DE102016218996A1

DE102016218996A1 - Abbildende Optik für die Projektionslithographie

Info

Publication number: DE102016218996A1
Application number: DE102016218996.4A
Authority: DE
Inventors: Johannes Ruoff; Hans-Jürgen Rostalski
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Eine abbildende Optik für die Projektionslithographie hat eine Mehrzahl von Spiegeln zur Abbildung eines Objektfeldes in einer Objektebene in ein Bildfeld in einer Bildebene. Ein im Strahlengang von Abbildungslicht letzter Spiegel der abbildenden Optik hat eine Durchtrittsöffnung zum Durchtritt des Abbildungslichts. Eine Blende (18) dient zur Vorgabe mindestens zweier, voneinander getrennter Abschnitte (19, 20) einer äußeren Randkontur einer Pupille der abbildenden Optik. Die Blende (18) ist räumlich zwischen einem im Strahlengang vorletzten Spiegel und dem im Strahlengang letzten Spiegel der abbildenden Optik angeordnet. Es resultiert eine abbildende Optik, bei der eine Pupillen-Randkontur einerseits präzise vorgegeben wird, wobei andererseits ein Telezentriefehler möglichst klein gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine abbildende Optik für die Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen abbildenden Optik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauelement.
Eine Projektionsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der DE 10 2015 209 827 A1 und aus der DE 10 2012 212 753 A1 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abbildende Optik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Pupillen-Randkontur einerseits präzise vorgegeben wird, wobei andererseits ein Telezentriefehler möglichst klein gehalten wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es insbesondere zur Reduzierung eines Telezentriefehlers vorteilhaft ist, wenn bei einem System mit einem letzten Spiegel mit einer Abbildungslicht-Durchtrittsöffnung eine räumlich zwischen diesem und einem vorletzten Spiegel der abbildenden Optik angeordnete Blende zum Einsatz kommt, die mindestens zwei voneinander getrennte Abschnitte der äußeren Pupillen-Randkontur vorgibt. Die Anordnung der sonstigen, nicht von dieser Blende vorgegebenen Pupillen-Randkonturabschnitte kann dann so gewählt werden, dass sich aufgrund der nicht erfolgenden Vorgabe der Randkontur durch diese Blende folgende Telezentriefehler jedenfalls teilweise gegeneinander aufheben. Dies führt, obwohl mit der Blende dann regelmäßig nicht die in Umfangsrichtung größtmögliche Randkonturvorgabe erfolgt, überraschenderweise zu einer Verbesserung der Abbildungseigenschaften der abbildenden Optik, was insbesondere bei sehr anspruchsvollen Abbildungsaufgaben in der Projektionslithographie vorteilhaft ist. Die abbildende Optik kann so ausgeführt sein, dass ein vorletzter Spiegel im Abbildungsstrahlengang ohne Durchtrittsöffnung gestaltet ist. Die abbildende Optik kann so ausgeführt sein, dass sie mehr als drei NI-Spiegel mit einem Einfallswinkel von weniger als 45° für einen Hauptstrahl eines zentralen Feldpunkts aufweist. Die abbildende Optik kann mindestens ein Paar aus im Strahlengang des Abbildungslichts direkt hintereinander angeordneten GI-Spiegeln, also Spiegel mit einem Einfallswinkel eines Hauptstrahls eines zentralen Feldpunkts größer als 45°, aufweisen. Die abbildende Optik kann mehrere derartige GI-Spiegel-Paare aufweisen. Derartige GI-Spiegel-Paare können im Abbildungslicht-Strahlengang durch mindestens einen zwischen den Paaren angeordneten NI-Spiegel getrennt sein. Es können genau zwei derartige GI-Spiegel-Paare vorliegen. Die abbildende Optik kann mehr als sechs Spiegel aufweisen. Die abbildende Optik kann genau acht Spiegel aufweisen. Die abbildende Optik kann genau vier NI-Spiegel aufweisen. Die abbildende Optik kann genau vier GI-Spiegel aufweisen.
Bei typischen Designs von abbildenden Optiken für die Projektionslithographie kann eine Telezentrie in der y-Richtung realisiert werden, die kleiner ist als 4 mrad, die kleiner ist als 3mrad, die kleiner ist als 2 mrad und die im Bereich von 1 mrad liegen kann.
Die Telezentriewerte können wie folgt bestimmt werden:
Zur Bestimmung der Austritts-Pupille der Projektionsoptik werden die jeweiligen Richtungskosinusse zur xz-Ebene und zur yx-Ebene aller Randstrahlen eines jeweils ausgewählten Bildpunktes im Bildfeld bestimmt. Diese Werte werden dann in Polarkoordinaten umgewandelt und der Betrag der numerischen Apertur NA als Funktion vom Azimutwinkel φ betrachtet.
Allgemein lässt sich dies als Fourierentwicklung beschreiben:
Hierbei ist NA₀ ein konstanter Beitrag, φ ist der Azimutwinkel in der Bildfeldebene bezogen auf einen Bildpunkt und a_L, b_L sind Entwicklungskoeffizienten der Fourierentwicklung.
Führende Entwicklungsterme dieser Fourierentwicklung lassen sich schreiben als NA(φ) = NA₀ + a₁cosφ + b₁sinφ + a₂cos2φ + b₂sin2φ + a₃cos3φ + b₃sin3φ + ...
Diese führenden Terme sind:

NA₀: vom Azimut unabhängiger, konstanter Beitrag der numerischen Apertur (effektive NA);
a₁: Telezentrie in x-Richtung;
b₁: Telezentrie in y-Richtung;
Elliptizität
Dreiwelligkeit

