DE102016205695A1

DE102016205695A1 - Mask for projection lithography

Info

Publication number: DE102016205695A1
Application number: DE102016205695.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Endres; Toralf Gruner; Johannes Ruoff
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2016-10-13

Abstract

Eine Maske (7) für die Projektionslithographie hat eine konkave Oberfläche.A mask (7) for projection lithography has a concave surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maske für die Projektionslithographie. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Maske, ein optisches System mit einer entsprechenden Beleuchtungsoptik und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes Bauelement.The invention relates to a mask for projection lithography. Furthermore, the invention relates to an illumination optical system for a projection exposure apparatus with such a mask, an optical system with a corresponding illumination optical system and a projection exposure apparatus with such an optical system. Finally, the invention relates to a method for producing a micro- or nanostructured component as well as a device manufactured according to the method.

Bei der Projektionslithographie werden Strukturen von einer Maske auf ein Substrat abgebildet. Sofern der zu belichtende Bereich auf dem Substrat größer ist als ein Bildfeld, müssen die Maske und das Substrat beim Belichtungsvorgang verfahren werden. Aufgrund des Verfahrvorgangs kann es zu einer Verminderung des Durchsatzes kommen.In projection lithography, structures are imaged by a mask onto a substrate. If the area to be exposed on the substrate is larger than an image field, the mask and the substrate must be moved during the exposure process. Due to the traversing process, the throughput can be reduced.

Es besteht fortwährend Bedarf, die Maske mit den abzubildenden Strukturen zu verbessern.There is a continuing need to improve the mask with the structures to be imaged.

Diese Aufgabe wird durch eine Maske mit einer konkaven Oberfläche gelöst.This task is solved by a mask with a concave surface.

Durch eine konkave Ausbildung der Maske kann die Anordnung des Retikels im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung sowie insbesondere die Verlagerung des Retikels verbessert werden.By concave formation of the mask, the arrangement of the reticle in the beam path of the illumination radiation and in particular the displacement of the reticle can be improved.

Die konkave Oberfläche kann einen konstanten Krümmungsradius r_K aufweisen. Der Krümmungsradius r_K beträgt insbesondere mindestens 40 mm. Er beträgt vorzugsweise höchsten 2 m, insbesondere höchstens 1 m, insbesondere höchstens 50 cm.The concave surface may have a constant radius of curvature r _K. The radius of curvature r _K is in particular at least 40 mm. It is preferably at most 2 m, in particular at most 1 m, in particular at most 50 cm.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung handelt es sich bei der konkaven Oberfläche der Maske um die Oberfläche einer Tragestruktur, auf welcher die abzubildenden Strukturen angeordnet sind.According to one aspect of the invention, the concave surface of the mask is the surface of a support structure on which the structures to be imaged are arranged.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Maske eine Tragestruktur in Form eines Hohlzylinders. Dies führt zu konstruktiven Vorteilen, insbesondere für die Anordnung der Maske im Strahlengang der Beleuchtungsoptik.According to one aspect of the invention, the mask comprises a support structure in the form of a hollow cylinder. This leads to structural advantages, in particular for the arrangement of the mask in the beam path of the illumination optics.

Der Hohlzylinder kann insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt, insbesondere einen kreisförmigen Innenumfang aufweisen.The hollow cylinder may in particular have a circular cross section, in particular a circular inner circumference.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Strukturen auf der Innenseite des Hohlzylinders angeordnet. Hierdurch kann die Strahlführung an der Maske verbessert werden.According to a further aspect of the invention, the structures are arranged on the inside of the hollow cylinder. As a result, the beam guidance on the mask can be improved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Hohlzylinder mindestens eine Durchtrittsöffnung für Beleuchtungsstrahlung auf. Er kann insbesondere eine Durchtrittsöffnung für die einfallende Beleuchtungsstrahlung und eine Durchtrittsöffnung für die an den Strukturen reflektierte, austretende Beleuchtungsstrahlung aufweisen. Diese Durchtrittsöffnungen können als eine einzige gemeinsame Durchtrittsöffnung ausgebildet sein. Es können auch mehrere, insbesondere separate Durchtrittsöffnungen vorgesehen sein. Es können insbesondere separate Durchtrittsöffnungen für die einfallende und für die an der Maske reflektierte Beleuchtungsstrahlung vorgesehen sein.According to a further aspect of the invention, the hollow cylinder has at least one passage opening for illumination radiation. In particular, it can have a passage opening for the incident illumination radiation and a passage opening for the illumination radiation emerging from the structures. These passage openings can be formed as a single common passage opening. It can also be provided several, in particular separate passage openings. In particular, separate passage openings can be provided for the incident illumination light and for the illumination radiation reflected at the mask.

Die eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen können insbesondere im Zylindermantel angeordnet sein.The one or more passage openings can be arranged in particular in the cylinder jacket.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die mindestens eine Durchtrittsöffnung mit einem Pellikel abgedeckt. Hierdurch kann die Maske vor Kontamination geschützt werden.According to a further aspect of the invention, the at least one passage opening is covered with a pellicle. This allows the mask to be protected from contamination.

Als Pellikel dient insbesondere eine Folie mit einer hohen Transmission. Das Pellikel hat für die Beleuchtungsstrahlung insbesondere einen Transmissionsgrad von mindestens 80%, bevorzugt 90%, besonders bevorzugt 95%.The pellicle used is in particular a film with a high transmission. The pellicle has in particular a transmittance of at least 80%, preferably 90%, particularly preferably 95% for the illumination radiation.

Das Pellikel kann vorzugsweise austauschbar sein. Hierdurch wird die Lebensdauer der Maske verlängert.The pellicle may preferably be exchangeable. This prolongs the life of the mask.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie zu verbessern.Another object of the invention is to improve an illumination optical system for a projection exposure apparatus for projection lithography.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsoptik mit einer Maske gemäß der vorhergehenden Beschreibung und optischen Elementen zur Überführung von Beleuchtungsstrahlung von einer Strahlungsquelle zur Maske gelöst.This object is achieved by an illumination optical system with a mask according to the preceding description and optical elements for transferring illumination radiation from a radiation source to the mask.

Die Vorteile ergeben sich aus denen der Maske.The advantages result from those of the mask.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Maske eine Längsachse auf, welche quer zu einer Scanrichtung angeordnet ist. Im Falle einer Maske mit einer hohlzylindrischen Tragestruktur ist die Zylinderachse quer, insbesondere senkrecht zur Scanrichtung angeordnet. Die Längsachse ist insbesondere parallel zum Objektfeld der Beleuchtungsoptik angeordnet. Hierdurch wird die Beleuchtung der Maske, insbesondere bei einer Beleuchtungsoptik mit einer großen objektseitigen numerischen Apertur (NAO) verbessert. Die objektseitige numerische Apertur NAO der Beleuchtungsoptik beträgt insbesondere mindestens 0,6/n, wobei n den Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik bezeichnet.According to one aspect of the invention, the mask has a longitudinal axis, which is arranged transversely to a scanning direction. In the case of a mask with a hollow cylindrical support structure, the cylinder axis is arranged transversely, in particular perpendicular to the scanning direction. The longitudinal axis is arranged in particular parallel to the object field of the illumination optics. This improves the illumination of the mask, especially in the case of illumination optics with a large object-side numerical aperture (NAO). The object-side numerical aperture NAO of the illumination optics is in particular at least 0.6 / n, where n denotes the imaging scale of the projection optics.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Maske um eine Längsachse rotierbar. Sie kann insbesondere auch in Richtung der Längsachse verlagerbar sein. Sie kann insbesondere sowohl rotierbar, als auch in Richtung der Längsachse verlagerbar sein. Hierbei kann die Verlagerung in Richtung der Längsachse alternierend mit einer Rotation um die Längsachse durchgeführt werden. Ein wesentlicher Vorteil einer rotierbaren Anordnung der Maske, insbesondere der zylinderförmigen Maske, ergibt sich daraus, dass bei einer derartigen Maske Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge, wie sei bei einem planen Retikel nötig sind, wegfallen können. Dies ist im Hinblick auf das Retikel besonders relevant, da das Retikel im Vergleich zum Wafer mit einer n-fachen Geschwindigkeit bewegt werden muss, wobei n den Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik bezeichnet. Insbesondere bei Achtfach-Systemen (n = 8) führt dies bei einem planen Retikel zu enormen Beschleunigungen.According to a further aspect of the invention, the mask is rotatable about a longitudinal axis. It can also be displaced in particular in the direction of the longitudinal axis. In particular, it can be both rotatable and displaceable in the direction of the longitudinal axis. In this case, the displacement in the direction of the longitudinal axis can be carried out alternately with a rotation about the longitudinal axis. An essential advantage of a rotatable arrangement of the mask, in particular of the cylindrical mask, results from the fact that in such a mask acceleration and deceleration processes, as is necessary with a planar reticle, can be omitted. This is particularly relevant with respect to the reticle because the reticle must be moved at an n-fold speed compared to the wafer, where n denotes the magnification of the projection optics. Especially with eight-fold systems (n = 8), this leads to enormous accelerations for a flat reticle.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine kontinuierliche Drehbewegung außerdem zu einer Reduzierung von Schwingungsanregungen, insbesondere auch in die Projektionsoptik, führt, was zu einer Reduzierung von Abberationen und/oder einer Reduzierung der Bildverwaschung (fading) führt. Außerdem wird hierdurch die Zeitdauer, in welcher die Maske aufgrund von Verlagerungsvorgängen nicht zur Abbildung genutzt werden kann, reduziert. Dadurch wird der Durchsatz vergrößert.According to the invention, it has been recognized that a continuous rotational movement also leads to a reduction of vibration excitations, in particular also in the projection optics, which leads to a reduction of aberrations and / or a reduction of the image ashes (fading). In addition, this reduces the time in which the mask can not be used for imaging due to displacement processes. This increases the throughput.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage und eine entsprechende Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.Another object of the invention is to improve an optical system for a projection exposure apparatus and a corresponding projection exposure apparatus.

