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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System, eine Lithographieanlage mit einem derartigen optischen System und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen optischen Systems.
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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.
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Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV-Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,1 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm, verwenden. Da die meisten Materialien Licht dieser Wellenlänge absorbieren, müssen bei solchen EUV-Lithographieanlagen reflektierende Optiken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.
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In Lithographieanlagen ist eine Vielzahl von Aktor-/Sensor-Einrichtungen, wie Sensoren und Aktuatoren, verbaut. Im Allgemeinen ist eine Aktor-/SensorEinrichtung dazu geeignet, ein der Aktor-/Sensor-Einrichtung zugeordnetes optisches Element, wie beispielsweise einen Spiegel, zu verlagern und/oder einen Parameter des zugeordneten optischen Elements, wie eine Position des zugeordneten optischen Elements oder eine Temperatur des zugeordneten optischen Elements, zu erfassen. Zur Ansteuerung und Auswertung ist eine solche Aktor-/ Sensoreinrichtung mit einer integrierten Schaltung (IC; Integrated Circuit) elektrisch zu verbinden. Integrierte Schaltungen werden auf Leiterplatten (auch Leiterkarten genannt) bestückt, und die bestückten Leiterplatten werden in der Lithographieanlage verbaut. Allerdings ist der Bauraum in einer Lithographieanlage sehr beschränkt, und damit ist auch der Bauraum für die zu verbauende Leiterplatte mit den bestückten ICs beschränkt. Wählt man beispielsweise als Position für eine integrierte Schaltung, die elektrisch mit einer solchen Aktor-/ Sensoreinrichtung verbunden ist, eine Position außerhalb der Lithographieanlage, insbesondere außerhalb des Vakuumgehäuses der Lithographieanlage, so ergeben sich lange Übertragungswege, was nachteiligerweise eine schlechte Signalintegrität der zwischen der integrierten Schaltung und der Aktor-/SensorEinrichtung ausgetauschten Signale bewirkt.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes optisches System bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein optisches System für eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welches eine Anordnung umfassend eine Leiterplatte mit zumindest einem biegsamen Bereich aufweist, auf welchem ein eine integrierte Schaltung umfassendes, biegsames Bauteil angeordnet ist.
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Durch die Anordnung des biegsamen Bauteils und damit der integrierten Schaltung (IC; Integrated Circuit) auf dem biegsamen Bereich der Leiterplatte wird die Flexibilität beim Einbau der integrierten Schaltung in der Lithographieanlage deutlich erhöht. Dies ist von besonderem Vorteil im Lichte der vorherrschenden Bauraumbeschränkungen in Lithographieanlagen.
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Auch können damit integrierte Schaltungen auch im gebogenen Zustand in der Lithographieanlage verbaut werden. Hierdurch können vorteilhafterweise mögliche Störungen auf eine mit der integrierten Schaltung verbundene Aktor-/ Sensoreinrichtung vermindert bzw. verhindert werden. Solche möglichen Störungen umfassen insbesondere Störungen durch von der integrierten Schaltung erzeugten Wärme und elektromagnetische Störungen.
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Aufgrund der Flexibilität der biegsamen Leiterplatte und des biegsamen IC ist es in Applikationen möglich, die Länge notwendiger elektrischer Leitungen zur Verbindung von IC und Aktor-/Sensor-Einrichtung zu minimieren. Eine solche Minimierung der Länge der elektrischen Leitungen reduziert auch Signallauflängen und reduziert damit den Einfluss möglicher Störungen bei der Datenübertragung und der Ansteuerung. Die Reduzierung des Wärmeeintrags des ICs auf die zugeordnete Aktor-/Sensor-Einrichtung bedingt auch vorteilhafterweise eine geringere Thermalbelastung der Optik.
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Der biegsame Bereich der Leiterplatte kann auch als flexibler Bereich bezeichnet werden. Das biegsame Bauteil kann auch als flexibles Bauteil bezeichnet werden. Entsprechend kann die biegsame integrierte Schaltung auch als flexible integrierte Schaltung oder als flexibler IC oder als Flex-IC bezeichnet werden.
