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Die
Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung eines
Objektfeldes einer Projektionsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage
für die Mikrolithographie. Ferner betrifft die Erfindung
ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik und
einer Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld
in einer Bildebene. Ferner betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage
mit einem derartigen Beleuchtungssystem und einer Lichtquelle. Ferner
betrifft die Erfindung ein Korrekturverfahren zur Korrektur mindestens
eines Beleuchtungsparameters einer Beleuchtung eines Objektfeldes
einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage, ein Herstellungsverfahren
zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils und
ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- bzw. nanostrukturiertes
Bauteil.
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Projektionsbelichtungsanlagen
für die Mikrolithographie sind unter anderem bekannt aus
der
EP 1 349 009 A2 und
den im dortigen Recherchenbericht genannten Druckschriften. Weitere
Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie
sind bekannt aus der
US
6,859,328 B2 , der
US
6,658,084 B2 , der
WO 2005/015314 A2 , der
US 6,452,661 B1 , der
US 2006/0012767 A1 ,
der
EP 1 067 437 B1 und der
US 2003/0031017 A1 .
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Gerade
für anspruchsvolle Projektionsbelichtungsaufgaben ausgelegte
derartige Projektionsbelichtungsanlagen haben, was deren Beleuchtungsparameter,
insbesondere was die Beleuchtungsparameter Uniformität,
Telezentrie und Elliptizität angeht, noch Verbesserungsbedarf.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik
für eine Projektionsbelichtungsanlage der eingangs genannten
Art derart weiterzubilden, dass deren Beleuchtungsparameter, insbesondere
die Beleuchtungsparameter Uniformität, Telezentrie und
Elliptizität verbessert sind.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass aufgrund der Tatsache, dass reale Lichtquellen für
Projektionsbelichtungsanlagen keine Fernfeldverteilung mit konstanter
Intensität über die ausgeleuchtete Fläche
aufweisen und somit auch über eine Blendeneinrichtung mit
Korrekturblenden in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik eine
feldabhängige Korrektur von Beleuchtungsparametern realisiert
werden kann. Dies stellt eine Abkehr vom an sich geltenden Grundsatz
dar, dass in einer Pupillenebene ausschließlich über
das gesamte Feld gleich wirkende Beeinflussungen von Beleuchtungsparametern
stattfinden können. Die Beeinflussung über mindestens
eine Korrekturblende in der Pupillenebene erlaubt den Einsatz einer
vergleichsweise einfach strukturierten Korrekturblende, sodass keine
extrem feinen Blendenstrukturen benötigt werden, wie dies
der Fall bei im Bereich von Feldebenen wirkenden Korrekturblenden
ist. Je nach der realen Fernfeldverteilung der das Beleuchtungslicht
bereitstellenden Lichtquelle, die einer präzisen Messung
zugänglich ist, ergeben sich durch eine entsprechende Verteilung
der über die Korrekturblende abzuschattenden Pupillenfacetten
Möglichkeiten zur gewünschten Beeinflussung der
Beleuchtungsparameter.
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Der
Einsatz einer Mehrzahl von in einem Wechselhalter untergebrachten
Korrekturblenden nach Anspruch 2 ermöglicht über
den Einsatz von vergleichsweise einfach strukturierten Korrekturblenden
eine Anpassung entweder an wechselnde Fernfeldverteilungen ein und
derselben Lichtquelle oder an unterschiedliche Lichtquellen mit
entsprechend unterschiedlichen Fernfeldverteilungen. Die mindestens
eine Korrekturblende kann so gestaltet sein, dass zwischen benachbarten
abgeschatteten Pupillenfacetten mindestens eine nicht abgeschattete
Pupillenfacette vorliegt. Dies erlaubt eine feine Beleuchtungsparameter-Beeinflussung
mit möglichst geringem Durchsatzverlust der Beleuchtungsoptik.
Die Korrekturblenden können Stege mit einer Breite aufweisen,
die geringer ist als ein Abstand zwischen zwei benachbarten Feldfacetten,
sodass die Stege so angeordnet sein können, dass diese
die Feldfacetten überhaupt nicht abschatten.
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Abschattungsanordnungen
nach den Ansprüchen 3 und 4 erlauben ebenfalls eine feine
Beleuchtungsparameter-Beeinflussung bei möglichst geringem
Durchsatzverlust der Beleuchtungsoptik. Die Korrekturblenden können
Stege mit einer Breite aufweisen, die geringer ist als ein Abstand
zwischen zwei benachbarten Feldfacetten, so dass die Stege so angeordnet
sein können, dass diese die Feldfacetten überhaupt
nicht abschatten.
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Prozentuale
Abschattungen nach Anspruch 5 haben sich für die meisten
Korrekturaufgaben als ausreichend herausgestellt. Insbesondere können
10 bis 20% der Pupillenfacetten abgeschattet werden.
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Korrigierte
Beleuchtungsparameter nach Anspruch 6 ermöglichen eine
reproduzierbare Beleuchtung des Objektfeldes, so dass höchsten
Beleuchtungsanforderungen mit anspruchsvollen Spezifikationen Rechnung
getragen werden kann. Auch mehrere dieser Beleuchtungsparameter
können mit einer Korrekturblende gleichzeitig korrigiert
werden. Es können auch mehrere Korrekturblenden einander überlagernd
zum Einsatz kommen.
