem gattungsgemäßen Zoomsystem können schließlich auch mehrere Spiegel ausgetauscht werden, um verschiedene Vergrößerungen bei fester Lage der Bildebene zu realisieren, wie dies beispielsweise aus der US 5,009,494 (Iossi et al.) bekannt, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Dort wird die gesamte, aus drei Spiegeln bestehende Optik des Zoomsystems ausgetauscht, um die Vergrößerung der Abbildung zu variieren. Auch hier ist allerdings wiederum die Lage des in das Zoomsystem einfallenden Strahls nicht konstant, was die Verwendung auch dieses Zoomsystems als Teilsystem eines größeren Gesamtsystems erschwert.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Verfahren bzw. eine Abbildungseinheit zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs einer optischen Abbildungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen und insbesondere in einfacher Weise eine breitbandig korrigierte Abbildung bei einfacher Integration in ein größeres optisches Gesamtsystem ermöglichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, dass in einfacher Weise eine breitbandig korrigierte Abbildung bei einfacher Integration in ein größeres optisches Gesamtsystem möglich ist, wenn man für die beiden optischen Elementgruppen, die zur Verstellung des Vergrößerungsmaßstabs gegeneinander ausgetauscht werden, jeweils ein Paar reflektierender optische Elemente verwendet, deren optische Parameter sich zwar unterscheiden, um die Verstellung des Vergrößerungsmaßstabs zu realisieren, deren Petzvalsummen jedoch zumindest im Wesentlichen identisch sind.
Dadurch dass der Wert der ersten Petzvalsumme (der ersten optischen Elementgruppe) zumindest im Wesentlichen identisch mit dem Wert der zweiten Petzvalsumme (der zweiten optischen Elementgruppe) ist, kann mit wenigen optischen Elementen neben einer breitbandigen Korrektur in vorteilhafter Weise ein System erreicht werden, bei dem zum einen die Strahllage auf Eingangsseite und der Ausgangsseite der jeweiligen optischen Elementgruppe (vor und nach dem Austausch) zumindest im Wesentlichen unverändert bleiben. Zudem kann hiermit auch erreicht werden, dass auch die Pupillenlage und Bildfeldwölbung (vor und nach dem Austausch) zumindest im Wesentlichen gleich bleiben. Hiermit ist eine besonders einfache Integration des (hinsichtlich der Abbildungsfehler) breitbandig korrigierten Zoomsystems in ein größeres optisches Gesamtsystem möglich.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Verfahren zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs einer optischen Abbildungseinrichtung für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, mit einer ersten optischen Elementgruppe, die eine Mehrzahl erster optischer Elemente umfasst, die in einem Abbildungsstrahlengang angeordnet werden, bei dem die optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs durch optische Elemente einer zweiten optischen Elementgruppe in dem Abbildungsstrahlengang ersetzt werden. Dabei umfasst die erste optische Elementgruppe zwei reflektierende optische Elemente mit ersten optischen Parametern, die eine erste Petzvalsumme definieren, während die zweite optische Elementgruppe zwei reflektierende optische Elemente mit zweiten optischen Parametern umfasst, die eine zweite Petzvalsumme definieren, wobei der Wert der ersten Petzvalsumme zumindest im Wesentlichen identisch mit dem Wert der zweiten Petzvalsumme ist.
Es sei an dieser Stelle nochmals erwähnt, dass sich die ersten optischen Parameter und die zweiten optischen Parameter, aus denen die jeweilige Petzvalsumme ermittelt wird, paarweise voneinander unterscheiden, um die Verstellung des Vergrößerungsmaßstabs zu realisieren. Mithin wird also für ein optisches Element der ersten optischen Elementgruppe ein anderer Wert des optischen Parameters gewählt als für das entsprechende optische Element der zweiten optischen Elementgruppe (welches dieses optische Element der ersten optischen Elementgruppe ersetzt). Lediglich die aus den paarweise unterschiedlichen Werten des optischen Parameters bestimmten Petzvalsummen sind also zumindest im Wesentlichen identisch.
Für die beiden optischen Elementgruppen können grundsätzlich beliebige geeignete optische Elementgruppen verwendet werden, welche die Bedingung im Wesentlichen identischer Petzvalsummen erfüllen. Vorzugsweise wird für die erste optische Elementgruppe und/oder für die zweite optische Elementgruppe ein afokales optisches Elementsystem verwendet, da hiermit eine besonders einfache Einbindung in ein größeres optisches Gesamtsystem möglich ist.
Zusätzlich oder alternativ wird für die erste optische Elementgruppe und/oder für die zweite optische Elementgruppe vorzugsweise ein anastigmatisches optisches Elementsystem verwendet und/oder ein aplanatisches optisches Elementsystem verwendet. Beides führt jeweils zu einem besonders gut hinsichtlich der entsprechenden Abbildungsfehler breitbandig korrigierten Zoomsystem.
Bei bevorzugten Varianten werden als die beiden optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe zwei optische Elemente mit zumindest im Wesentlichen konfokalen und zumindest im Wesentlichen paraboloiden optischen Flächen verwendet. Die optischen Flächen der ersten optischen Elementgruppe liegen dabei auf im Wesentlichen koaxial angeordneten paraboloiden ersten Flächen. Hiermit lassen sich die oben beschriebenen Eigenschaften und Vorteile in besonders einfacher Weise realisieren.
Die bei der Abbildung optisch genutzten Bereiche der optischen Flächen der ersten optischen Elementgruppe können auf beliebige geeignete Weise angeordnet sein. Bevorzugt sind sie auf Segmenten ausgebildet, die quer zu den Achsen der paraboloiden ersten Flächen versetzt sind.
Die gegebenenfalls erforderlichen Passagen für das Licht im Abbildungsstrahlengang können dabei durch Ausnehmungen in dem jeweiligen optischen Element realisiert sein. Bei bestimmten, leicht bauenden Varianten können die optischen Flächen der ersten optischen Elementgruppe aber auch auf Trägersegmenten ausgebildet sein, die quer zu den Achsen der paraboloiden ersten Flächen versetzt sind.
Zusätzlich oder alternativ werden als die beiden optischen Elemente der zweiten optischen Elementgruppe zwei optische Elemente mit zumindest im Wesentlichen konfokalen und zumindest im Wesentlichen paraboloiden optischen Flächen verwendet. Dabei liegen die optischen Flächen der zweiten optischen Elementgruppe auf im Wesentlichen koaxial angeordneten paraboloiden zweiten Flächen. Auch hier sind die bei der Abbildung optisch genutzten Bereiche der optischen Flächen der zweiten optischen Elementgruppe bevorzugt auf Segmenten bzw. Trägersegmenten ausgebildet, die quer zu den Achsen der paraboloiden zweiten Flächen versetzt sind.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die optischen Flächen zumindest eines der optischen Elemente der ersten bzw. zweiten optischen Elementgruppe gegebenenfalls leicht von einer ideal paraboloiden Form abweichen können. Solche Abweichungen können zum einen durch die erzielbare Fertigungsgenauigkeit bedingt sein. Vorrangig können aber auch gezielte Abweichungen von einer ideal paraboloiden Form vorgesehen sein, welche zur Korrektur von Abbildungsfehlern des optischen Systems dienen. Mithin können also beispielsweise definierte Welligkeiten oder dergleichen der ideal paraboloiden Form überlagert sein, um Wellenfrontaberrationen des optischen Systems zumindest teilweise auszugleichen.
