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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.
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Stand der Technik
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Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD’s, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
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In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Typische für EUV ausgelegte Projektionsobjektive, wie z.B. aus
US 7,538,856 B2 bekannt, können beispielsweise eine bildseitige numerische Apertur (NA) im Bereich von NA = 0.2 bis 0.3 aufweisen und bilden ein (z.B. ringförmiges) Objektfeld in die Bildebene bzw. Waferebene ab.
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Bei Ansätzen zur Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur (NA) tritt in der Praxis das Problem auf, dass einer mit dieser Erhöhung einhergehenden Vergrößerung der Spiegelflächen in mehrfacher Hinsicht Grenzen gesetzt sind:
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Zum einen wird es mit wachsenden Abmessungen der Spiegel zunehmend schwierig, insbesondere langwellige Oberflächenfehler auf Werte unterhalb der geforderten Grenzwerte zu senken, wobei die größeren Spiegelflächen u.a. stärkere Asphären erfordern. Des Weiteren werden mit wachsenden Abmessungen der Spiegel größere Bearbeitungsmaschinen zur Fertigung benötigt, und es werden strengere Anforderungen an die verwendeten Bearbeitungswerkzeuge (wie z.B. Schleif-, Läpp-, und Poliermaschinen, Interferometer, Reinigungs- und Beschichtungsanlagen) gestellt. Ferner müssen zur Fertigung größerer Spiegel schwerere Spiegelgrundkörper verwendet werden, welche ab einer gewissen Grenze kaum noch montierbar sind oder sich gravitationsbedingt über ein akzeptables Maß durchbiegen.
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Um dem vorstehenden Problem wachsender Spiegelabmessungen Rechnung zu tragen, ist es bekannt, einen oder mehrere Spiegel im Abbildungsstrahlengang des Projektionsobjektivs segmentweise auszuführen, d.h. jeweils einen monolithischen Spiegel durch einen segmentierten Spiegel, welcher aus einer Mehrzahl von separaten Spiegelsegmenten zusammengesetzt ist, zu ersetzen.
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Eine solche segmentierte Ausgestaltung eines oder mehrerer Spiegel im Projektionsobjektiv hat jedoch notwendigerweise zur Folge, dass in dem betreffenden segmentierten Spiegel zwischen den separaten Spiegelsegmenten Spiegelsegmentgrenzen vorhanden sind, in denen keine oder nur eine stark reduzierte bzw. unzureichende Reflexion erfolgt.
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Infolgedessen geht im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage auf die besagten Segmentgrenzen auftreffendes Licht ganz oder teilweise verloren. Folge hiervon ist nicht nur ein unerwünschter Lichtverlust, sondern ggf. auch das Auftreten von Abbildungsfehlern, da die jeweils ganz oder anteilig verlorengehende Beugungsordnung in diesem Maße nicht mehr als Interferenzpartner zur Verfügung steht. Konkret hätte dies im Falle einer Zweistrahlinterferenz z.B. aus 0-ter (nullter) und 1-ter (erster) Beugungsordnung bei einer durch die Spiegelsegmentgrenzen bewirkten Unterdrückung der nullten Beugungsordnung einen Kontrastverlust zur Folge. Im Falle einer Dreistrahlinterferenz aus 0-ter, 1-ter und (–1)-ter Beugungsordnung hätte eine durch die Spiegelsegmentgrenzen bewirkte Unterdrückung der 0-ten Beugungsordnung eine unerwünschte Veränderung der Periode der abzubildenden Struktur im erzeugten Bild zur Folge.