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Auf
Lichtquellen-Typen nach Anspruch 7 angepasste Korrekturblenden ermöglichen
die Abdeckung der bislang für die EUV-Projektionslitho-graphie
gebräuchlichsten Lichtquellen. Auch höhere Ordnungen
von Intensitätsvariationen im Fernfeld können
mit entsprechenden gestalteten Korrekturblenden korrigiert werden.
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Die
Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 8 und einer Projektionsbelichtungsanlage
nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend im Zusammenhang
mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik bereits
diskutiert wurden.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Korrekturverfahren anzugeben,
mit dem Beleuchtungsparameter in vorgegebener Weise beeinflusst werden
können.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
ein Korrekturverfahren mit den im Anspruch 10 angegeben Merkmalen.
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Mit
dem Korrekturverfahren lässt sich für eine gemessene
Fernfeldverteilung eine zum Erreichen der entsprechenden Korrekturbeeinflussung
für den Beleuchtungsparameter notwendiges Korrekturblenden-Design
realisieren.
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Die
Vorteile eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 11 und eines
Bauteils nach Anspruch 12 entsprechen denen, die vorstehend unter
Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik und
das erfindungsgemäße Korrekturverfahren bereits
erläutert wurden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
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1 schematisch
einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage
für die EUV-Projektions-Mikrolithographie mit einer Beleuchtungsoptik
mit einem Pupillenfacettenspiegel und einer zugeordneten Blendeneinrichtung
und mit einer Projektionsoptik;
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2 eine
Korrekturblende einer Mehrzahl von Korrekturblenden der Blendeneinrichtung
nach 1;
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3 eine
weitere Korrekturblende der Blendeneinrichtung;
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4 eine
Fernfeldverteilung einer Beleuchtungslicht für die Beleuchtungsoptik
bereitstellenden Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage im
Bereich eines Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik, wobei
zwei ausgewählte Feldfacetten des Feldfacettenspiegels
eingezeichnet sind;
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5 schematisch
eine Ausleuchtung von vier Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels bei
der Ausleuchtung nach 6;
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6 schematisch
eine Intensitätsverteilung über eine Feldhöhe
eines Objektfeldes der Projektionsoptik, ausgeleuchtet mit den Pupillenfacetten nach 5;
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7 schematisch
eine Abhängigkeit eines Telezentriewertes Tx über
eine Feldhöhe, also über eine Objektfeld-Dimension
senkrecht zu einer Scanrichtung der Projektionsbelichtungsanlage;
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8 in
einer zu 5 ähnlichen Darstellung
eine Ausleuchtung der Pupillenfacetten, wobei eine der Pupillenfacetten über
eine Korrekturblende der Blendeneinrichtung abgeschattet ist;
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9 schematisch
eine Intensitätsverteilung über eine Feldhöhe
eines Objektfeldes der Projektionsoptik, ausgeleuchtet mit den Pupillenfacetten nach 5 bei
der abgeschatteten Ausleuchtung nach 8;
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10 schematisch
eine Abhängigkeit eines Telezentriewertes Tx über
die Feldhöhe bei der abgeschatteten Ausleuchtung nach 8;
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11 eine
Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels beim Einsatz einer weiteren
Korrekturblende der Blendeneinrichtung;
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12 eine
Abhängigkeit einer Uniformität; also einer Intensität
der Ausleuchtung des Objektfeldes mit dem Beleuchtungslicht, über
die Feldhöhe bei der Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels nach 11;
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13 eine
Abhängigkeit eines Uniformitätsgradienten über
die Feldhöhe bei der Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels
nach 11;
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14 einen
Telezentriewert Tx bei der Beleuchtung des
Pupillenfacettenspiegels nach 11;
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15 einen
Telezentriewert Ty bei der Beleuchtung des
Pupillenfacettenspiegels nach 11;
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16 eine
Abhängigkeit eines Elliptizitätswertes E0/90 von der Feldhöhe bei der Beleuchtung des
Pupillenfacettenspiegels nach 11;
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17 eine
Abhängigkeit eines Elliptizitätswertes E–45/45 von der Feldhöhe
bei der Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels nach 11;
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18 eine
Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels beim Einsatz einer weiteren
Korrekturblende der Blendeneinrichtung;
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19 eine
Abhängigkeit einer Uniformität, also einer Intensität
der Ausleuchtung des Objektfeldes mit dem Beleuchtungslicht, über
die Feldhöhe bei der Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels nach 18;
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20 eine
Abhängigkeit eines Uniformitätsgradienten über
die Feldhöhe bei der Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels
nach 18;
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21 einen
Telezentriewert Tx bei der Beleuchtung des
Pupillenfacettenspiegels nach 18;
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22 einen
Telezentriewert Ty bei der Beleuchtung des
Pupillenfacettenspiegels nach 18;
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23 eine
Abhängigkeit eines Elliptizitätswertes E0/90 von der Feldhöhe bei der Beleuchtung des
Pupillenfacettenspiegels nach 18;
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24 eine
Abhängigkeit eines Elliptizitätswertes E–45/45 von der Feldhöhe
bei der Beleuchtung des Pupillenfacettenspiegels nach 18;
und
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25 eine
Fernfeldverteilung einer Variante einer das Beleuchtungslicht bereitstellenden
Lichtquelle, die alternativ zur Lichtquelle mit der Fernfeldverteilung
nach 4 zum Einsatz kommen kann.
