光学投影系统技术方案

一种光学投影单元，包括第一光学元件模块和至少一个第二光学元件模块。第一光学元件模块包括第一外壳单元和至少第一光学元件，第一光学元件容纳在所述第一外壳单元内并具有限定第一光轴的光学用途第一区域。至少一个第二光学元件模块位于所述第一光学元件模块附近，并包括至少一个第二光学元件，所述第二光学元件限定光学投影单元的第二光轴。第一外壳单元具有中央第一外壳轴线以及围绕着所述第一外壳轴线沿着圆周方向延伸的外壁。第一光轴相对于所述第一外壳轴线横向偏置和/或倾斜。另外，第一外壳轴线与第二光轴基本上共线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于微光刻系统的光学子系统尤其是镜头单元的支撑单元。另外，本专利技术涉及一种包括这种支撑单元的光学投影系统和包括这种光学投影系统的光学曝光装置。本专利技术可以用于制造微电子器件、尤其是半导体器件的光刻过程，或者在这种光刻过程中使用的制造装置例如掩膜或者划线板。
技术介绍
一般来说，在制造微电子器件(例如半导体器件)的过程中使用的光学系统在该光学系统的光路中包括多个光学元件，例如透镜和反射镜等。这些光学元件一般在曝光过程中相互配合，以将在划线板等上形成的图像转移到例如晶片的基片上。所述光学元件通常结合在几种功能不同的光学子系统中。这些不同的光学子系统可以通过包括多个这种光学元件(例如透镜和反射镜)以及其它光学元件的光学系统的不同透镜单元来形成。折射镜单元或者至少主要的折射镜单元大多数具有称之为光轴的光学元件的对称直轴。另外， 它们通常具有细长的基本管状的设计，它们通常也因此被称之为透镜镜筒。由于半导体器件正在不断的小型化，因此一直需要提高制造这些半导体器件所用的光学系统的分辨率。对高分辨率的这种需求很明显导致要提高光学系统的数值孔径和提高其成像准确度。另外，为了可靠地获得高质量的半导体器件，不仅需要提供一种具有高成像准确度的光学系统，而且需要在整个曝光过程中和系统的整个使用寿命中保持这种高度的准确性。因此，上述必须以限定的方式支撑光学子系统，以保持在所述光学子系统之间的预定空间关系，以提供高质量的曝光过程。在许多情况下，如例如从Takahashi等的EP1168028A2已知的那样，几个不同的透镜镜筒直接彼此连接，以形成一个机械透镜镜筒单元。在这些情况下，通过与其中一个透镜镜筒的边缘相接触的支撑结构来提供对透镜镜筒单元的支撑。通常，不同的透镜镜筒由一个或者多个支撑结构分别支撑。在任一种情况下，支撑透镜镜筒或者透镜镜筒单元的支撑结构按照开放式骨架框架的方式来设计。这种框架支撑结构是已知的，例如从Ikeda 的 US5638223 和 US6529264 以及从 Spinali 的 US6639740B1、US6631038B1、US6549347B1、 US6449106BU US6473245B1 中可以了解。这些开放式支撑结构可以用于透镜镜筒相对于彼此的准确定位。但是它们也显示出了缺点，也就是取决于所需要的透镜镜筒之间的空间关系，光路必须经过透镜镜筒外的打开区域。对于这些区域，必须提供不透汽和不透光的封罩，以避免对曝光过程的质量产生不利的影响。这种另外的曝光增加了系统的整体复杂性。上述支撑结构的另外一个缺点是在支撑结构的单个元件内的局部变形或者位置变化容易导致光学元件的位置变化，这极大地影响了光学系统的准确性，因此影响了曝光过程的质量。另外，这种变化导致了重新调整光学系统的大量劳动。另外，从Kohl等的W003/012548中，已经知道通过由上框架结构元件和下框架结构元件构成的外壳式的框架结构形式的支撑结构支撑微光刻系统的不同光学子系统。在下框架结构元件支撑长条形透镜镜筒形式的相当重的长条形折射光学子系统的同时，上框架结构元件仅支撑相当轻的轴向短透镜和反射镜组形式的光学子系统。这种设计可以用于在任何细长的折射光学子系统之前仅有位于光路中的轻重量光学子系统的微光刻系统中。但是在安装在下框架结构元件上的所述重的细长的折射光学子系统之前的位于光路中的更重的细长折射光学子系统看起来被如前所述安装至打开支撑结构。这样再次导致上述缺点。另外，如从Shafer的US6873476B2中所知，光学元件的结构可以用于其中某些光学元件必须被设置为离轴的微光刻系统中。Shafer的US6873476B2披露了一种反折射微光刻投影单元，具有折叠的光轴。