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Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf
WO 2012/059537 A1 ,
US 2012/0300183 A1 sowie
US 2011/0001947 A1 verwiesen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche die Realisierung vergleichsweise großer numerischer Aperturen ohne die vorstehend beschriebenen Probleme (insbesondere unter Vermeidung oder zumindest Reduzierung eines durch Spiegelsegmentgrenzen bewirkten Lichtverlustes oder von durch Spiegelsegmentgrenzen hervorgerufenen Abbildungsfehlern) ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine Objektebene des Projektionsobjektivs beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene auf eine Bildebene abbildet, weist
- – das Projektionsobjektiv wenigstens ein segmentiertes optisches Element auf, welches aus einer Mehrzahl von Segmenten zusammengesetzt ist, wobei auf dem optischen Element wenigstens eine zwischen zwei Segmenten verlaufende Segmentgrenze vorhanden ist,
- – wobei die Beleuchtungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage von einem zu dieser Segmentgrenze optisch konjugierten Bereich in der Beleuchtungseinrichtung kein Licht zur Objektebene des Projektionsobjektivs gelenkt wird.
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Gemäß einem weiteren Ansatz weist bei einer erfindungsgemäßen mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage das Projektionsobjektiv wenigstens ein segmentiertes optisches Element auf, welches aus einer Mehrzahl von Segmenten zusammengesetzt ist, wobei auf dem optischen Element wenigstens eine zwischen zwei Segmenten verlaufende Segmentgrenze vorhanden ist, wobei die Beleuchtungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage kein Licht der 0-ten Beugungsordnung auf diese Segmentgrenze trifft.
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Die Formulierung, wonach im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage „kein Licht“ der 0-ten Beugungsordnung auf die Segmentgrenze trifft, ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung so zu verstehen, dass hierbei zum einen Streulicht vernachlässigt ist. Des Weiteren sollen von dieser Formulierung auch noch Situationen mit einem geringen Restanteil von auf die Segmentgrenze bzw. Obskuration treffendem Licht als umfasst gelten. Ein in diesem Sinne noch „zulässiger“ Restanteil kann dadurch quantitativ definiert werden, dass der Anteil des auf die Segmentgrenze bzw. Obskuration auftreffenden Lichtes geringer als 50% des Flächenverhältnisses aus der Fläche der Segmentgrenze bzw. Obskuration relativ zur Größe der gerade mit Licht beaufschlagten Spiegelfläche ist.
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Wenngleich die Erfindung anhand eines segmentierten optischen Elements in Form eines segmentierten Spiegels erläutert wird, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. In weiteren Anwendungen kann es sich bei dem segmentierten optischen Element auch um ein beliebiges anderes (z.B. refraktives) optisches Element handeln.
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Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Konzept, obskurierte Bereiche auf einem Spiegel im Projektionsobjektiv bereits innerhalb der Beleuchtungseinrichtung zur Vermeidung von Lichtverlust und/oder Abbildungsfehlern zu berücksichtigen, nicht auf Obskurationen infolge einer Spiegelsegmentierung und der daraus resultierenden Spiegelsegmentgrenzen beschränkt. Vielmehr können in weiteren Ausführungsformen (wie im Weiteren noch näher erläutert) auch Obskurationen auf einem Spiegel des Projektionsobjektivs von vorneherein bei der Beleuchtung berücksichtigt werden, welche aufgrund anderer Ursachen, insbesondere z.B. fertigungsbedingt, vorhanden sind.
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Gemäß einem weiteren Ansatz betrifft die Erfindung daher auch eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei das Projektionsobjektiv wenigstens ein optisches Element aufweist, auf dem sich wenigstens ein obskurierter Bereich befindet, wobei die Beleuchtungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage kein Licht der 0-ten Beugungsordnung auf diesen obskurierten Bereich trifft.
