DE102018207277A1

DE102018207277A1 - Lithografiemaske, optisches System zur Übertragung von Original Strukturabschnitten der Lithografiemaske sowie Projektionsoptik zur Abbildung eines Objektfeldes, in dem mindestens ein Original-Strukturabschnitt einer Lithografiemaske anordenbar ist

Info

Publication number: DE102018207277A1
Application number: DE102018207277.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Patra; Johannes Ruoff
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-14
Also published as: TW202001404A; KR20210008374A; US11137688B2; CN112166380A; TWI820129B; WO2019215110A1; EP3791230A1; US20210055661A1

Abstract

Ein optisches System dient zur Übertragung von Original-Strukturabschnitten (13) einer Lithografiemaske (10). Die Original-Strukturabschnitte (13), die ein x/y-Aspektverhältnis größer als 4 : 1 haben, sind auf der Lithografiemaske (10) aufgereiht nebeneinander angeordnet und voneinander durch Trennabschnitte (14) getrennt, die keine abzubildenden Strukturen tragen. Das optische System überträgt die Original-Strukturabschnitte (13) auf Bildabschnitte (31) eines Substrats (26) mithilfe der Abbildung eines Objektfeldes, in dem mindestens einer der Original-Strukturabschnitte (13) der Lithografiemaske (10) anordenbar ist, in ein Bildfeld, in dem mindestens einer der Bildabschnitte (31) des Substrats (26) anordenbar ist. Jeder der Original-Strukturabschnitte (13) wird auf einen separaten Bildabschnitt (31) übertragen. Die Bildabschnitte (31), auf die die Original-Strukturabschnitte (13) übertragen werden, sind aufgereiht nebeneinander angeordnet. Eine Projektionsoptik, die in einem solchen optischen System einsetzbar ist, kann anamorphotisch mit verschiedenen Abbildungsmaßstäben für zwei aufeinander senkrecht stehende Feldkoordinaten so ausgeführt sein, dass einer der Abbildungsmaßstäbe für eine der Feldkoordinaten verkleinernd und der andere der Abbildungsmaßstäbe für die andere Feldkoordinate vergrößernd ist. Es resultiert ein optisches System, bei dem ein Durchsatz einer Projektionsbelichtungsanlage, in der ein solches optisches System zum Einsatz kommt, erhöht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lithografiemaske mit einer Mehrzahl von abzubildenden Original-Strukturabschnitten. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System zur Übertragung der Original-Strukturabschnitte einer derartigen Lithografiemaske, eine Projektionsoptik für die Projektionslithografie zur Abbildung eines Objektfeldes, in dem mindestens ein Original-Strukturabschnitt einer Lithografiemaske anordenbar ist, ein optisches System mit einer derartigen Projektionsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauelement.
Projektionsoptiken der eingangs genannten Art sind bekannt aus der US 2013/0128251 A1 , der DE 10 2014 208 770 A1 , der US 2016/0327868 A1 und der WO 2016/166 080 A1 . Ausführungen von Projektionsbelichtungsanlagen sind weiterhin bekannt aus der US 2010/0033698 A1 , der WO 2017/199096 A1 und der US 9,366,968 B2 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lithografiemaske und ein optisches System der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Durchsatz einer Projektionsbelichtungsanlage, in der eine solche Lithografiemaske beziehungsweise ein solches optisches System zum Einsatz kommt, erhöht ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Lithografiemaske mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, einen Verlagerungsaufwand für eine Lithografiemaske dadurch zu verringern, dass auf dieser mehrere nebeneinander aufgereiht angeordnete Original-Strukturabschnitte vorhanden sind. Es ist dann bei der Projektionsbelichtung möglich, die Original-Strukturabschnitte einer derartigen Lithografiemaske der Reihe nach auf ein Substrat zu übertragen, wobei dies insbesondere mithilfe eines kontinuierlichen Scanvorgangs mit insbesondere gleichbleibender Scangeschwindigkeit erfolgen kann. Das Aspektverhältnis der Dimensionserstreckungen der jeweils abzubildenden Original-Strukturabschnitte ist größer als 4 und ermöglicht den Einsatz einer Übertragungsoptik zur Übertragung der Original-Strukturabschnitte auf Bildabschnitte eines Substrats mit in den beiden Objektdimensionen unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben. Eine derartige Übertragung mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben ist bevorzugt so, dass das Aspektverhältnis des jeweils aus einem Original-Strukturabschnitt erzeugten Bildabschnitts näher am Wert 1 liegt als das Aspektverhältnis des Original-Strukturabschnitts. Das Aspektverhältnis des jeweils abzubildenden Original-Strukturabschnitts kann größer sein als
4 : 1 (4/1), kann größer sein als 6 : 1, kann größer sein als 8 : 1, kann größer sein als 10 : 1, kann größer sein als 12 : 1, kann größer sein als 15 : 1 und kann beispielsweise 16 : 1 betragen.
Ein optisches System nach Anspruch 2 nutzt die Vorteile einer derartigen Lithografiemaske. Eine Reihe Original-Strukturabschnitte auf der Lithografiemaske wird mit einem derartigen optischen System auf eine Reihe von Bildabschnitten auf dem Substrat übertragen. Die im Vergleich zum
Substratdurchmesser vergleichbare Gesamtlänge der Gesamtheit der Bildabschnitte führt zur Möglichkeit, das Substrat mit wenigen Übertragungsvorgängen mittels des optischen Systems mit Bildabschnitten abzudecken. Ein Übertragungsvorgang kann insbesondere eine Reihe von Bildabschnitten auf dem Substrat erzeugen, der praktisch einen kompletten Durchmesser des Substrats abdeckt. Auf diese Weise kann das Substrat zum Beispiel reihen- oder spaltenweise abgedeckt werden, wobei bei jeder Übertragung eine komplette Reihe von Bildabschnitten auf dem Substrat erzeugt wird und der Übertragungsvorgang nur beim Wechsel zwischen den Reihen oder beim Wechsel zwischen den Spalten unterbrochen wird. Das Substrat kann rund sein. Sofern das Substrat von einer Kreisform abweicht, wird als Durchmesser des Substrats eine typische Flächendimension des Substrats verstanden. Bei einem quadratischen Substrat oder einem rechteckigen Substrat wäre dies beispielsweise eine der Seitenlängen oder ein Mittelwert der verschiedenen Seitenlängen.
Es ist dabei diejenige Dimension des
Substrats entscheidend, die längs der Richtung verläuft, in der die Bildabschnitte der betrachteten Gesamtheit der Bildabschnitte aufgereiht nebeneinander angeordnet sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Projektionsoptik für die Projektionslithografie derart weiterzubilden, dass ein kompakter Aufbau der Projektionsoptik ermöglicht wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Projektionsoptik mit den im Anspruch 3 angegebenen Merkmalen.
Die Ausführung der Projektionsoptik mit einem für eine Feldkoordinate verkleinerndem und einen für die andere Feldkoordinate vergrößerndem Abbildungsmaßstab hat sich überraschend als für die Projektionslithografie nicht nur geeignet, sondern sogar als vorteilhaft herausgestellt. Für viele herzustellende Bauteile reicht es aus, wenn längs einer der Feldkoordinaten eine optimale Projektionsauflösung bereitgestellt ist. Längs der anderen Feldkoordinate kann oftmals eine geringere Auflösung toleriert werden. Der hierdurch zugängliche Freiheitsgrad kann zum Design von Projektionsoptiken mit optischen Komponenten genutzt werden, deren genutzte optische Flächen von denen bekannter Projektionsoptiken deutlich abweichen. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, katoptrische Projektionsoptiken mit kompakten Faltgeometrien bereitzustellen. Mindestens einer der beiden Abbildungsmaßstäbe der Projektionsoptik kann negativ, das heißt mit Bildumkehr, ausgeführt sein. Die Begriffe „vergrößernd“ beziehungsweise „verkleinernd“ beziehen sich auf den Betrag des jeweiligen Abbildungsmaßstabes. Ist dieser Betrag größer als 1, ist der Abbildungsmaßstab vergrößernd, und ist dieser Betrag kleiner als 1, ist der Abbildungsmaßstab verkleinernd.
Bei der Projektionsoptik kann es sich um eine katoptrische Optik handeln. Alternativ kann es sich bei der Projektionsoptik um eine dioptrische oder um eine katadioptrische Optik handeln. Die Projektionsoptik kann, was die Führung eines AbbildungsStrahlengangs für Abbildungslicht angeht, ausschließlich mit Spiegeln, ausschließlich mit Linsen oder durch eine Kombination von Spiegeln und Linsen realisiert sein.
Abbildungsmaßstäbe nach den Ansprüchen 4 und 5 haben sich für die Zwecke der Projektionslithografie als besonders geeignet herausgestellt.
Die Vorteile des optischen Systems nach Anspruch 6 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Projektionsoptik bereits erläutert wurden.
Ein optisches System nach Anspruch 7 löst elegant die beiden vorstehend genannten Aufgaben. In einem solchen Fall kann die Projektionsoptik so ausgelegt sein, dass die Original-Strukturabschnitte, die nebeneinander aufgereiht in Bildabschnitte zu übertragen sind, kompakt auf der Lithografiemaske angeordnet werden können, da in Richtung der Reihung der Original-Strukturabschnitte eine vergrößernde Abbildung auf den jeweiligen Bildabschnitt stattfindet, sodass in dieser Richtung die Original-Strukturabschnitte auf der Lithografiemaske dicht aufeinanderfolgen.
Ein optisches System nach Anspruch 8 ermöglicht eine definierte Ausnutzung des Substrats. Sowohl ein Scanner-Betrieb als auch ein Stepper-Betrieb können dabei realisiert sein.
Eine Auslegung des optischen Systems nach Anspruch 9 sorgt dafür, dass eine Verlagerung der Lithografiemaske längs der Scanrichtung im Vergleich zur Verlagerung des Substrats vergleichsweise gering ist. Dies ermöglicht es, einen zu übertragenden Original-Strukturabschnitt auf der Lithografiemaske längs der Scanrichtung kompakt auszuführen. Eine objektseitige numerische Apertur der Projektionsoptik in der Feldkoordinate längs der Objektverlagerungsrichtung kann genauso groß oder kann auch kleiner sein als die numerische Apertur in der Feldkoordinate senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung. Ein Beleuchtungs-Strahlengang hin zur Lithografiemaske und ein AbbildungsStrahlengang weg von der Lithografiemaske können voneinander separiert sein oder können, was die Hauptstrahlrichtungen angeht, auch zusammenfallen, wie beispielsweise aus der US 2015/0160561 A1 bekannt.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 10 entsprechen denen, die vorstehend bereits erläutert wurden. Eine objektseitige numerische Apertur der Beleuchtungsoptik kann an die numerische Apertur der Projektionsoptik angepasst ausgeführt sein.
Als Lichtquelle nach Anspruch 11 kann eine EUV-Lichtquelle insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 30 nm oder auch eine DUV-Lichtquelle beispielsweise im Wellenlängenbereich von 193 nm zum Einsatz kommen. Beim Einsatz von DUV-Wellenlängen kann eine katadioptrische oder eine dioptrische Projektionsoptik zum Einsatz kommen.
Die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 13 und eines nach Anspruch 14 hergestellten Bauteils entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Lithografiemaske, das optische System sowie die Projektionsoptik bereits erläutert wurden. Hergestellt kann mit der Projektionsbelichtungsanlage ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil, 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 Mikrolithografie;
2 eine Aufsicht auf eine mit der Projektionsbelichtungsanlage zu projizierende Lithografiemaske mit einer Mehrzahl von aufgereiht nebeneinander angeordneten, abzubildenden Original-Strukturabschnitten;
3 eine Aufsicht auf ein Substrat in Form eines Wafers mit Bildabschnitten, auf die die Original-Struktur-abschnitte bei der Projektionsbelichtung übertragen werden, wobei eine Spalte aufgereiht nebeneinander angeordneter Bildabschnitte, auf die die Original-Strukturabschnitte der Lithografiemaske während eines durchgehenden Scans übertragen werden, hervorgehoben sind;
4 bis 6 verschiedene Beispiele abbildbarer Originalstrukturen, die auf den Original-Strukturabschnitten der Lithografiemaske angeordnet sein können;
7 einen parallel zu einer Objektebene verlaufenden Schnitt durch einen Beleuchtungslicht-Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage nahe der Lithografiemaske, wobei einerseits eine numerische Apertur eines Beleuchtungslicht-Strahlengangs von auf die Lithografiemaske einfallenden Beleuchtungslicht und andererseits eine numerische Apertur des von der Lithografiemaske reflektierten Beleuchtungslicht-Strahlengangs dargestellt ist;
8 perspektivisch eine Anordnung von Spiegeln einer abbildenden Optik, die als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelichtungsanlage der 1 insbesondere für Abbildungslicht mit EUV-Wellenlängen einsetzbar ist, wobei ein Abbildungsstrahlengang ausschließlich in Form eines Hauptstrahls eines zentralen Feldpunkts angedeutet ist;
9 einen Meridionalschnitt der abbildenden Optik nach 8;
10 eine Ansicht gemäß Blickrichtung X in 9;
11 und 12 in zur 7 ähnlichen Darstellungen die numerischen Aperturen von Beleuchtungslicht-Strahlengängen hin zur Lithografiemaske und reflektiert von der Lithografiemaske für weitere Ausführungen von optischen Systemen zur Beleuchtung der Lithografiemaske und zur Abbildung der Original-Strukturabschnitte auf die Bildabschnitte;
13 einen Meridionalschnitt einer weiteren Ausführung einer abbildenden Optik, die als Projektionsoptik in der Projektionsbelichtungsanlage der 1 insbesondere für Abbildungslicht mit DUV-Wellenlänge einsetzbar ist; und
14 eine Ansicht gemäß Blickrichtung XIV in 13 .

Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie 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 um eine plasmabasierte Lichtquelle (lasererzeugtes Plasma (laser-produced plasma, LPP), gasentladungserzeugtes Plasma (gas-discharge produced plasma, GDP)) oder auch um eine synchrotronbasierte Lichtquelle, zum Beispiel einen Freie-Elektronen-Laser (FEL) handeln. 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 Mikrolithografie Verwendung finden können (zum Beispiel DUV, tiefes Ultraviolett) und für die geeigneten Laserlichtquellen und/oder LED-Lichtquellen zur Verfügung stehen (beispielsweise 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 129 nm, 109 nm), für das in der Projektionsbelichtungsanlage 1 geführte Beleuchtungslicht 3 möglich. Ein Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 ist in der 1 äußerst schematisch dargestellt.
Zur Führung des Beleuchtungslichts 3 von der Lichtquelle 2 hin zu einem Objektfeld 4 in einer Objektebene 5 dient eine Beleuchtungsoptik 6. Mit einer Projektionsoptik beziehungsweise abbildenden Optik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet.
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 aus dieser heraus. Die y-Richtung verläuft in der 1 nach rechts und die z-Richtung nach oben.
Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 sind bei der Projektionsoptik 7 gebogen beziehungsweise gekrümmt und insbesondere teilringförmig ausgeführt. Ein Krümmungsradius dieser Feldkrümmung kann bildseitig 81 mm betragen. Eine Grundform einer Randkontur des Objektfeldes 4 beziehungsweise des Bildfeldes 8 ist entsprechend gebogen. Ein Ringfeldradius des Bildfeldes 8 beträgt also 81 mm. Details zu diesem Parameter „Ringfeldradius“ finden sich in der WO 2005/098 506 A1 . Eine Definition des Ringfeldradius findet sich in der WO 2009/053 023 A2 . Alternativ ist es möglich, das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 rechteckförmig 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.
Das Objektfeld 4 ist dementsprechend aufgespannt von der ersten kartesischen Objektfeldkoordinate x und der zweiten kartesischen Objektfeldkoordinate y. Die dritte kartesische Koordinate z, die senkrecht auf diesen beiden Objektfeldkoordinaten x und y steht, wird nachfolgend auch als Normalkoordinate bezeichnet.
Für die Projektionsoptik 7 kann eines der nachfolgend noch dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden.
Anhand der 8 bis 10 wird eine reflektierende katoptrische Variante der Projektionsoptik 7 beschrieben. Die Projektionsoptik 7 nach den 8 bis 10 verkleinert in einer Sagittalebene xz um einen Faktor 4 und vergrößert in einer Meridionalebene yz um einen Faktor 4. Ein Abbildungsmaßstab β_x in der Sagittalebene xz beträgt 0,25 und ein Abbildungsmaßstab β_y in der Meridionalebene yz beträgt -4. Das negative Vorzeichen von β_y bedeutet, dass eine Bildumkehr bei der Abbildung des Objektfeldes 4 in das Bildfeld 8 erfolgt. Bei der Projektionsoptik 7 handelt es sich um eine anamorphotische Projektionsoptik. Auch andere Abbildungsmaßstäbe in den beiden Abbildungslicht-Ebenen xz, yz sind möglich, zum Beispiel 3x, 5x, 6x, 7x oder auch Abbildungsmaßstäbe, die größer sind als 8x oder auch Abbildungsmaßstäbe, die 1/3, 1/5, 1/6, 1/7, 1/8 betragen oder Abbildungsmaßstäbe, die kleiner sind als 1/8. Der jeweilige Verkleinerungsmaßstab kann mit einer Bildumkehr (image flip) einhergehen oder nicht.
Die Bildebene 9 ist bei der Projektionsoptik 7 in der Ausführung nach 2 parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Lithografiemaske 10, die als Reflexionsmaske ausgeführt ist und auch als Retikel bezeichnet wird. Das Retikel 10 wird von einem Retikelhalter 11 getragen. Der Retikelhalter 11 wird von einem Retikelverlagerungsantrieb 12 verlagert. Die Verlagerungsrichtung des Retikelverlagerungsantriebs 12, die auch als Scanrichtung bezeichnet wird, ist die y-Richtung. Der Retikelhalter 11 wird auch als Maskenhalter bezeichnet. Der Retikelverlagerungsantrieb 12 wird auch als Maskenverlagerungsantrieb bezeichnet.
Die Lithografiemaske 10 ist in einer Aufsicht in der 2 dargestellt. Die Lithografiemaske 10 hat eine Mehrzahl und im dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt zehn abzubildende Original-Strukturabschnitte 13, die längs der y-Richtung aufgereiht nebeneinander angeordnet sind. Die Original-Strukturabschnitte 13 sind voneinander durch Trennabschnitte 14 getrennt, die keine abzubildenden Strukturen tragen.
Die 4 bis 6 zeigen Beispiele für abbildbare Strukturen, die in den Original-Strukturabschnitten 13 des Retikels 10 angeordnet sein können.
4 zeigt als Beispiel derartiger abbildbarer Strukturen einfache dichte Linien 15, die längs der y-Richtung verlaufen. Benachbarte der Linien 15 sind jeweils durch Linien-Zwischenräume 16 voneinander getrennt.
5 zeigt Objektstrukturen wiederum in Form von Linien 17, die längs der Richtung y verlaufen und ähnlich wie die Linien 15 nach 4 durch Linien-Zwischenräume 18 voneinander getrennt sind. Die Linien 17 der Strukturen nach 5 sind in Form rechteckiger und beispielsweise quadratischer Linien-Bänke 19 angeordnet. Die Bänke 19 sind in einem regelmäßigen Pfeilen- und Spaltenraster angeordnet. Benachbarte der Bänke 19 sind innerhalb einer Zeile durch in der Scanrichtung y verlaufende Zeilen-Zwischenräume 20 und innerhalb einer Spalte durch längs der x-Richtung verlaufende Spalten-Zwischenräume 21 voneinander getrennt. Eine Ausdehnung der Zeilen-Zwischenräume 20 und der Spalten-Zwischenräume 21 einerseits ist um ein Mehrfaches größer als eine Ausdehnung der Linien-Zwischenräume 16 beziehungsweise 18 zwischen benachbarten Linien 15 beziehungsweise 17 andererseits und kann beispielsweise ein Zehnfaches der Linien-Zwischenräume 16 beziehungsweise 18 betragen.
Bei den Strukturen nach 6 sind Linien 22, die ansonsten den Linien 15 nach 4 entsprechen, in der Scanrichtung y durch Linien-Unterbrechungen 23 unterbrochen. Die Unterbrechungen 23 können hinsichtlich ihrer jeweiligen y-Koordinate für verschiedene der Linien 22 zueinander versetzt angeordnet sein. Jede der Linien 22 kann genau eine Unterbrechung 23 oder auch eine Mehrzahl von Unterbrechungen 23 aufweisen. Einige der Linien 22 können auch unterbrechungsfrei durch den gesamten Original-Strukturabschnitt 13 bei der Strukturausführung nach 6 verlaufen.
7 veranschaulicht numerische Aperturen eines Strahlengangs des Beleuchtungslichts 3 bei einer Reflexion an der Lithografiemaske 10. In der 7 ist unten dargestellt ein Winkelraum 24, in dem das Beleuchtungslicht hin zur Lithografiemaske 10 geführt wird, also eine numerische Apertur des Beleuchtungslicht-Strahlengangs vor Beaufschlagung der Lithografiemaske 10. Die 7 zeigt oben einen Winkelraum 25, also eine numerische Apertur, des Beleuchtungslicht-Strahlengangs nach der Beaufschlagung der Lithografiemaske 10. Dieser Winkelraum 25 ist angepasst an eine objektseitige numerische Apertur der Projektionsoptik 7. Die numerischen Aperturen 24 und 25 sind bei der Projektionsoptik 7 kreisförmig, haben also in x- und y-Richtung den gleichen Durchmesser. Es gilt demnach für die objektseitigen numerischen Aperturen NA_O, xz und NA_O, yz der Projektionsoptik 7 einerseits in der Sagittalebene xz und andererseits in der Meridionalebene yz: ${NA}_{O}, xz = {NA}_{O}, yz .$
Die Abbildung durch die Projektionsoptik 7 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 26 in Form eines Wafers, der von einem Substrathalter 27 getragen wird. Der Substrathalter 27 wird von einem Wafer- beziehungsweise Substratverlagerungsantrieb 28 verlagert.
In der 1 ist schematisch zwischen dem Retikel 10 und der Projektionsoptik 7 ein in diese einlaufendes Strahlenbündel 29 (Winkelraum 25, vergleiche 7) des Beleuchtungslichts 3 und zwischen der Projektionsoptik 7 und dem Substrat 26 ein aus der Projektionsoptik 7 auslaufendes Strahlenbündel 30 des Beleuchtungslichts 3 dargestellt. Eine objektfeldseitige numerische Apertur (NA_O, yz) und eine bildfeldseitige numerische Apertur (NA_I, yz) der Projektionsoptik 7 sind in der 1 nicht maßstäblich wiedergegeben.
3 zeigt eine Aufsicht auf das Substrat 26. Das Substrat 26 hat einen Durchmesser d. Das Substrat 26 weist Bildabschnitte 31 auf, auf die die Original-Strukturabschnitte 13 der Lithografiemaske 10 durch Abbildung mit der Projektionsoptik 7 übertragen werden. Durch eine gestrichelte Umrahmung hervorgehoben ist eine Spalte 32 mit zehn in der Scanrichtung y aufgereiht nebeneinander angeordneten Bildabschnitten 31, auf die die zehn Original-Strukturabschnitte 13 der Lithografiemaske 10 abgebildet werden. Diese Spalte 32 der Bildabschnitte 31 stellt eine Gesamtheit von Bildabschnitten 31 dar, die als Bilder der zehn Original-Strukturabschnitte 13 während eines einzigen ununterbrochenen Übertragungsvorgangs mit der Projektionsoptik 7 auf dem Substrat 26 erzeugt werden. Die Spalte 32 hat eine y-Erstreckung D_y. Es gilt: D_y > d/2. Die Gesamtheit der Bildabschnitte 31, die durch Abbildung der zehn Original-Strukturabschnitte 13 auf dem Substrat 26 erzeugt werden kann, hat also eine Erstreckung D_y längs der Scanrichtung y, die größer ist als die Hälfte des Durchmessers d des Substrats 26. Bei der dargestellten Ausführung gilt sogar: D_y ≅ d.
Die Bildabschnitte 31 sind jeweils quadratisch, haben also ein x/y-Aspektverhältnis von 1/1. Korreliert mit den vorstehend abgegebenen Abbildungsmaßstäben β_x von 0,25 und β_y von -4 ergibt sich ein x/y-Aspektverhältnis der Original-Strukturabschnitte 13 von 16/1.
Je nach Ausführung der Projektionsoptik 7 kann der jeweilige Original-StrukturAbschnitt ein xy-Aspektverhältnis haben, das größer ist als 4 : 1 (4/1), beispielsweise ein x/y-Aspektverhältnis von 5/1, von 6/1, von 7/1, von 8/1, von 10/1, von 12/1 oder auch von 15/1.
Wiederum je nach Ausführung können die Bildabschnitte 31 auch ein x/y-Verhältnis haben, das von 1/1 abweicht, beispielsweise ein x/y-Aspektverhältnis von 13/16.
Eine Gesamterstreckung der Lithografiemaske 10 längs der y-Richtung kann im Bereich zwischen 120 mm und 160 mm und insbesondere im Bereich zwischen 128 mm und 152 mm liegen. Ein Durchmesser des beispielsweise runden Substrats 26 kann im Bereich zwischen 300 mm und 450 mm liegen. Der Betrag des vergrößernden Abbildungsmaßstabes β_y kann bei 1,97, bei 2,11, bei 2,34, bei 2,69, bei 3,17 oder auch bei 3,51 liegen.
Je nach Ausführung der Projektionsoptik 7 kann der verkleinernde Abbildungsmaßstab β_x im Betragsbereich zwischen 1/8 und 1/3 liegen. Je nach Ausführung der Projektionsoptik 7 kann der vergrößernde Abbildungsmaßstab β_y im Betragsbereich zwischen 1,5 und 5 liegen.
Die Feldkoordinate y, für die die Projektionsoptik 7 vergrößernd ausgeführt ist, fällt mit der Objektverlagerungsrichtung y zusammen.