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1 zeigt
schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für
die Mikrolithographie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat
neben einer Licht- bzw. Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur
Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6.
Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes
und in der Zeichnung nicht dargestelltes Retikel. Eine Projektionsoptik 7 dient
zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld 8 in einer
Bildebene 9. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel auf
eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in
der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung
ebenfalls nicht dargestellt ist.
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Bei
der Strahlungsquelle
3 handelt es sich um eine EUV-(extremes
Ultraviolett)Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung
im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle
3 kann
es sich um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine DPP-Quelle
(Plasmaerzeugung durch Entladung, Discharge Produced Plasma) oder
um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser Produced Plasma)
handeln. EUV-Strahlung
10, die von der Strahlungsquelle
3 ausgeht,
wird von einem Kollektor
11 gebündelt. Ein entsprechender
Kollektor ist aus der
EP
1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor
11 propagiert
die EUV-Strahlung
10 durch eine Zwischenfokusebene
12,
bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel
13 trifft. Die
EUV-Strahlung
10 wird nachfolgend auch als Beleuchtungs-
und Abbildungslicht bezeichnet.
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Zur
Erleichterung der Darstellung ist in der 1 ein kartesisches
xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft
in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein.
Die y-Richtung, nämlich die Scanrichtung von Retikel und
Wafer, verläuft in der 1 nach links.
Die z-Richtung läuft in der 1 nach oben.
Die dargestellte EUV-Strahlung 10 trifft auf die Objektebene 6 bei
x = 0. Soweit nachfolgend x-Werte im Zusammenhang mit der x-Position
auf dem Objektfeld 5 beschrieben werden, werden diese x-Werte
auch als „Feldhöhe” bezeichnet.
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Die
Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scanner-Typ. Dies
bedeutet, dass während des Betriebs der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowohl
das Retikel in der Objektebene 6 als auch der Wafer in der
Bildebene 7 in y-Richtung kontinuierlich bewegt werden.
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Der
Feldfacettenspiegel 13 hat eine Mehrzahl von in der Zeichnung
nicht dargestellten spalten- und zeilenweise angeordneten Facettengruppen,
die wiederum jeweils aus einer Mehrzahl von Feldfacetten 14 bestehen.
Zwei der Feldfacetten 14 sind in der 4 schematisch
dargestellt und mit 14a und 14b bezeichnet. Alternativ
zur dargestellten Rechteckform der Feldfacetten 14 können
die Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 13 auch gebogen
ausgeführt sein. Aufgrund einer durch den Kollektor 11 erzeugten
Mittenabschattung 15 (vergleiche 4) weist ein
zentraler Bereich des Feldfacettenspiegels 13 keine Feldfacetten
auf.
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Die
von dem Feldfacettenspiegel 13 reflektierte EUV-Strahlung 10 ist
aus einer Vielzahl von Strahlungs-Teilbündeln aufgebaut,
wobei jedes Teilbündel von einer bestimmten Feldfacette 14 reflektiert
wird. Jedes Teilbündel trifft wiederum auf eine dem Teilbündel über
einen Ausleuchtungskanal zugeordnete Pupillenfacette 16 (z.
B. 2) eines Pupillenfacettenspiegels 17 (vergleiche 1).
Die Pupillenfacetten 16 sind rund und dicht gepackt angeordnet.
Mit dem Feldfacettenspiegel 13 werden am Ort der Pupillenfa cetten 16 des
Pupillenfacettenspiegels 17 sekundäre Lichtquellen 18 (vergleiche
z. B. 2) erzeugt. Der Pupillenfacettenspiegel 17 ist
in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die mit
einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 zusammenfällt
oder zu dieser optisch konjugiert ist. Die Intensitätsverteilung
der EUV-Strahlung 10 auf dem Pupillenfacettenspiegel 17 ist
daher direkt korreliert mit einer Beleuchtungswinkelverteilung der
Beleuchtung des Objektfeldes 5 in der Objektebene 6.
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Mit
Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 17 und einer abbildenden
optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 19 werden
die Feldfacetten 14 des Feldfacettenspiegels 13 in
die Objektebene 6 abgebildet. Die Übertragungsoptik 19 weist
drei dem Pupillenfacettenspiegel 16 nachgeordnete reflektierende
Spiegel 20, 21 und 22 auf. Je nach Auslegung der
nachgeschalteten Projektionsoptik 7 kann auf einzelne oder
alle Spiegel der Übertragungsoptik 19 auch verzichtet
werden.
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Die
Feldfacetten
14 haben beim Feldfacettenspiegel
13 die
Form des auszuleuchtenden Objektfeldes
5. Derartige Feldfacetten
sind beispielsweise aus der
US
6,452,661 und der
US
6,195,201 bekannt. Soweit beispielsweise der letzte Spiegel
22 vor
dem Objektfeld
5 für eine Feldformung sorgt, kann
sich die Form der Feldfacetten
14 von der Form des auszuleuchtenden
Objektfelds
5 auch unterscheiden. Die Feldfacetten können
rechteckig oder gebogen ausgeführt sein.