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Sofern der obskurierte Bereich (z.B. Defekt) sehr klein ist, ist es denkbar, das Beleuchtungslicht sehr lokal um den obskurierten Bereich bzw. Defekt umzuverteilen. Ist der zu vermeidende, obskurierte Bereich hingegen zu groß, können vorzugsweise abhängig von der Symmetrie der Anwendung entsprechend liegende Bereiche ebenfalls ausgespart werden, auch wenn dort kein obskurierter Bereich bzw. kein Defekt vorliegen sollte. So kann es vorteilhaft sein, punktsymmetrisch einen zweiten Bereich zu meiden (d.h. kein Licht der 0-ten Beugungsordnung auf diesen zweiten Bereich zu lenken), um Telezentrie (Schwerpunkt der Beleuchtungslichtverteilung, 1. Moment) zu gewährleiten bzw. Positionsfehler der Strukturen infolge von Defokusfehlern zu reduzieren. Ähnliches gilt für das 2. Moment (Elliptizität), wenn man sicherstellen möchte, dass um 90° gedrehte Strukturen in gleicher Weise abgebildet werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, in einer Projektionsbelichtungsanlage, welche innerhalb des Projektionsobjektivs wenigstens einen segmentierten (d.h. aus einer Mehrzahl separater Spiegelsegmente zusammengesetzten) Spiegel aufweist, die Ausgestaltung bzw. den Betrieb der Beleuchtungseinrichtung unter Berücksichtigung der in dem segmentierten Spiegel vorhandenen Spiegelsegmentgrenzen in geeigneter Weise anzupassen. Insbesondere beinhaltet die Erfindung das Konzept, bereits bei Beleuchtung der Maske durch die Beleuchtungseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage dafür Sorge zu tragen, dass die vorstehend beschriebenen Spiegelsegmentgrenzen nicht oder nur in deutlich reduziertem Maße einen Lichtverlust bzw. Abbildungsfehler im Lithographieprozess zur Folge haben.
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Ausgehend von der Überlegung, dass insbesondere bei der Beleuchtung von EUV-Masken der überwiegende Anteil des in das Projektionsobjektiv eintretenden Lichtes in der 0-ten Beugungsordnung liegt, beinhaltet die vorliegende Erfindung insbesondere den Ansatz, die Beleuchtung der Maske durch die Beleuchtungseinrichtung derart zu realisieren, dass im Wesentlichen kein Licht in der 0-ten Beugungsordnung auf die Spiegelsegmentgrenzen des betreffenden Spiegels im Projektionsobjektiv gelangt.
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Die segmentweise Ausführung wenigstens eines Spiegels hat dabei insofern wesentliche fertigungstechnische Vorteile, als zum einen der maximale zu bearbeitende Durchmesser bei dem segmentierten Spiegel wesentlich geringer (z.B. in der Größenordnung von 70% oder weniger) als der maximale Durchmesser eines entsprechenden unsegmentierten Spiegels sein kann. Zum anderen können, da die einzelnen Spiegelsegmente dünner sein können, die zu handhabenden Bauteile eine wesentlich geringere (Gesamt-)Masse, lediglich beispielhaft in der Größenordnung von 25% oder weniger, im Vergleich zu einem entsprechenden unsegmentierten Spiegel aufweisen. Infolge der Reduzierung der Gesamtmasse kann auch die gravitationsbedingte Deformation der Spiegelsegmente aufgrund des Eigengewichts reduziert werden.
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In der Beleuchtungseinrichtung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage weist die Beleuchtungseinrichtung typischerweise einen Feldfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Feldfacetten sowie einen Pupillenfacettenspiegel mit einer Mehrzahl von Pupillenfacetten auf. In einer solchen Beleuchtungseinrichtung kann zur Realisierung der vorstehend beschriebenen Anpassung der Beleuchtung an die Spiegelsegmentgrenzen des in dem Projektionsobjektiv vorhandenen segmentierten Spiegels insbesondere vorgesehen sein, dass solche Pupillenfacetten, welche im Falle einer Ausleuchtung durch den Feldfacettenspiegel eine der besagten Spiegelsegmentgrenzen im Projektionsobjektiv in 0-ter Beugungsordnung zumindest teilweise ausleuchten würden, gar nicht erst durch den Feldfacettenspiegel in der Beleuchtungseinrichtung beleuchtet werden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können auch Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels, von denen im Falle einer Ausleuchtung durch den Feldfacettenspiegel Licht in der 0-ten Beugungsordnung auf eine der Spiegelsegmentgrenzen des segmentierten Spiegels im Projektionsobjektiv fallen würde, von vorneherein im Pupillenfacettenspiegel weggelassen bzw. ausgespart werden.