Im Objektfeld 4 ist jeweils mindestens ein Original-Strukturabschnitt 13 der Lithografiemaske 10 anordenbar. Im Bildfeld 8 ist jeweils mindestens ein Bildabschnitt 31 des Substrats 26 anordenbar.
Bei der Projektionsbelichtung werden die Lithografiemaske 10 einerseits und das Substrat 26 andererseits synchronisiert zueinander so verlagert, dass die Original-Strukturabschnitte 13 während eines kontinuierlichen Scans längs der Scanrichtung y auf jeweils eine Spalte der Bildabschnitte 31, zum Beispiel auf die Spalte 32, übertragen werden. Bei dieser Übertragung wird jeder der Original-Strukturabschnitte 13 auf einen separaten Bildabschnitt 31 des Substrats 26 übertragen. Dies erfolgt für jede der Spalten der Bildabschnitte 31 auf dem Substrat 26, wobei nach erfolgter Übertragung der Original-Strukturabschnitte 13 auf die gesamte jeweilige Spalte der Bildabschnitte 31 das Substrat 26 um einen Spaltenabstand längs der x-Richtung verlagert wird. Scans zu benachbarten Spalten der Bildabschnitte 31 können in jeweils gegenläufiger Scanrichtung erfolgen, also beispielsweise der Scan der Spalte 32 in positiver y-Richtung und der Scan der nachfolgenden, zum Beispiel rechts der Spalte 32 benachbarten Spalte der Bildausschnitte 31 in negativer y-Richtung. Soweit die jeweilige Spalte der Bildabschnitte 31 weniger als zehn Bildabschnitte 31 aufweist, wird der jeweilige Scan nach Übertragung der entsprechenden Anzahl der Objekt-Strukturabschnitte 13 für diese Spalte beendet und es wird dann die nächste Spalte der Bildabschnitte 31 abgescannt.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scannertyp. Sowohl das Retikel 10 als auch das Substrat 26 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der y-Richtung gescannt. Auch ein Steppertyp der Projektionsbelichtungsanlage 1, bei dem zwischen einzelnen Belichtungen des Substrats 26 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 10 und des
Substrats 26 in der y-Richtung erfolgt, ist möglich. Diese Verlagerungen erfolgen synchronisiert zueinander durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungsantriebe 12 und 28. Zur Synchronisation der Antriebe 12, 28 dient eine in der Zeichnung nicht dargestellte zentrale Steuereinrichtung der Projektionsbelichtungsanlage 1.
Anhand der 8 bis 10 wird nachfolgend die Projektionsoptik 7 näher erläutert. Die Projektionsoptik 7 ist ein Beispiel für eine katoptrische Ausführung.
Die 8 zeigt die Projektionsoptik 7 perspektivisch, wobei zur Verdeutlichung eines Strahlengangs des Abbildungslichts 3 ausschließlich ein Hauptstrahl CR eines zentralen Feldpunktes zwischen der schematisch angedeuteten Lithografiemaske 10 am Ort des Objektfeldes und dem ebenfalls schematisch angedeuteten Substrat 26 am Ort des Bildfeldes dargestellt ist.
Die 9 zeigt die Projektionsoptik 7 in einem Meridionalschnitt, also den Strahlengang des Abbildungslichts 3 in der yz-Ebene. Die 10 zeigt den Abbildungsstrahlengang der Projektionsoptik 7 in der Sagittalebene xz.
Dargestellt ist in der 9 der Strahlengang jeweils dreier Einzelstrahlen 33, die von drei in der 9 zueinander in der y-Richtung beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehen. Dargestellt sind Hauptstrahlen CR, also Einzelstrahlen 33, die durch das Zentrum einer Pupille in einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 verlaufen, sowie jeweils ein oberer und ein unterer Komastrahl dieser drei Objektfeldpunkte. Ausgehend vom Objektfeld 4 schließt der Hauptstrahl CR eines zentralen Objektfeldpunktes mit einer Normalen N auf die Objektebene 5 einen Winkel CRA von etwa 8° ein.
Im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 hat die Projektionsoptik 7 insgesamt sechs Spiegel, die in der Reihenfolge ihrer Beaufschlagung längs des Abbildungslicht-Strahlen-gangs mit M1 bis M6 bezeichnet sind.
Dargestellt ist in der 10 der Strahlengang ebenfalls dreier Einzelstrahlen, die ebenfalls von drei in der 3 zueinander in der x-Richtung beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehend. Dargestellt sind wiederum Hauptstrahlen CR sowie jeweils zwei randseitige Komastrahlen.
Die Objektebene 5 liegt parallel zur Bildebene 9.
Bei der Projektionsoptik 7 sind alle Spiegel M1 bis M6 als Spiegel für normalen Einfall ausgeführt, also als Spiegel, auf die das Abbildungslicht 3 mit einem Einfallswinkel trifft, der kleiner ist als 45 °. Diese Spiegel für normalen Einfall werden auch als NI(Normal Incidence)-Spiegel bezeichnet.
Die Spiegel M1 bis M6 tragen eine die Reflektivität der Spiegel M1 bis M6 für das Abbildungslicht 3 optimierende Beschichtung. Hierbei kann es sich um eine Ruthenium-Beschichtung oder um einen Multilayer mit jeweils einer obersten Schicht aus beispielsweise Ruthenium handeln. Diese hoch reflektierenden Schichten insbesondere der Spiegel M1 bis M6 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. Diese können zusätzliche Trennschichten aus beispielsweise C (Kohlenstoff) oder B₄C (Borcarbid) beinhalten und können durch eine Schutzschicht oder ein Schutzschichtsystem zum Vakuum abgeschlossen sein.
In der ersten Abbildungslicht-Ebene xz hat die Projektionsoptik 7 objektseitig eine numerische Apertur NAo, xz von 0,125. In der zweiten Abbildungslicht-Ebene yz hat die Projektionsoptik 7 objektseitig eine numerische Apertur NAo, yz von ebenfalls 0,125. Bildseitig hat die Projektionsoptik 7 in der ersten Abbildungslicht-Ebene eine numerische Apertur NA_I, xz von 0,5 und in der zweiten Abbildungslicht-Ebene eine numerische Apertur NA_I, yz von 0,5/16 = 0,03125.
Keiner der Spiegel M1 bis M6 hat eine Durchtrittsöffnung für das Abbildungslicht. Alle Spiegel M1 bis M6 werden also in einem lückenlos zusammenhängenden Bereich reflektiv genutzt.
Die Projektionsoptik 7 hat in der ersten Abbildungslicht-Ebene xz (Erstebene) genau ein Erstebenen-Zwischenbild in einer Zwischenbildebene 34, die im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5 liegt. Im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und der Erstebenen-Zwischenbildebene 34 liegt zwischen den Spiegeln M2 und M3 eine erste Erstebenen-Pupillenebene 35. Eine zweite Erstebenen-Pupillenebene 36 liegt im Bereich einer Reflexion des Abbildungslichts am Spiegel M5.
In der zweiten Abbildungslicht-Ebene yz (Zweitebene) hat die Projektionsoptik 7 zwei Zweitebenen-Zwischenbildebenen 37, 38. Die erste Zweitebenen-Zwischenbildebene 37 liegt im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen den Spiegeln M1 und M2. Die andere Zweitebenen-Zwischenbildebene 38 liegt im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen den Spiegeln M3 und M4. Eine erste Zweitebenen-Pupillenebene 39 liegt im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen den Spiegeln M1 und M2 kurz vor der ersten Zweitebenen-Zwischenbildebene 37. Eine weitere Zweitebenen-Pupillenebene 40 liegt im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen den Spiegeln M2 und M3. Diese zweite Zweitebenen-Pupillenebene 40 fällt mit der ersten Erstebenen-Pupillenebene 35 zusammen. Eine dritte Zweitebenen-Pupillenebene 41 liegt im Abbildungsstrahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5 räumlich benachbart zum Spiegel M6.
Die Zweitebenen-Pupillenebene 40 ist in einem komplett umfangsseitig zugänglichen Abschnitt des Abbildungsstrahlengangs angeordnet, sodass dort eine für die beiden Abbildungslicht-Ebenen xz, yz wirkende Aperturblende angeordnet sein kann.
Im Bereich des Spiegels M5 kann eine alternativ oder zusätzlich für die erste Abbildungslicht-Ebene xz wirkende Aperturblende, beispielsweise als Spiegelbeschichtung, angeordnet sein.
Die Projektionsoptik 7 ist bildseitig telezentrisch. Objektseitig ist die Abweichung von der Telezentrie gering.
Die Spiegel M1 bis M6 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 M6 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt ist. Eine Asphärengleichung für eine solche rotationssymmetrische Asphäre ist bekannt aus der DE 10 2010 029 050 A1 . Auch alle Spiegel M1 bis M6 können als derartige Asphären ausgeführt sein.
Eine Freiformfläche kann durch folgende Freiformflächengleichung (Gleichung 1) beschrieben werden: $\begin{array}{l} Z = \frac{c_{x} x^{2} + c_{y} y^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k_{x}) {(c_{x} x)}^{2} - (1 + k_{y}) {(c_{y} y)}^{2}}} \\ + C_{1} x + C_{2} y \\ + C_{3} x^{2} + C_{4} xy + C_{5} y^{2} \\ + C_{6} x^{3} + \dots + C_{9} y^{3} \\ + C_{10} x^{4} + \dots + C_{12} x^{2} y^{2} + \dots + C_{14} y^{4} \\ + C_{15} x^{5} + \dots + C_{20} y^{5} \\ + C_{21} x^{6} + \dots + C_{24} x^{3} y^{3} + \dots + C_{27} y^{6} \\ + \dots \end{array}$
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 Mikrolithografie sind bekannt aus der US 2007/0058269 A1 .
Bei der mathematischen Beschreibung der Freiformfläche können auch andere Polynomsysteme verwendet werden, z.B. Zernike-Polynome, Tschebyscheff-Polynome, Legendre-Polynome, Forbes-Polynome.
Alternativ können Freiformflächen auch mit Hilfe zweidimensionaler Spline-Oberflächen beschrieben werden. Beispiele hierfür sind Bezier-Kurven oder nicht-uniforme rationale Basis-Splines (non-uniform rational basis splines, NURBS). Zweidimensionale Spline-Oberflächen können beispielsweise durch ein Netz von Punkten in einer xy-Ebene und zugehörigen 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 ist ausgelegt für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm. Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von 26 mm und eine y-Erstreckung von 30 mm.
Die optischen Designdaten der Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M6 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 zu den optischen Oberflächen der optischen Komponenten Scheitelpunktsradien (Radius_x = R_x, Radius_y = R_y) und Brechkraftwerte (Power x, Power_y) an. Soweit für den Wert R_y die Angabe fehlt, gilt: R_x = R_y. Negative Radienwerte bedeuten zum einfallenden Beleuchtungslicht 3 hin konkave Kurven im Schnitt der jeweiligen Oberfläche mit der betrachteten Ebene (xz, yz), die von einer Flächennormalen im Scheitelpunkt mit der jeweiligen Krümmungsrichtung (x, y) aufgespannt wird. Die beiden Radien Radius_x, Radius_y können explizit verschiedene Vorzeichen haben.
Die Scheitelpunkte an jeder optischen Fläche sind definiert als Auftreffpunkte eines Führungsstrahls, der von einer Objektfeldmitte entlang einer Symmetrieebene x=0, also der Zeichenebene der 9 (Meridionalebene) hin zum Bildfeld 8 geht.
Die Brechkräfte Power_x (P_x), Power_y (P_y) an den Scheitelpunkten sind definiert als: $P_{x} = - \frac{2 cos A O I}{R_{x}}$
$P_{y} = - \frac{2}{R_{y} cos A O I}$
AOI bezeichnet hierbei einen Einfallswinkel des Führungsstrahls zur Oberflächennormalen.
Die zweite Tabelle gibt für die Spiegel M1 bis M6 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 dritten 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 dritten Tabelle auch die Bildebene als erste Fläche sowie eine Blendenfläche (mit der Bezeichnung „AS“) tabelliert.

