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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine optische Projektionsanordnung
zur Abbildung eines Retikels auf ein Substrat mit mehreren reflektiven
Elementen, durch die ein Strahlengang definiert wird, wobei in einer
Pupille des Strahlengangs eine Kombiblende vorgesehen ist, welche
eine erste Öffnung (Aperturöffnung) zur Nutzung
als Aperturblende und mindestens eine zweite Öffnung für
den Durchtritt eines Strahlenbündels des Strahlengangs
aufweist, so dass die Kombiblende als kombinierte Aperturblende und
Streulichtblende wirkt. Außerdem betrifft die vorliegende
Erfindung eine entsprechende Kombiblende für optische Anordnungen.
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STAND DER TECHNIK
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Für
die Mikrolithographie mit extrem ultraviolettem Licht, die sog.
EUV-Lithographie (EUVL), bei welcher Wellenlängen der verwendeten
elektromagnetischen Strahlung von ca. 13 nm eingesetzt werden, werden
aufgrund fehlender optischer Materialien für refraktive
Elemente Abbildungsanordnungen mit rein reflektiven optischen Elementen
(katoptrische Systeme) eingesetzt. Bei entsprechenden EUVL-Projektionsbelichtungsanlagen
bestehen sowohl das Beleuchtungssystem, welches eine reflektive
Maske (Retikel) insbesondere homogen beleuchtet, als auch die optische
Projektionsanordnung zur verkleinerten Abbildung der Strukturen
des Retikels auf einen mit lichtempfindlichem Material beschichteten
Wafer, aus Spiegelanordnungen. Derartige Systeme sind beispielsweise
in der
EP 1 355 194
A2 oder der
EP
1 768 172 A1 beschrieben.
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Aus
diesen optischen Anlagen ist auch die Verwendung von Aperturblenden
in einer Pupillenebene der Projektionsoptik bekannt, um die gewünschte
numerische Apertur einzustellen. Die Anordnung der Aperturblende
gestaltet sich jedoch aufgrund des Strahlengangs schwierig, da teilweise
nur extrem beengte Platzverhältnisse zur Anordnung der Aperturblende
vorhanden sind, wie beispielsweise in der
EP 17 68 172 A1 zutreffend
beschrieben.
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Entsprechend
sind die Aperturblenden der
EP
13 55 194 A2 oder
US
6,885,432 B2 bzw.
EP
1 768 172 A1 als Blenden ausgestaltet, die neben der Aperturöffnung
eine oder zwei weitere Öffnungen aufweisen, welche als
Durchtrittsöffnungen für benachbarte Strahlenbündel
des Strahlengangs dienen.
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Durch
eine derartige Blende wird jedoch die Variabilität der
Nutzung der optischen Anordnung eingeschränkt, da für
unterschiedliche Abbildungsparameter verschiedene Blenden mit unterschiedlichen Blendenöffnungen
eingesetzt werden müssen. Entsprechend müssen
diese Blenden aus dem Strahlengang entfernt und dort wieder angeordnet
werden, was bei den beengten Platzverhältnissen schwierig zu
gestalten ist.
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Die
EP 13 55 194 A2 oder
US 6,885,432 B2 schlägt
hierzu eine Drehblende vor, bei welcher verschiedene Öffnungskombinationen
auf einer drehbar angeordneten Blendenscheibe vorgesehen sind, so dass
die unterschiedlichen Kombinationen an Öffnungen je nach
Abbildungseinstellungen in den Strahlengang gebracht werden können.
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Allerdings
ist auch hier die Effektivität der Nutzung der optischen
Anordnung eingeschränkt, da eine Vielzahl an Blenden mit
unterschiedlichen Öffnungen bereit gehalten werden müssen.
Die in der
EP 13 55
194 A2 vorgeschlagene Drehblende kann beispielsweise lediglich
4 verschiedene Aperturstufen realisieren. Für Lithographiesysteme
werden aber typischerweise mehr als 10 verschiedene Blendenstufen
benötigt. Eine solch große Anzahl verschiedener
Blendenstufen ließe sich aber nur auf einem sehr großen
Blendenrand unterbringen. Allerdings ist das Blendenrad bereits
bei 4 Aperturblenden sehr groß, so dass es aufgrund der
beengten Platzverhältnisse zu Schwierigkeiten bei der Anordnung
kommt. Insbesondere kann es bei dem Blendenrad zu Problemen in der
Weise kommen, dass benachbarte Strahlengänge durch das
voluminöse Blendenrad beeinträchtigt, insbesondere
vignettiert werden. Außerdem wird durch das groß dimensionierte
Blendenrad insgesamt der erforderliche Bauraum stark vergrößert
bzw. ein entsprechend großer Bauraum benötigt.
