DE102011088980A1

DE102011088980A1 - Abbildende Optik sowie Projektionsbelichtungsanlage für die Projektlithografie mit einer derartigen abbildenden Optik

Info

Publication number: DE102011088980A1
Application number: DE201110088980
Authority: DE
Inventors: David Shafer; Alexander Epple; Hans-Jürgen Rostalski
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-10-25

Abstract

Eine katoptrische 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 katoptrische abbildende Optik (7) hat mindestens ein Zwischenbild (Z) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8). Mindestens einer der Spiegel (M4) ist als dem Zwischenbild (Z) benachbarter Feldspiegel ausgeführt. Es resultiert eine abbildende Optik, bei der eine handhabbare Kombination aus geringen Abbildungsfehlern und kompaktem Aufbau 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 ein optisches System mit einer derartigen abbildenden Optik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, 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 WO 2010/091800 A1 und der WO 2009/024164 A1 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abbildende Optik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine handhabbare Kombination aus geringen Abbildungsfehlern und kompaktem Aufbau erreicht ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Feldspiegel zur Möglichkeit einer Korrektur von Abbildungsfehlern durch entsprechende Gestaltung einer reflektierenden Oberfläche des Feldspiegels, beispielsweise mit einer Korrektur-Topografie, gegeben ist. Insbesondere eine Bildfeldwölbung kann über eine entsprechende Gestaltung des Feldspiegels effektiv korrigiert werden. Es können dabei Korrekturtechniken zum Einsatz kommen, die im Zusammenhang mit Feldlinsen bekannt sind und beispielsweise in der US 5,488,229 und der US 5,717,518 diskutiert werden. Bei der katoptrischen abbildenden Optik kann es sich um ein Projektionsobjektiv handeln. Die katoptrische abbildende Optik kann insbesondere für die Projektionslithographie eingesetzt werden, beispielsweise für die EUV(extremes Ultraviolett)-Lithographie. Die katoptrische abbildende Optik kann sechs Spiegel, kann acht Spiegel oder auch eine andere und insbesondere größere Anzahl von Spiegeln aufweisen.
Ein Feldspiegel nach Anspruch 2 ist derart feldnah, dass eine besonders effektive Korrektur von Abbildungsfehlern möglich ist. Für den Parameter P(M) des Feldspiegels kann gelten: P(M) < 0,4, P(M) < 0,3, P(M) < 0,2.
Bei einem Feldspiegel nach Anspruch 3 wird vermieden, dass sich Defekte auf der reflektierenden Oberfläche des Feldspiegels auf das Bildfeld übertragen. Für den Feldspiegel kann gelten: P(M) > 0,15 oder P(M) > 0,18.
Anordnungen des Zwischenbildes nach den Ansprüchen 4 oder 5 haben sich je nach Design der abbildenden Optik als geeignet herausgestellt.
Eine Spiegelanordnung nach Anspruch 6 führt zu einer besonders kompakten abbildenden Optik. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es neben den aus dem Stand der Technik bekannten Möglichkeiten, das Abbildungslicht durch eine Öffnung des letzten, die bildseitige numerische Apertur abbildenden Optik vorgebenden Spiegels zu führen oder an diesem letzten Spiegel vorbeizuführen auch die Möglichkeit gibt, einen im Abbildungs-Strahlengang vor diesem letzten Spiegel liegenden Spiegel räumlich nahe benachbart diesem letzten Spiegel anzuordnen, was zwar zu einer Obskuration des letzten Spiegels führt, aber für die Abbildung in der Praxis nicht störend ist. Das Abbildungslicht wird in diesem Fall bei der Strahlführung zwischen dem vorvorletzten und dem vorletzten Spiegel vor dem Bildfeld weder durch den letzten Spiegel durch eine Durchgangsöffnung hindurchgeführt noch an dem letzten Spiegel vorbeigeführt.
Ein Abstandsverhältnis nach Anspruch 7 erhöht die Kompaktheit der abbildenden Optik nochmals. Der Abstand zwischen der Objektebene und der Bildebene kann höchstens doppelt so groß sein wie ein Objekt-Bild-Versatz. Auch ein noch kleineres Abstandsverhältnis ist möglich.
Eine Spiegelanordnung nach Anspruch 8 führt zu einer Verringerung des Objekt-Bild-Versatzes.
Ein Abstandsverhältnis nach Anspruch 9 führt zur Möglichkeit, den Feldspiegel und den letzten Spiegel am gleichen Spiegelträger anzuordnen und gegebenenfalls sogar auf dem gleichen Spiegelsubstrat auszuführen.
