DE102009008644A1

DE102009008644A1 - Abbildende Optik sowie Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie mit einer derartigen abbildenden Optik

Info

Publication number: DE102009008644A1
Application number: DE102009008644A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dr. Mann; Wilhelm Ulrich; Erik Loopstra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-11-18
Also published as: WO2010091840A1; KR20110118800A; JP5390640B2; EP2396700B1; JP2012517707A; KR101398343B1; TW201508411A; CN102317866B; CN102317866A; KR101444517B1; TW201104333A; US9500958B2; US10481500B2; CN104914561B; CN104914561A; EP2396700A1; US8610877B2; US20140078484A1; JP5319789B2; US20120008124A1

Abstract

Eine abbildende Optik (7) hat eine Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M6), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden. Die abbildende Optik (7) hat eine Pupillenobskuration. Der letzte Spiegel (M6) im Strahlengang von Abbildungslicht (3) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) hat eine Durchgangsöffnung (18) zum Durchgang des Abbildungslichts (3). Ein im Strahlengang des Abbildungslichts (3) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) vorletzter Spiegel (M5) der abbildenden Optik (7) hat keine Durchgangsöffnung zum Durchgang des Abbildungslichts (3). Es resultiert eine abbildende Optik, mit der eine handhabbare Kombination aus geringen Abbildungsfehlern, beherrschbarer Herstellung und gutem Durchsatz für das Abbildungslicht erreicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine abbildende Optik mit einer Mehrzahl von Spiegeln, die ein Objektfeld in einer Objektebene in ein Bildfeld in einer Bildebene abbilden. Ferner betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden Optik, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauelement.
Abbildende Optiken der eingangs genannten Art sind bekannt aus der US 2006/0232867 A1 und der US 2008/0170310 A1 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abbildende Optik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine handhabbare Kombination aus geringen Abbildungsfehlern, beherrschbarer Herstellung und gutem Durchsatz für das Abbildungslicht erreicht ist.
Diese Aufgabe ist gemäß einem ersten Aspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es ohne größere Einbußen bei der Abbildungsqualität möglich ist, bei einem pupillenobskurierten System, also bei einer abbildenden Optik mit einer Pupillenobskuration, den vorletzten Spiegel mit durchgehender reflektierender Fläche, also ohne Durchgangsöffnung innerhalb des optisch genutzten Bereichs des vorletzten Spiegels auszugestalten. Dies erleichtert die Herstellung dieses vorletzten Spiegels mit ausreichender Spiegeldicke und erlaubt auch die Einhaltung eines ausreichend großen Abstandes zwischen der der Bildebene zugewandten Seite des vorletzten Spiegels und der Bildebene bei gleichzeitiger Minimierung der Größe der Pupillenobskuration. Diese Herstellungserleichterung fällt insbesondere dann ins Gewicht, wenn dieser vor letzte Spiegel auf einem im Vergleich zu den anderen Spiegeln dünnen Spiegelkörper und/oder dünnen Spiegelträger angeordnet ist.
Die eingangs genannte Aufgabe ist gemäß einem zweiten Aspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen.
Der Zahlenwert für die Pupillenobskuration ergibt sich durch das Verhältnis der aufgrund der Pupillenobskuration ausgeblendeten Fläche innerhalb der Austrittspupille relativ zu einer Gesamtfläche einer Austrittspupille der abbildenden Optik. Eine Pupillenobskuration, die kleiner ist als 5%, ermöglicht eine pupillenobskurierte abbildende Optik mit besonders hohem Lichtdurchsatz. Weiterhin kann die erfindungsgemäß geringe Pupillenobskuration zu einem geringen bzw. vernachlässigbaren Einfluss auf eine Abbildungsqualität der abbildenden Optik, insbesondere auf den Abbildungskontrast, führen. Die Pupillenobskuration kann kleiner sein als 10%. Die Pupillenobskuration kann beispielsweise 4,4% oder 4,0% betragen. Die Pupillenobskuration kann kleiner sein als 4%, kann kleiner sein als 3%, kann kleiner sein als 2% und kann sogar kleiner sein als 1%. Die Pupillenobskuration der abbildenden Optik kann vorgegeben sein durch einen der Spiegel, beispielsweise durch eine Durchtrittsöffnung von diesem oder durch eine äußere Berandung von diesem, oder durch eine Obskurationsblende, die im Strahlengang des Abbildungslichts zwischen dem Objektfeld und dem Bildfeld angeordnet ist.
