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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Anordnung von Komponenten eines derartigen optischen Systems, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils und ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil.
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Eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der
DE 10 2013 002 064 A1 beziehungsweise den dort angegebenen Referenzen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Abbildung eines dreidimensional strukturierten Objektes verbessert ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es für die Abbildungsleistung insbesondere dreidimensional strukturierter Objekte im Rahmen der Projektionslithographie vorteilhaft ist, wenn Hauptstrahl-Einfallswinkel auf dem Objektfeld und damit auf dem abzubildenden Objekt längs einer Objektfelddimension senkrecht zu einer Objektverlagerungsrichtung möglichst gering voneinander abweichen. Der Hauptstrahl-Einfallswinkel auf Objektfeldpunkten mit gleicher Objektfeldkoordinate in der Objektverlagerungsrichtung (y-Koordinate) variiert über das gesamte Objektfeld um höchstens 0,1 deg. Diese geringe Abweichung der Hauptstrahl-Einfallswinkel auf dem Objektfeld längs der Objektfelddimension (x-Koordinate) senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung vergleichmäßigt und verbessert die Abbildungsleistung einer Projektionsbelichtungsanlage, die mit einer solchen Beleuchtungsoptik ausgerüstet ist. Eine Variation des Hauptstrahl-Einfallswinkels längs der Objektfelddimension senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung kann kleiner sein als 0,1 deg und kann beispielsweise höchstens 0,08 deg, höchstens 0,06 deg, höchstens 0,05 deg, höchstens 0,04 deg, höchstens 0,03 deg, höchstens 0,02 deg, höchstens 0,01 deg betragen und kann auch noch geringer sein.
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Im Objektfeld kann ein reflektierendes Retikel als zu beleuchtendes und abzubildendes Objekt anordenbar sein.
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Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 2 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden.
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Ein optisches System nach Anspruch 3 stellt eine Realisierungsvariante für einen Hauptstrahlverlauf „divergent“ am Objektfeld dar, bei denen eine geringe Hauptstrahl-Einfallswinkelvariation auf dem Objektfeld längs einer Objektfelddimension senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung vorliegt. Erfindungsgemäß wurde dabei erkannt, dass die Ausrichtung der Bogenform des Objektfeldes relativ zur letzten Beleuchtungsoptik-Komponente im Beleuchtungslicht-Strahlengang die Hauptstrahl-Einfallswinkelabhängigkeit stark beeinflusst. Die Anordnung der optischen Komponenten ist dabei jeweils so, dass sich die Bogenform des Objektfeldes hin zu einem realen oder virtuellen Homozentriezentrum der Beleuchtungsoptik öffnet, sodass der Innenbogenkonturabschnitt einer Projektion des realen oder virtuellen Homozentriezentrums in die Objektfeld-Anordnungsebene zugewandt ist.
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Bei einem Facettenspiegel nach Anspruch 4 wird auf eine zwischenliegende beleuchtungsoptische Komponente zwischen einem solchen Facettenspiegel und dem Objektfeld verzichtet. Dies erhöht den Lichtdurchsatz der Beleuchtungsoptik, was insbesondere beim Einsatz von EUV-Wellenlängen von Vorteil ist.
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Die Projektionsoptik des optischen Systems kann mindestens einen Spiegel mit einer Freiform-Reflexionsfläche aufweisen, die mathematisch über keine Rotations-Symmetrieachse verfügt. Derartige Freiform-Reflexionsflächen sind beispielsweise bekannt aus der
US 2015/0293457 A1 und den dort angesprochenen Referenzen. Alle Spiegel der Projektionsoptik können mit solchen Freiform-Reflexionsflächen ausgeführt sein.
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Bei einer Ausführung nach Anspruch 5 kann der GI-Spiegel zur Erzeugung eines konvergenten Hauptstrahlverlaufs vor dem Objektfeld genutzt werden, was eine Eintrittspupille im Strahlengang der Projektionsoptik erzeugt, was das Design der Projektionsoptik vereinfacht. Alternativ oder zusätzlich kann ein solcher GI-Spiegel als Faltspiegel verwendet werden. Ein minimaler Einfallswinkel des Beleuchtungslicht auf dem GI-Spiegel kann größer sein als 45°, 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°, kann größer sein als 80°, kann größer sein als 85° und kann auch noch größer sein.