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Aus
der
US 2006/0291077
A1 ist zwar weiterhin eine Aperturblendenplatte bekannt,
welche unterschiedliche Beleuchtungseinstellungen in einem Beleuchtungssystem
einer Projektionsbelichtungsanlage ermöglicht. Allerdings
handelt es sich bei der dort beschriebenen Projektionsbelichtungsanlage um
eine optische Anordnung mit refraktiven optischen Elementen, so
dass der Bauraum insbesondere im Beleuchtungssystem keine besonders
schwierige Randbedingung darstellt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Projektionsanordnung
mit einer Mehrzahl von reflektiven Elementen bereitzustellen, die
die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere
eine variable Nutzung der optischen Projektionsanordnung in einfacher
und effektiver Weise ermöglicht. Insbesondere soll auch eine
einfache Gestaltung der optischen Projektionsanordnung insgesamt
bei gleichzeitig guten Abbildungseigenschaften ermöglicht
werden.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine optische Projektionsanordnung
mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 8 oder 18 sowie eine
Kombiblende mit den Merkmalen des Anspruchs 48. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Projektionsanordnung bildet ein in einer Objektebene liegendes Objektfeld,
also zumindest einen Teil des Retikels in ein in einer Bildebene,
also auf dem Wafer liegendes Bildfeld ab. Gemäß der
Lösung der vorliegenden Erfindung wird eine austauschbare
Kombiblende vorgesehen, welche sowohl mindestens eine Aperturöffnung
(erste Öffnung) für den Durchtritt eines Strahlenbündels
in einer Pupillenebene des Strahlengangs als auch mindestens eine
zweite, vorzugsweise eine dritte Öffnung bzw. mehrere zweite Öffnungen
für den Durchtritt benachbarter Strahlenbündel
aufweist. Entsprechend werden die durch die zweiten und/oder dritten Öffnungen geschaffenen
Blenden auch als Feldblenden bezeichnet. Die Positionierung der
Kombiblende kann mit der Blendenebene (Hauptfläche) quer
und insbesondere senkrecht zu einer durch das Objektfeld und die
Projektionsanordnung definierten Meridionalebene erfolgen und ebenso
die Bewegung zum Austausch der entsprechenden Kombiblende. Die Positionierung
kann hierbei im Winkelbereich von 80° bis 100°,
insbesondere 85° bis 95° zur Meridionalebene erfolgen.
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Zusätzlich
kann die zweite und/oder dritte sowie jede weitere Durchtrittsöffnung
für benachbarte Strahlenbündel trotz beengter
Platzverhältnisse in der Meridionalebene mit einer bestimmten
Mindestgröße versehen werden, so dass die Möglichkeit
geschaffen ist, gleichzeitig eine ausreichende Ausblendung des Streulichts
zu erzielen und die Variabilität für untersehiedliche
Abbildungsparameter und/oder Gestaltungen der Anordnung zu erhalten.
Hier gilt der Grundsatz, dass die Durchtrittsöffnungen
so klein wie nötig für die Ausblendung von Streulicht
und so groß wie möglich für die Strahlengangführung
sein sollen.
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Entsprechend
kann die zweite und/oder dritte Öffnung und/oder jede weitere Öffnung
für benachbarte Strahlenbündel in der Meridionalebene
eine Öffnungsweite ≥ 10 mm, insbesondere ≥ 20
mm, vorzugsweise ≥ 40 mm aufweisen. Der Durchmesser der Öffnungsweite
der Aperturblende kann hierbei im Bereich von 70 bis 200 mm, insbesondere
80 bis 150 mm und vorzugsweise von 100 bis 110 mm für EUV-Systeme
mit einer waferseitigen numerischen Apertur NA von 0,25 bis 0,6
sein.
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Die
zweite oder dritte Öffnung bzw. weitere Öffnungen
für benachbarte Strahlenbündel entsprechen sich
in ihrer Wirkungsweise und können daher ähnliche
Eigenschaften aufweisen. Insbesondere können die zweite
und dritte Öffnung bzgl. der Mitte der ersten Öffnung
(Aperturöffnung) punktsymmetrisch ausgebildet sein.
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Um
die Kombiblende einfach austauschen zu können, kann eine
Vorrichtung zur Bewegung der Kombiblende vorgesehen sein, welche über
eine Drehbewegung und/oder translatorische Bewegung oder kombinierte
Bewegungen den Austausch ermöglicht. Die Ebene der Bewegung
kann nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung insbesondere
die Ebene senkrecht zur Meridionalebene sein. Diese Bewegungsebene
hat sich für das Design und die Gestaltung einer entsprechenden
katoptrischen Projektionsanordnung unter Berücksichtigung
aller Randbedingungen für die Gestaltung und Anordnung der
reflektiven Elemente sowie des Gehäuses und der Bewegungsvorrichtung,
sowie hinsichtlich der Einfachheit der Bewegung usw. als vorteilhaft
erwiesen.
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Zusätzlich
kann die Kombiblende durch die entsprechende Vorrichtung zur Bewegung
der Kombiblende in Richtung des Strahlengangs verschoben werden.
Dies kann zur Anpassung an die Abbildungseigenschaften vorteilhaft
sein. Die Bewegung kann hierbei parallel zur optischen Achse erfolgen,
so dass zumindest ein vektorieller Bewegungsanteil in Richtung des
Strahlengangs erfolgt.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für den
selbstständig und in Zusammenhang mit den anderen Aspekten
der Erfindung Schutz begehrt wird, weist eine Projektionsanordnung
eine Kombiblende mit einer ersten Öffnung, die als Aperturblende
fungiert, und einer zweiten Öffnung, die als Streulichtblende
oder Feldblende dient, auf, wobei die zweite Öffnung sich
quer zur optischen Achse erstreckt und gemäß eines
kartesischen Koordinatensystems eine maximale Längserstreckung und
eine minimale Breitenerstreckung aufweist, wobei die Kombiblende
so aufgebaut ist, dass ausschließlich entlang einer ersten
Richtung (Längsrichtung) der Kombiblende quer zur Richtung
der maximalen Länge der zweiten Öffnung bzw. parallel
zur Richtung der minimalen Breite der zweiten Öffnung die
mindestens eine erste Öffnung vorgesehen ist. Damit ergibt
sich ein länglicher Aufbau der Kombiblende, der für
den Einsatz der Kombiblende in katoptrischen Projektionsanordnungen
der Mikrolithographie aufgrund des geringen erforderlichen Bauraums sehr
vorteilhaft ist. Bei derartigen optischen Anordnungen ist das abzubildende
Objektfeld als länglicher Streifen oder als schmales Ringsegment
ausgebildet. Durch eine Ausbildung der Kombiblende als längliche
Platte in Richtung der kurzen Erstreckung der Feldblendenöffnung
bzw. zweiten Öffnung kann die Kombiblende bzw. Segmente
davon durch einfache, insbesondere translatorische Bewegungen gewechselt
werden, ohne dass großer Bauraum erforderlich ist. Außerdem
wird bei einer derartigen Gestaltung insgesamt für die
Anordnung nur wenig Bauraum benötigt. Dies gilt auch bei
der Anordnung weiterer erster und/oder zweiter bzw. dritter Öffnungen auf
der Kombiblende, die entsprechend entlang der Längsrichtung
angeordnet sind.
