DE102016212578A1

DE102016212578A1 - Projektionsoptik für die EUV-Projektionslithographie

Info

Publication number: DE102016212578A1
Application number: DE102016212578.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Schwab; Hartmut Enkisch; Thomas Schicketanz
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2018-01-11
Also published as: CN109478020B; JP2019527380A; WO2018010960A1; US20190121107A1; US10545323B2; TWI746594B; JP7071327B2; CN109478020A; TW201812466A

Abstract

Eine Projektionsoptik (7) für die EUV-Projektionslithographie hat eine Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M10) zur Abbildung eines Objektfeldes (4) in ein Bildfeld (8) mit Beleuchtungslicht (3). Mindestens einer der Spiegel (M1, M9, M10) ist als NI-Spiegel und mindestens einer der Spiegel (M2 bis M8) als GI-Spiegel ausgebildet. Eine Spiegelabmessung Dx des mindestens einen NI-Spiegel genügt in einer Maßebene (xz) senkrecht zu einer Einfallsebene (yz) folgender Relation: 4LLWx/IWPVmax < Dx. Eine Spiegelabmessung Dy des mindestens einen GI-Spiegels genügt in der Einfallsebene (yz) folgender Relation: 4LLWy/(IWPVmax cos(a)) < Dy. Hierbei bezeichnen LLWx und LLWy den Lichtleitwert der Projektionsoptik (7) in der Maßebene (xz) und in der Einfallsebene (yz) sowie IWPVmax die maximale Differenz des zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts (3) auf der Reflexionsfläche des NI-Spiegels (M1, M9, M10) und auf der Reflexionsfläche des GI-Spiegels (M2 bis M8). a bezeichnet den Einfallswinkel eines Hauptstrahls (16) des zentralen Feldpunktes auf der Reflexionsfläche des GI-Spiegels (M2 bis M8). Es resultiert eine Projektionsoptik, die insbesondere für sehr kleine EUV-Beleuchtungslichtwellenlängen optimierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsoptik für die EUV-Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen Projektionsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauelement.
Projektionsoptiken der eingangs genannten Art sind bekannt aus der DE 10 2015 209 827 A1 , aus der DE 10 2012 212 753 A1 , aus der US 2010/0149509 A1 und aus der US 4,964,706 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine insbesondere für sehr kleine EUV-Beleuchtungslichtwellenlängen optimierbare Projektionsoptik resultiert.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Projektionsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es aufgrund prinzipieller optiktheoretischer Erwägungen nicht möglich ist, ein optisches Design einer Projektionsoptik zu realisieren, welches Reflexionsbeschichtungen zur Optimierung auch bei sehr geringen EUV-Beleuchtungslichtwellenlängen erlaubt, solange nicht gleichzeitig bestimmte Dimensionsrelationen für zumindest einzelne Spiegel der Projektionsoptik erfüllt sind. Insbesondere wurde ein Zusammenhang zwischen einer Spiegel-Mindestgröße und einer Einfallswinkel-Bandbreite des Beleuchtungslichts auf dem Spiegel erkannt. Die für NI-Spiegel angegebene Dimensionsrelation gibt eine Untergrenze für eine NI-Spiegelabmessung senkrecht zur Einfallsebene des von diesem Spiegel reflektierten Beleuchtungslichts an. Nur mit einem NI-Spiegel, der diese Relation erfüllt, lassen sich Designs finden, die eine Reflexionsbeschichtung dieses Spiegels mit für den Betrieb bei sehr kleinen EUV-Wellenlängen erforderlicher Reflexionseffizienz erlauben. Für den mindestens einen NI-Spiegel ergibt sich eine Reflektivität für eine EUV-Nutzwellenlänge von 6,7 nm, die größer ist als 60 % und die insbesondere mindestens 65 % beträgt. Die angegebene Dimensionsrelation kann für mindestens einen der NI-Spiegel der Projektionsoptik gelten. Die angegebene Dimensionsrelation kann auch für mehrere und kann insbesondere für alle NI-Spiegel der Projektionsoptik gelten.
Die maximale Differenz zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts auf einem Spiegel wird folgendermaßen bestimmt: Es wird für jeden Ort auf dem Spiegel der maximale und der minimale Einfallswinkel des Beleuchtungslichts auf diesem Spiegelort bestimmt. Dies wird für alle Orte auf dem Spiegel durchgeführt. Für jeden Ort auf dem Spiegel wird nun die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts auf diesem Spiegelort gebildet, also die Differenz zwischen dem jeweiligen lokalen maximalen und dem jeweiligen lokalen minimalen Einfallswinkel. Die maximale Differenz zwischen dem jeweiligen lokalen maximalen und dem minimalen Einfallswinkel, die auf diese Weise gefunden wird, ist die maximale Einfallswinkel-Differenz IWPV_max. Dieser Wert ist also das Maximum aus allen Einfallswinkel-Differenzen, die lokal auf dem jeweiligen Spiegel auftreten.
Eine Spiegelabmessung nach Anspruch 2 erfüllt die Dimensionsrelation. Die Spiegelabmessung kann mindestens 335 mm betragen. Die Spiegelabmessung kann größer sein als 350 mm und kann auch größer sein als 400 mm.
Entsprechende Erwägungen, die vorstehend für die Dimensionsrelation für den mindestens einen NI-Spiegel ausgeführt wurden, gelten auch für eine Projektionsoptik mit mindestens einem GI-Spiegel nach Anspruch 3.
Überraschend wurde hierbei erkannt, dass die GI-Spiegeldimension, auf die es bei der Eingabe einer Dimensions-Mindestgröße ankommt, nicht die gleiche Spiegeldimension senkrecht zur Einfallsebene ist, wie bei der oben diskutierten Dimensionsrelation für den NI-Spiegel, sondern die Spiegeldimension in der Einfallsebene. Diese Erkenntnis ergibt sich durch eine genaue Betrachtung der Lichtführungsverhältnisse unter Berücksichtigung der Etendue bzw. des Lichtleitwerts und auch der Feldabmessung der Projektionsoptik. Für den mindestens einen GI-Spiegel ergibt sich eine Reflektivität für eine EUV-Nutzwellenlänge von 6,7 nm, die größer ist als 75 %, die größer ist als 80 % und die insbesondere mindestens 81 % beträgt. Die GI-Spiegel-Dimensionsrelation kann für mindestens einen der GI-Spiegel, kann für mehrere GI-Spiegel und kann insbesondere für alle GI-Spiegel der Projektionsoptik gelten.
Eine Spiegeldimension nach Anspruch 4 erfüllt die GI-Spiegel-Dimensionsrelation. Die Spiegeldimension des GI-Spiegels in der Einfallsebene kann mindestens 150 mm, kann mindestens 200 mm und kann mindestens 250 mm und auch mindestens 270 mm betragen.
Die Projektionsoptik kann als Kombination aus NI-Spiegeln und GI-Spiegeln aufgebaut sein.
Eine Projektionsoptik nach Anspruch 5 vereint die Vorteile, die vorstehend im Zusammenhang mit der Erfüllung der NI-Spiegel-Dimensionsrelation und der GI-Spiegel-Dimensionsrelation diskutiert werden.
Maximale Einfallswinkel-Bandbreiten, also die maximalen Differenzen zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts, mit Untergrenzen nach den Ansprüchen 6 und 8 sowie mit Obergrenzen nach den Ansprüchen 7 und 9 haben sich zur Realisierung einer Projektionsoptik, deren Spiegel sich hocheffizient auch für sehr kleine EUV-Beleuchtungslichtwellenlängen beschichten lassen, als sehr geeignet herausgestellt.
Eine objektseitige Telezentrie nach Anspruch 10 führt zu einer vorteilhaft kleinen Einfallswinkelbandbreite des Beleuchtungslichts bei der Beaufschlagung des Objektfeldes, also im Betrieb einer Projektionsbelichtungsanlage, deren Bestandteil die Projektionsoptik ist, zu einer kleinen Einfallswinkelbandbreite an einem insbesondere reflektierend ausgeführten Objekt, also beispielsweise an einem Retikel.