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Benachbart
zur reflektierenden Oberfläche des Pupillenfacettenspiegels 17 angeordnet
ist eine Blendeneinrichtung 23 mit einer Mehrzahl von Korrekturblenden 24,
die in einem in der 1 schematisch dargestellten
Wechselhalter 25 untergebracht sind. Jeweils eine ausgewählte
Korrekturblende 24, die in der 1 mit 24' bezeichnet
ist, kann über den Wechselhalter 25 in einem Strahlengang
des Beleuchtungslichts 10 benachbart zur Reflexion an den Pupillenfacetten 16 angeordnet
werden. Die EUV-Strahlung 10, die die Beleuchtungsoptik 4 durchläuft,
muss die Korrekturblende 24 passieren. Beim Strahlengang
der EUV-Strahlung 10 nach 1 passiert
die EUV-Strahlung 10 die Korrektur blende 24' zweimal.
Es können auch mehrere der Korrekturblenden 24 im
Strahlengang des Beleuchtungslichts 10 angeordnet sein,
die dann zusammenwirken.
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Die
Korrekturblenden 24 der Blendeneinrichtung 23 sind
so ausgestaltet, dass die jeweils ausgewählte Korrekturblende 24' oder
die Mehrzahl ausgewählter Korrekturblenden 24' für
eine gegebene Fernfeldverteilung der Lichtquelle 3, die
das Beleuchtungslicht 10 bereitstellt, auf dem Pupillenfacettenspiegel 17 eine
vorgegebene Verteilung einer Mehrzahl von Pupillenfacetten 16 abschattet.
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2 zeigt
die Wirkung einer der Korrekturblenden 24, die nachfolgend
als Korrekturblende 24a bezeichnet ist, der Blendeneinrichtung 23,
die als Blende zur Bereitstellung eines annularen, also ringförmigen
Beleuchtungssettings dient. Die Korrekturblende 24a hat
einen zentralen Abschattungsbereich 26 und einen äußeren
Abschattungsring 27. Zwischen dem zentralen Abschattungsbereich 26 und dem äußeren
Abschattungsring 27 verlaufen insgesamt drei Verbindungsstege 28,
die so geformt sind und insbesondere so schmal sind, dass sie keine
abschattende Wirkung auf die Pupillenfacetten 16 haben.
Die Korrekturblende 24a nach 2 schattet den
Pupillenfacettenspiegel 17 bis auf einen ringförmigen
Durchlassbereich 29 ab, in dem zwei konzentrisch zueinander
angeordnete Pupillenfacettenringe, nämlich ein innerer
Pupillenfacettenring 30 und ein äußerer
Pupillenfacettenring 31 angeordnet sind. Die Abschattung
durch die Korrekturblende 24a führt zu einem annularen
Beleuchtungssetting der Beleuchtungsoptik 4.
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3 zeigt
eine weitere Korrekturblende 24 der Blendeneinrichtung 23,
wobei die Korrekturblende nach 3 mit 24b bezeichnet
ist. Zusätzlich zu der abschattenden Wirkung der Korrekturblende 24a nach 2 schattet
die Korrekturblende 24b drei ausgewählte Pupillenfacetten 16 der
Pupillenfacettenringe 30, 31 ab. Eine an den zentralen
Abschattungsbereich 26 angeformte Abschattungsnase 32 schattet
eine etwa in Sieben-Uhr-Position angeordnete Pupillenfacette 16 des
inneren Pupillenfacettenrings 30 ab. Eine an den äußeren
Abschattungsring 27 der Korrekturblende 24b angeformte
weitere Abschattungsnase 33 schattet eine Pupillenfacette 16 des äußeren
Pupillenfacettenrings 31 ab, die zwischen einer Acht-Uhr-
und einer Neun-Uhr-Position angeordnet ist. Eine weitere Abschattungsnase 34, die
einen der Verbindungsstege 28 verstärkt und an diesen
und an den äußeren Abschattungsring 27 der Korrekturblende 24b angeformt
ist, schattet eine Pupillenfacette 16 des äußeren
Pupillenfacettenrings 31 ab, die zwischen der Zehn-Uhr-
und der Elf-Uhr-Position in der 3 angeordnet
ist.
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Zwischen
den Pupillenfacetten 16, die von den Abschattungsnasen 32 und 33 abgeschattet sind,
liegen nicht abgeschattete Pupillenfacetten 16. Auch zwischen
den abgeschatteten Pupillenfacetten 16, die von den Abschattungsnasen 33 und 34 abgeschattet
sind, liegen nicht abgeschattete Pupillenfacetten 16. In
Bezug auf ein Zentrum 35 des Pupillenfacettenspiegels 17 liegt
radial außerhalb der durch die Abschattungsnase 32 abgeschatteten
Pupillenfacette noch eine nicht abgeschattete Pupillenfacette 16 vor.
Neben den durch die Abschattungsnasen 32 bis 34 abgeschatteten
Pupillenfacetten 16 liegen in den gleichen Pupillenfacettenringen 30, 31 in
denen diese abgeschatteten Pupillenfacetten 16 liegen, nicht
abgeschattete Pupillenfacetten 16 vor.
