本发明涉及一种曝光过程中使用的光学成像布置，尤其涉及一种微光刻系统的光学成像布置。本发明还涉及一种至少部分地校正这样的光学成像布置的成像误差的方法以及包括这样的成像误差校正的光学成像方法。本发明可以用于制造微电子装置(尤其是半导体装置)的光刻过程的背景下，或用于制造这样的光刻过程期间使用的装置(例如掩模或掩模母板(reticle))的背景下。
背景技术：
典型地，在制造微电子装置(例如半导体装置)的背景下使用的光学系统包括多个光学元件单元，光学元件单元包括光学系统的曝光光路中布置的光学元件，例如透镜和反射镜等。所述光学元件通常在曝光过程中协作，以将掩模、掩模母板等上形成的图案的像转印到例如晶片的基板上。光学元件通常组合在一个或多个功能上相异的光学元件组中。这些相异光学元件组可以由相异的光学曝光单元保持。尤其在主要折射式系统的情况下，这样的光学曝光单元常常由保持一个或多个光学元件的光学元件模块的堆叠体构造。这些光学元件模块通常包括外部的总体上环形的支撑装置，其支撑一个或多个光学元件保持器，光学元件保持器各自进而保持光学元件。
然而，由于正在进行的半导体装置的小型化，存在对于增强用于制造所述半导体装置的光学系统的分辨率的永久需求。对于增强分辨率的此需求明显地推动了对于光学系统的提高的数值孔径(na)和提高的成像精确度的需求。
实现增强的分辨率的一种途径是减小在曝光过程中使用的光的波长。近年来，已经采取了使用在极紫外(euv)范围内的光的途径，典型地使用在从5nm至20nm范围内的波长，在多数情况下波长约为13nm。在此euv范围内，不再可能使用常见的折射式光学器件。这是由于以下事实：在此euv范围内，通常用于折射式光学元件的材料展示一定程度吸收，其对于获得高质量曝光结果而言过高。因此，在euv范围内，在曝光过程中使用包括例如反射镜等的反射式元件的反射式系统，以将掩模上形成的图案的像转印到例如晶片的基板上。
向在euv范围中使用高数值孔径(例如na＞0.4至0.5)反射式系统的过渡关于光学成像布置的设计造成重大的挑战。
关键性的精确度要求之一是基板上的像的位置的精确度，其也称为视线(los)精确度。视线精确度通常近似与数值孔径的倒数成比例。因此，对于具有数值孔径na＝0.45的光学成像布置，视线精确度以因数1.4比具有na＝0.33的数值孔径的光学成像布置小。通常，对于na＝0.45的数值孔径，视线精确度范围在0.5nm以下。如果在曝光过程中也允许双重图案化，则精确度通常将必须以因数1.4进一步降低。因此，在此情况下，视线精确度将甚至范围在0.3nm以下。
尤其地，以上导致关于曝光过程中参与的部件之间的相对位置的非常严格的要求。此外，为了可靠地获得高质量半导体装置，不仅需要提供展示高度成像精确度的光学系统。还需要在整个曝光过程自始至终且在系统的寿命上维持这样的高度的精确度。因此，作为示例，在曝光过程中协作的光学成像布置部件(即掩模、光学元件以及晶片)必须被以良好限定的方式支撑，以维持所述光学成像布置部件之间的预定的空间关系以及提供高质量曝光过程。
为了即使在尤其经由接地结构支撑布置和/或经由内部振动扰动源(例如加速的质量(例如移动部件、湍流的流体流等))引入的振动的影响之下，以及在热诱导的位置改变的影响之下，在整个曝光过程自始至终维持光学成像布置部件之间的预定的空间关系，需要至少间歇地捕捉光学成像布置的某些部件之间的空间关系并且作为此捕捉过程的结果的函数而调整光学成像布置的部件中的至少一个的位置。
在最常规的系统中，捕捉曝光过程中协作的部件之间的空间关系的此过程是经由度量系统完成的，度量系统使用光学投射系统和基板系统的中央支撑结构作为公共参考，以能够容易地同步成像布置的主动调整的部分的运动。
另一方面，数值孔径上的增大通常导致所用的光学元件的大小(也称为光学元件的光学覆盖区)的增大。所用的光学元件的增大的光学覆盖区对它们的动态性质和用来实现上述调整的控制系统具有负面影响。此外，增大的光学覆盖区通常导致更大的光线入射角。然而，以这样的增大的光线入射角，通常用于产生光学元件的反射式表面的多层涂层的透射率急剧降低，明显地导致光功率上的不期望的损失和光学元件由于吸收的提高的加热。因此，为了使这样的成像在商业上可接受的规模下成为可能，必须使用甚至更大的光学元件。
这些情形导致具有高达1m×1m的光学覆盖区且彼此非常紧密地布置的相对大的光学元件的光学成像布置，光学元件的相互距离范围低至小于60mm。通常，在具有高数值孔径na、要求极低失真的这样的系统中，光路长度达到大于2m，而物到像偏移达到50cm和更大。这些核心数字本质上确定了支撑结构(例如光学元件的光学元件支撑结构以及度量系统的度量支撑结构)的总体大小。通常，这些支撑结构的总体尺寸粗略达到2m×1.2m×1.5m。
由上述情况产生的一个问题是，这样的大的结构通常是较不刚性的。例如，从以下圆形平面平行板垂直于其平坦表面的最大变形ωmax的等式将变得显而易见：
(其中：a：板的半径，h：板的中央厚度，v：泊松数，ρ：密度，e：弹性模量，以及，g：垂直于平坦表面的加速度)，增大板的直径(a)2倍将要求增大中央厚度(h)4倍，以保持最大变形ωmax稳定(即补偿刚度上的损失)。显而易见地，这样的板的质量正比于其厚度，其使动态问题恶化。
这样较不刚性的结构不仅带来调整控制性能的进一步限制，并且带来由于残余低频率振动扰动造成的相应的结构的准静态变形而造成的残余误差。尽管事实是相应的支撑结构以振动隔离方式提供支撑，这样的残余低频率振动扰动仍可能存在。因此，这样的低频率振动扰动的负面效应变得甚至更加突出。
此外，上述的构造空间限制以及光学系统的限制不允许这样的大的部件的简单集成。
解决这样的问题的途径总体上从wo2012/013559a1(hembacher)已知，其整体公开内容通过引用并入本文。根据此文档，在光学元件处测量作用在光学元件上的加速度，并且测量的加速度用来控制光学元件的主动变形装置，以抵消由加速造成的光学元件的变形。