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Alternativ
kann eine raumsparende Ausgestaltung einer Kombiblende derart gewählt
sein, dass ausschließlich entlang einer zweiten Richtung
(Breiterrichtung) der Kombiblende parallel zur Richtung der maximalen
Länge einer zweiten Öffnung bzw. quer zur Richtung
der minimalen Breite einer zweiten Öffnung jeweils entsprechende
erste oder zweite Öffnungen vorgesehen sind. In diesem
Fall ergibt sich also eine Reihe von ausschließlich zweiten Öffnungen
und/oder eine Reihe von ausschließlich ersten Öffnungen,
so dass wiederum eine längliche Gestalt der Kombiblende
erzielt wird, allerdings diesmal in Breitenrichtung, also in Richtung
der maximalen Länge der zweiten Öffnungen.
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Insgesamt
ist damit bei der Anordnung von ersten und zweiten bzw. dritten Öffnungen
entlang einer Reihe oder von jeweils ersten Öffnungen und zweiten Öffnungen
in jeweils einer Reihe eine entsprechend rechteckförmige
Form der Kombiblende möglich, die für den Anwendungszweck
der Kombiblende insbesondere in der Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage
für die Mikrolithographie und den dort herrschenden Platzverhältnisse
ideal ist, da entsprechender Bauraum eingespart werden kann und
ein flexibler Einsatz möglich ist.
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Insbesondere
können die Öffnungen so entlang der Längsrichtung
oder der Breitenrichtung der Kombiblende angeordnet sein, dass die
Schwerpunktszentren der Öffnungsquerschnitte auf einer Gerade
liegen.
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Eine
erfindungsgemäß geformte Blende kann so dimensioniert
sein, dass die quer zur Längsrichtung verlaufende Breite
der Kombiblende kleiner als der 1,5-fache bzw. insbesondere der
1,2-fache oder vorzugsweise kleiner als der 1,1-fache Durchmesser
der größten ersten Öffnung oder der größten maximalen
Länge einer zweiten Öffnung ist. Dadurch wird
klar, dass die Kombiblende in einer Richtung quer zur Längsrichtung,
also lateral, wenig Bauraum erfordert. Damit kann eine Störung
des benachbarten Strahlengangs vermieden und insgesamt der Bauraum
der optischen Anordnung klein gehalten werden. Außerdem
kann durch entsprechendes laterales Bewegen der Kombiblende oder
von Teilen davon, also in Breitenrichtung der Kombiblende, in einfacher und
günstiger Weise ein Austausch entsprechender Blendenteile
erfolgen. Auch hier wird wieder wenig Bauraum benötigt.
Gleiches gilt für eine Bewegung in Längsrichtung
der Kombiblende.
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Andererseits
wird bei einer Anordnung der ersten Öffnungen in einer
Reihe in Breitenrichtung der Kombiblende und/oder einer Anordnung
der zweiten Öffnungen ebenfalls in einer Reihe in Breitenrichtung
der Kombiblende nur eine geringe Bauhöhe in Längsrichtung
der Kombiblende, die beispielsweise lediglich durch den Durchmesser
einer ersten Öffnung und der minimalen Öffnungsweite
einer zweiten Öffnung sowie eines entsprechenden Abstands
zwischen erster und zweiter Öffnung und einen zur Stabilisierung umgebenden
Rahmen definiert ist, benötigt. Beispielsweise kann hier
die Dimension das 1,5-fache der Summe des Durchmessers der ersten Öffnung
und der Öffnungsweite der zweiten Öffnung(en)
in Längsrichtung der Kombiblende ausreichend sein. Auf
diese Weise benötigt die Kombiblende wenig Bauraum und
ermöglicht jedoch gleichzeitig durch einfache translatorische
Bewegungen entlang der Längsrichtung oder der Breitenrichtung
einen vorteilhaften Wechsel der Blenden zur Anpassung der Abbildungsbedingungen.
Der Wechsel der Blenden kann so erfolgen, dass auf einer Blendenplatte
eine Vielzahl von unterschiedlichen Blendenöffnungen vorgesehen
ist, die entsprechend in Reihen angeordnet sind, so dass durch eine
einfache Schiebebewegung die unterschiedlichen Blendenöffnungen
in Position gebracht werden können. Zusätzlich
oder alternativ ist es auch möglich, mehrere entsprechende
Kombiblenden zum Austausch vorzusehen.
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Entsprechend
ist es nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für
den selbstständig und im Zusammenhang mit den anderen Aspekten
der Erfindung Schutz begehrt wird, möglich, mehrere unterschiedliche
Kombiblenden oder Teile davon zum schnellen Wechsel in einem Magazin
innerhalb der Projektionsanordnung oder in der Nähe der
Projektionsanordnung anzuordnen, um so eine weitere Anpassung an
verschiedene Abbildungsbedingungen zu ermöglichen.