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Die Projektionsoptik kann mit Spiegeln ausgeführt sein, deren Reflexionsflächen mathematisch über rotationssymmetrische Parentflächen beschrieben werden können. Die Rotationssymmetrieachsen dieser Parentflächen können zusammenfallen und damit eine gemeinsame optische Achse der Projektionsoptik bilden.
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Die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 6 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das optische System bereits erläutert wurden.
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Bei einem Komponentenanordnungsverfahren nach Anspruch 7 erfolgt eine Ausrichtung der Bogenform des Objektfeldes abhängig der Funktion einer Pupillen-Beleuchtungs-Komponente als letzte Beleuchtungs-Komponente vor dem Objektfeld oder nicht. Es wurde erkannt, dass es auf die Lage der letzten Beleuchtungs-Komponente der Beleuchtungsoptik relativ zum Objektfeld ankommt. Diese letzte Beleuchtungs-Komponente wird so angeordnet, dass eine Projektion ihres mit dem Beleuchtungslicht beaufschlagten Zentrums auf eine Objektfeld-Anordnungsebene auf einer dem Innenbogenkonturabschnitt zugewandten Seite des Objektfeldes liegt. Bei dieser letzten Beleuchtungs-Komponente kann es sich entweder um die Pupillen-Beleuchtungs-Komponente, also beispielsweise um einen Pupillenfacettenspiegel, oder um einen Spiegel im Strahlengang des Beleuchtungslichts zwischen dieser Pupillen-Beleuchtungs-Komponente und dem Objektfeld handeln. Es resultiert dann jeweils eine vorteilhaft kleine Hauptstrahl-Einfallswinkelvariation längs der Objektfelddimension senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung.
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Die Vorteile eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 8 sowie eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das optische System bereits erläutert wurden.
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Hergestellt werden kann mit der Projektionsbelichtungsanlage insbesondere ein Halbleiter-Bauteil, beispielsweise ein Speicherchip.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie;
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2 in einem Meridionalschnitt eine Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage, wobei ein Strahlengang für Haupt- und Komastrahlen von Beleuchtungslicht ab einem Homozentriezentrum vor einem Objektfeld dargestellt ist, wobei im Bereich einer durch dieses Homozentriezentrum definierten Pupillenebene ein Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik als letzte Beleuchtungs-Komponente vor dem Objektfeld anordenbar ist;
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3 perspektivisch und schematisch einen Strahlengang von Hauptstrahlen von einer Beleuchtungsoptik nach 2 hin zum Objektfeld der Projektionsbelichtungsanlage geführtem Beleuchtungslicht zwischen der im Strahlengang des Beleuchtungslichts letzten Beleuchtungsoptik-Komponente der Beleuchtungsoptik vor dem Objektfeld und dem Objektfeld, wobei die Hauptstrahlen verschiedener Feldpunkte, die von dem Facettenspiegel als letzter Beleuchtungsoptik-Komponente hin zum Objektfeld laufen, zueinander divergent verlaufen;
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4 in einer zur 2 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik und einer Beleuchtungsoptik zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage nach 1, wobei ein Faltspiegel zwischen dem im Bereich der Pupillenebene angeordneten Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik und dem Objektfeld eine letzte Beleuchtungsoptik-Komponente im Strahlengang vor dem Objektfeld darstellt;
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5 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung den Hauptstrahlverlauf zwischen dem in der Pupillenebene vor dem Objektfeld liegenden Homozentriezentrum und dem Objektfeld bei der Ausführung nach 4 eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsoptik, bei der die Hauptstrahlen zwischen der letzten Beleuchtungsoptik-Komponente und dem Objektfeld divergent verlaufen und wobei ein Spiegel für streifenden Einfall die letzte Beleuchtungsoptik-Komponente vor dem Objektfeld darstellt;
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6 eine Aufsicht auf das Objektfeld bei der Beleuchtung nach 2 bis 5; und
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7 in einem Diagramm eine Abhängigkeit eines Hauptstrahl-Einfallswinkels auf dem Objektfeld längs einer Objektfelddimension x senkrecht zu einer Objektverlagerungsrichtung y, nämlich eine Abhängigkeit eines Hauptstrahl-Einfallswinkels von der x-Koordinate für äquidistant zueinander liegende Kontur-Feldpunkte auf einer Randkontur des Objektfeldes, wobei eine x-Längenskala in der 7 identisch ist zu derjenigen nach 5.
