DE102019209265A1

DE102019209265A1 - Blende, optisches system und lithographieanlage

Info

Publication number: DE102019209265A1
Application number: DE102019209265.9A
Authority: DE
Inventors: Toralf Gruner; Joachim Hartjes
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2019-10-31

Abstract

Blende (210, 212), insbesondere numerische Aperturblende, Obskurationsblende, Streulichtblende oder Falschlichtblende, für eine Lithographieanlage (100A, 100B), aufweisend eine lichtbestimmende Kante (220, 222), und eine Vielzahl an Blendenrandeinrichtungen (300), die entlang der lichtbestimmenden Kante (220, 222) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Blendenrandeinrichtungen (300) dazu eingerichtet sind, eine wärmebedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante (220, 222) derart zu kompensieren, dass diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfelds liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blende, ein optisches System mit einer derartigen Blende und eine Lithographieanlage mit einer derartigen Blende und/oder einem derartigen optischen System.
Die Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird mit einer Lithographieanlage durchgeführt, welche ein Beleuchtungssystem und ein Projektionssystem aufweist. Das Bild einer mittels des Beleuchtungssystems beleuchteten Maske (Retikel) wird hierbei mittels des Projektionssystems auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionssystems angeordnetes Substrat, beispielsweise einen Siliziumwafer, projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.
Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Bei solchen EUV-Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorption der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt, Linsen, eingesetzt werden. Diese Spiegel arbeiten entweder nahezu im senkrechten Einfall oder im streifenden Einfall (Engl.: grazing incidence).
Um zu höheren Auflösungen im EUV-Bereich zu gelangen, wurden Designs mit hoher numerischer Apertur (im Weiteren auch „NA“) und Obskuration im Stand der Technik vorgeschlagen. Die Obskuration bewirkt, dass ein innerer Winkelbereich in der Austrittspupille unbeleuchtet bleibt. Der Nutzen besteht in einer weniger aufwendigen Optik und vor allem in einem im Vergleich deutlich erhöhten Transmissionsvermögen solcher Systeme.
Andererseits stellt sich nun die Aufgabe, wenn schon eine Obskuration in der Austrittspupille besteht, diese möglichst feldkonstant auszulegen. Schließlich sollen keine ortsvariablen Abbildungseinflüsse hervorgerufen werden. Stattdessen soll es dem Lithographie-(insbesondere Chip)-Hersteller möglich sein, den Abbildungseinfluss des fehlenden Lichts, oft nach vorheriger Simulation und Optimierung, durch einen Maskenvorhalt auszugleichen (beispielsweise durch so genannte „optical proximity correction“ oder/und den Einsatz von SRAFs = „sub resolution assist features“, gemeinsam mit einer Anpassung der Strukturgröße auf der Maske, die im Allgemeinen nicht mehr linear mit jener im Bild korreliert ist). Um die Maskenauslegung nicht übertrieben komplex zu gestalten, soll dieser Vorhalt positionsunabhängig sein. Diese Anforderung ist für die NA-Blende bekannt und wird im optischen Design weitgehend berücksichtigt. Für obskurierte Systeme wird zusätzlich eine Obskurationsblende in eine korrigierte Pupillenebene gestellt.
Zu den Spezifika aktueller EUV-Systeme gehört es, dass das Mischvermögen des Beleuchtungssystems in dem Winkelraum gering ist, so dass typischerweise einzelne helle Beleuchtungsflecken im ansonsten dunklen Gebiet liegen (Engl.: illumination spots). Zuweilen vergleicht man eine solche Intensitätsverteilung veranschaulichend mit einem Sternenhimmel. Gegenüber einer aus dem DUV (Engl.: deep ultraviolet, DUV) bekannten geglätteten, gleichmäßigen Lichtverteilung im Winkelraum hat eine derartige Lichtverteilung die Eigenschaft, dass bereits eine kleine Änderung im durchgelassenen Winkelbereich spürbaren Intensitätseinfluss hinterlässt, weil die Energie stärker konzentriert ist. Obskurations- und NA-Blenden stehen Fourier-konjugiert zum Feld, so dass die Beleuchtungswinkelverteilung dort im Wesentlichen als Ortsintensitätsverteilung zutage tritt.
Sowohl für die NA-Blende als auch für die Obskurationsblende gelten enge Form- und Positionstoleranzen. Häufig werden die Blenden als dünne Platten mit geeignet geformter Öffnung (NA-Blende) oder mit geeignet geformtem äußeren Rand (Obskurationsblende) ausgelegt und müssen relativ zum Lichtvolumen präzise am Designort liegen. Beispielsweise können metallische Bleche für die Blenden eingesetzt werden.
Ein für die Abbildungswirkung wichtiger Aspekt ist die Größe des lichtdurchlässigen Bereichs. Bereits kleine Abweichungen können dadurch, dass Beugungslicht ungewollt blockiert oder zusätzlich durchgelassen wird, zu spürbaren Kontraständerungen führen. Bei EUV-Systemen verschärft sich dieser Effekt noch durch lokalisiert leuchtende Lichtpunkte („Sternenhimmel“) aufgrund fehlender Möglichkeit zur Lichtmischung.
Konkret führt diese erforderliche Formkonstanz zu engen geometrischen Anforderungen an einen Rand der Blende beziehungsweise an eine lichtbestimmende Kante derselben. Schließlich verändert eine Formveränderung der Blende eine vom Arbeitslicht gesehene Blendenfläche und ändert die Form der Austrittspupille was, im Vergleich zur Menge des durchgelassenen Lichts, besonders unerwünscht ist. Insbesondere für die Obskurationsblende ist diese enge Formtoleranz erforderlich. Die Obskurationsblende steht typischerweise mitten im Lichtvolumen, da die Obskurationsblende ja einen zentralen Bereich der Wellenfront beziehungsweise des Strahlengangs ausblenden soll
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Blende bereitzustellen.
Demgemäß wird eine Blende, insbesondere eine numerische Aperturblende, Obskurationsblende, Streulichtblende oder Falschlichtblende, für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Die Blende umfasst eine lichtbestimmende Kante, und eine Vielzahl an Blendenrandeinrichtungen, die entlang der lichtbestimmenden Kante nebeneinander angeordnet sind, wobei die Blendenrandeinrichtungen dazu eingerichtet sind, eine wärmebedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante derart zu kompensieren, dass diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfelds liegt.
Dadurch, dass die Blendenrandeinrichtungen der Blende die wärmebedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante kompensieren, kann im Betrieb der Lithographieanlage stets eine gleichmäßige Ausleuchtung der Austrittspupille erzielt werden.
Eine numerische Aperturblende hat die Aufgabe, Arbeitslicht in einer radialen Richtung bezogen auf einen Strahlengang von außen nach innen zu beschneiden. Eine Obskurationsblende hingegen hat die Aufgabe, eine Obskuration im Strahlengang zu verdecken. Hierzu schneidet die Obskurationsblende einen - bezogen auf den Strahlengang in der radialen Richtung - inneren Teil des Arbeitslichts heraus. Falschlichtblenden oder Streulichtblenden sind oftmals in Zwischenbildbereichen oder Zwischenbildebenen positioniert. Feldblenden sind in Feldebenen positioniert. Die zuvor benannten Blenden bewirken - was für die Funktionalität von Lithographiesystemen wichtig ist - eine weitgehend feldkonstante Austrittspupille. Falschlichtblenden oder Streulichtblenden sorgen darüber hinaus dafür, dass Licht, welches keine nützliche Abbildungsfunktion beiträgt und nur zu einem kontrastmindernden Untergrund führt, herausgefiltert wird.
Unter einer „lichtbestimmenden Kante“ ist vorliegend eine Kante der Blende zu verstehen, die in den Strahlengang hineinragt und diesen in der radialen Richtung bezogen auf den Strahlengang beschneidet. Für den Fall, dass die Blende eine Außenkontur aufweist, läuft die lichtbestimmende Kante um die Außenkontur um und bestimmt eine Geometrie der Außenkontur. In diesem Fall kann die Blende eine Obskurationsblende sein. Die Außenkontur kann eine beliebige Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann die Außenkontur elliptisch sein. Die Außenkontur kann zweidimensional sein. Allerdings kann die Außenkontur auch auf einer gekrümmten Fläche liegen und so dreidimensional sein. Somit kann auch die lichtbestimmende Kante entweder zweidimensional oder dreidimensional sein. Die lichtbestimmende Kante kann geschlossen oder offen sein. „Geschlossen“ heißt, dass die lichtbestimmende Kante vollständig um die Blende umläuft. Dies schließt jedoch nicht aus, dass die lichtbestimmende Kante aus einer Vielzahl an Blendenrandkanten zusammengesetzt ist, zwischen denen jeweils ein Abstand oder Spalt vorgesehen ist. „Offen“ heißt, dass die lichtbestimmende Kante nicht vollständig um die Blende umläuft.