Ein Bildfeld-Aspektverhältnis nach Anspruch 11 hat sich als besonders geeignet zur Realisierung einer Projektionsoptik herausgestellt, bei der die Spiegel reflexionsoptimiert auch für sehr kleine EUV-Beleuchtungslichtwellenlängen beschichtet werden können. Das x/y Aspektverhältnis kann größer sein als 15, kann größer sein als 20, kann 21,67 betragen, kann größer sein als 30, kann größer sein als 50, kann größer sein als 80, kann 86,67 betragen und kann auch größer sein als 100. Eine reduzierte Felddimension in einer Objektverlagerungsrichtung bzw. Scanrichtung y kann zu einer Reduktion einer Einfallswinkel-Bandbreite insbesondere auf einen GI-Spiegel der Projektionsoptik führen.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 12, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 und eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 15 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Projektionsoptik bereits erläutert wurden. Die EUV-Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage kann so ausgeführt sein, dass eine Nutzwellenlänge resultiert, die höchstens 13,5 nm beträgt, die kleiner ist als 13,5 nm, die kleiner ist als 10 nm, die kleiner ist als 8 nm, die kleiner ist als 7 nm und die beispielsweise 6,7 nm oder 6,9 nm beträgt. Auch eine Nutzwellenlänge kleiner als 6,7 nm und insbesondere im Bereich von 6 nm ist möglich.
Hergestellt werden kann mit der Projektionsbelichtungsanlage insbesondere ein Halbleiter-Bauteil, beispielsweise ein Speicherchip.
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 mehrerer ausgewählter Feldpunkte dargestellt ist;
3 eine perspektivische Ansicht der abbildenden Optik nach 2;
4A bis 4D in einer Aufsicht Randkonturen von auf den Spiegeln der abbildenden Optik nach 2 jeweils mit Abbildungslicht beaufschlagten Reflexionsflächen, eine Randkontur eines Abbildungslicht-Gesamtbündels in einer Blendenebene sowie eine Randkontur eines Objektfeldes der abbildenden Optik, von dem die Abbildungslichtstrahlen ausgehen, wobei gleichzeitig eine Einfallswinkel-Bandbreite des Abbildungslichts auf diese Komponenten bzw. in deren Anordnungsebenen in die Randkonturen eingezeichnet und über eine jeweils rechts neben der Randkontur dargestellte Werteskala skaliert ist, gezeigt für eine Bildfeldgröße von 26 mm × 1,2 mm;
5A bis 5D in einer zu Figur vier ähnlichen Darstellung die Randkonturen und die dort vorliegenden Einfallswinkel-Bandbreiten, gezeigt für eine Ausführung der abbildenden Optik mit einer Bildfeldgröße von 26 mm × 0,3 mm; und
6 schematisch eine Aufsicht auf eine Reflexionsfläche eines GI-Spiegels (Spiegel für streifenden Einfall) einer weiteren Ausführung einer abbildenden Optik, die als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 einsetzbar ist, zur Veranschaulichung einer Definition einer Spiegelabmessung Dy.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie hat eine Lichtquelle 2 für Beleuchtungslicht beziehungsweise Abbildungslicht 3. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Lichtquelle, die Licht in einem Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 5 nm und 15 nm, erzeugt. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich insbesondere um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 13,5 nm oder um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 6,7 nm oder 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 (zum Beispiel DUV, tiefes Ultraviolett) 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 beziehungsweise abbildenden Optik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Die Projektionsoptik 7 hat genau ein Objektfeld 4. Die Projektionsoptik 7 hat genau ein Bildfeld 8.
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 links und die z-Richtung nach oben.
Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 sind rechteckförmig. Alternativ ist es auch möglich, das Objektfeld 4 und Bildfeld 8 gebogen beziehungsweise gekrümmt, also insbesondere teilringförmig auszuführen. Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 haben ein xy-Aspektverhältnis größer als 1. Das Objektfeld 4 hat also eine längere Objektfelddimension in der x-Richtung und eine kürzere Objektfelddimension in der y-Richtung. Diese Objektfelddimensionen verlaufen längs der Feldkoordinaten x und y.
Die Projektionsoptik 7 ist anamorphotisch, hat also in der x-Richtung (Verkleinerungsmaßstab in der xz-Ebene) einen anderen Verkleinerungsmaßstab als in der y-Richtung (Verkleinerungsmaßstab in der yz-Ebene). In der x-Richtung hat die Projektionsoptik 7 einen Verkleinerungsmaßstab βx von 4,8. In der y-Richtung hat die Projektionsoptik 7 einen Verkleinerungsmaßstab βy von –9,6.
Auch andere absolute Verkleinerungsmaßstäbe für die Verkleinerung in der x-Richtung beziehungsweise für die Verkleinerung in der y-Richtung sind möglich, zum Beispiel 4x, 5x, 6x, 8x oder auch Verkleinerungsmaßstäbe, die größer sind als 8x. Auch eine Ausführung der Projektionsoptik 7 mit gleichen derartigen Verkleinerungsmaßstäben einerseits in der xz-Ebene und andererseits in der yz-Ebene ist möglich.
Abgebildet wird mit der Projektonsoptik 7 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 einem Substrathalter 12 getragen wird. Der Substrathalter 12 wird von einem Wafer- beziehungsweise 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.
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 und 3 zeigen das optische Design einer ersten Ausführung der Projektionsoptik 7. Dargestellt ist in der 2 der Strahlengang jeweils dreier Einzelstrahlen 15, die von mehreren 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. Ausgehend vom Objektfeld 4 schließt der Hauptstrahl 16 eines zentralen Objektfeldpunktes mit einer Normalen auf die Objektebene 5 einen Winkel CRAO von 5,0° ein.
Die Projektionsoptik 7 hat eine bildseitige numerische Apertur NA von 0,45. Diese numerische Apertur ist in der xz-Einfallsebene auf das Bildfeld 8 genau so groß wie in der yz-Einfallsebene auf das Bildfeld 8 (NAx = NAy = NA).
Die Projektionsoptik 7 hat insgesamt zehn Spiegel, die in der Reihenfolge des Strahlengangs der Einzelstrahlen 15, ausgehend vom Objektfeld 4, mit M1 bis M10 durchnummeriert sind. Die Projektionsoptik 7 ist eine rein katoptrische Optik. Die abbildende Optik 7 kann auch eine andere Spiegelanzahl haben, beispielsweise vier Spiegel, sechs Spiegel oder acht Spiegel. Auch eine ungeradzahlige Spiegelanzahl ist bei der Projektionsoptik 7 möglich.
Dargestellt sind in den 2 und 3 die berechneten Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M10, deren Randkonturen in Aufsicht auch in den 4 und 5 dargestellt sind. Genutzt wird ein Teilbereich der tatsächlich in einem größeren Bereich berechneten Reflexionsflächen. Lediglich dieser tatsächlich zur Reflexion des Abbildungslichts 3 genutzte Bereich der Reflexionsflächen ist bei den realen Spiegeln M1 bis M10 tatsächlich vorhanden und insbesondere in der 3 dargestellt. Diese Nutz-Reflexionsflächen werden in bekannter Weise von nicht dargestellten Spiegelkörpern getragen.
Bei der Projektionsoptik 7 sind die Spiegel M1, M9 und M10 als Spiegel für normalen Einfall ausgeführt, also als Spiegel, auf die das Abbildungslicht 3 mit einem Einfallswinkel trifft, der kleiner ist als 45°. Insgesamt hat die Projektionsoptik 7 also drei Spiegel M1, M9 und M10 für normalen Einfall. Diese Spiegel werden nachfolgend auch als NI-Spiegel bezeichnet. Der maximale Einfallswinkel, der auch den jeweiligen NI-Spiegel trifft, kann kleiner sein als 40°, kann kleiner sein als 35°, kann kleiner sein als 30°, kann kleiner sein als 25°, kann kleiner sein als 20°, kann kleiner sein als 15° und kann auch kleiner sein als 10°.