所使用的其中一个反射镜必须与剩余的光学元件横向偏离， 导致从投影单元的剩余部分的圆柱形设计相偏离的外壳结构。这样导致非常复杂的投影单元设计，它就其热和动力学性能来说具有很多的缺点。另外，也必须在这个复杂设计上增加外周单元例如冷却装置等。最后，投影单元的组装和调整式非常复杂的，因为不能使用可以用于旋转对称的单元的简单测试方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于支撑微光刻系统的光学投影系统的光学子系统尤其是透镜单元的支撑单元，它至少在某种程度上克服了现有技术的缺陷。本专利技术的再一个目的是提供一种用于支撑微光刻系统的光学投影系统的光学子系统尤其是透镜单元的支撑单元，它实施简便，设计简单，能将所述光学子系统的位置相对于彼此和相对于外界参照物进行简单和耐久的调整。本专利技术的再一个目的是提供一种微光刻系统的光学投影系统，以及提供用于微光刻系统的光学子系统、尤其是微光刻系统的透镜单元的支撑单元，还提供一种光学曝光装置，它们至少在某种程度上克服了现有技术的缺陷。本专利技术的再一个目的是提供一种微光刻系统的光学投影系统，以及提供用于微光刻系统的光学子系统、尤其是微光刻系统的透镜单元的支撑单元，还提供一种光学曝光装置，它们实施简便，设计简单，能将所述光学子系统的位置相对于彼此和相对于外界参照物进行简单和耐久的调整。根据本专利技术，已经发现可以将几种功能整合在一个具有良好的热和动力学性能的紧凑的光学元件模块中。另一方面，这种光学元件模块的外壳可以作为负载承载结构，支撑光学投影单元的几个长条形的重的光学子系统，或者甚至是所有的光学子系统。另一方面，这种光学元件模块的外壳可以被设计为它不会破坏光学投影单元的外部对称性。因此，根据本专利技术的一个方面，提供一种光学投影单元，包括第一光学元件模块和至少一个第二光学元件模块。第一光学元件模块包括第一外壳单元和至少第一光学元件， 第一光学元件容纳在第一外壳单元内并具有限定第一光轴的光学用途第一区域。该至少一个第二光学元件模块位于第一光学元件模块附近，并包括至少一个第二光学元件，该第二光学元件限定光学投影单元的第二光轴。第一外壳单元具有一个中心第一外壳轴线，以及围绕着该第一外壳轴线沿着圆周方向延伸的外壁。第一光轴是横向偏离和相对于第一外壳轴线倾斜中的至少一种。另外，第一外壳轴线基本与第二光轴共线。根据本专利技术的再一个方面，提供一种光学曝光装置，用于将在掩膜上形成的图案的图像转移到基片上，它包括一个光路、位于光路内用于接收掩膜的掩膜位置、位于光路一端处的用于接收基片的基片位置、以及位于光路之内掩膜位置和基片位置之间的本专利技术的光学投影单元。根据本专利技术的再一个方面，提供一种保持多个光学元件的方法，包括在第一步骤中，设置多个光学元件，在第二步骤中，将多个光学元件相对于彼此保持。该多个光学元件包括第一光学元件和至少一个第二光学元件，该第一光学元件具有限定第一光轴的光学用途第一区域，该至少第二光学元件限定第二光轴。在第一步骤中，设置第一外壳单元，第一外壳单元具有一个中心第一外壳轴线，以及围绕着该第一外壳轴线沿着圆周方向延伸的外壁。在第二步骤中，将第一光学元件保持在第一外壳单元内，从而第一光轴是横向偏离和相对于第一外壳轴线倾斜中的至少一种。在第二步骤中，将该至少一个第二光学元件相对于第一外壳单元保持，从而第二光轴基本与第一外壳轴线共线。利用这种光学投影单元、这种光学曝光装置和这种方法，可以保持作为它们的一部分的光学投影单元的外部对称性。尤其是，可以不管该光学投影单本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种支撑微光刻系统的透镜单元的支撑单元，它包括：用于部分地接收光路的外壳，所述外壳包括至少第一接口和第二接口，所述第一接口是用于支撑包括多个透镜的细长第一透镜单元的第一支撑接口，所述第二接口是用于支撑包括多个透镜的细长第二透镜单元的第二支撑接口，所述外壳适于基本上支承所述细长第一透镜单元和所述细长第二透镜单元的负载，所述外壳由陶瓷材料制成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·拉乌，A·朔帕赫，B·格尔里赫，J·库格勒，M·马尔曼，T·佩塔施，G·菲尔特，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE