DE102012218558A1

DE102012218558A1 - Abbildende Optik sowie Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie mit einer derartigen abbildenden Optik

Info

Publication number: DE102012218558A1
Application number: DE201210218558
Authority: DE
Inventors: Alexander Epple; Hans-Jürgen Rostalski
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-08-29

Abstract

Eine abbildende Optik (7) dient zur Abbildung eines Objektfeldes (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9). Die Objektebene (5) ist parallel zur Bildebene (9) angeordnet. Die abbildende Optik (7) hat mindestens einen asphärischen, rotationssymmetrischen Spiegel (M6), dessen Symmetrieachse nicht senkrecht auf der Objektebene (5) steht. Es resultiert eine abbildende Optik mit einem gut korrigierten abbildbaren Feld bei gleichzeitig vertretbarem Herstellungsaufwand.

Description

Die Erfindung betrifft eine abbildende Optik mit einer Mehrzahl von optischen Komponenten, insbesondere 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 US 5,815,310 , der DE 10 2005 003 557 A1 , der WO 2010/091800 A1 , der US 6,750,948 B2 und der WO 2011/095209 A1 . Eine weitere abbildende Optik ist bekannt aus der EP 1 811 327 A .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abbildende Optik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein gut korrigiertes abbildbares Feld bei gleichzeitig vertretbaren Herstellungsaufwand resultiert.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Eine rotationssymmetrische Asphäre lässt sich mit vertretbarem Herstellungsaufwand fertigen. Die Symmetrieachse dieser rotationssymmetrischen Asphäre schließt mit einer Normalen auf die Objektebene einen von 0 verschiedenen Winkel ein, beispielsweise einen Winkel von mindestens 0,4°, von mindestens 1°, von mindestens 2°, von mindestens 3°, von mindestens 4°, von mindestens 5°, von mindestens 7° oder von mindestens 10°. Prinzipiell sind auch noch größere Winkel möglich. Eine entsprechende Verkippung der Rotations-Symmetrieachse gegenüber der Normalen auf die Objekt- und Bildebene schafft einen Freiheitsgrad zur Abbildungsfehlerkorrektur.
Eine Durchtrittsöffnung bzw. Obskuration nach Anspruch 2 ermöglicht ein Design der abbildenden Optik mit geringem Einfallswinkel bzw. geringen Einfallswinkel-Variationen des Beleuchtungs- bzw. Abbildungslichts auf den Spiegeln. Dies ermöglicht es, hochreflektierende Beschichtungen auf den Spiegeln aufzubringen, erhöht also den Durchsatz der abbildenden Optik. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die abbildende Optik mit einer EUV-Betriebswellenlänge, beispielsweise im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm, genutzt wird.
Die Herstellungsvorteile für den rotationssymmetrischen asphärischen Spiegel kommen besonders dann zum Tragen, wenn dieser Spiegel eine große Öffnung hat.
Mindestens eine Freiformfläche nach Anspruch 7 stellt weitere Freiheitsgrade zur Designoptimierung bzw. zur Abbildungsfehlerminimierung über ein gegebenes Feld zur Verfügung.
Mindestens ein Zwischenbild nach Anspruch 8 ermöglicht eine weitere Designoptimierung.
Eine katoptrische abbildende Optik nach Anspruch 9, also eine reine Spiegeloptik, kann, insbesondere bei Verwendung der abbildenden Optik mit einer EUV-Betriebswellenlänge, mit geringen Durchsatzverlusten gestaltet sein.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 10, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11 oder 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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie;
2 in einem Meridionalschnitt eine Ausführung einer abbildenden Optik, die als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 einsetzbar ist, wobei ein Abbildungsstrahlengang für Hauptstrahlen und für einen oberen und einen unteren Komastrahl zweier ausgewählter Feldpunkte dargestellt ist; und
3 bis 5 jeweils in einer zu 2 ähnlichen Darstellung weitere Ausführungen einer abbildenden Optik, einsetzbar als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelichtungsanlage nach 1.