Für den Fall, dass die Blende eine Blendenöffnung aufweist, läuft die lichtbestimmende Kante um die Blendenöffnung um. Auch die Blendenöffnung kann eine beliebige Geometrie aufweisen. Die Blendenöffnung ist insbesondere ein in der Blende vorgesehener Durchbruch oder ein Ausschnitt. Auch in diesem Fall kann die lichtbestimmende Kante geschlossen oder offen sein. Auch hier ist nicht ausgeschlossen, dass die lichtbestimmende Kante aus einer Vielzahl an Blendenrandkanten zusammengesetzt ist, zwischen denen jeweils ein Abstand oder Spalt vorgesehen ist. In dem Fall, dass die Blende eine Blendenöffnung aufweist, kann diese beispielsweise eine numerische Aperturblende sein.
Der Blendenrandeinrichtung und/oder der Blende kann ein Koordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder x-Richtung, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung und einer dritten Raumrichtung oder z-Richtung zugeordnet sein. Die Raumrichtungen sind senkrecht zueinander positioniert. Die zuvor erwähnte radiale Richtung ist insbesondere parallel zu der x-Richtung orientiert beziehungsweise stimmt mit dieser überein. Insbesondere ist die x-Richtung senkrecht zu dem Strahlengang beziehungsweise senkrecht zu einer Lichtrichtung, in der das Arbeitslicht auf die Blende fällt, angeordnet.
Die Anzahl der Blendenrandeinrichtungen ist beliebig. Jede Blendenrandeinrichtung weist insbesondere einen Teil der lichtbestimmenden Kante auf. Dieser Teil der Blendenrandeinrichtung kann als Blendenrandkante bezeichnet werden. Somit bilden die Blendenrandeinrichtungen die lichtbestimmende Kante. Jede Blendenrandeinrichtung für sich selbst ist geeignet, den ihr zugeordneten Teil der lichtbestimmenden Kante lagestabil zu halten.
Unter „lagestabil“ ist dabei insbesondere zu verstehen, dass sich eine Position der Blendenrandkante in den drei Raumrichtungen, insbesondere in der x-Richtung, im Belichtungsbetrieb nicht ändert oder zumindest innerhalb des vorgegebenen Toleranzfelds bleibt. In der y-Richtung und in der z-Richtung sind Lage- und/oder Formänderungen weniger relevant. Unter der „Position“ oder „Lage“ sind vorliegend die Koordinaten eines beliebigen Punkts oder eines Objekts in dem Koordinatensystem zu verstehen. Unter einer „Formänderung“ kann beispielsweise eine Verkrümmung oder Verwölbung zu verstehen sein. Die Formänderung kann reversibel sein.
Dass die Blendenrandeinrichtungen dazu „eingerichtet“ sind, die wärmebedingte Lage- und/oder Formänderung zu kompensieren, bedeutet, dass jede Blendenrandeinrichtung die Eigenschaft aufweist, sich unter Wärmeeinfluss selbsttätig an eine Temperaturänderung anzupassen, derart, dass die lichtbestimmende Kante oder die Blendenrandkante der jeweiligen Blendenrandeinrichtung ihre Lage und/oder Form nicht oder nur sehr geringfügig, eben innerhalb des Toleranzfelds, verändert. Diese Eigenschaft der Blendenrandeinrichtung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Blendenrandeinrichtung aus mehreren unterschiedlichen Werkstoffen, insbesondere Metallen, aufgebaut ist, die sich voneinander unterscheidende Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Das heißt insbesondere, dass die Blendenrandeinrichtung mit Hilfe der Verwendung von Werkstoffen mit sich voneinander unterscheidenden Wärmeausdehnungskoeffizienten geeignet ist, die wärmebedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante zu kompensieren.
„Wärmebedingt“ heißt dabei, dass in die Blende beziehungsweise in die Blendenrandeinrichtung mit Hilfe des Arbeitslichts Wärme eingebracht wird, was zu einer Temperaturerhöhung und damit einer temperaturinduzierten Ausdehnung der für die Blendenrandeinrichtung verwendeten Werkstoffe führt. Unter „kompensieren“ ist dabei zu verstehen, dass die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der unterschiedlichen Werkstoffe so aufeinander abgestimmt sind, dass eine Lage - und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante, derart ausgeglichen wird, dass eben keine oder nur eine geringe Lage- und/oder Formänderung zu erwarten ist. Unter einem „Toleranzfeld“ ist vorliegend ein Bereich zu verstehen, innerhalb dessen eine Lage- und/oder Formänderung tolerierbar ist. Beispielsweise kann das Toleranzfeld in der x-Richtung 0 µm bis 70 µm betragen. Das heißt beispielsweise, dass eine Lageänderung von 35 µm einer Blendenrandkante einer Blendenrandeinrichtung akzeptabel ist. Das Toleranzfeld kann auch als Toleranzbereich bezeichnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst jede Blendenrandeinrichtung eine Blendenrandkante, wobei die Blendenrandkanten der Blendenrandeinrichtungen die lichtbestimmende Kante bilden.
Das heißt insbesondere, dass die lichtbestimmende Kante aus einer Vielzahl, insbesondere nicht direkt miteinander verbundener, Blendenrandkanten zusammengesetzt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen zwei benachbarten Blendenrandeinrichtungen jeweils ein Spalt vorgesehen, so dass die lichtbestimmende Kante unterbrochen ist.
Die lichtbestimmende Kante ist somit diskontinuierlich aufgebaut. Der Abstand kann auch als Spaltbreite bezeichnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die Blendenrandeinrichtungen und die Spalte einen teilweise lichtdurchlässigen Teilbereich der Blende.
Hierdurch können Intensitätssprünge des Arbeitslichts auf einem Objektfeld der Lithographieanlage verhindert werden. Dies verbessert das Belichtungsergebnis.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zwei benachbarte Blendenrandeinrichtungen mit einem Abstand von weniger als 6 µm voneinander beabstandet angeordnet.
Beispielsweise kann der Abstand 2 µm bis 6 µm betragen. Der Abstand kann jedoch je nach Anwendungsfall frei gewählt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst jede Blendenrandeinrichtung mehrere miteinander verbundene Blendenrandelemente, die aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt sind, wobei die Wärmeausdehnungskoeffizienten derart gewählt sind, dass die Blendenrandelemente die temperaturbedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante kompensieren.
Die Anzahl der Blendenrandelemente ist grundsätzlich beliebig. Besonders bevorzugt sind vier Blendenrandelemente vorgesehen. Die Blendenrandelemente sind bevorzugt blechförmig und elastisch verformbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst jede Blendenrandeinrichtung ein erstes Blendenrandelement, das mit einer festen Welt der Blende verbunden ist, ein zweites Blendenrandelement, das mit dem ersten Blendenrandelement verbunden ist, ein drittes Blendenrandelement, das mit dem zweiten Blendenrandelement verbunden ist, und ein viertes Blendenrandelement, das mit dem dritten Blendenrandelement verbunden ist.
Die feste Welt kann eine Tragstruktur der Blende sein, mit deren Hilfe die Blende beispielsweise in oder an einem Strahlformungs- und Beleuchtungssystem der Lithographieanlage aufgehängt oder befestigt ist. Beispielsweise ist das erste Blendenrandelement aus Ni-Stahl (36Ni, Invar) mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1,8*10^-6 K^-1 gefertigt. Das zweite Blendenrandelement kann beispielsweise aus dem Werkstoff X14CrMoS17 mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten von 9,9*10^-6 K^-1 gefertigt sein. Das dritte Blendenrandelement kann beispielsweise aus dem Werkstoff CuSnH180 mit einem dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten von 18,5*10^-6 K^-1 gefertigt sein. Das vierte Blendenrandelement kann beispielsweise aus Wolfram mit einem vierten Wärmeausdehnungskoeffizienten von 4,5*10^-6 K^-1 gefertigt sein. Die Materialauswahl ist jedoch aus anderen geeigneten Werkstoffen beliebig wählbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das dritte Blendenrandelement jeweils in einem Winkel relativ zu dem zweiten Blendenrandelement und dem vierten Blendenrandelement geneigt.
Der Winkel beträgt beispielsweise jeweils 5°. Je nach Anwendungsfall sind die Winkel jedoch beliebig anpassbar. Die Winkel sind bevorzugt gleich groß. Die Winkel sind neben den verwendeten Materialien und einer jeweiligen Länge der Blendenrandelemente geeignete Parameter, um die Kompensationseigenschaften der Blendenrandeinrichtungen anzupassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste Blendenrandelement, das zweite Blendenrandelement und das vierte Blendenrandelement parallel zueinander positioniert.
Das erste Blendenrandelement kann blockförmig oder quaderförmig sein. Die anderen Blendenrandelemente sind bevorzugt blechförmig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Blendenrandelemente stoffschlüssig miteinander verbunden, oder die Blendenrandelemente sind mit Hilfe eines additiven Fertigungsverfahrens als einteiliges Bauteil hergestellt.