Diese Aufgaben werden durch ein optisches System mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der vorhergehenden Beschreibung und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem entsprechenden System gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorhergehend beschriebenen.These objects are achieved by an optical system with an illumination optics according to the preceding description and a projection exposure apparatus with a corresponding system. The advantages result from the previously described.

Bei der Projektionsbelichtungsanlage handelt es sich insbesondere um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Bei der Strahlungsquelle zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung handelt es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Beleuchtungsstrahlung hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich von 5 nm bis 30 nm, beispielsweise von etwa 13,5 nm oder 6,7 nm.The projection exposure apparatus is in particular an EUV projection exposure apparatus. The radiation source for generating illumination radiation is in particular an EUV radiation source. In particular, the illumination radiation has a wavelength in the range of 5 nm to 30 nm, for example of about 13.5 nm or 6.7 nm.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein derartiges Bauelement zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch die Bereitstellung einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen der Beleuchtungsoptik, insbesondere denen der Maske.A further object of the invention is to improve a method for producing a microstructured or nanostructured component as well as such a component. These objects are achieved by providing a projection exposure apparatus as described above. The advantages result from those of the illumination optics, in particular those of the mask.

Weitere Details und Einzelheiten sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.Further details and details and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments with reference to FIGS.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Ansicht einer Projektionsbelichtungsanlage, 1 a schematic view of a projection exposure system,

2 eine schematische Darstellung eines Retikels, bei welchem Maskenstrukturen auf der Innenseite eines Hohlzylinders angeordnet sind, 2 a schematic representation of a reticle, in which mask structures are arranged on the inside of a hollow cylinder,

3 schematisch einen Ausschnitt aus dem Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung bei einer exemplarischen Beleuchtung des Retikels gemäß 2. 3 schematically a section of the beam path of the illumination radiation in an exemplary illumination of the reticle according to 2 ,

1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt die Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie. Diesbezüglich sei außerdem auf die DE 10 2010 041 623 A1 und die DE 10 2011 086 345.1 verwiesen, die hiermit vollständig Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sind. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist. 1 shows schematically in a meridional section the components of a projection exposure apparatus 1 for microlithography. In this regard, is also on the DE 10 2010 041 623 A1 and the DE 10 2011 086 345.1 which are hereby incorporated in full in the present application. A lighting system 2 the projection exposure system 1 includes in addition to a radiation source 3 an illumination optics 4 for the exposure of an object field 5 in an object plane 6 , One is exposed in the object field 5 arranged reticle 7 that of a reticle holder only partially shown 8th is held.

Eine Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in einer Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.A projection optics 9 serves to represent the object field 5 in a picture field 10 in an image plane 11 , A structure is shown on the reticle 7 on a photosensitive layer in the area of the image field 10 in the picture plane 11 arranged wafers 12 , of a likewise schematically represented wafer holder 13 is held.

Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle, welche EUV-Strahlung 14 emittiert. Die Wellenlänge der emittierten Nutzstrahlung der EUV-Strahlungsquelle 3 liegt im Bereich von 5 nm bis 30 nm. Auch andere Wellenlängen, die in der Lithographie Verwendung finden, und für die geeignete Lichtquellen zur Verfügung stehen, sind möglich, bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine DPP-Quelle oder um eine LPP-Quelle, handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, oder ein Freie-Elektronen-Laser (FEL) ist als Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6,859,515 B2 . Zur Bündelung der EUV-Strahlung 14 von der EUV-Strahlungsquelle 3 ist ein Kollektor 15 vorgesehen.At the radiation source 3 it is an EUV radiation source, which is EUV radiation 14 emitted. The wavelength of the emitted useful radiation of the EUV radiation source 3 is in the range of 5 nm to 30 nm. Other wavelengths that are used in lithography, and for the appropriate light sources are available, are possible at the radiation source 3 it may be a plasma source, such as a DPP source or an LPP source. Also, a radiation source based on a synchrotron or a free electron laser (FEL) is used as a radiation source 3 used. Information about such a radiation source will be apparent to those skilled in the art for example in the US Pat. No. 6,859,515 B2 , For bundling the EUV radiation 14 from the EUV radiation source 3 is a collector 15 intended.