Mindestens einer der Spiegel der abbildenden Optik gemäß einem der beiden vorstehend erläuterten Aspekte kann eine Reflexionsfläche aufweisen, die als nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformfläche ausgeführt ist.
Ein Arbeitsabstand des vorletzten Spiegels nach Anspruch 3 erleichtert dessen Herstellung zusätzlich. Der Arbeitsabstand kann mindestens 22 mm, mindestens 40 mm, mindestens 60 mm, mindestens 80 mm, und kann sogar 85 mm betragen. Auch noch größere Werte für den Arbeitsabstand sind möglich. Der Arbeitsabstand ist definiert als der Abstand zwischen der Bildebene und dem dieser nächstliegenden Abschnitt einer genutzten Reflexionsfläche des nächstliegenden, also des vorletzten Spiegels der Projektionsoptik. Die Bildebene ist die dem vorletzten Spiegel benachbarte Feldebene der abbildenden Optik.
Ein maximaler Einfallswinkel nach Anspruch 4 erleichtert die Ausgestaltung einer hochreflektierenden Beschichtung auf diesem Spiegel. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Abbildungslicht mit kleiner Wellenlänge zum Einsatz kommt, beispielsweise mit DUV(tiefes Ultraviolett, Deep Ultraviolet)-, VUV(Vakuumultraviolett)- oder EUV(Extremes Ultraviolett)-Wellenlängen. Es kann dann insbesondere eine Mehrlagen-Beschichtung mit geringer Akzeptanzbandbreite des Einfallswinkels und entsprechend hoher Reflexion zum Einsatz kommen. Der maximale Einfallswinkel des Abbildungslichts auf dem im Strahlengang vorletzten Spiegel kann im Meridionalschnitt der abbildenden Optik 34,5°, 30°, 25°, 20°, 16,9° oder auch 15,9° betragen.
Eine Anordnung des vorletzten Spiegels nach Anspruch 5 führt dazu, dass eine Halterung, die diesen vorletzten Spiegel sowie Spiegel des Abbildungsstrahlengangs vor dem Abbildungs-Teilstrahl haltert, relativ kompakt gestaltet sein kann.
Alternativ hierzu ist eine Anordnung des vorletzten Spiegels nach Anspruch 6 möglich.
Eine numerische Apertur nach Anspruch 7 ermöglicht eine hohe Auflösung der abbildenden Optik. Die numerische Apertur kann mindestens 0,4 und kann auch mindestens 0,5 betragen.
Ein Rechteckfeld nach Anspruch 8 erleichtert die Prozessführung beim Einsatz der abbildenden Optik. Ein derartiges Rechteckfeld kann insbesondere durch den Einsatz von nichtrotationssymmetrischen Freiformflächen als Reflexionsflächen der Spiegel der abbildenden Optik erreicht werden. Mindestens einer der Spiegel kann als derartige Freiformfläche ausgebildet sein.
Beim Einsatz der abbildenden Optik als Projektionsoptik nach Anspruch 9 kommen deren Vorteile besonders gut zum Tragen.
Die Vorteile einer erfindungsgemäßen Projektionsbelichtungsanlage entsprechen denen, die vorstehend in Bezug auf die erfindungsgemäße abbildende Optik ausgeführt wurden. Die Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage kann breitbandig ausgeführt sein und beispielsweise eine Bandbreite haben, die größer ist als 1 nm, die größer ist als 10 nm oder die größer ist als 100 nm. Zudem kann die Projektionsbelichtungsanlage so ausgeführt sein, dass sie mit Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlängen betrieben werden kann. Auch Lichtquellen für andere, insbesondere für die Mikrolithographie eingesetzte Wellenlängen, sind im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen abbildenden Optik einsetzbar, beispielsweise Lichtquellen mit den Wellenlängen 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 126 nm, 109 nm und insbesondere auch mit Wellenlängen, die kleiner sind als 100 nm, beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm.
Die Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage kann zur Erzeugung von Beleuchtungslicht mit einer Wellenlänge zwischen 5 nm und 30 nm ausgebildet sein. Eine derartige Lichtquelle erfordert Reflexionsbeschichtungen auf den Spiegeln, die, um eine Mindestreflektivität zu erfüllen, nur eine geringe Einfallswinkel-Akzeptanzbandbreite haben. Zusammen mit der erfindungsgemäßen abbildenden Optik kann diese Forderung einer geringen Einfallswinkel-Akzeptanzbandbreite erfüllt werden.
Entsprechende Vorteile gelten für ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren und das hierdurch hergestellte mikro- bzw. nanostrukturierte Bauteil.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithografie;