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Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie hat eine Lichtquelle 2 für Beleuchtungslicht beziehungsweise Abbildungslicht 3, die nachfolgend noch weiter erläutert wird. 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. Das Beleuchtungs- beziehungsweise Abbildungslicht 3 wird nachfolgend auch als EUV-Nutzlicht bezeichnet.
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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. Ein Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 ist in der 1 äußerst schematisch dargestellt.
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Zur Führung des Beleuchtungslichts 3 von der Lichtquelle 2 hin zu einem Objektfeld 4 in einer Objektebene 5 dient eine Beleuchtungsoptik 6. Letztere umfasst einen in der 1 stark schematisch dargestellten Feldfacettenspiegel 7 und einen im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 nachfolgenden, ebenfalls stark schematische dargestellten Pupillenfacettenspiegel 8. Der Feldfacettenspiegel 7 ist ein erster Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 6. Der Pupillenfacettenspiegel 8 ist ein zweiter Facettenspiegel der Beleuchtungsoptik 6. Zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 8, der in einer Pupillenebene 9 der Beleuchtungsoptik angeordnet ist, und dem Objektfeld 4 ist ein feldformender Spiegel 10 für streifenden Einfall (GI-Spiegel, grazing incidence Spiegel) im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 angeordnet. Ein derartiger GI-Spiegel 10 ist nicht zwingend, wie nachfolgend anhand der Ausführungen der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach den 2 und 3 einerseits und nach den 4 und 5 andererseits noch erläutert wird. Auch die Anordnung des GI-Spiegels 10 nach 1 ist lediglich beispielhaft, wobei nachfolgend anhand der 4 eine hierzu alternative Anordnung noch beschrieben wird.
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Nicht näher dargestellte Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels
8 sind Teil einer Übertragungsoptik, die ebenfalls nicht dargestellte Feldfacetten des Feldfacettenspiegels
7 einander überlagernd in das Objektfeld
4 überführen und insbesondere abbilden. Für den Feldfacettenspiegel
7 einerseits und den Pupillenfacettenspiegel
8 andererseits kann eine Ausführung genutzt werden, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Eine derartige Beleuchtungsoptik ist beispielsweise bekannt aus der
DE 10 2009 045 096 A1 . Bei dem Pupillenfacettenspiegel
8 kann es sich um einen MEMS(microelectromechanical system, mikroelektromechanisches System)-Spiegel handeln, wie dies aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt ist.
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Mit einer Projektionsoptik beziehungsweise abbildenden Optik
11 wird das Objektfeld
4 in ein Bildfeld
12 in einer Bildebene
13 mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Hierfür einsetzbare Projektionsoptiken sind beispielweise bekannt aus der
DE 10 2012 202 675 A1 . In der
1 ist schematisch eine Anordnungsposition eines ersten Spiegels M1 der Projektionsoptik
11 angedeutet. Eine Reflexionswirkung des Spiegels M1 auf das Beleuchtungslicht
3 ist dabei nicht dargestellt.
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Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie der verschiedenen Ausführungen der Projektionsoptik 11 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 aus dieser heraus. Die y-Richtung verläuft in der 1 nach rechts und die z-Richtung in der 1 nach oben. Die Objektebene 5 verläuft parallel zur xy-Ebene.
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Bei der Projektionsoptik
11 kann es sich um eine anamorphotische Optik mit zueinander unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben in der xz-Ebene einerseits und in der yz-Ebene andererseits handeln. Eine solche anamorphotische Projektionsoptik ist bekannt beispielsweise aus der
US 2013/0128251 A1 , aus der
DE 10 2014 203 187 A1 und aus der
DE 10 2014 208 770 A1 .