Ein Abstandsverhältnis nach Anspruch 10 ermöglicht es, den Feldspiegel baulich getrennt vom letzten Spiegel auszuführen. Dies ermöglicht insbesondere eine vom letzten Spiegel unabhängige Justage des Feldspiegels.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 11, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 13 und eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 14 entsprechen denen, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen abbildenden Optik bereits diskutiert wurden.
Die Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage kann breitbandig ausgeführt sein und beispielsweise eine Bandbreite haben, die größer ist als 1nm, 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden 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 zweier ausgewählter Feldpunkte dargestellt ist;
3 einen kreisförmigen Ausschnitt aus der Objektebene der abbildenden Optik nach 2, wobei dreizehn Objektfeldpunkte, die auf der Berandung eines schlitzförmigen, rechteckigen Objektfeldes der abbildenden Optik, das in der Objektebene angeordnet ist, hervorgehoben sind;
4 einen Ausschnitt einer Aufsicht auf einen als Feldspiegel ausgeführten drittletzten Spiegel der abbildenden Optik im Strahlengang zwischen dem Objektfeld und einem Bildfeld der abbildenden Optik, wobei Berandungen von auch als Subaperturen bezeichneten Abbildungs-Strahlenbündeln eines Abbildungs-Strahlenganges der abbildenden Optik auf dem Feldspiegel dargestellt sind, die von den Objektfeldpunkten nach 3 ausgehen;
5 bis 11 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung weitere Ausführungen der abbildenden Optik, wobei in der 8 der Abbildungsstrahlengang für die Hauptstrahlen (virtuell) und für den oberen und unteren Komastrahl dreier ausgewählter Feldpunkte und in den 9 bis 11 der Abbildungsstrahlengang für den oberen und unteren Komastrahl sowie acht weitere Strahlen eines ausgewählten Feldpunktes dargestellt ist.
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 und 5ff. dargestellten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Die Projektionsoptik 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 und 5ff. parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Reflexionsmaske 10, die auch als Retikel bezeichnet wird. Das Retikel 10 wird von einem Retikelhalter 10a getragen.
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 0,45. 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 zwei in der 2 zueinander in der y-Richtung beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehen. Die Zeichenebene der 2 stellt einen Meridionalschnitt dar. In der Zeichenebene nach 2 liegt also der Verlauf des Hauptstrahls 16 des zentralen Objektfeldpunktes. Eine Hauptstrahlebene HSE liegt also parallel zur yz-Ebene. 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.
Die Pupillenebene 17 der Projektionsoptik 7 nach 2 liegt im Abbildungsstrahlengang zwischen den Spiegeln M2 und M3. Eine weitere Pupillenebene der Projektionsoptik 7 nach 2 liegt im Abbildungsstrahlengang zwischen den Spiegeln M5 und M6.
Die drei Einzelstrahlen 15, die zu einem dieser beiden Objektfeldpunkte gehören, sind jeweils drei unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen für die zwei Objektfeldpunkte zugeordnet. Die 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. Genutzt wird, wie in der Darstellung nach 2 ersichtlich ist, nur ein Teilbereich 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 oder auch keiner 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 als Summe einer konischen Grundfläche und einem Freiformflächenpolynom (Gleichung 1) oder als Summe einer bikonischen Grundfläche und einem Freiformflächenpolynom (Gleichung 2) beschrieben werden:
wobei jeweils gilt:
Z ist die Pfeilhöhe der Freiformfläche am Punkt x, y, wobei x² + y² = r².
Im Falle einer konischen Grundfläche ist c eine Konstante, die der Scheitelpunktkrümmung einer entsprechenden Asphäre entspricht. k entspricht einer konischen Konstante einer entsprechenden Asphäre. Im Falle einer bikonischen Grundfläche sind c_x, c_y die Scheitelpunktkrümmungen in meridionaler und sagittaler Richtung, k_x, k_y die zugehörigen konischen Konstanten. 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-Polynome beschrieben werden. In diesem Falle addiert sich zu der konischen (Gleichung 3) oder bikonischen (Gleichung 4) Grundfläche ein Polynom in Form eines Zernikepolynoms:
Die in den Ausführungsbeispielen verwendeten Zernikepolynome ZFR_i sind dabei in Polarkoordinaten in der nachfolgend dargestellten Fringe-Sortierung angegeben (das Zeichen * bedeutet dabei Multiplikation; das Zeichen ^ bedeutet dabei Exponent, das heißt r^n = rⁿ):
ZFR1(r,phi) = 1
ZFR3(r,phi) = rsin(phi)
ZFR4(r,phi) = 2*r^2 – 1
ZFR5(r,phi) = r^2cos(2phi)
ZFR8(r,phi) = (3*r^3 – 2*r)sin(phi)
ZFR9(r,phi) = 6*r^4 – 6*r^2 + 1
ZFR11(r,phi) = r^3sin(3phi)
ZFR12(r,phi) = (4*r^4 – 3*r^2)cos(2phi)
ZFR15(r,phi) = (10*r^5 – 12*r^3 + 3*r)sin(phi)
ZFR16(r,phi) = 20*r^6 – 30*r^4 + 12*r^2 – 1
ZFR17(r,phi) = r^4cos(4phi)
ZFR20(r,phi) = (5*r^5 – 4*r^3)sin(3phi)
ZFR21(r,phi) = (15*r^6 – 20*r^4 + 6*r^2)cos(2phi)
ZFR24(r,phi) = (35*r^7 – 60*r^5 + 30*r^3 – 4*r)sin(phi)
ZFR25(r,phi) = 70*r^8 – 140*r^6 + 90*r^4 – 20*r^2 + 1
ZFR27(r,phi) = r^5sin(5phi)
ZFR28(r,phi) = (6*r^6 – 5*r^4)cos(4phi)
ZFR31(r,phi) = (21*r^7 – 30*r^5 + 10*r^3)sin(3phi)
ZFR32(r,phi) = (56*r^8 – 105*r^6 + 60*r^4 – 10*r^2)cos(2phi)
ZFR35(r,phi) = (126*r^9 – 280*r^7 + 210*r^5 – 60*r^3 + 5*r)sin(phi)
ZFR36(r,phi) = 252*r^10 – 630*r^8 + 560*r^6 – 210*r^4 + 30*r^2 – 1
ZFR37(r,phi) = r^6cos(6phi)
ZFR40(r,phi) = (7*r^7 – 6*r^5)sin(5phi)
ZFR41(r,phi) = (28*r^8 – 42*r^6 + 15*r^4)cos(4phi)
ZFR44(r,phi) = (84*r^9 – 168*r^7 + 105*r^5 – 20*r^3)sin(3phi)
ZFR45(r,phi) = (210*r^10 – 504*r^8 + 420*r^6 – 140*r^4 + 15*r^2)cos(2phi)
ZFR48(r,phi) = (462*r^11 – 1260*r^9 + 1260*r^7 – 560*r^5 + 105*r^3 – 6*r)sin(phi)
ZFR49(r,phi) = 924*r^12 – 2772*r^10 + 3150*r^8 – 1680*r^6 + 420*r^4 – 42*r^2 + 1
ZFR51(r,phi) = r^7sin(7phi)
ZFR52(r,phi) = (8*r^8 – 7*r^6)cos(6phi)
ZFR55(r,phi) = (36*r^9 – 56*r^7 + 21*r^5)sin(5phi)
ZFR56(r,phi) = (120*r^10 – 252*r^8 + 168*r^6 – 35*r^4)cos(4phi)
ZFR59(r,phi) = (330*r^11 – 840*r^9 + 756*r^7 – 280*r^5 + 35*r^3)sin(3phi)
ZFR60(r,phi) = (792*r^12 – 2310*r^10 + 2520*r^8 – 1260*r^6 + 280*r^4 – 21*r^2)cos(2phi)
ZFR63(r,phi) = (1716*r^13 – 5544*r^11 + 6930*r^9 – 4200*r^7 + 1260*r^5 – 168*r^3 + 7*r) sin(phi)
ZFR64(r,phi) = 3432*r^14 – 12012*r^12 + 16632*r^10 – 11550*r^8 + 4200*r^6 – 756*r^4 + 56*r^2 – 1
ZFR65(r,phi) = r^8cos(8phi)
ZFR68(r,phi) = (9*r^9 – 8*r^7)sin(7phi)
ZFR69(r,phi) = (45*r^10 – 72*r^8 + 28*r^6)cos(6phi)
ZFR72(r,phi) = (165*r^11 – 360*r^9 + 252*r^7 – 56*r^5)sin(5phi)
ZFR73(r,phi) = (495*r^12 – 1320*r^10 + 1260*r^8 – 504*r^6 + 70*r^4)cos(4phi)
ZFR76(r,phi) = (1287*r^13 – 3960*r^11 + 4620*r^9 – 2520*r^7 + 630*r^5 – 56*r^3)sin(3phi)
ZFR77(r,phi) = (3003*r^14 – 10296*r^12 + 13860*r^10 – 9240*r^8 + 3150*r^6 – 504*r^4 + 28*r^2)cos(2phi)
ZFR80(r,phi) = (6435*r^15 – 24024*r^13 + 36036*r^11 – 27720*r^9 + 11550*r^7 – 2520*r^5 + 252*r^3 – 8*r)sin(phi)
ZFR81(r,phi) = 12870*r^16 – 51480*r^14 + 84084*r^12 – 72072*r^10 + 34650*r^8 – 9240*r^6 + 1260*r^4 – 72*r^2 + 1
ZFR83(r,phi) = r^9sin(9phi)
Hierbei gibt
die radiale und φ = arctan(y/x) die azimutale Koordinate an, wenn der Strahldurchstoßpunkt auf der Fläche durch die Koordinaten x und y gegeben und HNorm die in den Daten spezifizierte Normierungshöhe der Zernikepolynome ist.
Alternativ können Freiformflächen auch 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 Mehrfach-Reflexionsschichten sind für eine Arbeitswellenlänge von 13,5 nm ausgelegt. 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. Diese optischen Designdaten gehen jeweils von der Bildebene 9 aus, beschreiben die jeweilige Projektionsoptik also in umgekehrter Laufrichtung des Abbildungslichts 3 zwischen der Bildebene 9 und der Objektebene. Die erste dieser Tabellen gibt zu den optischen Oberflächen der optischen Komponenten und zur Aperturblende jeweils den Abstandswert (Thickness) in mm an, der dem z-Abstand benachbarter Elemente im Strahlengang, ausgehend von der Objektebene, entspricht. Die zweite Tabelle gibt in mm die Scheitelpunktsradien RD = 1/c bzw. RDY = 1/c_y und RDX = 1/c_x, die konischen Konstanten k bzw. k_x und k_y sowie die Koeffizienten C_j der Monome X^mYⁿ in der oben angegebenen Freiformflächen-Gleichung (2) für die Spiegel M1 bis M6 an. Nach der zweiten Tabelle ist in der dritten Tabelle noch der Betrag angegeben, längs dem der jeweilige Spiegel, ausgehend von einem Spiegel-Referenzdesign in der y-Richtung dezentriert (DCY) und verkippt (TLA) wurde. Dies entspricht einer Parallelverschiebung und einer Verkippung beim Freiformflächen-Designverfahren. Verschoben wird dabei in y-Richtung in mm und verkippt um die x-Achse. Der Verdrehwinkel ist dabei in Grad angegeben. Es wird zunächst dezentriert, dann verkippt.

