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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Anordnung, insbesondere für eine Projektionsbelichtungsanlage oder ein Lithographieinspektionsgerät, mit mindestens einem optischen Element und mit mindestens einer Fassung, mit der das optische Element gelagert wird, wobei das optische Element einen optisch genutzten Bereich und einen optisch nicht genutzten Bereich aufweist und wobei die Fassung das optische Element im optisch nicht genutzten Bereich lagert. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden optischen Anordnung.
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STAND DER TECHNIK
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Bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie, die zur Herstellung von mikrostrukturierten und nanostrukturierten Bauteilen der Elektrotechnik oder Mikrosystemtechnik dienen, kann es zum Auftreten von so genanntem Überaperturlicht oder Überaperturstrahlen kommen. Darunter werden solche elektromagnetischen Strahlen bzw. Licht verstanden, welches beispielsweise von der strukturgebenden Maske (Retikel) der Projektionsbelichtungsanlage bei der Abbildung gebeugt und unter einen Winkel abgestrahlt wird, der größer ist als der Aperturwinkel, der für die Abbildung objektseitig genutzt und durch den Durchmesser der den Projektionsstrahlengang begrenzenden Aperturblende bestimmt wird. Dieser objektseitige Aperturwinkel definiert die objektseitige Nutzapertur. Entsprechendes gilt auf der Bildseite, das heißt auf der Seite des zum Objekt optisch konjugierten Bildes.
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Dieses Überaperturlicht kann beim Auftreffen auf ein optisches Element oder auf die Fassung bzw. Halterung desselben in einer entsprechenden optischen Anordnung zu einer Erwärmung führen, die die Temperaturbelastung des optischen Elements bzw. der Fassung und somit der gesamten optischen Anordnung weiter erhöht. Dies ist insbesondere bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie nachteilhaft.
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Entsprechend wird angestrebt, eine derartige unerwünschte Strahlenbelastung zu vermeiden und entsprechendes Licht möglichst effektiv auszublenden, um die Erwärmung von optischen Elementen und Halterungen der Projektionsbelichtungsanlage oder einer entsprechenden optischen Anordnung zu minimieren.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen zur Reduzierung der Erwärmung von optischen Elementen und/oder deren Halterungen bzw. Fassungen in optischen Anordnungen durch unerwünschte Strahlenbelastung vorzusehen. Die entsprechenden Maßnahmen sollen einfach durchführbar sein und die übrigen Abbildungseigenschaften der optischen Anordnung, wie einer Projektionsbelichtungsanlage oder eines Lithographieinspektionsgeräts, nicht beeinträchtigen.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, dass eine effektive Ausblendung von außerhalb der Nutzapertur auf optisch nicht genutzte Randbereiche eines optischen Elements sowie die Fassung des optischen Elements einfallender Strahlung, so genanntes Überaperturlicht, dann erfolgen kann, wenn eine Blende zum Ausblenden des Lichts bzw. der Strahlung mit der Blendenöffnung unmittelbar an der Grenze zwischen optisch genutztem Bereich des optischen Elements und optisch nicht genutztem Bereich des optischen Elements und/oder nahe an der Fassung des optischen Elements angeordnet wird. Entsprechend wird vorgeschlagen, den optisch nicht genutzten Bereich des optischen Elements so auszubilden bzw. zu formen, dass eine Blende benachbart zur Fassung des optischen Elements angeordnet werden kann und/oder die Blendenöffnung der Blende an der Grenze zwischen optisch genutztem und optisch nicht genutztem Bereich platziert werden kann. Dadurch ist es möglich, eine effektive Ausblendung unerwünschten Lichts zu ermöglichen und die Erwärmung des optischen Elements und/oder der Fassung durch das unerwünschte Licht zu begrenzen bzw. zu minimieren.
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Die Fassung des optischen Elements kann unterhalb des optischen Elements angeordnet sein, sodass das optische Element auf der Fassung aufliegt. Darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, dass das optische Element und die Fassung so ausgebildet sind, dass die Fassung in einem Bereich entlang einer Axialerstreckung des optischen Elements angeordnet ist. Unter Axialerstreckung wird hierbei die Erstreckung des optischen Elements entlang der optischen Achse des optischen Elements verstanden. Bei einer optischen Linse verläuft somit die Axialerstreckung beispielsweise entlang des Linsenrandes, der die optisch wirksamen Flächen der Linse begrenzt und miteinander verbindet. Der Randbereich entlang des Linsenrandes kann hierbei den optisch nicht genutzten Bereichs des optischen Elements darstellen, sodass sich der optisch nicht genutzte Bereich ebenfalls entlang der Axialrichtung erstreckt. Entsprechend kann die Fassung nicht nur unterhalb des optischen Elements angeordnet sein, sondern auch im Bereich des Linsenrandes.
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Die Blende kann analog zu der Anordnung der Fassung innerhalb des Bereichs der Axialerstreckung des optischen Elements oder des optisch nicht genutzten Bereichs des optischen Elements angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Blende oberhalb des optischen Elements angeordnet werden.