然而，此方案的缺点是，主动变形装置需要附加的构造空间，其在尤其受这样的扰动影响的这样的大且沉重的光学元件的区域中通常是不可得的。此外，这样的大且沉重的光学元件展现高惯性，使得可能不能容易地实现或仅由足够强有力的致动器来实现对这样的扰动的足够快速的反应，再次导致增大的热问题并且使构造空间问题突出。
技术实现要素：
因此，本发明的目标是，至少在一定程度上，克服上述缺点并提供曝光过程中使用的光学成像布置的良好和长期的可靠成像性质。
本发明另外的目标是减少光学成像布置所需的努力，而至少维持曝光过程中使用的光学成像布置的成像精确度。
本发明的另外的目标是减少引入到光学成像布置的光学系统中的残余低频率振动扰动对成像质量的负面影响。
根据本发明实现这些目标，根据一方面，本发明基于光学成像布置所需努力总体减少而至少维持光学成像布置的成像精确度的技术教导，尤其是如果对引入到投射系统的(通常是决定性的)第一光学元件中的机械扰动进行测量，并且将获得的扰动信息用于控制在投射系统的不同的、第二光学元件上的成像误差校正行为，甚至在低频率振动扰动存在的情况下可以实现这些目标。
作用在与第一光学元件不同的第二光学元件上的优点是(至少部分)校正可以在一位置处实现，其是更容易可接入的和/或受到比通常沉重和/或大的(并且因此动态地更有决定性的)第一光学元件更小的构造空间限制。此外，第二光学元件可以是较小和/或较轻的元件，其在实现适当和足够快速的致动中产生较少的问题。
应注意到，通常将在空间中的全部自由度(dof)上确定机械扰动，其与所执行的特定成像过程中的成像质量是相关的(即在至少一个或多个自由度上，通常在全部六个自由度上)。那么，通常将需要作为捕捉的扰动的函数来执行第二光学元件的致动，以在全部这些相关自由度上实现适当校正或补偿。
此外，在其他方面中，促成对第一光学元件的总体支撑，因为总体上为避免将机械扰动(例如振动)等引入到第一光学元件中需要付出较少代价。
将认识到的是，也可以以前瞻性方式进行第二光学元件的致动的控制。捕捉的扰动则可以例如用来产生第一光学元件的由此扰动造成的反应的预报。预报然后可以用来启动对第二光学元件处的扰动的恰当的抵消作用。
可以使用光学成像布置的相关部分和/或光学性质的适当的数值地和/或经验性产生的模型来实现第二光学元件的这样的前瞻性控制。将认识到的是，这样的模型可以响应于与捕捉的扰动相关的相应的信息的输入而立即得出第二光学元件的控制的适当控制参数。还将认识到的是，扰动可以是任何类型的，其影响相应的度量支撑子结构的状态，并且可以由第二光学元件上恰当动作而至少部分地抵消。通常，这样的扰动是振动扰动。然而，诸如例如热扰动的其他扰动就此也可以是相关的。
因此，根据本发明的第一方面，提供了包括光学投射系统、支撑结构系统以及控制装置的光学成像布置。光学投射系统包括光学元件的组，光学元件的组由支撑结构系统支撑且配置为在曝光过程中使用曝光光沿着曝光光路将掩模的图案的像转印到基板上。光学元件的组包括第一光学元件和第二光学元件，并且控制装置包括传感器装置和主动装置。传感器装置功能上与第一光学元件关联且配置为捕捉机械扰动信息，机械扰动信息表示在至少一个自由度至全部六个自由度上作用在第一光学元件上的机械扰动。控制装置配置为作为机械扰动信息的函数来控制主动装置，使得主动装置作用在光学元件中的一个上，以至少部分地校正光学成像布置在曝光过程期间由作用在第一光学元件上的机械扰动造成的光学成像误差。主动装置至少作用在第二光学元件上，以至少部分地校正光学成像误差。
将认识到的是，作用在一个单个第二光学元件上以至少部分地(优选地实质上完全地)校正由机械扰动造成的光学成像误差可能是足够的。然而，在某些实施例的情况下，可以规定主动装置作用在多于一个第二光学元件上，以实现校正。
此外，在某些实施例的情况下，可以规定多于一个第一光学元件是校正系统的部分，并且由主动装置提供这些第一光学元件的成像误差的至少部分校正。此处，相似地，主动装置可以作用在一个或多个第二光学元件上，以(至少部分地)校正由作用在相应的第一光学元件上相应的机械扰动造成的相应的成像误差。特别地，再次地，可以作用在一个单个第二光学元件上，以实现相应的成像误差的(至少部分)校正。在一些情况下，可以经由从作用在相应的第一光学元件上的相应的捕捉的扰动确定的控制信号的简单覆盖来进行主动装置的控制。
将认识到的是，主动装置可以以任意期望和适当的方式设计，以作用在分配的第一光学元件上。例如，为了至少部分地校正由作用在第一光学元件上的机械扰动造成的成像误差，将某些刚体运动施加在第二光学元件上可能是足够的。然而，在某些实施例的情况下，附加地或作为替代，可能还需要产生第二光学元件的光学表面的某变形，以实现成像误差的适当校正。尽管第二光学元件的期望的刚体运动显而易见地必须经由支撑结构系统产生，第二光学元件的光学表面的期望的变形可以或者由支撑结构系统产生或者由作用于包括第二光学元件的光学模块内部的变形装置产生。
因此，在涉及处于主动校正的支撑结构系统的某些实施例的情况下，主动装置包括支撑结构系统的主动支撑单元，主动支撑单元支撑第二光学元件且配置为在至少一个自由度(至空间中的全部六个自由度)上调整第二光学元件的位置和/或取向和/或变形。
附加地或作为替代，尤其在涉及内部于包括第二光学元件的光学模块的主动装置的其他实施例的情况下，内部变形主动装置包括主动变形装置，主动变形装置被分配到第二光学元件且配置为在至少一个自由度上调整第二光学元件的变形。
如上概述的，对第一光学元件的几何状态(即位置和/或取向和/或变形)有影响的任意期望的和相关的机械扰动可以在恰当位置处使用恰当机构被捕捉为机械扰动，以捕捉所关注的扰动。