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Die Erfindung ist jedoch nicht einschränkt auf Beleuchtungseinrichtungen, welche einen Pupillenfacettenspiegel besitzen, sondern z.B. auch in Verbindung mit Beleuchtungssystemen realisierbar, deren zweiter Facettenspiegel nicht in oder nahe einer Pupillenebene steht. Solche Beleuchtungssysteme sind z.B. aus
WO 2010/099807 A1 bekannt.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Feldfacetten jeweils aus unabhängig voneinander verstellbaren Mikrospiegeln zusammengesetzt. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht wie im Weiteren noch näher erläutert auch eine partielle „Nicht-Ausleuchtung“ einzelner Pupillenfacetten (entsprechend dem nur teilweisen „Ausschalten“ eines von einer Feldfacette und einer Pupillenfacette jeweils gebildeten Beleuchtungskanals), so dass gegebenenfalls nur derjenige Teil eines Beleuchtungskanals ausgeschaltet werden braucht, welcher tatsächlich „in eine Obskuration fällt“ (d.h. sich in einem zur Obskuration des segmentierten Spiegels des Projektionsobjektivs optisch konjugierten Bereich in der Beleuchtungseinrichtung befindet).
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Gemäß einer Ausführungsform ist das segmentierte optische Element in einer Ebene des Projektionsobjektivs angeordnet, in welcher ein Parameter P(M), welcher definiert ist als P(M) = D(SA) / D(SA) + D(CR), wenigstens 0.8, insbesondere wenigstens 0.9, beträgt, wobei D(SA) der Subaperturdurchmesser ist und D(CR) den maximalen Hauptstrahlenabstand über alle Feldpunkten des optisch genutzten Feldes auf der optischen Fläche M in der betreffenden Ebene bezeichnet.
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Über den Parameter P(M) wird hierbei die Pupillen- bzw. Feldnähe quantitativ beschrieben, wobei für einen Feldspiegel (mit einem Subaperturdurchmesser von Null) P(M) = 0, und für einen Pupillenspiegel (mit einem Hauptstrahlenabstand von Null) P(M) = 1 gilt. Gemäß dem Kriterium bei der o.g. Ausführungsform befindet sich somit das segmentierte optische Element vorzugsweise in einer pupillennahen Ebene. In diesem Falle kann zur Ebene des segmentierten optischen Elements optisch konjugierte Ebene in der Beleuchtungseinrichtung die Ebene gewählt werden, in welcher sich der Pupillenfacettenspiegel befindet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das segmentierte optische Element eine Elementachse auf, wobei es um diese Elementachse drehbar ausgestaltet ist. Gemäß einer Ausführungsform weist das segmentierte optische Element ferner bezogen auf diese Elementachse eine mehrzählige Rotationssymmetrie auf. Die drehbare Ausgestaltung eines in diesem Sinne „rotationssymmetrischen“ segmentierten optischen Elements hat wie im Weiteren noch näher erläutert den Vorteil, dass das segmentierte optische Element bzw. der Spiegel je nach dem in der Beleuchtungseinrichtung eingestellten Beleuchtungssetting in eine Position gedreht werden kann, in welcher die Segmentgrenzen keine Beeinträchtigung des Abbildungsprozesses zur Folge haben.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das segmentierte optische Element bzw. der segmentierte Spiegel das bezogen auf den Strahlengang bildebenenseitig letzte optische Element des Projektionsobjektivs. In diesem Falle ist die durch die vorliegende Erfindung erzielte Vermeidung von Abbildungsfehlern aufgrund der vorhandenen (Spiegel-)Segmentgrenzen besonders vorteilhaft, da der bildebenenseitig letzte Spiegel des Projektionsobjektivs etwa im Falle eines bildebenenseitig telezentrischen Strahlenganges nicht exakt in einer Pupillenebene steht und die induzierten Abbildungsfehler infolgedessen eine feldabhängige Komponente aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das segmentierte optische Element bzw. der segmentierte Spiegel wenigstens drei Segmente, insbesondere wenigstens vier Segmente, auf.