Bei stoffschlüssigen Verbindungen werden die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten. Stoffschlüssige Verbindungen sind nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel und/oder der Verbindungspartner trennen lassen. Beispielsweise sind die Blendenelemente miteinander verlötet oder verschweißt. Ein additives Fertigungsverfahren hat den Vorteil, dass die Blendenrandeinrichtung beispielsweise aus einem metallischen Pulverbett als einteiliges Bauteil aufgebaut werden kann. „Einteilig“ heißt dabei, dass die Blendenrandeinrichtung nicht aus unterschiedlichen Einzelbauteilen zusammengesetzt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an dem vierten Blendenrandelement ein Teil der lichtbestimmenden Kante vorgesehen.
Wie zuvor erwähnt, wird dieser Teil als Blendenrandkante bezeichnet. Die Blendenrandkante kann gerade oder gekrümmt, insbesondere sphärisch oder asphärisch gekrümmt, sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Blendenrandelemente zickzackförmig angeordnet.
Dies ergibt sich aus der schrägen Anordnung des dritten Blendenelements. Die Geometrie kann auch als ziehharmonikaförmig bezeichnet werden.
Weiterhin wird ein optisches System, insbesondere ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem, für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das optische System umfasst einen Strahlengang, welcher eine Objektebene, eine Feldebene und eine Pupillenebene zum Abbilden von Objektpunkten der Objektebene auf Feldpunkte der Feldebene aufweist, und eine wie zuvor erläuterte Blende, welche derart in der Pupillenebene angeordnet ist, dass die Blende Arbeitslicht, welches dem Strahlengang durch das optische System folgt, teilweise abschattet, wobei das Arbeitslicht Wärme in die Blende einbringt, und wobei die Blendenrandeinrichtungen der Blende dazu eingerichtet sind, eine temperaturbedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante der Blende derart zu kompensieren, dass diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfelds liegt.
Die Blende ist nicht zwingend in der Pupillenebene angeordnet. Die Blende kann beispielsweise auch in einer Zwischenbildebene positioniert sein. Grundsätzlich ist die Anzahl der Ebenen beliebig. Das abbildende optische System bildet insbesondere eine Kette umfassend die Objektebene, die Pupillenebene, optional eine erste Zwischenbildebene oder Feldebene, optional eine weitere Pupillenebene, optional eine (n-1)-te Zwischenbildebene oder Feldebene, optional eine n-te Pupillenebene und die Bildebene oder Feldebene. „Optional“ bedeutet dabei, dass diese zuvor genannten Ebenen auch fehlen können, jedoch nur paarweise. Nämlich beispielsweise eine Zwischenbildebene und die nachfolgende Pupillenebene, n beträgt also minimal 1. Der Begriff „Ebene“ ist dabei nicht wörtlich zu nehmen. Es handelt sich bei den Ebenen vielmehr um Flächen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das optische System ferner mehrere Blenden.
Die Blenden können insbesondere eine numerische Aperturblende, eine Obskurationsblende, eine Streulichtblende oder eine Falschlichtblende umfassen.
Ferner wird eine Lithographieanlage mit einer derartigen Blende und/oder einem derartigen optischen System vorgeschlagen.
Die Lithographieanlage kann eine Vielzahl derartiger Blenden aufweisen. Die Lithographieanlage kann eine EUV-Lithographieanlage oder eine DUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm.
„Ein“ ist vorliegend nicht zwingend als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Beschränkung auf genau die genannte Anzahl von Elementen gegeben ist. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die für die Blende beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene optische System und für die vorgeschlagene Lithographieanlage entsprechend und umgekehrt.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1A zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer EUV-Lithographieanlage;
1B zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer DUV-Lithographieanlage;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems für die Lithographieanlage gemäß 1A oder 1B;
3 zeigt eine schematische Aufsicht einer Austrittspupille für das optische System gemäß 2;
4 zeigt schematisch einen Verlauf einer chemischen Reaktion;
5 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform einer numerischen Aperturblende für das optische System gemäß 2;
6 zeigt eine schematische Aufsicht einer Ausführungsform einer Obskurationsblende für das optische System gemäß 2;
7 zeigt die über Kreise integrierte Lichtleistung in Abhängigkeit des Kreisradius;
8 zeigt die Ableitung der Lichtleistung aus 7;
9 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Blendenrandeinrichtung für die numerische Aperturblende gemäß 5 oder für die Obskurationsblende gemäß 6; und
10 zeigt einen stark vergrößerten schematischen Ausschnitt der numerischen Aperturblende gemäß 5.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
1A zeigt eine schematische Ansicht einer EUV-Lithographieanlage 100A, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht EUV für „extremes Ultraviolett“ (Engl.: extreme ultraviolet, EUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 sind jeweils in einem nicht gezeigten Vakuum-Gehäuse vorgesehen, wobei jedes Vakuum-Gehäuse mit Hilfe einer nicht dargestellten Evakuierungsvorrichtung evakuiert wird. Die Vakuum-Gehäuse sind von einem nicht dargestellten Maschinenraum umgeben, in welchem Antriebsvorrichtungen zum mechanischen Verfahren beziehungsweise Einstellen von optischen Elementen vorgesehen sind. Ferner können auch elektrische Steuerungen und dergleichen in diesem Maschinenraum vorgesehen sein.
Die EUV-Lithographieanlage 100A weist eine EUV-Lichtquelle 106A auf. Als EUV-Lichtquelle 106A kann beispielsweise eine Plasmaquelle (oder ein Synchrotron) vorgesehen sein, welche Strahlung 108A im EUV-Bereich (extrem ultravioletter Bereich), also beispielsweise im Wellenlängenbereich von 5 nm bis 20 nm, aussendet. Im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A gebündelt, und die gewünschte Betriebswellenlänge wird aus der EUV-Strahlung 108A herausgefiltert. Die von der EUV-Lichtquelle 106A erzeugte EUV-Strahlung 108A weist eine relativ niedrige Transmissivität durch Luft auf, weshalb die Strahlführungsräume im Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und im Projektionssystem 104 evakuiert sind.
Das in 1A dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 weist fünf Spiegel 110, 112, 114, 116, 118 auf. Nach dem Durchgang durch das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 wird die EUV-Strahlung 108A auf eine Photomaske (Engl.: reticle) 120 geleitet. Die Photomaske 120 ist ebenfalls als reflektives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Weiter kann die EUV-Strahlung 108A mittels eines Spiegels 122 auf die Photomaske 120 gelenkt werden. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 104 (auch als Projektionsobjektiv bezeichnet) weist sechs Spiegel M1 bis M6 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Spiegel M1 bis M6 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Spiegel M1 bis M6 der EUV-Lithographieanlage 100A nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Spiegel M1 bis M6 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel M1 bis M6 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
1B zeigt eine schematische Ansicht einer DUV-Lithographieanlage 100B, welche ein Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und ein Projektionssystem 104 umfasst. Dabei steht DUV für „tiefes Ultraviolett“ (Engl.: deep ultraviolet, DUV) und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 250 nm. Das Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 und das Projektionssystem 104 können - wie bereits mit Bezug zu 1A beschrieben - von einem Maschinenraum mit entsprechenden Antriebsvorrichtungen umgeben sein.
Die DUV-Lithographieanlage 100B weist eine DUV-Lichtquelle 106B auf. Als DUV-Lichtquelle 106B kann beispielsweise ein ArF-Excimerlaser vorgesehen sein, welcher Strahlung 108B im DUV-Bereich bei beispielsweise 193 nm emittiert.
Das in 1B dargestellte Strahlformungs- und Beleuchtungssystem 102 leitet die DUV-Strahlung 108B auf eine Photomaske 120. Die Photomaske 120 ist als transmissives optisches Element ausgebildet und kann außerhalb der Systeme 102, 104 angeordnet sein. Die Photomaske 120 weist eine Struktur auf, welche mittels des Projektionssystems 104 verkleinert auf einen Wafer 124 oder dergleichen abgebildet wird.
Das Projektionssystem 104 weist mehrere Linsen 128 und/oder Spiegel 130 zur Abbildung der Photomaske 120 auf den Wafer 124 auf. Dabei können einzelne Linsen 128 und/oder Spiegel 130 des Projektionssystems 104 symmetrisch zu einer optischen Achse 126 des Projektionssystems 104 angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Linsen 128 und Spiegel 130 der DUV-Lithographieanlage 100B nicht auf die dargestellte Anzahl beschränkt ist. Es können auch mehr oder weniger Linsen 128 und/oder Spiegel 130 vorgesehen sein. Des Weiteren sind die Spiegel 130 in der Regel an ihrer Vorderseite zur Strahlformung gekrümmt.
Ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 128 und dem Wafer 124 kann durch ein flüssiges Medium 132 ersetzt sein, welches einen Brechungsindex > 1 aufweist. Das flüssige Medium 132 kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf. Das Medium 132 kann auch als Immersionsflüssigkeit bezeichnet werden.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines optischen Systems 200. Das optische System 200 ist Teil einer wie zuvor erläuterten EUV-Lithographieanlage 100A oder DUV-Lithographieanlage 100B. Das optische System 200 kann insbesondere ein wie zuvor erläutertes Projektionssystem 104 oder Teil eines derartigen Projektionssystems 104 sein.