为此，优选地，传感器装置包括至少一个传感器单元，其优选地配置为捕捉适当信号，该适当信号允许恰当位置处的所关注的机械扰动的评估。将认识到的是，恰当传感器位置可以作为要捕捉的所关注的机械扰动的函数以及传感器位置与第一光学元件之间的机械扰动的传输函数(transmissionfunction)而改变。假定此传输函数是沿着扰动路径(即机械扰动从传感器位置到第一光学元件所采取的路径)足够熟知的，甚至传感器位置与第一光学元件之间的较长距离(沿着扰动路径)可以是可接受的。
在某些实施例的情况下，至少一个传感器单元机械连接到包括第一光学元件的光学元件单元。此外，在某些实施例的情况下，至少一个传感器单元机械连接到第一光学元件自身。这样的方案允许到达和作用在第一光学元件上的机械扰动的特别精确和简单的确定。
在某些实施例的情况下，在传感器位置处，至少一个传感器单元机械连接到光学成像布置部件，尤其是连接到支撑结构系统的支撑结构部件，传感器位置尤其位于第一光学元件附近。如上概述的，此处同样，可以实现到达和作用在第一光学元件上的机械扰动的精确和简单的确定。
如提到的，对第一光学元件的几何状态(即位置和/或取向和/或变形)有影响的任意期望的和相关的机械扰动可以被捕捉为机械扰动。在某些实施例的情况下，如果至少一个传感器单元配置为在至少一个自由度至全部六个自由度上捕捉加速度信息作为机械扰动信息，则可以实现机械扰动的尤其简单和精确的评估。此外，依赖加速度测量的这样的方案的优点是它们不涉及捕捉作为机械扰动的结果的任何光学波前像差(通常是复杂且昂贵的)。因此，尤其地，可以在实际曝光过程(即像至基板上的实际转印)期间且与之并行地进行光学成像误差的校正。
校正系统的效率尤其取决于校正控制系统的反应速度(即从捕捉机械扰动到实现第二光学元件上的恰当作用的反应时间)以及机械扰动朝向第一光学元件的运行时间和第一光学元件对机械扰动的敏感度。在某些实施例的情况下，作为这些参数的函数而选择捕捉机械扰动处的位置，以实现恰当和及时的校正。
更准确地，在这些情况中的一些情况下，存在扰动路径，机械扰动沿着扰动路径朝向第一光学元件最快地传播。传感器位置在扰动路径上，并且机械扰动沿着扰动路径具有从传感器位置到第一光学元件的扰动运行时间。控制装置具有从捕捉机械扰动信息到至少作用在第二光学元件上以至少部分地校正成像误差的控制反应时间。传感器位置沿着扰动路径位于与光学元件相距传感器位置距离处；并且选择传感器位置距离，使得控制反应时间小于或等于扰动运行时间。
将认识到的是，可以基本上以提供由机械扰动造成的成像误差的及时的和适当的校正的任意期望的和适当的方式提供校正的控制。在某些实施例的情况下，控制装置包括储存控制信息的存储器，其中控制信息表示至少一个控制信号，至少一个控制信号要作为机械扰动信息的函数而被提供到主动装置，以至少部分地校正由机械扰动造成的光学成像误差。为了至少部分地校正光学成像误差，控制装置的控制单元配置为使用机械扰动信息和控制信息来产生至少一个校正控制信号，并且将校正控制信号转送到主动装置。
将认识到的是，可能已经以任意适当方式获得了控制信息。更准确地，作为示例，控制信息可能已经在先前使用光学成像布置的相关部分的恰当模拟而被获得。附加地或作为替代，可能在先前已经使用经验性方法(例如从测试光学成像布置自身的或可比的光学成像布置的相关部分)获得了控制信息。
在依赖模拟结果的某些实施例的情况下，控制信息可以包括先前建立的机械数值模型和先前建立的光学模型。机械数值模型是光学成像布置的模型化部分的数值模型。模型化部分至少包括第一光学元件、捕捉机械扰动信息处的捕捉位置以及扰动路径，机械扰动沿着扰动路径从捕捉位置传播到第一光学元件。机械数值模型表示第一光学元件响应于在捕捉位置处盛行的机械扰动的位置和/或取向和/或几何形状上的几何改变。光学模型表示作为几何改变的函数的成像误差的成像误差改变。控制装置配置为产生作为成像误差改变的函数的校正控制信号。为此，控制装置可以尤其使用存储器中储存的先前建立的校正控制信号信息。校正控制信号信息表示作为成像误差改变的函数的校正控制信号。
将认识到的是，控制装置可以使用包含机械数值模型、光学模型以及最终的校正控制信号信息的适当数值组合的组合模型，使得，最终地，组合模型信息立即得出作为机械扰动信息的函数的校正控制信号。
在某些相当简单的实施例的情况下，为了产生校正控制信号，控制装置可以配置为使用机械数值模型来预测第一光学元件响应于在捕捉位置处捕捉的实际机械扰动的实际几何改变。此外，控制装置然后可以配置为使用光学模型来预测成像误差的作为预测的实际几何改变的函数的实际成像误差改变。最后，控制装置可以配置为使用校正控制信号信息来产生作为预测的实际成像误差改变的函数的实际校正控制信号。
将认识到的是，可以已经以包括模拟和/或经验性部件的任意期望的适当方式建立了控制信息。例如，可以已经使用光学成像布置的模型化部分的数值模型的形式的模拟部件建立了控制信息，模型化部分至少包括第一光学元件、捕捉机械扰动信息处的捕捉位置以及扰动路径，机械扰动沿着扰动路径从捕捉位置传播到第一光学元件，机械数值模型表示第一光学元件响应于捕捉位置处的机械扰动的位置和/或取向和/或几何形状上的几何改变。
附加地或作为替代，可能已经使用光学模型的形式的模拟部件建立了控制信息，光学模型表示成像误差的作为第一光学元件响应于机械扰动的几何改变的函数的成像误差改变。
附加地或作为替代，可以已经使用成像误差改变信息的形式的经验性部件建立了控制信息，成像误差改变信息表示成像误差响应于第一光学元件的限定的机械激发的改变，使用支撑结构系统的至少一个致动器装置产生了限定的机械激发。
可以已经以适当方式产生了机械激发。例如，支撑第一光学元件的致动器装置和/或支撑支撑结构系统的部分的致动器装置可以用来产生机械激发。此外，限定的机械激发可以具有任意期望的和适当的类型。例如，限定的机械激发可以为正弦激发。