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 einen 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 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 5 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. Das Retikel 10 wird von einem Retikelhalter 10a getragen. Der Retikelhalter 10a wird von einem Retikelverlagerungsantrieb 10b verlagert.
Die Abbildung durch die Projektionsoptik 7 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 11 in Form eines Wafers, der von einen Substrathalter 12 getragen wird. Der Substrathalter 12 wird von einem Wafer- bzw. Substratverlagerungsantrieb 12a verlagert.
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 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. Diese Verlagerungen erfolgen synchronisiert zueinander durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungsantriebe 10b und 12a.
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. Dargestellt sind Hauptstrahlen 16, also Einzelstrahlen 15, die durch das Zentrum einer Pupille in einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 verlaufen, sowie jeweils ein oberer und ein unterer Komastrahl dieser beiden Objektfeldpunkte.
Die Objektebene 5 liegt parallel zur Bildebene 9.
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. Die abbildende Optik 7 kann auch eine andere Spiegelanzahl haben, beispielsweise vier Spiegel oder acht Spiegel. 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.
Außer dem Spiegel M6 haben alle Spiegel M1 bis M5 der Projektionsoptik 7 eine zusammenhängend ohne Durchtrittsöffnung für das Abbildungslicht 3 genutzte Reflexionsfläche. Insbesondere der vorletzte Spiegel M5 im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 hat eine geschlossen, also öffnungsfrei, genutzte Reflexionsfläche.
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.
Außer dem Spiegel M6 sind alle Spiegel M1 bis M5 der Projektionsoptik 7 als nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformflächen ausgeführt. Der Spiegel M6 ist als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt. Es sind auch andere Ausführungen der Projektionsoptik 7 möglich, bei denen noch mindestens ein weiterer Spiegel, also auch mindestens ein anderer Spiegel als der Spiegel M6 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt sein, wie nachfolgend anhand weiterer Ausführungen noch erläutert wird. Bei weiteren Ausführungen kann ausschließlich einer der Spiegel M1 bis M5 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt sein.
Eine rotationssymmetrische Asphäre kann durch folgende Asphärengleichung (Gleichung 1) beschrieben werden:
Eine 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 2) oder als Summe einer bikonischen Grundfläche und einem Freiformflächenpolynom (Gleichung 3) beschrieben werden:
wobei jeweils gilt:
Für die Parameter dieser Gleichungen 1 bis 3 gilt:
Z ist die Pfeilhöhe der Freiformfläche am Punkt x, y, wobei x² + y² = r².
In der Asphärengleichung (1) bezeichnen C₂, C₄ ... die Koeffizienten der Asphären-Reihenentwicklung in die geraden Potenzen von r.
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 in den Gleichungen (2) und (3) 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.
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 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 5.
Die erste dieser Tabellen gibt zu den optischen Oberflächen der optischen Komponenten einen Scheitelpunktsradius (Radius) sowie jeweils einen Abstandswert (thickness) in mm an, der dem z-Abstand benachbarter Elemente im Strahlengang, ausgehend von der Bildebene 6, entspricht.
Die zweite Tabelle gibt für den Spiegel M6 die Asphären-Koeffizienten entsprechend der obigen Gleichung (1) an.
Die dritte Tabelle gibt für die Spiegel M1 bis M5 in mm die Scheitelpunktsradien RD = 1/c bzw. RDY = 1/c und RDX = 1/c_x, die konischen Konstanten k bzw. k_x und k_v und die Freifomflächen-Koeffizienten C_j an.
Nach der dritten Tabelle ist in der vierten 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. Auch für die Objektebene ist eine Dezentrierung angegeben.