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Im
Vergleich zur Korrekturblende 24a blendet die Korrekturblende 24b drei
zusätzliche Pupillenfacetten 16 von insgesamt
im Durchlassbereich 29 zweiundfünfzig angeordneten
Pupillenfacetten ab. Es werden also durch die Korrekturblende 24b 5,77% der
im Durchlassbereich 29 vorliegenden Pupillenfacetten 16 abgeblendet.
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Anhand
der 4 bis 10 wird nachfolgend schematisch
die Wirkung der Korrekturblenden 24 nach Art der Korrekturblende 24b erläutert.
Komponenten bzw. Funktionen die denjenigen entsprechen, die vorstehend
unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 bereits
erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und
werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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4 zeigt
schematisch eine Fernfeldverteilung 36 der Lichtquelle 3 im
Bereich des Feldfacettenspiegels 13. Dargestellt sind schematisch
vier Feldfacetten 14a, 14b, 14c, 14d des
Feldfacettenspiegels 13. Dargestellt ist auch der Abschattungsbereich 15 in
Form eines in der x-Richtung verlaufenden Abschattungsbalkens. Von
einem Zentrum 37 des Abschattungsbereichs 15 ausgehend
steigt innerhalb der Fernfeldverteilung 36 die Lichtquellenintensität zunächst
in eine Intensitätsstufe hin zu einer maximale relativen
Intensität an, so dass in einem radial inneren Bereich
um das Zentrum 37 eine stärkste relative Intensität
vorliegt. Hiervon ausgehend fällt die relative Intensität
radial nach außen hin kontinuierlich ab.
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Den
Feldfacetten 14a bis 14d sind über die Ausleuchtungskanäle
die Pupillenfacetten 16a bis 16d zugeordnet, deren
Position auf dem Pupillenfacettenspiegel 17 in der 5 schematisch
dargestellt ist.
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Die
Anordnung der Feldfacetten 14a, 14c ist so, dass
die diese beiden Feldfacetten 14a, 14c beaufschlagende
Fernfeldintensität der Lichtquelle 3 in der x-Richtung
von links nach rechts zunimmt. Entsprechend tragen die Bilder dieser
beiden Feldfacetten 14a, 14c mit in der x-Richtung
von links nach rechts zunehmenden Intensitätsbeiträgen
Ia, Ic zur Beleuchtung
des Objektfeldes 5 bei (vergleiche 6).
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Die
beiden Feldfacetten 14b, 14d sind so angeordnet,
dass sie mit einer Fernfeldintensität der Lichtquelle 3 beaufschlagt
werden, die in der
x-Richtung von links nach rechts abnimmt.
Entsprechend tragen die beiden Feldfacetten 14b, 14d zur Beleuchtung
des Objektfeldes 5 mit in der x-Richtung von links nach
rechts abfallenden Intensitätsbeiträgen Ib, Id bei (vergleiche 6).
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Aufgrund
der Spiegelsymmetrie der Positionen der Pupillenfacettenspiegel 16a bis 16d um
eine yz-Ebene bei x = 0 und aufgrund der sich gegenseitig aufhebenden
x-Abhängigkeiten der Intensitätsverläufe
Ia bis Id nach 6 ergibt
sich ein Telezentriewert Tx, der über
die gesamte Feldhöhe x den Wert 0 hat.
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Die
Telezentrie ist eine Messgröße für eine Beleuchtungswinkel-Schwerpunktlage
der Energie bzw. Intensität der Beleuchtungslichtbeaufschlagung des
Objektfeldes 5.
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In
jedem Feldpunkt des ausgeleuchteten Objektfeldes ist ein Schwerstrahl
eines diesem Feldpunkt zugeordneten Lichtbüschels definiert.
Der Schwerstrahl hat dabei die energiegewichtete Richtung des von
diesem Feldpunkt ausgehenden Lichtbüschels. Im Idealfall
verläuft bei jedem Feldpunkt der Schwerstrahl parallel
zum von der Beleuchtungsoptik 4 bzw. der Projektionsoptik 7 vorgegebenen Hauptstrahl.
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Die
Richtung des Hauptstrahls s →
0(x, y) ist anhand
der Designdaten der Beleuchtungsoptik
4 bzw. der Projektionsoptik
6 bekannt.
Der Hauptstrahl ist an einem Feldpunkt definiert durch die Verbindungslinie zwischen
dem Feldpunkt und dem Mittelpunkt der Eintrittspupille der Projektionsoptik
6.
Die Richtung des Schwerstrahls an einem Feldpunkt x, y im Objektfeld
in der Objektebene
6 berechnet sich zu:
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E(u,
v, x, y) ist die Energieverteilung für den Feldpunkt x,
y in Abhängigkeit von den Pupillenkoordinaten u, v, also
in Abhängigkeit vom Beleuchtungswinkel, den der entsprechende
Feldpunkt x, y sieht. E ~(x, y) = ∫dudvE(u, v, x, y) ist dabei
die Gesamtenergie, mit der der Punkt x, y beaufschlagt wird.