将认识到的是，通常，对于大的和/或沉重的第一光学元件，由低频率振动造成的残余变形起到越来越重要的作用。因此，通常，第一光学元件在这样的低频率机械激发下的振动行为是尤其关注的。因此，优选地，附加地或作为替代，施加的限定的机械激发可以具有0.05hz至1000hz、优选地0.05hz至100hz、更优选地1hz至30hz、甚至更优选地1hz至5hz的激发频率；在某些优选的实施例的情况下，第一光学元件具有一阶弯曲共振频率和在0.05hz至一阶弯曲共振频率的三分之二的范围内的激发频率。
还将认识到的是，可以已经以任意适当的和期望的方式建立了控制信息。特别地，在适当的情况下，可以将控制信息确定为捕捉的机械扰动的直接函数。在这样的情况下，对于机械扰动的尤其简单和快速的反应是可能的。在某些实施例的情况下，以关于要被抵消的特定成像误差改变更加普遍可适用的方式建立控制信息(即不考虑特定位置处的特定机械扰动)。在这些情况下，可以使用校正控制信号信息建立了控制信息，校正控制信号信息表示作为成像误差改变的函数的校正控制信号。
将认识到的是，本发明可以在具有任意期望的支撑结构系统布局的任意期望的光学成像布置的背景下使用。因为，如提到的，在第一光学元件的重量和/或大小增大的情况下，低频率振动可能造成关于这样的光学成像布置中的成像精确度的越来越相关的问题。尽管存在光学元件的(单级或多级)振动隔离，但尤其可能是这种情况。因此，本发明可以尤其有利地使用在涉及这样的振动隔离的支撑结构系统布局中。
因此，在优选的实施例的情况下，支撑结构系统包括基部支撑结构和中间支撑结构，其中第一光学元件被支撑在中间支撑结构上；并且中间支撑结构经由振动隔离装置被支撑在基部结构上。优选地，振动隔离装置具有在从10hz至1hz、优选地从3hz至0.5hz、更优选地从1hz至0.1hz范围内的振动隔离共振频率；
还将认识到的是，本发明可以在任意期望的曝光光波长下的任意期望的光学成像过程的背景下使用。在微光刻的背景下实现尤其有利的结果。因此，在某些实施例的情况下，光学成像布置配置为在微光刻中使用，微光刻使用uv范围、尤其euv范围内的曝光光波长的曝光光。优选地，曝光光具有从5nm至20nm范围内的曝光光波长。此外，光学元件的组的光学元件优选地为反射式光学元件。
如上概述的，在大的和/或沉重的光学元件的背景下实现尤其有利的结果。因此，优选地，第一光学元件是光学元件的组的光学元件之中最大和/或最重的。
优选地，为了能够执行曝光过程，光学成像布置还包括照明单元、掩模单元以及基板单元。照明单元配置为用曝光光来照明掩模单元内接收的掩模，并且基板单元配置为接收要接收由光学投射系统转印的像的基板。
根据本发明的第二方面，提供在曝光过程中至少部分地校正光学成像布置的成像误差的方法，光学成像布置包括光学投射系统、支撑结构系统以及控制装置，其中光学投射系统包括光学元件的组，光学元件的组包含由支撑结构系统支撑的第一光学元件和第二光学元件并且在曝光过程中使用曝光光沿着曝光光路将掩模的图案的像转印到基板上。方法包括将传感器装置功能上关联于第一光学元件，并且捕捉机械扰动信息，机械扰动信息表示在至少一个自由度至全部六个自由度上作用在第一光学元件上的机械扰动。方法还包括作为机械扰动信息的函数来控制主动装置，使得主动装置作用在光学元件中的一个上，以至少部分地校正由作用在第一光学元件上的机械扰动造成的光学成像误差。本文中，主动装置至少作用在第二光学元件上，以至少部分地校正光学成像误差。
以此方法，在根据本发明的光学成像布置的背景下在上面概述的目标、变体和优点可以实现到相同程度，使得在这个范围对前述陈述进行明确的参考。
此外，根据本发明的第三方面，提供光学成像方法，包括在曝光过程中使用曝光光在光学成像布置中将图案的像转印到基板上，其中在曝光过程期间，使用根据本发明的方法至少部分地校正光学成像布置的成像误差。
还以此方法，在根据本发明的光学成像布置的背景下在上面概述的目标、变体和优点可以实现到相同程度，使得在这个范围对前述陈述进行明确的参考。
本发明的其他方面和实施例从从属权利要求和优选实施例的参考附图的以下描述将变得显而易见。无论是否在权利要求中明确列举，所公开的特征的全部组合在本发明的范围内。
附图说明
图1是根据本发明的光学成像布置的优选的实施例的示意图示，根据本发明的方法的优选的实施例可以用其执行；
图2是图1的光学成像布置的部分的示意图示；
图3是根据本发明的光学成像方法的优选的实施例的框图，其包含根据本发明的校正光学成像布置的成像误差的方法的优选的实施例，其可以用图1的光学成像布置来执行。
具体实施方式
下面，将参考图1至图3描述使用其可以执行根据本发明的方法的优选的实施例的根据本发明的光学成像布置101的优选的实施例。为了便于以下解释的理解，在一些附图中引入了xyz坐标系，其中z方向指代垂直方向(即重力的方向)。然而，将认识到的是，可以选择光学成像布置101的部件的任意其他空间取向。
图1是在13nm的波长的euv范围内操作的光学曝光设备101的形式的光学成像布置的高度示意性但不按比例的图示。光学曝光设备101包括光学投射单元102，光学投射单元102适配为将掩模103.1(位于掩模单元103的掩模台103.2上)上形成的图案的像转印到基板104.1(位于基板单元104的基板台104.2上)上。为此，光学曝光设备101包括照明系统105，照明系统105经由恰当光引导系统105.2用曝光光(由其主光线105.1表示)来照明反射式掩模103.1。光学投射单元102接收从掩模103.1反射的光，并且沿着曝光光路将掩模103.1上形成的图案的像投射到基板104.1(例如晶片等)上。
为此，光学投射单元102保持光学元件单元106.1至106.6的光学元件单元组106。此光学元件单元组106被保持在形成支撑结构系统的部分的光学元件支撑结构102.1内。光学元件支撑结构102.1可以采用光学投射单元102的外壳结构的形式，其在下面也称为投射光学系统盒结构(pob)102.1。然而，将认识到，此光学元件支撑结构不一定形成光学元件单元组106的完整的或甚至(光和/或流体)密封的罩。相反，其也可以部分地形成为开放结构，如本示例的情况。