Die EUV-Strahlung 14 wird auch als Beleuchtungslicht beziehungsweise -strahlung bezeichnet.The EUV radiation 14 is also referred to as illumination light or radiation.

Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Feldfacettenspiegel 16 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 17. Der Feldfacettenspiegel 16 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. Vom Feldfacettenspiegel 16 wird die EUV-Strahlung 14 zu einem Pupillenfacettenspiegel 18 der Beleuchtungsoptik 4 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 weist eine Vielzahl von Pupillenfacetten 19 auf. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 werden die Feldfacetten 17 des Feldfacettenspiegels 16 in das Objektfeld 5 abgebildet.The illumination optics 4 includes a field facet mirror 16 with a variety of field facets 17 , The field facet mirror 16 is in a plane of illumination optics 4 arranged to the object level 6 is optically conjugated. From the field facet mirror 16 becomes the EUV radiation 14 to a pupil facet mirror 18 the illumination optics 4 reflected. The pupil facet mirror 18 has a variety of pupil facets 19 on. With the help of the pupil facet mirror 18 become the field facets 17 of the field facet mirror 16 in the object field 5 displayed.

Zu jeder Feldfacette 17 auf dem Feldfacettenspiegel 16 gibt es mindestens eine zugehörige Pupillenfacette 19 auf dem Pupillenfacettenspiegel 18. Zwischen je einer Feldfacette 17 und je einer Pupillenfacette 19 wird ein Lichtkanal oder Strahlungskanal ausgebildet. Die Facetten 17, 19 mindestens eines der Facettenspiegel 16, 18 können schaltbar ausgebildet sein. Sie können insbesondere verkippbar auf dem Facettenspiegel 16, 18 angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, nur einen Teil, beispielsweise höchstens 30%, höchstens 50% oder höchstens 70% der Facetten 17, 19 verkippbar auszubilden. Es kann auch vorgesehen sein, sämtliche Facetten 17, 19 verkippbar auszubilden. Bei den schaltbaren Facetten 17, 19 handelt es sich insbesondere um die Feldfacetten 17. Durch eine Verkippung der Feldfacetten 17 kann die Zuordnung derselben zu den jeweiligen Pupillenfacetten 19 und damit die Ausbildung der Lichtkanäle variiert werden. Eine bestimmte Zuordnung der Feldfacetten 17 zu den jeweiligen Pupillenfacetten 19 wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet. Für weitere Details der Facettenspiegel 16, 18 mit verkippbaren Facetten 17, 19 sei auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.To every field facet 17 on the field facet mirror 16 There is at least one associated pupil facet 19 on the pupil facet mirror 18 , Between each field facet 17 and one pupil facet each 19 a light channel or radiation channel is formed. The facets 17 . 19 at least one of the facet mirrors 16 . 18 can be designed switchable. In particular, they can be tilted on the faceted mirror 16 . 18 be arranged. It is possible to use only one part, for example at most 30%, at most 50% or at most 70% of the facets 17 . 19 tiltable form. It can also be provided, all facets 17 . 19 tiltable form. With the switchable facets 17 . 19 these are in particular the field facets 17 , By tilting the field facets 17 can the assignment of the same to the respective pupil facets 19 and thus the formation of the light channels are varied. A specific assignment of the field facets 17 to the respective pupil facets 19 is also referred to as a lighting setting. For more details of the facet mirror 16 . 18 with tiltable facets 17 . 19 be on the DE 10 2008 009 600 A1 directed.

Für weitere Details der Beleuchtungsoptik 4 sei ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.For further details of the illumination optics 4 be on the same DE 10 2008 009 600 A1 directed.

Der Strahlengang der EUV-Strahlung 14 in der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 sowie insbesondere die konstruktive Anordnung des Feldfacettenspiegels 16 und des Pupillenfacettenspiegels 18 ist der 1 nicht zu entnehmen.The beam path of the EUV radiation 14 in the illumination optics 4 and the projection optics 9 and in particular the structural arrangement of the field facet mirror 16 and the pupil facet mirror 18 is the 1 not to be taken.

Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird auch als Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scan-Richtung kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.The reticle holder 8th is controlled so displaceable that during projection exposure the reticle 7 in a direction of displacement in the object plane 6 can be relocated. The wafer holder is corresponding 13 controlled so displaceable that the wafer 12 in a direction of displacement in the image plane 11 is relocatable. This allows the reticle 7 and the wafer 12 on the one hand through the object field 5 and on the other hand, the image field 10 be scanned. The direction of displacement is also referred to as scan direction. The displacement of the reticle 7 and the wafer 12 in the scan direction may preferably be synchronous with each other.

Die Projektionsoptik 9 umfasst eine Vielzahl von Projektionsspiegeln M_i, welche in der 1 nicht dargestellt sind. Die Projektionsoptik 9 umfasst insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens fünf Projektionsspiegel M1 bis M5. Sie kann insbesondere mindestens sechs, sieben oder acht Projektionsspiegel M1 bis M8 aufweisen.The projection optics 9 comprises a plurality of projection mirrors M _i , which in the 1 are not shown. The projection optics 9 in particular comprises at least three, in particular at least five projection mirrors M1 to M5. In particular, it can have at least six, seven or eight projection mirrors M1 to M8.

Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden das Retikel 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 12 projiziert. Hierbei wird das Retikel 7 derart mit EUV-Strahlung 14 beleuchtet, dass der Hauptstrahl der EUV-Strahlung 14 unter einem Einfallswinkel (CRA, Chief Ray Angle) von höchstens 7°, insbesondere höchstens 6°, insbesondere höchstens 5°, insbesondere höchstens 4°, insbesondere höchstens 3°, insbesondere höchstens 1°, insbesondere 0° auf das Retikel 7 trifft. Der Einfallswinkel ist hierbei als Winkel zwischen dem Hauptstrahl des zur Beleuchtung des Retikels 7 dienenden Strahlenbündels und einer normalen 29 auf dem Retikel 7 definiert. Der Einfallswinkel des Hauptstrahls ist insbesondere kleiner als die objektseitige numerische Apertur (NAO), CRA < arcsin (NAO). Die objektseitige numerische Apertur (NAO) beträgt insbesondere mindestens 0,45/n, insbesondere mindestens 0,5/n, insbesondere mindestens 0,6/n, insbesondere mindestens 0,7/n, wobei n den Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 9 bezeichnet. Die Projektionsoptik 9 kann insbesondere verkleinernd abbilden mit einem Abbildungsmaßstab von beispielsweise n = 2:1, n = 4:1, n = 6:1 oder n = 8:1. Andere Werte für n sind ebenfalls möglich.When using the projection exposure system 1 become the reticle 7 and the wafer 12 , one for the illumination light 14 photosensitive coating carries provided. Subsequently, at least a portion of the reticle 7 with the help of the projection exposure system 1 on the wafer 12 projected. This is the reticle 7 such with EUV radiation 14 illuminated that the main beam of EUV radiation 14 at an angle of incidence (CRA, Chief Ray Angle) of at most 7 °, in particular at most 6 °, in particular at most 5 °, in particular at most 4 °, in particular at most 3 °, in particular at most 1 °, in particular 0 ° to the reticle 7 meets. The angle of incidence is here as the angle between the main beam of the illumination of the reticle 7 serving beam and a normal 29 on the reticle 7 Are defined. The angle of incidence of the main beam is, in particular, smaller than the object-side numerical aperture (NAO), CRA <arcsin (NAO). The object-side numerical aperture (NAO) is in particular at least 0.45 / n, in particular at least 0.5 / n, in particular at least 0.6 / n, in particular at least 0.7 / n, where n is the imaging scale of the projection optics 9 designated. The projection optics 9 In particular, it can be reduced in size with a magnification of, for example, n = 2: 1, n = 4: 1, n = 6: 1 or n = 8: 1. Other values for n are also possible.

Bei der Projektion des Retikels 7 auf dem Wafer 12 kann der Retikelhalter 8 und/oder der Waferhalter 13 in Richtung parallel zur Objektebene 6 beziehungsweise parallel zur Bildebene 11 verlagert werden. Die Verlagerung des Retikels 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.At the projection of the reticle 7 on the wafer 12 can the reticle holder 8th and / or the wafer holder 13 in the direction parallel to the object plane 6 or parallel to the image plane 11 be relocated. The relocation of the reticle 7 and the wafer 12 may preferably be synchronous with each other.

Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.Finally, the photosensitive layer exposed to the illumination light becomes on the wafer 12 developed. In this way, a microstructured or nanostructured component, in particular a semiconductor chip, is produced.

Ein erfindungsgemäßes optisches System 27 umfasst die Beleuchtungsoptik 4 und die Projektionsoptik 9. An inventive optical system 27 includes the illumination optics 4 and the projection optics 9 ,

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 2 und 3 weitere Details einer Ausführungsform des Retikels 7 beschrieben. Das Retikel 7 umfasst eine Tragestruktur 32. Die Tragestruktur 32 ist als Hohlzylinder ausgebildet. Sie weist insbesondere einen kreisringförmigen Querschnitt auf.The following are with reference to the 2 and 3 further details of an embodiment of the reticle 7 described. The reticle 7 includes a support structure 32 , The carrying structure 32 is designed as a hollow cylinder. It has in particular an annular cross-section.

Auf der Innenseite der Tragestruktur 32 sind abzubildende Strukturen 33 angeordnet. Die abbildenden Strukturen 33 sind insbesondere auf der Innenseite der Tragestruktur, insbesondere auf der Innenseite des Zylindermantels angeordnet. In der 2 ist schematisch und exemplarisch die Anordnung von linienförmigen Strukturen 33 und von Strukturen 33 in Form von Kontaktlöchern dargestellt.On the inside of the support structure 32 are structures to be mapped 33 arranged. The imaging structures 33 are arranged in particular on the inside of the support structure, in particular on the inside of the cylinder jacket. In the 2 is schematic and exemplary the arrangement of linear structures 33 and structures 33 represented in the form of contact holes.

Die Tragestruktur 32 kann in Richtung ihrer Längsachse 34 eine Länge von 210 mm oder mehr aufweisen. Ihr Radius kann 80 mm oder mehr betragen. Hiermit kann bei einem Abbildungsmaßstab von 8:1 ein Bildfeld 10 mit einer Größe von 26 mm × 33 mm belichtet werden.The carrying structure 32 can be in the direction of its longitudinal axis 34 have a length of 210 mm or more. Their radius can be 80 mm or more. This can be an image field at a magnification of 8: 1 10 be exposed with a size of 26 mm × 33 mm.

Zur Belichtung eines sogenannten Viertelfelds mit einer Größe von 13 mm × 16,5 mm oder eines Halbfelds mit einer Größe von 13 mm × 33 mm, wie sie für Achtfach-Systeme diskutiert werden, können die Abmessungen der Tragestruktur 32 entsprechend skaliert werden.For the exposure of a so-called quarter field with a size of 13 mm × 16.5 mm or a half field with a size of 13 mm × 33 mm, as discussed for eightfold systems, the dimensions of the support structure 32 scaled accordingly.

Auf der den Strukturen 33 in Bezug auf die Längsachse 34 der Tragestruktur 32 gegenüberliegenden Seite ist eine Durchtrittsöffnung 35 zum Durchtritt von Beleuchtungsstrahlung 14 angeordnet. Die Durchtrittsöffnung ist im Zylindermantel angeordnet.On the structures 33 in relation to the longitudinal axis 34 the carrying structure 32 opposite side is a passage opening 35 for the passage of illumination radiation 14 arranged. The passage opening is arranged in the cylinder jacket.

Die Durchtrittsöffnung 35 kann vorzugsweise durch eine dünne Folie hoher Transmission, ein sogenannten Pellikel 37, abgedeckt, insbesondere verschlossen, sein. Das Pellikel 37 verhindert insbesondere einen Eintritt von Verschmutzungen in die Innenseite des Hohlzylinders. Es bietet dadurch einen Schutz vor Kontamination des Retikels 7, insbesondere der Strukturen 33. Das Pellikel 37 kann vorzugsweise austauschbar sein.The passage opening 35 can preferably by a thin film of high transmission, a so-called pellicle 37 , covered, in particular closed. The pellicle 37 prevents in particular an entry of dirt into the inside of the hollow cylinder. It thus provides protection against contamination of the reticle 7 , in particular the structures 33 , The pellicle 37 may preferably be exchangeable.

Das Pellikel 37 hat für die Beleuchtungsstrahlung 14 insbesondere einen Transmissionsgrad von mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%.The pellicle 37 has for the illumination radiation 14 in particular a transmittance of at least 80%, preferably at least 90%, in particular at least 95%.