Die vierte Tabelle beschreibt eine innere Randkontur der den Abbildungslicht-Strahlengang in den Pupillenebenen 35 beziehungsweise 40 randseitig begrenzenden Aperturblende AS. Die Randkontur-Beschreibung erfolgt anhand eines Polygonzuges auf der Fläche AS, der durch entsprechende x- und y-Werte repräsentiert ist. Eine Berandung einer Blendenfläche der Blende AS 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. Tabelle 1 zu Fig.8

Oberfläche	Radius_x[mm]	Power_x[1/mm]	Radius_y[mm]	Power_y[1/mm]	Betriebsmodus
M6	-968.4835569	0.0020457	-2718.5280535	0.0007427	REFL
M5	-2498.9884733	0.0007974	-2133.5415828	0.0009409	REFL
M4	-1133.2675512	0.0017405	-1027.5593219	0.0019736	REFL
M3	3080.8489653	-0.0006275	-4246.7799758	0.0004872	REFL
M2	-33479.9102101	0.0000590	-336.6830901	0.0060107	REFL
M1	-3172.7286161	0.0006207	-1567.5265176	0.0012958	REFL

Tabelle 2a zu Fig. 8

Koeffizient	M6	M5	M4
KY	0.00000000	0.00000000	0.00000000
KX	0.00000000	0.00000000	0.00000000
RX	-968.48355690	-2498.98847300	-1133.26755100