将认识到，在本发明的意义上，光学元件单元可以仅由例如反射镜的光学元件构成。然而，这样的光学元件单元还可以包括例如保持这样的光学元件的保持器的其他部件。
反射镜106.1(m1)至106.6(m6)中的每一个被关联的支撑装置108.1至108.6支撑在投射光学系统盒结构102.1上。支撑装置108.1至108.6中的每一个可以形成为主动装置，使得可以作为经由控制装置109的传感器装置110捕捉的状态信息的函数以限定的控制带宽在控制装置109的控制单元109.1的控制下主动支撑反射镜106.1至106.6中的每一个。
投射光学系统盒结构102.1被以振动隔离方式支撑在承载结构107上。承载结构107进而被支撑在接地或基部结构111上。投射光学系统盒结构102.1和承载结构107一起形成中间支撑结构112。承载结构107和基部结构111两者还形成支撑结构系统的部分。
承载结构107以在从0.05hz至8.0hz、优选地从0.1hz至1.0hz，更优选地从0.2hz至0.6hz的范围内的振动隔离共振频率的振动隔离方式被支撑在接地或基部结构111上。此外，通常选择从5％至60％、优选地从10％至30％，更优选地从20％至25％的范围内的阻尼比。在本示例中，为承载结构107的振动隔离支撑选择在15％至35％的阻尼比下的0.25hz至2hz的振动隔离共振频率。
接地或基部结构111(以振动隔离的方式)还经由掩模台支撑装置103.3支撑掩模台103.2，且经由基板台支撑装置104.3支撑基板台104.2。然而，将认识到的是，在本发明的其他实施例的情况下，承载结构107还可以支撑(优选地以振动隔离的方式)掩模台103.2和/或基板台104.2。
将认识到的是，投射光学系统盒结构102.1可以经由多个振动隔离装置和至少一个中间支撑结构单元来以串联方式支撑，以实现良好的振动隔离。总体上，这些振动隔离装置可以具有不同的隔离频率，以在宽频率范围上实现良好的振动隔离。
光学元件单元组106包括总共六个光学元件单元，即光学元件单元106.1、光学元件单元106.2、光学元件单元106.3、光学元件单元106.4、光学元件单元106.5以及光学元件单元106.6。在本实施例中，光学元件单元106.1至106.6中的每一个由反射镜形式的光学元件构成，以下也称为反射镜m1至m6。
然而，将认识到的是，在本发明的其他实施例的情况下，(如上所述)相应的光学元件单元还可以包括其他部件(除光学元件自身之外)，例如例如孔径光阑、保持光学元件以及最终形成将光学元件单元连接到支撑结构的支撑单元的接口的保持器或固定器。
还将认识到的是，在本发明的其他实施例的情况下，可以使用另一数量的光学元件单元。优选地，提供四个至八个光学元件单元。
掩模103.1上形成的图案的像通常在大小上缩小，并且被转印到基板104.1的若干目标区域。取决于光学曝光设备101的设计，掩模103.1上形成的图案的像可以以两种不同方式被转印到基板104.1上的相应的目标区域。如果光学曝光设备101设计为所谓的晶片步进器设备，则通过辐照掩模103.1上形成的整个图案在一个单个步骤中将整个图案的像转印到基板104.1上的相应的目标区域。如果光学曝光设备101设计为所谓的步进及扫描设备，则通过在执行基板台104.2的对应的扫描运动并因此同时执行基板104.1的对应的扫描运动时，在投射束下渐进地扫描掩模台103.2并因此渐进地扫描掩模103.1上形成的图案，而将图案的像转印到基板104.1上的相应的目标区域。
在两种情况下，参与曝光过程中的部件关于彼此(即在光学元件单元组106的光学元件，即反射镜106.1至106.6之间)和关于掩模103.1以及关于基板104.1之间的给定的空间关系必须维持在预定限制内，以获得具有低光学成像误差ie的高质量光学成像结果。
在本示例中，光学元件单元106.6的反射镜106.6(m6)是形成光学元件单元组106的第一光学元件的大且沉重的部件，而其他光学元件单元106.1至106.5中的至少一个形成光学元件单元组106的第二光学元件。在本示例中，反射镜106.2(m2)形成这样的第二光学元件。在某些实施例的情况下，光学元件106.6尤其可以是光学成像设备101的最大和/或最重的光学元件。
可以在低第一控制带宽分别主动支撑第一光学元件单元106.6和第一光学元件106.6，而在第二控制带宽主动支撑其他光学元件单元106.1至106.5(包含第二光学元件106.2)，以实质上维持第二光学元件单元106.1至106.5中的每一个关于第一光学元件单元106.6的给定的空间关系，如wo2013/004403a1(其整体公开内容通过引用并入本文)中所公开的。
在本示例中，对于还在第三和第四控制带宽分别主动支撑的掩模台支撑装置103.3和基板台支撑装置104.3选择相似的主动支撑概念，以实质上维持掩模台103.2和基板台104.2分别关于第一光学元件单元106.6的给定的空间关系。然而，将认识到的是，在本发明的其他实施例的情况下，对于掩模台和/或基板台也可以选择另一支撑概念。
如上面已经概述的，如在第一光学元件106.6的情况下，大且沉重的光学元件不仅使调整控制性能的限制恶化。这样的大且沉重的光学元件106.6，由于其降低的刚度(与较小且较轻的光学元件相比)，还倾向于在光学成像过程中引起光学成像误差iemd，这是由于由残余低频率振动扰动导致的残余准静态变形。尽管相应的支撑结构102.1、107、111以振动隔离的方式的提供支撑，但是残余低频率振动扰动形式的这样的机械扰动仍可能存在。因此，这样的低频率振动扰动的负面效应变得越突出，则第一光学元件106.6必须越沉重和/或越大(出于光学性能原因)。
降低由于低频率振动的这样的残余准静态变形的直截了当的途径将是尝试提高光学元件106.6的刚度。如提到的，这通常要求光学元件106.6的大小和重量增加，这就其动态性质以及光学投射单元102内的构造空间限制而言是不期望的。