Durch die Durchtrittsöffnung 35 kann die Beleuchtungsstrahlung 14 in die Projektionsoptik 9 geführt werden. Wie exemplarisch in der 3 dargestellt ist, kreuzen sich die Hauptstrahlen der Beleuchtungsstrahlung 14 nach Reflexion am Retikel 7 in einem gemeinsamen Punkt p. Es existiert mit anderen Worten eine reelle Pupille im Strahlengang hinter dem Retikel 7. Diese Pupille ist nur eine 1D-Pupille, da sich die Hauptstrahlen aufgrund der Zylindergeometrie des Retikels nur in y-Richtung kreuzen, aber nicht in x-Richtung.Through the passage opening 35 can the illumination radiation 14 in the projection optics 9 be guided. As exemplified in the 3 is shown, the main rays of the illumination radiation intersect 14 after reflection at the reticle 7 in a common point p. In other words, there is a real pupil in the ray path behind the reticle 7 , This pupil is only a 1D pupil, because the main rays cross only in the y-direction due to the cylinder geometry of the reticle, but not in the x-direction.

Bei der in 2 dargestellten Variante umfasst das Retikel 7 zwei Gruppen von Strukturen 33, welche in Bezug auf die Längsachse 34 auf gegenüberliegenden Seiten der Tragestruktur 32 angeordnet sind. Den einzelnen Gruppen ist jeweils eine separate Durchtrittsöffnung 35 zugeordnet. Die Durchtrittsöffnungen 35 sind ebenfalls auf gegenüberliegenden Seiten der Längsachse 34 in der Tragestruktur 32 angeordnet.At the in 2 variant shown comprises the reticle 7 two groups of structures 33 which in relation to the longitudinal axis 34 on opposite sides of the support structure 32 are arranged. The individual groups each have a separate passage opening 35 assigned. The passages 35 are also on opposite sides of the longitudinal axis 34 in the carrying structure 32 arranged.

Die Gruppen der Strukturen 33 sowie die zugeordneten Durchtrittsöffnungen 35 sind in Richtung der Längsachse 34 versetzt zueinander angeordnet.The groups of structures 33 and the associated passage openings 35 are in the direction of the longitudinal axis 34 staggered to each other.

Die Tragestruktur 32 ist um die Längsachse 34 rotierbar gelagert.The carrying structure 32 is about the longitudinal axis 34 rotatably mounted.

Das Retikel 7 ist insbesondere derart gelagert, das einer kontinuierlichen Rotationsbewegung um die Längsachse 34 eine lineare Verlagerung in Richtung parallel zur Längsachse 34 überlagert werden kann. Hierdurch wird es ermöglicht, beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 zwischen den beiden Durchtrittsöffnungen 35 zu alternieren. Es ist insbesondere möglich, die Gruppen der Strukturen 33 abwechselnd auf den Wafer 12 abzubilden. Dies kann zu einer Steigerung des Durchsatzes führen.The reticle 7 is in particular mounted such that a continuous rotational movement about the longitudinal axis 34 a linear displacement in the direction parallel to the longitudinal axis 34 can be superimposed. This makes it possible during operation of the projection exposure system 1 between the two passages 35 to alternate. It is possible, in particular, the groups of structures 33 alternately on the wafer 12 map. This can lead to an increase in throughput.

Es hat sich herausgestellt, dass bei einer kontinuierlichen Drehbewegung des Retikels 7 deutlich weniger Schwingungsanregungen in das System, insbesondere in die Projektionsoptik 9, gelangt. Dies führt zu einer Verbesserung der optischen Abbildung, insbesondere zu einer Reduktion von Abberation und/oder Bildverwaschung (fading).It has been found that during a continuous rotary motion of the reticle 7 significantly less vibration excitations in the system, in particular in the projection optics 9 , arrives. This leads to an improvement of the optical imaging, in particular to a reduction of aberration and / or image ashing (fading).

Außerdem kann vorgesehen sein, in dem Intervall, in welchem die Durchtrittsöffnungen 35 jeweils dem Strahlengang mit der Beleuchtungsstrahlung 14 abgewandt sind, eine Vermessung der Strukturen 33, insbesondere der absoluten Lage der Strukturen 33, durchzuführen. Hierbei können Unwuchten und/oder Lateralverschiebungen und/oder eine Oberflächendeformation, beispielsweise durch Thermaleffekte, detektiert werden. Auch Reflektivitätsänderungen oder Kontamination können erkannt werden.In addition, it can be provided in the interval in which the passage openings 35 in each case the beam path with the illumination radiation 14 are turned away, a survey of the structures 33 , in particular the absolute position of the structures 33 to perform. In this case, imbalances and / or lateral displacements and / or surface deformation, for example due to thermal effects, can be detected. Reflectivity changes or contamination can also be detected.