Tabelle 1 zu Fig. 2

Tabelle 2 zu Fig. 2

	Dezentrierung	Dezentrierung	Dezentrierung	Verkippung	Verkippung	Verkippung
Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	–2,934475	0	5,005236	0	0
M5	0	–38,504573	0	16,925927	0	0
M4	0	–41,714128	0	18,661877	0	0
M3	0	–259,291463	0	13,958902	0	0
Blende	0	–260,580543	0	0	0	0
M2	0	–303,501528	0	13,261581	0	0
M1	0	–453,867713	0	19,648683	0	0
Bildebene	0	–302,828625	0	0	0	0

Tabelle 3 zu Fig. 2

Bei der Projektionsoptik 7 handelt es sich um eine reine Spiegeloptik, also um eine katoptrische abbildende Optik.
Ein Zwischenbild Z ist in einer Zwischenbildebene 19 im Abbildungs-Strahlengang zwischen den Spiegeln M3 und M4 angeordnet. Das Zwischenbild Z liegt also im Abbildungs-Strahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 vor dem Spiegel M4. Der Spiegel M4 ist als dem Zwischenbild Z benachbarter Feldspiegel ausgeführt. Der Spiegel M4 erfüllt dabei die Parameterbedingung: P(M4) < 0,5.
Es gilt: P(M) = D(SA)/(D(SA) + D(CR)).
D(SA) ist dabei der maximale Durchmesser einer Subapertur eines Abbildungs-Strahlenbündels, das von einem Objektfeldpunkt ausgeht, auf einer reflektierenden Oberfläche des jeweiligen Spiegels M. D(CR) ist ein maximaler Abstand von Hauptstrahlen, die vom Objektfeld 4 ausgehen, wobei der Abstand D(CR) in einer Referenzebene der Projektionsoptik 7 auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels M gemessen wird. Dieser maximale Abstand muss nicht in der Zeichenebene der 2 und der nachfolgend noch beschriebenen 5–11 liegen, sondern kann insbesondere auch in der x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene im Objektfeld 4 vorliegen. In den Feldebenen der Projektionsoptik 7 gilt D(SA) = 0 und damit P = 0. In den Pupillenebenen der Projektionsoptik 7 gilt D(CR) = 0 und damit P = 1.
Die Reflexionsverhältnisse für ausgewählte Objektfeldpunkte auf dem Spiegel M4 der Projektionsoptik 7 nach 2 werden nachfolgend anhand der 3 und 4 näher erläutert.
3 zeigt einen Ausschnitt der Objektebene 5, der aus Anschaulichkeitsgründen kreisförmig begrenzt ist, mit dem rechteckigen Objektfeld 4. Das Objektfeld 4 hat in der x-Richtung eine Erstreckung von 104 mm und in der y-Richtung eine Erstreckung von 2 mm.
Hervorgehoben ist neben zwölf das Objektfeld 4 an den Rändern bzw. Ecken begrenzenden Objektfeldpunkten OF_R noch ein zentraler Objektfeldpunkt OF_Z.
4 zeigt einen Ausschnitt einer Reflexionsfläche des Spiegels M4, auf den diesen dreizehn Objektfeldpunkten OF_R, OF_z zugeordneten Subaperturen 20, also die von den Objektfeldpunkten OF_Rund OF_Zausgehenden Abbildungs-Strahlenbündel, anhand von deren jeweiliger randseitiger Begrenzung dargestellt sind. Die Subaperturen 20 haben in etwa die Gestalt von abgerundeten gleichschenkligen sphärischen Dreiecken. Die Subapertur 20 _Zdes zentralen Objektfeldpunktes OF_Zist in der 4 durch eine verstärkte Berandungslinie hervorgehoben. Ebenfalls hervorgehoben sind in der 4 Durchstoßpunkte CR_R, CR_Zder von den Objektfeldpunkten OF_R, OF_Zausgehenden Hauptstrahlen 16. Für die Subapertur 20 _z ist in der 4 der Durchmesserwert D(SA) eingezeichnet. Ferner ist in der 4 ein Abstand D(CR) der Hauptstrahl-Durchstoßpunkte CR_R zweier einander an den Schmalseiten des Objektfeldes 4 gegenüberliegender Objektfeldpunkte OF_R, also zweier voneinander maximal in der x-Richtung beabstandeter Objektfeldpunkte, eingezeichnet. Die vorstehend erwähnte Bedingung P(M4) < 0,5 ist gleich bedeutend mit der Bedingung D(SA) < D(CR), was beim Spiegel M4, wie in der 4 anschaulich dargestellt, erfüllt ist.