与之相反，本发明通过获得表示引入到第一光学元件106.6中的机械扰动md的机械扰动信息mdi，并且使用所获得的扰动信息mdi来控制第二光学元件106.2上的成像误差校正动作ieca来解决这些问题，成像误差校正动作ieca至少部分地校正由作用在第一光学元件106.6上的机械扰动md造成的光学成像误差iemd。
作用在第二光学元件106.2(其与第一光学元件106.6不同)上的优点是可以在第二光学元件106.2的位置处实现由第一光学元件106.6对机械扰动md的响应导致的光学成像误差iemd的(至少部分)校正，第二光学元件106.2的位置是更容易可接入的且受到比沉重且大的(并且因此动态地更有决定性的)第一光学元件106.6较少的构造空间限制。此外，第二光学元件106.2是较小且较轻的元件，其具有(比第一光学元件106.6)更好的动态性质，这分别在实现适当和充分快速的致动和成像误差校正中导致较少的问题。
还将认识到的是，在第二光学元件106.2处使用主动成像误差校正的这样的途径还放松对第一光学元件106.6的支撑的要求。这是由于以下事实：总体上避免将机械扰动md(例如振动)等引入到第一光学元件106.6中必须用的费用较少。
为了获得机械扰动信息mdi，传感器装置110包括传感器单元110.1。传感器单元110.1功能上与第一光学元件106.6(m6)关联且配置为捕捉机械扰动信息mdi，机械扰动信息mdi表示在至少一个自由度至全部六个自由度上作用在第一光学元件106.6上的机械扰动md。
应注意到，通常将在空间中的全部自由度(dof)上确定机械扰动md，其对于由光学成像设备101执行的特定成像过程中的成像质量是相关的(即在至少一个或多个自由度上，通常在全部六个自由度上)。第二光学元件106.2的致动则通常将必须作为捕捉的机械扰动信息mdi的函数来进行，以在全部这些相关自由度上实现由机械扰动md导致的光学成像误差iemd的适当校正或补偿。
为了实现第二光学元件106.2的恰当致动，第二光学元件106.2的主动支撑装置108.2形成控制装置109的主动装置113的部分。将认识到的是，唯一地作用在第二光学元件106.2以至少部分地(优选地实质上完全地)校正由作用在第一光学元件106.6上的机械扰动md导致的光学成像误差iemd可能是充分的。
然而，在某些实施例的情况下，可以提供的是，主动装置113包括光学元件单元的一个或多个其他主动支撑装置(例如光学元件单元106.1的主动支撑装置108.1)。在此情况下，可以提供多于一个第二光学元件单元(例如光学元件单元106.1和106.2)上的主动装置113，以实现恰当校正。
此外，在某些实施例的情况下，除第一光学元件106.6以外，可以提供的是，光学元件(例如光学元件106.4)形成为校正系统的部分的其他第一光学元件。此处，由主动装置113提供由机械扰动md对这些第一光学元件(例如106.6、106.4)的影响造成的成像误差iemd的至少部分校正。
此处，相似地，主动装置113可以作用在一个或多个第二光学元件(例如106.2，106.1)上，以至少部分地校正由作用在相应的第一光学元件(例如106.6，106.4)上的相应的机械扰动md造成的相应的成像误差iemd。特别地，再次地，可以作用在一个单个第二光学元件(例如106.2)上，以实现相应的成像误差iemd的对应的校正。在一些情况下，然后可以经由由作用在相应的第一光学元件(例如106.6，106.4)上的相应的捕捉的扰动md确定的校正控制信号ccs的简单覆盖而进行主动装置113的控制。
在本示例中，为了至少部分地校正由作用在第一光学元件106.6上的机械扰动md造成的成像误差，将某些刚体运动rbm施加在第二光学元件106.2上可能是充分的。然而，在某些实施例的情况下，可能还需要产生第二光学元件106.2的光学表面的某一变形osd，以实现成像误差iemd的适当校正。
在本示例中，支撑结构系统经由支撑结构系统的主动支撑单元108.2而包括在成像误差iemd的主动校正中。为此，主动装置113的主动支撑装置108.2配置为产生第二光学元件106.2的期望的刚体运动rbm(即调整位置和/或取向)并且在至少一个自由度(至空间中全部六个自由度)上产生第二光学元件106.2的光学表面的期望的变形osd(即调整变形)。
在其他实施例的情况下，附加地或作为替代，可以提供变形装置(如由图2中的虚线轮廓114所示)，其于包括第二光学元件106.2的光学模块内部起作用。将认识到的是，唯一地提供分配到第二光学元件106.2的这样的内部变形装置114甚至可能是充分的。这适用于唯一地经由在至少一个自由度(至空间中全部六个自由度)上引入到第二光学元件106.2的光学表面中的恰当变形osd提供光学成像误差iemd的校正的情况。
如上概述的，可以使用恰当机构在恰当位置sl处将对第一光学元件106.2的几何状态(即位置和/或取向和/或变形)有影响的任意期望的和相关的机械扰动捕捉作为机械扰动md，以捕捉所关注的扰动。
在本示例中，在恰当位置sl1处，传感器装置110的传感器单元110.1配置为捕捉适当信号，适当信号允许所关注的机械扰动md的评估。将认识到的是，恰当传感器位置sl1可以作为要捕捉的所关注的机械扰动md的函数以及机械扰动md在传感器位置sl1与第一光学元件106.6(m6)之间的传输函数tf而变化。假定此传输函数tf沿着扰动路径(即机械扰动md从传感器位置sl1到第一光学元件106.6的相关部分(通常到第一光学元件106.6的光学表面)采取的路径)是足够熟知的，甚至传感器位置sl1与第一光学元件106.6之间的更长的距离d(沿着扰动路径)可以是可接受的。
在本示例中，传感器单元110.1机械连接到由第一光学元件106.6自身形成的光学元件单元。这样的方案允许到达和作用在第一光学元件106.6上的机械扰动md的尤其精确和简单的确定。