Die Spiegel M2 bis M8 sind Spiegel für streifenden Einfall des Beleuchtungslichts 3, also Spiegel, auf die das Beleuchtungslicht 3 mit Einfallswinkeln auftritt, die größer sind als 45°. Ein typischer Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 des Abbildungslichts 3 auf den Spiegeln M2 bis M8 für streifenden Einfall liegt im Bereich von 80°. Insgesamt hat die Projektionsoptik 7 nach 2 genau sieben Spiegel M2 bis M8 für streifenden Einfall. Diese Spiegel werden nachfolgend auch als GI-Spiegel bezeichnet. Der minimale Einfallswinkel, der auf den jeweiligen GI-Spiegel trifft, kann größer sein als 50°, kann größer sein als 55°, kann größer sein als 60°, kann größer sein als 65°, kann größer sein als 70°, kann größer sein als 75° und kann auch größer sein als 80°.
Auch eine andere Anzahl-Verteilung in Bezug auf NI-Spiegel und GI-Spiegel ist bei nicht dargestellten Ausführungen der Projektionsoptik möglich. Es sind Ausgestaltungen möglich, bei denen die Projektionsoptik ausschließlich NI-Spiegel aufweist und auch solche, bei denen die Projektionsoptik ausschließlich GI-Spiegel aufweist. Zwischen diesen Grenzfällen sind bei einer gegebenen Gesamtspiegel-Anzahl alle denkbaren Anzahl-Verteilungen aus NI- und GI-Spiegeln möglich. Bei einer Projektionsoptik mit N Spiegeln können also NI-Spiegelanzahlen zwischen 0 und N und entsprechend GI-Spiegelanzahlen zwischen N und 0 auftreten.
Die Spiegel M2 bis M8 der Projektionsoptik 7 reflektieren das Abbildungslicht 3 so, dass sich die Ausfallswinkel der Einzelstrahlen 15 auf den jeweiligen Spiegeln M2 bis M8 addieren.
Die Spiegel M1 bis M10 tragen eine die Reflektivität der Spiegel M1 bis M10 für das Abbildungslicht 3 optimierende Beschichtung. Hierbei kann es sich, insbesondere für die GI-Spiegel, um eine Lanthan-Beschichtung, um eine Bor-Beschichtung oder um eine Bor-Beschichtung mit einer obersten Schicht aus Lanthan handeln. Auch andere Beschichtungsmaterialien können zum Einsatz kommen, insbesondere Lanthannitrid und/oder B₄C. Bei den Spiegeln M2 bis M8 für streifenden Einfall kann eine Beschichtung mit beispielsweise einer Lage aus Bor oder Lanthan zum Einsatz kommen.
Die hoch reflektierenden Schichten insbesondere der Spiegel M1, M9 und M10 für normalen Einfall können als Mehrlagen-Schichten ausgeführt sein, wobei aufeinanderfolgende Schichten aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können. Auch alternierende Materialschichten können zum Einsatz kommen. Eine typische Mehrlagenschicht kann fünfzig Bilagen aus jeweils einer Schicht Bor und einer Schicht Lanthan aufweisen. Auch Lanthannitrid und/oder Bor enthaltende Schichten, insbesondere B₄C können zum Einsatz kommen.
Informationen zur Reflexion an einem GI-Spiegel (Spiegel für streifenden Einfall) finden sich in der WO 2012/126867 A . Weitere Informationen zur Reflektivität von NI-Spiegeln (Normal Incidence Spiegeln) finden sich in der DE 101 55 711 A .
Eine Gesamt-Reflektivität beziehungsweise Systemtransmission der Projektionsoptik 7, die sich als Produkt der Reflektivitäten aller Spiegel M1 bis M10 der Projektionsoptik 7 ergibt, beträgt etwa R = 2,0 %.
Der Spiegel M10, also der im Abbildungsstrahlengang letzte Spiegel vor dem Bildfeld 8, hat eine Durchtrittsöffnung 17 zum Durchtritt des Abbildungslichts 3, das vom drittletzten Spiegel M8 hin zum vorletzten Spiegel M9 reflektiert wird. Der Spiegel M10 wird um die Durchtrittsöffnung 17 herum reflektiv genutzt. Alle anderen Spiegel M1 bis M9 haben keine Durchtrittsöffnung und werden in einem lückenlos zusammenhängenden Bereich reflektiv genutzt.
Die Spiegel M1 bis M10 sind als nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformflächen ausgeführt. Es sind auch andere Ausführungen der Projektionsoptik 7 möglich, bei denen mindestens einer der Spiegel M1 bis M10 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt ist. Auch alle Spiegel M1 bis M10 können als derartige Asphären ausgeführt sein.
Eine Freiformfläche kann durch folgende Freiformflächengleichung (Gleichung 1) beschrieben werden:
Für die Parameter dieser Gleichung (1) gilt: Z ist die Pfeilhöhe der Freiformfläche am Punkt x, y, wobei x² + y² = r². r ist hierbei der Abstand zur Referenzachse der Freiformflächengleichung (x = 0; y = 0).
In der Freiformflächengleichung (1) bezeichnen C₁, C₂, C₃ ... die Koeffizienten der Freiformflächen-Reihenentwicklung in den Potenzen von x und y.
Im Falle einer konischen Grundfläche ist c_x, c_y eine Konstante, die der Scheitelpunktkrümmung einer entsprechenden Asphäre entspricht. Es gilt also c_x = 1/R_x und c_y = 1/R_y. k_x und k_y entsprechen jeweils einer konischen Konstante einer entsprechenden Asphäre. Die Gleichung (1) beschreibt also eine bikonische Freiformfläche.
Eine alternativ mögliche 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 0 058 269 A1 .
Alternativ können Freiformflächen auch mit Hilfe zweidimensionaler Spline-Oberflächen beschrieben werden. Beispiele hierfür sind Bezier-Kurven oder nichtuniforme 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 zum Beispiel von Polynomen oder Funktionen, die bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Kontinuität und Differenzierbarkeit haben, gewonnen. Beispiele hierfür sind analytische Funktionen.
Die 4 und 5 zeigen Randkonturen der auf den Spiegeln M1 bis M10 der Projektionsoptik 7 jeweils mit dem Abbildungslicht 3 beaufschlagten Reflexionsflächen, also die sogenannten Footprints der Spiegel M1 bis M10. Dargestellt sind diese Randkonturen jeweils in einem x/y-Diagramm, welches den lokalen x- und y-Koordinaten des jeweiligen Spiegels M1 bis M10 entspricht. Die Darstellungen sind maßstäblich in Millimetern. Bei der Darstellung zum Spiegeln M10 ist zudem die Form der Durchtrittsöffnung 17 dargestellt.
Zu dem ist in den 4 und 5 noch die Randkontur einer Aperturblende AS und die Randkontur des jeweils zum Einsatz kommenden Bildfeldes 8 wiedergegeben. Bei der Ausführung nach 4 hat das Bildfeld eine x/y-Ersrtreckung von 26 mm/1,2 mm (größeres Bildfeld). Bei der Ausführung nach 5 hat das Bildfeld 8 eine x/y-Erstreckung von 26 mm/0,3 mm (kleineres Bildfeld).
In den 4 (4A bis 4D) und 5 (5A bis 5D) ist zudem noch, bezugnehmend auf die jeweils rechts neben Randkonturen dargestellte Skala, eine Einfallswinkel-Bandbreite IWPV dargestellt. Aus den 4 und 5 ergibt sich also für das große Bildfeld und für das kleine Bildfeld, an welchem Ort auf den Spiegeln M1 bis M10, beim Durchgang durch die Aperturblende AS sowie auf dem Objektfeld 8 welche Differenz IWPV zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts 3, das diesen Ort beaufschlagt, vorliegt. Aus den Differenzen IWPV auf der Reflexionsfläche jeweils eines der Spiegel M1 bis M10, auf der Aperturblende AS sowie auf dem Objektfeld 8 kann eine maximale Differenz IWPV_max an genau einem Punkt auf der jeweils betrachteten Spiegelfläche bestimmt werden. Bei der Projektionsoptik 7 gilt IWPV_max = 4°, soweit die NI-Spiegel berücksichtigt werden, und IWPV_max = 1,8°, soweit die GI-Spiegel berücksichtigt werden. Eine Einfallswinkel-Bandbreite des Beleuchtungslichts 3 auf das Bildfeld 8 ist über das gesamte Bildfeld 8 sowohl in der Ausführung nach 4 als auch in der Ausführung nach 5 praktisch konstant und ergibt sich aus der bildseitigen numerischen Apertur.
Nachfolgend werden Details in Bezug auf die Nutzung der Projektionsoptik 7 mit dem größeren Bildfeld 8 erläutert. Die Nutzung des kleineren Bildfeldes 8 ergibt sich dann durch eine entsprechend verkleinerte Ausleuchtung des Objektfeldes 4.