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Das
Magazin mit einer Mehrzahl von Kombiblenden kann über einen
Austauschmechanismus einen Austausch der Kombiblenden ermöglichen.
Somit ist gewährleistet, dass Kombiblenden mit unterschiedlichen Öffnungen,
insbesondere unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten, Formen
und Größen vorhanden sind, die zur Anpassung an
die Abbildungsbedingungen in den Strahlengang eingebracht werden
können.
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Die
Vielzahl der unterschiedlichen Kombiblenden kann so gestaltet sein,
dass Kombiblenden mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten
für die Aperturblenden vorgesehen sind, wobei die zusätzlich
in die Kombiblende integrierten Streulichtblenden bzw. Feldblenden
(zweite bzw. dritte Öffnungen) entsprechend den verkleinerten
Aperturblenden ebenfalls verkleinert oder bei vergrößerten
Aperturblenden ebenfalls vergrößert sind, oder
unabhängig von der Veränderung der Aperturblenden
im Hinblick auf ihren Öffnungsquerschnitt unverändert
konstant gehalten werden.
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Ein
weiterer Vorteil für den effektiven Betrieb einer derartigen
Projektionsanordnung und die Variabilität kann dadurch
erreicht werden, dass die Kombiblende segmentweise ausgeführt
ist, so dass lediglich Teile der Kombiblende ausgetauscht werden müssen.
Dies hat auch den Vorteil, dass nur eine geringere Anzahl von Kombiblendenkomponenten
bevorratet werden müssen. Die Segmentierung kann hierbei
in unterschiedlichen Klassen getrennt erfolgen, und zwar zum einen
in der Klasse der Apertursegmente und zum Anderen in der Klasse übriger Segmente
oder Feldsegmente. In der Klasse der Apertursegmente sind die Segmente
mit der Aperturöffnung (erste Öffnung) enthalten,
während die übrigen Segmente in der anderen Klasse
enthalten sind. Durch eine Trennung der Klassen wird der Austausch vereinfacht.
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Entsprechend
können die Segmente der Kombiblende auch separat durch
die Vorrichtung zur Bewegung der Kombiblende bewegt und ausgetauscht
werden. Insbesondere kann der Aperturblendenteil (Apertursegment)
separat und unabhängig auswechselbar sein, so dass die
Feldsegmente, die meist nicht verändert werden müssen,
in der Projektionsanordnung verbleiben können, wenn ein
Apertursegment gewechselt wird.
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Vorzugsweise
können die Kombiblenden oder Segmente davon eine in der
Draufsicht auf die größte Seite (Hauptfläche)
rechteckförmige oder quaderförmige Struktur aufweisen.
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Die
in der Projektionsanordnung vorgesehene Kombiblende kann insbesondere
für eine katoptrische Projektionsanordnung mit mehreren
Spiegeln, wie beispielsweise sechs Spiegeln, so ausgebildet sein,
dass der minimale Abstand zwischen einer ersten Öffnung
und einer zweiten Öffnung maximal 5 mm, vorzugsweise maximal
3 mm und insbesondere maximal 1 mm ist. Dies ist insbesondere bei
katoptrischen Projektionsanordnungen mit sehr nahe aneinander vorbeilaufenden
Strahlengängen vorteilhaft.
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Durch
die insgesamt kleine Dimensionierung der Kombiblende kann auch die
Dicke, also die Dimension senkrecht zur Längs- und Breitenrichtung, der
Kombiblende klein gehalten werden, was wiederum Vorteile im Hinblick
auf den benötigten Bauraum bringt, da eine dünnere
Kombiblende an mehr Stellen der Projektionsanordnung vorgesehen
werden kann als eine dicke Kombiblende. Durch die geringe Gesamtgröße
kann jedoch eine ausreichende Stabilität der Kombiblende
bei einer geringeren Dicke, wie beispielsweise einer Dicke kleiner
als dem fünfzigsten Teil des Durchmessers der größten
ersten Öffnung, erreicht werden. Vorzugsweise kann die
Dicke der Kombiblende kleiner als der hundertste Teil des Durchmessers
der größten ersten Öffnung gewählt werden.
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Die
Kombiblende kann aufgrund ihrer kleinen Dimension sowohl in der
Längsrichtung als auch in der Breitenrichtung bewegbar,
insbesondere translatorisch bewegbar sein, da durch die kleine Dimensionierung
ein Konflikt mit dem übrigen Strahlengang weitgehend vermieden
werden kann, so dass sowohl eine translatorische Bewegung in Längsrichtung
als auch in einer Richtung quer dazu möglich ist. Auf diese
Weise lassen sich durch eine einfache Schiebebewegung mehrere nebeneinander
entlang einer Längsrichtung bzw. einer Geraden angeordnete Aperturblenden
in einfacher Weise zum Einsatz bringen oder beispielsweise bei einer
segmentweisen Ausführung einzelne Aperturteile einfach
austauschen. Auch eine Schwenkbewegung um eine Drehachse ist bei
der kleinen Dimensionierung der erfindungsgemäßen
Kombiblende leicht möglich, da auch hier Konflikte bzw.
Kollisionen mit anderen Komponenten der Projektionsanordnung bzw.
dem Strahlengang leichter vermeidbar sind.