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Das optische System ist bevorzugt eine Projektionsoptik der Lithographieanlage oder Projektionsbelichtungsanlage. Das optische System kann jedoch auch ein Beleuchtungssystem sein. Die Projektionsbelichtungsanlage kann eine EUV-Lithographieanlage sein. EUV steht für „Extreme Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 0,1 nm und 30 nm. Die Projektionsbelichtungsanlage kann auch eine DUV-Lithographieanlage sein. DUV steht für „Deep Ultraviolet“ und bezeichnet eine Wellenlänge des Arbeitslichts zwischen 30 nm und 465 nm.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das biegsame Bauteil einen Logikbaustein, einen Prozessor, einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digital-Analog-Wandler.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das biegsame Bauteil ein biegsames Substrat auf, auf welchem die integrierte Schaltung angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das biegsame Bauteil ein biegsames Substrat auf, auf welchem die integrierte Schaltung gefertigt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der biegsame Bereich der Leiterplatte und das auf dem biegsamen Bereich angeordnete Bauteil in einem gebogenen Zustand in dem optischen System angeordnet, insbesondere verbaut. Ein solcher gebogener Zustand bringt in Applikationen bauraumspezifische Vorteile. Ferner können durch den einem gebogenen Zustand vorteilhafterweise mögliche Störungen auf eine mit der integrierten Schaltung verbundene Aktor-/SensorEinrichtung vermindert bzw. verhindert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat der biegsame Bereich der Leiterplatte eine bestimmte Biegung und ist in einem gebogenen Zustand in dem optischen System angeordnet, insbesondere verbaut, wobei das auf dem biegsamen Bereich angeordnete Bauteil außerhalb der bestimmten Biegung angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform integriert die Leiterplatte den zumindest einen biegsamen Bereich und das die integrierte Schaltung umfassende, biegsame Bauteil.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Leiterplatte den zumindest einen biegsamen Bereich und zumindest einen mit dem biegsamen Bereich verbundenen starren Bereich auf.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Leiterplatte zwei starre Bereiche auf, zwischen welchen der biegsame Bereich angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optisches System ferner eine Anzahl von Aktor-/Sensor-Einrichtungen, wobei das biegsame Bauteil unter Verwendung zumindest einer Leiterbahn der Leiterplatte mit der Anzahl von Aktor-/Sensor-Einrichtungen verbunden ist. Die jeweilige Aktor-/SensorEinrichtung ist beispielsweise ein Aktuator (oder Aktor) zum Aktuieren eines optischen Elements, ein Sensor zum Sensieren eines optischen Elements oder einer Umgebung in dem optischen System oder eine Aktor- und SensorEinrichtung zum Aktuieren und Sensieren in dem optischen System. Der Sensor ist beispielsweise ein Temperatursensor. Der Aktuator ist vorzugsweise ein den elektrostriktiven Effekt einsetzender Aktuator oder ein den piezoelektrischen Effekt einsetzender Aktuator, beispielsweise ein PMN-Aktuator (PMN; Blei-Magnesium-Niobate) oder ein PZT-Aktuator (PZT; Blei-Zirkonat-Titanate). Der Aktuator ist insbesondere dazu eingerichtet, ein optisches Element des optischen Systems zu aktuieren. Beispiele für ein solches optisches Element umfassen Linsen, Spiegel und adaptive Spiegel.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das optisches System eine Anzahl von verlagerbaren optischen Elementen zur Führung von Strahlung in dem optischen System, wobei dem jeweiligen optischen Element zumindest eine der Aktor-/Sensor-Einrichtungen zugeordnet ist, wobei die jeweilige Aktor-/SensorEinrichtung zum Verlagern des zugeordneten optischen Elements und/oder zum Erfassen eines Parameters des zugeordneten optischen Elements, insbesondere einer Position des zugeordneten optischen Elements oder einer Temperatur im Bereich des zugeordneten optischen Elements, eingerichtet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ein Vakuumgehäuse auf, in welchem die Anordnung angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das optische System ein Vakuumgehäuse auf, in welchem die Anordnung, die Anzahl von Aktor-/SensorEinrichtungen und die optischen Elemente angeordnet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische System als eine Beleuchtungsoptik oder als eine Projektionsoptik einer Lithographieanlage ausgebildet.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Lithographieanlage vorgeschlagen, welche ein optisches System gemäß dem ersten Aspekt oder gemäß einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts aufweist.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems für eine Lithographieanlage vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Anordnen einer Leiterplatte mit zumindest einem biegsamen Bereich in dem optischen System, und