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Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 sind bogenförmig, insbesondere teilringförmig ausgeführt. 6 zeigt eine Aufsicht auf eine Randkontur 14 des Objektfeldes 4. Die Einheiten einerseits in der x-Dimension und andererseits in der y-Dimension sind zueinander maßstabsgetreu, absolut aber willkürlich gewählt. Gestrichelt ist in der 6 auch jeweils der kleinste y-Wert ymin und der größte y-Wert ymax der Konturkoordinaten der Randkontur 14 eingezeichnet. Zur Randkontur 14 gehört ein konvexer Außenbogenkonturabschnitt AK und ein konkaver Innenbogenkonturabschnitt IK. Die Konturabschnitte IK, AK können teilkreisförmig sein. Alternativ können die Konturabschnitte IK, AK eine andere Bogenform, zum Beispiel eine Ellipsenform, haben. Dies kann insbesondere dann gelten, wenn das Objektfeld 4 zusammen mit einer anamorphotisch ausgeführten Projektionsoptik 11 in ein Bildfeld 8 mit teilkreisförmigen Konturabschnitten abgebildet werden soll.
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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.
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Für die Projektionsoptik 11 kann eines der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Reflexionsmaske 15, die auch als Retikel bezeichnet wird. Das reflektierende Retikel 15 wird von einem Retikelhalter 16 getragen. Der Retikelhalter 16 wird von einem Retikelverlagerungsantrieb 17 in einer Objektverlagerungsrichtung längs der y-Richtung verlagert.
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Die Abbildung durch die Projektionsoptik 11 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 18 in Form eines Wafers, der von einem Substrathalter 19 getragen wird. Der Substrathalter 19 wird von einem Wafer- beziehungsweise Substratverlagerungsantrieb 20 verlagert.
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In der 1 ist schematisch zwischen dem Retikel 15 und der Projektionsoptik 11 ein in diese einlaufendes Strahlenbündel 21 des Beleuchtungslichts 3 und zwischen der Projektionsoptik 11 und dem Substrat 18 ein aus der Projektionsoptik 11 auslaufendes Strahlenbündel 22 des Beleuchtungslichts 3 dargestellt. Eine bildfeldseitige numerische Apertur (NA) der Projektionsoptik 11 ist in der 1 nicht maßstäblich wiedergegeben.
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Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scannertyp. Sowohl das Retikel 15 als auch das Substrat 18 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der y-Richtung gescannt. Auch ein Steppertyp der Projektionsbelichtungsanlage 1, bei dem zwischen einzelnen Belichtungen des Substrats 18 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 15 und des Substrats 18 in der y-Richtung erfolgt, ist möglich. Diese Verlagerungen erfolgen synchronisiert zueinander durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungsantriebe 17 und 20.
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Anhand der 4 und 5 wird nachfolgend eine erste Ausführung eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage 1 erläutert, zu der eine erste Ausführung der Beleuchtungsoptik 6 und eine erste Ausführung der Projektionsoptik 11 gehören.
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4 und 5 zeigen Details eines Strahlengangs des Beleuchtungslichts 3 zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 8 und dem Objektfeld 4. Dargestellt ist in einem Meridionalschnitt unter anderem der Verlauf von Hauptstrahlen 23, die zueinander beabstandete Feldpunkte des Objektfeldes 4 beaufschlagen und vom nicht dargestellten Retikel 15 in die Projektionsoptik 11 reflektiert werden. Vor dem Objektfeld 4 ist der Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 lediglich schematisch wiedergegeben, ähnlich wie in der 1. Da der Pupillenfacettenspiegel 8 in der Pupillenebene 9 der Beleuchtungsoptik 6 angeordnet ist, schneiden sich alle Hauptstrahlen 23 am Ort des Pupillenfacettenspiegels 8 (vgl. 5) in einem Homozentriezentrum 24. Die Hauptstrahlen 23 verlaufen vom Pupillenfacettenspiegel 8 hin zum insbesondere planen GI-Spiegel 10 und von dort aus zum Objektfeld 4 divergent. Dieser divergente Verlauf der Hauptstrahlen 23 zwischen dem GI-Spiegel 10 und dem Objektfeld 4 sorgt dafür, dass die Hauptstrahlen 23 nach Reflexion am Retikel 15 in ihrem Verlauf zwischen dem Objektfeld 4 und einer ersten Komponente der Projektionsoptik 11, also zum Spiegel M1, ebenfalls divergent zueinander verlaufen. Gestrichelt ist in der 5 noch ein virtueller Verlauf der Hauptstrahlen 23’ bis zu einem virtuellen Homozentriezentrum 24’ ohne die reflektierende Wirkung des GI-Spiegels dargestellt.