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Entsprechend
kann die Kombiblende so klein dimensioniert sein, dass sie in mindestens
einer Richtung quer zur optischen Achse maximal ein Drittel der
maximalen oder minimalen Ausdehnung der Einhüllenden der
Projektionsanordnung quer zur optischen Achse aufweist. Unter der
Einhüllenden ist hierbei die zumindest gedankliche Unterbringung
der Projektionsanordnung in einem Quader ähnlich einem
Gehäuse zu verstehen. Insbesondere kann die Kombiblende
so klein gewählt werden, dass die Kombiblende in mindestens
einer Richtung quer zur optischen Achse maximal ein Viertel, insbesondere
maximal ein Fünftel der maximalen oder minimalen Ausdehnung
der Einhüllenden der Projektionsanordnung quer zur optischen
Achse aufweist.
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Bei
einer entsprechenden katoptrischen Projektionsanordnung kann neben
der Kombiblende mindestens eine weitere Streulichtblende vorgesehen
sein, welche zur effektiven Gestaltung der Projektionsanordnung
gemeinsam mit der Kombiblende bewegbar gestaltet sein kann. Eine
weitere Streulichtblende kann insbesondere in einer Feldebene oder
einer Zwischenbildebene bzw. in einem nahen Bereich zu einer dieser
Ebenen angeordnet sein.
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Zur
gemeinsamen Bewegung von Kombiblende und weiterer Streulichtblende
können diese körperlich, insbesondere starr oder
gelenkig miteinander verbunden sein.
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Ein
weiterer Vorteil lässt sich mit der Kombiblende erzielen,
wenn in der Kombiblende Obskurationsmittel und/oder andere optisch
wirksame Elemente, wie Apodisationsfilter, Phasenfilter, polarisationsoptisch
wirksame Elemente, etc. im Bereich der ersten Öffnung (Aperturöffnung)
vorgesehen sind. Durch eine Obskuration in der Pupille (Pupillenfilterung),
beispielsweise durch eine Scheibe oder einen Ring, kann ein Teil
der nullten Beugungsordnung eines abzubildenden Objektes ausgeblendet
werden und somit der Kontrast und/oder die Tiefenschärfe der
Abbildung verbessert werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Kombiblende
Teil eines Gehäuses, insbesondere Vakuumgehäuses
sein, welches innerhalb der Projektionsanordnung vorgesehen ist,
um vorteilhafte Vakuumbedingungen zu schaffen. Dies ist in der
DE 10 2006 044 591 detailliert
beschrieben und wird hiermit durch Verweis vollständig
in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen.
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Die
Kombiblende und/oder ein Magazin hierfür kann innerhalb
eines Gehäuses, insbesondere einer Vakuumkammer oder außerhalb
davon angeordnet sein.
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Entsprechend
wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, für
den unabhängig von den anderen Aspekten und in Kombination
mit diesen Schutz begehrt wird, eine Kombiblende für eine
optische Anordnung beansprucht, die mindestens eine erste Öffnung
zur Nutzung als Aperturblende und mindestens eine zweite Öffnung
nur Nutzung als Feldblende aufweist, wobei die mindestens eine zweite Öffnung
eine Ausdehnung aufweist, so dass in zwei senkrecht zueinander liegenden
Richtungen, wie beispielsweise im kartesischen Koordinatensystem,
eine maximale Länge und eine minimale Breite der zweiten Öffnung
gegeben ist, wobei nur entlang der Längsrichtung der Kombiblende
quer zur Richtung der maximalen Länge bzw. parallel zur
Richtung der minimalen Breite der zweiten Öffnung die mindestens
eine erste Öffnung oder weitere zweite Öffnungen
angeordnet sind. Eine derartige Kombiblende kann insbesondere für
Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie
und dort insbesondere, wie oben beschrieben, für Projektionsanordnungen
bzw. Projektionsoptiken eingesetzt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere
Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen
zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
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1 eine
Darstellung einer EUVL-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem
und einer Projektionsoptik;
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2 eine
Darstellung der Projektionsoptik, wie sie beispielsweise mit der
Projektionsbelichtungsanlage aus der 1 Verwendung
finden kann;
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3 eine
teilweise Ansicht der Projektionsoptik aus 2 um 90° gedreht
in Richtung der optischen Achse;
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4 eine
Detaildarstellung aus 2;
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5 eine
Seitenansicht einer Kombiblende;
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6 eine
Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kombiblende;
und in
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7 eine
Seitenansicht einer noch weiteren Ausführungsform einer
Kombiblende.
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Die 1 zeigt
in einer rein schematischen Darstellung den prinzipiellen Aufbau
eines katoptrischen Projektionsbelichtungssystems für die EUVL-Mikrolithographie,
welches ein Beleuchtungssystem 1 und eine Projektionsoptik 2 umfasst.
Im Beleuchtungssystem wird das Licht einer Lichtquelle 3 im Wellenlängenbereich
von extremer ultravioletter Strahlung über mehrere Spiegel
bzw. reflektive Elemente auf ein Retikel 4 gelenkt, welches
eine Struktur aufweist, die über die Projektionsoptik 2 auf
einen mit einer fotosensitiven Schicht versehenen Wafer 5 verkleinert
abgebildet werden soll.
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In
der 2 ist in einer ebenfalls rein schematischen Darstellung
der Aufbau einer katoptrischen Projektionsoptik zu sehen, welche
bei der Projektionsbelichtungsanlage gemäß 1 eingesetzt werden
kann.