Die nachfolgenden beiden Tabelle fassen die Parameter „maximaler Einfallswinkel“, „Reflexionsflächenerstreckung in y-Richtung“, „Reflexionsflächenerstreckung in y-Richtung“ und „maximaler Spiegeldurchmesser“ für die Spiegel M1 bis M10 der Projektionsoptik 7 mit dem größeren Bildfeld 8 zusammen.

	M1	M2	M3	M4	M5
maximaler Einfallswinkel [°]	11.6	81.2	78.0	82.9	78.7
Reflexionsflächenerstreckung Dx in x-Richtung [mm]	434.3	410.6	411.6	443.6	528.3
Reflexionsflächenerstreckung Dy in y-Richtung [mm]	169.7	360.7	302.5	307.4	616.6
maximaler Spiegeldurchmesser [mm]	434.3	425.7	412.0	445.3	623.2

	M6	M7	M8	M9	M10
maximaler Einfallswinkel [°]	82.4	78.0	77.4	18.0	9.7
Reflexionsflächenerstreckung Dx in x-Richtung [mm]	572.8	529.7	396.7	401.4	693.1
Reflexionsflächenerstreckung Dy in y-Richtung [mm]	274.7	285.5	298.2	174.5	663.2
maximaler Spiegeldurchmesser [mm]	573.6	530.5	397.9	401.4	693.2

Den größten maximalen Spiegeldurchmesser hat der die bildseitige numerische Apertur vorgebende Spiegel M10 mit einem Durchmesser von 693.2 mm. Keiner der anderen Spiegeln M1 bis M9 hat einen maximalen Durchmesser, der größer ist als 625 mm. Sechs der zehn Spiegel, nämlich die Spiegeln M1 bis M4, M8 und M9 haben einen maximalen Spiegeldurchmesser, der kleiner ist als 450 mm.
Der größte Einfallswinkel auf den NI-Spiegeln liegt am Spiegel M9 vor und beträgt 18,0°. Der größte Einfallswinkel auf den GI-Spiegeln liegt am Spiegel M4 vor und beträgt 82,9°.
Die Spiegelabmessungen Dx der NI-Spiegel M1, M9 und M10, also deren Reflexionsflächenerstreckung in der x-Richtung, genügen folgender Relation: 4LLWx/IWPV_max < Dx (2)
Hierbei gilt:
LLWx: Lichtleitwert der Projektionsoptik 7 in der xz-Ebene, also der Spiegelabmessung Dx entsprechenden Maßebene.
Es gilt: LLWx = NAx·x_bf/2. Der Lichtleitwert LLWx ist also das Produkt aus der numerischen Apertur NAx in der Maßebene xz und der Hälfte der Bildfelderstreckung x_bf in der x-Richtung. Für die Projektionsoptik 7 gilt: LLWx = 5,85 mm.
IWPV_max ist die maximale Einfallswinkel-Bandbreite auf dem jeweiligen NI-Spiegel M1, M9 und M10. Diese maximale Einfallswinkel-Bandbreite IWPV_max liegt beim Spiegel M9 vor und beträgt dort 4°, also 0,698 rad. Für die obige Relation (2) ergibt dies: 335 mm < Dx.
Die Erstreckungen Dx für die NI-Spiegel müssen also allesamt größer sein als 335 mm, was bei der Projektionsoptik 7 erfüllt ist.
Für die GI-Spiegel M2 bis M8 gilt hinsichtlich der Spiegelabmessung Dy in der Einfallsebene yz folgende Relation: 4LLWy/(IWPV_max cos(a)) < Dy (3)
Hierbei gilt:
LLWy: Lichtleitwert der Projektionsoptik 7 in der Einfallsebene yz. a ist der Faltwinkel des jeweiligen GI-Spiegels. Dieser Faltwinkel a entspricht dem Einfallswinkel eines Hauptstrahls eines zentralen Feldpunktes auf dem GI-Spiegel.
Für die Projektionsoptik 7 mit y-Erstreckung y_bf des Bildfeldes 8 von 1,2 mm gilt: LLWy = NAy·y_bf/2 = 0,27 mm.
IWPV_max ist die größte Einfallswinkel-Bandbreite auf einem der GI-Spiegel M2 bis M8. Dieser größte Einfallswinkel-Bandbreite liegt beim GI-Spiegel M4 vor und beträgt 1,8° = 0,0314 rad.
Bei einem Faltwinkel a von 75° und einer maximalen Einfallswinkel-Bandbreite IWPV_max von 0,0314 rad ergibt sich durch Einsetzen in obige Relation (3): 133 mm < Dy.
Alle GI-Spiegel müssen also eine Dy-Erstreckung haben, die größer ist als 133 mm, was bei den GI-Spiegeln der Projektionsoptik 7 erfüllt ist.
Wird eine Einfallswinkel-Bandbreite von IWPV_max 1,0° bei gleichen sonstigen Parametern vorausgesetzt, ergibt sich eine untere Grenze für die Dy-Erstreckung von 240 mm.
Die Erfüllung der Relation gilt auch für die Verwendung eines Bildfeldes mit kleiner y-Erstreckung y_bf = 0,3 mm. In diesem Fall haben die GI-Spiegel eine maximale Einfallswinkel-Bandbreite von etwa 1° = 0,0174 rad (vgl. GI-Spiegel M4 in der 5). Lichtleitwert LLWy beträgt dann 0,0675 mm. Einsetzen dieser Werte in die obige Gleichung (3) führt mit a = 83° zu einer unteren Schranke für die Erstreckung Dy von 127 mm, was bei den GI-Spiegeln der Projektionsoptik ebenfalls erfüllt ist.
Anhand der 6 erfolgt noch eine klarstellende Definition für die Erstreckung Dy einer Reflexionsfläche 20 eines Spiegels M, der sichelförmig symmetrisch gekrümmt ausgeführt ist. Dy bezeichnet eine Reflexionsflächenerstreckung in einer Meridionalebene des Spiegels M, also bei x = 0. Diese Reflexionsflächenerstreckung Dy ist kleiner als eine über den gesamten Spiegel M gesehene y-Reflexionsflächenerstreckung Dy,ges. In die obige Relation (3) ist Dy einzusetzen und nicht Dy,ges.