In der ersten Tabelle gibt die Spalte „halber Durchmesser” den halben Durchmesser der jeweiligen Spiegel-Rückfläche an.

Oberfläche	Radius	Abstandswert	Betriebsmodus	Halber Durchmesser
Bildebene	0,000000	745,398088		13,0
M6	–831,100651	–662,368506	REFL	343,0
M5	–748,106828	662,368506	REFL	99,6
Durchtrittsöffnung	–806,880356	1018,997643		80,9
M4	–4143,383089	–1593,566391	REFL	133,3
M3	2424,968629	1309,556072	REFL	244,4
M2	628,246164	–1150,971278	REFL	76,3
M1	1840,570167	1869,814306	REFL	280,4
Objektebene	0,000000	0,000000		76,9

Tabelle 1 zu Fig. 2 Spiegel M6

K	0
C2	–2,302903E-11
C4	–3,799753E-17
C6	–5,369210E-23
C8	–1,349960E-28
C10	2,291915E-34
C12	–1,368492E-39
C14	1,052892E-45

Tabelle 2 zu Fig. 2 Koeffizienten

Tabelle 3 zu Fig. 2 Dezentrierung/Kipp

Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	0,000000	0	–5,630481	0	0
M5	0	131,810239	0	–9,776929	0	0
Durchtrittsöffnung	0	0,000000	0	–5,599765	0	0
M4	0	–151,538867	0	–21,118080	0	0
M3	0	875,301178	0	–18,503815	0	0
M2	0	780,855105	0	–14,722753	0	0
M1	0	1308,113296	0	–8,902181	0	0
Objektebene	0	1534,115309	0	0,000000	0	0

Tabelle 4 zu Fig. 2

Die Projektionsoptik 7 hat eine bildseitige numerische Apertur von 0,45. Das Objektfeld 4 hat eine x-Erstreckung von zweimal 13 mm und eine y-Erstreckung von 2 mm. Die Projektionsoptik 7 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm.
Die Rotation-Symmetrieachse des rotationssymmetrisch asphärischen Spiegels M6 steht nicht auf den zueinander parallelen Ebenen 5, 9 senkrecht. Vielmehr nimmt die Rotations-Symmetrieachse einen Winkel zur Normalen zur Objektebene 5 und zur Bildebene 9 von 5,630481 Grad ein (vgl. Wert TLA in der obigen Tabelle 4).
Der Spiegel M6 hat eine Öffnung K K = r/SD
Mit r: Radius der Spiegelfläche und
SD: halber optisch freier Durchmesser der Spiegelfläche.
Beim Spiegel M6 der Ausführung nach 2 gilt: K = 1.21
Die Hauptstrahlen 16 der Objektfeldpunkte laufen zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M1 im Wesentlichen parallel zueinander. Die Projektionsoptik 7 nach 2 ist also objektseitig im Wesentlichen telezentrisch.
Bei der Projektionsoptik 7 handelt es sich um eine reine Spiegeloptik, also um eine katoptrische abbildende Optik.
Ein Zwischenbild ZB der Projektionsoptik 7 ist in einer Zwischenbildebene im Abbildungs-Strahlengang im Bereich nach einer Reflexion am Spiegel M4 und vor dem Durchtritt durch eine Durchtrittsöffnung 17 im Spiegel M6 angeordnet. Das Zwischenbild ZB liegt also im Abbildungsstrahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5.
Anhand der 3 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 18 erläutert, die anstelle der Projektionsoptik 7 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den 1 und 2 bereits erläutert wurden, tragen gegebenenfalls die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 18 können den nachfolgenden 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 (RDY = 1/c_y; RDX = 1/c_x).

Oberfläche	Radius	Abstandswert	Betriebsmodus	Halber Durchmesser
Bildebene	0,000000	747,332998		13,0
M6	–832,011982	–691,352479	REFL	372,4
M5	–673,952068	691,352479	REFL	94,3
Durchtrittsöffnung	–832,011982	1125,757699		280,6
M4	–1849,224079	–1184,936614	REFL	164,8
M3	–27007,523580	440,520447	REFL	110,7
M2	1044,383375	–603,756627	REFL	89,5
M1	1440,681727	1674,769929	REFL	218,8
Objektebene	0,000000	0,000000		52,2

Tabelle 1 zu Fig. 3 Spiegel M6

k	0
C2	–1,680312E-11
C4	–2,947574E-17
C6	–4,226360E-23
C8	–7,665593E-29
C10	9,831387E-36
C12	–5,080941E-40
C14	–2,253312E-46

Tabelle 2 zu Fig. 3 Koeffizienten

Tabelle 3 zu Fig. 3 Dezentrierung/Kipp

	Dezentrierung	Dezentrierung	Dezentrierung	Verkippung	Verkippung	Verkippung
Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	42,803988	0	–2,275186	0	0
M5	0	126,953394	0	0,431504	0	0
Durchtrittsöffnung	0	0,000000	0	–5,342693	0	0
M4	0	491,941117	0	0,202810	0	0
M3	0	721,019345	0	2,782920	0	0
M2	0	851,559673	0	–3,155007	0	0
M1	0	1105,392382	0	–7,600994	0	0
Objektebene	0	1329,206271	0	0,000000	0	0