Bei bestimmten Varianten mit solchen paraboloiden optischen Flächen werden als die optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe ein erstes Primärelement mit einer ersten Primärelementbrennweite f₁₁ und ein erstes Sekundärelement mit einer ersten Sekundärelementbrennweite f₁₂ verwendet, wobei die erste optische Elementgruppe einen ersten Vergrößerungsmaßstab M₁ definiert, für den gilt:
Als die optischen Elemente der zweiten optischen Elementgruppe werden ein zweites Primärelement mit einer zweiten Primärelementbrennweite f₂₁ und ein zweites Sekundärelement mit einer zweiten Sekundärelementbrennweite f₂₂ verwendet, wobei die zweite optische Elementgruppe einen zweiten Vergrößerungsmaßstab M₂ definiert, für den gilt:
Für die erste Petzvalsumme P₁ bzw. die zweite Petzvalsumme P₂ gilt für solche Paare paraboloider optischer Flächen:
Mit der Bedingung identischer Petzvalsummen, d. h. mit P₁ = P₂ (5) gilt dann weiterhin:
sodass sich beispielsweise mit vorgegebenen Vergrößerungsmaßstäben M₁ und M₂ sowie einer vorgegebenen ersten Primärelementbrennweite f₁₁ in einfacher Weise die übrigen Parameter der ersten und zweiten optischen Elementgruppe ermitteln lassen.
Für die jeweiligen optischen Elemente können grundsätzlich beliebige geeignete optische Parameter gewählt werden. Bevorzugt wird als ein optisches Element der ersten optischen Elementgruppe ein erstes Primärelement mit einem ersten Primärelementscheitelkrümmungsradius r₁₁ verwendet, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt. Zusätzlich oder alternativ wird als ein optisches Element der ersten optischen Elementgruppe ein erstes Sekundärelement mit einem ersten Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₁₂ verwendet, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt. Zusätzlich oder alternativ wird als ein optisches Element der zweiten optischen Elementgruppe ein zweites Primärelement mit einem zweiten Primärelementscheitelkrümmungsradius r₂₁ verwendet, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt. Zusätzlich oder alternativ wird schließlich als ein optisches Element der zweiten optischen Elementgruppe ein zweites Sekundärelement mit einem zweiten Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₂₂ verwendet wird, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt. Mit diesen Parameterwerten lassen sich jeweils besonders günstige Konfigurationen, insbesondere besonders kompakte Konfigurationen bei günstiger Variation des Vergrößerungsmaßstabes erzielen.
Bei weiteren bevorzugten Varianten wird (beispielsweise durch ein Bild einer im Strahlengang vorgelagerten Einheit, beispielsweise einer vorgelagerten Blende oder dergleichen, oder durch eine entsprechende Eintrittspupilleneinheit) lichteintrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe und/oder der zweiten optischen Elementgruppe eine Eintrittspupille definiert. Ein erstes Primärelement der ersten optischen Elementgruppe wird dann in einem ersten Betriebszustand bevorzugt derart angeordnet, dass ein Scheitelpunkt des ersten Primärelements entlang einer optischen Achse der Abbildungseinrichtung in einem Abstand von der Eintrittspupille liegt, der zumindest im Wesentlichen einer ersten Primärelementbrennweite f₁₁ des ersten Primärelements entspricht. Zusätzlich oder alternativ wird ein zweites Primärelement der zweiten optischen Elementgruppe in einem zweiten Betriebszustand derart angeordnet, dass ein Scheitelpunkt des zweiten Primärelements entlang einer optischen Achse der Abbildungseinrichtung in einem Abstand von der Eintrittspupille liegt, der zumindest im Wesentlichen einer zweiten Primärelementbrennweite f₂₁ des zweiten Primärelements entspricht. Ist die Bedingung für beide Primärelemente erfüllt, hat dies den Vorteil, dass die Austrittspupille beim Austausch zumindest im Wesentlichen unverändert bleibt.
Bei weiteren Varianten wird (beispielsweise durch ein Bild einer im Strahlengang vorgelagerten Einheit, beispielsweise einer vorgelagerten Blende oder dergleichen, oder durch eine entsprechende Eintrittspupilleneinheit) lichteintrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe und/oder der zweiten optischen Elementgruppe eine Eintrittspupille für ein, insbesondere kollimiertes, Eintrittslichtbündel definiert, das einem ersten Teil der optischen Achse der Abbildungseinrichtung zugeordnet ist, der auf ein Primärelement der ersten optischen Elementgruppe und/oder der zweiten optischen Elementgruppe trifft. Lichtaustrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe und/oder der zweiten optischen Elementgruppe wird (gegebenenfalls durch ein Bild einer im Strahlengang vorgelagerten Einheit, beispielsweise einer vorgelagerten Blende oder dergleichen, oder durch eine entsprechende Austrittspupilleneinheit) eine Austrittspupille für ein, insbesondere kollimiertes, Austrittslichtbündel definiert, das einem zweiten Teil der optischen Achse der Abbildungseinrichtung zugeordnet ist, der von einem Sekundärelement der ersten optischen Elementgruppe und/oder der zweiten optischen Elementgruppe ausgeht. Das Primärelement und das zugeordnete Sekundärelement werden dann quer zu dem ersten Teil der optischen Achse zueinander mit einem Querversatz angeordnet, um in einfacher Weise einen abschattungsfreien Abbildungsstrahlengang zu erzielen.
Der Querversatz kann grundsätzlich beliebig groß gewählt werden, wobei er im Interesse einer kompakten Anordnung und guten Abbildungsqualität möglichst klein gewählt wird, wobei bevorzugt natürlich Verschattungen durch in den Strahlengang ragende Komponenten, insbesondere durch die optischen Elemente der ersten und zweiten optischen Elementgruppe selbst, zumindest möglichst weit gehend vermieden werden. Bevorzugt wird der Querversatz derart gewählt, dass der die Eintrittspupille durchtretende Anteil des Abbildungslichtbündels vor Durchtreten der Austrittspupille die Eintrittspupille und/oder die Austrittspupille und/oder die optischen Elemente überschneidungsfrei und/oder verschattungsfrei in einem Abstand passiert, der weniger als 5% bis 20%, vorzugsweise 1% bis 15%, weiter vorzugsweise 1% bis 10%, eines Durchmessers der Eintrittspupille oder eines maximalen Durchmessers des Eintrittslichtbündels beträgt. Insbesondere kann der Querversatz bei besonders kompakt gestalteten Konfigurationen 50% bis 250%, vorzugsweise 75% bis 200%, weiter vorzugsweise 90% bis 150%, eines kleinsten Scheitelkrümmungsradius der optischen Elemente betragen.
Die optischen Elemente können grundsätzlich beliebig gestaltet werden, insbesondere mit konkaven optischen Flächen versehen werden. Bevorzugt wird für wenigstens eines der optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe, insbesondere für ein Primärelement der ersten optischen Elementgruppe, und/oder für wenigstens eines der optischen Elemente der zweiten optischen Elementgruppe, insbesondere für ein Primärelement der zweiten optischen Elementgruppe, ein optisches Element mit konkaver optischer Fläche verwendet.
Bei bestimmten Varianten können gegebenenfalls aber auch eine oder mehrere konvexe optische Flächen (also optische Flächen negativer Brechkraft) verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann daher für wenigstens eines der optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe, insbesondere für ein Sekundärelement der ersten optischen Elementgruppe, und/oder für wenigstens eines der optischen Elemente der zweiten optischen Elementgruppe, insbesondere für ein Sekundärelement der zweiten optischen Elementgruppe, ein optisches Element mit konvexer optischer Fläche verwendet werden. Insbesondere in Kombination mit einer zugeordneten konkaven optischen Fläche lassen sich dabei besonders kompakte Konfigurationen erzielen.
Der Austausch der optischen Elemente kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. So kann beispielsweise das jeweilige optische Element oder Elementpaar separat von einer Stützstruktur gelöst bzw. an dieser montiert werden, um den Austausch zu realisieren. Ebenso sind natürlich beliebige Aktuatoreinrichtungen oder dergleichen realisierbar, welche das jeweilige optische Element oder Elementpaar entsprechend aus dem Abbildungsstrahlengang heraus bzw. in den Abbildungsstrahlengang hinein bewegen.