Entsprechende Tabellen für die Spiegeldimensionen ergeben sich für die Projektionsoptik 7 mit dem kleinen Bildfeld mit x/y-Dimensionen 26 mm/0,3 mm:

	M1	M2	M3	M4	M5
maximaler Einfallswinkel [°]	11.4	80.9	77.5	82.8	78.5
minimaler Einfallswinkel	9.7	76.5	75.5	76.0	77.1
Reflexionsflächenerstreckung Dx in x-Richtung [mm]	434.9	411.4	412.1	442.8	527.2
Reflexionsflächenerstreckung Dy in y-Richtung [mm]	162.3	350.6	289.5	265.1	603.6
maximaler Spiegeldurchmesser [mm]	435.0	422.4	412.2	443.0	611.0

	M6	M7	M8	M9	M10
maximaler Einfallswinkel [°]	82.1	77.8	77.1	17.9	9.6
minimaler Einfallswinkel	74.3	73.7	73.6	0.0	4.6
Reflexionsflächenerstreckung Dx in x-Richtung [mm]	572.8	529.7	392.8	400.8	692.9
Reflexionsflächenerstreckung Dy in y-Richtung [mm]	258.2	252.1	280.3	174.8	662.5
maximaler Spiegeldurchmesser [mm]	573.1	529.7	392.9	401.0	693.5

Bei der Projektionsoptik mit dem kleinen Bildfeld (26 mm × 0,3 mm) sind die Spiegeldimensionen Dy tendenziell etwas kleiner als bei der Projektionsoptik mit dem großen Bildfeld.
Die optischen Designdaten der Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M10 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 einen Überblick über die Designdaten der Projektionsoptik 7 und fasst zusammen die numerische Apertur NA, die gerechnete Designwellenlänge für das Abbildungslicht, die Größen des Bildfeldes in x- und y-Richtung, eine Bildfeldkrümmung sowie Blendenorte. Diese Krümmung ist definiert als der inverse Krümmungsradius des Feldes.
Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von zweimal 13 mm und eine y-Erstreckung von 1,2 mm. Die Projektionsoptik 7 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 6,7 nm.
Die zweite dieser Tabellen gibt zu den optischen Oberflächen der optischen Komponenten Scheitelpunktsradien (Radius_x = R_x, Radius_y = R_y) und Brechkraftwerte (Power_x, Power_y) an. Negative Radienwerte bedeuten zum einfallenden Beleuchtungslicht 3 hin konkave Kurven im Schnitt der jeweiligen Oberfläche mit der betrachteten Ebene (xz, yz), die von einer Flächennormalen im Scheitelpunkt mit der jeweiligen Krümmungsrichtung (x, y) aufgespannt wird. Die beiden Radien Radius_x, Radius_y können explizit verschiedene Vorzeichen haben.
Die Scheitelpunkte an jeder optischen Fläche sind definiert als Auftreffpunkte eines Führungsstrahls, der von einer Objektfeldmitte entlang einer Symmetrieebene x = 0, also der Zeichenebene der 2 (Meridionalebene) hin zum Bildfeld 8 geht.
Die Brechkräfte Power_x (P_x), Power_y (P_y) an den Scheitelpunkten sind definiert als:
AOI bezeichnet hierbei einen Einfallswinkel des Führungsstrahls zur Oberflächennormalen.
Die dritte Tabelle gibt für die Spiegel M1 bis M10 in mm die konischen Konstanten k_x und k_y, den Scheitelpunktradius R_x (= Radius_x) und die Freiformflächen-Koeffizienten C_n an. Koeffizienten C_n, die nicht tabelliert sind, haben jeweils den Wert 0.
In der vierten Tabelle ist noch der Betrag angegeben, längs dem der jeweilige Spiegel, ausgehend von einer Bezugsfläche in der y-Richtung dezentriert (DCY), in der z-Richtung verschoben (DCZ) und verkippt (TLA, TLB, TLC) wurde. Dies entspricht einer Parallelverschiebung und einer Verkippung beim Freiformflächen-Designverfahren. Verschoben wird dabei in y- und in z-Richtung in mm und verkippt um die x-Achse, um die y-Achse und um die z-Achse. Der Verdrehwinkel ist dabei in Grad angegeben. Es wird zunächst dezentriert, dann verkippt. Die Bezugsfläche bei der Dezentrierung ist jeweils die erste Fläche der angegebenen optischen Designdaten. Auch für das Objektfeld 4 ist eine Dezentrierung in y- und in z-Richtung in der Objektebene 5 angegeben. Neben den den einzelnen Spiegeln zugeordneten Flächen sind in der vierten Tabelle auch die Bildebene als erste Fläche, die Objektebene als letzte Fläche sowie eine Blendenfläche (mit der Blendenbezeichnung „AS“) tabelliert.
Die fünfte Tabelle gibt die Transmissionsdaten der Spiegel M10 bis M1 an, nämlich deren Reflektivität für den Einfallswinkel eines zentral auf den jeweiligen Spiegel treffenden Beleuchtungslichtstrahls. Die Gesamttransmission wird als Anteilsfaktor angegeben, der von einer einfallenden Intensität nach Reflexion an allen Spiegeln der Projektionsoptik verbleibt.
Die sechste Tabelle gibt eine Berandung der Blende AS als Polygonzug in lokalen Koordinaten xyz an. Diese Blende ist im Abbildungslichtstrahlengang zwischen den Spiegeln M9 und M10 angeordnet. Die Blende wird noch wie oben beschrieben dezentriert und verkippt. Die Aperturblendenberandung dient zur Definition einer äußeren Begrenzung einer Pupille der Projektionsoptik 7. Neben der Aperturblende AS kann die Projektionsoptik 7 noch weitere, nicht beschriebene Aperturblenden aufweisen. Neben der Aperturblende AS kann die Projektionsoptik 7 mindestens eine Obskurationsblende für Definition eines im Inneren der Pupille abbildenden Optik 7 befindlichen obskurierten Bereichs vorhanden sein. Bei der Projektionsoptik 7 sind zwei Obskurationsblenden vorgesehen. Eine dieser Obskurationsblenden liegt auf dem Spiegel M9 und die andere auf dem Spiegel M10. Eine solche Obskurationsblende kann alternativ oder zusätzlich in der Anordnungsebene der Aperturblende AS liegen, so dass die Aperturblende AS sowohl mit einer ersten Randkontur eine äußere Begrenzung der Pupille und mit einer zweiten Randkontur eine innere Begrenzung der Pupille definiert.
Eine Berandung einer Blendenfläche der Blende AS (vgl. auch die Tabelle) ergibt sich durch Durchstoßpunkte an der Blendenfläche aller Strahlen des Beleuchtungslichts 3, die bildseitig an ausgewählten Feldpunkten mit einer vollen bildseitigen telezentrischen Apertur in Richtung der Blendenfläche propagieren. Zur Vorgabe der Berandung der Blendenfläche der Blende AS werden die Durchstoßpunkte an der Blendenfläche aller Strahlen des Beleuchtungslichts 3 verwendet, die bildseitig vom Feldmittelpunkt aus mit einer vollen bildseitigen telezentrischen Apertur in Richtung der Blendenfläche propagieren. Grundsätzlich kann bei der Blendendefinition auch eine andere Auswahl der verwendeten bildseitigen Feldpunkte erfolgen. Die vorstehend genannten Auswahlen „Feldmittelpunkt“ und „gesamtes Feld“ sind dabei die möglichen Extremsituationen.
Bei der Ausführung der Blende als Aperturblende handelt es sich bei der Berandung um eine innere Berandung. Bei der Ausführung als Obskurationsblende handelt es sich bei der Berandung um eine äußere Berandung.
Die Blende AS kann in einer Ebene liegen oder auch dreidimensional ausgeführt sein. Die Ausdehnung der Blende AS kann in Scanrichtung (y) kleiner sein als in cross-Scanrichtung (x).