C7	2.71479076e-08	2.38822103e-08	5.18478549e-08
C9	4.50253775e-07	-5.82781648e-07	-1.67154307e-07
C10	-2.38451556e-11	2.67748483e-10	-9.46381917e-12
C12	4.30579082e-11	-4.25654263e-10	7.36299899e-11
C14	-2.4711783e-09	1.3760893e-09	-8.86739937e-10
C16	-3.0166759e-14	-1.18886983e-13	3.73313098e-14
C18	1.51795315e-13	1.05119112e-12	4.89955903e-13
C20	-1.11842171e-11	-1.02796302e-11	-1.03855915e-12
C21	-4.38027685e-16	7.23804953e-16	-3.17084595e-17
C23	2.94021396e-16	1.2161582e-15	-8.72640496e-17
C25	-8.19459328e-15	6.90529718e-15	2.89506882e-16
C27	2.96082749e-14	1.62335524e-13	-1.92565332e-14
C29	8.60162409e-19	-3.80345575e-20	-3.37480125e-19
C31	-6.84103825e-19	2.06738273e-17	-1.97780822e-18
C33	-1.11737082e-16	3.69643038e-16	-1.28976097e-17
C35	1.08354982e-15	2.74612487e-15	3.04382917e-17
C36	3.28699855e-21	-4.01375785e-21	2.85010977e-22
C38	-3.63003086e-21	-6.86793617e-20	2.98666771e-22
C40	-1.04682433e-19	-1.67806835e-18	1.37454187e-20
C42	-8.34253741e-19	-1.30983408e-17	1.27520801e-18
C44	-3.53004244e-19	-1.10923739e-16	3.75132186e-19
C46	-8.59086839e-24	-4.53708166e-23	6.93130365e-24
C48	2.33469983e-23	-2.70949243e-21	8.0706122e-23
C50	9.74044956e-22	-3.68481729e-20	1.90696171e-22
C52	1.75499222e-21	-3.90731597e-19	1.13715718e-20
C54	2.76531931e-22	-1.42353493e-18	1.48530987e-20
C55	-2.51671657e-26	5.24413058e-26	-1.10613924e-27
C57	1.13867747e-25	2.11435786e-24	1.30295959e-27
C59	1.02120349e-24	7.0789904e-23	5.63037564e-25
C61	-1.44568406e-23	6.81414019e-22	-1.59831374e-23
C63	1.96690934e-25	4.59940643e-21	4.9503818e-23
C65	8.67568878e-27	5.66740266e-20	-3.25356538e-23
C67	8.01923372e-29	1.59623471e-27	-8.78900254e-29
C69	5.57427946e-28	1.42365539e-25	-2.26578867e-27
C71	-3.71592863e-26	2.25136987e-24	-2.65100898e-26
C73	1.44177299e-26	2.33249146e-23	8.29144894e-26
C75	2.01177357e-27	2.29415044e-22	1.51560525e-25
C77	7.26648539e-27	2.85367154e-22	-1.10865442e-24
C78	1.34152974e-31	-5.3602576e-31	-2.20619757e-32
C80	-1.17007849e-30	-2.45062945e-29	2.03748582e-31
C82	7.94880812e-30	-7.15731597e-28	-5.26667521e-30
C84	-5.50958312e-29	-6.817699e-27	-1.22583266e-28
C86	-1.94794209e-29	2.30065328e-25	-9.16323672e-28
C88	-6.81563149e-29	-1.46061264e-24	-5.67205402e-27
C90	-5.31567946e-30	-1.09966662e-23	2.71186838e-27
C92	-4.38371244e-34	-2.79084223e-32	6.88443414e-34
C94	-8.00478362e-33	-3.37612488e-30	3.08624138e-32
C96	-6.20058279e-32	-6.65274277e-29	4.62159143e-31
C98	-3.01149404e-32	-3.22246813e-28	-1.35134045e-31
C100	-1.05503293e-31	-7.85822522e-27	-6.67608152e-30
C102	3.84125315e-32	-5.44423491e-26	-1.51978258e-29
C104	-1.96381619e-31	-5.5066299e-26	5.93424415e-29
C105	-4.6168179e-37	2.97613169e-36	3.81716342e-37
C107	5.91098816e-36	-2.08205204e-34	-1.44707866e-36
C109	-3.94111521e-34	-2.08945805e-32	-2.31713769e-34
C111	-1.02044776e-33	-2.70330967e-31	3.59093564e-33
C113	-1.45808696e-34	-1.08130586e-29	2.12834934e-32
C115	4.22529657e-34	-8.20779772e-29	1.27910573e-31
C117	1.05802873e-33	4.9754284e-29	4.82703379e-31
C119	-2.0401379e-35	8.87326617e-28	-1.15560265e-31
C121	1.06079386e-39	1.85425557e-37	-2.51462333e-39
C123	6.91750047e-39	3.01103541e-35	-1.75716316e-37
C125	7.17212519e-37	7.31634676e-34	-8.20528663e-37
C127	5.81658235e-37	-3.23277325e-33	-5.0358984e-36
C129	1.25451773e-36	1.91528349e-32	4.88269155e-35
C131	9.5284737e-37	6.54627098e-31	3.55476859e-34
C133	-1.40839621e-36	4.18034791e-30	5.42004727e-34
C135	1.96005638e-36	4.16743287e-30	-1.17769788e-33
C136	7.15307913e-43	-2.48199327e-42	-1.97988292e-42
C138	-1.32248524e-41	4.91108717e-39	-8.40685621e-42
C140	1.56291407e-39	4.35844123e-37	2.14879574e-39
C142	9.12130255e-40	2.92879638e-36	-5.71398609e-39
C144	3.76900111e-39	4.89059906e-35	-1.87644253e-37
C146	-5.56992337e-39	9.54765618e-34	-1.28751058e-36
C148	6.27589068e-39	7.17013086e-33	-6.21469536e-36
C150	-3.26483004e-40	7.38680415e-33	-1.58327962e-35
C152	3.52243136e-39	-1.37505796e-32	1.08607917e-36

Tabelle 2b zu Fig. 8

Koeffizient	M3	M2	M1
KY	0.00000000	0.00000000	0.00000000
KX	0.00000000	0.00000000	0.00000000
RX	3080.84896500	-33479.91021000	-3172.72861600

C7	-1.62849414e-07	3.07218764e-07	8.79477432e-09
C9	-9.66035493e-07	-2.86018974e-07	7.95759287e-09
C10	2.36416343e-11	-1.38295186e-12	-7.03362708e-13
C12	4.89710462e-10	-6.9111035e-10	-5.08235251e-12
C14	1.40425828e-08	1.26543214e-09	2.07361083e-13
C16	-9.11215525e-13	2.21119426e-13	2.28697716e-15
C18	-6.2634508e-12	6.0780485e-13	3.4380682e-15
C20	-1.23370704e-10	-3.10506318e-12	2.28272412e-15
C21	8.09238883e-15	-1.2098357e-16	9.98685851e-19
C23	-9.36009431e-15	-2.83859151e-16	-1.87796444e-18
C25	2.70855096e-13	-1.02053055e-14	3.13134922e-19
C27	-4.67542827e-12	-1.67907065e-13	3.37030827e-18
C29	3.13793825e-17	-9.62885646e-20	-5.61599889e-21
C31	-6.38124682e-17	6.20891428e-18	-7.09657394e-21
C33	-2.69698729e-15	2.0254306e-16	5.13911197e-21
C35	5.68203721e-14	8.71113009e-15	2.09358971e-20
C36	-2.2909227e-19	3.27512151e-21	-2.21596654e-23
C38	4.22819874e-19	-9.67747324e-21	3.9710395e-23
C40	1.63617533e-17	8.92907743e-20	-1.40157551e-23
C42	1.59457579e-16	1.79035375e-17	-2.02963463e-22
C44	1.18216765e-15	2.78779177e-16	-1.59374128e-22
C46	-1.06467412e-21	-6.58647296e-24	1.24715355e-25
C48	-1.6490057e-20	-2.46516555e-22	3.8338832e-25
C50	7.64523168e-20	-8.74311459e-21	3.44466213e-25
C52	1.47615711e-18	-3.80362036e-19	-3.45022776e-25
C54	-3.33841759e-18	-9.26729234e-18	-5.93067611e-25
C55	4.4045967e-24	-6.83380624e-26	2.61216345e-28
C57	-4.39572295e-23	2.42586528e-25	-8.98639048e-28
C59	9.34015541e-23	5.86712869e-24	-1.91036037e-27
C61	-6.78345318e-21	-2.21256883e-22	2.58436477e-27
C63	1.79666076e-21	-1.97246842e-20	6.83273571e-27
C65	1.70487191e-20	-2.51119373e-19	4.26891017e-27
C67	3.9670632e-26	4.83098158e-28	-1.19220483e-30
C69	1.78791349e-24	4.26736665e-27	-7.49118954e-30
C71	-1.23723912e-23	1.91264416e-25	-1.28913906e-29
C73	3.17598395e-23	9.70127521e-24	-4.79056132e-30
C75	3.9232763e-23	3.40183855e-22	1.04540849e-29
C77	9.56888355e-22	5.56406535e-21	1.00871406e-29
C78	-5.54877924e-29	1.38754503e-30	-3.08861791e-33
C80	1.52787328e-27	1.63877532e-30	8.43697978e-33
C82	-4.27456871e-26	9.47429055e-29	3.97453016e-32
C84	-2.86830457e-27	-7.28223456e-27	2.77448909e-32
C86	5.05061206e-25	4.80942249e-26	-9.03912804e-32
C88	3.5100496e-24	1.19777433e-23	-1.22188168e-31
C90	8.00417945e-25	1.37965754e-22	-6.68888397e-32
C92	-8.17584299e-31	-1.0360724e-32	4.30153595e-36
C94	-7.67971306e-29	-2.51068851e-33	6.13331495e-35
C96	-5.73210941e-28	7.11642527e-31	1.77765315e-34
C98	1.0272047e-27	-1.22956319e-28	1.51095348e-34
C100	5.84014326e-27	-5.32748779e-27	1.10140724e-35
C102	-5.05296644e-27	-1.43328363e-25	-1.31596298e-34
C104	-1.41038149e-25	-1.77767188e-24	-9.10955637e-35
C105	3.34782334e-34	-1.80443002e-35	2.37470443e-38
C107	-2.32493713e-32	-8.75195275e-35	-4.41095086e-38
C109	3.0704453e-30	-1.1418279e-32	-2.36499079e-37
C111	-2.17298131e-30	8.60275856e-32	-7.48546385e-37
C113	-2.58263405e-29	8.01578507e-30	9.81162786e-38
C115	-2.63459204e-28	2.95229612e-29	1.22180185e-36
C117	-1.05779279e-27	-3.86260274e-27	1.09635921e-36
C119	-8.24135518e-28	-4.18521321e-26	5.58463206e-37
C121	6.68063169e-36	8.01799492e-38	3.04676477e-43
C123	8.71542728e-34	-2.19028252e-37	-1.59815624e-40
C125	2.06204095e-32	-4.64300424e-35	-8.3689699e-40
C127	1.34616847e-32	2.85082471e-34	-1.02425716e-39
C129	-1.73827298e-31	2.70240157e-32	-6.20491072e-40
C131	-8.04255604e-31	1.13757235e-30	1.55098535e-40
C133	4.52613769e-31	2.27235068e-29	5.90328407e-40
C135	7.99527241e-30	2.36424003e-28	3.38663065e-40
C136	2.49516979e-40	9.99188283e-41	-7.75718764e-44
C138	1.69262218e-37	3.57667022e-40	1.67630659e-43
C140	-4.95558732e-35	1.46907421e-37	1.66310089e-43
C142	2.93093797e-35	1.30595616e-36	3.64449976e-42
C144	4.92866369e-34	-7.83674664e-35	3.11445265e-42
C146	5.65347009e-33	-2.44404559e-33	-2.31909785e-42
C148	4.13422705e-32	-7.63243368e-33	-5.80945139e-42
C150	1.11863576e-31	5.02520445e-31	-3.86976442e-42
C152	1.00517702e-31	5.31002648e-30	-1.90891629e-42