Bevorzugt erfolgt die Bewegung einzelner oder aller gegeneinander auszutauschender Elemente gemeinsam, gegebenenfalls auch gleichzeitig, da hier mit ein besonders einfacher und schneller Austausch bzw. eine besonders einfache und schnelle Verstellung des Vergrößerungsmaßstabs möglich ist. Vorzugsweise wird daher wenigstens eines der optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs gemeinsam mit wenigstens einem optischen Element der zweiten optischen Elementgruppe bewegt.
Bei dieser Bewegung kann es sich um eine beliebig komplexe Bewegung auf einer beliebigen geeigneten Bewegungsbahn handeln. Bevorzugt wird eine einfache Schwenkbewegung realisiert, da hiermit eine besonders einfache und kompakte Gestaltung realisiert werden kann.
Hierbei können grundsätzlich beliebig viele unterschiedliche Trägerkomponenten für die optischen Elemente verwendet werden. Bevorzugt ist jedoch wenigstens eines der optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe auf einer gemeinsamen Trägereinrichtung mit wenigstens einem optischen Element der zweiten optischen Elementgruppe angeordnet. Besonders einfache und robuste Gestaltungen ergeben sich, wenn alle optischen Elemente der ersten und zweiten optischen Elementgruppe auf einer gemeinsamen Trägereinrichtung angeordnet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Abbildungsverfahren für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, bei dem über einer Beleuchtungseinrichtung mit einer optischen Beleuchtungselementgruppe ein Objekt beleuchtet wird und mittels einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Projektionselementgruppe eine Abbildung des Objekts auf einer Bildeinrichtung erzeugt wird. Dabei wird in der Projektionseinrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verstellen eines Vergrößerungsmaßstabs bei der Abbildung des Objekts verwendet wird. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Abbildungseinheit für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, mit einer ersten optischen Elementgruppe und einer Stützstruktur, wobei die erste optischen Elementgruppe eine Mehrzahl erster optischer Elemente umfasst, die mittels der Stützstruktur in einem Abbildungsstrahlengang angeordnet sind. Die Stützstruktur und die optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe sind derart ausgebildet, dass die optischen Elemente der ersten optischen Elementgruppe in einem Normalbetrieb der Abbildungseinheit zum Verstellen eines Vergrößerungsmaßstabs der Abbildungseinheit durch optische Elemente einer zweiten optischen Elementgruppe in dem Abbildungsstrahlengang ersetzt werden. Dabei umfasst die erste optische Elementgruppe zwei reflektierende optische Elemente mit ersten optischen Parametern, die eine erste Petzvalsumme definieren, während die zweite optische Elementgruppe zwei reflektierende optische Elemente mit zweiten optischen Parametern umfasst, die eine zweite Petzvalsumme definieren. Der Wert der ersten Petzvalsumme ist zumindest im Wesentlichen identisch mit dem Wert der zweiten Petzvalsumme. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich eine optische Abbildungseinrichtung für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, mit einer Beleuchtungseinrichtung mit einer optischen Beleuchtungselementgruppe, einer Objekteinrichtung zur Aufnahme eines Objekts, einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Projektionselementgruppe und einer Bildeinrichtung. Die Beleuchtungseinrichtung ist dabei zur Beleuchtung des Objekts (104.1) ausgebildet, während die Projektionseinrichtung zur Projektion einer Abbildung des Objekts auf die Bildeinrichtung ausgebildet ist. Die Projektionseinrichtung umfasst eine erfindungsgemäße optische Abbildungseinheit. Auch hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Hierbei gehören jegliche Kombinationen der offenbarten Merkmale ungeachtet ihrer Erwähnung in den Ansprüchen zum Gegenstand der Erfindung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung, welche eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinheit umfasst, bei der eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen optischen Abbildungsverfahrens mit einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs der optischen Abbildungseinrichtung zur Anwendung kommt.
2 ist eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinheit aus 1.
3 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinheit aus 2 in einem ersten Betriebszustand mit einem ersten Vergrößerungsmaßstab.
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Teils der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinheit aus 2 in einem zweiten Betriebszustand mit einem zweiten Vergrößerungsmaßstab.
5 ist ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Abbildungsverfahrens bei dem eine bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs der optischen Abbildungseinrichtung aus 1 zur Anwendung kommt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung 101 beschrieben. Zur Vereinfachung des Verständnisses der nachfolgenden Erläuterungen wurde in die beigefügten Zeichnungen ein orthogonales xyz-Koordinatensystem eingeführt, in welchem die z-Richtung mit der Richtung der Gravitationskraft zusammenfällt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere Ausrichtung dieses xyz-Koordinatensystems bzw. der Komponenten der optischen Abbildungseinrichtung im Raum gewählt sein kann.
Die 1 ist eine schematische, nicht maßstäbliche Darstellung der optischen Abbildungseinrichtung in Form einer optischen Inspektionseinrichtung 101, welche zur Inspektion von Substraten, wie Wafern oder Masken, dient, wie sie im Zusammenhang der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise zum Einsatz kommen. Die Abbildungseinrichtung 101 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 102 und eine optische Projektionseinrichtung 103, eine Objekteinrichtung 104 und eine Bildeinrichtung 105.
Die Projektionseinrichtung 103 ist dazu ausgebildet, in einem Abbildungsprozess eine Abbildung eines Projektionsmusters auf einem Objekt in Form einer Maske 104.1, das in der Objekteinrichtung 104 aufgenommen ist, auf einen Bildsensor 105.1 der Bildeinrichtung 105 zu projizieren. Hierzu beleuchtet die Beleuchtungseinrichtung 102 über eine Lichtleiteinrichtung 106.1 die Maske 104.1 mit einem Beleuchtungslichtbündel (welches in 1 durch die Linie 102.1 angedeutet ist). Die Projektionseinrichtung 103 erhält dann das von der Maske 104.1 kommende Projektionslichtbündel (welches in 1 durch die Linie 103.1 angedeutet ist) und projiziert das Abbild des Projektionsmusters der Maske 104.1 auf den Bildsensor 105.1.
Die Beleuchtungseinrichtung 102 umfasst ein (in 1 nur stark schematisiert dargestelltes) System optischer Elemente 106, während die optische Projektionseinrichtung 103 ein weiteres System optischer Elemente 107 mit einer Mehrzahl optischer Module 108, 109 umfasst. Die optischen Module der optischen Systeme 106 und 107 sind dabei entlang einer gefalteten optischen Achse 101.1 der Abbildungseinrichtung 101 angeordnet. Eines der optischen Module der Projektionseinrichtung 103 ist eine erfindungsgemäße optische Abbildungseinheit in Form einer Zoomeinheit 108, mittels derer, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, mit einem erfindungsgemäßen Verfahren der Vergrößerungsmaßstab der Projektionseinrichtung 103 eingestellt werden kann.
Im gezeigten Beispiel arbeitet die Abbildungseinrichtung 101 mit Licht im UV-Bereich bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, nämlich zwischen 5 nm und 180 nm, genauer gesagt bei einer Wellenlänge von etwa 120 nm bis 180 nm, typischerweise von 150 nm bis 180 nm. Folglich sind die optischen Elemente in der Beleuchtungseinrichtung 102 und der Projektionseinrichtung 103 ausschließlich als reflektive optische Elemente ausgebildet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung, welche mit anderen Wellenlängen arbeiten, auch einzeln oder in beliebiger Kombination beliebige Arten von optischen Elementen (z. B. refraktive, reflektive oder diffraktive optische Elemente) zum Einsatz kommen können. Weiterhin kann gegebenenfalls auch die Beleuchtungseinrichtung 102 ein weiteres erfindungsgemäßes optisches Modul in Form einer weiteren Zoomeinrichtung, umfassen.