2 in einem Meridionalschnitt eine Ausführung einer abbildenden Optik, die als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 einsetzbar ist, wobei der Abbildungsstrahlengang für die Hauptstrahlen (virtuell) und für den oberen und unteren Komastrahl einer Mehrzahl ausgewählter Feldpunkte dargestellt ist;
3 und 4 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung weitere Ausführungen der abbildenden Optik.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie hat eine Lichtquelle 2 für Beleuchtungslicht bzw. Abbildungslicht 3. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Lichtquelle, die Licht in einem Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 5 nm und 15 nm, erzeugt. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich insbesondere um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 13,5 nm oder um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 6,9 nm handeln. Auch andere EUV-Wellenlängen sind möglich. Generell sind sogar beliebige Wellenlängen, zum Beispiel sichtbare Wellenlängen oder auch andere Wellenlängen, die in der Mikrolithographie Verwendung finden können und für die geeigneten Laserlichtquellen und/oder LED-Lichtquellen zur Verfügung stehen (beispielsweise 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 129 nm, 109 nm), für das in der Projektionsbelichtungsanlage 1 geführte Beleuchtungslicht 3 möglich. Ein Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 ist in der 1 äußerst schematisch dargestellt.
Zur Führung des Beleuchtungslichts 3 von der Lichtquelle 2 hin zu einem Objektfeld 4 in einer Objektebene 5 dient eine Beleuchtungsoptik 6. Mit einer Projektionsoptik bzw. abbildenden Optik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Das Bildfeld 8 hat in der x-Richtung eine Erstreckung von 26 mm und in der y-Richtung eine Erstreckung von 2 mm. Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 sind rechteckförmig. Für die Projektionsoptik 7 kann eines der in den 2 ff. dargestellten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Die Projek tionsoptik 7 nach 2 verkleinert um einen Faktor 4. Auch andere Verkleinerungsmaßstäbe sind möglich, zum Beispiel 5x, 8x oder auch Verkleinerungsmaßstäbe, die größer sind als 8x. Die Bildebene 9 ist bei der Projektionsoptik 7 in den Ausführungen nach den 2 ff. parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Reflexionsmaske 10, die auch als Retikel bezeichnet wird.
Die Abbildung durch die Projektionsoptik 7 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 11 in Form eines Wafers, der von einem Substrathalter 12 getragen wird. In der 1 ist schematisch zwischen dem Retikel 10 und der Projektionsoptik 7 ein in diese einlaufendes Strahlenbündel 13 des Beleuchtungslichts 3 und zwischen der Projektionsoptik 7 und dem Substrat 11 ein aus der Projektionsoptik 7 auslaufendes Strahlenbündel 14 des Beleuchtungslichts 3 dargestellt. Eine bildfeldseitige numerische Apertur (NA) der Projektionsoptik 7 in der Ausführung nach 2 beträgt 0,50. Dies ist in der 1 nicht maßstäblich wiedergegeben.
Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie der verschiedenen Ausführungen der Projektionsoptik 7 ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In der 1 verläuft die x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Richtung verläuft nach rechts und die z-Richtung nach unten.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scannertyp. Sowohl das Retikel 10 als auch das Substrat 11 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der y-Richtung gescannt. Auch ein Steppertyp der Projektionsbelichtungsanlage 1, bei dem zwischen einzelnen Belichtungen des Substrats 11 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 10 und des Substrats 11 in der y-Richtung erfolgt, ist möglich.