Tabelle 3a zu Fig. 8

Oberfläche	DCX	DCY	DCZ
Bildfeld	0.00000000	0.00000000	0.00000000
M6	0.00000000	0.00000000	612.97101665
M5	0.00000000	136.85661780	103.66062559
M4	0.00000000	-41.39430151	1546.93296209
M3	0.00000000	263.62325906	925.02290129
AS	0.00000000	292.58714069	1198.77192769
M2	0.00000000	346.52916071	1708.59915502
M1	0.00000000	602.65729956	250.11832264
Objektfeld	0.00000000	906.02808523	2164.33665368

Tabelle 3b zu Fig. 8

Oberfläche	TLA[deg]	TLB[deg]	TLC[deg]
Bildfeld	-0.00000000	0.00000000	-0.00000000
M6	7.52032233	0.00000000	-0.00000000
M5	11.04064466	180.00000000	0.00000000
M4	16.58320883	-0.00000000	-0.00000000
M3	10.04304575	180.00000000	0.00000000
AS	-19.58708049	0.00000000	-0.00000000
M2	1.96031849	0.00000000	-0.00000000
M1	0.47740892	180.00000000	0.00000000
Objektfeld	-0.00550066	-0.00000000	-0.00000000

Tabelle 4 zu Fig. 8

X[mm]	Y[mm]	Z[mm]
-0.00000000	20.63455870	0.00000000
-28.75585644	20.51705844	0.00000000
-56.82826163	20.16211736	0.00000000
-83.54564340	19.56100841	0.00000000
-108.26284419	18.69649935	0.00000000
-130.37719274	17.54430359	0.00000000
-149.34332460	16.07661522	0.00000000
-164.68613081	14.26220025	0.00000000
-176.01316429	12.06806510	0.00000000
-183.02682516	9.47268420	0.00000000
-185.53480535	6.48505211	0.00000000
-183.45858616	3.14716753	0.00000000
-176.83801282	-0.47006614	0.00000000
-165.82902883	-4.25603968	0.00000000
-150.69821974	-8.06223298	0.00000000
-131.81534916	-11.71718954	0.00000000
-109.64368731	-15.03754063	0.00000000
-84.73045835	-17.84353790	0.00000000
-57.69511273	-19.97552102	0.00000000
-29.21366657	-21.30797903	0.00000000
-0.00000000	-21.76120962	0.00000000
29.21366657	-21.30797903	0.00000000
57.69511273	-19.97552102	0.00000000
84.73045835	-17.84353790	0.00000000
109.64368731	-15.03754063	0.00000000
131.81534916	-11.71718954	0.00000000
150.69821974	-8.06223298	0.00000000
165.82902883	-4.25603968	0.00000000
176.83801282	-0.47006614	0.00000000
183.45858616	3.14716753	0.00000000
185.53480535	6.48505211	0.00000000
183.02682516	9.47268420	0.00000000
176.01316429	12.06806510	0.00000000
164.68613081	14.26220025	0.00000000
149.34332460	16.07661522	0.00000000
130.37719274	17.54430359	0.00000000
108.26284419	18.69649935	0.00000000
83.54564340	19.56100841	0.00000000
56.82826163	20.16211736	0.00000000
28.75585644	20.51705844	0.00000000

Ein Abstand zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt 2164 mm.
Ein Objekt-Bild-Versatz d_OIS längs der y-Koordinate beträgt zwischen einem zentralen Objektfeldpunkt und einem zentralen Bildfeldpunkt 906 mm. Ein Wellenfrontfehler (RMS) beträgt bei der Projektionsoptik 7 etwa 100 mλ.
Aufgrund der unterschiedlichen bildseitigen numerischen Aperturen, die sich aus den verschiedenen Abbildungsmaßstäben ergeben, und der Lage der Zwischenbildebenen ergibt sich, dass die Spiegel M2 bis M5 ein x/y-Aspektverhältnis haben, welches jeweils deutlich größer ist als 1 und größer sein kann als 4, größer sein kann als 5, größer sein kann als 6 und auch größer sein kann als 8. Dieses Aspektverhältnis bezeichnet das Verhältnis der x-Ausdehnung zur y-Ausdehnung der für die Spiegel M1 bis M6 genutzten Reflexionsflächen.
Es ergibt sich, wie die 9 zeigt, eine sehr kompakte Faltgeometrie der Spiegel M1 bis M6 in der yz-Ebene mit entsprechend kleinen Einfallswinkeln besonders auf den Spiegeln M2, M5 und M6.
Die Referenzachsen der Spiegel M1 bis M6 sind in der Regel gegenüber einer Normalen auf die Bildebene 9 verkippt, wie die tabellierten Verkippungswerte deutlich machen.
Die Blende AS kann in einer Ebene liegen oder auch dreidimensional ausgeführt sein. Die Ausdehnung der Blende AS kann in Scanrichtung (y) kleiner sein als in cross-Scanrichtung (x).
Die 11 und 12 zeigen Varianten zur Anordnung der numerischen Aperturen bei der Beleuchtung und Abbildung der Lithografiemaske 10 jeweils in einer zur 7 ähnlichen Darstellung. Bei der Ausführung nach 11 ist sowohl ein Beleuchtungs-Winkelraum 42 als auch ein Abbildungs-Winkelraum 43 mit einer elliptischen Randkontur und einem x/y-Aspektverhältnis von 2/1 ausgeführt. Wie im Zusammenhang mit aus dem Stand der Technik bekannten anamorphotischen Projektionsoptiken (vergleiche US 2013/0128251 A1 , DE 10 2014 208 770 A1 und US 2016/0327868 A1 ) ausgeführt, lässt sich hierüber eine Verringerung eines Reflexions-Faltwinkels auf der Lithografiemaske erreichen, was die Abbildungsqualität verbessern hilft. Die numerischen Aperturen längs der Scanrichtung y sind in diesem Fall halb so groß wie senkrecht hierzu in der x-Richtung.
Bei der Ausführung nach 12 fallen die Winkelräume 44, 45 des Beleuchtungs-Strahlengangs einerseits einfallend auf die Lithografiemaske 10 und des AbbildungsStrahlengangs andererseits ausfallend von der Lithografiemaske 10 zusammen. Dies kann über eine Ausgestaltung des optischen Systems beispielsweise wie in der US 2015/0160561 A1 erreicht werden.
Anhand der 13 und 14 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 46 beschrieben, die, insbesondere bei der Verwendung von Abbildungslicht 3 mit einer DUV-Wellenlänge, anstelle der Projektionsoptik 7 bei einer Projektionsbelichtungsanlage nach Art der Projektionsbelichtungsanlage 1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend anhand der 1 bis 12 und insbesondere anhand der 8 bis 10 bereits beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Die Projektionsoptik 46 ist ein Beispiel für eine dioptrische Ausführung der Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1. Die 13 zeigt die Projektionsoptik 46 in einem Meridionalschnitt, also den Strahlengang des Abbildungslichts 3 in der yz-Ebene. Die 14 zeigt den Abbildungsstrahlengang der Projektionsoptik 46 in der Sagittalebene xz.
Dargestellt ist in den 13 und 14 jeweils der Strahlengang jeweils dreier Einzelstrahlen 33, die von drei in den 13 und 14 jeweils zueinander in der y-Richtung (13) oder der x-Richtung (14) beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehen. Dargestellt sind wiederum Hauptstrahlen CR sowie jeweils ein oberer und ein unterer Strahl dieser drei Objektfeldpunkte. Ausgehend vom Objektfeld 4 steht der Hauptstrahl CR des zentralen Objektfeldpunktes senkrecht auf der Objektebene 5, verläuft also parallel zur Normalen auf die Objektebene 5. Entsprechend ist der Winkel CRA 0°.
Im Abbildungslicht-Strahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 hat die Projektionsoptik 46 insgesamt dreiundzwanzig Linsen, die in der Reihenfolge ihrer Beaufschlagung längs des Abbildungslicht-Strahlengangs in den 13 und 14 mit L1 bis L23 bezeichnet sind.
Auch bei der Projektionsoptik 46 liegt die Projektebene 5 parallel zur Bildebene 9.
Die Linsen L1 bis L23 tragen eine reflexminimierende Beschichtung auf ihren jeweiligen Linsenflächen. Die Linsen L1 bis L23 sind aus SiO₂.
In der Abbildungslicht-Ebene xz hat die Projektionsoptik 46 objektseitig eine numerische Apertur NA_O, xz von 0,225. In der zweiten Abbildungslicht-Ebene yz hat die Projektionsoptik 46 objektseitig eine numerische Apertur NAo, yz von ebenfalls 0,225. Bildseitig hat die Projektionsoptik 46 in der ersten Abbildungslicht-Ebene eine numerische Apertur NA_I, xz von 0,9 und in der zweiten Abbildungslicht-Ebene eine numerische Apertur NA_I, yz von 0,9/16 = 0,05625.
Die Projektionsoptik 46 hat kein Zwischenbild.
Eine Pupillenebene 47 liegt im Abbildungslicht-Strahlengang unmittelbar vor der Linse L14.
Eine Pupille der Projektionsoptik 46 ist im Bereich der Pupillenebene 47 stark elliptisch, wobei die Hauptachse in der yz-Ebene um ein Vielfaches kleiner ist als in der xz-Ebene.
Die Linsen L1 bis L23 haben alle ein x/y-Aspektverhältnis ihrer genutzten Reflexionsflächen, das größer ist als 1. Dieses x/y-Aspektverhältnis ist im Bereich einer ersten Linsengruppe L1 bis L13 kleiner als im Bereich einer zweiten Linsengruppe L14 bis L23.
Im Bereich der Linsen L10 und L11 hat die Projektionsoptik 46 im Meridionalschnitt eine ausgeprägte Taillierung. In der Sagittalebene liegt eine Taillierung im Bereich der Linsen L14 und L15 vor.
Im Bereich der Pupillenebene 47 ist eine Aperturblende AS zur randseitigen Begrenzung der Pupille in der Pupillenebene 47 angeordnet. Diese Aperturblende AS kann bei der Projektionsoptik 46 auch als Beschichtung auf einer Eingangsfläche der Linse L14 angeordnet sein.
Die Projektionsoptik 46 ist bildseitig telezentrisch.
Die brechenden Eingangs- und Ausgangsflächen der Linsen L1 bis L23 sind als nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformflächen ausgeführt. Auch andere Ausführungen der Projektionsoptik 46 sind möglich, bei denen mindestens eine derartige Fläche der Linsen L1 bis L23 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt ist. Hier gilt entsprechend, was vorstehend im Zusammenhang mit den Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M6 ausgeführt wurde.
Die Projektionsoptik 46 ist ausgelegt für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungs-/Abbildungslichts 3 von 193,4 nm. Das Objektfeld 4 hat eine x-Erstreckung von 104 mm und eine y-Erstreckung von 3,25 mm.
Für die Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y der Projektionsoptik 46 gilt: β_x = - 0,25 und β_y = - 4.
Ein Wellenfrontfehler RMS beträgt bei der Projektionsoptik 46 30,0 mλ.
Die optischen Designdaten der brechenden Flächen der Spiegel L1 bis L23 der Projektionsoptik 46 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden. Diese optischen Designdaten gehen von der Objektebene 5 aus, beschreiben die Projektionsoptik 46 also längs des Abbildungsstrahlengangs zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9.
Die erste der nachfolgenden Tabellen tabelliert die optischen Oberflächen der Komponenten der Projektionsoptik 46, also der Linsen L1 bis L23, der Aperturblende AS sowie der Objektebene 5 und der Bildebene 9. Die Tabelle 1 beginnt mit der Objektebene 5 als nummerierte Fläche 1. Die nummerierten Flächen 2 bis 27 beschreiben die Eintritts- und Austrittsflächen der Linsen L1 bis L13 in der Reihenfolge des Durchtritts im Abbildungsstrahlengang. Die Fläche 28 beschreibt die Aperturblende AS. Die Flächen 29 bis 48 beschreiben die Eintritts- und Austrittsflächen der Linsen L14 bis L23. Die Fläche 49 beschreibt die Lage der Bildebene 9. Tabelliert ist in der Tabelle 1 zur Projektionsoptik 46 (Tabelle 1 zu 13) der Radius R_y sowie der Abstand der jeweiligen Fläche zur nachfolgenden Fläche in der z-Richtung. Für die Linsen L1 bis L23 ist zudem jeweils das Material und der Brechungsindex (Brechzahl) angegeben.
Die nachfolgenden Tabellen 2a bis 2d tabellieren entsprechend der Tabelle 2 zur Projektionsoptik 7 für die Projektionsoptik 46 die konischen Konstanten k_x, k_y, den Scheitelpunktradius R_x sowie die Freiformflächen-Koeffizienten C_n für die Eintrittsfläche der Linse L1 (S2), die Eintrittsfläche der Linse L2 (S4), die Eintrittsfläche der Linse L5 (S10), die Austrittsfläche der Linse L6 (S13), die Eintrittsfläche der Linse L13 (S26), die Austrittsfläche der Linse L14 (S30), die Austrittsfläche der Linse L15 (S23), die Austrittsfläche der Linse L17 (S36), die Austrittsfläche der Linse L18 (S38), die Austrittsfläche der Linse L19 (S40) und die Eintrittsfläche der Linse L21 (S43). Die anderen, nicht in der Tabelle 2 aufgeführten brechenden Flächen der Linsen L1 bis L23 der Projektionsoptik 46 sind rotationssymmetrisch beschrieben und es reicht zur vollständigen Flächenbeschreibung die Angabe des Radiuswertes in der Tabelle 1.