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Gemäß einer Ausführungsform bilden die Segmente des wenigstens einen segmentierten optischen Elements miteinander eine, lediglich durch vorhandene Segmentgrenzen zwischen benachbarten Segmenten unterbrochene, zusammenhängende optisch wirksame Fläche (z.B. reflektierende Fläche) aus.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage; und
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2–7 schematische Darstellungen zur Erläuterung beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung realisierbar ist.
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Gemäß 1 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 100 einen Feldfacettenspiegel 103 und einen Pupillenfacettenspiegel 104 auf. Auf den Feldfacettenspiegel 103 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 101 und einen Kollektorspiegel 102 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillenfacettenspiegel 104 sind ein erster Teleskopspiegel 105 und ein zweiter Teleskopspiegel 106 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Umlenkspiegel 107 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 151–156 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 121 auf einem Maskentisch 120 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 161 auf einem Wafertisch 160 befindet.
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Im Weiteren wird nun davon ausgegangen, dass wenigstens ein Spiegel innerhalb des Projektionsobjektivs der Projektionsbelichtungsanlage 100, im konkreten Beispiel der bezogen auf den optischen Strahlengang bildebenenseitig letzte Spiegel 156, segmentiert ausgestaltet (d.h. aus einer Mehrzahl separater Spiegelsegmente zusammengesetzt) ist. Erfindungsgemäß erfolgt nun die Beleuchtung der Maske 121 in der Projektionsbelichtungsanlage 100 in geeigneter Anpassung an die auf besagtem Spiegel im Projektionsobjektiv vorhandenen Spiegelsegmentgrenzen, wie im Weiteren anhand unterschiedlicher Ausführungsformen unter Bezugnahme auf 2–7 näher beschrieben wird.
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2 zeigt in lediglich schematischer Darstellung den Aufbau eines Pupillenfacettenspiegels 200 (anstelle des Pupillenfacettenspiegels 104 in der Beleuchtungseinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 100 von 1), welcher aus einer Mehrzahl von Pupillenfacetten 200a, 200b, 200c, ... zusammengesetzt ist. Ebenfalls in 2 eingezeichnet sind Bereiche 251, 252, 253 und 254, bei welchen es sich um die zu den Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereichen des segmentierten Spiegels (im Beispiel des Spiegels 156) im Projektionsobjektiv optisch konjugierten Bereichen handelt.
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Wie nun aus 2 ersichtlich ist, sind die betreffenden Bereiche 251–254 des Pupillenfacettenspiegels 200 hinsichtlich der Anordnung der Pupillenfacetten 200a, 200b, 200c, ... ausgespart, d.h. es befinden sich keine Pupillenfacetten in den besagten Bereichen 251–254 des Pupillenfacettenspiegels. Diese Ausgestaltung hat wiederum zur Folge, dass im Lithographieprozess auch kein Licht 0-ter Beugungsordnung auf die besagten Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereiche des segmentierten Spiegels (im Beispiel des Spiegels 156) des Projektionsobjektivs trifft, so dass ein unerwünschter Lichtverlust sowie die eingangs beschriebenen Abbildungsfehler aufgrund der Spiegelsegmentierung vermieden werden können.
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Die Erfindung ist weder hinsichtlich der Geometrie der Spiegelsegmentierung, der Anzahl der innerhalb des segmentierten Spiegels im Projektionsobjektiv vorhandenen separaten Spiegelsegmente noch hinsichtlich der Anzahl sowie Geometrie bzw. Anordnung der Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels in irgendeiner Weise eingeschränkt. So können die Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels auch abweichend von 2 anstelle der dort gezeigten kreisförmigen Geometrie eine beliebige andere (z.B. rechteckige oder quadratische) Geometrie sowie eine beliebige Anzahl aufweisen.