2 zeigt das optische Design einer ersten Ausführung der Projektionsoptik 7. Dargestellt ist in der 2 der Strahlengang jeweils dreier Einzelstrahlen 15, die von fünf in der 2 zueinander in der y-Richtung beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehen. Die drei Einzelstrahlen 15, die zu einem dieser fünf Objektfeldpunkte gehören, sind jeweils drei unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen für die zwei Objektfeldpunkte zugeordnet. Hauptstrahlen 16, die durch das Zentrum einer Pupille in einer Pupillenebene 17 der Projektionsoptik 7 verlaufen, sind in der 2 nur aus darstellerischen Gründen eingezeichnet, da es sich aufgrund einer zentralen Pupillenobskuration der Projektionsoptik 7 nicht um reale, sondern um virtuelle Abbildungsstrahlengänge der Projektionsoptik 7 handelt. Diese Hauptstrahlen 16 verlaufen, ausgehend von der Objektebene 5, zunächst divergent. Dies wird nachfolgend auch als negative Schnittweite einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 7 bezeichnet. Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 7 nach 2 liegt nicht innerhalb der Projektionsoptik 7, sondern im Strahlengang vor der Objektebene 5. Dies ermöglicht es beispielsweise, im Strahlengang vor der Projektionsoptik 7 eine Pupillenkomponente der Beleuchtungsoptik 6 in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 7 anzuordnen, ohne dass zwischen dieser Pupillenkomponente und der Objektebene 5 weitere abbildende optische Komponenten vorhanden sein müssen.
Die Projektionsoptik 7 nach 2 hat insgesamt sechs Spiegel, die in der Reihenfolge des Strahlengangs der Einzelstrahlen 15, ausgehend vom Objektfeld 4, mit M1 bis M6 durchnummeriert sind. Dargestellt sind in der 2 die berechneten Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M6 bzw. M5, M6. Genutzt wird, wie in der Darstellung nach 2 ersichtlich ist, nur ein kleiner Bereich dieser berechneten Reflexionsflächen. Lediglich dieser tatsächlich genutzte Bereich der Reflexionsflächen ist bei den realen Spiegeln M1 bis M6 tatsächlich vorhanden. Diese Nutz-Reflexionsflächen werden in bekannter Weise von Spiegelkörpern getragen.
Alle sechs Spiegel M1 bis M6 der Projektionsoptik 7 sind als nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformflächen ausgeführt. Es sind auch andere Ausführungen der Projektionsoptik 7 möglich, bei denen mindestens einer der Spiegel M1 bis M6 eine derartige Freiform-Reflexionsfläche aufweist.
Eine derartige Freiformfläche kann aus einer rotationssymmetrischen Referenzfläche erzeugt werden. Derartige Freiformflächen für Reflexionsflächen der Spiegel von Projektionsoptiken von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie sind bekannt aus der US 2007-0058269 A1 .
Die Freiformfläche kann mathematisch durch folgende Gleichung beschrieben werden:
wobei gilt:
Z ist die Pfeilhöhe der Freiformfläche am Punkt x, y (x² + y² = r²).
c ist eine Konstante, die der Scheitelpunktkrümmung einer entsprechenden Asphäre entspricht. k entspricht einer konischen Konstante einer entsprechenden Asphäre. C_j sind die Koeffizienten der Monome X^mYⁿ. Typischerweise werden die Werte von c, k und C_j auf der Basis der gewünschten optischen Eigenschaften des Spiegels innerhalb der Projektionsoptik 7 bestimmt. Die Ordnung des Monoms, m + n, kann beliebig variiert werden. Ein Monom höherer Ordnung kann zu einem Design der Projektionsoptik mit besserer Bildfehlerkorrektur führen, ist jedoch aufwendiger zu berechnen. m + n kann Werte zwischen 3 und mehr als 20 einnehmen.
Freiformflächen können mathematisch auch durch Zernike-Polgnome beschrieben werden, die beispielsweise im Manual des optischen Designprogramms CODE V^® erläutert werden. Alternativ können Freiformflächen mit Hilfe zweidimensionaler Spline-Oberflächen beschrieben werden. Beispiele hierfür sind Bezier-Kurven oder nicht-uniforme rationale Basis-Splines (non-uniform rational basis splines, NURBS). Zweidimensionale Spline-Oberflächen können beispielsweise durch ein Netz von Punkten in einer xy-Ebene und zugehörige z-Werte oder durch diese Punkte und ihnen zugehörige Steigungen beschrieben werden. Abhängig vom jeweiligen Typ der Spline-Oberfläche wird die vollständige Oberfläche durch Interpolation zwischen den Netzpunkten unter Verwendung z. B. von Polynomen oder Funktionen, die bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Kontinuität und Differenzierbarkeit haben, gewonnen. Beispiele hierfür sind analytische Funktionen.
Die Spiegel M1 bis M6 tragen Mehrfach-Reflexionsschichten zur Optimierung ihrer Reflexion für das auftreffende EUV-Beleuchtungslicht 3. Die Reflexion kann umso besser optimiert werden, je näher der Auftreffwinkel der Einzelstrahlen 15 auf der Spiegeloberfläche an der senkrechten Inzidenz liegt. Die Projektionsoptik 7 hat insgesamt für alle Einzelstrahlen 15 kleine Reflexionswinkel.