Der nicht beleuchtete Obskurationsbereich in der Systempupille kann rund, elliptisch, quadratisch oder rechteckig sein. Diese nicht beleuchtbare Fläche in der Systempupille kann zudem in Bezug auf ein Zentrum der Systempupille in der x-Richtung und/oder in der y-Richtung dezentriert sein.

Ausführungsbeispiel	Fig. 2/3
NA	0.45
Wellenlaenge	6.7 nm
beta_x	4.8
beta_y	–9.6
Feldgroesse_x	26.0 mm
Feldgroesse_y	1.2 mm
Feldkruemmung	0.0 1/mm
Blende	AS

Tabelle 1

Oberfläche	Radius_x[mm]	Power_x[1/mm]	Radius_y[mm]	Power_y[1/mm]	Betriebsmodus
M10	–961.6144466	0.0020668	–778.1556786	0.0025864	REFL
M9	–3549.5601410	0.0005634	479.6400618	–0.0041698	REFL
M8	–620.8460283	0.0008058	7113.1614570	–0.0011240	REFL
M7	–756.3513402	0.0006395	–5014.9275129	0.0016491	REFL
M6	–1417.7690170	0.0002887	19382.9071106	–0.0005041	REFL
M5	–5516.9441039	0.0000734	–3790.9287721	0.0026038	REFL
M4	–80255.9317166	0.0000051	–3861.9193175	0.0025093	REFL
M3	2865.0062520	–0.0001599	–13352.6807188	0.0006538	REFL
M2	3837.7582418	–0.0001010	4704.6489122	–0.0021935	REFL
M1	–3810.8666433	0.0005161	–1340.8257677	0.0015167	REFL

Tabelle 2

Koeffizient	M10	M9	M8
KY	0.00000000	0.00000000	0.00000000
KX	0.00000000	0.00000000	0.00000000
RX	–961.61444660	–3549.56014100	–620.84602830
C7	4.122838e-08	–2.43451201e-07	1.21077589e-06
C9	1.73793078e-08	8.2540602e-07	2.39494778e-07
C10	–6.02821066e-12	4.80631486e-10	3.71758146e-10
C12	–4.01766351e-11	–3.46236258e-10	–1.11440751e-09
C14	–9.03062505e-12	1.17817415e-09	7.77249821e-10
C16	3.08588436e-14	1.12613826e-12	1.63296635e-12
C18	8.65663335e-14	1.41409841e-12	3.57926329e-12
C20	2.17991987e-14	2.00986224e-12	2.68200572e-12
C21	–4.27010051e-17	–3.61671448e-16	1.03589706e-15
C23	–7.78826411e-17	1.71334057e-15	–2.82633589e-15
C25	–9.11967025e-17	–1.2382258e-15	4.66511761e-15
C27	–3.08060418e-17	3.99850272e-14	8.44666964e-15
C29	8.77951791e-20	–2.12325806e-18	1.12276048e-19
C31	1.77169117e-19	1.74659086e-18	2.08872559e-17
C33	1.34766609e-19	–6.31367756e-17	3.21976285e-17
C35	2.03490892e-20	8.78301001e-17	1.83443084e-17
C36	–3.19683784e-23	2.32702114e-21	2.52757672e-21
C38	–2.04574776e-22	–6.28599598e-21	9.68622943e-21
C40	–2.71616731e-22	7.86319294e-20	1.47383978e-20
C42	–2.35280835e-22	–2.5703768e-19	8.20492642e-20
C44	–6.20833545e-23	1.91106883e-19	2.10433981e-20
C46	–1.56150681e-26	9.08862194e-24	–5.04005572e-24
C48	3.48982966e-25	–3.65624507e-23	1.19741441e-23
C50	3.37807257e-25	1.70169986e-22	1.98008305e-22
C52	1.74667593e-25	–3.60091364e-22	1.73954473e-22
C54	1.73003933e-26	–1.41369846e-21	–4.64572764e-24
C55	–9.14974685e-29	–2.1067628e-27	1.75351809e-27
C57	–1.38158184e-28	6.42122467e-26	5.63336949e-26
C59	–5.04027539e-28	4.30777188e-26	2.48606491e-25
C61	–6.42124688e-28	1.08929859e-24	6.98967803e-26
C63	–3.96873549e-28	2.27314455e-24	1.76228481e-25
C65	–9.69514873e-29	1.32345147e-24	–3.71019497e-26
C67	2.08984524e-31	0	0
C69	5.02882666e-31	0	0
C71	1.02647652e-30	0	0
C73	8.42552583e-31	0	0
C75	2.72643186e-31	0	0
C77	1.00411079e-32	0	0
C78	–1.29738103e-34	0	0
C80	–1.03141007e-33	0	0
C82	–2.90640927e-33	0	0
C84	–4.91820062e-33	0	0
C86	–4.59378867e-33	0	0
C88	–2.19237133e-33	0	0
C90	–3.82974968e-34	0	0

Tabelle 3a

Koeffizient	M7	M6	M5
KY	0.00000000	0.00000000	0.00000000
KX	0.00000000	0.00000000	0.00000000
RX	–756.35134020	–1417.76901700	–5516.94410400
C7	1.98220318e-07	–7.69616538e-08	6.05224345e-08
C9	6.00603819e-08	–3.90780933e-08	3.12018629e-08
C10	6.02350889e-12	–1.86964749e-11	–5.72002104e-11
C12	–1.27668681e-10	4.77340782e-11	–4.47369532e-11
C14	–3.15080226e-10	9.12140764e-11	–5.83538751e-11
C16	2.54093551e-13	–8.88703214e-14	8.6392774e-14
C18	3.7613193e-13	–2.09563713e-13	6.30738356e-14
C20	4.79136055e-13	–1.68864122e-13	4.02478525e-14
C21	1.32777524e-16	–7.60979967e-17	9.14405018e-17
C23	–3.66667319e-16	2.06771154e-17	–1.9170011e-17
C25	–9.07083339e-16	3.94667017e-16	–9.53595736e-18
C27	–1.49225078e-15	–2.21726735e-17	–4.66848683e-17
C29	3.31159671e-19	3.57673037e-19	1.27524055e-19
C31	1.15480822e-18	–4.54354127e-19	9.35232931e-20
C33	2.05720734e-18	2.1247835e-20	–4.46137732e-20
C35	1.96729763e-18	1.07285249e-18	7.76796903e-20
C36	–1.01035392e-22	–2.86859982e-22	–5.35868247e-23
C38	–9.3366137e-22	3.82880588e-22	4.26827946e-22
C40	–1.73635173e-21	9.41295218e-22	–6.4176409e-23
C42	–4.12763021e-21	–2.34899679e-21	–8.86880044e-23
C44	–9.7707508e-21	–5.61062446e-22	–1.73529402e-22
C46	5.23570404e-25	–8.69056492e-25	–4.39387485e-25
C48	–5.14805032e-25	–3.99864655e-24	–9.89421191e-25
C50	–3.62299272e-24	1.16686643e-24	–1.02164133e-25
C52	2.79625697e-23	–3.15598564e-24	4.11571954e-25
C54	8.63301477e-23	–1.09955675e-23	2.28682815e-25
C55	3.83909963e-28	3.48469972e-28	–4.15214892e-28
C57	3.87820551e-28	4.78488112e-27	7.65885169e-28
C59	6.17515464e-27	1.00474213e-27	–7.64939976e-29
C61	2.17592246e-26	1.76244813e-27	1.98832884e-28
C63	–1.27629678e-25	1.96371307e-26	–3.96054581e-28
C65	–2.51085462e-25	2.4859618e-26	–1.20255428e-28