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Eine beispielhafte Ausführungsform eines Pupillenfacettenspiegels 300 mit quadratischen Pupillenfacetten 300a, 300b, 300c, ... ist in 3 dargestellt, wobei hier analog zu 2 wiederum die zu den Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereichen des segmentierten Spiegels des Projektionsobjektivs optisch konjugierten Bereiche 351–354 ausgespart (d.h. dort keine Pupillenfacetten angeordnet) sind.
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In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann alternativ zu der vorstehend anhand von 2 sowie 3 beschriebenen
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Aussparung von Pupillenfaetten der Pupillenfacettenspiegel auch vollflächig mit Pupillenfacetten bestückt sein, wobei lediglich eine Ausleuchtung der in den betreffenden, zu den Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereichen des segmentierten Spiegels des Projektionsobjektivs optisch konjugierten Bereichen befindlichen Pupillenfacetten unterbleibt. Eine solche Ausgestaltung ist in 4 schematisch dargestellt, wobei im Übrigen zu 3 analoge bzw. im Wesentlichen funktionsgleiche Komponenten mit um „100“ erhöhten Bezugsziffern bezeichnet sind. Wie aus 4 ersichtlich ist es vorteilhaft, wenn die Fläche des zum jeweiligen obskurierenden Bereich des segmentierten Spiegels des Projektionsobjektivs optisch konjugierten Bereichs auf dem Pupillenfacettenspiegel einem ganzzahliges Vielfachen der Fläche der einzelnen Pupillenfacetten entspricht.
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In Ausführungsformen kann der segmentierte Spiegel des Projektionsobjektivs um seine Spiegelachse drehbar ausgeführt sein. 5 zeigt beispielsweise eine Anordnung, in welcher die Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereiche des segmentierten Spiegels des Projektionsobjektivs bzw. die hierzu optisch konjugierten Bereiche auf dem Pupillenfacettenspiegel in der Beleuchtungseinrichtung relativ zu 4 um 45° um die Spiegelachse gedreht sind. Diese Drehbarkeit hat in Verbindung mit einer „rotationssymmetrischen“ Ausgestaltung dieses Spiegels (worunter hier eine mehrzählige Symmetrie des Spiegels bezogen auf die Spiegelachse zu verstehen ist) den Vorteil, dass je nach gewünschtem bzw. in der Beleuchtungseinrichtung eingestelltem Beleuchtungssetting die Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereiche des betreffenden segmentierten Spiegels so gedreht werden können, dass sie den Abbildungsprozess nicht beeinträchtigen.
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So bedeuten die Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereiche des Spiegels gemäß 4 beispielsweise keine Störung des Abbildungsprozesses im Falle der Einstellung eines Dipol- oder Quadrupol-Beleuchtungssettings mit in x-Richtung bzw. y-Richtung einander gegenüberliegenden Beleuchtungspolen. Bei Umstellung auf ein sogenanntes „Quasar-Beleuchtungssetting“ (mit unter einem Winkel von 45° zur x-Richtung bzw. y-Richtung angeordneten Beleuchtungspolen) kann durch Drehung dieses segmentierten Spiegels die gemäß 5 gezeigte Stellung erreicht werden, in welche die Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereiche dann ebenfalls keine Beeinträchtigung des Abbildungsprozesses darstellen. Auch dieser unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Aspekt verwirklicht den erfindungsgemäßen Ansatz, dass die in einem segmentierten Spiegel vorhandenen Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereiche dann keine „verlorenen“ Bereiche für den Abbildungsprozess bilden, wenn sie ohnehin im Abbildungsprozess nicht genutzt werden sollen.
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Wie schon erwähnt ist die Erfindung hinsichtlich der Spiegelsegmentierung (in Bezug auf Geometrie, Anordnung sowie Anzahl der Spiegelsegmente) in keiner Weise eingeschränkt. 6 zeigt lediglich beispielhaft ein Ausführungsbeispiel der Ausleuchtung eines Pupillenfacettenspiegels 600 für den Fall radialer Spiegelsegmentgrenzen, wobei analog zu den zuvor beschriebenen Abbildungen wiederum die zu den Spiegelsegmentgrenzen bzw. obskurierenden Bereichen des segmentierten Spiegels des Projektionsobjektivs optisch konjugierten Bereiche auf dem Pupillenfacettenspiegel 600 entweder von vorneherein hinsichtlich der Anordnung von Pupillenfacetten ausgespart oder (wie in 6 angedeutet) zwar vorhanden, jedoch nicht ausgeleuchtet sind.