Wie insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen ist, umfasst die Zoomeinheit 108 eine erste optische Elementgruppe 110 mit zwei ersten optischen Elementen 110.1 und 110.2. Bei den beiden ersten optischen Elementen 110.1 und 110.2 der ersten optischen Elementgruppe 110 handelt es sich um ein erstes Primärelement in Form eines ersten Primärspiegels 110.1 und ein erstes Sekundärelement in Form eines ersten Sekundärspiegels 110.2.
In einem ersten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101, der insbesondere in den 2 und 3 dargestellt ist, lenkt der erste Primärspiegel 110.1 im vorliegenden Beispiel das primärseitig durch eine Eintrittspupille 111.1 einer Eintrittspupilleneinheit 111 einfallende, kollimierte Projektionslichtbündel 103.1 auf den ersten Sekundärspiegel 110.2, welcher dieses dann durch eine Austrittspupille 112.1 einer Austrittspupilleneinheit 112 wieder aus der Zoomeinheit 108 herausführt.
Es versteht sich hierbei, dass die Eintrittspupille 111.1 und/oder die Austrittspupille 112.1 bei anderen Varianten der Erfindung natürlich auch nicht durch eine solche Eintrittspupilleneinheit 111 bzw. eine solche Austrittspupilleneinheit 112 definiert sein können, sondern durch ein Bild einer im Strahlengang der ersten optischen Elementgruppe 110 vorgelagerten Einheit, beispielsweise einer vorgelagerten Blende oder dergleichen.
Der erste Primärspiegel 110.1 und der erste Sekundärspiegel 110.2 weisen jeweils eine zumindest im Wesentlichen paraboloide optische Fläche 110.3 bzw. 110.4 auf, die konfokal zueinander angeordnet sind (deren Brennpunkte F11 und F12 also zusammenfallen). Die optische Fläche 110.3 des ersten Primärspiegels 110.1 liegt dabei auf einer rotationsparaboloiden Fläche 110.5, während die optische Fläche 110.4 des ersten Sekundärspiegels 110.2 auf einer rotationsparaboloiden Fläche 110.6 liegt. Die rotationsparaboloiden Flächen 110.5 und 110.6 und damit auch die optischen Flächen 110.3 und 110.4 sind koaxial angeordnet, d. h. ihre Rotationsachsen 110.7 und 110.8 fallen zusammen.
Durch die Verwendung solcher konfokaler und koaxialer optischer Flächen 110.3 und 110.4 ergibt sich für die Zoomeinheit 108 in vorteilhafter Weise ein afokales optisches Elementsystem, bei dem sich mit dem kollimierten Projektionslichtbündel 103.1 am primärseitigen Eintritt (durch eine Eintrittspupille 111.1) ein kollimiertes Projektionslichtbündel 103.1 am sekundärseitigen Austritt (durch die Austrittspupille 112.1) ergibt. Hierdurch lässt sich die Zoomeinheit 108 besonders einfach optisch in das Gesamtsystem 107 der Projektionseinrichtung 103 einbinden.
Weiterhin kann durch den ersten Primärspiegel 110.1 und den ersten Sekundärspiegel 110.2 ein anastigmatisches und aplanatisches optisches Elementsystem realisiert werden, wodurch sich in dem ersten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101 eine besonders gut sowie breitbandig hinsichtlich der entsprechenden Abbildungsfehler korrigierte Zoomeinheit 108 ergibt.
Wie 3 zu entnehmen ist, weist der erste Primärspiegel 110.1 eine erste Primärelementbrennweite f₁₁ auf, während der erste Sekundärspiegel 110.2 eine erste Sekundärelementbrennweite f₁₂ aufweist. Hieraus ergibt sich für die erste optische Elementgruppe 110 ein erster Vergrößerungsmaßstab M₁, für den gemäß Gleichung (1) gilt:
Die erste optische Elementgruppe 110 definiert dabei in dem ersten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101 einen Beitrag zur Feldkrümmung der Projektionseinrichtung 103, mithin also eine erste Petzvalsumme P₁, für die gemäß Gleichung (3) gilt:
wobei R₁ der Krümmungsradius ist, der diesem Beitrag zur Feldkrümmung in dem ersten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101 entspricht.
Wie insbesondere den 2 und 4 weiterhin zu entnehmen ist, umfasst die Zoomeinheit 108 eine (in Figur nur durch eine gestrichelte Kontur angedeutete) zweite optische Elementgruppe 113 mit zwei zweiten optischen Elementen 113.1 und 113.2. Bei den beiden zweiten optischen Elementen 113.1 und 113.2 der zweiten optischen Elementgruppe 113 handelt es sich um ein zweites Primärelement in Form eines zweiten Primärspiegels 113.1 und ein zweites Sekundärelement in Form eines zweiten Sekundärspiegels 113.2.
In einem zweiten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101, der in 4 dargestellt ist und in 2 durch eine gestrichelte Konturen 113, 113.1, 113.2 angedeutet ist, ist die erste optische Elementgruppe 110 durch die zweite optische Elementgruppe 113 ausgetauscht, die zweite optische Elementgruppe 113 ersetzt somit die erste optische Elementgruppe 110 im Abbildungsstrahlengang des Projektionslichtbündels 103.1.
In dem zweiten Betriebszustand lenkt der zweite Primärspiegel 113.1 im vorliegenden Beispiel wiederum das primärseitig durch eine Eintrittspupille 111.1 einfallende, kollimierte Projektionslichtbündel 101.1 auf den zweiten Sekundärspiegel 113.2, welcher dieses dann durch eine Austrittspupille 112.1 wieder aus der Zoomeinheit 108 herausführt.
Der zweite Primärspiegel 113.1 und der zweite Sekundärspiegel 113.2 weisen ebenfalls jeweils eine zumindest im Wesentlichen paraboloide optische Fläche 113.3 bzw. 113.4 auf, die konfokal zueinander angeordnet sind (deren Brennpunkte F21 und F22 also zusammenfallen). Die optische Fläche 113.3 des zweiten Primärspiegels 113.1 liegt dabei auf einer rotationsparaboloiden Fläche 113.5, während die optische Fläche 113.4 des zweiten Sekundärspiegels 113.2 auf einer rotationsparaboloiden Fläche 113.6 liegt. Die rotationsparaboloiden Flächen 113.5 und 113.6 und damit auch die optischen Flächen 113.3 und 113.4 sind wiederum koaxial angeordnet, d. h. ihre Rotationsachsen 113.7 und 113.8 fallen zusammen.
Durch die Verwendung solcher konfokaler und koaxialer optischer Flächen 113.3 und 113.4 ergibt sich für die Zoomeinheit 108 auch in dem zweiten Betriebszustand in vorteilhafter Weise ein afokales optisches Elementsystem, bei dem sich mit dem kollimierten Projektionslichtbündel 103.1 am primärseitigen Eintritt (durch eine Eintrittspupille 111.1) ein kollimiertes Projektionslichtbündel 103.1 am sekundärseitigen Austritt (durch die Austrittspupille 112.1) ergibt. Hierdurch lässt sich die Zoomeinheit 108 insgesamt besonders einfach optisch in das Gesamtsystem 107 der Projektionseinrichtung 103 einbinden.
Weiterhin kann durch den zweiten Primärspiegel 113.1 und den zweiten Sekundärspiegel 113.2 wiederum ein anastigmatisches und aplanatisches optisches Elementsystem realisiert werden, wodurch sich auch in dem zweiten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101 eine besonders gut sowie breitbandig hinsichtlich der entsprechenden Abbildungsfehler korrigierte Zoomeinheit 108 ergibt.
Wie 4 zu entnehmen ist, weist der zweite Primärspiegel 113.1 eine zweite Primärelementbrennweite f₂₁ auf, während der zweite Sekundärspiegel 113.2 eine zweite Sekundärelementbrennweite f₂₂ aufweist. Hieraus ergibt sich für die zweite optische Elementgruppe 113 ein zweiter Vergrößerungsmaßstab M₂, für den gemäß Gleichung (2) gilt:
Die zweite optische Elementgruppe 113 definiert dabei in dem zweiten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101 wiederum einen Beitrag zur Feldkrümmung der Projektionseinrichtung 103, mithin also eine zweite Petzvalsumme P₂, für die gemäß Gleichung (4) gilt:
wobei R₂ dann der Krümmungsradius ist, der diesem Beitrag zur Feldkrümmung in dem zweiten Betriebszustand der Abbildungseinrichtung 101 entspricht.