Tabelle 3b

Koeffizient	M4	M3	M2
KY	0.00000000	0.00000000	0.02969487
KX	0.00000000	0.00000000	0.00000000
RX	–80255.93172000	2865.00625200	3837.75824200
C7	6.84371172e-08	6.46268825e-09	–1.05057834e-07
C9	3.05405131e-08	1.11411088e-07	–9.66596781e-08
C10	8.68997619e-11	–5.22442392e-11	–1.51263499e-10
C12	2.1969297e-12	–1.46806264e-10	–4.59402492e-10
C14	1.40081074e-10	–1.22800751e-10	9.8916743e-11
C16	1.52876611e-13	1.84203798e-13	–4.54004845e-14
C18	–7.69717861e-14	4.86612535e-13	1.58845105e-12
C20	4.00159137e-13	1.9467882e-13	1.28084536e-13
C21	1.46361577e-16	1.07865954e-16	4.38481837e-17
C23	2.69089086e-16	–5.33034271e-16	3.00718483e-15
C25	–6.04995808e-16	5.12880944e-16	–1.80290226e-15
C27	3.04634382e-16	5.44487089e-16	–5.80699627e-16
C29	1.63669377e-19	2.69599038e-19	1.2772278e-18
C31	5.71139265e-19	–2.77021052e-18	–1.12674253e-17
C33	–2.0569781e-18	–2.68401626e-19	–1.47419704e-18
C35	–3.76959861e-18	1.85847569e-18	–6.35049596e-19
C36	7.41332873e-22	–1.69651914e-21	8.1242866e-22
C38	–5.26804588e-22	1.47913706e-21	–1.02729033e-20
C40	2.29138809e-21	–2.23206068e-21	2.05904697e-20
C42	2.53005421e-21	–4.92753784e-23	7.36265223e-21
C44	–1.38378144e-20	–5.03266549e-21	1.04244628e-20
C46	–9.98595148e-25	–2.29016325e-25	–3.78523909e-24
C48	–2.62255637e-24	–1.03009976e-23	2.48506394e-23
C50	4.63243161e-24	–1.27800452e-23	–1.23509829e-23
C52	2.79922972e-23	1.51095825e-25	–4.17262005e-24
C54	1.42491041e-23	–2.20603372e-23	–2.85772948e-23
C55	–5.25786519e-27	7.14725502e-27	–6.43766455e-28
C57	5.80142861e-28	6.47095115e-27	1.5593196e-26
C59	–1.72103113e-26	–3.10095736e-26	–1.88777446e-26
C61	–2.52341494e-26	–4.78198882e-26	3.68931638e-27
C63	3.78238932e-27	6.05955815e-26	–6.34223347e-28
C65	1.13278648e-25	1.8284345e-26	2.68127617e-26

Tabelle 3c

Koeffizient	M1
KY	0.00000000
KX	0.00000000
RX	–3810.86664300
C7	–3.07724748e-08
C9	–1.1092234e-09
C10	5.42603668e-12
C12	4.34272696e-10
C14	5.20715764e-11
C16	–5.91448696e-14
C18	2.99993389e-13
C20	7.92455179e-13
C21	2.77299977e-18
C23	8.44040962e-17
C25	1.72365307e-15
C27	2.96867047e-15
C29	–9.37461721e-20
C31	9.48636629e-19
C33	1.51121919e-17
C35	–6.94799531e-17
C36	5.56491129e-24
C38	–1.14082819e-21
C40	–7.85113088e-21
C42	6.16008871e-20
C44	–3.69867602e-19
C46	1.38831435e-25
C48	–5.29874848e-24
C50	–1.13734657e-23
C52	–8.97248374e-23
C54	9.80001404e-22
C55	–1.0656534e-28
C57	–3.06386065e-28
C59	–2.94379006e-27
C61	–1.47445886e-25
C63	–2.04830046e-24
C65	1.39915328e-23

Tabelle 3d

Oberfläche	DCX	DCY	DCZ
Bildfeld	0.00000000	0.00000000	0.00000000
M10	0.00000000	0.00000000	726.26825857
AS	0.00000000	114.99787753	222.43108435
M9	0.00000000	136.95980546	126.20986754
M8	0.00000000	–102.28561601	1172.14414151
M7	0.00000000	1.95119662	1533.55503523
M6	0.00000000	606.64992938	2158.01874657
M5	0.00000000	1053.47672037	2341.26818301
M4	0.00000000	2075.95201296	2321.98264847
M3	0.00000000	2479.49763735	2134.64912748
M2	0.00000000	2704.66987413	1852.70145894
M1	0.00000000	2888.73001061	1221.70644087
Objektfeld	0.00000000	3021.79508673	2868.97685767

Tabelle 4a

Oberfläche	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
Bildfeld	–0.00000000	0.00000000	–0.00000000
M10	6.42858928	0.00000000	–0.00000000
AS	–17.14246277	180.00000000	0.00000000
M9	192.87063810	–0.00000000	–0.00000000
M8	88.39783563	0.00000000	–0.00000000
M7	59.91640627	–0.00000000	–0.00000000
M6	34.11020311	–0.00000000	0.00000000
M5	10.60930228	–0.00000000	–0.00000000
M4	–12.99109198	–0.00000000	–0.00000000
M3	–38.14483096	–0.00000000	–0.00000000
M2	–62.56308442	0.00000000	0.00000000
M1	185.82179813	–0.00000000	–0.00000000
Objektfeld	0.38172435	0.00000000	0.00000000

Tabelle 4b

Oberfläche	AOI[deg]	Reflektivität
M10	6.42858928	0,647
M9	0.01345953	0,291
M8	75.51373800	0,764
M7	76.00483264	0,763
M6	78.18896421	0,767
M5	78.31013496	0,776
M4	78.08947079	0,770
M3	76.75679022	0,773
M2	78.82495632	0,774
M1	10.44007378	0,629
Gesamttransmission		0,020

Tabelle 5

X[mm]	Y[mm]	Z[mm]
0.00000000	132.80229462	0.00000000
–34.55713145	131.35951691	0.00000000
–68.29061856	127.02179719	0.00000000
–100.38643567	119.76879342	0.00000000
–130.05397146	109.59066928	0.00000000
–156.54719905	96.51757053	0.00000000
–179.19248193	80.64902007	0.00000000
–197.41654143	62.17477925	0.00000000
–210.76616416	41.38135861	0.00000000
–218.91636786	18.64429089	0.00000000
–221.67132151	–5.58642687	0.00000000
–218.96468570	–30.79671678	0.00000000
–210.86176036	–56.40803396	0.00000000
–197.56060372	–81.76967486	0.00000000
–179.38857244	–106.15490156	0.00000000
–156.79392006	–128.77181569	0.00000000
–130.33439869	–148.79395729	0.00000000
–100.66380815	–165.40937807	0.00000000
–68.51564422	–177.88300337	0.00000000
–34.68350686	–185.62426280	0.00000000
–0.00000000	–188.24913322	0.00000000
34.68350686	–185.62426280	0.00000000
68.51564422	–177.88300337	0.00000000
100.66380815	–165.40937807	0.00000000
130.33439869	–148.79395729	0.00000000
156.79392006	–128.77181569	0.00000000
179.38857244	–106.15490156	0.00000000
197.56060372	–81.76967486	0.00000000
210.86176036	–56.40803396	0.00000000
218.96468570	–30.79671678	0.00000000
221.67132151	–5.58642687	0.00000000
218.91636786	18.64429089	0.00000000
210.76616416	41.38135861	0.00000000
197.41654143	62.17477925	0.00000000
179.19248193	80.64902007	0.00000000
156.54719905	96.51757053	0.00000000
130.05397146	109.59066928	0.00000000
100.38643567	119.76879342	0.00000000
68.29061856	127.02179719	0.00000000
34.55713145	131.35951691	0.00000000