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Blende und Fassung können insbesondere so benachbart zueinander angeordnet sein, dass der Abstand von Fassung und Blende kleiner oder gleich der Länge der Axialerstreckung des optisch nicht genutzten Bereichs oder des optischen Elements ist, insbesondere kleiner oder gleich 50%, vorzugsweise kleiner oder gleich 25% der Länge der Axialerstreckung des optisch nicht genutzten Bereichs oder des optischen Elements.
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Der optisch nicht genutzte Bereich des optischen Elements kann, wie oben erwähnt, beispielsweise bei einer optischen Linse, die eine runde Scheibenform aufweist, in einem Bereich entlang des Umfangsrandes bzw. des Linsenrandes vorliegen. In diesem optisch nicht genutzten Bereich kann eine Nut zur Aufnahme der Blende ausgebildet sein und/oder es kann eine Aussparung bzw. eine Stufe oder Schulter im oder am optisch nicht genutzten Bereich bzw. Linsenrand ausgebildet sein, wobei in dem Freiraum an der Stufe oder Schulter bzw. in der Aussparung die Blende zumindest teilweise, z.B. mit der Blendenöffnung, angeordnet sein kann, sodass die Blendenöffnung möglichst exakt an der Grenze zwischen optisch nicht genutztem Bereich und optisch genutztem Bereich zu liegen kommt.
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Durch eine Stufe bzw. Schulter oder eine Aussparung im oder am optisch nicht genutzten Bereich des optischen Elements kann ein Vorsprung des optischen nicht nutzbaren Bereichs ausgebildet sein, der zur Lagerung des optischen Elements an der Fassung dienen kann. Somit kann durch die Anordnung der Blende in der Aussparung bzw. im Freiraum benachbart zu der Stufe oder Schulter des optischen Elements auch eine Anordnung der Blende in unmittelbarer Nachbarschaft zur Fassung erreicht werden.
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Die optische Anordnung kann neben der Blende, die im Bereich des optischen Elements angeordnet ist, also im Bereich der Axialerstreckung des optischen Elements oder unmittelbar über dem optischen Element, mindestens eine weitere Blende aufweisen, um unerwünschtes Licht, welches die Blende am optischen Element und die Fassung passiert hat, auszublenden. Diese zweite Blende kann weiter beabstandet von dem optischen Element vorgesehen werden.
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Entsprechend kann bei einem Verfahren zur Herstellung einer derartigen optischen Anordnung zunächst ein optisches Element mit den erforderlichen optischen Flächen gewählt werden. Dann kann bestimmt werden, welcher bzw. welche optisch nicht genutzten Bereiche vorliegen, wenn das optische Element in der optischen Anordnung angeordnet ist. Diese optisch nicht genutzten Bereiche dienen zur Lagerung einer Fassung. Zur Minimierung von Überaperturlicht oder sonstigem unerwünschten Licht, welches auf den optisch nicht genutzten Bereich und/oder die Fassung fallen könnte, kann dann die Position einer Blende bestimmt werden, wobei der optisch nicht genutzte Bereich des optischen Elements entsprechend gestaltet werden kann, um die Blende mit ihrer Blendenöffnung möglichst an der Grenze zwischen optisch genutztem Bereich und optisch nicht genutztem Bereich anzuordnen und/oder die Blende benachbart zur Fassung anzuordnen. Hierfür kann die Gestaltung des optischen Elements so vorgenommen werden, dass im optisch nicht genutzten Bereich Teile des optischen Elements entfernt oder weggelassen werden, sodass dort die Blende oder die Fassung angeordnet werden kann. Insbesondere kann am optisch nicht genutzten Bereich des optischen Elements eine Nut oder Aussparung ausgebildet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
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1 eine Darstellung einer Projektionsbelichtungsanlage,
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2 eine teilweise Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung,
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3 eine teilweise Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung,
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4 eine teilweise Schnittansicht einer dritten Ausführungsform, einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung,
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5 eine teilweise Schnittansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung,
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6 eine Draufsicht einer optischen Linse und in
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7 eine Schnittansicht durch die optische Linse aus 6.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Die 1 zeigt in einer rein schematischen Weise eine Projektionsbelichtungsanlage, in welcher die vorliegende Erfindung verwirklicht werden kann. Allerdings gibt es darüber hinaus weitere optische Anordnungen, in denen die Erfindung ebenfalls verwirklicht werden kann.
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Die Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Lichtquelle 1, deren Licht bzw. elektromagnetische Strahlung im Beleuchtungssystem 2 aufbereitet wird, um ein Retikel 3 zu beleuchten, welches die abzubildenden Strukturen aufweist, die abgebildet werden sollen, um sie durch mikrolithographische Prozesse auf einem Wafer auszubilden. Die Strukturen des Retikels 3 werden durch das Projektionsobjektiv 4 in verkleinernder Weise auf den Wafer 5 abgebildet, um dort durch lithographische Prozesse die Strukturen auszubilden.
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Eine erfindungsgemäße optische Anordnung mit der Lagerung eines optischen Elements in einer Fassung und mit der Anordnung einer Blende zum Ausblenden von unerwünschtem Licht kann sowohl im Beleuchtungssystem 2 als auch im Projektionsobjektiv 4 vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Erfindung in weiteren Vorrichtungen und Anlagen eingesetzt werden, beispielsweise Inspektionseinrichtungen für die Lithographie oder dergleichen.