Das optische System 200 umfasst beispielsweise eine Objektebene 202, eine Pupillenebene 204 und eine Feldebene 206. Es können auch noch Bild- oder Zwischenbildebenen vorgesehen sein. In der Objektebene 202 ist ein Objektfeld oder Nutzfeld 208 mit einer Vielzahl an Objektpunkten O1, O2 vorgesehen, von denen in der 2 jedoch nur zwei mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Objektpunkte O1, O2 werden mit Hilfe der Pupillenebene 204 auf Feldpunkte F1, F2 in der Feldebene 206 abgebildet. Die Anzahl der Objektpunkte O1, O2 und der Feldpunkte F1, F2 ist beliebig.
In der Objektebene 202 ist ein nicht gezeigtes Objekt positioniert. Bei dem Objekt kann es sich um die Photomaske 120 handeln. An oder auf dem Objekt beziehungsweise an oder auf der Photomaske 120 ist das Nutzfeld 208 vorgesehen. In der Feldebene 206 ist beispielsweise der zu belichtende Wafer 124 angeordnet. Grundsätzlich kann es sich bei der Feldebene 206 auch um eine Bild- oder Zwischenbildebene handeln.
Anstelle der Objektebene 202 kann auch eine Feldebene vorgesehen sein, wobei Bilder in dieser auf die Feldebene 206 abgebildet werden. Die Pupillenebene 204 ist bevorzugt zwischen der Objektebene 202 und der Feldebene 206 vorgesehen. Somit ist die Pupillenebene 204 weder objektseitig noch bildseitig angeordnet.
Grundsätzlich ist die Anzahl der Ebenen 202, 204, 206 beliebig. Das abbildende optische System 200 bildet eine Kette umfassend die Objektebene 202, die, insbesondere erste, Pupillenebene 204, optional eine erste Zwischenbildebene oder Feldebene, optional eine zweite Pupillenebene, optional eine (n-1)-te Zwischenbildebene oder Feldebene, optional eine n-te Pupillenebene und die Bildebene oder Feldebene 206. „Optional“ bedeutet dabei, dass diese zuvor genannten Ebenen auch fehlen können, jedoch nur paarweise. Nämlich beispielsweise eine Zwischenbildebene und die nachfolgende Pupillenebene, n beträgt also minimal 1. Der Begriff „Ebene“ ist dabei nicht wörtlich zu nehmen. Es handelt sich bei den Ebenen 202, 204, 206 vielmehr um Flächen.
Die Bildebene oder Feldebene 206 ist immer gut korrigiert. Das heißt, die Objektpunkte O1, O2 auf der Objektebene 202 werden aberrationsarm auf die Feldpunkte F1, F2 in der Bildebene oder Feldebene 206 abgebildet. Die Zwischenbildebenen oder Zwischenfeldebenen können auch korrigiert sein, sind es jedoch meist nicht. Wollte man dort ein Bild auffangen, so wäre dieses zumeist stark aberriert und von entsprechend schlechterer Qualität. Die Qualität kann dabei so schlecht sein, dass das Bild unkenntlich ist, weil unterschiedliche Feldpunkte sehr weit entfernte beste Bildpositionen in Lichtrichtung haben können.
Falschlichtblenden werden bevorzugt in solchen (Teil-)Bereichen von Zwischenfeldebenen angeordnet, in denen eine ausreichend genaue Zuordnung von Objektorten zu Punkten vorliegt. Dies ist ideal im Verlauf ohne Selbstüberschneidungen und ähnlichem. Ebenso kann eine wie zuvor erwähnte Pupillenebene 204 gut korrigiert sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. „Gut korrigiert“ bedeutet hierbei, dass von dem Objekt an unterschiedlichen Orten unter gleichem Winkel ausgesandtes Licht am selben Ort in der Pupillenebene 204 auftrifft. Wenn eine solche gut korrigierte Pupillenebene 204 vorliegt, eignet diese sich in besonderem Maße für die Platzierung von Apertur- oder Obskurationsblenden.
In der Pupillenebene 204 sind ein oder mehrere Blenden angeordnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind eine numerische Aperturblende 210 (NA-Blende) und eine Obskurationsblende 212 vorgesehen. Die Blenden 210, 212 definieren zusammen mit den Ebenen 202, 204, 206 einen Strahlengang 214, dem Arbeitslicht 216 durch das optische System 200 folgt. Anstelle oder zusätzlich zu den Blenden 210, 212 können auch eine Streulicht- und/oder Falschlichtblende (nicht gezeigt) in der Pupillenebene 204 oder an anderen Positionen, speziell in Zwischenbildebenen (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Eine Lichtrichtung LR des Arbeitslichts 216 kann von der Objektebene 202 in Richtung der Pupillenebene 204 orientiert sein.
Die NA-Blende 210 umfasst eine Blendenöffnung 218, die von einer lichtbestimmenden Kante 220 definiert ist. Die lichtbestimmende Kante 220 kann umlaufend oder unterbrochen sein. Die lichtbestimmende Kante 220 kann als Blendenkontur bezeichnet werden. Die Blendenöffnung 218 kann eine beliebige Geometrie aufweisen. Die NA-Blende 210 kann mehrteilig sein, so dass die Geometrie der Blendenöffnung 218 verstellbar ist. Auch die Obskurationsblende 212 umfasst eine lichtbestimmende Kante 222. Die lichtbestimmende Kante 222 kann umlaufend oder unterbrochen sein. Auch die lichtbestimmende Kante 222 kann als Blendenkontur bezeichnet werden. Die Obskurationsblende 212 kann eine beliebige Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann die Obskurationsblende 212 oval sein. Die Lichtrichtung LR kann senkrecht oder schräg zu den Blenden 210, 212 orientiert sein.
Das Arbeitslicht 216 umfasst hier beispielhaft Lichtstrahlen S1, S2, welche die Abbildung der Objektpunkte O1, O2 auf die Feldpunkte F1, F2 in der Feldebene 206 beschreiben. Die Darstellung ist rein schematisch, so dass zwischen der Objektebene 202 und der Pupillenebene 204 sowie zwischen der Pupillenebene 204 und der Feldebene 206 eine Vielzahl optischer Elemente, beispielsweise Spiegel, Linsen, optische Gitter oder dergleichen angeordnet sein können. Die optischen Elemente können die Spiegel 110, 112, 114, 116, 118, 130, M1 bis M6 und/oder die Linsen 128 umfassen. Beispielhaft ist in der 2 ein Spiegel 224 zwischen der Pupillenebene 204 und der Feldebene 206 gezeigt, auf welchen nachfolgend noch näher Bezug genommen wird. Der Spiegel 224 kann dem Spiegel M6 entsprechen.
Die NA-Blende 210 hat die Aufgabe, das Arbeitslicht 216 in einer radialen Richtung R bezogen auf den Strahlengang 214 von außen nach innen zu beschneiden und begrenzt dadurch einen maximalen hälftigen bildseitigen Öffnungswinkel θ_max eines mit Licht gefüllten Winkelraums W, der dem Feldpunkt F1 zugeordnet ist. Auch dem Feldpunkt F2 ist ein derartiger Winkelraum W (nicht gezeigt) zugeordnet. Der maximale Öffnungswinkel θ_max gibt wiederum die numerische Apertur des optischen Systems 200 vor. Bei einer großen numerischen Apertur ist der maximale Öffnungswinkel θ_max sehr groß und der Winkelraum W weist dementsprechend eine flache kegelförmige Geometrie auf. Bei einer kleinen numerischen Apertur ist der maximale Öffnungswinkel θ_max sehr klein und der Winkelraum W weist dementsprechend eine spitze kegelförmige Geometrie auf.
Dem Feldpunkt F1 ist eine Austrittspupille AP zugeordnet. Bei der Austrittspupille AP handelt sich um eine bildseitige Abbildung der NA-Blende 210 und der Obskurationsblende 212. Weiterhin ist in der 2 für den Objektpunkt O1 eine Eintrittspupille EP gezeigt. Bei der Eintrittspupille EP handelt es sich um eine objektseitige Abbildung der NA-Blende 210 und der Obskurationsblende 212. Jedem Feldpunkt F1, F2 ist eine derartige Austrittspupille AP zugeordnet. Jedem Objektpunkt O1, O2 ist eine Eintrittspupille EP zugeordnet.
Die Obskurationsblende 212 hat die Aufgabe, eine Obskuration 226 im Strahlengang 214 zu verdecken. Dazu schneidet sie in der Richtung R betrachtet einen - bezogen auf den Strahlengang 214 radial inneren - Teil des Arbeitslichts 216 heraus. Bei der Obskuration 226 kann es sich beispielsweise um einen Durchbruch in dem Spiegel 224 handeln, so dass ein dem Feldpunkt F1 an sich zugeordneter Lichtstrahl S3 nicht zu diesem gelangt, also ein Schatten entsteht. Die Obskurationsblende 212 ist derart groß gewählt und angeordnet, dass der von der Obskuration 226 erzeugte Schatten in der Austrittspupille AP für jeden Feldpunkt F1, F2 hinter dem Schatten der Obskurationsblende 212 liegt. Mit anderen Worten verhält sich die Obskuration 226 damit feldkonstant. Der Schatten der Obskurationsblende 212 überdeckt den Schatten der Obskuration 226 vollständig.
