DE102018207107A1

DE102018207107A1 - Spiegel

Info

Publication number: DE102018207107A1
Application number: DE102018207107.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra; Martin Endres
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2018-06-28
Also published as: DE102018219860A1

Abstract

Ein Spiegel (20) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) weist einen ersten Bereich (A) mit einer strahlungsreflektierender Fläche mit einer Reflektivität (R) und einer Vielzahl von Obskurationen (22) und einen zweiten Bereich (B) mit strahlungsreflektierender Fläche mit einer Reflektivität (R) auf, wobei die Reflektivität (R) der strahlungsreflektierenden Fläche im ersten Bereich (A) größer ist als die Reflektivität (R) der strahlungsreflektierenden Fläche im zweiten Bereich (B).

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere einen Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Projektionsoptik und ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage sowie eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein entsprechendes Bauelement.
Spiegel für EUV-Strahlung, insbesondere für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage, sind beispielsweise aus der DE 10 2010 041 623 A1 und der DE 10 2012 216 502 A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, derartige Spiegel zu verbessern.
Diese Aufgabe ist durch einen Spiegel gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Kern der Erfindung besteht darin, einen Spiegel mit mindestens zwei unterschiedlichen Bereichen auszubilden, wobei der erste Bereich (A) eine strahlungsreflektierende Fläche mit einer Vielzahl von Obskurationen aufweist und wobei der zweite Bereich (B) eine strahlungsreflektierende Fläche mit einer Reflektivität aufweist, welche geringer ist als die der strahlungsreflektierende Flächen des ersten Bereichs.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich hierdurch eine durch die Obskurationen im ersten Bereich verursachte, pupillenabhängige Abschwächung der Reflektivität des ersten Bereichs ausgleichen lässt. Ein Spiegel gemäß Anspruch 1 ermöglicht insbesondere die Verringerung, insbesondere die Kompensation eines Telezentriefehlers, insbesondere eines bildseitigen Telezentriefehlers einer Projektionsoptik.
Bei den Obskurationen im ersten Bereich kann es sich um strahlungsdurchlässige Teilbereiche oder um strahlungsreflektierende Teilbereiche handeln. Die Obskurationen können insbesondere durch Facetten, insbesondere Pupillenfacetten, gebildet werden. Für Details hierzu sei auf die DE 10 2012 216 502 A1 verwiesen, die hiermit vollständig als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung in diese integriert ist.
Die Vielzahl der Obskurationen der strahlungsreflektierenden Fläche des ersten Bereichs bildet insbesondere eine fragmentierte Obskuration dieses Bereichs.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der erste Bereich des Spiegels vollständig vom zweiten Bereich umgeben.
Der erste Bereich kann insbesondere symmetrisch im zweiten Bereich angeordnet sein. Er kann auch asymmetrisch innerhalb des zweiten Bereichs angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die strahlungsreflektierende Fläche des zweiten Bereichs abgesehen vom ersten Bereich obskurationsfrei ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ein dritter Bereich (C) angeordnet, wobei der dritte Bereich eine strahlungsreflektierende Fläche aufweist mit einer über die Fläche des dritten Bereichs variierenden Reflektivität.
Der dritte Bereich bildet insbesondere einen Übergangsbereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich.
Die Reflektivität der strahlungsreflektierenden Fläche im dritten Bereich liegt insbesondere im Bereich zwischen der Reflektivität der strahlungsreflektierenden Fläche im ersten Bereich und der Reflektivität der strahlungsreflektierenden Fläche im zweiten Bereich.
Der dritte Bereich grenzt insbesondere unmittelbar an den ersten Bereich an.
Der dritte Bereich grenzt insbesondere unmittelbar an den zweiten Bereich an.
Die Reflektivität der strahlungsreflektierenden Fläche im dritten Bereich kann insbesondere einen stetigen Verlauf aufweisen. Sie kann insbesondere einen monotonen Verlauf aufweisen. Sie weist insbesondere einen in Radialrichtung monoton abfallenden Verlauf auf. Sie bildet insbesondere einen stetigen, monotonen Übergang vom ersten Bereich zum zweiten Bereich.