Mindestens eine weitere Blende nach Anspruch 2 führt zu einer definierten Pupillen-Randkonturvorgabe auch in Pupillen-Konturabschnitten, die von der vorstehend diskutierten Blende nicht vorgegeben werden. Es kann genau eine derartige weitere Blende zum Einsatz kommen. Es können auch mehrere derartige weitere Blenden zum Einsatz kommen.
Eine Blende nach Anspruch 3 hat sich zur telezentrieoptimierten Pupillen-Randkonturbegrenzung als besonders geeignet herausgestellt.
Dies gilt besonders für eine spiegelsymmetrische Blende nach Anspruch 4. Die Spiegelsymmetrie-Ebene kann mit einer Meridionalebene der abbildenden Optik zusammenfallen. Die Blende kann in Bezug auf mehr als eine Spiegelsymmetrie-Ebene spiegelsymmetrisch sein.
Eine Blendenausführung nach Anspruch 5 ist gut an die Symmetrie typischer projektionslithographischer abbildender Optiken angepasst. Dies gilt besonders dann, wenn bei der abbildenden Optik ein vorletzter Spiegel im Abbildungslicht-Strahlengang ohne Durchtrittsöffnung ausgeführt ist. Soweit die Blende mehrere Spiegelsymmetrie-Ebenen aufweist, gilt die Bedingung, dass die Abschnitte der Pupille, deren äußere Randkontur von der Blende vorgegeben wird, von der Spiegelsymmetrie-Ebene beabstandet sind, für mindestens eine dieser Spiegelsymmetrie-Ebenen.
Die Ausführung der mindestens einen weiteren Blende auf einem Spiegel der abbildenden Optik nach Anspruch 6 ist konstruktiv wenig aufwendig. Eine aufwendige Blendenhalterung entfällt.
Beim Einsatz von mindestens zwei weiteren Blenden nach Anspruch 7 wird die Pupillen-Randkonturvorgabe abschnittsweise auf diese Blenden verteilt, was zu einer präziseren Pupillen-Randkonturvorgabe genutzt werden kann.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 8 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße abbildende Optik bereits erläutert wurden.
Die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 10 sowie eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 11, entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die abbildende Optik und das optische System bereits erläutert wurden.
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 perspektivisch einen Ausschnitt der abbildenden Optik nach 2, wobei der Abbildungsstrahlengang mit zusätzlichen Einzelstrahlen des Abbildungslichts verdeutlicht ist, im Bereich eines im Abbildungsstrahlengang vor einem Bildfeld vorletzten und eines letzten Spiegels;
4 eine Aufsicht auf eine aperturbegrenzende Blende zur Vorgabe zweier, voneinander getrennter Abschnitte einer äußeren Randkontur einer Pupille der abbildenden Optik, wobei die Blende in der Ebene IV in 3 angeordnet ist;
5 die gesamte Randkontur der Pupille in der Ebene der Blende nach 4, wobei die von der Blende vorgegebenen Abschnitte der Randkontur hervorgehoben sind;
6 eine Aufsicht auf den im Abbildungsstrahlengang vorletzten Spiegel der abbildenden Optik, wobei Abschnitte einer Randkontur dieses vorletzten Spiegels, die zur Vorgabe von weiteren Abschnitten der äußeren Randkontur der Pupille der abbildenden Optik dienen, hervorgehoben sind; und
7 eine Aufsicht auf den im Abbildungsstrahlengang letzten Spiegel der abbildenden Optik, wobei Abschnitte einer Randkontur dieses letzten Spiegels, die zur Vorgabe von weiteren Abschnitten der äußeren Randkontur der Pupille der abbildenden Optik dienen, hervorgehoben sind.
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 6,9 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 geeignete 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. Zusätzlich zu diesem globalen xyz-Koordinatensystem wird insbesondere bei der Beschreibung der 4 bis 7 ein lokales xyz-Koordinatensystem verwendet, wobei die Koordinaten x, y dieses lokalen Koordinatensystems eine Komponenten-Anordnungsebene aufspannen.
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.
Für die Projektionsoptik 7 kann das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eingesetzt werden. 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 von 4. In der y-Richtung hat die Projektionsoptik 7 einen Verkleinerungsmaßstab von 8. Auch andere Verkleinerungsmaßstäbe für die Verkleinerung in der x-Richtung beziehungsweise für die Verkleinerung in der y-Richtung sind möglich, zum Beispiel 4x, 5x 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.
Die Bildebene 9 ist bei der Projektionsoptik 7 parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Reflexionsmaske 10, die auch als Retikel bezeichnet wird. Das Retikel 10 wird von einem Retikelhalter 10a getragen. Der Retikelhalter 10a wird von einem Retikelverlagerungsantrieb 10b verlagert.
Die Abbildung durch die Projektionsoptik 7 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 11 in Form eines Wafers, der von 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 zeigt das optische Design einer 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 5,1° ein.
Die Projektionsoptik 7 hat eine bildseitige numerische Apertur von 0,55.
Die Projektionsoptik 7 nach 2 hat insgesamt acht Spiegel, die in der Reihenfolge des Strahlengangs der Einzelstrahlen 15, ausgehend vom Objektfeld 4, mit M1 bis M8 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 zehn Spiegel. Auch eine ungeradzahlige Spiegelanzahl ist bei der Projektionsoptik 7 möglich.
Eine Eintrittspupille EP ist im Strahlengang des Abbildungslichts 3 vor dem Objektfeld 4 angeordnet. Mögliche Positionen der Eintrittspupille EP bei Verwendung eines das Abbildungslicht 3 durchlassenden Retikels 10 oberhalb der Objektebene 5 und bei Verwendung eines reflektierenden Retikels 10 unterhalb der Objektebene 5 sind in der 2 jeweils angedeutet. Tatsächlich beträgt ein Abstand zwischen der Eintrittspupille EP und der Objektebene 5 etwa 2500 mm. Es resultiert ein divergenter Verlauf der Hauptstrahlen 16 zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M1.
Dargestellt sind in der 2 die berechneten Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M8. Genutzt wird, wie in der Darstellung nach 2 ersichtlich ist, nur ein Teilbereich dieser berechneten Reflexionsflächen. Lediglich dieser tatsächlich genutzte Bereich der Reflexionsflächen ist bei den realen Spiegeln M1 bis M8 tatsächlich vorhanden. Diese Nutz-Reflexionsflächen werden in bekannter Weise von nicht näher dargestellten Spiegelkörpern getragen.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 2 sind die Spiegel M1, M4, M7 und M8 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 nach 2 also vier Spiegel M1, M4, M7 und M8 für normalen Einfall. Diese Spiegel werden nachfolgend auch als NI-Spiegel bezeichnet.
Die Spiegel M2, M3 sowie M5, M6 sind Spiegel für streifenden Einfall des Beleuchtungslichts 3, also Spiegel, auf die das Beleuchtungslicht 3 mit Einfallswinkeln auftritt, die größer sind als 45° und insbesondere größer sind als 60°. Ein typischer Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 des Abbildungslichts 3 auf den Spiegeln M2, M3 sowie M5, M6 für streifenden Einfall liegt im Bereich von 80°. Insgesamt hat die Projektionsoptik 7 nach 2 genau vier Spiegel M2, M3 sowie M5, M6 für streifenden Einfall. Diese Spiegel werden nachfolgend auch als GI-Spiegel bezeichnet. Die Spiegel M2 und M3 einerseits sowie M5 und M6 andererseits bilden ein Paar von direkt einander im Abbildungslicht-Strahlengang benachbarten GI-Spiegeln. Diese beiden Spiegel-Paare M2, M3 und M5, M6 sind durch einen im Abbildungslicht-Strahlengang zwischenliegenden NI-Spiegel, nämlich dem Spiegel M4, voneinander getrennt. Eine Umlenkung eines Hauptstrahls eines zentralen Feldpunktes des Abbildungslichts 3 erfolgt bei den Spiegeln des jeweiligen Spiegel-Paares M2, M3 einerseits und M5, M6 andererseits in der gleichen Umlenkrichtung, sodass sich die umlenkenden Wirkungen der Einzelspiegel des jeweiligen Spiegel-Paares M2, M3 und M5, M6 addieren.
Die Spiegel M1 bis M8 tragen eine die Reflektivität der Spiegel M1 bis M8 für das Abbildungslicht 3 optimierende Beschichtung. Hierbei kann es sich, insbesondere für die GI-Spiegel, um eine Ruthenium-Beschichtung, um eine Molybdän-Beschichtung oder um eine Molybdän-Beschichtung mit einer obersten Schicht aus Ruthenium handeln. Auch andere Beschichtungsmaterialien können zum Einsatz kommen. Bei den Spiegeln M2, M3 sowie M5, M6 für streifenden Einfall kann eine Beschichtung mit beispielsweise einer Lage aus Molybdän oder Ruthenium zum Einsatz kommen. Die hoch reflektierenden Schichten insbesondere der Spiegel M1, M4, M7 und M8 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 Molybdän und einer Schicht Silizium aufweisen.
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 M8 der Projektionsoptik 7 ergibt, beträgt R ≈ 7 %.
Der Spiegel M8, also der im Abbildungsstrahlengang letzte Spiegel vor dem Bildfeld 8, hat eine Durchtrittsöffnung 17 zum Durchtritt des Abbildungslichts 3, das vom drittletzten Spiegel M6 hin zum vorletzten Spiegel M7 reflektiert wird. Der Spiegel M8 wird um die Durchtrittsöffnung 17 herum reflektiv genutzt. Alle anderen Spiegel M1 bis M7 haben keine Durchtrittsöffnung und werden in einem lückenlos zusammenhängenden Bereich reflektiv genutzt.
Die Spiegel M1 bis M8 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 M8 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt ist. Auch alle Spiegel M1 bis M8 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 Projektionsoptik 7 hat eine bildseitige numerische Apertur von 0,55. In einer Abbildungslicht-Ebene parallel zur xz-Ebene (Sagittalansicht nach 5) hat die Projektionsoptik 8 einen Verkleinerungsfaktor β_x von 4,00 (ohne Bildumkehr). In der hierzu senkrechten yz-Ebene (Meridionalebene nach 2) hat die Projektionsoptik 7 einen Verkleinerungsfaktor β_y von
–8,00 (mit Bildumkehr). Eine Pupillenobskuration der Projektionsoptik 7 beträgt 16 % der numerischen Apertur der Projektionsoptik 7. Ein Flächenanteil von 0,16² einer Pupille der Projektionsoptik 7 ist somit obskuriert. Ein Objekt-Bild-Versatz d_OIS beträgt etwa 2470 mm. Die Spiegel der Projektionsoptik 7 können in einem Quader mit xyz-Kantenlängen von 957 mm × 3651 mm × 1754 mm untergebracht werden.
Die Objektebene 5 verläuft parallel zur Bildebene 9. Ein Abstand der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt etwa 2220 mm.
Ein Arbeitsabstand zwischen dem wafernächsten Spiegel M7 und der Bildebene 9 beträgt 79 mm. Ein mittlerer Wellenfrontfehler rms beträgt 9,71 mλ, ist also abhängig von der Designwellenlänge definiert. Eine Etendue beträgt 9,44 mm².
Die optischen Designdaten der Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M8 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 Verkleinerungsfaktoren βx und βy in den beiden Abbildungslicht-Ebenen xz und yz, die Größen des Bildfeldes in x- und y-Richtung, einen Bildfehlerwert rms sowie einen Blendenort. Der Bildfehlerwert ist angegeben in mλ (ml), also abhängig von der Designwellenlänge. Es handelt sich hierbei um den rms-Wert des Wellenfrontfehlers.
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, Radiux_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 M8 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, 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 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 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 ggf. eine Blendenfläche (mit der Bezeichnung „Blende“) tabelliert.
Die fünfte Tabelle gibt noch die Transmissionsdaten der Spiegel M8 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 einer Blende 18 als Polygonzug in lokalen Koordinaten xyz an. Die Blende 18 wird noch wie oben beschrieben dezentriert und verkippt.