Im Folgenden werden weitere Eigenschaften des Retikels 7 sowie Details dessen Anwendung stichwortartig beschrieben.Below are additional properties of the reticle 7 as well as details of its application are described in keywords.

Das Retikel 7 wird für eine scannende Abbildung um die Längsachse 34 rotiert. Es kann auch in Richtung parallel zur Längsachse 34 verschoben werden. Hierbei können Rotation und lineare Verschiebung alternierend oder gleichzeitig vorgesehen sein. The reticle 7 is for a scanning image around the longitudinal axis 34 rotates. It can also be parallel to the longitudinal axis 34 be moved. Here, rotation and linear displacement can be provided alternately or simultaneously.

Das Retikel 7 umfasst eine Mehrzahl von Maskenfeldern, zwischen welchen, insbesondere in Beleuchtungspausen, umgeschaltet werden kann. Die Umschaltung kann insbesondere durch eine Translationsbewegung des Retikels 7 in Richtung parallel zur Längsachse 34 geschehen.The reticle 7 comprises a plurality of mask fields, between which, in particular during lighting breaks, can be switched. The switching can in particular by a translational movement of the reticle 7 in the direction parallel to the longitudinal axis 34 happen.

Das Retikel 7 kann während der Projektionsbelichtung kontinuierlich, insbesondere gleichförmig, rotiert werden.The reticle 7 can be rotated continuously, in particular uniformly, during the projection exposure.

Das Retikel 7 ist insbesondere derart im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 14 angeordnet, dass im Strahlengang zwischen dem Retikel 7 und dem ersten Spiegel der Projektionsoptik 9 und/oder zwischen dem letzten optischen Element der Beleuchtungsoptik 4 und dem Retikel 7 eine reelle y-Pupille liegt.The reticle 7 is particularly so in the beam path of the illumination radiation 14 arranged in the beam path between the reticle 7 and the first mirror of the projection optics 9 and / or between the last optical element of the illumination optics 4 and the reticle 7 a real y-pupil lies.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010041623 A1 [0031]
DE 102011086345 [0031]
US Pat. No. 685,951 B2 [0033]
DE 102008009600 A1 [0036, 0037]

Claims

Mask ( 7 ) for projection lithography with a concave surface.

Mask ( 7 ) according to claim 1, characterized in that it has a support structure ( 32 ) in the form of a hollow cylinder.

Mask ( 7 ) according to claim 2, characterized in that they have structures to be imaged ( 33 ), which are arranged on an inner side of the hollow cylinder.

Mask ( 7 ) according to one of claims 2 to 3, characterized in that the hollow cylinder at least one passage opening ( 35 ) for illumination radiation ( 14 ) having.

Mask ( 7 ) according to claim 4, characterized in that the at least one passage opening ( 35 ) with a pellicle ( 37 ) is covered.

Mask ( 7 ) according to claim 5, characterized in that the pellicle ( 37 ) is interchangeable.

Illumination optics ( 4 ) for a projection exposure apparatus ( 1 ) for projection lithography 7.1. a mask ( 7 ) according to any one of claims 1 to 6 and 7.2. optical elements ( 16 . 18 ) for the transfer of illumination radiation ( 14 ) from a radiation source ( 3 ) to the mask ( 7 ).

Illumination optics ( 4 ) according to claim 7, characterized in that the mask ( 7 ) a longitudinal axis ( 34 ), which is arranged transversely to a scanning direction.

Illumination optics ( 4 ) according to one of claims 7 to 8, characterized in that the mask ( 7 ) about a longitudinal axis ( 34 ) rotatable and / or in the direction of the longitudinal axis ( 34 ) is displaceable.

Optical system ( 27 ) comprising 10.1. an illumination optics ( 4 ) according to one of claims 6 to 9 and 10.2. a projection optics ( 9 ) for imaging the mask ( 7 ) on a in a picture field ( 10 ) arranged substrate ( 12 ).

Projection exposure apparatus ( 1 ) for projection lithography 11.1. an optical system ( 27 ) according to claim 10 and 11.2. a radiation source ( 3 ) for generating illumination radiation ( 14 ).

Method for producing a microstructured or nanostructured component comprising the following steps: - providing a reticle ( 7 ), - providing a wafer ( 12 ) with a photosensitive coating, - projecting at least a portion of the reticle ( 7 ) on the wafer ( 12 ) using the projection exposure apparatus ( 1 ) according to claim 11, - developing the exposed photosensitive coating on the wafer ( 12 ).

Component produced by a method according to claim 12.