Die Austrittspupille AP spannt über dem Feldpunkt F1 den mit Licht gefüllten Winkelraum W auf. Der Winkelraum W wird begrenzt durch Rand(licht)strahlen S4, S5. Diese fallen jeweils unter dem maximalen Öffnungswinkel θ_max auf den Feldpunkt F1. Der maximale Öffnungswinkel θ_max wird gemessen zwischen einem jeweiligen Randstrahl S4, S5 und einem Zentral(licht)strahl S6 auf den Feldpunkt F1. Der Zentralstrahl S6 schneidet einen Mittelpunkt M der Austrittspupille AP. Der Zentralstrahl S6 kann auch in der Obskuration 226 liegen, sprich, stets dunkel sein. Gleichwohl dient er vorliegend als (gedachte) Referenz.
Wie in der 3 gezeigt, lässt sich jeder Punkt P in der Austrittspupille AP mit Hilfe eines Richtungsvektors V beschreiben. Der Richtungsvektor V weist einen Öffnungswinkel θ zu dem Zentralstrahl S6 auf. Weiter weist der Richtungsvektor V einen Umfangswinkel φ in Umfangsrichtung um den Mittelpunkt M auf.
Sowohl für die NA-Blende 210 als auch für die Obskurationsblende 212 gelten enge Form- und Positionstoleranzen. Häufig werden die Blenden 210, 212 als dünne Platten ausgelegt. Beispielsweise können metallische Bleche eingesetzt werden. Bei der NA-Blende 210 weist das Blech dann die durch die lichtbestimmende Kante 220 definierte Blendenöffnung 218 auf. Bei der Obskurationsblende 212 weist das Blech einen äußeren Rand in Form der lichtbestimmenden Kante 222 auf.
Ein für die Abbildungswirkung wichtiger Aspekt ist die Größe des lichtdurchlässigen Bereichs. Diese Größe wird mit Hilfe der Blenden 210, 212 definiert. Bereits kleine Abweichungen können dadurch, dass Beugungslicht ungewollt blockiert oder zusätzlich durchgelassen wird, zu spürbaren Kontraständerungen führen. Bei EUV-Systemen verschärft sich dieser Effekt noch durch lokalisiert leuchtende Beleuchtungsflecken oder Lichtpunkte („Sternenhimmel“) aufgrund fehlender Möglichkeit zur Lichtmischung.
Zu den Spezifika aktueller EUV-Systeme gehört es nämlich, dass das Mischvermögen des Strahlformungs- und Beleuchtungssystems 102 in dem Winkelraum über der Pupillenebene 204 gering ist, so dass typischerweise einzelne helle Beleuchtungsflecken im ansonsten dunklen Gebiet liegen (Engl.: illumination spots). Zuweilen vergleicht man eine solche Intensitätsverteilung veranschaulichend mit einem Sternenhimmel. Gegenüber einer aus dem DUV bekannten geglätteten, gleichmäßigen Lichtverteilung im Winkelraum hat eine derartige Lichtverteilung die Eigenschaft, dass bereits eine kleine Änderung im durchgelassenen Winkelbereich spürbaren Intensitätseinfluss hinterlässt, weil die Energie stärker konzentriert ist.
Grundsätzlich gilt, dass jedem Lichtstrahl in der Austrittspupille AP - beschrieben durch die Winkel θ, φ - ein Ort in der Pupillenebene 204 zugeordnet ist. Mit anderen Worten sieht also jeder Feldpunkt F1, F2 der Feldebene 206 alle Lichtpunkte in der Pupillenebene 204. Dies gilt auch umgekehrt: Dem Licht in einem Winkelraum über der Pupillenebene 204 ist ein Ort in der Feldebene 206 zugeordnet. Die Form der Austrittspupille AP ist somit feldkonstant. Das auf die Feldebene 206 einfallende Licht ist für jeden Feldpunkt F1, F2 konstant. In der Austrittspupille AP ist auch die Wellenfront definiert. Diese ist in der Regel jedoch feldabhängig.
Diese Relation trifft jedoch in der Praxis nicht für alle Feldpunkte F1, F2 zu. Im Ergebnis kann dies dazu führen, dass ein in 2 beispielhaft angedeuteter Lichtfleck LF zwar auf den Feldpunkt F1 abgebildet wird, auf den Feldpunkt F2 jedoch nicht. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von EUV-Licht als Arbeitslicht 216 problematisch, weil dieses - wie zuvor erwähnt - in solchen Systemen oftmals nicht homogen im Winkelraum verteilt ist, sondern an einzelnen Beleuchtungsflecken konzentriert ist. Als Konsequenz kommt im Feldpunkt F2 deutlich weniger Licht an als im Feldpunkt F1.
Befindet sich in der Feldebene 206 eine nicht näher gezeigte lichtempfindliche Schicht (Lack) im Rahmen eines Halbleiterherstellungsprozesses kann es nun vorkommen, dass - wie in der 4 illustriert - für den Feldpunkt F1 die gesammelte Lichtmenge I den kritischen Wert von I₀ , die sogenannte Lackschwelle, übersteigt. Entsprechend reagiert der Lack damit an dieser Stelle chemisch und verändert qualitativ seine Löslichkeit. Für den Feldpunkt F2 endet die chemische Reaktion jedoch vorzeitig, weil die kritische Lichtmenge I₀ nicht erreicht wird. In der Folge kann es zu ungewünschten Strukturbreitenvariationen auf dem so beispielsweise hergestellten Chip kommen.
Eine Verbesserung der zuvor erwähnten Problematik kann dadurch erreicht werden kann, dass die herkömmlicherweise lichtscharfe, das heißt lichtundurchlässige, lichtbestimmende Kante 220 der NA-Blende 210 wie auch die herkömmlicherweise lichtscharfe lichtbestimmende Kante 222 der Obskurationsblende 212 teilweise lichtdurchlässig gestaltet werden. Bei geeigneter Ausgestaltung der Lichtdurchlässigkeit können Intensitätssprünge von einem Feldpunkt F1 zum nächsten Feldpunkt F2 verhindert werden, weil dann entsprechende Lichtflecken LF nur teilweise vignettiert werden. Dann gelangt nämlich nur ein Teil des Lichtes durch die jeweilige lichtbestimmende Kante 220, 222 der Blende 210, 212. Die lichtbestimmenden Kanten 220, 222 bilden Randbereiche der Blenden 210, 212 und können auch als solche bezeichnet werden.
Insoweit ist zu beachten, dass herkömmliche randscharfe Blenden 210, 212 normalerweise so angeordnet werden, dass eine maximale Lichtmenge zur Abbildung zur Verfügung steht. Diese Lichtmenge kann, da maximal, in der Regel nicht mehr (ohne inakzeptable Nebeneffekte) dadurch vergrößert werden, dass vorher lichtundurchlässige Bereiche teildurchlässig ausgelegt werden. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lösung - in anderen Ausführungsformen kann sich dies anders verhalten - werden also herkömmlicherweise komplett lichtdurchlässige Bereiche partiell abgedunkelt.
Es werden daher die Blenden 210, 212 mit einem oder mehreren teilweise lichtdurchlässigen Teilbereichen 228, 230 (5 und 6) vorgesehen, wie sie nachfolgend noch näher beschrieben werden. Die Teilbereiche 228, 230 können auch als Randbereiche bezeichnet werden. Die Teilbereiche 228, 230 haben die Eigenschaft, dass sie Intensitätssprünge zwischen Feldpunkten F1, F2 vermeiden. Die Teilbereiche 228, 230 können jeweils Teil der lichtbestimmenden Kanten 220, 222 sein.
5 zeigt hierzu eine stark schematisierte Aufsicht der NA-Blende 210 mit der Blendenöffnung 218, die von der lichtbestimmenden Kante 220 umgrenzt ist. Die Obskurationsblende 212 ist in der 5 nicht gezeigt. Der Teilbereich 228 grenzt an die lichtbestimmende Kante 220 an beziehungsweise ist durch diese begrenzt. Die lichtbestimmende Kante 220 kann Teil des Teilbereichs 228 sein. Die lichtbestimmende Kante 220 ist nicht zwingend durchgehend, sondern kann unterbrochen sein. Die Blendenöffnung 218 ist in der 5 oval dargestellt, kann jedoch jede beliebige Geometrie aufweisen.
6 zeigt eine stark schematisierte Aufsicht der Obskurationsblende 212 mit der lichtbestimmenden Kante 222. Der Teilbereich 230 grenzt an die lichtbestimmende Kante 222 an beziehungsweise ist durch diese begrenzt. Die lichtbestimmende Kante 222 kann Teil des Teilbereichs 230 sein. Die lichtbestimmende Kante 222 ist nicht zwingend durchgehend, sondern kann unterbrochen sein. Die Obskurationsblende 212 ist in der 6 oval dargestellt, kann jedoch jede beliebige Geometrie aufweisen.