Die Erstreckung des dritten Bereichs in Radialrichtung liegt insbesondere im Bereich eines Abstands zweier benachbarter Obskurationen des ersten Bereichs. Die Erstreckung des dritten Bereichs in Radialrichtung ist insbesondere mindestens so groß wie der geringste Abstand zweier benachbarter Obskurationen des ersten Bereichs. Die Erstreckung des dritten Bereichs in Radialrichtung ist insbesondere höchstens so groß wie der größte Abstand zweier benachbarter Obskurationen des ersten Bereichs.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung gilt für ein Verhältnis der Reflektivitäten R_B und R_A der strahlungsreflektierenden Fläche des zweiten Bereichs B und des ersten Bereichs A: R_B : R_A= 1 - α, wobei α einen Anteil bezeichnet, welchen die Obskurationen im ersten Bereich (A) an einer Gesamtfläche einer kleinsten konvexen Einhüllenden des ersten Bereichs ausmachen. Dies führt zu einer besonders vorteilhaften Kompensation der obskurationsbedingten Reduzierung der Reflektivität der strahlungsreflektierenden Fläche im ersten Bereich.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der erste Bereich oder der zweite Bereich eine kreisförmige kleinste konvexe Einhüllende auf.
Es ist auch möglich, zumindest einen der beiden Bereiche oder beide mit einer rotationsasymmetrischen, insbesondere einer elliptischen kleinsten konvexen Einhüllenden auszubilden.
Der Spiegel kann insbesondere eine rotationsasymmetrische, insbesondere eine elliptische Gesamtfläche aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die strahlungsreflektierende Fläche des ersten Bereichs und/oder die des zweiten Bereichs topologisch wegzusammenhängend ausgebildet. Sie ist insbesondere nicht einfach zusammenhängend ausgebildet.
Die strahlungsreflektierende Fläche des ersten Bereichs weist insbesondere eine fraktionierte Obskuration auf. Die Obskurationen im ersten Bereich sind vorzugsweise jeweils einfach zusammenhängend ausgebildet. Unterschiedliche Obskurationen sind hierbei jeweils nicht zusammenhängend, das heißt separat, ausgebildet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsoptik mit einem Spiegel gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst. Dieser Spiegel bildet den ersten Spiegel oder den zweiten Spiegel im Strahlengang der Projektionsoptik. Für weitere Details sei wiederum auf die DE 10 2010 041 623 A1 , welche ebenfalls vollständig in die vorliegende Anmeldung integriert ist, und die DE 10 2012 216 502 A1 verwiesen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Projektionsoptik eine Eintrittspupille auf, welche vor dem Objektfeld liegt. Die Eintrittspupille der Projektionsoptik liegt somit im Strahlengang der Beleuchtungsoptik. Das von der Projektionsoptik in das Bildfeld abzubildende Objektfeld liegt im Strahlengang der Projektionsoptik zwischen der Eintrittspupille derselben und dem Bildfeld.
Es ist eine divergente Beleuchtung des Objektfeldes vorgesehen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein optisches System mit einem Spiegel gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst, wobei der Spiegel derart im Strahlengang der Beleuchtungsoptik und der Projektionsoptik angeordnet ist, dass der erste Bereich sowohl im Strahlengang der Beleuchtungsoptik als auch im Strahlengang der Projektionsoptik liegt, und der zweite Bereich im Strahlengang der Projektionsoptik, jedoch im Strahlengang der Beleuchtungsoptik liegt.
Der erste Bereich wird somit sowohl von der Beleuchtungsoptik als auch von der Projektionsoptik genutzt. Der zweite Bereich wird ausschließlich von der Projektionsoptik, jedoch nicht von der Beleuchtungsoptik genutzt. Dies ermöglicht es, im zweiten Bereich Anpassungen zur Korrektur unerwünschter Abbildungsfehler vorzunehmen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System gemäß der vorhergehenden Beschreibung gelöst.
Die Vorteile ergeben sich aus denen des optischen Systems.
Als Strahlungsquelle zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung kann insbesondere eine EUV-Strahlungsquelle dienen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements sowie ein durch das Verfahren hergestelltes Bauelement zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage gemäß der vorhergehenden Beschreibung und ein mit Hilfe dieser Projektionsbelichtungsanlage hergestelltes Bauelement gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus denen der Projektionsbelichtungsanlage.
Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Komponenten einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie,
2 eine schematische Darstellung einer Ausschnittsvergrößerung eines Strahlengangs von Beleuchtungslicht und Abbildungslicht der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 im Bereich eines bei der Projektionsbelichtung abzubildenden, reflektierenden Objekts in Form eines Retikels,
3 eine schematische Darstellung einer Ausschnittsvergrößerung eines Strahlengangs von Beleuchtungslicht und Abbildungslicht ähnlich zu 2, jedoch mit einer alternativen Führung des Strahlengangs,
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Spiegels,
5 eine schematische Darstellung der Anordnung des Spiegels im Strahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage,
6 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung des Spiegels im Strahlengang einer Projektionsbelichtungsanlage,
7 eine schematische Darstellung des Strahlengangs der Beleuchtungsstrahlung in einem optischen System zur Beleuchtung und Abbildung eines Retikels im Bereich um das Retikel herum,
8 eine schematische Darstellung gemäß 7 zur Erläuterung von pupillenabhängigen und feldabhängigen Unterschieden,
9 schematisch eine Aufsicht auf den Spiegel aus den 7 und 8 und
10 schematisch eine Aufsicht auf eine alternative Ausführung eines Spiegels gemäß 9.

1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt die Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie. Diesbezüglich sein außerdem auf die DE 10 2010 041 623 A1 und die DE 10 2011 086 345 A1 verwiesen, die hiermit vollständig Bestandteil der vorliegenden Anmeldung sind. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist.
Eine Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in einer Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle, welche EUV-Strahlung 14 emittiert. Die Wellenlänge der emittierten Nutzstrahlung der EUV-Strahlungsquelle 3 liegt im Bereich von 5 nm bis 30 nm. Auch andere Wellenlängen, die in der Lithographie Verwendung finden, und für die geeignete Lichtquellen zur Verfügung stehen, sind möglich, bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine DPP-Quelle oder um eine LPP-Quelle, handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist als Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6,859,515 B2 . Zur Bündelung der EUV-Strahlung 14 von der EUV-Strahlungsquelle 3 ist ein Kollektor 15 vorgesehen.
Die EUV-Strahlung 14 wird auch als Beleuchtungslicht bzw. -strahlung bezeichnet.
Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Feldfacettenspiegel 16 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 17. Der Feldfacettenspiegel 16 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. Vom Feldfacettenspiegel 16 wird die EUV-Strahlung 14 zu einem Pupillenfacettenspiegel 18 der Beleuchtungsoptik 4 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 weist eine Vielzahl von Pupillenfacetten 19 auf. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 werden die Feldfacetten 17 des Feldfacettenspiegels 16 in das Objektfeld 5 abgebildet.
Zu jeder Feldfacette 17 auf dem Feldfacettenspiegel 16 gibt es mindestens eine zugehörige Pupillenfacette 19 auf dem Pupillenfacettenspiegel 18. Zwischen je einer Feldfacette 17 und je einer Pupillenfacette 19 wird ein Lichtkanal oder Strahlungskanal ausgebildet. Die Facetten 17, 19 mindestens eines der Facettenspiegel 16, 18 können schaltbar ausgebildet sein. Sie können insbesondere verkippbar auf dem Facettenspiegel 16, 18 angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, nur einen Teil, beispielsweise höchstens 30%, höchstens 50% oder höchstens 70% der Facetten 17, 19 verkippbar auszubilden. Es kann auch vorgesehen sein, sämtliche Facetten 17, 19 verkippbar auszubilden. Bei den schaltbaren Facetten 17, 19 handelt es sich insbesondere um die Feldfacetten 17. Durch eine Verkippung der Feldfacetten 17 kann die Zuordnung derselben zu den jeweiligen Pupillenfacetten 19 und damit die Ausbildung der Lichtkanäle variiert werden. Eine bestimmte Zuordnung der Feldfacetten 17 zu den jeweiligen Pupillenfacetten 19 wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet. Für weitere Details der Facettenspiegel 16, 18 mit verkippbaren Facetten 17, 19 sei auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Für weitere Details der Beleuchtungsoptik 4 sei ebenfalls auf die DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
Der Strahlengang der EUV-Strahlung 14 in der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 sowie insbesondere die konstruktive Anordnung des Feldfacettenspiegels 16 und des Pupillenfacettenspiegels 18 ist der 1 nicht zu entnehmen.
Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird auch als Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scan-Richtung kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
Die Projektionsoptik 9 umfasst eine Vielzahl von Projektionsspiegeln M_i, welche in der 1 nicht dargestellt sind. Die Projektionsoptik 9 umfasst insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens fünf Projektionsspiegel M1 bis M5. Sie kann insbesondere mindestens sechs, sieben oder acht Projektionsspiegel M1 bis M8 aufweisen.
Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden das Retikel 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 12 projiziert. Hierbei wird das Retikel 7 derart mit EUV-Strahlung 14 beleuchtet, dass der Hauptstrahl (CRA, Chief Ray Angle) der EUV-Strahlung 14 unter einem Einfallswinkel von höchstens 6°, insbesondere höchstens 3°, insbesondere höchstens 1°, insbesondere 0° auf das Retikel 7 trifft. Der Einfallswinkel ist hierbei als Winkel zwischen dem Hauptstrahl des zur Beleuchtung des Retikels 7 dienenden Strahlenbündels und einer Normalen 29 auf dem Retikel 7 definiert. Der Einfallswinkel des Hauptstrahls ist insbesondere kleiner als die objektseitige numerische Apertur (NAO), CRA < arcsin (NAO). Die objektseitige numerische Apertur (NAO) beträgt insbesondere mindestens 0,10, insbesondere mindestens 0,15, insbesondere mindestens 0,25, insbesondere mindestens 0,35.
Bei der Projektion des Retikels 7 auf dem Wafer 12 kann der Retikelhalter 8 und/oder der Waferhalter 13 in Richtung parallel zur Objektebene 6 bzw. parallel zur Bildebene 11 verlagert werden. Die Verlagerung des Retikels 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.
Ein erfindungsgemäßes optisches System 27 umfasst die Beleuchtungsoptik 4 und die Projektionsoptik 9. Das erfindungsgemäße optische System 27 weist einen Spiegel 20 auf, der im Folgenden näher beschrieben wird.
Der Spiegel 20 weist einen Spiegelkörper 21 mit einer Gesamtfläche 24 auf. Die Gesamtfläche 24 wird auch als Gesamtreflexionsfläche 24 oder einfach als Spiegelfläche 24 bezeichnet. Sie ist nicht notwendigerweise flach ausgebildet. Sie kann insbesondere gekrümmt, beispielsweise konvex oder konkav ausgebildet sein. Der Spiegel 20 umfasst einen ersten Bereich A mit einem ersten strahlungsreflektierenden, insbesondere EUV-strahlungsreflektierenden Teilbereich 23. Der Spiegel 20 umfasst außerdem einen zweiten strahlungsreflektierenden, insbesondere EUV-strahlungsreflektierenden Bereich B.
Der Bereich A umfasst eine Vielzahl zweiter Teilbereiche 22. Die zweiten Teilbereiche 22 sind paarweise unzusammenhängend ausgebildet. Die Anzahl der zweiten Teilbereiche 22 beträgt mindestens 10, insbesondere mindestens 30, insbesondere mindestens 100, vorzugsweise mindestens 200, vorzugsweise mindestens 300, vorzugsweise mindestens 500, vorzugsweise mindestens 600, vorzugsweise mindestens 800, vorzugsweise mindestens 1000.
Die Anzahl der zweiten Teilbereiche 22 beträgt insbesondere höchstens 30000, insbesondere höchstens 10000, insbesondere höchstens 5000, insbesondere höchstens 3000. Sie kann auch höchstens 1000, insbesondere höchstens 500, insbesondere höchstens 300, insbesondere höchstens 300, insbesondere höchstens 100 betragen. Eine geringere Anzahl der zweiten Teilbereiche 22 vereinfacht die Herstellung des Spiegels.
Die Anzahl der zweiten Teilbereiche 22 ist insbesondere mindestens so groß wie die Anzahl der Strahlungskanäle. Die Anzahl der zweiten Teilbereiche 22 ist insbesondere mindestens so groß wie die Anzahl der Feldfacetten 17. Die Anzahl der zweiten Teilbereiche 22 kann so groß sein wie die Anzahl der Pupillenfacetten 19. Ein Verhältnis der Anzahl der zweiten Teilbereiche 22 zur Anzahl der Strahlungskanäle, d.h. der Anzahl der mit Beleuchtungsstrahlung 14 beaufschlagbaren Pupillenfacetten 19, wird auch als Flex-Verhältnis bezeichnet. Das Flex-Verhältnis liegt insbesondere im Bereich von 1 bis 5, insbesondere im Bereich von 1 bis 2.