Ausführungsbeispiel	Fig. 2
NA	0.55
Wellenlaenge	13.5 nm
beta_x	4.0
beta_y	–8.0
Feldgroesse_x	26.0 mm
Feldgroesse_y	1.2 mm
rms	9.7 ml
Blende	AS (18)

Tabelle 1 zu Fig. 2

Oberfläche	Radius_x[mm]	Power_x[1/mm]	Radius_y[mm]	Power_y[1/mm]	Betriebsmodus
M8	–994.3026888	0.0020003	–882.2694705	0.0022795	REFL
M7	2501.3777920	–0.0007996	437.8462624	–0.0045678	REFL
M6	4677.4414807	–0.0001354	–4435.5426425	0.0014243	REFL
M5	4997.8509511	–0.0000896	39669.4130082	–0.0002252	REFL
M4	–2112.4506395	0.0009347	–1439.6450392	0.0014072	REFL
M3	1529.9898328	–0.0002912	–5239.5786663	0.0017136	REFL
M2	1046.4167114	–0.0004781	–9278.9779744	0.0008616	REFL
M1	–2452.5771779	0.0007569	–2209.0203440	0.0009754	REFL

Tabelle 2 zu Fig. 2

Koeffizient	M8	M7	M6
KY	0.00000000	0.00000000	0.00000000
KX	0.00000000	0.00000000	0.00000000
RX	–994.30268881	2501.37779204	4677.44148073
C7	–1.00497518745e–09	–3.80119398988e–07	3.60423549042e–08
C9	3.36446320956e–10	–3.77527298314e–07	–5.96195881448e–08
C10	–1.35403439521e–11	6.62045041886e–10	1.85391981223e–11
C12	–3.26257451808e–11	2.55149167738e–09	–2.90553948629e–10
C14	–1.48522748398e–11	4.5158779046e–09	–2.29222886175e–10
C16	5.49886279043e–15	–1.62685034972e–12	–4.21485762268e–13
C18	4.92435074761e–15	–5.14020256225e–12	1.02438785411e–13
C20	1.64524156728e–15	–3.64673653095e–12	–2.22085614604e–13
C21	–1.87776027692e–17	8.11022531107e–16	1.57638887985e–15
C23	–6.80500932271e–17	1.33028170966e–14	1.86758718472e–15
C25	–6.57488445459e–17	3.26909755298e–14	–8.07026532176e–16
C27	–2.07779911347e–17	5.14418223344e–14	7.56569058206e–16
C29	8.45812521869e–21	–1.10395168782e–17	–1.88000355869e–17
C31	1.3613898737e–20	–4.25482286551e–17	–1.03609688718e–17
C33	9.0738026657e–21	–5.94238430557e–17	4.63830392017e–18
C35	3.91997516561e–21	–6.56700565643e–17	1.32077739597e–17
C36	–2.34212567003e–23	6.2779575028e–21	–2.04051171768e–19
C38	–1.04511612293e–22	6.23642147649e–20	2.52704983087e–19
C40	–1.63906064501e–22	3.05378085974e–19	2.50718498168e–19
C42	–1.04567777294e–22	3.26915017833e–19	9.09960894244e–20
C44	–2.26940552944e–23	–1.42184222424e–19	–3.94528562756e–20
C46	6.9131488392e–27	2.52599891478e–24	2.31895925398e–21
C48	2.15073808056e–26	–3.16753343334e–22	–1.66231320604e–21
C50	3.19812868358e–26	–1.73890101643e–21	2.08754627426e–22
C52	1.92478475258e–26	–3.81662488635e–21	–8.20400594342e–22
C54	–6.62557905428e–27	5.12300183393e–21	–9.9347031995e–22
C55	–1.10750516972e–29	–4.7496325682e–26	7.7249067306e–24
C57	–1.25833627102e–28	2.37579347561e–25	–3.42296143123e–23
C59	–2.8827694457e–28	2.67762353847e–24	–3.7674002917e–23
C61	–3.06037877404e–28	1.57443235314e–23	–3.45504052598e–23
C63	–1.87266906711e–28	5.87784542107e–23	–8.58420426311e–24
C65	–5.37710983755e–29	1.18716622003e–22	1.98070255649e–24
C67	1.88320102898e–32	–5.84937504607e–28	1.36578589436e–25
C69	7.11275901896e–32	–3.47133883055e–27	4.70330496595e–25
C71	1.14426418541e–31	–3.83186510605e–27	1.78173967322e–25
C73	4.15951959791e–32	1.71080827587e–25	2.37622125918e–25
C75	2.0798106148e–32	3.81262792901e–25	4.99922022654e–26
C77	6.35663779193e–32	–9.43147461319e–25	4.39614726457e–26
C78	–6.12612282152e–35	1.06851910527e–30	–4.02428341616e–28
C80	–2.53640700648e–34	6.36962338103e–30	3.75980293701e–28
C82	–6.76975486661e–34	–4.95493034291e–30	1.55623447299e–27
C84	–1.07335234877e–33	–2.22318194075e–28	1.99361377079e–27
C86	–7.78966412966e–34	–2.39581088755e–27	1.69229651696e–27
C88	–1.53810715457e–34	–5.87010974148e–27	2.15172091269e–28
C90	3.32151102736e–35	–1.28551062363e–26	–1.76067688608e–29
C92	–1.24063779744e–38	2.46796535516e–33	–2.27636811368e–29
C94	–5.28354009405e–38	–4.44853230559e–33	–5.51105083844e–29
C96	–1.98536928672e–37	–2.33193649545e–32	–1.56678706154e–29
C98	–1.15727033659e–37	–3.68561550335e–30	–2.91288739864e–29
C100	1.57160545186e–37	–2.65796510414e–29	–1.78115367447e–29
C102	1.46204802441e–37	–4.72730191694e–29	–2.44702228092e–31
C104	–5.73261072104e–38	4.03619525365e–29	–8.53349547139e–31
C105	4.18432088825e–41	–8.68080832157e–36	5.39507645554e–32
C107	7.10443444156e–41	–4.0739530642e–35	1.70002289136e–31
C109	1.64542853132e–40	5.97991083989e–34	3.95257643335e–31
C111	6.35359055143e–40	6.39053491383e–33	–2.35919527926e–31
C113	9.37715727982e–40	6.08655965852e–32	2.81111390221e–31
C115	2.4122999919e–40	3.51412347302e–31	–3.90124947604e–32
C117	–3.70144742243e–40	5.01243011372e–31	3.69501962448e–33
C119	–2.51527015691e–40	6.47004958226e–31	–7.95310478172e–34
C121	4.16906124061e–44	–1.19745639622e–38	0
C123	2.84871046263e–43	–1.09029838435e–37	0
C125	9.97739048399e–43	–2.35575828474e–36	0
C127	1.63871607307e–42	5.53823656779e–36	0
C129	1.40775053566e–42	1.68005083389e–34	0
C131	5.47325932636e–43	1.1443141054e–33	0
C133	1.37188285146e–45	1.65942001667e–33	0
C135	–7.45319448722e–44	3.16299247253e–33	0
C136	–1.14625218434e–46	3.63486856213e–41	0
C138	–8.79488486742e–46	2.73174287651e–40	0
C140	–3.59800828839e–45	–2.62039351538e–39	0
C142	–8.54681824081e–45	–3.82024891466e–38	0
C144	–1.26668859518e–44	–3.982849304e–37	0
C146	–1.13820877044e–44	–3.39509265407e–36	0
C148	–5.58155939773e–45	–1.59881246338e–35	0
C150	–1.1257947084e–45	–1.64393351698e–35	0
C152	3.05498002608e–46	–4.06279755663e–35	0