Im Detail werden die Blenden 210, 212 samt Teilbereichen 228, 230 wie folgt ausgelegt: Bei voll ausgeleuchteter Eintrittspupille EP (dies ist ein „künstlicher“ Zustand und wird in der Regel im Produktionsbetrieb des optischen Systems 200 nicht angetroffen) gilt für jeden Feldpunkt F1, F2: $| \frac{d^{2} J (θ_{i})}{d θ_{i}^{2}} \leq 1000 |$

für $0 \leq θ_{i} \leq θ_{m a x} .$
Hierbei beschreibt der Winkel θ_i den Radius eines jeweiligen Kreises in der 3 ausgehend von dem Mittelpunkt M. J(θ_i) beschreibt die über einen jeweiligen Kreis mit Radius θ_i integrierte Lichtleistung gemäß folgender Formel: $J (θ_{i}) = \frac{\frac{1}{θ_{i}} \int_{0}^{θ_{i}} θ d θ \int_{0}^{2 π} d φ I (θ,φ)}{\frac{1}{10 % θ_{max}} \int_{0}^{10 % θ_{max}} θ d θ \int_{0}^{2 π} d φ I (θ,φ)}$
I(θ, φ) ist die Lichtleistung (beispielsweise in Watt) an einem mittels der Winkel θ, φ definierten Punkt P in der Austrittspupille AP. π ist dabei die Kreiszahl.
J(θ_i) ist eine dimensionslose Größe. Dazu steht in Gleichung 2 im Nenner die über einen 10%-Kreis integrierte Lichtleistung, das heißt, des Kreises, dessen Radius 10% von θ_max (in der 3 mit θ_10% bezeichnet) beträgt, multipliziert mit $\frac{1}{10 %} .$
Außerdem sind Zähler und Nenner der Gleichung 2 jeweils mit Hilfe von $\frac{1}{θ_{i}}$
beziehungsweise $\frac{1}{θ_{max}}$
linearisiert, um die Eigenschaften der vorgeschlagenen Teilbereiche 228 besser in den nachfolgenden 7 und 8 veranschaulichen zu können.
J(θ_i) kann für ein gegebenes optisches System 200 gemessen werden, indem ein Sensor (nicht gezeigt), insbesondere eine Photodiode, mit vorgeschalteter Blende (ebenfalls nicht gezeigt), beispielsweise einer Irisblende, in die Feldebene 206 gestellt wird. Die Blende wird zunehmend geöffnet und die aufgesammelte Lichtmenge für eine jeweilige Blendenstellung (entsprechend θ_i ) gemessen.
Die integrierte Lichtleistung J(θ_i) ist in 7 aufgetragen, und zwar für das in der 2 gezeigte Beispiel, bei dem die NA-Blende 210 und die Obskurationsblende 212 vorgesehen sind. Es kann jedoch auch nur eine NA-Blende 210 vorgesehen sein.
Die über Kreise integrierte Lichtleistung J(θ_i) steigt erst mit Eindringen in den Teilbereich 230 der Obskurationsblende 212 an (vergleiche gestrichelte Linie in 7), weil dieser teilweise lichtdurchlässig beschaffen ist. Der entsprechende Radius ist mit θ_min bezeichnet und entspricht den innersten Randstrahlen in der Austrittspupille AP, siehe auch 3. Die Randstrahlen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in der 2 nicht dargestellt.
Der Anstieg der integrierten Lichtleistung J(θ_i) ist ohne Diskontinuitäten. Die entsprechende Ableitung $\frac{d J (θ_{i})}{d θ_{i}}$
ist in 8 in gestrichelter Linie aufgetragen. Der maximale Anstieg beziehungsweise der maximale Abfall (siehe zweifach abgeleitete Betragsfunktion in Gleichung $1 : | \frac{d^{2} J (θ_{i})}{d θ_{i}^{2}} |$
beträgt ausgehend von θ_min jedenfalls kleiner oder gleich 1000, bevorzugt kleiner oder gleich 100, noch weiter bevorzugt kleiner oder gleich 10. Eine entsprechende Linie mit Steigung 10 $(entsprechend \frac{d^{2} J (θ_{i})}{d θ_{i}^{2}})$
ist in der 8 eingezeichnet.
Mit Eindringen in den Teilbereich 228 der NA-Blende 210 flacht die Zunahme der integrierten Lichtleistung J(θ_i) zunehmend ab, wiederum ohne Diskontinuitäten. Insoweit ist in 8 eine Linie mit Steigung minus 10 eingezeichnet. 8 zeigt, dass $\frac{d^{2} J (θ_{i})}{d θ_{i}}$
diese Linie stets unterschreitet, also die zweite Ableitung der Betragsfunktion auch kleiner oder gleich 1000, bevorzugt kleiner oder gleich 100, noch weiter bevorzugt kleiner oder gleich 10 beträgt. Mit Erreichen von θ _max nimmt die aufgesammelte Lichtmenge nicht weiter zu.
Demgegenüber zeigen 7 und 8 die Verläufe auch jeweils für herkömmliche Blenden (durchgezogene Linie in 7 und 8). Hier ist zu erkennen, dass diese im Bereich ihres θ'_min und θ'_max Diskontinuitäten aufweisen, was die integrierte Lichtleistung J(θ_i) bzw. deren Ableitung $\frac{d^{2} J (θ_{i})}{d θ_{i}}$
angeht. Auf die genaue konstruktive Ausgestaltung der Teilbereiche 228, 230 wird später noch eingegangen.
Wie zuvor erwähnt, gelten sowohl für die NA-Blende 210 als auch für die Obskurationsblende 212 enge Form- und Positionstoleranzen. Beispielsweise sind bekannte Blenden 210, 212 oftmals als prinzipiell starre mechanische Festblenden ausgebildet, deren Blendenkonturverlauf, das heißt der Verlauf der lichtbestimmenden Kante 220, 222, nicht von der mechanischen Bewegung der gesamten Blendenmechanik unabhängig ist. Somit würde die Blendenkontur bei einer thermischen Ausdehnung oder Bewegung expandieren oder schrumpfen und nicht lagestabil bleiben. Dies kann zu ungewollten optischen Störungen wie Streulicht oder zu, durch die Blendenöffnung 218 hindurch treffendes, Nicht-Nutzlicht führen. Die thermisch bedingte Relativbewegung einer Blende 210, 212 zu einer Tragstruktur kann durch eine Entkopplungsmechanik entkoppelt werden. Hierdurch kann zwar eine Mittenlage der Blende 210, 212 und somit die Positionstoleranz erhalten werden, nicht jedoch die Kontur der Blende 210, 212 und damit die Formtoleranz.
Es ist daher wünschenswert, die Kontur und damit die lichtbestimmende Kante 220, 222 der Blende 210, 212 von einer festen Welt der jeweiligen Blende 210, 212 mechanisch derart zu entkoppeln, dass sich bei einem Wärmeintrag in die Blende 210, 212 der Verlauf der lichtbestimmenden Kante 220, 222 nicht oder zumindest nur innerhalb der erforderlichen Formtoleranzen verändert. Wie nachfolgend ausgeführt wird, kann dies durch den Einsatz von mehreren verschiedenen Materialien, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten (Engl.: coefficient of thermal expansion, CTE) aufweisen, erzielt werden.
9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Blendenrandeinrichtung 300 für eine wie zuvor erläuterte Blende 210, 212. Insbesondere ist die Blendenrandeinrichtung 300 Teil des zuvor erläuterten Teilbereichs 228, 230. Die Blendenrandeinrichtung 300 kann auch Teil einer wie zuvor beschriebenen Streulichtblende oder Falschlichtblende sein. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Blendenrandeinrichtung 300 Teil einer NA-Blende 210 ist. Alle nachfolgenden Ausführungen treffen jedoch auch für die Obskurationsblende 212, die Streulichtblende oder die Falschlichtblende zu. Die 9 zeigt eine Ansicht der Blendenrandeinrichtung 300, die einem Schnitt durch die NA-Blende 210 gemäß der Schnittlinie IX-IX der 5 entspricht.
Der Blendenrandeinrichtung 300 ist ein Koordinatensystem mit einer ersten Raumrichtung oder x-Richtung x, einer zweiten Raumrichtung oder y-Richtung y und einer dritten Raumrichtung oder z-Richtung z zugeordnet. Die Raumrichtungen x, y, z sind senkrecht zueinander positioniert.
Die Blendenrandeinrichtung 300 umfasst eine feste Welt 302. Die feste Welt 302 kann eine Tragstruktur sein. Beispielsweise kann die feste Welt 302 ein Blech sein. Beispielsweise kann die Blendenrandeinrichtung 300 mit Hilfe der festen Welt 302 aufgehängt sein. Die feste Welt 302 ist Teil der Blendenrandeinrichtung 300.