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Ein
z. B. mittiger Objektfeldpunkt x0, y0 sieht die Strahlung von Strahlungs-Teilbündeln
aus Richtungen u, v, die durch die Position der jeweiligen Pupillenfacetten 16 auf
dem Pupillenfacettenspiegel 17 definiert ist. Der Schwerstrahl
s verläuft bei dieser Beleuchtung nur dann längs
des Hauptstrahls, wenn sich die verschiedenen Energien bzw. Intensitäten der
den Pupillenfacetten 16 zugeordneten Strahlungs-Teilbündel
zu einer über alle Pupillenfacetten 16 integrierten
Schwerstrahlrichtung zusammensetzen, die parallel zu einer Hauptstrahlrichtung
des Beleuchtungslichts 10 verläuft. Dies ist nur
im Idealfall so.
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In
der Praxis existiert eine Abweichung zwischen der Schwerstrahlrichtung s →(x,
y) und der Hauptstrahlrichtung s →
0(x, y),
die als Telezentriefehler t →(x, y) bezeichnet wird:
t →(x,
y) = s →(x, y) – s →0(x, y)werden
muss im praktischen Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage
1 nicht
der lokale Telezentriefehler an einem bestimmten Objektfeldort (x,
y), sondern der bei x = x
0 scanintegrierte
Telezentriefehler. Dieser ergibt sich zu:
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Es
wird also der Telezentriefehler korrigiert, den ein durch das Objektfeld 5 in
der Objektebene 6 während des Scannens laufender
Punkt (x, z. B. x0) auf dem Retikel ernergiegewichtet
aufintegriert erfährt. Unterschieden wird dabei zwischen
einem x-Telezentriefehler und einem y-Telezentriefehler. Der x-Telezentriefehler
Tx ist als Abweichung des Schwerstrahls
vom Hauptstrahl senkrecht zur Scanrichtung, also über die
Feldhöhe, definiert. Der y-Telezentriefehler Ty ist
als die Abweichung des Schwerstrahls vom Hauptstrahl in Scanrichtung
definiert.
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Aufgrund
der Wirkung einer der Korrekturblenden 24 der Blendeneinrichtung 23 wird
die Pupillenausleuchtung nach 5 dadurch
verändert, dass die Pupillenfacette 16d durch
eine Abschattungsnase 38 abgeschattet wird (vergleiche 8). Bei
der Beleuchtung des Objektfeldes 5 fehlt nun der Intensitätsverlauf
Id (vergleiche 9). Dies
bedeutet, dass nun die Feldausleuchtung mit in der x-Richtung von
links nach rechts zunehmender Intensität gegenüber
der Feldausleuchtung mit in der 9 von links
nach rechts abnehmender Intensität überwiegt.
Es resultiert ein über die x-Richtung zu positiven x-Werten
linear zunehmender Tx-Wert (vergleiche 10). Über
die Korrekturblende mit der Abschattungsnase 38 kann also
durch eine Abschattung im Bereich einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 eine über
das Objektfeld 5 variierende Korrektur des Telezentriewerts
Tx realisiert werden.
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11 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 17,
die über eine weitere der Korrekturblenden 24 hervorgerufen wird,
die nicht näher dargestellt ist. Der Durchlassbereich 29 der
Korrekturblende 24, die zur Ausleuchtung nach 11 führt,
lässt insgesamt mehrere Pupillenfacettenringe 39 bis 43 der
dort hexagonal dichtest aufgeführten Pupillenfacettenanordnung
durch, die in der 11 von innen nach außen
durchnummeriert sind. Die Wirkung der Korrekturblende 24,
die die Beleuchtung nach 11 hervorruft,
schattet über entsprechende Abschattungsnasen, die an dem zentralen
Abschattungsbereich 26 und/oder im äußeren
Abschattungsring 27 und/oder an den Verbindungsstegen 28 angeformt
sind, ausgewählte Pupillenfacetten 16 der Pupillenfacettenringe 39 bis 43 ab. Es
werden insgesamt 60 Pupillenfacetten 16 in den Pupillenfacettenringen 39 bis 43 abgeschattet,
die so verteilt sind, dass für die gegebene Fernfeldverteilung
der Lichtquelle 3, beispielsweise für die Fernfeidverteilung 36,
eine vorgegebene Auswirkung auf Beleuchtungsparameter der Beleuchtung
des Objektfeldes 5 mit dem Beleuchtungslicht 10 resultiert.
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Die
nachfolgenden Beleuchtungsparameter-Diagramme gemäß den 12 bis 17 sowie weitere
nachfolgende Beleuchtungsparameter-Diagramme zeigen eine Änderung
der jeweiligen Beleuchtungsparameter aufgrund des Einsatzes der Korrekturblenden 24.
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12 zeigt
scanintegriert den Verlauf der Uniformität über
die Feldhöhe, wobei der Wert x = 0 die Mitte des Objektfeldes 5 in
der x-Richtung darstellt. Die Uniformität ist das Integral
der Energie bzw. Intensität, die jeder Objektfeldpunkt
beim jeweiligen x-Wert sieht, unabhängig von der Richtung,
aus der das Beleuchtungslicht 10 auf den Objektfeldpunkt einfällt.