Die einfache wechselseitige Austauschbarkeit der afokalen ersten optischen Elementgruppe 110 und der afokalen zweiten optischen Elementgruppe 113 und damit die einfache Integration der Zoomeinheit 108 in das Gesamtsystem 107 der Projektionseinrichtung 103 ergibt sich im vorliegenden Beispiel dadurch, dass die optischen Parameter der ersten optischen Elementgruppe 110 und der zweiten optischen Elementgruppe 113, im vorliegenden Fall also die Brennweiten (f₁₁, f₁₂, f₂₁, f₂₂) so gewählt sind, dass der Wert der ersten Petzvalsumme P₁ gleich dem Wert der zweiten Petzvalsumme P₂ ist, mithin also gilt gemäß Gleichung (5): P₁ = P₂.
Aus den Gleichungen (3) und (4) ergibt sich dann mit dieser Bedingung sowie vorgegebenen Vergrößerungsmaßstäben M₁ und M₂ weiterhin für die optischen Parameter der zweiten optischen Elementgruppe 113 gemäß Gleichung (6):
und gemäß Gleichung (7):
Mithin lassen sich beispielsweise also mit vorgegebenen Vergrößerungsmaßstäben M₁ und M₂ sowie einer vorgegebenen ersten Primärelementbrennweite f₁₁ in einfacher Weise die übrigen Parameter der ersten optischen Elementgruppe 110 und der zweiten optischen Elementgruppe 113 ermitteln.
Um die Verstellung des Vergrößerungsmaßstabs zwischen den beiden Betriebszuständen zu realisieren, mithin also zu erreichen, dass gilt: M₁ ≠ M₂, (8) unterscheiden sich die ersten optischen Parameter (hier die Brennweiten f₁₁, f₁₂) und die zweiten optischen Parameter (hier die Brennweiten f₂₁, f₂₂), aus denen die jeweilige Petzvalsumme ermittelt wird, paarweise voneinander. Mithin wird also für den ersten Primärspiegel 110.1 eine erste Primärelementbrennweite f₁₁ gewählt, die sich von der zweiten Primärelementbrennweite f₂₁ für den zweiten Primärspiegel 113.1 unterscheidet, sodass mithin gilt: f₁₁ ≠ f₂₁. (9)
Gleiches gilt dann natürlich für die Sekundärelementbrennweiten f₁₂ und f₂₂ der Sekundärspiegel 110.2 und 113.2, sodass mithin gilt: f₁₂ ≠ f₂₂. (10)
Weiterhin ist im vorliegenden Beispiel der erste Primärspiegel 110.1 so angeordnet, dass sein Scheitelpunkt S₁₁ in dem ersten Betriebszustand entlang des primärseitigen Teils der optischen Achse 101.1 bzw. entlang seiner Rotationsachse 110.7 in einem Abstand von der Eintrittspupille 111.1 liegt, welcher der ersten Primärelementbrennweite f₁₁ entspricht, während im zweiten Betriebszustand Gleiches für den Scheitelpunkt S₂₁ des zweiten Primärspiegels 113.1 gilt. Mithin ist im vorliegenden Beispiel also der zweite Primärspiegel 113.1 so angeordnet, dass sein Scheitelpunkt S₂₁ in dem zweiten Betriebszustand entlang des primärseitigen Teils der optischen Achse 101.1 bzw. entlang seiner Rotationsachse 113.7 in einem Abstand von der Eintrittspupille 111.1 liegt, welcher der zweiten Primärelementbrennweite f₁₂ entspricht. Mithin liegt also der Brennpunkt F11 des ersten Primärspiegels 110.1 bzw. der Brennpunkt F12 des zweiten Primärspiegels 113.1 jeweils in einer gemeinsamen Ebene 111.2 mit der Eintrittspupille 111.1. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Position und Lage der Austrittspupille 112.1 beim Austausch der ersten optischen Elementgruppe 110 und der zweiten optischen Elementgruppe 113 unverändert bleibt (nämlich in der Ebene 111.2 der Eintrittspupille 111.1), wodurch sich die Integration der Zoomeinheit 108 in das Gesamtsystem 107 der Projektionseinrichtung 103 weiter vereinfacht.
Die bei der Abbildung optisch genutzten Bereiche der optischen Flächen 110.3 und 110.4 der ersten optischen Elementgruppe 110 sind im vorliegenden Beispiel auf Trägersegmenten ausgebildet, die quer zu den Achsen 110.7 bzw. 110.8 der paraboloiden ersten Flächen 110.5 bzw. 110.6 versetzt sind und jeweils durch eine Stützstruktur 114 gehalten werden. Gleiches gilt für die bei der Abbildung optisch genutzten Bereiche der optischen Flächen 113.3 und 113.4 der zweiten optischen Elementgruppe 113. Hierdurch werden entsprechende Passagen für das Licht im Abbildungsstrahlengang gebildet.
Im vorliegenden Beispiel ist für einen abschattungsfreien Abbildungsstrahlengang somit ein Querversatz zwischen dem lichteintrittsseitigen bzw. primärseitigen kollimierten Eintrittslichtbündel (das dem primärseitigen ersten Teil der optischen Achse 101.1 in der Zoomeinheit 108 zugeordnet ist) und dem lichtaustrittsseitigen bzw. sekundärseitigen kollimierten Austrittslichtbündel (das dem sekundärseitigen Teil der optischen Achse 101.1 in der Zoomeinheit 108 zugeordnet ist). Der jeweilige Primärspiegel 110.1 bzw. 113.1 und der zugeordnete Sekundärspiegel 110.2 bzw. 113.2 sind hierzu dann quer zu dem primärseitigen bzw. sekundärseitigen Teil der optischen Achse 101.1 zueinander mit einem Querversatz Q₁ bzw. Q₂ (im Hinblick auf die Auftreffpunkte der primärseitigen und sekundärseitigen Teile der optischen Achse 101.1) angeordnet.
Der Querversatz Q₁ bzw. Q₂ kann grundsätzlich beliebig groß gewählt werden, wobei er im Interesse einer kompakten Anordnung und guten Abbildungsqualität möglichst klein gewählt wird. Bevorzugt wird der Querversatz Q₁ bzw. Q₂ derart gewählt, dass der die Eintrittspupille 111.1 durchtretende Anteil des Abbildungslichtbündels 103.1 vor Durchtreten der Austrittspupille 112.2 die angrenzenden Teile der Eintrittspupilleneinrichtung 111 und/oder der Austrittspupilleneinrichtung 112 und/oder der optischen Elemente überschneidungsfrei bzw. verschattungsfrei in einem Abstand passiert, der weniger als 5% bis 20%, vorzugsweise 1% bis 15%, weiter vorzugsweise 1% bis 10%, eines Durchmessers D_E der Eintrittspupille bzw. eines maximalen Durchmessers D_E des Eintrittslichtbündels beträgt. Insbesondere kann der Querversatz Q₁ bzw. Q₂ bei besonders kompakt gestalteten Konfigurationen 50% bis 250%, vorzugsweise 75% bis 200%, weiter vorzugsweise 90% bis 150%, des kleinsten Scheitelkrümmungsradius der optischen Elemente 110.1, 110.2, 113.1 und 113.2 betragen. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei diesem kleinsten Scheitelkrümmungsradius um den einen Scheitelkrümmungsradius r₂₂ des zweiten Sekundärspiegels 110.2.