Die zweiten Teilbereiche 22 sind jeweils konstruktiv vom ersten Teilbereich 23 abgegrenzt. Sie sind jeweils umfangsseitig vollständig von diesen umgeben. Die zweiten Teilbereiche 22 bilden somit Inseln im ersten Teilbereich 23. Der erste Teilbereich 23 ist vorzugsweise wegzusammenhängend, jedoch nicht zusammenziehbar.
Die zweiten Teilbereiche 22 sind aperiodisch verteilt im Bereich A angeordnet.
Die zweiten Teilbereiche 22 sind insbesondere jeweils rund, insbesondere kreisförmig ausgebildet. Sie weisen lineare Abmessungen, insbesondere einen Durchmesser, im Bereich von 1 mm bis 20 mm, insbesondere im Bereich von 2 mm bis 15 mm, insbesondere im Bereich von 3 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 4 mm bis 8 mm auf. Prinzipiell ist es auch möglich, die zweiten Teilbereiche 22 eckig, insbesondere polygonal, beispielsweise quadratisch oder sechseckig auszubilden.
Die zweiten Teilbereiche 22 können elliptisch ausgebildet sein. Das Längenverhältnis der beiden Hauptachsen kann insbesondere mit einem Verhältnis der objektseitigen numerischen Aperturen (NAO) entlang der entsprechenden Richtungen übereinstimmen.
Die Gesamtheit der zweiten Teilbereiche 22 weist eine Fläche auf, welche höchstens 30%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 10% der Gesamtfläche des Bereichs A ausmacht.
Die zweiten Teilbereiche 22 sind insbesondere strahlungsdurchlässig, insbesondere EUV-strahlungsdurchlässig ausgebildet. Es kann sich insbesondere um Durchtrittsöffnungen 37 im Spiegelkörper 21 handeln. Wie in den 2 und 3 schematisch dargestellt ist, kann in diesem Fall die Beleuchtungsstrahlung 14 durch die zweiten Teilbereiche 22 hindurchtreten. Die Beleuchtungsstrahlung 14 kann mit anderen Worten durch die zweiten Teilbereiche 22 zur Beleuchtung des Retikels 7, insbesondere in die Projektionsoptik 9 eingefädelt werden.
Der Spiegel 20 ist insbesondere ein Bestandteil der Projektionsoptik 9. Er ist insbesondere derart in der Projektionsoptik 9 angeordnet, dass die zweiten Teilbereiche 22 im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind, und der erste Teilbereich 23 im Strahlengang der Projektionsoptik 9 angeordnet ist.
Der Spiegel 20 kann insbesondere derart im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein, dass die zweiten Teilbereiche 22 im Bereich einer Pupillenebene der Beleuchtung angeordnet sind. Insbesondere bei einer homogen divergenten Beleuchtung des Retikels 7 kann der Spiegel 20 derartig angeordnet sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Beleuchtungspupille nicht über das Objektfeld 5 variiert. An jedem Punkt des Objektfeldes 5 liegt mit anderen Worten dieselbe Beleuchtungspupille vor. Die Beleuchtungspupille ist insbesondere feldunabhängig.
Da der Spiegel 20 nicht notwendigerweise in einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 angeordnet ist, kann im Bereich der Bildebene 11, insbesondere im Bereich des Wafers 12, eine Feldabhängigkeit der Pupillenobskuration vorliegen.
Es kann vorgesehen sein, mehr Teilbereiche 22 auf dem Spiegel 20 anzuordnen, als innerhalb der Pupille zu sehen sind. Unter einem Teilbereich 22, der nicht von der Pupille zu sehen ist, sei ein Teilbereich 22 verstanden, der zumindest nicht direkt zur Beleuchtung des Wafers 12 beiträgt. Durch eine Anordnung einer größerer Anzahl Teilbereiche 22 im Spiegel 20 als in der Pupille zu sehen sind, ist es möglich, Teilbereiche 22, die über das Bildfeld 10 gesehen aus der Pupille herauswandern, durch andere Teilbereiche 22 zu ersetzen. Hierdurch ist es möglich, den geometrischen Schwerpunkt der obskurierten Fläche im Wesentlichen konstant zu halten. Hierdurch kann der resultierende Telezentriefehler verringert werden.
Die Abmessungen des Spiegels 20 sind insbesondere größer als die Abmessungen der zur Beleuchtung eines gegebenen Punktes des Bildfeldes 10 maximal vorgesehenen Beleuchtungspupille.