Tabelle 4 zu Fig. 3

Die Projektionsoptik 18 hat eine bildseitige numerische Apertur von 0,45. Das Objektfeld 4 hat eine x-Erstreckung von zweimal 13 mm und eine y-Erstreckung von 2 mm. Die Projektionsoptik 18 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm.
Bei der Projektionsoptik 18 liegt die Durchtrittsöffnung 17 für das Beleuchtungslicht 3 im rotationssymmetrisch asphärischen Spiegel M6 im Vergleich zur Anordnung bei der Ausführung nach 2 dezentriert vor.
Die Rotations-Symmetrieachse zu des als rotationssymmetrische Asphäre ausgebildeten Spiegels M6 schließt mit einer Normalen auf die Objektebene 5 bzw. die Bildebene 9 einen Winkel ein von 2,275186 Grad.
Anhand der 4 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 19 erläutert, die anstelle der Projektionsoptik 7 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den 1 und 2 bereits erläutert wurden, tragen gegebenenfalls die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 19 können den nachfolgenden 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 (RDY = 1/c_y; RDX = 1/c_x).

Oberfläche	Radius	Abstandswert	Betriebsmodus	Halber Durchmesser
Bildebene	0,000000	745,180191		13,0
M6	–833,170487	–678,386901	REFL	348,9
M5	–811,372117	678,386901	REFL	99,9
Durchtrittsöffnung	–832,011982	1158,965523		280,6
M4	–2030,432305	–1397,773341	REFL	271,3
M3	6527,408003	706,331821	REFL	185,7
M2	1254,125051	–598,691803	REFL	109,0
M1	1435,787000	1587,751691	REFL	204,8
Objektebene	0,000000	0,000000		52,2

Tabelle 1 zu Fig. 4 Spiegel M3

k	0
C2	–1,241096E-11
C4	4,556634E-18
C6	–1,231878E-21
C8	3,621779E-26
C10	–5,212373E-31
C12	3,460973E-36

Tabelle 2 zu Fig. 4 Koeffizienten

Tabelle 3 zu Fig. 4 Dezentrierung/Kipp

Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	–0,180139	0	–5,253186	0	0
M5	0	127,179608	0	0,134737	0	0
Durchtrittsöffnung	0	–0,180139	0	–5,253186	0	0
M4	0	466,362269	0	0,583285	0	0
M3	0	684,776170	0	2,694660	0	0
M2	0	865,336423	0	–4,034881	0	0
M1	0	1114,046604	0	–7,538886	0	0
Objektebene	0	1325,691325	0	0,000000	0	0

Tabelle 4 zu Fig. 4

Eine Rotations-Symmetrieachse des Spiegels M3 schließt mit einer Normalen auf die Objektebene 5 bzw. die Bildebene 9 einen Winkel von 2,69460 Grad ein.
Die Projektionsoptik 19 nach 4 unterscheidet sich von der Projektionsoptik 7 nach 2 hauptsächlich dadurch, dass bei der Projektionsoptik 19 nach 4 der Spiegel M3 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt ist, während der Spiegel M6 als Freiformfläche ausgeführt ist.
Anhand der 5 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 20 erläutert, die anstelle der Projektionsoptik 7 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den 1 und 2 bereits erläutert wurden, tragen gegebenenfalls die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.

Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 20 können den nachfolgenden 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 (RDY = 1/c_y; RDX = 1/c_x).

Oberfläche	Radius	Abstandswert	Betriebsmodus	Halber Durchmesser
Bildebene	0,000000	744,516542		13,0
M6	–830,748623	–687,386448	REFL	349,2
M5	–744,550868	687,386448	REFL	90,0
Durchtrittsöffnung	–832,011982	1110,210936		280,6
M4	–1903,274849	–1258,605972	REFL	213,0
M3	12889,124439	536,942377	REFL	138,9
M2	954,812851	–595,292547	REFL	98,8
M1	1419,401137	1663,173312	REFL	217,3
Objektebene	0,000000	0,000000		52,2

Tabelle 1 zu Fig. 5 Spiegel M5

k	0
C2	–1,942028E-09
C4	–4,159373E-15
C6	–7,625462E-19
C8	2,745126E-23
C10	–6,016736E-28
C12	9,343217E-33

Tabelle 2 zu Fig. 5 Koeffizienten

Tabelle 3 zu Fig. 5 Dezentrierung/Kipp

Oberfläche	DCX	DCY	DCZ	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
M6	0	0,062809	0	–5,167468	0	0
M5	0	125,281364	0	0,400070	0	0
Durchtrittsöffnung	0	0,062809	0	–5,167468	0	0
M4	0	479,907353	0	0,275507	0	0
M3	0	715,644883	0	2,828632	0	0
M2	0	869,456442	0	–3,352910	0	0
M1	0	1106,908617	0	–7,358073	0	0
Objektebene	0	1328,226883	0	0,000000	0	0