如提到的，可以将对第一光学元件106.6的几何状态(即位置和/或取向和/或变形)有影响的任意期望的和相关的机械扰动md捕捉作为机械扰动md。在本示例中，实现机械扰动md的尤其简单和精确的评估，因为传感器单元110.1配置为在至少一个自由度至全部六个自由度上捕捉加速度信息ai作为机械扰动信息mdi。
如所解释的，依赖于加速度测量的这样的方案的优点在于，其不涉及(通常复杂且昂贵的)由机械扰动md造成的曝光光el的沿着其路径的任何光学波前像差的捕捉。因此，尤其地，可以在实际曝光过程(即图像从掩模103.1到基板104.1上的实际转印)期间且与之并行地进行光学成像误差iemd的校正。
本成像误差校正系统的效率尤其取决于校正控制系统的反应速度rs(即从捕捉机械扰动md到实现第二光学元件106.2上的恰当动作的反应时间)，以及机械扰动md从传感器位置sl朝向第一光学元件106.6的运行时间drt和第一光学元件106.6对机械扰动md的敏感度。在某些实施例的情况下，作为这些参数的函数来选择捕捉机械扰动处的位置(即传感器位置sl)，以实现恰当和及时的校正。
更准确地，在本示例中，可以提供的是，(除传感器单元110.1以外或作为其替代)在传感器位置sl2处提供传感器单元110.2。传感器位置sl2沿着扰动路径dp位于距第一光学元件106.6限定的传感器位置距离sld，机械扰动md沿着扰动路径dp从传感器位置sl2朝向第一光学元件106.6最快地传播。机械扰动md沿着扰动路径dp具有从传感器位置sl2到第一光学元件106.6的扰动运行时间drt。
控制装置109进而具有从在传感器单元110.2处捕捉机械扰动信息到作用在第二光学元件106.2上以校正成像误差iemd的控制反应时间crt。为了实现使控制装置109在第二光学元件106.2处及时产生恰当校正动作，选择距光学元件的传感器位置距离sld，使得控制反应时间crt小于或等于扰动运行时间drt，即：
crt≤drt。(2)
换而言之，可以至少在机械扰动md到达第一光学元件106.6处并在该处起作用的所需时间内实现校正动作。
如可由图2所见，在某些实施例的情况下，传感器单元110.2不直接连接到光学元件106.6，而是机械连接到在第一光学元件106.6附近的支撑结构系统的支撑结构部件112。再次地，恰当传感器位置sl2可以作为要捕捉的所关注的机械扰动md的函数以及机械扰动md在传感器位置sl2与第一光学元件106.6(m6)之间的传输函数tf而变化。假定此传输函数tf沿着扰动路径(即机械扰动md从传感器位置sl2到第一光学元件106.6的相关部分(通常到第一光学元件106.6的光学表面)采取的路径)是足够熟知的，传感器位置sl2与第一光学元件106.6之间的甚至更长的传感器位置距离sld(沿着扰动路径)可以是可接受的。
将认识到的是，尤其在允许对到来的机械扰动md的精确和及时的反应的这样的情况下，控制装置109可以以前瞻性方式控制第二光学元件106.2的致动。
为此，作为示例，控制单元109.1可以使用捕捉的扰动信息mdi来产生第一光学元件106.6由此机械扰动md一旦到达第一光学元件106.6处造成的反应的预报。然后可以使用预报来在第二光学元件106.2处启动对机械扰动md的结果(即分别光学成像误差iemd或光学成像误差上的改变)的恰当抵消。
在本实施例中，控制单元109.1包括储存控制信息cci的存储器109.2。控制信息cci表示至少一个控制信号ccs，至少一个控制信号ccs要作为机械扰动信息mdi的函数而被提供到主动装置，以(至少部分地)校正由机械扰动md导致的光学成像误差iemd。为了至少部分地校正光学成像误差iemd，控制单元109.1则使用机械扰动信息mdi和控制信息cci来产生对应的校正控制信号ccs。然后将校正控制信号ccs转送到主动装置113，即第二光学元件106.2的主动支撑装置108.2，以在第二光学元件106.2处提供对应的校正动作。
可以例如使用光学成像设备101的相关部分的恰当模拟来获得控制信息cci。附加地或作为替代，可以在先前使用经验性方法(例如从测试光学成像设备101自身的相关部分或从测试可比的光学成像设备的相关部分)获得控制信息cci。
在依赖模拟结果的某些实施例的情况下，控制信息cci可以包括先前建立的机械数值模型mnm和先前建立的光学模型om。机械数值模型mnm是光学成像设备101的模型化部分的数值模型，其包括第一光学元件106.6、捕捉位置(即在捕捉机械扰动信息mdi处的传感器位置sl(例如sl1和/或sl2))以及扰动路径dp，机械扰动md沿着扰动路径dp从传感器位置sl(例如sl1和/或sl2)传播到第一光学元件106.6。
机械数值模型mnm表示第一光学元件106.6响应于捕捉或传感器位置sl(例如sl1和/或sl2)处盛行的机械扰动md的位置和/或取向和/或几何形状上的几何改变ga。换而言之，将限定的机械扰动md输入到机械数值模型mnm中得出描述第一光学元件106.6响应于该限定的机械扰动md的几何改变ga的限定的输出。因此，最终，机械数值模型mnm可以用来预测第一光学元件106.6响应于实际机械扰动md的实际几何改变ga。
光学模型om表示光学成像设备101的成像误差ie的作为第一光学元件106.6的几何改变ga的函数的成像误差改变iea。换而言之，将限定的几何改变ga输入到光学模型om中得出描述光学成像设备101响应于此限定的几何改变ga的成像误差改变iea的限定的输出。因此，最终，光学模型om可以用来预测光学成像设备101响应于实际几何改变ga的实际成像误差改变iea。
因此，使用机械数值模型mnm并且随后使用光学模型om，控制单元109.1能够确定由传感器位置sl处的给定的机械扰动md造成的成像误差改变iea。