Für den Spiegel M4 gilt: P(M4) ≈ 0,38.
Es gilt also auch: P(M4) > 0,1.
Die Objektebene 5 liegt parallel zur Bildebene 9. Die Anordnung der Spiegel M1 bis M6 ist bei der Projektionsoptik 7 nach 2 so, dass eine Zwischenebene ZE vorgegeben werden kann, wobei die ungeradzahligen Spiegel M1, M3 und M5 im Abbildungs-Strahlengang ab dem Objektfeld 4 auf einer Seite der Zwischenebene ZE, in der 2 links der Zwischenebene ZE, und die geradzahligen Spiegel M2, M4 und M6 im Abbildungs-Strahlengang auf dem Objektfeld 4 auf der anderen Seite der Zwischenebene ZE, in der 2 rechts der Zwischenebene ZE, liegen. Die Zwischenebene ZE verläuft wie die Objektebene 5 und die Bildebene 9 parallel zur xy-Ebene.
Die Projektionsoptik 7 nach 2 hat einen Objekt-Bild-Versatz (d_oisvon 303mm). d_ois ist der Abstand zwischen dem zentralen Objektfeldpunkt OF_Zund einem Durchstoßpunkt DP_N einer Normalen N_BFZvon einem zentralen Bildfeldpunkt BF_Zdes Bildfelds 8 auf die Objektebene 5 (vgl. 2).
Eine Baulänge T der Projektionsoptik 7 nach 2, also der Abstand zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt 848 mm. Es gilt also T ≤ 3d_ois.
Die Normale N_BFZ liegt in einer Bildfeldtrennebene BTE, die parallel zur xz-Ebene verläuft, also senkrecht einerseits auf der Hauptstrahlebene HSE und andererseits auf der Bildebene 9 steht. Die optisch genutzen Flächen der Spiegel M1, M2, M3 und M5 liegen alle auf der gleichen Seite der Bildfeldtrennebene BTE, in der 2 unterhalb der Bildfeldtrennebene BTE.
Der Spiegel M4 liegt räumlich im Abbildungsstrahlengang vor dem Spiegel M6, d.h. zwischen dem Spiegel M6 und dem Bildfeld 8, und gibt eine Pupillenobskuration der Projektionsoptik 7 vor. Die Pupillenobskuration ergibt sich durch eine äußere Berandung des Spiegels M4. Ein Durchmesser dieser Pupillenobskuration beträgt in der Pupillenebene 17 weniger als 30 % eines genutzten Pupillendurchmessers in der Pupillenebene 17.
Ein räumlicher Abstand zwischen dem Feldspiegel M4 und der Reflexionsfläche des Spiegels M6 beträgt etwa 25 mm. Dieser Abstand A ist größer als 4 % des Abstandes zwischen dem Spiegel M6 und der Bildebene 9.
Eine Rückseite des Feldspiegels M4 ist der Reflexionsfläche des Spiegels M6 zugewandt.
Die optisch genutzten Bereiche der Spiegel M1 bis M6 haben keine Durchgangsöffnung zum Durchtritt von Abbildungslicht, sind also nicht obskuriert. Auch der die Pupillenobskuration vorgebende Feldspiegel M4 hat keine Durchgangsöffnung zum Durchtritt des Abbildungs- bzw Beleuchtungslichts 3. Die Spiegel M1 bis M6 haben also alle eine ununterbrochene Reflexionsfläche.
5 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 2 entsprechen, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht mehr im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 7 nach 5 können demnach folgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach 2 entsprechen. Zur Angabe der Freiformflächen wird die obige Gleichung (3) verwendet.

Tabelle 1 zu Fig. 5

Tabelle 2 zu Fig. 5

	Dezentrierung	Dezentrierung	Dezentrierung	Verkippung	Verkippung	Verkippung
Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	0	0	–5,106113	0	0
M5	0	116,943931	0	–8,531563	0	0
M4	0	46,621884	0	–16,635838	0	0
M3	0	413,810403	0	–13,765848	0	0
M2	0	442,540401	0	–10,110724	0	0
M1	0	725,719508	0	–8,102958	0	0
Objektebene	0	917.845371	0	0	0	0