Die optischen Designdaten der Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M6 der Projektionsoptik 7 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden. Die erste dieser Tabellen gibt zu den optischen Oberflächen der optischen Komponenten und zur Aperturblende jeweils den Kehrwert der Scheitelpunktkrümmung (Radius) und einen Abstandswert (Thickness) an, der dem z-Abstand benachbarter Elemente im Strahlengang, ausgehend von der Objektebene, entspricht. Die zweite Tabelle gibt die Koeffizienten C_j der Monome X^mYⁿ in der oben angegebenen Freiformflächen-Gleichung für die Spiegel M1 bis M6 an. Nradius stellt dabei einen Normierungsfaktor dar. Nach der zweiten Tabelle ist noch der Betrag in mm angegeben, längs dem der jeweilige Spiegel, ausgehend von einem Spiegel-Referenzdesign dezentriert (Y-Decenter) und verdreht (X-Rotation) wurde. Dies entspricht einer Parallelverschiebung und einer Verkippung beim Freiformflächen-Designverfahren. Verschoben wird dabei in y-Richtung und verkippt um die x-Achse. Der Verdrehwinkel ist dabei in Grad angegeben.

Oberfläche	Radius	Abstandswert	Betriebsmodus
Objektebene	UNENDLICH	815,666
M1	–1153,305	–615,656	REFL
M2	222,516	319,520	REFL
M3	382,480	–319,520	REFL
M4	558,747	1485,905	REFL
M5	701,517	–770,248	REFL
M6	875,932	810,223	REFL
Bildebene	UNENDLICH	0,000