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In weiteren Ausführungsformen kann unter Ausnutzung einer möglichen selektiven bzw. teilweisen Ausleuchtung der betreffenden Pupillenfacetten, wie sie im Falle der Verwendung eines Feldfacettenspiegels mit ihrerseits in eine Mehrzahl von Mikrospiegeln unterteilten Feldfacetten ermöglicht wird, auch eine partielle „Nicht-Ausleuchtung“ einzelner Pupillenfacetten (entsprechend dem nur teilweisen „Ausschalten“ eines von einer Feldfacette und einer Pupillenfacette jeweils gebildeten Beleuchtungskanals) erfolgen. Hierzu kann ein in eine Mehrzahl von Mikrospiegeln unterteilter Feldfacettenspiegel verwendet werden, wie er als solches z.B. aus
US 2011/0001947 A1 bekannt ist. Während in den zuvor unter Bezugnahme auf
2–
6 beschriebenen Ausführungsformen eine Pupillenfacette entweder das komplette Retikel ausleuchtet oder – falls ein Teil dieser Pupillenfacette auf die Obskuration fallen würde komplett „ausgeschaltet“ wurde- ist es nunmehr möglich, mit einer Pupillenfacette nur denjenigen Teil des Retikels auszuleuchten, der im weiteren Strahlengang in der nullten Beugungsordnung nicht auf eine Obskuration fällt.
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Die vorstehend beschriebene, lediglich partielle „Ausschaltung“ einzelner Beleuchtungskanäle ist insbesondere im Hinblick darauf vorteilhaft, dass eine sich aus dieser Ausschaltung ergebende verbotene Zone – und damit auch der z.B. für die Einstellung der jeweils gewünschten Beleuchtungssettings (z.B. extremer Beleuchtungssettings wie Dipol- oder Quadrupol-Beleuchtungssettings) nicht mehr zur Verfügung stehende Bereich in der Beleuchtung – möglichst klein gehalten werden kann, da jeweils nur derjenige Teil eines Beleuchtungskanals ausgeschaltet werden braucht, welcher tatsächlich „in eine Obskuration fällt“ (d.h. sich in einem zur Obskuration des segmentierten Spiegels des Projektionsobjektivs optisch konjugierten Bereich in der Beleuchtungseinrichtung befindet).
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Zur Veranschaulichung des vorstehenden Ansatzes der Erfindung dient die schematische Darstellung von 7a, in welcher die Ausleuchtung eines segmentierten Spiegels im Projektionsobjektiv unter Berücksichtigung von Spiegelsegmentgrenzen 751–754 angedeutet ist. Mit „720“ ist die von einer bestimmten Feldfacette des Feldfacettenspiegels bzw. der hiervon ausgeleuchteten Pupillenfacette des Pupillenfacettenspiegels resultierende Lichtverteilung („footprint“) auf dem segmentierten Spiegel dargestellt. Die rechteckige Geometrie dieser Lichtverteilung 720 resultiert hier aus der Anordnung des segmentierten Spiegels etwas außerhalb der Pupillenebene des Projektionsobjektivs (bzw. nicht exakt in der Pupillenebene des Projektionsobjektivs), wobei diese Platzierung sich in einer Geometrie der Lichtverteilung entsprechend der (im vorliegenden Falle rechteckigen) Feldform äußert.