Tabelle 4 zu Fig. 5

Eine Rotation-Symmetrieachse des Spiegels M5 schließt mit der Normalen auf die Objektebene 5 bzw. die Bildebene 9 einen Winkel von 0,400070° ein.
Die Projektionsoptik 20 nach 5 unterscheidet sich von der Projektionsoptik 7 nach 2 hauptsächlich dadurch, dass bei der Projektionsoptik 20 nach 5 der Spiegel M5 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt ist, während der Spiegel M6 als Freiformfläche ausgeführt ist.
Die vorstehend beschriebenen Projektionsobjektive 7 sowie 18 bis 20 sind als katoptrische Optiken ausgebildet, also als reine Spiegeloptiken.
Die vorstehend beschriebenen Projektionsobjektive 7 sowie 18 bis 20 haben jeweils keine auf der Objektebene 5 senkrecht stehende Verbindung, die Mittelpunkte einer Eintrittspupille, einer Aperturblende und einer Austrittpupille verbindet.
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 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 11 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
Vor der Projektionsbelichtung kann eine Strukturüberprüfung von Strukturen auf dem Retikel 10 erfolgen, um gegebenenfalls eine Beleuchtungs- und Abbildungsgeometrie herbeizuführen, bei der Beugungsordnungen des Beleuchtungslichts nicht oder nicht zu stark mit dem Pupillen-Obskurationsbereich 18 überlappen, um eine Beeinträchtigung der Abbildungsleistung der Projektionsbelichtungsanlage 1 zu vermeiden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5815310 [0002]
DE 102005003557 A1 [0002]
WO 2010/091800 A1 [0002]
US 6750948 B2 [0002]
WO 2011/095209 A1 [0002]
EP 1811327 A [0002]
US 2007-0058269 A1 [0029]

Claims

Abbildende Optik (7; 18; 19; 20) zur Abbildung eines Objektfeldes (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9), - wobei die Objektebene (5) parallel zur Bildebene (9) angeordnet ist, - mit mindestens einem asphärischen, rotationssymmetrischen Spiegel (M6; M3; M5), dessen Symmetrieachse nicht senkrecht auf der Objektebene (5) steht.
Abbildende Optik nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen Spiegel (M6) mit einer Durchtrittsöffnung (17) für Abbildungslicht (3), wobei eine Reflexionsfläche des Spiegels (M6) um die Durchtrittsöffnung (17) herum zur Reflexion des Abbildungslichts (3) führt.
Abbildende Optik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass der im Abbildungsstrahlengang vor dem Bildfeld (8) letzte Spiegel (M6) die Durchtrittsöffnung (17) aufweist.
Abbildende Optik nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dadurch, dass die Rotations-Symmetrieachse einen Winkel mit der Normalen zur Objektebene (5) einschließt, der betragsmäßig größer als 1 Grad ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Abbildungsstrahlengang letzte Spiegel (M6) vor dem Bildfeld (8) als rotationssymmetrischer asphärischer Spiegel ausgeführt ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische asphärische Spiegel (M6; M3; M5) eine Öffnung K von mindestens 1 aufweist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Spiegel (M1 bis M5; M1, M2, M4 bis M6; M1 bis M4, M6) als nicht durch eine Rotationssymmetrie-Achse beschreibbare Freiformfläche ausgeführt ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens ein Zwischenbild (ZB) im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8).
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ausgebildet als katoptrische Optik.
Optisches System - mit einer abbildenden Optik (7; 18; 19; 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, - mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Führung von Beleuchtungslicht (3) hin zum Objektfeld (4) der abbildenden Optik (7).
Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie - mit einem optischen System nach Anspruch 10, - mit einer Lichtquelle (2) für das Beleuchtungs- und Abbildungslicht (3).
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) als EUV-Lichtquelle 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 11 oder 12, - Erzeugen einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer (11).
Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einen Verfahren nach Anspruch 13.