Es versteht sich hierbei, dass im Falle einer (virtuellen) Eintrittspupille 111.1 und/oder einer (virtuellen) Austrittspupille 112.1, die durch ein Bild einer im Strahlengang der ersten optischen Elementgruppe 110 vorgelagerten Einheit (beispielsweise einer vorgelagerten Blende oder dergleichen) definiert ist, lediglich der durch die Eintrittspupille 111.1 einfallende Anteil des Abbildungslichtbündels 103.1 vor Durchtreten der Austrittspupille 112.2 die Eintrittspupille 111.1 und/oder die Austrittspupille 112.1 überschneidungsfrei in einem der oben genannten Abstände passiert.
Für die jeweiligen Primärspiegel 110.1 bzw. 113.1 und die jeweiligen Sekundärspiegel 110.2 bzw. 113.2 können grundsätzlich beliebige geeignete optische Parameter gewählt werden, wobei für den jeweiligen paraboloiden Spiegel mit einer Brennweite f_ij und einem Scheitelkrümmungsradius r_ij im Scheitel S_ij gilt:
Im vorliegenden Beispiel kann der erste Primärspiegel 110.1 einen ersten Primärelementscheitelkrümmungsradius r₁₁ = 300 mm aufweisen, während der erste Sekundärspiegel 110.2 einen ersten Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₁₂ = 150 mm aufweist. Im ersten Betriebszustand ergibt sich somit gemäß Gleichung (1) ein erster Vergrößerungsmaßstab M₁ = 0,5. Der zweite Primärspiegel 113.1 kann dann einen zweiten Primärelementscheitelkrümmungsradius r₂₁ = 600 mm aufweisen, während der zweite Sekundärspiegel 110.2 einen zweiten Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₂₂ = 120 mm aufweist. Im zweiten Betriebszustand ergibt sich somit gemäß Gleichung (2) ein zweiter Vergrößerungsmaßstab M₂ = 0,2.
Bei anderen Varianten kann der erste Primärelementscheitelkrümmungsradius r₁₁ 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, betragen, während der erste Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₁₂ 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, betragen kann. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Primärelementscheitelkrümmungsradius r₂₁ 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, betragen, während der zweite Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₂₂ 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, betragen kann. Mit diesen Parameterwerten lassen sich jeweils besonders günstige Konfigurationen, insbesondere besonders kompakte Konfigurationen bei günstiger Variation des Vergrößerungsmaßstabes erzielen.
Die jeweiligen Primärspiegel 110.1 bzw. 113.1 und die jeweiligen Sekundärspiegel 110.2 bzw. 113.2 optischen Elemente sind im vorliegenden Beispiel jeweils mit konkaven optischen Flächen 110.3 bzw. 113.3 und 110.4 bzw. 113.4 versehen. Bei bestimmten Varianten können gegebenenfalls aber auch eine oder mehrere konvexe optische Flächen (also optische Flächen negativer Brechkraft bzw. negativer Brennweite f_ij) verwendet werden. So kann beispielsweise zumindest einer der Sekundärspiegel 110.2 bzw. 113.2 mit konvexer optischer Fläche 110.4 bzw. 113.4 verwendet werden (d. h. f₁₂ < 0 bzw. f₂₂ < 0). Hierdurch lassen sich räumlich besonders kompakte Konfigurationen erzielen.
Der für die Verstellung des Vergrößerungsmaßstabes erforderliche Austausch der ersten optischen Elementgruppe 110 und der zweiten optischen Elementgruppe 113 kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. Im vorliegenden Beispiel sind die Spiegel 110.1, 110.2 der ersten optischen Elementgruppe 110 und die Spiegel 113.1, 113.2 der zweiten optischen Elementgruppe 113 bezüglich einer Achse 114.1 der Stützstruktur 114 um 90° verdreht an der Stützstruktur 114 montiert. Zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabes können die optische Elementgruppe 110 und die zweite optische Elementgruppe 113 dann einfach unter gleichzeitiger Bewegung aus dem Abbildungsstrahlengang heraus bzw. in den Abbildungsstrahlengang hinein bewegt werden, indem die Stützstruktur 114 in der entsprechenden Richtung um 90° um die Schwenkachse 114.1 durch einen entsprechenden Antrieb verschwenkt wird. Hierdurch ist ein besonders einfacher und schneller Austausch bzw. eine besonders einfache und schnelle Verstellung des Vergrößerungsmaßstabs möglich.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Variante eines erfindungsgemäßen Abbildungsverfahrens, welches mit der Inspektionseinrichtung 101 unter Verwendung einer bevorzugten Variante eines erfindungsgemäßen Zoomverfahrens durchgeführt wird.
Zunächst beginnt der Verfahrensablauf in einem Schritt 115.1. Dann werden in einem Schritt 115.2 die Komponenten der Inspektionseinrichtung 101 zur Verfügung gestellt und in der Weise positioniert, wie dies oben beschrieben wurde.
In einem Schritt 115.3 erfolgt dann eine Abbildung eines Zielgebiets der Maske 104.1. Hierzu wird die Maske 104.1 zunächst in einem Schritt 115.4 positioniert. In einem Schritt 115.5 wird dann gegebenenfalls in der oben beschriebenen Weise in der Zoomeinheit 108 durch Austausch der ersten optischen Elementgruppe 110 und der zweiten optischen Elementgruppe 113 der für die jeweilige Abbildung erforderliche Vergrößerungsmaßstab M₁ bzw. M₂ eingestellt. In einem Schritt 115.6 erfolgt dann die Abbildung des Zielgebiets der Maske 104.1, indem die Maske über die Beleuchtungseinrichtung 102 mit dem Abbildungslichtbündel beleuchtet und dann die entsprechenden Bereiche der Oberfläche der Maske 104.1 über die Projektionseinrichtung 103 auf die Sensoroberfläche des Bildsensors 105.1 abgebildet, wie dies oben beschrieben wurde.
In einem Schritt 115.7 wird dann überprüft, ob ein weiterer Abbildungsvorgang erfolgen soll. Ist dies der Fall, wird zu dem Schritt 115.3 zurück gesprungen. Andernfalls wird der Verfahrensablauf in einem Schritt 115.8 beendet.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Maskeninspektion für die Mikrolithographie beschrieben, wobei diese Maskeninspektion sowohl im Wesentlichen bei derselben Wellenlänge erfolgen kann, die im späteren Mikrolithographieprozess verwendet wird. Ebenso können aber auch beliebige hiervon abweichende Wellenlängen für die Inspektion verwendet werden.
Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen optischen Anwendungen, insbesondere Abbildungsverfahren bei anderen Wellenlängen, zum Einsatz kommen kann. So kann die Erfindung im Zusammenhang mit der Inspektion von Objekten, wie beispielsweise der so genannten Waferinspektion zu Einsatz kommen, bei welcher die mittels Mikrolithographie erzeugten Strukturen (z. B. Schaltkreise oder dergleichen) auf dem Wafer auf ihre Integrität etc. untersucht werden.