Die Uniformität nach 12 weist
in x-Richtung von links nach rechts einen linearen Verlauf auf. Beim
minimalen x-Wert liegt eine Uniformität von –3%
und beim maximalen x-Wert eine Uniformität U von +3% vor.
Die scanintegrierte Intensität steigt in der x-Richtung
von links nach rechts also linear an.
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13 zeigt
den Gradienten der Uniformität, dU/dx. Dargestellt ist
die Zunahme der Energie bzw. Intensität, die sich bei einem
schrittweisen Durchlaufen des Objektfeldes 5 in der x-Richtung
in Inkrementen dx ergibt. Der Uniformitätsgradient hat über
den gesamten Feldverlauf in der x-Richtung einem im Wesentlichen
konstanten Wert um 0,25%/4 mm.
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14 zeigt
den Telezentriewert Tx. Dieser hat am linken
Feldrand in der x-Richtung einen Wert von –0,05 mrad, der
bis zum rechten Feldrand auf einen Wert von +0,05 mrad monoton ansteigt.
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15 zeigt
den Feldverlauf des Telezentriewertes Ty.
Dieser hat am linken Feldrand einen Wert von etwa 0, der bis zum
rechten Feldrand auf einen Wert von etwa –0,05 mrad abfällt.
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Neben
dem Telezentriefehler ist die Elliptizität eine weitere
Messgröße zur Beurteilung der Qualität
der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 in der Objektebene 6.
Die Bestimmung der Elliptizität erlaubt dabei eine genauere
Aussage über die Verteilung der Energie bzw. Intensität über
eine Eintrittspupille der Projektionsoptik 7. Hierzu wird
die Eintrittspupille in acht Oktanten unterteilt, die wie mathematisch üblich entgegen
dem Uhrzeigersinn von O1 bis O8 durchnumeriert
sind. Der Energie- bzw. Intensitätsbeitrag, den die Oktanten
O1 bis O8 der Eintrittspupille
zur Beleuchtung eines Feldpunktes beitragen, wird nachfolgend als
Energie- bzw. Intensitätsbeitrag I1 bis
I8 bezeichnet.
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Man
bezeichnet als –45°/45°-Elliptizität E–45/45 nachfolgende Größe E–45/45 = I1 + I2 + I5 + I6I3 + I4 + I7 + I8 und
als 0°/90°-Elliptizität E0/90 nachfolgende
Größe E0/90 = I1 + I8 + I4 + I5I2 + I3 + I6 + I7.
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Entsprechend
zum vorstehend in Bezug auf den Telezentriefehler Ausgeführten
kann auch die Elliptizität für einen bestimmten
Objektfeldpunkt x0, y0 oder
aber auch für eine scanintegrierte. Ausleuchtung (x = x0, y-inte-griert) bestimmt werden. Nachfolgend
wird jeweils eine scanintegrierte Elliptizität angegeben.
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16 zeigt
den Feldverlauf der Elliptizität E0/90.
Dieser steigt von einem Wert von –0,2% am linken Feldrand
monoton auf einen Wert von 0,2% am rechten Feldrand an.
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17 zeigt
den Feldverlauf des Elliptizitätswerts E–45/45.
Dieser Elliptizitätswert hat am linken Feldrand eine Größe
von etwa 0,5% und fällt bis auf einen Wert von –0,2%
am rechten Feldrand ab.
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18 zeigt
die Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 17 bei Einsatz
einer weiteren der Korrekturblenden 24 der Blendeneinrichtung 23.
Die Korrekturblende 24, die die Ausleuchtung nach 18 bewerkstelligt,
hat keinen zentralen Abschattungsbereich. Ein Durchlassbereich der
Korrekturblende für die Ausleuchtung nach 18 lässt
insgesamt mehrere wiederum hexagonal dichtest gepackt um das Zentrum 35 angeordnete
Pupillenfacettenringe durch, die in der 18 alle
mit der Bezugsziffer 44 bezeichnet sind. Innerhalb dieser
elf Pupillenfacettenringe 44 werden Ausgewählte
der Pupillenfacetten 16 von Abschattungsnasen der Korrekturblende 24 abgeschattet,
die an den Verbindungsstegen oder die am äußeren
Abschattungsring der Korrekturblende 24 angeformt sind.
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Insgesamt
werden bei der Korrekturblende 24 nach 18 etwa
20% aller Pupillenfacetten 16 abgeschattet.
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Die 19 bis 24 zeigen
die Wirkung der Korrekturblende, die die Ausleuchtung nach 18 hervorruft,
auf die Beleuchtungsparameter der Ausleuchtung des Objektfeldes 5.
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19 zeigt
die Uniformität. Diese schwankt über die Feldhöhe
zwischen einem Maximalwert von 0,05% und einem Minimalwert von –0,05%. 20 zeigt
den Uniformitätsgradienten, der in guter Näherung über
die gesamte Feldhöhe 0 beträgt.
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21 zeigt
den Telezentriewert Tx über die Feldhöhe.
Der Telezentriewert hat am linken Feldrand einen Wert von etwa –1
mrad und steigt linear bis zum Wert +1 mrad am rechten Feldrand
an.
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22 zeigt
den Telezentriewert Ty, der über das
gesamte Feld in sehr guter Näherung konstant bei etwa 3,5
mrad liegt.