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Die Projektionsoptik 11 hat insgesamt sechs im Verlauf des Strahlengangs in der 4 durchnummerierte Spiegel M1 bis M6. Alle sechs Spiegel M1 bis M6 haben zu einer gemeinsamen optischen Achse oA rotationssymmetrische Parentflächen, weisen also Reflexionsflächen auf, die Flächenstücke von die optische Achse als gemeinsame Rotationsachse aufweisenden Flächen darstellen.
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Gestrichelt ist in der 4 zudem der Verlauf eines Hauptstrahls eines zentralen Feldpunkts ohne die reflektierende Wirkung des GI-Spiegels 10 (Hauptstrahl 23’, Homozentriezentrum 24’) und auch ohne die reflektierende Wirkung des Retikels 15 (Hauptstrahl 23’’, Homozentriezentrum 24’’) dargestellt.
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Bei der Ausführung des optischen Systems nach den 4 und 5 stellt der GI-Spiegel 10 die letzte Beleuchtungsoptik-Komponente der Beleuchtungsoptik 6 im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 vor dem Objektfeld 4 dar. Eine Projektion eines mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Zentrums Z des GI-Spiegels 10 auf die Objektebene 5, also auf die Anordnungsebene xy des Objektfeldes 4, liegt am Ort Z’ auf einer dem Innenbogenkonturabschnitt IK zugewandten Seite des Objektfeldes 4. Die Bogenform des Objektfeldes 4 öffnet sich hin zum virtuellen Homozentriezentrum 24’.
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Entsprechend liegt eine Projektion ZM eines mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Zentrums der ersten Projektionsoptik-Komponente M1 auf die Anordnungsebene xy des Objektfeldes auf einer dem Außenbogenkonturabschnitt AK zugewandten Seite des Objektfeldes 4. Bei einer Aufsicht entsprechend 6 würde das Zentrum Z’ der Projektion des GI-Spiegels 10 in der Projektion auf die xy-Ebene also oberhalb des Objektfeldes 4 und das Zentrum ZM der Projektion des Spiegels M1 würde unterhalb des Objektfeldes 4 liegen.
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Eine Projektion Z’8 eines mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Zentrums Z8 des Pupillenfacettenspiegels 8, welches mit dem Homozentriezentrum 24 zusammenfällt, auf die Objektebene 5 liegt auf einer dem Außenbogenkonturabschnitt AK zugewandten Seite des Objektfeldes 4. Die Bogenform des Objektfeldes 4 öffnet sich auch hin zum virtuellen Homozentriezentrum 24’’ des optischen Systems nach den 3 und 4. Der Innenbogenkonturabschnitt IK ist einer Projektion dieses virtuellen Homozentriezentrums 24’’ in die Objektfeld-Anordnungsebene beziehungsweise Objektebene 5 zugewandt (vgl. Schnittpunkt der optischen Achse oA mit der Objektebene 5).
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Durch diese Ausrichtung der Bogenform des Objektfeldes 4 relativ zur Anordnung des GI-Spiegels 10 einerseits und des ersten Spiegels M1 im Strahlengang der Projektionsoptik 11 andererseits sowie zum Pupillenfacettenspiegel 8 wird erreicht, dass ein Einfallswinkel der Hauptstrahlen 23 des Beleuchtungslichts 3 auf dem Objektfeld 4 längs der Objektfelddimension x senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung y um höchstens 0,1° variiert.