Tabelle 3 zu Fig. 5

Eine erste Pupillenebene 17 der Projektionsoptik 7 nach 5 im Abbildungs-Strahlengang nach dem Objektfeld 4 ist im Bereich einer Reflexion des Abbildungslichts 3 am Spiegel M2 angeordnet. Der Spiegel M2 kann also eine Obskurationsblende zur Definition einer Pupillenobskuration der Projektionsoptik 7 nach 5 tragen. Das Zwischenbild Z ist wiederum zwischen den Spiegeln M3 und M4 und benachbart zum Feldspiegel M4 angeordnet. Es gilt wiederum 0,1 < P(M4) < 0,5.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 5 ist der Feldspiegel M4 räumlich hinter der Reflexionsfläche des Spiegels M6, d.h. zwischen der Reflexionsfläche des Spiegels M6 und der Objektfläche 5, angeordnet. Das Abbildungslicht 3 durchtritt also sowohl auf dem Weg zwischen den Spiegeln M3 und M4 als auch auf dem Weg zwischen den Spiegeln M4 und M5 eine Durchtrittsöffnung 21 im Spiegel M6. Ein Abstand T zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 5 etwa 1800 mm. Ein Objekt-Bild-Versatz d_ois beträgt bei der Projektionsoptik 7 5 etwa 918 mm. Bei der Projektionsoptik 7 nach 5 gilt also T < 2d_ois.
Ein Abstand A zwischen dem Feldspiegel M4 und der Reflexionsfläche des Spiegels M6 ist < 3 % eines Abstandes zwischen dem Spiegel M6 und dem Bildfeld 8 und beträgt etwa 2,8 % dieses Abstandes.
6 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 6 entsprechen, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht mehr im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 7 nach 6 können demnach folgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach 2 entsprechen. Die Angabe der Freiformflächen erfolgt wiederum mit der obigen Gleichung (3).

Tabelle 1 zu Fig. 6

Tabelle 2 zu Fig. 6

	Dezentrierung	Dezentrierung	Dezentrierung	Verkippung	Verkippung	Verkippung
Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	0,042625	0	4,545759	0	0
M5	0	–108,390341	0	8,630216	0	0
M4	0	–11,197952	0	–3,789102	0	0
M3	0	184,436287	0	–0,928888	0	0
M2	0	275,680518	0	–2,717977	0	0
M1	0	401,84512	0	–5,86951	0	0
Objektebene	0	520,978914	0	0	0	0

Tabelle 3 zu Fig. 6

Auch bei der Projektionsoptik 7 nach 6 ist die Pupillenebene 17 wie bei der Projektionsoptik 7 nach 5 im Bereich der Reflexion des Abbildungslichts 3 am Spiegel M2 angeordnet, sodass der Spiegel M2 eine Aperturblende sowie eine Obskurationsblende tragen kann.
Das Zwischenbild Z ist wiederum zwischen den Spiegeln M3 und M4 und benachbart zum Feldspiegel M4 angeordnet. Es gilt auch bei der Projektionsoptik 7 nach 6 0,1 < P(M4) < 0,5.
Die genutzte Reflexionsfläche des Spiegels M4 liegt bei der Projektionsoptik 7 nach 6 in der Durchgangsöffnung 21 des Spiegels M6. Alternativ kann ein gemeinsames Substrat für die Spiegel M4, M6 genutzt werden, wobei das Substrat am Ort des Spiegels M4 entsprechend den Designdaten des Spiegels M4 und im Umgebungsbereich um den Spiegel M4 herum entsprechend den Designdaten des Spiegels M6 gefertigt ist. Ein räumlicher Abstand zwischen dem Feldspiegel M4 und dem letzten Spiegel M6 ist also nahe 0.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 6 liegt der Spiegel M5 auf einer Seite der Bildfeldtrennebene BTE, in der 6 unterhalb der Bildfeldtrennebene BTE, und die Spiegel M1, M2 und M3 liegen auf der anderen Seite der Bildfeldtrennebene BTE, in 6 oberhalb der Bildfeldtrennebene BTE.
Ein Abstand zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt bei der Projektionsebene 7 nach 6 etwa 945 mm. Ein Objekt-Bild-Versatz d_ois beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 6 etwa 565 mm. Auch bei der Projektionsoptik 7 nach 6 gilt also T < 2d_ois.
7 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 7 entsprechen, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht mehr im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 7 nach 7 können demnach folgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach 2 entsprechen. Die Angabe der Freiformflächen erfolgt durch die obige Gleichung (1).

Tabelle 1 zu Fig. 7

Tabelle 2 zu Fig. 7

	Dezentrierung	Dezentrierung	Dezentrierung	Verkippung	Verkippung	Verkippung
Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	–0.000063	0	3.625088	0	0
M5	0	–87.379283	0	7.216313	0	0
M4	0	–0.824988	0	–4.04832	0	0
M3	0	189.758113	0	–1.479935	0	0
M2	0	276.062766	0	–5.969427	0	0
M1	0	446.406884	0	–8.336433	0	0
Objektebene	0	565.292449	0	0	0	0

Tabelle 3 zu Fig. 7

Das optische Design der Projektionsoptik 7 nach 7 entspricht weitgehend dem der Projektionsoptik 7 nach 6. Hauptunterschied ist, dass das Zwischenbild Z im Abbildungs-Strahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5 angeordnet ist. Dabei gilt auch bei der Projektionsoptik 7 nach 7: 0,1 < P(M4) < 0,5.
8 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 8 entsprechen, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht mehr im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 7 nach 8 können demnach folgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach 2 entsprechen. Die Angabe der Freiformflächen erfolgt, was die Spiegel M1 sowie M3 bis M6 angeht, mit der obigen Gleichung (3) und, was den Spiegel M2 angeht, mit der obigen Gleichung (2).