控制单元109.1然后产生作为成像误差改变iea的函数的校正控制信号ccs。为此，控制装置使用先前建立的校正控制信号信息ccsi(例如校正控制信号模型ccsm)，先前建立的校正控制信号信息ccsi储存在存储器109.2中并也形成校正控制信息cci的部分。校正控制信号信息ccsi表示作为成像误差改变iea的函数的必要校正控制信号ccs。换而言之，将限定的成像误差改变iea输入到校正控制信号模型ccsm中得出描述要被提供到第二光学元件106.2的主动装置113以校正成像误差改变iea的校正控制信号ccs的限定的输出。因此，最终，校正控制信号模型ccsm可以用来产生对于补偿光学成像设备101响应于实际机械扰动md的实际成像误差改变iea所需的恰当校正控制信号ccs。
将认识到的是，控制单元101.1还可以分别使用组合模型cm或组合模型信息cmi，其包含机械数值模型mnm、光学模型om以及最终还有校正控制信号模型ccsm的适当数值组合。因此，最终，组合模型信息cmi立即得出作为机械扰动信息mdi输入的函数的校正控制信号ccs。
将认识到的是，可以以任意期望的适当方式建立校正控制信息cci，包括数值模拟部件和/或经验性部件。例如，可以使用模型化部分和/或光学成像布置的光学性质的数值模型的形式的模拟部件建立控制信息。因此，如上概述的，机械数值模型mnm、光学模型om或校正控制信号模型ccsm中的任意项可以是这样的数值模型。
附加地或作为替代，可以通过经验性方式(例如恰当测试等)使用相应的输入与所得的输出(和适当分辨率)之间的关系的形式的经验性部件建立控制信息cci。例如，机械数值模型mnm、光学模型om或校正控制信号模型ccsm中的任意项也可以由这样的经验性获得的关系替代。
例如，成像误差改变信息ieai可以用作这样的经验性获得的关系和/或用作光学模型om的部分，成像误差改变信息ieai表示成像误差iea响应于第一光学元件106.6的限定的(即限定的幅度和频率行为的)机械激发me的改变。
因此，在某些实施例的情况下，可以使用光学成像设备101的支撑结构系统111，112的致动器装置来(在控制单元109.1的控制下)产生用来确定成像误差改变信息ieai的限定的机械激发me。更准确地，作为示例，支撑第一光学元件106.6的主动支撑装置108.6可以用来在控制单元109.1的控制下产生此限定的机械激发me。
可以在光学成像设备101的组装状态下使用恰当传感器(例如在线波前像差传感器)在允许确定响应于机械激发的成像误差改变iea的光路内进行这样的数据收集。附加地或作为替代，可以在包括第一光学元件106.6及其支撑装置108.6的光学模块的预组装状态下进行数据收集。
附加地或作为替代，支撑支撑结构系统的部分的致动器装置115可以用来产生机械激发me。例如，主动支撑基部支撑结构111上的中间支撑结构112的致动器装置115可以用来在控制单元109.1的控制下产生机械激发me。为了确定产生的成像误差改变信息ieai，那么优选地用捕捉适当传感器信息的适当光学传感器114(例如在线波前像差传感器)来替换带有基板104.1的基板台104.2。因此，最终，可以在光学成像设备101的组装状态下进行数据收集。
将认识到，在某些实施例的情况下，数据收集装备优选地包含之后用来确定机械扰动信息mdi的相应的传感器单元110.1、110.2。以此方式，可以获得机械扰动信息mdi与成像误差改变iea之间的尤其可靠且紧密的匹配。
如上面所提到的，限定的机械激发me可以为任意期望的和适当的类型(例如就幅度和频率行为而言)。在本示例中，限定的机械激发可以是正弦激发。因为，如提到的，对于大且沉重的第一光学元件106.6，由低频率振动导致的残余变形起到越来越重要的作用。因此，在本示例中，这样的低频率机械激发下的第一光学元件106.6的振动行为是尤其受关注的。因此，优选地，施加的限定的机械激发me具有0.05hz至1000hz、优选地0.1hz至100hz、更优选地1hz至5hz的激发频率ef；在某些优选的实施例的情况下，第一光学元件106.6具有一阶弯曲共振频率brf1，并且激发频率ef在从0.05hz至一阶弯曲共振频率的三分之二(即2/3·brf1)的范围内。
应再次注意到，如上概述的、在产生恰当校正控制信号ccs的背景下使用的全部信息可以在光学成像过程中被以特定关注的一个或多个自由度捕捉和/或相关于特定关注的一个或多个自由度。因此，最终，如上概述的全部信息可以关于空间中的至少一个自由度至全部六个自由度分开地获取和/或使用。
在图1和图2的光学成像设备101的情况下，可以使用根据本发明的校正光学成像误差的方法的优选的实施例来执行将图案的像转印到基板上的方法，如下面将参考图1至图3描述的。
为此，在步骤s1中提供如上面已经描述的光学成像设备101的部件。此外，在步骤s2中，经由如上面已经描述的支撑结构来支撑这些部件(尤其是光学元件106.1至106.6)。
在此方法的转印步骤ts中，使用上面已经描述的光学成像布置101的光学投射单元102来将掩模103.1上形成的图案的像转印到基板104.1上。为了实现此曝光过程情况下的最大可能的成像精确度，使用根据本发明的校正光学成像误差的方法的优选的实施例将成像误差保持得尽可能低。
为此，在所述转印步骤的捕捉步骤s3中，使用上面已经描述的控制装置109来捕捉朝向第一光学元件106.6传播的机械扰动md。在转印步骤的后续控制步骤s4中，控制装置109确定恰当校正控制信号ccs，并且将后者转送到主动装置113，以如上面已经概述地在第二光学元件106.2处获得恰当校正动作。
虽然，在上文中，已经在光学元件是唯一地反射式元件的情况下描述了本发明的实施例，应认识到，在本发明的其他实施例的情况下，反射式、折射式或衍射式元件或其任意组合可以用于光学元件单元的光学元件。
此外，应认识到，虽然上文中主要在微光刻的背景下描述了本发明，但本发明还可以用于通常要求相对高水平的成像精确度的任意其他类型的光学成像过程的背景下。特别地，本发明可以使用在不同波长下操作的任意其他类型的光学成像过程的背景下。