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Dies wird anhand der 7 verdeutlicht: Dort sind die Hauptstrahl-Einfallswinkel CRAO für äquidistant auf der Randkontur 14 des Objektfeldes 4 verlaufende Objektfeldpunkte aufgetragen. Sowohl längs dem Außenbogenkonturabschnitt AK (CRAO ungefähr gleich 5,3 deg) als auch längs dem Innenbogenkonturabschnitt IK (CRAO ungefähr gleich 5,5 deg) liegt praktisch keine x-Abhängigkeit des Einfallswinkels CRAO vor. Eine Abweichung des Hauptstrahl-Einfallswinkels CRAO einerseits längs dem Innenbogenkonturabschnitt IK und andererseits längs dem Außenbogenkonturabschnitt AK ist jeweils deutlich geringer als 0,1 deg und ist insbesondere geringer als 0,02 deg. Ein Unterschied zwischen dem minimalen Hauptstrahl-Einfallswinkel CRAOmin und dem maximalen Hauptstrahl-Einfallswinkel CRAOmax beträgt zudem weniger als 0,25 deg. Die Einheiten in der x-Dimension sind in den 6 und 7 zueinander identisch.
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2 und 3 zeigen eine alternative Konfiguration des optischen Systems mit einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 6 und einer weiteren Ausführung der Projektionsoptik 11, die anstelle der vorstehend im Zusammenhang insbesondere mit den 1, 4 und 5 erläuterten Konfiguration bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 sowie 4 bis 7 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Bei der Beleuchtungsoptik-Konfiguration nach 2 und 3 ist der Pupillenfacettenspiegel 8 selbst die letzte Beleuchtungsoptik-Komponente im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 vor dem Objektfeld 4. Die Pupillenebene 9, in der der Pupillenfacettenspiegel 8 angeordnet ist, stellt gleichzeitig eine Eintrittspupillenebene der Projektionsoptik 11 dar. Ein Kreuzungspunkt der Hauptstrahlen 23 in der Eintrittspupillenebene 9 stellt gleichzeitig das Homozentriezentrum 24 der Projektionsoptik 11 dar.
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Die Hauptstrahlen 23 verlaufen von der letzten Beleuchtungsoptik-Komponente, also dem Pupillenfacettenspiegel 8 der Beleuchtungsoptik 6 vor dem Objektfeld 4 hin zum Objektfeld 4. Nach Reflexion des Beleuchtungslichts 3 am Retikel 15 folgt entsprechend auch ein divergenter Verlauf der Hauptstrahlen 23, die vom Objektfeld 4 hin zur ersten Projektionsoptik-Komponente verlaufen, also zum Spiegel M1.
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Die Projektionsoptik 11 zur Ausführung nach den 2 und 3 hat ebenfalls sechs Spiegel M1 bis M6. Diese Spiegel M1 bis M6 haben Freiform-Reflexionsflächen, die nicht in Bezug auf eine Referenzachse rotationssymmetrisch sind. Diese Formgebung der Freiform-Reflexionsflächen ist so, dass keine Achse existiert, zu der diese Reflexionsflächenform der Spiegel M1 bis M6 der Projektionsoptik 11 nach den 2 und 3 rotationssymmetrisch ist.
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Bei der Beleuchtungsoptik-Konfiguration nach 2 und 3 liegt eine Projektion Z’8 eines mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Zentrums Z8 des Pupillenfacettenspiegels 8, also der letzten Beleuchtungsoptik-Komponente vor dem Objektfeld 4, auf die Anordnungsebene xy des Objektfeldes 4 auf einer dem Innenbogenkonturabschnitt IK zugewandten Seite des Objektfeldes 4. Bei der Aufsicht auf das Objektfeld 4 nach 6 liegt bei der Beleuchtungsoptik-Konfiguration nach 2 und 3 die Projektion des Pupillenfacettenspiegels 8 oberhalb des Objektfeldes 4.