Es ist auch möglich, in den Durchtrittsöffnungen 37 die Pupillenfacetten 19 des Pupillenfacettenspiegels 18 anzuordnen. Die Pupillenfacetten 19 sind hierbei vorzugsweise auf einem Hilfssubstrat 36 angeordnet. Sie sind jeweils durch einen Spalt 38 vom Spiegelkörper 21 des Spiegels 20 separiert. In diesem Fall bilden die zweiten Teilbereiche 22 keine Durchtrittsöffnungen für das Beleuchtungslicht 14. Bei dieser Ausführungsform kann der Spiegel 20 und der Pupillenfacettenspiegel 18 als Bestandteil eines einzigen Bauelements aufgefasst werden. Es ist ebenso möglich, den Spiegel 20 und den Pupillenfacettenspiegel 18 auch bei dieser Ausführungsform als zwei separate Bauelemente aufzufassen. In beiden Fällen bilden die zweiten Teilbereiche 22 im Hinblick auf den Strahlengang der Projektionsoptik 9 Obskurationen des Spiegels 20, insbesondere des ersten Teilbereichs 23.
In 2 ist exemplarisch ein Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 14 dargestellt, wie er mit dem Spiegel 20 erreicht werden kann. Exemplarisch dargestellt sind separate Strahlen 14₁, 14₂, 14₃ der Beleuchtungsstrahlung 14, welche jeweils durch eine der Durchgangsöffnungen 37 durch den Spiegel 20 hindurchtritt. Die in der 2 dargestellten Strahlenverläufe zeigen lediglich eine Projektion in die Zeichenebene. Sie geben insbesondere nicht die Neigung der Beleuchtungsstrahlung 14 zur Zeichenebene wieder. So stimmt insbesondere der durch den Spiegel 20 hindurchtretende Strahl 14₁ nicht mit dem auf den Spiegel 20 zurückreflektierten Strahl 14₃ überein, sondern ist windschief zu diesem.
Bei dem in 2 exemplarisch, ausschnitthaft dargestellten Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 14 dient der Spiegel 20 als zweiter Spiegel M2 im Strahlengang der Projektionsoptik 9. Der als M2 dienende Spiegel 20 kann insbesondere in einer Pupillenebene 26 oder zumindest pupillennah in der Projektionsoptik 9 angeordnet sein. Es gilt insbesondere: P(M2) ≥ 0,5, insbesondere P(M2) ≥ 0,7, insbesondere P(M2) ≥ 0,9. Die Definition des Parameters P(M) entspricht derjenigen, die in der WO 2009/024164 A1 angegeben ist. In einer Feldebene gilt: P(M) = 0. In einer Pupillenebene gilt: P(M) = 1.
In 3 ist eine mögliche Funktionsweise des Spiegels 20 anhand einer alternativen Anordnung im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung 14 exemplarisch dargestellt.
Bei der in 3 dargestellten Anordnung des Spiegels 20 dient dieser als M1. Die EUV-Strahlung 14 aus einem zwischen je einer der Feldfacetten 17 und einer der Pupillenfacetten 19 ausgebildeten Lichtkanals tritt durch einen der zweiten Teilbereiche 22 durch den Spiegel 20 hindurch, wird am Retikel 7 reflektiert und trifft dann auf den ersten Teilbereich 23 des Spiegels 20, von wo aus sie zu den nachfolgenden Spiegeln M_i der Projektionsoptik 9 reflektiert wird.
In den 5 und 6 sind exemplarisch Anordnungen eines Spiegels gemäß 4, bei welchen in den zweiten Teilbereichen 22 Pupillenfacetten 19 angeordnet sind, dargestellt. In der 5 dient der Spiegel 20 als M2. In diesem Fall wird der erste Spiegel M1 hinter dem Retikel 7 ebenfalls gemeinsam von der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 genutzt. Dieser erste Spiegel M1 wird vorteilhafterweise genutzt, um eine telezentrische Beleuchtung des Retikels 7 zu erreichen.
Bei dieser Alternative können die von der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 gemeinsam genutzten Bereiche auf den gemeinsam genutzten Spiegeln im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 gleich groß sein.
In der 6 ist exemplarisch eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Spiegel 20 den M1 bildet.