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Auf
der linken Seite der 2 ist wiederum das Retikel 4 dargestellt,
welches die mittels des Beleuchtungssystems 1 auf das Retikel 4 gelenkte Strahlung,
welche auch als Licht bezeichnet werden kann und allgemein elektromagnetische
Strahlung umfasst, reflektiert. Die reflektierte Strahlung 6 wird auf
einen ersten Spiegel 7 geleitet, von wo die Strahlung 6 auf
einen zweiten Spiegel 8 gelangt. Nach weiteren Reflexionen
an einem dritten Spiegel 9 und einem vierten Spiegel 10 wird
das Licht schließlich über die fünften
Spiegel 11 und sechsten Spiegel 12 auf den Wafer 5 gelenkt,
wo es die Struktur des Retikels 4 in einem verkleinerten
Maßstab abbildet.
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Die 3 zeigt
in einer um 90° gedrehten Ansicht der Projektionsoptik
der 2 eine Meridionalebene 40, wie sie durch
die Projektionsoptik der 2 und das Objektfeld 4' definiert
ist. Die Meridionalebene 40 wird durch die optische Achse 15 und
einen Hauptstrahl ausgehend von einem von der optischen Achse 15 entfernt
liegenden Punkt des Objektfelds 4' aufgespannt. Entsprechend
gibt es für ein gegebenes Objektfeld 4', welches
beispielsweise über das Retikel 4 gescannt wird,
eine Vielzahl von Meridionalebenen 40, und zwar für
jeden Punkt des Objektfeldes 4'.
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Der
Strahlengang 6 der Ausführungsform der 2 weist
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an der mit dem Bezugszeichen 13 bezeichneten Stelle
ein Zwischenbild sowie zwischen dem ersten Spiegel 7 und
dem zweiten Spiegel 8 eine Pupillenebene auf.
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In
der Pupillenebene ist eine Kombiblende 14 vorgesehen, welche
entlang des Bewegungspfades 22 über einen Antriebsmechanismus 23 in
den Strahlengang bewegt werden oder aus diesem entfernt werden kann.
Die Bewegungsrichtung kann hierbei entlang der Strichlinie 22 oder
senkrecht zur Blattebene sein. Die Kombiblende 14 wird
im Wesentlichen in der Pupillenebene angeordnet, kann jedoch auch
in einem Bereich vor oder hinter der Pupillenebene vorgesehen sein.
Insbesondere kann über dem Antriebs- und Bewegungsmechanismus 23 eine Verschiebung
der Kombiblende entlang der optischen Achse 15 bzw. in
Richtung des Strahlengangs 6 ermöglicht werden.
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Die
Kombiblende 14 erfüllt eine kombinierte Funktion,
nämlich einerseits die Funktion einer Aperturblende für
das Strahlenbündel, welches von dem ersten Spiegel 7 durch
die Pupillenebene zum zweiten Spiegel 8 verläuft.
Da durch den Strahlengang 6 der gewählten optischen
Anordnung die Aperturblende nur sehr klein ausgebildet sein kann,
und somit Streulicht nicht sicher aus dem Strahlengang entfernt werden
könnte, ist die Aperturblende als Kombiblende ausgebildet,
welche durch ihre größere Dimensionierung Streulichtanteile
aus dem Strahlengang abhalten kann. Um jedoch den Strahlengang 6 nicht zu beeinträchtigen,
also das Strahlenbündel von dem Retikel 4 zum
ersten Spiegel 7 bzw. vom zweiten Spiegel 8 zum
dritten Spiegel 9 nicht zu blockieren, sind, wie in den 3 und 4 näher
dargestellt ist, zusätzlich eine zweite Öffnung 17 und
eine dritte Öffnung 18 für die entsprechenden
Strahlenbündel in der Kombiblende zusätzlich zur
ersten Öffnung (Aperturöffnung) 16 vorgesehen.
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Die
Kombiblende 14 ist senkrecht zu einer Meridionalebene angeordnet
und senkrecht zu der Meridionalebene in den Strahlengang 6 bewegbar bzw.
entfernbar. Die Meridionalebene ist durch den Hauptstrahl, der von
dem ersten Spiegel 7 durch das Zentrum der Aperturöffnung
der Kombiblende 14 geht, und die optische Achse 15 aufgespannt.
Im Beispiel der 2 ist die Meridionalebene durch
die Zeichenebene gegeben. Alternativ ist aufgrund der kleinen Dimension
der Kombiblende auch eine Bewegung der Kombiblende mit der Bewegungsrichtung
in der Meridionalebene möglich.
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Die
Kombiblende 14, welche in den 4 und 5 in
Seitenansichten aus um 90° verdrehten Blickrichtungen gezeigt
ist, weist bzgl. der bogenförmigen zweiten und dritten Öffnungen 17 und 18 in
der Meridionalebene 28 eine Öffnungsweite d auf,
die ≥ 10 mm, insbesondere ≥ 20 mm und vorzugsweise ≥ 40
mm ist. Durch die entsprechende Anordnung der Kombiblende 14 in
dem Strahlengang eines katoptrischen optischen Systems 2 und
die Wahl der Größe der Öffnungen für
benachbarte Strahlenbündel ist ein variabler Einsatz der
Kombiblende und ein variabler Betrieb des optischen Systems bei
gleichzeitig gutem Abschirmungsverhalten für das Streulicht
gegeben. Dadurch müssen weniger viele unterschiedliche Kombiblenden
für unterschiedliche Abbildungsbedingungen bereitgehalten
werden.
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Durch
die kleine Dimensionierung der Kombiblende 14, wie sie
beispielsweise in 5 gezeigt ist, sind vielfältige
Anordnungs- und Wechselmöglichkeiten gegeben.