Tabelle 6

Eine Etendue der Projektionsoptik 7 beträgt 6,32 mm². Die Etendue ist definiert als Bildfeldfläche x NA².
Eine Pupillenobskuration der Projektionsoptik 7 beträgt 18 % der numerischen Apertur der Projektionsoptik 7. Ein Flächenanteil von 0,18² einer Pupille der Projektionsoptik ist somit obskuriert. Die Projektionsoptik 7 ist Objekt- und Bildseitig telezentrisch. Die Hauptstrahlen 16 verlaufen zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M1 einerseits und zwischen dem Spiegel M10 und dem Bildfeld andererseits also parallel zueinander, wobei eine Winkelabweichung über das gesamte Feld vernachlässigbar gering insbesondere kleiner als 0,1° ist. Ein Objekt-Bild-Versatz d_OIS beträgt etwa mm. Die Spiegel der Projektionsoptik 7 können in einem Quader mit xyz-Kantenlängen von 693 mm × 3285 mm × 2292 mm untergebracht werden.
Die Objektebene 5 verläuft unter einem Winkel von 0,4° zur Bildebene 9.
Ein Arbeitsabstand zwischen dem wafernächsten Spiegel M9 und der Bildebene 9 beträgt 102 mm. Ein mittlerer Wellenfrontfehler rms beträgt 15,74 mλ, ist also abhängig von der Designwellenlänge definiert.
Die Spiegel M1, M4, M5, M7 und M10 haben negative Radiuswerte, sind also grundsätzlich Konkavspiegel. Der Spiegel M2 hat positive Radiuswerte, sind grundsätzlich also Konvexspiegel.
Die Spiegel M3, M6, M8 und M9 haben unterschiedliche Vorzeichen hinsichtlich ihrer x- und y-Radiuswerte, haben also eine Sattelflächen-Grundform.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 10 beziehungsweise das Retikel und das Substrat beziehungsweise 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015209827 A1 [0002]
DE 102012212753 A1 [0002]
US 2010/0149509 A1 [0002]
US 4964706 [0002]
WO 2012/126867 A [0045]
DE 10155711 A [0045]
US 20070058269 A1 [0053]

Claims

Projektionsoptik (7) für die EUV-Projektionslithographie – mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M10) zur Abbildung eines Objektfeldes (4) in ein Bildfeld (8) mit Beleuchtungslicht (3), – wobei mindestens einer der Spiegel (M1, M9, M10) als NI-Spiegel ausgebildet und derart angeordnet ist, dass eine Reflexionsfläche des NI-Spiegels (M1, M9, M10) mit einem maximalen Einfallswinkel (AOI) eines Hauptstrahls (16) eines zentralen Feldpunktes beaufschlagt wird, der kleiner ist als 45°, wobei ein auf die Reflexionsfläche einfallender Strahlabschnitt des Hauptstrahls (16) und ein aus der Reflexionsfläche ausfallender Strahlabschnitt des Hauptstrahls (16) in einer Einfallsebene (yz) liegen, – wobei eine Spiegelabmessung Dx des mindestens einen NI-Spiegels (M1, M9, M10) in einer Maßebene (xz) senkrecht zur Einfallsebene (yz) folgender Relation genügt: 4LLWx/IWPV_max < Dx, wobei gilt: – LLWx: Lichtleitwert der Projektionsoptik (7) in der Maßebene (xz); – IWPV_max: Maximale Differenz zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichtes (3) jeweils am gleichen Ort, bestimmt auf der gesamten Reflexionsfläche des NI-Spiegels (M1, M9, M10).
Projektionsoptik (7) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelabmessung Dx der NI-Spiegel (M1, M9, M10) mindestens 200 mm beträgt.
Projektionsoptik (7) für die EUV-Projektionslithographie – mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M10) zur Abbildung eines Objektfeldes (4) in ein Bildfeld (8) mit Beleuchtungslicht (3), – wobei mindestens einer der Spiegel (M2 bis M8) als GI-Spiegel ausgebildet und derart angeordnet ist, dass eine Reflexionsfläche des Spiegels (M2 bis M8) mit einem maximalen Einfallswinkel (AOI) eines Hauptstrahls (16) eines zentralen Feldpunktes beaufschlagt wird, der größer ist als 45°, wobei ein auf die Reflexionsfläche einfallender Strahlabschnitt des Hauptstrahls (16) und ein aus der Reflexionsfläche ausfallender Strahlabschnitt des Hauptstrahls (16) in einer Einfallsebene (yz) liegen, – wobei eine Spiegelabmessung Dy des mindestens einen GI-Spiegels (M2 bis M8) in der Einfallsebene (yz) folgender Relation genügt: 4LLWy/(IWPV_max cos(a)) < Dy, wobei gilt: – LLWy: Lichtleitwert der Projektionsoptik (7) in der Einfallsebene (yz); – IWPV_max: Maximale Differenz zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichtes (3) auf der Reflexionsfläche des GI-Spiegels (M2 bis M8), – a: Einfallswinkel eines Hauptstrahls (16) des zentralen Feldpunktes auf der Reflexionsfläche des GI-Spiegels (M2 bis M8).
Projektionsoptik (7) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelabmessung Dy des mindestens einen GI-Spiegels (M2 bis M8) mindestens 100 mm beträgt.
Projektionsoptik (7) mit mindestens einem NI-Spiegel nach Anspruch 1 oder 2 und mit mindestens einem GI-Spiegel nach Anspruch 3 oder 4.
Projektionsoptik (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine maximale Differenz IWPV_max zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts (3) auf der Reflexionsfläche des mindestens einen NI-Spiegels (M1, M9, M10) in der Einfallsebene (yz) von mindestens 3°.
Projektionsoptik nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine maximale Differenz IWPV_max zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts (3) auf der Reflexionsfläche des mindestens einen NI-Spiegels (M1, M9, M10) in der Einfallsebene (yz) von höchstens 10°.
Projektionsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine maximale Differenz IWPV_max zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts (3) auf der Reflexionsfläche des mindestens einen GI-Spiegels (M2 bis M8) in der Einfallsebene (yz) von mindestens 0,25°.
Projektionsoptik nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine maximale Differenz IWPV_max zwischen einem maximalen und einem minimalen Einfallswinkel des Beleuchtungslichts (3) auf der Reflexionsfläche des mindestens einen GI-Spiegels (M2 bis M8) in der Einfallsebene (yz) von höchstens 4°.
Projektionsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsoptik (7) objektseitig telezentrisch ist.
Projektionsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Bildfeld (8), welches von einer Koordinate x senkrecht zu einer Einfallsebene (yz) und einer hierzu senkrechten Koordinate y aufgespannt wird, wobei ein Aspektverhältnis x_bf/y_bf des Bildfeldes (8) größer ist als 13.
Optisches System – mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Beleuchtung des Objektfeldes (4) mit dem Abbildungslicht (3), – mit einer abbildenden Optik (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System nach Anspruch 12 und mit einer EUV-Lichtquelle (2).
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 13, – Erzeugen einer Mikro- beziehungsweise Nanostruktur auf dem Wafer (11).
Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 14.