In sämtlichen Ausführungsformen des Spiegels 20 bilden die zweiten Teilbereiche 22 Obskurationen des ersten Teilbereichs 23. Der Spiegel 20 wird daher auch als Spiegel mit einer fragmentierten Obskuration bezeichnet. Die zweiten Teilbereiche 22 werden auch als Obskurationen 22 bezeichnet.
Die zweiten Teilbereiche 22 tragen insbesondere nicht zur Abbildung des Objektfeldes 5 in das Bildfeld 10, insbesondere nicht zur Abbildung des Retikels 7 auf den Wafer 12 bei.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 weitere Details einer Alternative, bei welcher der Spiegel 20 den ersten Spiegel M1 im Strahlengang der Projektionsoptik 9 hinter dem Retikel 7 bildet, beschrieben. Der Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung vor dem Pupillenfacettenspiegel 18 und nach dem ersten Spiegel M1 der Projektionsoptik 9 ist in der 7 nur sehr schematisch angedeutet.
Bei dieser Alternative wird das Retikel 7 divergent beleuchtet. Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 9 liegt mit anderen Worten im Strahlengang vor dem Retikel 7, das heißt im Bereich der Beleuchtungsoptik 4.
Wie in der 7 weiter schematisch angedeutet ist, ist die von der Beleuchtungsstrahlung im Strahlengang der Projektionsoptik 9 beaufschlagte Teilfläche des Spiegels 20 deutlich größer als die kleinste konvexe Einhüllende der von der Beleuchtungsstrahlung im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 beaufschlagten Teilfläche.
Der Bereich A, welcher sowohl im Beleuchtungs- als auch im Objektivstrahlengang liegt, ist in der 7 schematisch gekennzeichnet. Der Bereich B des Spiegels 20, welcher ausschließlich im Objektivstrahlengang, jedoch nicht im Beleuchtungsstrahlengang liegt, ist in der 7 ebenfalls schematisch gekennzeichnet.
In der 9 ist eine Aufsicht auf den Spiegel 20 schematisch dargestellt. Aus dieser ist die relative Anordnung der Bereiche A und B zueinander ersichtlich. Der Bereich A ist vollständig vom Bereich B umgeben. Der Bereich B ist zusammenhängend, insbesondere wegzusammenhängend, ausgebildet.
Die Obskurationen 22 im Bereich A sind in der 9 lediglich exemplarisch dargestellt. Ihre Anzahl und Anordnung entspricht nicht notwendigerweise den realen Gegebenheiten.
Der Spiegel 20 weist eine rotationsasymmetrische Form auf. Die Asymmetrie ergibt sich durch die Faltung der Form der objektseitigen numerischen Apertur der Beleuchtungsstrahlung mit der Form des Objektfeldes 5. Insbesondere die Form des Objektfeldes 5 weißt typischerweise dahingehend eine Asymmetrie auf, dass das Objektfeld entlang einer Richtung deutlich länger als entlang einer anderen Richtung ausgedehnt ist.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 8 Unterschiede im Strahlengang der Projektionsoptik 9 für unterschiedliche Feldpunkte beschrieben.
Zunächst sei ein zentraler Feldpunkt P1 am Retikel 7 betrachtet. Die von diesem Feldpunkt P1 ausgehenden Strahlen im Strahlengang der Projektionsoptik 9 treffen im Wesentlichen auf den Bereich A des Spiegels 20. Im Bereich A befinden sich die Obskurationen 22. Da diese nicht zur Abbildung des Feldpunktes P1 in die Bildebene 11 beitragen, wird die Strahlungsleistung um einen bestimmten Faktor, gegeben durch die Dichte der Obskurationen 22 und die Fläche derselben, abgeschwächt.
Die von einem randseitigen Feldpunkt P2 reflektierte Beleuchtungsstrahlung 14 trifft je nach Pupillenkoordinate entweder auf den Bereich A oder aber auf den Bereich B des Spiegels 20. Im Bereich A wird die Strahlungsleistung durch die Obskurationen 22 abgeschwächt, nicht dagegen im Bereich B, in welchem keine Obskurationen 22 vorhanden sind.