Tabelle 3a zu Fig. 2

Koeffizient	M5	M4	M3
KY	0.00000000	0.00000000	0.00000000
KX	0.00000000	0.00000000	0.00000000
RX	4997.85095111	–2112.45063953	1529.98983277
C7	–2.64934513966e–07	1.89273692243e–08	2.30141572504e–07
C9	–1.02275154176e–07	2.24578737273e–07	–3.268139475e–08
C10	–3.58529782708e–11	3.00367594669e–12	–2.36082561078e–10
C12	–4.9246907079e–10	9.15190466593e–11	8.17432792012e–11
C14	4.18068550142e–11	–1.86961491549e–10	8.98995744518e–12
C16	–2.33582885532e–14	2.49288015867e–14	–9.49168400516e–14
C18	–6.64935525307e–13	4.57300068993e–14	–1.51152059367e–13
C20	2.51158326788e–13	6.05910718724e–13	3.26924325352e–15
C21	–7.58587504501e–17	2.6209355646e–18	–1.03927537496e–15
C23	2.9706436135e–16	3.89147605605e–17	4.01967423114e–16
C25	–7.24398350888e–16	1.72886683852e–16	–1.25223650307e–16
C27	1.29067517122e–15	9.67250734436e–16	1.29973787597e–17
C29	–3.66806365535e–19	1.11966577387e–20	–3.01532828727e–18
C31	1.38743586414e–18	3.26112070883e–21	4.58536404854e–19
C33	–2.1074598815e–18	1.82458829898e–18	1.84785650634e–19
C35	6.82134605053e–18	6.39027278186e–18	3.08696494132e–19
C36	1.72684802635e–21	–1.1241264358e–24	5.11575359654e–21
C38	–5.23814746024e–21	3.59866234052e–24	–2.36953860091e–21
C40	4.88595557655e–21	1.11349557184e–21	–3.2323829864e–21
C42	–2.73935360594e–20	–1.63239551524e–21	–5.9823730414e–21
C44	–8.91830823436e–21	–3.07237808618e–19	–3.66478918866e–22
C46	1.14420786647e–23	2.36946254842e–26	1.3404008736e–24
C48	1.51089581322e–23	5.86881781304e–25	1.13380597256e–24
C50	1.01354110578e–22	–1.98353608823e–24	8.59099727825e–24
C52	–1.57871862827e–22	–4.00699641554e–22	–1.98199627337e–23
C54	–2.70281260116e–22	–8.99606360177e–22	–1.09402520629e–23
C55	–2.99530454495e–26	1.1276615224e–29	–1.61852587295e–25
C57	1.66906885641e–25	–2.75540971759e–29	–9.90197266594e–26
C59	–4.7630760316e–25	1.13931030495e–27	–1.15255081904e–26
C61	3.99332451695e–25	–1.80754459752e–25	2.68291558586e–25
C63	8.16959066169e–26	2.65140938268e–25	2.28646621997e–25
C65	6.86788815181e–25	2.89316738013e–23	3.0306070855e–26
C67	–1.44180574273e–28	–2.98030343114e–31	–3.32903312322e–28
C69	–1.67216393045e–28	–3.33409775907e–30	6.10132641418e–29
C71	–6.32511343141e–27	–7.40743915189e–29	–3.59408936916e–28
C73	2.49850066444e–27	8.9024174133e–28	–1.72792557638e–28
C75	2.56508369948e–27	5.36215742643e–26	4.54232265997e–28
C77	1.76781060443e–26	1.65973996813e–25	2.09914074035e–28
C78	6.6154893582e–31	–9.09260444153e–35	2.25336614896e–30
C80	–3.57360023711e–30	–3.26498092927e–34	1.3717287718e–30
C82	2.2521844959e–29	–3.57773588423e–32	1.77602197424e–30
C84	6.98617866408e–31	–5.52094997569e–32	–1.8115221301e–30
C86	2.61592411475e–29	3.21138021598e–29	–8.1182151817e–30
C88	–1.28860790061e–29	1.2989561256e–28	–4.13962822604e–30
C90	1.99306807571e–29	–8.46035052396e–28	–8.38033245626e–31
C92	1.69512512866e–33	1.53955575428e–36	4.33046411747e–33
C94	–5.37548600045e–33	2.54899439029e–35	–1.94977541876e–33
C96	1.2323343676e–31	4.46903194246e–34	1.35972854707e–33
C98	2.91577495503e–32	1.22876567941e–32	7.48060131966e–33
C100	2.83140664506e–32	–4.51139794637e–32	–9.48521649263e–34
C102	–7.35429563867e–32	–2.38677334058e–30	–3.51454229057e–33
C104	–3.91308991297e–31	–8.41212675083e–30	–1.66200828401e–33
C105	–5.74063834392e–36	3.5746372286e–40	–9.97766227542e–36
C107	3.56564546823e–35	6.37671213501e–39	–1.24442303308e–35
C109	–2.88760122652e–34	2.28464140209e–37	–3.05987016881e–35
C111	–3.23646931995e–34	7.19986551404e–36	–1.08572325891e–35
C113	–4.90795300661e–34	1.33071375354e–35	3.8247145557e–35
C115	–3.48161086366e–34	–1.54503270147e–33	8.18042208699e–35
C117	6.247666702e–35	–8.51276214335e–33	3.20475109238e–35
C119	–1.17824566618e–33	7.24969195114e–33	8.47300258599e–36