Tabelle 1 zu Fig. 8

Tabelle 2 zu Fig. 8

	Dezentrierung	Dezentrierung	Dezentrierung	Verkippung	Verkippung	Verkippung
Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	0,427822	–0,508019	–4,613967	0	0
M5	0	–117,371972	1,697537	4,768843	0	0
M4	0	–10,954844	–25,181562	6,219241	0	0
M3	0	258,256816	0,597328	–2,780953	0	0
M2	0	384,530136	–0,697553	7,788148	0	0
M1	0	652,022365	0,432156	–9,621210	00	0
Objektebene	0	899,731229	0	0		0

Tabelle 3 zu Fig. 8

Die erste Bildebene 17 im Abbildungs-Strahlengang nach dem Objektfeld 4 liegt bei der Projektionsoptik 7 nach 8 ähnlich wie bei der Projektionsoptik 7 nach 2 zwischen den Spiegeln M2 und M3.
Der Spiegel M4 liegt, ähnlich wie bei der Projektionsoptik 7 nach 5 hinter der Reflexionsfläche des Spiegels M6. Ein Abstand A zwischen dem Spiegel M4 und der Reflexionsfläche des Spiegels M6 ist > 10 % des Abstandes zwischen der Reflexionsfläche des Spiegels M6 und dem Bildfeld 8. Das Abstandsverhältnis beträgt etwa 13 %.
Ein Zwischenbild Z ist bei der Projektionoptik 7 nach 8 ähnlich wie bei der Projektionsoptik 7 nach 7 im Abbildungs-Strahlengang zwischen dem Spiegel M4 und dem Spiegel M5 angeordnet. Auch bei der Projektionsoptik 7 nach 8 gilt 0,1 < P(M4) < 0,5.
Ähnlich wie bei den Projektionsoptiken 7 nach den 6 und 7 ist auch bei der Projektionsoptik 7 nach 8 der Spiegel M5 auf der einen Seite und die Spiegel M1 bis M3 auf der anderen Seite der Bildfeldtrennebene BTE angeordnet.
Ein Abstand T zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 8 etwa 1635 mm. Ein Objekt-Bild-Versatz d_ois beträgt etwa 900 mm. Es gilt: T < 2d_ois.
9 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 9 entsprechen, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht mehr im Einzelnen diskutiert.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 9 liegt die erste Pupillenebene 17 im Abbildungs-Strahlengang zwischen den Spiegeln M2 und M3. Das Zwischenbild Z liegt im Abbildungs-Strahlengang zwischen den Spiegeln M3 und M4. Der Feldspiegel M4 liegt, vergleichbar zur Anordnung des Feldspiegels M4 bei der Projektionsoptik 7 nach 2, vor der Reflexionsfläche des Spiegels M6, also mit der Reflexionsfläche des Spiegels M6 zugewandter Rückseite. Für den Feldspiegel M4 gilt wiederum 0,1 < P(M4) < 0,5. Der Abstand zwischen den Spiegeln M4 und M6 ist < 5 % des Abstandes zwischen den Spiegeln M6 und dem Bildfeld 8.
Der Spiegel M5 ist auf einer Seite der Bildfeldtrennebene BTE und die Spiegel M1 bis M3 auf der anderen Seite der Bildfeldtrennebene BTE angeordnet.
10 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 10 entsprechen, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht mehr im Einzelnen diskutiert.
Die Projektionsoptik 7 nach 10 unterscheidet sich von derjenigen nach 2 hauptsächlich durch die Führung des Abbildungs-Strahlengangs zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M3. Die Spiegel M1 und M6 sind bei der Projektionsoptik 7 nach 10 Rücken an Rücken angeordnet. Der Spiegel M1 reflektiert das Abbildungslicht 3 von der Bildfeldtrennebene BTE weg. Im Abbildungs-Strahlengang zwischen den Spiegeln M2 und M3 liegt bei der Projektionsoptik 7 nach 10 die Pupillenebene 17, die frei zugänglich ist.
Wie bei der Projektionsoptik 7 nach 7 liegt auch bei der Projektionsoptik 7 nach 10 das Zwischenbild Z in Abbildungs-Strahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5. Für den Spiegel M4 gilt wiederum 0,1 < P(M4) < 0,5. Der Abstand T zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 10 etwa das Vierfache des Objekt-Bild-Versatzes d_ois.
Die Spiegel M1 bis M5 sind alle auf der gleichen Seite der Bildfeldtrennebene BTE angeordnet.
11 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen der Projektionsoptik 7 nach 11 entsprechen, haben die gleichen Bezugsziffern und werden nicht mehr im Einzelnen diskutiert.
Die erste Pupillenebene 17 ist bei der Ausführung der Projektionsoptik 7 nach 11 ähnlich wie bei der Ausführung nach 6 im Bereich der Reflektion des Abbildungslichts 3 am Spiegel M2 angeordnet.
Ähnlich wie bei der Ausführung nach 10 reflektiert der Spiegel M1 das Abbildungslicht 3 von der Bildfeldtrennebene BTE weg. Die Spiegel M1 und M2 sind auf einer Seite der Bildfeldtrennebene BTE und die Spiegel M3 und M5 auf der anderen Seite der Bildfeldtrennebene BTE angeordnet.
Das Zwischenbild Z ist im Abbildungs-Strahlengang zwischen den Spiegeln M3 und M4 angeordnet. Auch für den Feldspiegel M4 der Projektionsoptik 7 nach 11 gilt 0,1 < P(M4) < 0,5.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 11 ist eine Rückseite des Spiegels M4 der Reflexionsfläche des Spiegels M6 zugeordnet. Der Abstand A zwischen dem Spiegel M4 und der Reflexionsfläche des Spiegels M6 beträgt etwa 25 %, also ein Viertel des Abstandes zwischen der Reflexionsfläche des Spiegels M6 und dem Bildfeld 8. Das Verhältnis T/d_oisbeträgt etwa 7,5.
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
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/091800 A1 [0002]
WO 2009/024164 A1 [0002]
US 5488229 [0005]
US 5717518 [0005]
US 2007-0058269 A1 [0033]