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Wie
in 5 zu sehen ist, kann die Kombiblende 14 als
in der Draufsicht rechteckförmiges bzw. quaderförmiges
Blendenelement ausgeführt sein, wobei die erste Öffnung 16 und
die zweite Öffnung 17 sowie die dritte Öffnung 18 in
einer Reihe angeordnet sind, die sich entlang der Längsrichtung
erstreckt. Die Längsrichtung ist hierbei als Richtung quer
zur maximalen Ausdehnung der zweiten Öffnung 17 bzw. parallel
zur Richtung der minimalen Ausdehnung der zweiten Öffnung 17 definiert.
Im Ausführungsbeispiel der 5 ist die
minimale Ausdehnung der zweiten Öffnung 17 durch
die Öffnungsweite d gegeben, während die maximale
Länge der zweiten Öffnung 17 mittels
des Buchstaben 1 gekennzeichnet ist.
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Die
Breite B der Kombiblende 14 kann durch ein Vielfaches des
Durchmessers D der ersten Öffnung 16 definiert
sein, während die Länge L der Kombiblende 14 durch
den Durchmesser D der ersten Öffnung und die Öffnungsweiten
d der zweiten Öffnung 17 und der dritten Öffnung 18 vorgegeben
sind. Da der Abstand A zwischen der ersten Öffnung 16 und
der zweiten Öffnung 17 bzw. zwischen der ersten Öffnung 16 und
der dritten Öffnung 18 sehr klein gewählt
werden kann, beispielsweise kleiner 5 mm, vorzugsweise kleiner 3
mm und insbesondere kleiner 1 mm, kann die Gesamtlänge
L der Kombiblende 14 nur geringfügig größer
als die Summe aus dem Durchmesser D der ersten Öffnung 16 und
der/den Öffnungsweiten d der ersten und/oder zweiten und/oder
dritten Öffnungen 17, 18 sein, beispielsweise
das 1,5-fache bzw. das 1,3-fache, vorzugsweise das 1,1-fache.
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Darüber
hinaus ist die Kombiblende 14, wie in 5 gezeigt,
segmentiert aufgebaut, so dass die Blende in die Segmente 19, 20 und 21 unterteilt
werden kann. Die angegebene Unterteilung, die mit den gestrichelten
Linien angedeutet ist, ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit,
sondern hier sind vielfältige Segmentierungen möglich.
Dies bedeutet, dass nicht jedes Mal die komplette Kombiblende 14 aus
dem Strahlengang entfernt werden muss, sondern bei einem Austausch
eines Teils, beispielsweise des Segments 19 mit der zweiten Öffnung 17,
lediglich dieses Teil ausgetauscht werden kann. Außerdem
erlaubt diese Gestaltung eine unterschiedliche Zusammenstellung
von Blendenteilen, so dass trotz höherer Variabilität
weniger Blendenkomponenten vorgehalten werden müssen.
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Die
Segmente sind so ausgebildet, dass sie gegenseitig miteinander verbindbar
sind, so dass sie bei der Anordnung in der Projektionsoptik bzw.
allgemein einer optischen Anordnung sich gegenseitig stützen
und stabilisieren. Beispielsweise können die Verbindungselemente
durch Schienenanordnungen oder dergleichen gebildet sein, so dass
sich die Segmente leicht einzeln austauschen lassen und leicht zueinander
bewegbar sind.
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Zum
Austausch der Kombiblende 14 oder von Teilen davon ist
ein entsprechender Antriebs- und Bewegungsmechanismus 23 vorgesehen,
wie er in 2 dargestellt ist. Im Zusammenhang
mit dem Antriebs- und Bewegungsmechanismus 23 ist ein Magazin 24 vorgesehen,
in welchem eine Vielzahl von Kombiblenden 14 mit unterschiedlichen
ersten Öffnungen 16 und zweiten und dritten Öffnungen 17 und 18 sowie
entsprechende Kombiblendensegmente 19, 20, 21 aufbewahrt
und bereit gehalten werden.
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Entsprechend
kann durch den Antriebs- und Bewegungsmechanismus 23 durch
Bewegung der Kombiblende 14 oder von Teilen davon auf der
Bewegungsebene 22 ein Austausch der Kombiblende 14 insgesamt
oder von Teilen davon vorgenommen werden. Die entsprechende Bewegung
kann dabei translatorisch oder in einer Drehbewegung oder in Kombinationen
davon erfolgen.
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Wie
in der 2 dargestellt ist, wird bei der Gestaltung der
katoptrischen Projektionsoptik vorzugsweise eine zweite Streulichtblende 25 eingesetzt,
welche in oder in der Nähe der Zwischenbildebene 13 vorgesehen
ist. Die Streulichtblende 25 kann ebenfalls durch eine
Bewegung auf einer Bewegungsebene 27 mit vorzugsweise ähnlichen
Bewegungen wie die Kombiblende aus dem Strahlengang entfernt oder
in diesen hineingebracht werden. Vorzugsweise erfolgt dies über
die gleiche Antriebs- und Bewegungseinrichtung 23, die
auch für die Bewegung der Kombiblende 14 sorgt.
Dazu ist eine Kopplung 26 zwischen der Kombiblende 14 und
der zweiten Streulichtblende 25 vorgesehen, die entweder starr
ausgebildet sein kann oder eine entsprechende Kinematik mit Gelenken
und dergleichen aufweisen kann, um die Bewegung zu optimieren. Durch
die gemeinsame Bewegung der Kombiblende 14 und der Streulichtblende 25 wird
bei den beengten Platzverhältnissen, die in einem derartigen
optischen System vorliegen, eine vereinfachte Möglichkeit
zum Einführen und Ausführen entsprechender Blenden
gegeben.