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23 zeigt
den Feldverlauf des Elliptizitätswerts E0/90.
Dieser schwankt zwischen einem Maximalwert von 0,2% und einem Minimalwert
von –0,2%.
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24 zeigt
den Feldverlauf eines Elliptizitätswerts E–45/45.
Dieser schwankt zwischen einem Maximalwert von 0,2% und einem Minimalwert
von –0,2%.
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Insgesamt
werden bei der Korrekturblende 24 nach 18 achtundachtzig
Pupillenfacetten 60 abgeschattet.
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25 zeigt
eine Fernfeldverteilung 45 einer alternativen EUV-Lichtquelle 3,
die als Gasentladungs-Lichtquelle ausgebildet ist (DPP-Lichtquelle, Discharge
Produced Plasma). Die Fernfeldverteilung 45, die wiederum
im Bereich des Feldfacettenspiegels 13 dargestellt ist,
hat um einen zentralen Abschattungsbereich 46 herum radial
innen zunächst eine stärkste relative Intensität,
die nach außen hin abfällt. Neben dem zentralen Abschattungsbereich 46 liegen
insgesamt sechs radiale Abschattungsspeichen 47 und konzentrisch
um den zentralen Abschattungsbereich 46 insgesamt sieben
Abschattungsringe 48 vor.
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Abgestimmt
auf die Fernfeldverteilung 45 kann eine Auslegung der Korrekturblenden 24 der Blendeneinrichtung 23 zur
gezielten Vorgabe der Beleuchtungsparameter U, dU/dx, Tx,
Ty, E0/90 und E–45/45 erfolgen, so dass beispielsweise
Werte resultieren, die vorstehend im Zusammenhang mit den 11 bis 24 beschrieben
wurden.
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Beim
Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 kann zwischen
verschiedenen korrigierten Beleuchtungssettings durch Wechsel zwischen
den Korrekturblenden 24 der Blendeneinrichtung 23 gewechselt
werden. Je nach dem gewählten Beleuchtungssetting wird
eine entsprechende Auswahl der vor den Pupillenfacettenspiegel 17 über
den Wechselhalter 25 eingesetzten mindestens einen der
Korrekturblenden 24 vorgenommen.
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Mindestens
einer der vorstehend diskutierten Beleuchtungsparameter einer Beleuchtung
des Objektfeldes 5 der Projektionsbelichtungsanlage 1 kann
folgendermaßen korrigiert werden: Zunächst wird
die Fernfeldverteilung der Lichtquelle 3 vermessen, so
dass sich beispielsweise die Fernfeldverteilung 36 oder
die Fernfeldverteilung 45 ergibt. Anschließend
wird eine zu blockende Verteilung der Pupillenfacetten 16 des
Pupillenfacettenspiegels 17 berechnet, so dass mit dieser
Blockungs-Verteilung der zu korrigierende Beleuchtungsparameter
innerhalb eines vorgegebenen Spezifikationsbereichs liegt. Dann
wird eine Korrekturblende 24, die eine solche Blockungs-Verteilung
abschattet, in der Blendeneinrichtung 23 bereitgestellt.
Schließlich wird die bereitgestellte Korrekturblende 24 in
eine Blockposition verbracht, in der die Korrekturblende 24 die
berechnete Verteilung der Pupillenfacetten 16 blockt.
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Die
Korrekturblenden 24 können auch auf eine Fernfeldverteilung
abgestimmt sein, bei der eine zentrale Abschattung und ein durchgehender
Abschattungsbalken vorliegen und bei der in einem inneren Bereich
zwischen der zentralen Abschattung und einem äußeren Bereich
zunächst ein statistischer Intentsitätsverlauf
und im äußeren Bereich dann konzentrische Intensitätsringe
auftreten.
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Auch
höhere Ordnungen von Intensitätsvariationen im
Fernfeld können mit entsprechend gestalteten Korrekturblenden 24 korrigiert
werden.
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Zur
Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die
Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen
eingesetzt: Zunächst werden das Retikel und der Wafer bereitgestellt.
Anschließend wird über die Blendeneinrichtung 23 eine
Beleuchtung des Objektfeldes 5 mit dem Beleuchtungslicht 10 mit
vorgegebenen Beleuchtungsparametern, insbesondere mit vorgegebener
Uniformität U, mit vorgegebenem Uniformitätsgradienten
dU/dx, mit vorgegebenem Telezentriewert Tx,
mit vorgegebenem Telezentriewert Ty, mit
vorgegebenem Elliptizitätswert E0/90 bzw.
mit vorgegebenem Elliptizitätswert E–45/45 eingestellt.
Dann wird eine Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche
Schicht des Wafers mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert.
Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine
Mikrostruktur auf dem Wafer und somit das mikro- bzw. nanostrukturierte
Bauteil erzeugt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1349009
A2 [0002]
- - US 6859328 B2 [0002]
- - US 6658084 B2 [0002]
- - WO 2005/015314 A2 [0002]
- - US 6452661 B1 [0002]
- - US 2006/0012767 A1 [0002]
- - EP 1067437 B1 [0002]
- - US 2003/0031017 A1 [0002]
- - EP 1225481 A [0044]
- - US 6452661 [0050]
- - US 6195201 [0050]