Tabelle 3b zu Fig. 2

Koeffizient	M2	M1
KY	0.00000000	0.00000000
KX	0.00000000	0.00000000
RX	1046.41671136	–2452.57717794
C7	2.81921849022e–08	–1.32131189464e–08
C9	2.60910200858e–08	2.63641439603e–08
C10	–3.81554531377e–11	–2.23122163453e–12
C12	–1.58401292054e–10	1.97038332761e–11
C14	1.19567299158e–10	2.35962745702e–11
C16	–1.96344536145e–13	4.12426988757e–15
C18	–5.14348480864e–13	2.00515826221e–14
C20	3.21831700042e–13	2.0181428346e–14
C21	9.55253981495e–16	–3.61993403263e–19
C23	–3.59796990594e–16	6.61686407457e–18
C25	–4.45059429451e–16	7.81487800337e–17
C27	6.07709332172e–16	–1.43516122942e–16
C29	7.27557975212e–18	1.24620102718e–21
C31	–1.41448352248e–18	5.65865895792e–20
C33	–1.08820186599e–18	–3.66080854642e–19
C35	1.20006174151e–19	–6.26860166045e–19
C36	–5.65820358138e–21	2.62566808538e–24
C38	1.75079330637e–20	1.04321716259e–22
C40	–6.470835275e–21	1.60537592652e–22
C42	–5.07756520622e–22	–4.06015804571e–22
C44	8.75238950512e–21	–3.9416927251e–23
C46	–4.60341144048e–23	–1.26381610795e–26
C48	1.38713113509e–23	1.79755313623e–25
C50	6.90412413566e–25	2.95493873274e–24
C52	4.08247584886e–23	1.19051164298e–23
C54	1.21723704887e–22	3.59205761538e–23
C55	1.80184468828e–25	–2.82467781996e–29
C57	5.66763258463e–26	–1.1968179381e–27
C59	1.27416441547e–25	–1.02184789683e–26
C61	3.5839312866e–26	–3.9500329805e–26
C63	–2.76559858939e–26	–1.13273802394e–28
C65	1.64218099265e–25	7.77955000342e–27
C67	9.01899301331e–28	4.27695376994e–31
C69	9.8931166309e–28	–1.53400430093e–30
C71	9.13361782641e–28	–5.92099058791e–29
C73	–1.36974927556e–27	–2.35143822434e–28
C75	–1.88153814203e–27	–8.21664378789e–28
C77	–2.38065711684e–27	–1.0816586527e–27
C78	–3.32890358694e–30	1.09539423094e–34
C80	–2.40441696361e–30	1.05197683304e–32
C82	1.05859363649e–30	1.351852454e–31
C84	–7.68334909364e–31	9.30452889595e–31
C86	–2.84343885414e–30	2.35397785891e–30
C88	–1.39988740193e–30	2.10252785839e–30
C90	–5.72398509166e–30	–8.1987242428e–31
C92	–9.00439514727e–33	–3.60788519019e–36
C94	–1.49414588626e–32	–7.62469952451e–36
C96	–1.8532862656e–32	4.2920185901e–34
C98	2.23436468458e–32	2.99555744051e–33
C100	2.37615874503e–32	9.73276528867e–33
C102	2.19318415616e–32	2.56990540051e–32
C104	1.17311232943e–32	1.98070480952e–32
C105	2.41930609648e–35	1.87075435092e–40
C107	1.93241586115e–35	–5.10968665456e–38
C109	–3.33509096165e–35	–9.05487277258e–37
C111	–6.05154437637e–36	–7.93652912126e–36
C113	1.266633919e–34	–3.89551940931e–35
C115	6.06854629978e–35	–8.07657684951e–35
C117	3.48777282019e–35	–9.2231140079e–35
C119	3.87357639923e–35	–3.97701258324e–36

Tabelle 3c zu Fig. 2

Oberfläche	DCX	DCY	DCZ
Bildfeld	0.00000000	0.00000000	0.00000000
M8	0.00000000	0.00000000	830.23689561
Blende (AS)	0.00000000	–115.27013957	291.48952931
M7	0.00000000	–154.23638458	109.36984116
M6	0.00000000	73.98524836	1176.02772961
M5	0.00000000	443.39740295	1497.26177190
M4	–0.00000000	1195.46103370	1700.65723862
M3	0.00000000	–626.17087993	1802.67881058
M2	–0.00000000	–1377.57017106	1490.89022659
M1	0.00000000	–2300.01653671	330.76300156
Objektfeld	0.00000000	–2472.23047446	2223.77925944

Tabelle 4a zu Fig. 2

Oberfläche	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
Bildfeld	–0.00000000	0.00000000	–0.00000000
M8	–6.03844402	0.00000000	–0.00000000
Blende (AS)	1.27230025	180.00000000	0.00000000
M7	–12.07688803	180.00000000	0.00000000
M6	59.46636800	0.00000000	–0.00000000
M5	28.07160878	0.00000000	180.00000000
M4	–84.03597087	–0.00000000	–0.00000000
M3	9.66508736	–0.00000000	180.00000000
M2	37.02330810	–0.00000000	–0.00000000
M1	–16.64550806	180.00000000	0.00000000
Objektfeld	0.00020441	0.00000000	–0.00000000

Tabelle 4b zu Fig. 2

Oberfläche	AOI[deg]	Reflektivität
M8	6.03844400	0.66684100
M7	0.00000000	0.67037900
M6	71.54325600	0.72467600
M5	77.06198500	0.82659800
M4	9.16956400	0.66199000
M3	77.12937700	0.82764400
M2	75.51240200	0.80153000
M1	21.84358600	0.61086100
Gesamttransmission		0.0718