Die Spiegel M1, M2, M4 und M6 sind als Konkavspiegel ausgeführt. Der Krümmungsradius des Spiegels M2 ist so groß, dass er in der 2 angenähert wie ein Planspiegel aussieht. Die Spiegel M3 und M5 sind als Konvexspiegel ausgeführt.
Die Spiegel M1 und M6 sowie M3 und M6 sind, was die Orientierung ihrer Reflexionsflächen angeht, Rücken an Rücken angeordnet.
Die optisch genutzten Bereiche der Spiegel M1 bis M5 haben innerhalb des optisch genutzten Bereichs keine Durchgangsöffnung zum Durchtritt von Abbildungslicht, sind also nicht obskuriert. Auch der Spiegel M5, also der im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 vorletzte Spiegel, hat keine Durchgangsöffnung zum Durchtritt des Abbildungs- bzw. Beleuchtungslichts 3. Der Spiegel M5 hat also eine ununterbrochene genutzte Reflexionsfläche.
Im Abbildungsstrahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5 durchtreten die Einzelstrahlen 15 eine Durchgangsöffnung 18 im Spiegel M6. Der Spiegel M6 wird um die Durchgangsöffnung 18 herum genutzt. Beim Spiegel M6 handelt es sich also um einen obskurierten Spiegel.
Die Pupillenebene 17 liegt im Abbildungsstrahlengang in der Projektionsoptik 7 zwischen den Spiegeln M2 und M3. Die Pupillenebene 17 liegt zudem im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und der Durchgangsöffnung 18 des Spiegels M6. In der Pupillenebene 17 kann eine Obskurationsblende zur zentralen Abschattung einer Pupille der Projektionsoptik 7 angeordnet sein. Die Obskurationsblende schattet also denjenigen zentralen Bereich des Abbildungslichts 3 in der Pupillenebene 17 ab, der aufgrund der Durchgangsöffnung 18 nicht zur Abbildung des Objektfeldes 4 beiträgt.
Im Abbildungsstrahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5 liegt eine Zwischenbildebene 19 der Projektionsoptik 7. Das zugehörige Zwischenbild liegt benachbart zur Durchgangsöffnung 18 im Spiegel M6. Hierdurch ist es möglich, diese Durchgangsöffnung 18 im Vergleich zur genutzten Reflexionsfläche des Spiegels M8 klein zu gestalten. Eine zentrale Pupillenobskuration, also das Verhältnis einer über die Durchgangsöffnung 18 bzw. die Obskurationsblende in der Pupillenebene 17 ausgeblendeten Fläche innerhalb einer Austrittspupille der Projektionsoptik 7 relativ zu einer Gesamtfläche dieser Austrittspupille, beträgt bei der Projektionsoptik 7
4,4%.
Ein Arbeitsabstand d_w zwischen der Bildebene 9 und dem der Bildebene nächstliegenden Abschnitt einer genutzten Reflexionsfläche des Spiegels M5 beträgt 22 mm. Ein Verhältnis dieses Arbeitsabstandes d_w zur Gesamtlänge der Projektionsoptik 7, also zum Abstand zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8, beträgt
1,3%.
Eine weitere Pupillenebene 20 der Projektionsoptik 7 liegt im Abbildungsstrahlengang im Bereich des Spiegels M5. Auch hier kann eine Blende angeordnet sein.
Der Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 auf dem Spiegel M3 beträgt in der Meridionalebene, die in der 2 dargestellt ist, maximal 34,5°.
Zwischen dem im Abbildungsstrahlengang drittletzten Spiegel M4 und dem im Abbildungsstrahlengang vorletzten Spiegel M5 verläuft ein Abbildungs-Teilstrahl 21. Dieser Abbildungs-Teilstrahl 21 beginnt bei der Reflexion am Spiegel M4 und endet bei der Reflexion am Spiegel M5. Der Abbildungsstrahlengang in der Projektionsoptik 7 vor dem Abbildungs-Teilstrahl 21, also der Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M4, einerseits und ein Abbildungsbündel 22 im Bereich des Bildfeldes 8 andererseits sind auf der gleichen Seite des Abbildungs-Teilstrahls 21 geführt. Entsprechend sind das Objektfeld 4 und der vorletzte Spiegel M5 auf verschiedenen Seiten einer durch das Bildfeld 8 mittig verlaufenden Hauptebene 23, die senkrecht auf der Meridionalebene, also der Zeichenebene der 2 bis 4, steht, angeordnet.
3 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 2 entsprechen, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 7 nach 3 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach 2 entsprechen.

Oberfläche	Radius	Abstandswert	Betriebsmodus
Objektebene	UNENDLICH	986,270
M1	–815,021	–716,283	REFL
M2	–1692,737	1034,499	REFL
M3	805,634	–904,485	REFL
M4	1745,655	1800,135	REFL
M5	186,402	–695,651	REFL
M6	818,011	795,967	REFL
Bildebene	UNENDLICH	0,000