- Anordnen eines eine integrierte Schaltung umfassenden, biegsamen Bauteils auf dem biegsamen Bereich der Leiterplatte.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das biegsame Bauteil unter Verwendung von zumindest zwei Leiterbahnen der Leiterplatte mit einer Aktor-/SensorEinrichtung verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Position des biegsamen Bauteils auf dem biegsamen Bereich der Leiterplatte unter Berücksichtigung einer vorbestimmten, maximal zulässigen Störung der Aktor-/Sensor-Einrichtung durch das biegsamen Bauteil, insbesondere hinsichtlich eines Wärmeeintrags und/oder einer elektromagnetischen Störung, derart gewählt, dass eine Länge einer elektrischen Verbindung zwischen dem biegsamen Bauteil und der Aktor-/Sensor-Einrichtung minimal ist.
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Eine minimale Länge der elektrischen Verbindung zwischen dem biegsamen Bauteil und der Aktor-/Sensor-Einrichtung bewirkt eine maximal gute Signalintegrität unter Berücksichtigung möglicher negativer Einflüsse des biegsamen Bauteils, insbesondere hinsichtlich Abwärme und potenzieller elektromagnetischer Störungen, auf die Aktor-/Sensor-Einrichtung.
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Die für das vorgeschlagene optische System beschriebenen Ausführungsformen gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt. Weiterhin gelten die Definitionen und Erläuterungen zu dem optischen System auch für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.
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„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.
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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.
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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.
- 1 zeigt einen schematischen Meridionalschnitt einer Projektionsbelichtungsanlage für eine EUV-Projektionslithographie;
- 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines optischen Systems;
- 3 zeigt die Ausführungsform des optischen Systems nach 1 mit der Anordnung in einem gebogenen Zustand;
- 4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems;
- 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des biegsamen Bauteils des optischen Systems nach den 1 bis 3;
- 6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems; und
- 7 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines optischen Systems für eine Lithographieanlage.
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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.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer Projektionsbelichtungsanlage 1 (Lithographieanlage), insbesondere einer EUV-Lithographieanlage. Eine Ausführung eines Beleuchtungssystems 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Licht- beziehungsweise Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Bei einer alternativen Ausführung kann die Lichtquelle 3 auch als ein zum sonstigen Beleuchtungssystem 2 separates Modul bereitgestellt sein. In diesem Fall umfasst das Beleuchtungssystem 2 die Lichtquelle 3 nicht.
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Belichtet wird ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7. Das Retikel 7 ist von einem Retikelhalter 8 gehalten. Der Retikelhalter 8 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 9, insbesondere in einer Scanrichtung, verlagerbar.
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In der 1 ist zur Erläuterung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x-Richtung x, einer y-Richtung y und einer z-Richtung z eingezeichnet. Die x-Richtung x verläuft senkrecht in die Zeichenebene hinein. Die y-Richtung y verläuft horizontal und die z-Richtung z verläuft vertikal. Die Scanrichtung verläuft in der 1 längs der y-Richtung y. Die z-Richtung z verläuft senkrecht zur Objektebene 6.
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Die Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst eine Projektionsoptik 10. Die Projektionsoptik 10 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 11 in einer Bildebene 12. Die Bildebene 12 verläuft parallel zur Objektebene 6. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12 möglich.