Die Tabelle 3 beschreibt vergleichbar zur Tabelle 4 zur Projektionsoptik 7 bei der Projektionsoptik 46 wiederum eine innere Randkontur der den Abbildungslicht-Strahlengang in der Pupillenebene 47 randseitig begrenzenden Aperturblende AS. Hier gilt entsprechend, was zur vierten Tabelle der Projektionsoptik 7 erläutert wurde. Tabelle 1 zu Fig. 13

Fläche	Radius [mm]	Abstand [mm]	Material	Brechzahl
1	0	40		1.0003
2	184.0608724	32.17187772	SIO2	1.5608
3	-145.8539009	1		1.0003
4	140.8894236	10	SIO2	1.5608
5	190.9069192	39.73255276		1.0003
6	-130.6904464	46.69232795	SIO2	1.5608
7	-413.9751474	1		1.0003
8	1213.98422	50.69774731	SIO2	1.5608
9	-361.4897692	23.30771465		1.0003
10	1604.638177	54.38485689	SIO2	1.5608
11	-281.390086	85.87401513		1.0003
12	-629.3692639	44.11214702	SIO2	1.5608
13	-187.469574	1		1.0003
14	241.1124912	68.3646769	SIO2	1.5608
15	4455.828003	1		1.0003
16	146.8468242	17.05698866	SIO2	1.5608
17	130.9990293	27.2549268		1.0003
18	198.982844	37.68575323	SIO2	1.5608
19	95.48462035	62.80817611		1.0003
20	611.7555944	30	SIO2	1.5608
21	-1106.309165	41.96706992		1.0003
22	-99.12465396	10	SIO2	1.5608
23	160.7162415	48.34244249		1.0003
24	-93.50496938	41.82450564	SIO2	1.5608
25	-198.2907363	1		1.0003
26	-134.7300227	42.15372662	SIO2	1.5608
27	-139.9958845	24.15001081		1.0003
28	0	1.305978744		1.0003
29	13333.08728	63.9716532	SIO2	1.5608
30	-200.8170959	1		1.0003
31	319.1030647	36.49332227	SIO2	1.5608
32	80.07255467	18.1514746		1.0003
33	1072.206696	20	SIO2	1.5608
34	270.2476873	23.08392254		1.0003
35	377.8660628	85.29848884	SIO2	1.5608
36	-405.5481291	1		1.0003
37	410.1300498	43.89442439	SIO2	1.5608
38	-262.6152625	1		1.0003
39	133.2195869	82.41836975	SIO2	1.5608
40	111.3102152	1		1.0003
41	124.4326236	44.49595531	SIO2	1.5608
42	76.44442864	5.253931735		1.0003
43	63.22897326	10	SIO2	1.5608
44	55.81790317	10.63595003		1.0003
45	105.2840349	17.64329741	SIO2	1.5608
46	318.7542011	2.420417081		1.0003
47	0	10	SlO2	1.5608
48	0	4		1.0003
49	0	0		1.0003

Tabelle 2a zu Fig. 13

Koeffizient	S2	S4	S10
KY	0.000000000E+00	0.000000000E+00	0.000000000E+00
KX	0.000000000E+00	0.000000000E+00	0.000000000E+00
RX	-1.842189411E+02	1.095692708E+03	-2.485036185E+03

C10	1.442245340E-08	-8.625919190E-08	-1.420443830E-08
C12	-2.538304330E-07	2.399470320E-07	-5.380907490E-08
C14	-2.098650670E-06	4.665163190E-07	-8.269947110E-08
C21	-1.594661920E-13	-2.013957090E-12	-2.048325620E-13
C23	3.469645350E-11	-2.649181810E-11	-6.490577260E-13
C25	-1.499991740E-11	-1.105632850E-10	2.092700060E-13
C27	5.932072570E-10	-7.078570330E-11	-2.231385800E-13
C36	2.466814910E-16	-1.832704910E-16	1.082088040E-18
C38	-2.285915870E-15	1.676153510E-15	4.752566570E-18
C40	-3.231536800E-14	7.455883230E-15	-2.123485090E-17
C42	3.542411950E-14	1.128011710E-14	-8.185840750E-17
C44	-1.044154920E-14	-3.384590760E-14	-8.299932060E-17
C55	2.829760600E-20	-1.001201830E-20	-4.912677690E-23
C57	2.474828960E-19	-1.654051530E-19	-5.735240310E-22
C59	1.727921770E-18	-8.983673910E-19	-1.203204530E-21
C61	2.765582880E-17	-1.083859890E-18	1.058143680E-21
C63	7.939791660E-17	1.957906150E-18	4.527114910E-21
C65	1.322307410E-16	9.194215650E-18	3.130294840E-21

Tabelle 2b zu Fig. 13

Koeffizient	S13	S26	S30
KY	0.000000000E+00	0.000000000E+00	0.000000000E+00
KX	0.000000000E+00	0.000000000E+00	0.000000000E+00
RX	-3.138110904E+02	-3.998807636E+02	-2.835561591E+02
C10	-7.965407740E-09	-6.784483940E-08	-8.105916480E-10
C12	-2.928490840E-09	-3.674076470E-08	2.321229930E-09
C14	6.893012880E-09	-1.311664190E-07	-1.139472610E-07
C21	-2.777429430E-14	4.485875560E-13	-4.016567740E-14
C23	-1.190254960E-13	9.775546080E-13	2.018240790E-12
C25	3.965228850E-14	2.264229570E-13	5.161451480E-11
C27	-4.613120790E-14	-8.329698960E-10	-1.028970770E-09
C36	3.129147960E-19	-2.378207400E-17	3.594504920E-18
C38	1.427796650E-18	-1.056164860E-16	-4.454442860E-17
C40	1.507213160E-18	3.426739720E-15	-2.917943820E-15
C42	2.930000820E-18	1.859452930E-13	3.367280800E-14
C44	5.353345820E-18	5.215372580E-14	-6.154637560E-12
C55	-9.135426480E-24	-8.530450390E-22	-7.063821560E-23
C57	-6.125315310E-23	-4.448562430E-21	5.929482340E-22
C59	-7.418332170E-23	-2.139021750E-19	7.283940210E-20
C61	1.953166170E-22	-1.539390010E-17	7.531312960E-19
C63	4.368279360E-22	-4.902014630E-16	5.759857590E-16
C65	1.865904280E-22	-5.536394170E-15	3.475504800E-14