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Auch
für die Streulichtblenden können unterschiedliche
Blenden in einem Magazin (nicht dargestellt) vorgehalten werden.
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In 5 ist
weiterhin in der ersten Öffnung (Aperturöffnung) 16 in
gestrichelter Darstellung ein optionaler Obskurationsring vorgesehen,
welcher über entsprechende Halteelemente 30 in
der ersten Öffnung 16 gehalten wird. Durch den
Ring kann ein Teil des Lichts, welches durch die erste Öffnung (Aperturöffnung) 16 hindurchgehen
würde, ausgeblendet werden, um den Kontrast oder/und den
Tiefenschärfenbereich der Abbildung zu erhöhen.
Anstelle eines Rings 29 kann auch eine Scheibe oder dergleichen
vorgesehen sein oder ein Phasenfilter oder ein polarisationsoptisches
Element (Retarder, Polarisator, etc.) oder ein anderes optisch wirksames Element.
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Die 6 und 7 zeigen
zwei weitere Ausführungsbeispiele in einer Draufsicht ähnlich
der der 5.
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Bei
der 6 ist eine quaderförmige bzw. in der
Draufsicht rechteckige Kombiblende 50 gezeigt, die zwei
erste Öffnungen 51 und 52 als Aperturblenden
und insgesamt vier zweite Öffnungen 53, 54, 55, 56 als
Streulichtblenden bzw. Feldblenden umfasst. Die Blendenöffnungen 51, 53 und 54 stellen
eine Einheit dar, die zugleich im Strahlengang einer Projektionsanordnung
eingesetzt werden können, während die Blendenöffnungen 52, 55 und 56 eine
zweite Einheit darstellen, die alternativ zu der ersten Einheit
im Strahlengang einer Projektionsanordnung vorgesehen werden können.
Die Kombiblende 50 ist so ausgebildet, dass die Zentren
der entsprechenden Öffnungen 51 bis 56 entlang
einer geraden Linie 57 angeordnet sind, so dass durch eine
einfache Schiebebewegung der Kombiblende 50 entlang der
Längsrichtung L ein Wechsel der Blenden möglich
ist.
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Die 7 zeigt
in einer ähnlichen Darstellung zu der 6 eine
Kombiblende 100, bei der insgesamt vier Blendeneinheiten
mit jeweils drei Blendenöffnungen vorgesehen sind und zwar
jeweils mit einer ersten Öffnung 101, 102, 103, 104 und
jeweils zwei zweiten Öffnungen 105, 106; 107, 108; 109; 110 und 111, 112.
Die in der Draufsicht ebenfalls rechteckförmige Kombiblende 100 ist
jedoch so ausgebildet, dass jeweils die ersten Öffnungen 101 bis 104 entlang
einer geraden Linie 114 angeordnet sind, während
die jeweils zweiten Öffnungen 105 bis 112 ebenfalls
entlang zweier Geraden 113 und 115 angeordnet
sind. Während die Kombiblende 50 der 6 entlang
der Längsrichtung L verschoben werden kann, um die unterschiedlich
ausgebildeten Blendeneinheiten in den Strahlengang zu bringen, kann
die Kombiblende 100 durch eine Verschiebung entlang der
Breitenrichtung B die unterschiedlichen Blendeneinheiten zum Einsatz
bringen.
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Während
bei der Ausführungsform der 6 sich die
zweite Blendeneinheit nicht nur dadurch unterscheiden, dass die
ersten Öffnungen 51 und 52 unterschiedlich
groß, d. h. mit einem unterschiedlichen Durchmesser D ausgebildet
sind, sondern dass zusätzlich auch die zweiten Blendenöffnungen 53, 54, 55, 56 unterschiedlich
groß ausgebildet sind, ist bei der Kombiblende 100 der 7 lediglich
eine Variation der ersten Öffnungen 101 bis 104 vorgesehen, während
die zweiten Öffnungen dieselbe Größenordnung
aufweisen.
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Bei
einer segmentierten Ausführungsform der Kombiblende 100,
bei der beispielsweise die zweiten Öffnungen 105, 107, 109 und 111 auf
einem Segment, die ersten Öffnungen 101 bis 104 auf
einem zweiten Segment und die zweiten Öffnungen 106, 108, 110 und 112 auf
einem dritten Segment angeordnet sind, ist es auch vorstellbar,
dass die Segmente mit den zweiten Öffnungen jeweils nur
eine zweite Öffnung aufweisen, die dann entsprechend mit
dem Segment der ersten Öffnung verschoben wird oder dieses
ortsfst in der Projektionsanordnung vorgesehen ist und lediglich
das Segment mit den ersten Öffnungen verschiebbar gestaltet
ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
für ein Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben
worden ist, ist klar verständlich, dass die Erfindung nicht
auf diese Ausführungsform beschränkt ist, sondern
Abwandlungen oder Änderungen insbesondere durch unterschiedliche
Kombination einzelner Merkmale der Ausführungsform sowie
Weglassen eines Merkmals möglich sind, ohne den Schutzbereich
der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Insbesondere
beansprucht die vorliegende Erfindung sämtliche Kombinationen
einzelner Merkmale.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1355194
A2 [0002, 0004, 0006, 0007]
- - EP 1768172 A1 [0002, 0003, 0004]
- - US 6885432 B2 [0004, 0006]
- - US 2006/0291077 A1 [0008]
- - DE 102006044591 [0036]