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Die 2 zeigt eine teilweise Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer optischen Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. In 2 ist eine optische Linse 10 teilweise gezeigt, die auf einer Fassung 11 gelagert ist. Die Fassung 11 ist hierbei an der Unterseite 18 der optischen Linse 10 angeordnet, um über ein oder mehrere nicht näher dargestellte Lagerelementen die optische Linse 10 aufzunehmen. Unmittelbar oberhalb der Fassung 11 ist eine Blende 12 angeordnet, die mit ihrer Blendenöffnung in eine Nut 17 am Linsenrand eingreift, der die optischen Flächen an der Oberseite 24 und Unterseite 18 der optischen Linse verbindet und die optische Linse umlaufend um eine optische Achse 23 umgibt. An der Unterseite 18 und der Oberseite 24 der optischen Linse 10 sind die optisch wirksamen Flächen der Linse 10 ausgebildet, wobei die gestrichelte Linie 15 eine Trennlinie zwischen dem optisch genutzten Bereich 13 und dem optischen nicht benutzen Bereich 14 darstellt.
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Die bereits vorher erwähnte Nut 17 im Linsenrand 25, die zur teilweisen Aufnahme der Blende 12 dient, ermöglicht nunmehr, dass die Blende 12 mit dem Rand ihrer Blendenöffnung 26 direkt und unmittelbar an der Trennlinie 15 zwischen dem optisch genutzten Bereich 13 und dem optisch nicht genutzten Bereich 14 angeordnet werden kann. Gleichzeitig kann der Abstand D zwischen der Fassung 11 und der Blende 12 klein gewählt werden. Dadurch kann Überaperturlicht 16 wirksam ausgeblendet werden, bevor es auf die Fassung 11 trifft und dort zu einer Erwärmung der Linsenanordnung beiträgt.
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Durch die Einbeziehung des Linsenrands 25 in die Anordnung und Halterung der Blende 12 kann somit sowohl eine exakte Anordnung der Blendenöffnung bezüglich des optisch genutzten Bereichs 13 erfolgen als auch eine nahe Anordnung an der Fassung ermöglicht werden, sodass mit der Blende 12 Überaperturlicht 16, welches schräg auf die Fassung 11 fallen könnte, effektiv ausgeblendet werden kann, sodass das Problem der Aufheizung nicht optisch genutzter Bereiche der optischen Linse 10 und/oder der Fassung 11 vermieden werden kann.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung, wobei anstelle einer Nut ein ausgesparter Bereich 20 am Linsenrand 25 vorgesehen ist, sodass kein oder weniger optisch ungenutzte Bereiche oberhalb der Blende 12 vorliegen, die durch Überaperturlicht 16 aufgeheizt werden können. Die durch die Aussparung 20 gebildete Stufe im Linsenrand 25 bildet einen Vorsprung 19 aus, der zur Lagerung der Fassung 11 Verwendung findet.
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Oberhalb des Vorsprungs 19 kann die Blende 12 mit ihrer Blendenöffnung wieder unmittelbar an der. Trennlinie 15 zwischen optisch genutztem Bereich 13 und optisch nicht genutztem Bereich 14 angeordnet werden.
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Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung, wobei nunmehr jedoch der am Linsenrand 25 ausgebildete Vorsprung 21 an der Oberseite 24 der optischen Linse 10 angeordnet ist und die Blende 12 in unmittelbarer Nachbarschaft zur Fassung 11 oberhalb der Oberseite 24 der optischen Linse 10 vorgesehen ist.
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Die 5 zeigt die Ausführungsform der 4, wobei zusätzlich eine zweite Blende 22 angeordnet ist, mit der Überaperturlicht 16, welches die Blende 12 und die Fassung 11 passiert, ausgeblendet werden kann.
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Die 6 und 7 zeigen noch einmal in einer vergrößerten Darstellung einer optischen Linse in der Draufsicht und einer seitlichen Schnittansicht den optisch genutzten Bereich 13 und den optisch nicht genutzten Bereich 14 mit der Grenzfläche 15 dazwischen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten einzelnen Merkmale mit ein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lichtquelle
- 2
- Beleuchtungssystem
- 3
- Retikel
- 4
- Projektionsobjektiv
- 5
- Wafer
- 10
- optische Linsen
- 11
- Fassung
- 12
- Blende
- 13
- optisch genutzter Bereich
- 14
- optisch nicht genutzter Bereich
- 15
- Grenzfläche zwischen optisch genutztem Bereich und optisch nicht genutztem
- B
- ereich
- 16
- Überaperturlicht
- 17
- Nut
- 18
- Unterseite
- 19
- Vorsprung
- 20
- Aussparung
- 21
- Vorsprung
- 22
- Blende
- 23
- Optische Achse
- 24
- Oberseite
- 25
- Linsenrand
- 26
- Rand der Blendenöffnung
- A
- Axialerstreckung
- D
- Abstand zwischen Fassung und Blende