Bei der Projektionsoptik 7 nach 3 liegt der Spiegel M5 im Vergleich zur Projektionsoptik 7 nach 2 um die Hauptebene 23 gespiegelt vor. Der vorletzte Spiegel M5 und das Objektfeld 4 sind auf der gleichen Seite der Hauptebene 23 angeordnet. Der Ab bildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M2 einerseits und das Abbildungsbündel 22 im Bereich des Bildfeldes 8 der Projektionsoptik 7 nach 3 andererseits sind auf verschiedenen Seiten des Abbildungs-Teilstrahls 21 geführt. Der Abbildungsteilstrahl 21 und ein weiterer Abbildungs-Teilstrahl 24 zwischen den Spiegeln M2 und M3 überkreuzen sich im Abbildungsstrahlengang der Projektionsoptik 7 nach 3.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 3 ist der Spiegel M2 als Konvexspiegel ausgeführt. Aufgrund des sehr großen Krümmungsradius des Spiegels M2 erscheint dieser in der 3 annähernd als planer Spiegel.
Die Zwischenbildebene 19 liegt bei der Projektionsoptik 7 nach 3 praktisch genau auf Höhe der Durchgangsöffnung 18 im Spiegel M6.
Die zentrale Pupillenobskuration beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 3 4,0%. Der Arbeitsabstand d_w zwischen der Bildebene 9 und dem der Bildebene nächstliegenden Abschnitt der genutzten Reflektionsfläche des Spiegels M5 beträgt 85 mm. Ein Verhältnis dieses Arbeitsabstands d_w zur Gesamtlänge der Projektionsoptik 7 nach 3 beträgt 3,7%. Der Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 auf dem Spiegel M5 beträgt in der Meridionalebene, die in der 3 dargestellt ist, maximal 16,9°.
4 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Projektionsoptik 7 aus den 2 und 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 7 nach 4 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach den 2 und 3 entsprechen.

Oberfläche	Radius	Abstandswert	Betriebsmodus
Objektebene	UNENDLICH	485,884
M1	573,309	–385,884	REFL
M2	856,474	1014,613	REFL
M3	–619,480	–508,729	REFL
M4	601,504	1294,117	REFL
M5	256,986	–685,388	REFL
M6	838,548	785,387	REFL
Bildebene	UNENDLICH	0,000

Der Abbildungsstrahlengang zwischen der Zwischenbildebene 19 und dem Bildfeld 8 entspricht bei der Projektionsoptik 7 nach 4 demjenigen der Projektionsoptik 7 nach 3.
Das Objektfeld 4 und der Spiegel M5 sind auf verschiedenen Seiten der Hauptebene 23 angeordnet.
Die Spiegel M1 und M4 einerseits und die Spiegel M3 und M6 andererseits sind bei der Projektionsoptik 7 nach 4 Rücken an Rücken angeordnet.
Die Spiegel M1, M3 und M6 sind konkav. Der Spiegel M5 ist konvex. Die Spiegel M2 und M4 haben einen so großen Krümmungsradius, dass sie in der 4 nahezu als Planspiegel erscheinen.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 4 kann eine Aperturblende im Bereich der Pupillenebene 17 zwischen den Spiegeln M2 und M3 angeordnet sein.
Die zentrale Pupillenobskuration beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 4 4,0%. Der Arbeitsabstand d_w zwischen der Bildebene 9 und dem der Bildebene nächstliegenden Abschnitt der genutzten Reflexionsfläche des Spiegels M5 beträgt bei der Projektionsoptik nach 4 85 mm. Ein Verhältnis dieses Arbeitsabstands d_w zur Gesamtlänge der Projektionsoptik 7 nach 4 beträgt 4,25%. Der Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 auf dem Spiegel M5 beträgt in der Meridionalebene, die in der 4 dargestellt ist, maximal 15,9°.