Ohne weitere Maßnahmen käme es somit zu einer pupillenabhängigen Abschwächung, welche zu einem Telezentriefehler führte. Dieser Effekt wäre zusätzlich noch feldabhängig.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass dieser pupillen- und/oder feldabhängige Telezentriefehler dadurch verringert, insbesondere kompensiert werden kann, dass der Bereich B mit einer Beschichtung mit einer kleineren Reflektivität R_B als der Reflektivität R_A im Bereich A versehen wird. Es gilt insbesondere: $R_{B} = (1 - α) R_{A} .$
Hierbei gibt α den Anteil der Gesamtfläche des Bereichs A an, welchen die Obskurationen 22 einnehmen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 10 eine alternative Ausführung des Spiegels 20 beschrieben. Bei dieser Alternative ist zwischen den Bereichen A und B ein Übergangsbereich C angeordnet. Im Bereich C geht die Reflektivität stetig vom Wert R_A in den Wert R_B über.
Der Bereich C weist in Radialrichtung eine Erstreckung auf, welche in der Größenordnung des Abstands zweier benachbarter Obskurationen 22 liegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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DE 102011086345 A1 [0036]
US 6859515 B2 [0038]
DE 102008009600 A1 [0041, 0042]
WO 2009/024164 A1 [0067]

Claims

Spiegel (20) aufweisend 1.1. einen ersten Bereich (A) mit 1.1.1. einer strahlungsreflektierender Fläche mit einer Reflektivität (R_A) und 1.1.2. einer Vielzahl von Obskurationen (22) und 1.2. einen zweiten Bereich (B) mit strahlungsreflektierender Fläche mit einer Reflektivität (R_B), 1.3. wobei die Reflektivität (R_A) der strahlungsreflektierenden Fläche im ersten Bereich (A) größer ist als die Reflektivität (R_B) der strahlungsreflektierenden Fläche im zweiten Bereich (B).
Spiegel (20) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (A) vollständig vom zweiten Bereich (B) umgeben ist.
Spiegel (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Bereich (A) und dem zweiten Bereich (B) ein dritter Bereich (C) angeordnet ist, wobei der dritte Bereich eine strahlungsreflektierende Fläche aufweist mit einer über die Fläche des dritten Bereichs (C) variierenden Reflektivität (R_C).
Spiegel (20) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Reflektivität (Rc) im dritten Bereich (C) gilt: R_B ≥ R_C ≥ R_A.
Spiegel (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für ein Verhältnis der Reflektivitäten R_B : R_A gilt: R_B : R_A = 1-α, wobei α einen Anteil bezeichnet, welchen die Obskurationen (22) im ersten Bereich (A) an einer Gesamtfläche einer kleinsten konvexen Einhüllenden des ersten Bereichs (A) ausmachen.
Spiegel (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Bereiche (A, B) eine kreisförmige kleinste konvexe Einhüllende aufweist.
Spiegel (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (A) und/oder der zweite Bereich (B) topologisch wegzusammenhängend ausgebildet ist.
Projektionsoptik (9) zur Abbildung eines Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M_i), wobei der erste Spiegel (M₁) oder der zweite Spiegel (M₂) im Strahlengang der Projektionsoptik (9) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Projektionsoptik (9) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Eintrittspupille aufweist, welche im Strahlengang vor dem Objektfeld (5) liegt.
Optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) aufweisend: 10.1. eine Beleuchtungsoptik (4) zur Führung von Beleuchtungsstrahlung (14) zu einem Objektfeld (5) und 10.2. eine Projektionsoptik (9) zur Abbildung des Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10), 10.3. wobei die Projektionsoptik (9) einen Spiegel (20) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9 aufweist, 10.4. wobei der Spiegel (20) derart im Strahlengang der Beleuchtungsoptik (4) und der Projektionsoptik (9) angeordnet ist, dass 10.4.1. der erste Bereich (A) sowohl im Strahlengang der Beleuchtungsoptik (4) als auch im Strahlengang der Projektionsoptik (9) liegt, und 10.4.2. der zweite Bereich (B) im Strahlengang der Projektionsoptik (9) jedoch nicht im Strahlengang der Beleuchtungsoptik (4) liegt.
Projektionsbelichtungsanlage (1) mit 11.1. einem optischen System gemäß Anspruch 10 und 11.2. einer Strahlungsquelle (3) zur Erzeugung von Beleuchtungsstrahlung.
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: 12.1. Bereitstellen eines Retikels (7), 12.2. Bereitstellen eines Wafers (12) mit einer lichtempfindlichen Beschichtung, 12.3. Projizieren zumindest eines Abschnitts des Retikels (7) auf den Wafer (12) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 13, 12.4. Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen Beschichtung auf dem Wafer (12).
Bauelement hergestellt durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12.