Tabelle 2c zu Fig. 13

Koeffizient	S32	S36	S38
KY	0.000000000E+00	0.000000000E+00	0.000000000E+00
KX	0.000000000E+00	0.000000000E+00	0.000000000E+00
RX	3.244254019E+02	-4.901400683E+02	-1.919427962E+03
C10	-1.997581540E-08	5.861946940E-09	-1.786167860E-09
C12	-9.672912100E-08	-6.551923140E-08	1.021556490E-07
C14	-2.568264980E-07	-5.490634060E-07	8.386118450E-07
C21	-3.074617300E-13	1.452228990E-14	3.865657960E-13
C23	-3.127122930E-12	-2.039642170E-12	3.655710170E-12
C25	-9.448702110E-11	5.495665740E-11	-8.302565590E-11
C27	1.024931400E-09	1.076464920E-09	-1.302367010E-09
C36	7.169217650E-18	2.674700000E-18	-4.325216020E-18
C38	-3.315682040E-17	1.301000890E-16	-1.744550390E-16
C40	-2.853723530E-16	1.882785520E-15	-5.646061590E-16
C42	-8.780580670E-14	-6.572441110E-14	8.815760900E-14
C44	1.628923700E-11	-1.480406070E-12	1.177965780E-12
C55	-4.707610640E-23	2.442638710E-23	1.246450200E-23
C57	9.530725750E-22	-1.014287700E-21	4.769190260E-21
C59	4.312385010E-20	-4.763111180E-20	5.296097870E-20
C61	9.826679820E-18	-1.576175570E-18	1.321229440E-18
C63	-1.143221820E-15	1.006485190E-16	-7.718265860E-17
C65	-9.015826990E-14	2.186930070E-15	-1.617799390E-15

Tabelle 2d zu Fig. 13

Koeffizient	S40	S43
KY	0.000000000E+00	0.000000000E+00
KX	0.000000000E+00	0.000000000E+00
RX	4.234171902E+02	7.827173507E+01
C10	3.086845120E-08	-1.056739910E-07
C12	-4.007369900E-07	-9.750770830E-07
C14	-1.572166300E-06	-6.370040030E-07
C21	-2.447773140E-12	-4.062652990E-11
C23	-2.626676030E-12	-2.644086650E-10
C25	3.593159600E-10	1.094041710E-10
C27	3.984422100E-09	2.269614810E-09
C36	1.124818510E-16	-7.878859080E-15
C38	6.879486860E-16	-5.806286130E-14
C40	-2.400885750E-14	-8.954932250E-14
C42	-8.732576650E-13	-7.890891660E-13
C44	-5.797083400E-12	-1.153400800E-11
C55	-1.934832820E-21	-1.932671170E-18
C57	-1.599971860E-20	-2.100050060E-17
C59	5.302914580E-19	-5.917070900E-17
C61	4.235009350E-17	-3.999568200E-16
C63	3.566684060E-16	-4.135735370E-15
C65	1.753547670E-14	1.075803630E-13

Tabelle 3 zu Fig. 13

X[mm]	Y[mm]	Z[mm]
0.00000000	9.34167000	0.00000000
19.95338079	9.26150096	0.00000000
39.80401181	9.01600649	0.00000000
59.43943674	8.59079437	0.00000000
78.72567019	7.96417691	0.00000000
97.47829760	7.11132775	0.00000000
115.38686454	6.00988075	0.00000000
131.86420705	4.64604678	0.00000000
145.82838231	3.02369703	0.00000000
155.56249971	1.18349458	0.00000000
159.11580967	-0.77002849	0.00000000
155.55507787	-2.67305993	0.00000000
145.81539876	-4.37165984	0.00000000
131.84873457	-5.78561604	0.00000000
115.37100162	-6.90478932	0.00000000
97.46252378	-7.75680349	0.00000000
78.71010789	-8.38303456	0.00000000
59.42502010	-8.82508344	0.00000000
39.79259868	-9.11733143	0.00000000
19.94701826	-9.28372991	0.00000000
0.00000000	-9.33776949	0.00000000
-19.94701826	-9.28372991	0.00000000
-39.79259868	-9.11733143	0.00000000
-59.42502010	-8.82508344	0.00000000
-78.71010789	-8.38303456	0.00000000
-97.46252378	-7.75680349	0.00000000
-115.37100162	-6.90478932	0.00000000
-131.84873457	-5.78561604	0.00000000
-145.81539876	-4.37165984	0.00000000
-155.55507787	-2.67305993	0.00000000
-159.11580967	-0.77002849	0.00000000
-155.56249971	1.18349458	0.00000000
-145.82838231	3.02369703	0.00000000
-131.86420705	4.64604678	0.00000000
-115.38686454	6.00988075	0.00000000
-97.47829760	7.11132775	0.00000000
-78.72567019	7.96417691	0.00000000
-59.43943674	8.59079437	0.00000000
-39.80401181	9.01600649	0.00000000
-19.95338079	9.26150096	0.00000000

Der Hauptstrahl CR des zentralen Objektfeldpunktes verläuft längs einer Geraden, die eine Referenzachse der Projektionsoptik 46 vorgibt. Entsprechend ist ein Objekt-Bild-Versatz bei der Projektionsoptik 46 exakt 0.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 10 beziehungsweise das Retikel und das Substrat beziehungsweise der Wafer 11 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 11 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 11 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2013/0128251 A1 [0002, 0085]
DE 102014208770 A1 [0002, 0085]
US 2016/0327868 A1 [0002, 0085]
WO 2016/166080 A1 [0002]
US 2010/0033698 A1 [0002]
WO 2017/199096 A1 [0002]
US 9366968 B2 [0002]
US 2015/0160561 A1 [0015, 0086]
WO 2005/098506 A1 [0024]
WO 2009/053023 A2 [0024]
DE 102010029050 A1 [0063]
US 2007/0058269 A1 [0068]

Claims

Lithografiemaske (10) mit einer Mehrzahl von abzubildenden Original-Strukturabschnitten (13), die aufgereiht nebeneinander angeordnet sind und voneinander durch Trennabschnitte (14) getrennt sind, die keine abzubildenden Strukturen tragen, - wobei die Original-Strukturabschnitte (13) in einer ersten Dimension (x) eine erste Erstreckung und in einer zweiten Dimension (y), die senkrecht zur ersten Dimension (x) verläuft, eine zweite Erstreckung aufweisen, wobei ein Aspektverhältnis (x/y) dieser beiden Erstreckungen größer ist als 4 : 1.
Optisches System zur Übertragung der Original-Strukturabschnitte (13) einer Lithografiemaske (10) nach Anspruch 1, auf Bildabschnitte (31) eines Substrats (26) mit einem Durchmesser (d) mithilfe der Abbildung eines Objektfeldes (4), in dem mindestens einer der Original-Strukturabschnitte (13) der Lithografiemaske (10) anordenbar ist, in ein Bildfeld (8), in dem mindestens einer der Bildabschnitte (31) des Substrats (26) anordenbar ist, wobei das optische System derart ausgeführt ist, - dass jeder der Original-Strukturabschnitte (13) auf einen separaten Bildabschnitt (31) übertragen wird und wobei die Bildabschnitte (31) auf die die Original-Strukturabschnitte (13) übertragen werden, aufgereiht nebeneinander angeordnet sind, - dass eine Gesamtheit der Original-Strukturabschnitte (13) auf der Lithografiemaske (10) bei der Übertragung eine Gesamtheit von Bildabschnitten (31) erzeugt, wobei die Gesamtheit der Bildabschnitte (31) in einer Richtung (y) eine Gesamtlänge (D_y) aufweist, die größer ist als eine Hälfte (d/2) des Durchmessers (d) des Substrats (26).
Projektionsoptik (7) für die Projektionslithografie zur Abbildung eines Objektfeldes (4), in dem mindestens ein Original-Strukturabschnitt (13) einer Lithografiemaske (10) anordenbar ist, in ein Bildfeld (8), in dem mindestens ein Bildabschnitt (31) eines Substrats (26) anordenbar ist, - wobei die Projektionsoptik (7) anamorphotisch mit verschiedenen Abbildungsmaßstäben (β_x, β_y) für zwei aufeinander senkrecht stehende Feldkoordinaten (x, y) ausgeführt ist, - wobei die Projektionsoptik (7) derart ausgeführt ist, dass einer der Abbildungsmaßstäbe (β_x) für eine der Feldkoordinaten (x) verkleinernd und der andere der Abbildungsmaßstäbe (β_y) für die andere der Feldkoordinaten (y) vergrößernd ist.
Projektionsoptik nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen vergrößernden Abbildungsmaßstab (β_y) im Betragsbereich zwischen 1,5 und 5.
Projektionsoptik nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen verkleinernden Abbildungsmaßstab (β_x) im Betragsbereich zwischen 1/8 und 1/3.
Optisches System mit einer Projektionsoptik nach einem der Ansprüche 3 bis 5.
Optisches System nach Anspruch 2 und 6.
Optisches System nach Anspruch 2, 6 oder 7 - mit einem Maskenhalter (11) zur Halterung der Lithografiemaske (10), der über einen Maskenverlagerungsantrieb (12) in einer Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbar ist, - mit einem Substrathalter (27) zur Halterung des Substrats (26), der über einen Substratverlagerungsantrieb (28) synchronisiert zum Maskenverlagerungsantrieb (12) längs der Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbar ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 2 sowie 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldkoordinate, für die die Projektionsoptik (7) vergrößernd ausgeführt ist, mit der Objektverlagerungsrichtung (y) zusammenfällt.
Optisches System nach einem der Ansprüche 2 oder 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungsoptik (6) zur Beleuchtung des Objektfeldes (4) mit Beleuchtungslicht (3) einer Lichtquelle (2).
Optisches System nach einem der Ansprüche 2 oder 6 bis 10, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (2) für das Beleuchtungslicht (3).
Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System nach Anspruch 11.
Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen eines Retikels (10) und eines Wafers (26), - Projizieren einer Struktur auf dem Retikel (10) auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers (26) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, - Erzeugen einer Mikro- beziehungsweise Nanostruktur auf dem Wafer (26).
Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 13.