In der nachfolgenden Tabelle werden Kenngrößen der Projektionsoptiken (PO) nach den 2, 3 und 4 nochmals zusammengefasst:

	PO nach Fig. 2	PO nach Fig. 3	PO nach Fig. 4
NA	0,5	0,5	0,5
Bildfeldgröße y mal x [mm × mm]	2 × 26	2 × 26	2 × 26
Verkleinerungsmaßstab	4x	4x	4x
Pupillenobskuration (Austrittspupille)[%]	4,4	4,0	4,0
Gesamtlänge [mm]	1726	2300	2000
max. Einfallswinkel des zentralen Hauptstrahls [°]	28,8	10,2	11,5
max. Einfallswinkel im Merdionalschnitt	34,5	16,9	15,9
Hauptstrahlwinkel beim Retikel für zentralen Feldpunkt [°]	8	8	8
Abstand des Zentrums des Spiegels M5 zur Bildebene [mm]	22	85	85

Beim zentralen Hauptstrahl handelt es sich um den Hauptstrahl 16 eines zentralen Punkts des Objektfelds 4. Dieser zentrale Punkt ist definiert als der Punkt, der in der Mitte zwischen den beiden randseitigen Objektfeldpunkten im Meridionalschnitt liegt.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 10 bzw. das Retikel und das Substrat bzw. der Wafer 11 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 11 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 11 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2006/0232867 A1 [0002]
- US 2008/0170310 A1 [0002]
- US 2007-0058269 A1 [0031]

Claims

Abbildende Optik (7) mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M6), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden, wobei der letzte Spiegel (M6) im Strahlengang von Abbildungslicht (3) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) eine Durchgangsöffnung (18) zum Durchgang des Abbildungslichts (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – ein im Strahlengang des Abbildungslichts (3) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) vorletzter Spiegel (M5) der abbildenden Optik (7) außerhalb eines Abbildungslichtbündels (22) vor dem Bildfeld (8) angeordnet ist, – eine reflektierende Fläche des vorletzten Spiegels (M5) innerhalb eines optisch genutzten Bereichs des vorletzten Spiegels (M5) keine Durchgangsöffnung zum Durchgang des Abbildungslichts (3) aufweist.
Abbildende Optik (7) mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M6), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden, gekennzeichnet durch eine Anordnung der optischen Komponenten der abbildenden Optik (7) derart, dass eine Pupillenobskuration resultiert, die kleiner ist als 20%.
Abbildende Optik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsabstand (d_w) eines im Strahlengang des Abbildungslichts (3) vorletzten Spiegels (M5) der abbildenden Optik (7) zum Bildfeld (8) mindestens 20 mm beträgt.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einfallswinkel des Abbildungslichts (3) auf einen im Strahlengang vorletzten Spiegel (M5) höchstens 35° beträgt.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 4 – mit einem Abbildungs-Teilstrahl (21) zwischen einem im Strahlengang des Abbildungslichts (3) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) drittletzten Spiegel (M4) und einem in dem Strahlengang vorletzten Spiegel (M5), – wobei zumindest ein Abschnitt des Abbildungsstrahlengangs vor dem Abbildungs-Teilstrahl (21) einerseits und ein Abbildungsbündel (22) im Bereich des Bildfeldes (8) andererseits auf gegenüberliegenden Seiten des Abbildungs-Teilstrahls (21) geführt sind.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 4 – mit einem Abbildungs-Teilstrahl (21) zwischen einem im Strahlengang des Abbildungslichts (3) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) drittletzten Spiegel (M4) und einem in dem Strahlengang vorletzten Spiegel (M5), – wobei zumindest ein Abschnitt des Abbildungsstrahlengangs vor dem Abbildungs-Teilstrahl (21) einerseits und ein Abbildungsbündel (22) im Bereich des Bildfeldes (8) andererseits auf der gleichen Seite des Abbildungs-Teilstrahls (21) geführt sind.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine numerische Apertur von mindestens 0,3.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildfeld (8) als Rechteckfeld ausgebildet ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die abbildende Optik (7) als Projektionsoptik für die Mikrolithografie ausgebildet ist.
Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie – mit einer Projektionsoptik (7) nach Anspruch 9, – mit einer Lichtquelle (2) für das Beleuchtungs- und Abbildungslicht (3), – mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Führung des Beleuchtungslichts (3) hin zum Objektfeld (4) der abbildenden Optik (7).
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) zur Erzeugung von Beleuchtungslicht (3) mit einer Wellenlänge zwischen 5 und 30 nm ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Retikels (10) und eines Wafers (11), – Projizieren einer Struktur auf dem Retikel (10) auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers (11) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, – Erzeugen einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer (11).
Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 12.