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Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 11 in der Bildebene 12 angeordneten Wafers 13. Der Wafer 13 wird von einem Waferhalter 14 gehalten. Der Waferhalter 14 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 15 insbesondere längs der y-Richtung y verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 7 über den Retikelverlagerungsantrieb 9 und andererseits des Wafers 13 über den Waferverlagerungsantrieb 15 kann synchronisiert zueinander erfolgen.
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Bei der Lichtquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Lichtquelle 3 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 16, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Beleuchtungslicht bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 16 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Γauelle (Engl.: Laser Produced Plasma, mit Hilfe eines Lasers erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Γauelle (Engl.: Gas Discharged Produced Plasma, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (Engl.: Free-Electron-Laser, FEL) handeln.
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Die Beleuchtungsstrahlung 16, die von der Lichtquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 17 gebündelt. Bei dem Kollektor 17 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 17 kann im streifenden Einfall (Engl.: Grazing Incidence, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall (Engl.: Normal Incidence, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 16 beaufschlagt werden. Der Kollektor 17 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.
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Nach dem Kollektor 17 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 16 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 18. Die Zwischenfokusebene 18 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Lichtquelle 3 und den Kollektor 17, und der Beleuchtungsoptik 4 darstellen.
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Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Umlenkspiegel 19 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 20. Bei dem Umlenkspiegel 19 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 19 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 16 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 20 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, die zur Objektebene 6 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 20 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 21, welche auch als Feldfacetten bezeichnet werden können. Von diesen ersten Facetten 21 sind in der 1 nur beispielhaft einige dargestellt.
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Die ersten Facetten 21 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 21 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.
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Wie beispielsweise aus der
DE 10 2008 009 600 A1 bekannt ist, können die ersten Facetten 21 selbst jeweils auch aus einer Vielzahl von Einzelspiegeln, insbesondere einer Vielzahl von Mikrospiegeln, zusammengesetzt sein. Der erste Facettenspiegel 20 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS-System) ausgebildet sein. Für Details wird auf die
DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
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Zwischen dem Kollektor 17 und dem Umlenkspiegel 19 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 16 horizontal, also längs der y-Richtung y.
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Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 ist dem ersten Facettenspiegel 20 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 22. Sofern der zweite Facettenspiegel 22 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 22 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 20 und dem zweiten Facettenspiegel 22 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
US 2006/0132747 A1 , der
EP 1 614 008 B1 und der
US 6,573,978 .
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Der zweite Facettenspiegel 22 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 23. Die zweiten Facetten 23 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.
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Bei den zweiten Facetten 23 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die
DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
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Die zweiten Facetten 23 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.
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Die Beleuchtungsoptik 4 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Wabenkondensor (Engl.: Fly's Eye Integrator) bezeichnet.
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Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 optisch konjugiert ist, anzuordnen. Insbesondere kann der zweite Facettenspiegel 22 gegenüber einer Pupillenebene der Projektionsoptik 10 verkippt angeordnet sein, wie es zum Beispiel in der
DE 10 2017 220 586 A1 beschrieben ist.
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Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 22 werden die einzelnen ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 22 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 16 im Strahlengang vor dem Objektfeld 5.
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Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Objektfeld 5 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 21 in das Objektfeld 5 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, Normal Incidence Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (GI-Spiegel, Grazing Incidence Spiegel) umfassen.
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Die Beleuchtungsoptik 4 hat bei der Ausführung, die in der 1 gezeigt ist, nach dem Kollektor 17 genau drei Spiegel, nämlich den Umlenkspiegel 19, den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
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Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 4 kann der Umlenkspiegel 19 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 4 nach dem Kollektor 17 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 20 und den zweiten Facettenspiegel 22.
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Die Abbildung der ersten Facetten 21 mittels der zweiten Facetten 23 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 23 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 6 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.
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Die Projektionsoptik 10 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der Projektionsbelichtungsanlage 1 durchnummeriert sind.