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Wie in 7a ebenfalls angedeutet befindet sich nur ein Teilbereich der Lichtverteilung 720 innerhalb der Spiegelsegmentgrenze 752. Diesem Umstand kann nun erfindungsgemäß dadurch in vorteilhafter Weise Rechnung getragen werden, dass nur der im Bereich der Spiegelsegmentgrenze 752 bzw. der Obskuration des segmentierten Spiegels befindliche (im Beispiel von 7a mittlere) Bereich 723 der Lichtverteilung 720 ausgespart bzw. im betreffenden Beleuchtungskanal „ausgeschaltet“ wird, wohingegen die übrigen (im Beispiel von 7a äußeren) Bereiche 721, 722 der Lichtverteilung 720 „angeschaltet“ bleiben können (so dass von diesen Bereichen 721, 722 Licht bis zum Wafer gelangen darf). Die Ausschaltung des betreffenden Bereichs 723 der Lichtverteilung 720 kann dadurch erfolgen, dass das von den jeweiligen Mikrospiegeln des Feldfacettenspiegels ausgehende Licht nicht auf den Pupillenfacettenspiegel trifft, sondern in eine (vorzugsweise gekühlte) Strahlfalle gelenkt wird.
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Das erfindungsgemäße Konzept, obskurierte Bereiche auf einem Spiegel im Projektionsobjektiv bereits innerhalb der Beleuchtungseinrichtung zur Vermeidung von Lichtverlust und/oder Abbildungsfehlern zu berücksichtigen, ist nicht auf Obskurationen infolge einer Spiegelsegmentierung und der daraus resultierenden Spiegelsegmentgrenzen beschränkt. Vielmehr können in weiteren Ausführungsformen auch Obskurationen auf einem Spiegel des Projektionsobjektivs von vorneherein bei der Beleuchtung berücksichtigt werden, welche aufgrund anderer Ursachen, insbesondere z.B. fertigungsbedingt, vorhanden sind.
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Zur Veranschaulichung dieses weiteren Ansatzes dient 7b, welche eine zu 7a analoge Darstellung der Spiegelsegmentgrenzen 751–754 eines segmentierten Spiegels zeigt, wobei dieser segmentierte Spiegel jedoch einen außerhalb der Spiegelsegmentgrenzen 751–754 befindlichen Defekt 733 aufweist. Erfindungsgemäß wird nun dem Vorhandensein dieses Defektes 733 dadurch Rechnung getragen, dass in der Lichtverteilung 730 des auf den segmentierten Spiegel von einer Feldfacette bzw. von einer hiervon ausgeleuchteten Pupillenfacette auftreffenden Lichtes (d.h. im „footprint“ der betreffenden Feldfacette bzw. Pupillenfacette) nur derjenige Bereich ausgespart wird, welcher auf den besagten Defekt 733 auftreffen würde. Der übrige Bereich der Lichtverteilung 730 bzw. des durch besagte Feldfacette und Pupillenfacette gebildeten Beleuchtungskanals kann jedoch insofern „angeschaltet“ bleiben, als das zu diesem übrigen Bereich 731 gehörende Licht den Wafer erreichen darf. Hierbei erfolgt die vorstehend beschriebene partielle „Ausschaltung“ bzw. „Einschaltung“ dieses Beleuchtungskanals wiederum unter Ausnutzung einer vorhandenen Unterteilung der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels in eine Mehrzahl von unabhängig voneinander verstellbaren Mikrospiegeln.
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In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann der vorstehend beschriebene Ansatz der Berücksichtigung einer nicht durch Spiegelsegmentgrenzen verursachten Obskuration eines Spiegels des Projektionsobjektivs (z.B. infolge eines fertigungsbedingten Defekts) jedoch auch in Verbindung mit einer Beleuchtungseinrichtung ohne besagte Unterteilung der Feldfacetten in einzelne, unabhängig voneinander verstellbare Mikrospiegel realisiert werden, wobei in diesem Falle jedoch der betreffende Beleuchtungskanal wiederum – wie zuvor im Zusammenhang mit 2–6 beschrieben – komplett ein- bzw. ausgeschaltet werden muss.
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Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7538856 B2 [0003]
- WO 2012/059537 A1 [0009]
- US 2012/0300183 A1 [0009]
- US 2011/0001947 A1 [0009, 0048]
- WO 2010/099807 A1 [0023]