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Diese Ausrichtung einer Bogenöffnung des Objektfeldes 4 führt auch bei der Beleuchtungsoptik-Konfiguration nach 2 und 3 zu einer praktisch verschwindenden x-Abhängigkeit des Hauptstrahl-Einfallswinkels CRAO auf dem Objektfeld 4 und zu absoluten Hauptstrahlwinkeln CRAO, wie vorstehend anhand der 7 beschrieben. Grundsätzlich ist auch eine Anordnung beleuchtungsoptischer Komponenten möglich, bei der zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 8 und dem Objektfeld 4 ein Faltspiegel angeordnet ist, wobei die Projektionen von Zentren sowohl des Pupillenfacettenspiegels 8 als auch dieses letzten Faltspiegels vor dem Objektfeld beide auf der dem Innenbogenkonturabschnitt IK zugewandten Seite des Objektfeldes liegen. Eine solche Anordnung ist zeichnerisch nicht dargestellt, ähnelt grundsätzlich aber derjenigen nach 3 mit einer zusätzlichen, schwachen Faltung unter streifendem Einfall durch einen GI-Spiegel, dessen Zentrum in Projektion auf die xy-Anordnungsebene des Objektfeldes 4 ebenfalls auf der dem Innenbogenkonturabschnitt IK zugewandten Seite des Objektfeldes 4 liegt. Eine solche Anordnung kann zusammen mit einer Projektionsoptik zum Einsatz kommen, bei der mindestens ein Spiegel der Projektionsoptik eine Freiform-Reflexionsfläche aufweist, wie vorstehend bereits erläutert.
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Eine Komponentenanordnung eines optischen Systems der Projektionsbelichtungsanlage 1, zu der die Komponenten der Beleuchtungsoptik 6 und die Komponenten der Projektionsoptik 11 andererseits gehören, findet folgendermaßen statt: Zunächst wird entschieden, eine in einer Pupillenebene angeordnete Pupillen-Beleuchtungs-Komponente der Beleuchtungsoptik 6 die letzte Beleuchtungs-Komponente vor dem Objektfeld 4 ist oder nicht.
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Sofern die Pupillen-Beleuchtungskomponente, also beispielsweise ein Pupillenfacettenspiegel, tatsächlich die letzte Beleuchtungs-Komponente vor dem Objektfeld 4 ist, wird diese Pupillen-Beleuchtungs-Komponente relativ zum Objektfeld 4 so angeordnet, dass eine Projektion eines mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Zentrums Z der Pupillen-Beleuchtungs-Komponente (vgl. Z8 in der 2) auf eine Anordnungsebene xy des Objektfeldes 4 auf einer dem Innenbogenkonturabschnitt IK zugewandten Seite des Objektfeldes 4 liegt. Andernfalls, wenn also die Pupillen-Beleuchtungs-Komponente nicht die letzte Beleuchtungs-Komponente der Beleuchtungsoptik 6 vor dem Objektfeld 4 darstellt, wird diese letzte Beleuchtungs-Komponente, also insbesondere ein Faltspiegel zwischen der Pupillen-Beleuchtungs-Komponente und dem Objektfeld, relativ zum Objektfeld 4 so angeordnet, dass eine Projektion eines mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Zentrums Z der letzten Beleuchtungs-Komponente (vgl. Z’ in der 4) auf die Anordnungsebene xy des Objektfeldes 4 auf einer dem Innenbogenkonturabschnitt IK zuwandten Seite des Objektfeldes 4 liegt.
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Dieses Auswahlverfahren gewährleistet, wie anhand der Ausführungen des optischen Systems oben beschrieben, eine praktisch verschwindende x-Abhängigkeit des Hauptstrahl-Einfallswinkels CRAO auf dem Objektfeld 4 und zu absoluten Hauptstrahlwinkeln CRAO wie vorstehend anhand der 7 beschrieben.
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Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 15 beziehungsweise das Retikel und das Substrat beziehungsweise der Wafer 18 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 15 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 18 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 18 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013002064 A1 [0002]
- US 2015/0293457 A1 [0010]
- DE 102009045096 A1 [0028]
- DE 102012202675 A1 [0029]
- US 2013/0128251 A1 [0031]
- DE 102014203187 A1 [0031]
- DE 102014208770 A1 [0031]