Tabelle 5 zu Fig. 2

X[mm]	Y[mm]	Z[mm]
–280.97583600	37.74554100	0.00000000
–276.78360100	59.32660100	0.00000000
–269.84530600	80.50691600	0.00000000
–260.24895200	101.06856500	0.00000000
–248.11352400	120.80192100	0.00000000
–233.58467800	139.50839600	0.00000000
–216.83021100	157.00279700	0.00000000
–198.03577000	173.11520800	0.00000000
–177.40110300	187.69235900	0.00000000
–155.13695200	200.59854500	0.00000000
–131.46259800	211.71620600	0.00000000
–106.60395300	220.94621000	0.00000000
–80.79206400	228.20791700	0.00000000
–54.26189800	233.43902200	0.00000000
–27.25129500	236.59529300	0.00000000
–0.00000000	237.65031200	0.00000000
27.25129500	236.59529300	0.00000000
54.26189800	233.43902200	0.00000000
80.79206400	228.20791700	0.00000000
106.60395300	220.94621000	0.00000000
131.46259800	211.71620600	0.00000000
155.13695200	200.59854500	0.00000000
177.40110300	187.69235900	0.00000000
198.03577000	173.11520800	0.00000000
216.83021100	157.00279700	0.00000000
233.58467800	139.50839600	0.00000000
248.11352400	120.80192100	0.00000000
260.24895200	101.06856500	0.00000000
269.84530600	80.50691600	0.00000000
276.78360100	59.32660100	0.00000000
280.97583600	37.74554100	0.00000000
282.36856700	15.98690000	0.00000000
280.94517900	–5.72418900	0.00000000
276.72652200	–27.16403500	0.00000000
269.76975800	–48.11380300	0.00000000
260.16561000	–68.36279700	0.00000000
248.03437700	–87.71142900	0.00000000
233.52133000	–105.97373800	0.00000000
216.79209900	–122.97936800	0.00000000
198.02861400	–138.57509400	0.00000000
177.42586700	–152.62603300	0.00000000
155.18957000	–165.01655800	0.00000000
131.53453400	–175.65059400	0.00000000
106.68354800	–184.45085200	0.00000000
80.86645900	–191.35693000	0.00000000
54.31917300	–196.32298200	0.00000000
27.28237200	–199.31610600	0.00000000
0.00000000	–200.31610300	0.00000000
–27.28237200	–199.31610600	0.00000000
–54.31917300	–196.32298200	0.00000000
–80.86645900	–191.35693000	0.00000000
–106.68354800	–184.45085200	0.00000000
–131.53453400	–175.65059400	0.00000000
–155.18957000	–165.01655800	0.00000000
–177.42586700	–152.62603300	0.00000000
–198.02861400	–138.57509400	0.00000000
–216.79209900	–122.97936800	0.00000000
–233.52133000	–105.97373800	0.00000000
–248.03437700	–87.71142900	0.00000000
–260.16561000	–68.36279700	0.00000000
–269.76975800	–48.11380300	0.00000000
–276.72652200	–27.16403500	0.00000000
–280.94517900	–5.72418900	0.00000000
–282.36856700	15.98690000	0.00000000

Tabelle 6 zu Fig. 2

Eine Gesamt-Reflektivität der Projektionsoptik 7 beträgt etwa 7,18 %.
Die Referenzachsen der Spiegel sind in der Regel gegenüber einer Normalen auf die Bildebene 9 verkippt, wie die tabellierten Verkippungswerte deutlich machen.
Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von 26 mm und eine y-Erstreckung von 1,2 mm. Die Projektionsoptik 7 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm.
Eine Berandung einer Blendenfläche der Blende (vgl. auch die Tabelle 6 zur 2) ergibt sich durch Durchstoßpunkte an der Blendenfläche aller Strahlen des Beleuchtungslichts 3, die bildseitig am Feldmittelpunkt mit einer vollen bildseitigen telezentrischen Apertur in Richtung der Blendenfläche propagieren. Bei der Ausführung der Blende als Aperturblende handelt es sich bei der Berandung um eine innere Berandung.
Die Blende 18 kann in einer Ebene liegen oder auch dreidimensional ausgeführt sein.

Details zu den Einfallswinkeln der Einzelstrahlen 15 auf den jeweiligen Spiegeln M1 bis M8 sowie zu den Ausdehnungen der tatsächlich bei der Reflexion des Abbildungslichts 3 genutzten Spiegelflächen in x-Richtung und y-Richtung sowie zum sich hieraus ergebenden maximalen Spiegeldurchmesser finden sich in der nachfolgenden Tabelle:

	M1	M2	M3	M4	M5	M6	M7	M8
Maximaler Einfallswinkel [Grad]	22,4	81,0	80,9	11,7	83,3	76,6	19,8	8,1
Minimaler Einfallswinkel [Grad]	21,3	71,0	72,8	6,9	70,6	67,1	0,0	3,6
Spiegelabmessung in x-Richtung [mm]	707,1	381,1	408,2	820,6	403,8	183,9	403,9	956,9
Spiegelabmessung in y-Richtung [mm]	315,9	386,5	384,3	228,2	265,5	230,0	192,2	928,0
Maximaler Spiegeldurchmesser [mm]	707,1	398,8	427,4	820,6	403,8	247,4	403,9	957,4