Die feste Welt 302 trägt ein erstes Blendenrandelement 304. Das erste Blendenrandelement 304 kann quaderförmig oder blockförmig sein. Das erste Blendenrandelement 304 ist aus einem ersten Werkstoff, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, gefertigt, der einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE1 aufweist. Der Ausdehnungskoeffizient oder Wärmeausdehnungskoeffizient CTE 1 ist ein Kennwert, der das Verhalten eines Stoffes bezüglich Veränderungen seiner Abmessungen bei Temperaturveränderungen beschreibt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient CTE1 ist eine stoffspezifische Größe, die die Einheit K^-1 hat. In der x- Richtung x betrachtet weist das erste Blendenrandelement 304 eine Länge L1 auf. Das erste Blendenrandelement 304 ist beispielsweise aus einem Ni-Stahl (36Ni, Invar) gefertigt. Dieses Material weist einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE1 von 1,8*10^-6 K^-1 auf.
An das erste Blendenrandelement 304 schließt sich ein zweites Blendenrandelement 306 an. Das zweite Blendenrandelement 306 ist stoffschlüssig mit dem ersten Blendenrandelement 304 verbunden. Bei stoffschlüssigen Verbindungen werden die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten. Stoffschlüssige Verbindungen sind nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel und/oder der Verbindungspartner trennen lassen. Beispielsweise sind die Blendenrandelemente 304, 306 miteinander verlötet oder verschweißt. In der x- Richtung x betrachtet weist das zweite Blendenrandelement 306 eine Länge L2 auf. Das zweite Blendenrandelement 306 ist blechförmig.
Das zweite Blendenrandelement 306 verläuft parallel zu der x-Richtung x. Beispielsweise ist das zweite Blendenrandelement 306 blechförmig. Das zweite Blendenrandelement 306 ist aus einem sich von dem für das erste Blendenrandelement 304 verwendeten ersten Werkstoff unterscheidenden zweiten Werkstoff, insbesondere einem metallischen Werkstoff, gefertigt. Der für das zweite Blendenrandelement 306 verwendete zweite Werkstoff weist einen sich von dem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE 1 unterscheidenden zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE2 auf. Der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient CTE2 kann größer als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient CTE1 sein. Beispielsweise wird als zweiter Werkstoff für das zweite Blendenrandelement 306 das Material X14CrMoS17 mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE2 von 9,9*10^-6 K^-1 eingesetzt.
An das zweite Blendenrandelement 306 schließt sich ein drittes Blendenrandelement 308 an. Das dritte Blendenrandelement 308 ist stoffschlüssig mit dem zweiten Blendenrandelement 306 verbunden. Beispielsweise sind die Blendenrandelemente 306, 308 miteinander verlötet oder verschweißt. Das dritte Blendenrandelement 308 verläuft in einem Winkel α schräg zu dem zweiten Blendenrandelement 306. Der Winkel α beträgt beispielsweise 5°. Das dritte Blendenrandelement 308 weist eine Länge L3 auf. Das dritte Blendenrandelement 308 ist blechförmig.
Das dritte Blendenrandelement 308 ist aus einem sich von den Blendenrandelementen 304, 306 unterscheidenden dritten Werkstoff, insbesondere einem metallischen Werkstoff, gefertigt. Der für das dritte Blendenrandelement 308 verwendete dritte Werkstoff weist einen sich von den Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE1, CTE2 unterscheidenden dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE3 auf. Der dritte Wärmeausdehnungskoeffizient CTE3 kann größer als der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient CTE2 sein. Beispielsweise wird als dritter Werkstoff für das dritte Blendenrandelement 308 das Material CuSn6H180 mit einem dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE3 von 18,5*10^-6 K^-1 eingesetzt.
An das dritte Blendenrandelement 308 schließt sich ein viertes Blendenrandelement 310 an. Das vierte Blendenrandelement 310 ist stoffschlüssig mit dem dritten Blendenrandelement 308 verbunden. Beispielsweise sind die Blendenrandelemente 308, 310 miteinander verlötet oder verschweißt. Das vierte Blendenrandelement 310 verläuft parallel zu der x-Richtung x, so dass das dritte Blendenrandelement 308 in einem Winkel β schräg zu dem vierten Blendenrandelement 310 verläuft. Der Winkel β beträgt beispielsweise 5°. Das vierte Blendenrandelement 310 weist eine Länge L4 auf. Das vierte Blendenrandelement 310 ist blechförmig. Es kann gelten: L4 > L3 > L2 > L1.
Das vierte Blendenrandelement 310 ist aus einem sich von den Blendenrandelementen 304, 306, 308 unterscheidenden vierten Werkstoff, insbesondere einem metallischen Werkstoff, gefertigt. Der für das vierte Blendenrandelement 310 verwendete vierte Werkstoff weist einen sich von den Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE1, CTE2, CTE3 unterscheidenden vierten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE4 auf. Der vierte Wärmeausdehnungskoeffizient CTE4 kann größer als der erste Wärmeausdehnungskoeffizient CTE1 und kleiner als der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient CTE2 sein. Beispielsweise wird als vierter Werkstoff für das vierte Blendenrandelement 310 Wolfram mit einem vierten Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE4 von 4,5*10^-6K^-1 eingesetzt.
Das vierte Blendenrandelement 310 weist eine, insbesondere bezüglich der x-Richtung x, form- und/oder lagestabile Blendenrandkante 312 auf, die in der 9 als Punkt dargestellt ist. Die Blendenrandkante 312 ist Teil der lichtbestimmenden Kante 220 beziehungsweise für den Fall, dass die Blendenrandeinrichtung 300 Teil einer Obskurationsblende 212 ist, Teil der lichtbestimmenden Kante 222. „Lagestabil“ bedeutet dabei, dass sich im Belichtungsbetrieb, in dem Arbeitslicht 216 auf das vierte Blendenrandelement 310 fällt und so Wärme Q in die Blendenrandeinrichtung 300 eingebracht wird, eine Position der Blendenrandkante 312 zumindest in der x-Richtung x nicht oder nur geringfügig ändert. Dabei ist beispielsweise eine Verschiebung der Blendenrandkante 312 in der x-Richtung von bis zu 70 µm tolerierbar.
Wie zuvor erwähnt, können die Blendenrandelemente 304, 306, 308, 310 miteinander verlötet oder verschweißt sein. Die Blendenrandelemente 304, 306, 308, 310 können jedoch auch als ein einteiliges Bauteil mit Hilfe eines additiven Fertigungsprozesses (Engl.: additive manufacturing, AM) hergestellt werden.
10 zeigt einen stark vergrößerten schematischen Ausschnitt der NA-Blende 210 gemäß der 5. Die NA-Blende 210 umfasst eine Vielzahl an Blendenrandeinrichtungen 300, die nebeneinander positioniert sind und deren Blendenrandkante 312 zusammen die lichtbestimmende Kante 220 der NA-Blende 210 bilden. Die Vielzahl an Blendenrandeinrichtungen 300 sind um die Blendenöffnung 218 herum verteilt angeordnet. In der 10 sind nur einige wenige Blendenrandeinrichtungen 300 gezeigt. Die 10 zeigt eine Aufsicht auf die Blendenrandeinrichtungen 300, so dass in der 10 jeweils nur das vierte Blendenrandelement 310 mit der Blendenrandkante 312 sowie die feste Welt 302 gezeigt ist.
Die Blendenrandkante 312 kann jeweils eine gekrümmte, insbesondere eine sphärisch oder asphärisch gekrümmte, Kontur aufweisen, so dass sich eine gekrümmte Kontur der lichtbestimmenden Kante 220 ergibt. Die Blendenrandkante 312 kann jedoch auch jeweils gerade sein. Blendenrandkanten 312 unterschiedlicher Blendenrandeinrichtungen 300 können unterschiedliche Formen aufweisen. Die vierten Blendenrandelemente 310 können alle eine identische Geometrie oder unterschiedliche Geometrien aufweisen.
Benachbarte Blendenrandeinrichtungen 300 beziehungsweise benachbarte vierte Blendenrandelemente 310 sind in einem Abstand a voneinander beabstandet angeordnet, so dass zwischen zwei benachbarten vierten Blendenrandelementen 310 jeweils ein Spalt 314 vorgesehen ist. Der Abstand a beträgt bevorzugt 2 µm bis 6 µm. Somit ist die NA-Blende 210 im Bereich der der Blendenrandeinrichtungen 300 teilweise lichtdurchlässig. Der zuvor schon erläuterte Teilbereich 228 der NA-Blende 210 wird somit mit Hilfe der Blendenrandeinrichtungen 300 gebildet. Die Vorteile des teilweise lichtdurchlässigen Teilbereichs 228 wurden zuvor schon erläutert.