Claims

Katoptrische 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, – mit mindestens einem Zwischenbild (Z) zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8), – wobei mindestens einer der Spiegel (M4) als dem Zwischenbild (Z) benachbarter Feldspiegel ausgeführt ist.
Abbildende Optik nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abbildungs-Strahlengang derart, dass für einen Spiegelparameter P(M) = D(SA)/(D(SA) + D(CR)), wobei D(SA) der maximale Durchmesser einer Subapertur auf dem Spiegel und D(CR) der maximale Abstand zweier Hauptstrahlen auf dem Spiegel ist, für den Feldspiegel (M4) gilt: P(M4) < 0,5.
Abbildende Optik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Spiegelparameter P(M) für den Feldspiegel (M4) gilt: P(M4) > 0,1.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenbild (Z) im Abbildungs-Strahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) vor dem Feldspiegel (M4) liegt.
Abbildende Optik nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenbild (Z) im Abbildungs-Strahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) nach dem Feldspiegel (M4) liegt.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektebene (5) parallel zur Bildebene (9) verläuft, wobei die ungeradzahligen Spiegel (M1, M3, M5) im Abbildungs-Strahlengang nach dem Objektfeld (4) auf einer Seite einer Zwischenebene (ZE) liegen, die parallel zur Objektebene (5) liegt und zwischen der Objektebene (5) und der Bildebene (9) angeordnet ist, und wobei die geradzahligen Spiegel (M2, M4, M6) im Abbildungs-Strahlengang ab dem Objektfeld (4) auf der anderen Seite der Zwischenebene (ZE) liegen.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (T) zwischen der Objektebene (5) und der Bildebene (9) höchstens dreimal so groß ist wie ein Objekt-Bild-Versatz (d_ois).
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptstrahl (CR_Z) eines zentralen Objektfeldpunktes (OF_Z) zwischen dem vorletzten Spiegel (M5) und dem Bildfeld (8) im Abbildungs-Strahlengang eine Hauptstrahlebene (HSE) definiert, wobei eine Bildfeldtrennebene (BTE), in der ein zentraler Bildfeldpunkt liegt, senkrecht auf der Hauptstrahlebene (HSE) und senkrecht auf der Bildebene (9) liegt, wobei der vorletzte Spiegel (M5) im Abbildungs-Strahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) auf einer Seite der Bildfeldtrennebene (BTE) und mindestens ein Spiegel (M1, M2, M3) im Strahlengang vor dem vorvorletzten Spiegel (M4) im Abbildungs-Strahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) auf der anderen Seite der Bildfeldtrennebene (BTE) liegt.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen räumlichen Abstand (A) zwischen dem Feldspiegel (M4) und dem letzten Spiegel (M6) im Abbildungs-Strahlengang vor dem Bildfeld (8), der kleiner ist als 20 % des Abstandes des letzten Spiegels (M6) und dem Bildfeld (8).
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen räumlichen Abstand (A) zwischen dem Feldspiegel (M4) und dem letzten Spiegel (M6) im Abbildungs-Strahlengang vor dem Bildfeld (8), der größer ist als 4 % des Abstandes des letzten Spiegels (M6) und dem Bildfeld (8).
Optisches System – mit einer abbildenden Optik (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, – mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Führung des Beleuchtungslichts (3) hin zum Objektfeld (4) der abbildenden Optik (7).
Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithografie – mit einem optischen System nach Anspruch 11, – mit einer Lichtquelle (2) für das Beleuchtungs- und Abbildungslicht (3).
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 12, – Erzeugen einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer (11). Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 13.