Tabelle zu den Spiegeldaten der Projektionsoptik 7

Der größte Einfallswinkel auf den NI-Spiegeln liegt am Spiegel M1 vor und beträgt dort 22,4°. Keiner der anderen drei NI-Spiegel hat einen Einfallswinkel, der größer ist als 20°. Die maximalen Einfallswinkel der Spiegel der M4 und M8 sind kleiner als 12°. Der kleinste Einfallswinkel auf den GI-Spiegeln liegt beim Spiegel M6 vor und beträgt 67,1°. Alle GI-Spiegel haben demnach einen Einfallswinkel größer als 65°. Die Einfallswinkel der GI-Spiegel M2, M3 und M5 sind alle größer als 70°.
Der größte Spiegeldurchmesser liegt beim Spiegel M8 vor und beträgt 957,4 mm. Alle anderen Spiegel M1 bis M7 haben einen maximalen Durchmesser, der kleiner ist als 900 mm. Fünf der acht Spiegel, nämlich die Spiegel M2, M3 sowie M5 bis M7 haben einen maximalen Durchmesser, der kleiner ist als 450 mm.
In einer in der 3 dargestellten Blendenebene E_AS ist eine Blende 18 (vgl. 4) zur Vorgabe zweier, voneinander getrennter Abschnitte 19, 20 einer äußeren Randkontur (Konturabschnitte) einer Austritts-Pupille der Projektionsoptik 7 angeordnet. Eine derartige Blende wird auch als aperturbegrenzende Blende bezeichnet.
Die Blendenebene E_AS fällt mit einer Lageebene dieser Pupille der Projektionsoptik 7 zusammen. Die Blende 18 ist räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel M7 und dem im Strahlengang letzten Spiegel M8 angeordnet und begrenzt ein Abbildungslicht-Teilbündel 3_M7M8 im Strahlengang zwischen den Spiegeln M7 und M8.
Zur Vorgabe der Konturabschnitte 19, 20 der Pupille der Projektionsoptik 7 dienen zwei diesem vorgegebenen Randkonturverlauf folgende Blendenabschnitte 21, 22 der Blende 18. Die Blendenabschnitte 21, 22 geben die Pupillen-Randkonturabschnitte 19, 20 jeweils über einen Azimutwinkel α von etwa 45º vor. Auch andere Azimut-Erstreckungen der Blendenabschnitte 21, 22 im Bereich zwischen 10º und 160º, beispielsweise im Bereich von 20º, 30º, 40º, 50º, 60º, 70º, 80º, 90º, 100º, 110º, 120º, 130º, 140º oder 150º sind möglich.
Die Blende 18 kann vollständig in der Blendenebene E_AS liegen oder auch dreidimensional ausgeführt sein.
Bei einer nicht dargestellten Ausführung der Blende 18 liegen mehr als zwei Blendenabschnitte zur Vorgabe entsprechender, voneinander getrennter Abschnitte der äußeren Randkontur der Pupille der Projektionsoptik 7 vor.
Die beiden Blendenabschnitte 21, 22 sind über zwei Halteabschnitte 23, 24 miteinander verbunden. Bei einer alternativen Ausführung ist genau ein Halteabschnitt vorgesehen, der die beiden Blendenabschnitte 21, 22 miteinander verbindet. Bei einer weiteren Ausführung sind die Blendenabschnitte 21, 22 nicht direkt miteinander verbunden, sondern unabhängig voneinander an einem nicht dargestellten Rahmen fixiert.
Der über die beiden Blendenabschnitte 21, 22 vorgegebene Blendenquerschnitt der Blende 18 zur Vorgabe der Randkontur-Abschnitte der Pupille ist zu einer zur yz-Ebene parallelen Spiegelsymmetrie-Ebene 25 spiegelsymmetrisch. Diese Spiegelsymmetrie-Ebene 25 fällt mit der Meridionalebene nach 2 zusammen.
Die Randkontur-Abschnitte 19, 20, die von den Blendenabschnitten 21, 22 vorgegeben werden, sind beabstandet zur Spiegelsymmetrie-Ebene 25 angeordnet.
5 zeigt die gesamte Randkontur 26 der Pupille in der Pupillenebene E_AS, wobei die Konturabschnitte 19, 20, die über die Blendenabschnitte 21, 22 der Blende 18 vorgegeben werden, hervorgehoben sind.
Die verbleibenden Konturabschnitte der Randkontur 26, die nicht von der Blende 18 zwischen dem vorletzten Spiegel M7 und dem letzten Spiegel M8 vorgegeben werden, werden von weiteren Blenden 27, 28 vorgegeben, die auf dem vorletzten Spiegel M7 einerseits und dem letzten Spiegel M8 andererseits der Projektionsoptik 7 angeordnet sind.
6 zeigt eine Randkontur des Spiegels M7, wobei Blendenabschnitte 29, 30 der Blende 27, die zur Vorgabe der weiteren Pupillen-Randkonturabschnitte zwischen den Konturabschnitten 19, 20 gemäß 5 dienen, hervorgehoben sind. Diese Blendenabschnitte 29, 30 kreuzen die Spiegel-Symmetrieebene 25. Eine Azimuterstreckung β der Blendenabschnitte 29, 30 liegt bei etwa 135º. Es gilt in etwa: β = 180º – α.
7 zeigt in einer zur 6 ähnlichen Darstellung die Anordnung weiterer Blendenabschnitte 31, 32 der Blende 28 auf dem letzten Spiegel M8 im Strahlengang der Projektionsoptik 7. Die Blendenabschnitte 31, 32 kreuzen ebenfalls die Spiegel-Symmetrieebene 25. Aufgrund der näherungsweise kreisrunden, genutzten Randkontur des Spiegels M8 ist die Anordnung der Blendenabschnitte 31, 32 spiegelsymmetrisch sowohl zur Spiegel-Symmetrieebene 25 als auch näherungsweise spiegelsymmetrisch zu einer hierauf senkrechten Symmetrieebene 33, die parallel zur xz-Ebene verläuft.
Zur ergänzenden Vorgabe der Pupillen-Randkonturabschnitte zwischen den Konturabschnitten 19, 20 zur Vervollständigung der gesamten Randkontur 26 der Pupille kann genau eine Blende entsprechend den Blenden 27, 28 dienen, oder es können mehrere derartige Blenden dienen, zum Beispiel die beiden Blenden 27, 28 auf den Spiegeln M7 und M8. Alternativ oder zusätzlich können ergänzend zur Blende 18 auch noch weitere aperturbegrenzende Blenden zwischen Spiegeln im Abbildungsstrahlengang der Projektionsoptik 7 angeordnet sein.
Zusätzlich zu den aperturbegrenzenden Blenden 18, 27 und 28 hat die Projektionsoptik 7 noch mindestens eine Obskurationsblende zur Vorgabe einer inneren Pupillenobskuration.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015209827 A1 [0002]
DE 102012212753 A1 [0002]
WO 2012/126867 A [0047]
DE 10155711 A [0047]
US 20070058269 A1 [0055]

Claims

Abbildende Optik (7) für die Projektionslithographie – mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M8) zur Abbildung eines Objektfeldes (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) mit längs eines Abbildungs-Strahlenganges zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) geführtem Abbildungslicht (3), – mit einem im Strahlengang letzten Spiegel (M8) mit einer Durchtrittsöffnung (17) zum Durchtritt des Abbildungslichts (3), – mit einer Blende (18) zur Vorgabe mindestens zweier, voneinander getrennter Abschnitte (19, 20) einer äußeren Randkontur (26) einer Pupille der abbildenden Optik (7), – wobei die Blende (18) räumlich zwischen einem im Strahlengang vorletzten Spiegel (M7) und dem im Strahlengang letzten Spiegel (M8) angeordnet ist.
Abbildende Optik nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Blende (27; 28; 27, 28) zur Vorgabe mindestens eines weiteren Abschnitts der äußeren Randkontur (26) der Pupille.
Abbildende Optik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (18) genau zwei voneinander getrennte Abschnitte (19, 20) der äußeren Randkontur (26) der Pupille vorgibt.
Abbildende Optik nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (18) einen zu einer Spiegelsymmetrie-Ebene (25) spiegelsymmetrischen Blendenquerschnitt aufweist.
Abbildende Optik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (19, 20) der Pupille, deren äußere Randkontur von der Blende (18) vorgeben wird, von der Spiegelsymmetrie-Ebene (25) beabstandet sind.
Abbildende Optik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Blende (27; 28; 27, 28) auf einem der Spiegel (M7; M8; M7, M8) der abbildenden Optik (7) angeordnet ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens zwei weitere Blenden (27, 28) zur Vorgabe mindestens zweier weiterer Abschnitte der äußeren Randkontur der Pupille.
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 7.
Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System nach Anspruch 8 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 9, – Erzeugen einer Mikro- beziehungsweise Nanostruktur auf dem Wafer (11).
Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 10.