Ebenso kann sie aber auch selbst zur Belichtung eines Substrats, wie beispielsweise eines Wafers verwendet werden. An Stelle der Sensoreinheit 105.1 tritt dann in 1 beispielsweise ein solches Substrat, auf welches die Abbildung des Projektionsmusters der Maske 104.1 erfolgt.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend schließlich anhand konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben, welche konkrete Kombinationen der in den nachfolgenden Patentansprüchen definierten Merkmale zeigen. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Merkmalskombinationen beschränkt ist, sondern auch sämtliche übrigen Merkmalskombinationen, wie sie sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen ergeben, zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5031976 [0006]
US 5717518 [0006]
US 7136159 B2 [0006]
US 2004/0027688 A1 [0006, 0006]
US 3811749 [0007]
US 4812030 [0008]
US 4964706 [0008]
US 5144476 [0009]
US 5009494 [0010]

Claims

Verfahren zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs einer optischen Abbildungseinrichtung für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, mit einer ersten optischen Elementgruppe (110), die eine Mehrzahl erster optischer Elemente (110.1, 110.2) umfasst, die in einem Abbildungsstrahlengang angeordnet werden, bei dem – die optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs durch optische Elemente (113.1, 113.2) einer zweiten optischen Elementgruppe (113) in dem Abbildungsstrahlengang ersetzt werden, wobei – die erste optische Elementgruppe (110) zwei reflektierende optische Elemente (110.1, 110.2) mit ersten optischen Parametern umfasst, die eine erste Petzvalsumme definieren, – die zweite optische Elementgruppe (113) zwei reflektierende optische Elemente (113.1, 113.2) mit zweiten optischen Parametern umfasst, die eine zweite Petzvalsumme definieren, dadurch gekennzeichnet, dass – der Wert der ersten Petzvalsumme zumindest im Wesentlichen identisch mit dem Wert der zweiten Petzvalsumme ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei – für die erste optische Elementgruppe (110) und/oder für die zweite optische Elementgruppe (113) ein afokales optisches Elementsystem verwendet wird und/oder – für die erste optische Elementgruppe (110) und/oder für die zweite optische Elementgruppe (113) ein anastigmatisches optisches Elementsystem verwendet wird und/oder – für die erste optische Elementgruppe (110) und/oder für die zweite optische Elementgruppe (113) ein aplanatisches optisches Elementsystem verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei – als die beiden optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) zwei optische Elemente (110.1, 110.2) mit zumindest im Wesentlichen konfokalen und zumindest im Wesentlichen paraboloiden optischen Flächen (110.3, 110.4) verwendet werden, wobei die optischen Flächen (110.3, 110.4) der ersten optischen Elementgruppe (110) auf im Wesentlichen koaxial angeordneten paraboloiden ersten Flächen (110.5, 110.6) liegen, wobei die optischen Flächen (110.3, 110.4) der ersten optischen Elementgruppe (110) insbesondere auf Segmenten ausgebildet sind, die quer zu den Achsen (110.7, 110.8) der paraboloiden ersten Flächen (110.5, 110.6) versetzt sind, und/oder – als die beiden optischen Elemente (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113) zwei optische Elemente (113.1, 113.2) mit zumindest im Wesentlichen konfokalen und zumindest im Wesentlichen paraboloiden optischen Flächen (113.3, 113.4) verwendet werden, wobei die optischen Flächen (113.3, 113.4) der zweiten optischen Elementgruppe (113) auf im Wesentlichen koaxial angeordneten paraboloiden zweiten Flächen (113.5, 113.6) liegen, wobei die optischen Flächen (113.3, 113.4) der zweiten optischen Elementgruppe (113) insbesondere auf Segmenten ausgebildet sind, die quer zu den Achsen (113.7, 113.8) der paraboloiden zweiten Flächen (113.5, 113.6) versetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei – als die optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) ein erstes Primärelement (110.1) mit einer ersten Primärelementbrennweite f₁₁ und ein erstes Sekundärelement (110.2) mit einer ersten Sekundärelementbrennweite f₁₂ verwendet werden, wobei die erste optische Elementgruppe (110) einen ersten Vergrößerungsmaßstab M₁ definiert, für den gilt:
– als die optischen Elemente (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113) ein zweites Primärelement (113.1) mit einer zweiten Primärelementbrennweite f₂₁ und ein zweites Sekundärelement (113.2) mit einer zweiten Sekundärelementbrennweite f₂₂ verwendet werden, wobei die zweite optische Elementgruppe (113) einen zweiten Vergrößerungsmaßstab M₂ definiert, für den gilt:
– wobei weiterhin gilt:
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei – als ein optisches Element der ersten optischen Elementgruppe (110) ein erstes Primärelement (110.1) mit einem ersten Primärelementscheitelkrümmungsradius r₁₁ verwendet wird, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt, und/oder – als ein optisches Element der ersten optischen Elementgruppe (110) ein erstes Sekundärelement (110.2) mit einem ersten Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₁₂ verwendet wird, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt, und/oder – als ein optisches Element der zweiten optischen Elementgruppe (113) ein zweites Primärelement (113.1) mit einem zweiten Primärelementscheitelkrümmungsradius r₂₁ verwendet wird, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt, und/oder – als ein optisches Element der zweiten optischen Elementgruppe (113) ein zweites Sekundärelement (113.2) mit einem zweiten Sekundärelementscheitelkrümmungsradius r₂₂ verwendet wird, der 50 mm bis 1500 mm, vorzugsweise 100 mm bis 1000 mm, weiter vorzugsweise 200 mm bis 800 mm, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei – lichteintrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) eine Eintrittspupille (111.1) definiert wird, wobei – ein erstes Primärelement (110.1) der ersten optischen Elementgruppe (110) derart angeordnet wird, dass ein Scheitelpunkt des ersten Primärelements (110.1) entlang einer optischen Achse der Abbildungseinrichtung in einem Abstand von der Eintrittspupille (111.1) liegt, der zumindest im Wesentlichen einer ersten Primärelementbrennweite f₁₁ des ersten Primärelements (110.1) entspricht, und/oder – ein zweites Primärelement (113.1) der zweiten optischen Elementgruppe (113) derart angeordnet wird, dass ein Scheitelpunkt des zweiten Primärelements (113.1) entlang einer optischen Achse der Abbildungseinrichtung in einem Abstand von der Eintrittspupille (111.1) liegt, der zumindest im Wesentlichen einer zweiten Primärelementbrennweite f₂₁ des zweiten Primärelements (113.1) entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei – lichteintrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) eine Eintrittspupille (111.1) für ein, insbesondere kollimiertes, Eintrittslichtbündel definiert wird, das einem ersten Teil der optischen Achse der Abbildungseinrichtung zugeordnet ist, der auf ein Primärelement (110.1, 113.1) der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) trifft, und – lichtaustrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) eine Austrittspupille (112.1) für ein, insbesondere kollimiertes, Austrittslichtbündel definiert wird, das einem zweiten Teil der optischen Achse der Abbildungseinrichtung zugeordnet ist, der von einem Sekundärelement (110.2, 113.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) ausgeht, wobei – das Primärelement (110.1, 113.1) und das zugeordnete Sekundärelement (110.2, 113.2) quer zu dem ersten Teil der optischen Achse mit einem Querversatz zueinander angeordnet werden, – wobei der Querversatz insbesondere derart gewählt wird, dass der die Eintrittspupille (111.1) durchtretende Anteil des Abbildungslichtbündels vor Durchtreten der Austrittspupille (112.1) die Eintrittspupille (111.1) und/oder die Austrittspupille (112.1) und/oder die optischen Elemente (110.1, 110.2, 113.1, 113.2) verschattungsfrei in einem Abstand passiert, der weniger als 5% bis 20%, vorzugsweise 1% bis 15%, weiter vorzugsweise 1% bis 10%, eines Durchmessers der Eintrittspupille oder eines maximalen Durchmessers des Eintrittslichtbündels beträgt, – wobei der Querversatz insbesondere 50% bis 250%, vorzugsweise 75% bis 200%, weiter vorzugsweise 90% bis 150%, eines kleinsten Scheitelkrümmungsradius der optischen Elemente (110.1, 110.2, 113.1, 113.2) beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei – für wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110), insbesondere für ein Primärelement (110.1) der ersten optischen Elementgruppe (110), und/oder für wenigstens eines der optischen Elemente (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113), insbesondere für ein Primärelement (113.1) der zweiten optischen Elementgruppe (113), ein optisches Element (113.1, 113.2) mit konkaver optischer Fläche verwendet wird und/oder – für wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110), insbesondere für ein Sekundärelement (110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110), und/oder für wenigstens eines der optischen Elemente (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113), insbesondere für ein Sekundärelement (113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113), ein optisches Element mit konvexer optischer Fläche verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei – wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs gemeinsam mit wenigstens einem optischen Element (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113) bewegt wird, insbesondere verschwenkt wird, wobei – insbesondere wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) auf einer gemeinsamen Trägereinrichtung (114) mit wenigstens einem optischen Element (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113) angeordnet wird.