Im Belichtungsbetrieb trifft Arbeitslicht 216 auf die Blendenrandeinrichtungen 300 und bringt Wärme Q in das vierte Blendenrandelement 310 ein. Durch Wärmeleitung erwärmen sich auch die Blendenrandelemente 304, 306, 308. Hierdurch dehnen sich die Blendenrandelemente 304, 306, 308, 310 aus. Dem ersten Blendenrandelement 304 ist eine Längenänderung ΔL1 zugeordnet, dem zweiten Blendenrandelement 306 ist eine Längenänderung ΔL2 zugeordnet, dem dritten Blendenrandelement 308 ist eine Längenänderung ΔL3 zugeordnet und dem vierten Blendenrandelement 310 ist eine Längenänderung ΔL4 zugeordnet. Für eine Lagestabilität der jeweiligen Blendenrandkante 312 in der x-Richtung x ist die folgende Bedingung zu erfüllen: $Δ L 1 + Δ L 2 - Δ L 3 + Δ L 4 \sim 0$
Dabei gilt: $Δ L = C T E * L * Δ T$
mit ΔT als Temperaturdifferenz. Wie zuvor schon erwähnt, ist eine Lageabweichung der Blendenrandkante 312 in der x-Richtung von bis zu 70 µm tolerierbar.
Um nun die Gleichung 3 zu erfüllen, werden die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE1, CTE2, CTE3, CTE4 der verwendeten Werkstoffe, wie zuvor schon beispielhaft ausgeführt, entsprechend ausgewählt. Weitere variable Parameter sind die Dimensionen der Blendenrandelemente 304, 306, 308, 310, das heißt die Längen L1, L2, L3, L4 sowie die Winkel α, β.
Es ist somit möglich, durch geeignete Wahl der zuvor erwähnten variablen Parameter die Blendenrandeinrichtungen 300 der NA-Blende 210 so auszulegen, dass im Belichtungsbetrieb eine hohe Formtoleranz der NA-Blende 210 erreicht werden kann. Die lichtbestimmende Kante 220 ist somit lagestabil und ändert ihre Form im Belichtungsbetrieb nicht oder zumindest nur geringfügig und innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs. Es kann somit bei der Konfiguration der Blendenrandeinrichtung 300 eine bestmögliche Anpassung an einen zu erwartenden Temperaturverlauf gewählt werden. Die obigen Ausführungen treffen ebenso auf die Obskurationsblende 212 mit der lichtbestimmenden Kante 222 und auf nicht gezeigte Streulicht- und/oder Falschlichtblenden zu.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

100A: EUV-Lithographieanlage
100B: DUV-Lithographieanlage
102: Strahlformungs- und Beleuchtungssystem
104: Projektionssystem
106A: EUV-Lichtquelle
106B: DUV-Lichtquelle
108A: EUV-Strahlung
108B: DUV-Strahlung
110: Spiegel
112: Spiegel
114: Spiegel
116: Spiegel
118: Spiegel
120: Photomaske
122: Spiegel
124: Wafer
126: optische Achse
128: Linse
130: Spiegel
132: Medium
200: optisches System
202: Objektebene
204: Pupillenebene
206: Feldebene
208: Nutzfeld
210: NA-Blende
212: Obskurationsblende
214: Strahlengang
216: Arbeitslicht
218: Blendenöffnung
220: lichtbestimmende Kante
222: lichtbestimmende Kante
224: Spiegel
226: Obskuration
228: Teilbereich
230: Teilbereich
300: Blendenrandeinrichtung
302: feste Welt
304: Blendenrandelement
306: Blendenrandelement
308: Blendenrandelement
310: Blendenrandelement
312: Blendenrandkante
314: Spalt
a: Abstand
AP: Austrittspupille
CTE1: Wärmeausdehnungskoeffizient
CTE2: Wärmeausdehnungskoeffizient
CTE3: Wärmeausdehnungskoeffizient
CTE4: Wärmeausdehnungskoeffizient
F1: Feldpunkt
F2: Feldpunkt
EP: Eintrittspupille
I: Lichtmenge
LF: Lichtfleck
LR: Lichtrichtung
L1: Länge
L2: Länge
L3: Länge
L4: Länge
M1: Spiegel
M2: Spiegel
M3: Spiegel
M4: Spiegel
M5: Spiegel
M6: Spiegel
O1: Objektpunkt
O2: Objektpunkt
P: Punkt
R: Richtung
S1: Lichtstrahl
S2: Lichtstrahl
S3: Lichtstrahl
S4: Lichtstrahl
S5: Lichtstrahl
S6: Lichtstrahl
Q: Wärme
V: Richtungsvektor
W: Winkelraum
α: Winkel
β: Winkel
9: Öffnungswinkel, Radius
φ: Umfangswinkel

Claims

Blende (210, 212), insbesondere numerische Aperturblende, Obskurationsblende, Streulichtblende oder Falschlichtblende, für eine Lithographieanlage (100A, 100B), aufweisend eine lichtbestimmende Kante (220, 222), und eine Vielzahl an Blendenrandeinrichtungen (300), die entlang der lichtbestimmenden Kante (220, 222) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Blendenrandeinrichtungen (300) dazu eingerichtet sind, eine wärmebedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante (220, 222) derart zu kompensieren, dass diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfelds liegt.
Blende nach Anspruch 1, wobei jede Blendenrandeinrichtung (300) eine Blendenrandkante (312) umfasst, und wobei die Blendenrandkanten (312) der Blendenrandeinrichtungen (300) die lichtbestimmende Kante (220, 222) bilden.
Blende nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen zwei benachbarten Blendenrandeinrichtungen (300) jeweils ein Spalt (314) vorgesehen ist, so dass die lichtbestimmende Kante (220, 222) unterbrochen ist.
Blende nach Anspruch 3, wobei die Blendenrandeinrichtungen (300) und die Spalte (314) einen teilweise lichtdurchlässigen Teilbereich (228, 230) der Blende (210, 212) bilden.
Blende nach einem der Ansprüche 1-4, wobei zwei benachbarte Blendenrandeinrichtungen (300) mit einem Abstand (a) von weniger als 6 µm voneinander beabstandet angeordnet sind.
Blende nach einem der Ansprüche 1-5, wobei jede Blendenrandeinrichtung (300) mehrere miteinander verbundene Blendenrandelemente (304, 306, 308, 310) umfasst, die aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE1, CTE2, CTE3, CTE4) gefertigt sind, und wobei die Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE1, CTE2, CTE3, CTE4) derart gewählt sind, dass die Blendenrandelemente (304, 306, 308, 310) die temperaturbedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante (220, 222) kompensieren.
Blende nach Anspruch 6, wobei jede Blendenrandeinrichtung (300) ein erstes Blendenrandelement (304), das mit einer festen Welt der Blende (210, 212) verbunden ist, ein zweites Blendenrandelement (306), das mit dem ersten Blendenrandelement (304) verbunden ist, ein drittes Blendenrandelement (308), das mit dem zweiten Blendenrandelement (306) verbunden ist, und ein viertes Blendenrandelement (310), das mit dem dritten Blendenrandelement (308) verbunden ist, umfasst.
Blende nach Anspruch 7, wobei das dritte Blendenrandelement (308) jeweils in einem Winkel (α, β) relativ zu dem zweiten Blendenrandelement (306) und dem vierten Blendenrandelement (310) geneigt ist.
Blende nach Anspruch 7 oder 8, wobei das erste Blendenrandelement (304), das zweite Blendenrandelement (306) und das vierte Blendenrandelement (310) parallel zueinander positioniert sind.
Blende nach einem der Ansprüche 6-9, wobei die Blendenrandelemente (304, 306, 308, 310) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, oder wobei die Blendenrandelemente (304, 306, 308, 310) mit Hilfe eines additiven Fertigungsverfahrens als einteiliges Bauteil hergestellt sind.
Blende nach einem der Ansprüche 7-10, wobei an dem vierten Blendenrandelement (310) ein Teil der lichtbestimmenden Kante (220, 222) vorgesehen ist.
Blende nach einem der Ansprüche 6-11, wobei die Blendenrandelemente (304, 306, 308, 310) zickzackförmig angeordnet sind.
Optisches System (200), insbesondere Strahlformungs^- und Beleuchtungssystem, für eine Lithographieanlage (100A, 100B), aufweisend einen Strahlengang (214), welcher eine Objektebene (202), eine Feldebene (206) und eine Pupillenebene (204) zum Abbilden von Objektpunkten (O1, O2) der Objektebene (202) auf Feldpunkte (F1, F2) der Feldebene (206) umfasst, und eine Blende (210, 212) nach einem der Ansprüche 1-12, welche derart in der Pupillenebene (204) angeordnet ist, dass die Blende (210, 212) Arbeitslicht (216), welches dem Strahlengang (214) durch das optische System (200) folgt, teilweise abschattet, wobei das Arbeitslicht (216) Wärme (Q) in die Blende (210, 212) einbringt, und wobei die Blendenrandeinrichtungen (300) der Blende (210, 212) dazu eingerichtet sind, eine temperaturbedingte Lage- und/oder Formänderung der lichtbestimmenden Kante (220, 222) der Blende (210, 212) derart zu kompensieren, dass diese innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfelds liegt.
Optisches System nach Anspruch 13, ferner umfassend mehrere Blenden (210, 212).
Lithographieanlage (100A, 100B) mit einer Blende (210, 212) nach einem der Ansprüche 1-12 und/oder einem optischen System (200) nach Anspruch 13 oder 14.