Optisches Abbildungsverfahren für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, bei dem – über einer Beleuchtungseinrichtung (102) mit einer optischen Beleuchtungselementgruppe (106) ein Objekt (104.1) beleuchtet wird und – mittels einer Projektionseinrichtung (103) mit einer optischen Projektionselementgruppe (107) eine Abbildung des Objekts (104.1) auf einer Bildeinrichtung (105) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – in der Projektionseinrichtung (103) ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Verstellen eines Vergrößerungsmaßstabs bei der Abbildung des Objekts (104.1) verwendet wird.
Optische Abbildungseinheit für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, mit – einer ersten optischen Elementgruppe (110) und – einer Stützstruktur (114), wobei – die erste optischen Elementgruppe (110) eine Mehrzahl erster optischer Elemente (110.1, 110.2) umfasst, die mittels der Stützstruktur (114) in einem Abbildungsstrahlengang angeordnet sind, – die Stützstruktur (114) und die optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) derart ausgebildet sind, dass die optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) in einem Normalbetrieb der Abbildungseinheit zum Verstellen eines Vergrößerungsmaßstabs der Abbildungseinheit durch optische Elemente (113.1, 113.2) einer zweiten optischen Elementgruppe (113) in dem Abbildungsstrahlengang ersetzt werden, – die erste optische Elementgruppe (110) zwei reflektierende optische Elemente (110.1, 110.2) mit ersten optischen Parametern umfasst, die eine erste Petzvalsumme definieren, und – die zweite optische Elementgruppe (113) zwei reflektierende optische Elemente (113.1, 113.2) mit zweiten optischen Parametern umfasst, die eine zweite Petzvalsumme definieren, dadurch gekennzeichnet, dass – der Wert der ersten Petzvalsumme zumindest im Wesentlichen identisch mit dem Wert der zweiten Petzvalsumme ist.
Optische Abbildungseinheit nach Anspruch 11, wobei – die erste optische Elementgruppe (110) und/oder für die zweite optische Elementgruppe (113) als afokales optisches Elementsystem ausgebildet ist und/oder – die erste optische Elementgruppe (110) und/oder für die zweite optische Elementgruppe (113) als anastigmatisches optisches Elementsystem ausgebildet ist und/oder – die erste optische Elementgruppe (110) und/oder die zweite optische Elementgruppe (113) als aplanatisches optisches Elementsystem ausgebildet ist und/oder – die beiden optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) zumindest im Wesentlichen konfokale und zumindest im Wesentlichen paraboloide optische Flächen (110.3, 110.4) aufweisen, wobei die beiden optischen Flächen (110.3, 110.4) der ersten optischen Elementgruppe (110) auf im Wesentlichen koaxial angeordneten paraboloiden ersten Flächen (110.5, 110.6) liegen, wobei die optischen Flächen (110.3, 110.4) der ersten optischen Elementgruppe (110) insbesondere auf Segmenten ausgebildet sind, die quer zu den Achsen (110.7, 110.8) der paraboloiden ersten Flächen (110.5, 110.6) versetzt sind, und/oder – die beiden optischen Elemente (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113) zumindest im Wesentlichen konfokale und zumindest im Wesentlichen paraboloide optische Flächen (113.3, 113.4) aufweisen, wobei die optischen Flächen (113.3, 113.4) auf im Wesentlichen koaxial angeordneten paraboloiden zweiten Flächen (113.5, 113.6) liegen, wobei die optischen Flächen (113.3, 113.4) insbesondere auf Segmenten ausgebildet sind, die quer zu den Achsen (113.7, 113.8) der paraboloiden zweiten Flächen (113.5, 113.6) versetzt sind. und/oder – wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110), insbesondere ein Primärelement (110.1) der ersten optischen Elementgruppe (110), und/oder wenigstens eines der optischen Elemente (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113), insbesondere ein Primärelement (113.1) der zweiten optischen Elementgruppe (113), ein optisches Element mit konkaver optischer Fläche ist und/oder – wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110), insbesondere ein Sekundärelement (110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110), und/oder wenigstens eines der optischen Elemente (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113), insbesondere ein Sekundärelement (113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113), ein optisches Element mit konvexer optischer Fläche ist.
Optische Abbildungseinheit nach Anspruch 11 oder 12, wobei – lichteintrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) eine Eintrittspupilleneinheit vorgesehen ist, die eine Eintrittspupille (111.1) definiert, wobei – in einem ersten Betriebszustand ein erstes Primärelement (110.1) der ersten optischen Elementgruppe (110) derart angeordnet ist, dass ein Scheitelpunkt des ersten Primärelements (110.1) entlang einer optischen Achse der Abbildungseinrichtung in einem Abstand von der Eintrittspupille (111.1) liegt, der zumindest im Wesentlichen einer ersten Primärelementbrennweite f₁₁ des ersten Primärelements (110.1) entspricht, und/oder – in einem zweiten Betriebszustand ein zweites Primärelement (113.1) der zweiten optischen Elementgruppe (113) derart angeordnet ist, dass ein Scheitelpunkt des zweiten Primärelements (113.1) entlang einer optischen Achse der Abbildungseinrichtung in einem Abstand von der Eintrittspupille (111.1) liegt, der zumindest im Wesentlichen einer zweiten Primärelementbrennweite f₂₁ des zweiten Primärelements (113.1) entspricht. und/oder – die Eintrittspupilleneinheit lichteintrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) eine Eintrittspupille (111.1) für ein, insbesondere kollimiertes, Eintrittslichtbündel definiert, das einem ersten Teil der optischen Achse der Abbildungseinrichtung zugeordnet ist, der auf ein Primärelement (110.1, 113.1) der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) trifft, und lichtaustrittsseitig der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (113) eine Austrittspupilleneinheit vorgesehen ist, die eine Austrittspupille (112.1) für ein, insbesondere kollimiertes, Austrittslichtbündel definiert, das einem zweiten Teil der optischen Achse der Abbildungseinrichtung zugeordnet ist, der von einem Sekundärelement (110.2, 113.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) und/oder der zweiten optischen Elementgruppe (110) ausgeht, wobei das Primärelement (110.1, 113.1) und das Sekundärelement (110.2, 113.2) quer zu dem ersten Teil der optischen Achse der zueinander mit einem Querversatz angeordnet sind.
Optische Abbildungseinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei – wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) dazu ausgebildet ist, zum Verstellen des Vergrößerungsmaßstabs gemeinsam mit wenigstens einem optischen Element (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113) bewegt, insbesondere verschwenkt, zu werden, wobei – insbesondere wenigstens eines der optischen Elemente (110.1, 110.2) der ersten optischen Elementgruppe (110) auf einer gemeinsamen Trägereinrichtung (114) mit wenigstens einem optischen Element (113.1, 113.2) der zweiten optischen Elementgruppe (113) angeordnet ist.
Optische Abbildungseinrichtung für die Belichtung oder Inspektion von Substraten, insbesondere bei einer Wellenlänge unterhalb von 200 nm, mit – einer Beleuchtungseinrichtung (102) mit einer optischen Beleuchtungselementgruppe (106), – einer Objekteinrichtung (104) zur Aufnahme eines Objekts (104.1), – einer Projektionseinrichtung (103) mit einer optischen Projektionselementgruppe (107) und – einer Bildeinrichtung (105), wobei – die Beleuchtungseinrichtung (102) zur Beleuchtung des Objekts (104.1) ausgebildet ist und – die Projektionseinrichtung (103) zur Projektion einer Abbildung des Objekts (104.1) auf die Bildeinrichtung (105) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Projektionseinrichtung (103) eine optische Abbildungseinheit (108) nach einem der Ansprüche 11 bis 14 umfasst.