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Bei dem in der 1 dargestellten Beispiel umfasst die Projektionsoptik 10 sechs Spiegel M1 bis M6. Alternativen mit vier, acht, zehn, zwölf oder einer anderen Anzahl an Spiegeln Mi sind ebenso möglich. Bei der Projektionsoptik 10 handelt es sich um eine doppelt obskurierte Optik. Der vorletzte Spiegel M5 und der letzte Spiegel M6 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung für die Beleuchtungsstrahlung 16. Die Projektionsoptik 10 hat eine bildseitige numerische Apertur, die größer ist als 0,5 und die auch größer sein kann als 0,6 und die beispielsweise 0,7 oder 0,75 betragen kann.
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Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 4, hochreflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 16 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein.
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Die Projektionsoptik 10 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung y zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 5 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 11. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung y kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 12.
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Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe Bx, By in x- und y-Richtung x, y auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe Bx, By der Projektionsoptik 10 liegen bevorzugt bei (8x, By) = (+/- 0,25, /+- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab B bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.
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Die Projektionsoptik 10 führt somit in x-Richtung x, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.
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Die Projektionsoptik 10 führt in y-Richtung y, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.
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Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung x, y, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.
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Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung x, y im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 5 und dem Bildfeld 11 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 10, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung x, y sind bekannt aus der
US 2018/0074303 A1 .
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Jeweils eine der zweiten Facetten 23 ist genau einer der ersten Facetten 21 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der ersten Facetten 21 in eine Vielzahl an Objektfeldern 5 zerlegt. Die ersten Facetten 21 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten zweiten Facetten 23.
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Die ersten Facetten 21 werden jeweils von einer zugeordneten zweiten Facette 23 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 auf das Retikel 7 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 5 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2 % auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.
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Durch eine Anordnung der zweiten Facetten 23 kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der zweiten Facetten 23, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting oder Beleuchtungspupillenfüllung bezeichnet.
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Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 4 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.
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Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 beschrieben.
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Die Projektionsoptik 10 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.
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Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 lässt sich regelmäßig mit dem zweiten Facettenspiegel 22 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 10, welche das Zentrum des zweiten Facettenspiegels 22 telezentrisch auf den Wafer 13 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.
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Es kann sein, dass die Projektionsoptik 10 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 22 und dem Retikel 7 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Elements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.
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Bei der in der 1 dargestellten Anordnung der Komponenten der Beleuchtungsoptik 4 ist der zweite Facettenspiegel 22 in einer zur Eintrittspupille der Projektionsoptik 10 konjugierten Fläche angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zur Objektebene 6 angeordnet. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom Umlenkspiegel 19 definiert ist. Der erste Facettenspiegel 20 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 22 definiert ist.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines optischen Systems 100 für eine Lithographieanlage oder Projektionsbelichtungsanlage 1, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist. Außerdem kann das optische System 100 der 2 beispielweise auch in einer DUV-Lithographieanlage eingesetzt werden.
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Das optische System 100 hat eine Anordnung 200, welche eine Leiterplatte 210 umfasst. Die Leiterplatte 210 hat zumindest einen biegsamen Bereich 211. Das Ausführungsbeispiel der Leiterplatte 210 nach 2 umfasst neben dem biegsamen Bereich 211 zwei starre Bereiche 212 und 213. Dabei ist der biegsame Bereich 211 beispielhaft zwischen den beiden starren Bereichen 212 und 213 angeordnet. Die starren Bereiche 212 und 213 sind insbesondere zur Befestigung und zur elektronischen Kontaktierung an einem Teil des optischen Systems 100 geeignet.
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Auf dem biegsamen Bereich 211 der Leiterplatte 210 ist ein biegsames Bauteil 230 angeordnet. Das biegsame Bauteil 230 weist zumindest eine integrierte Schaltung 220 auf. Die elektrischen Verbindungen zwischen dem biegsamen Bauteil 230 und der Leiterplatte 210 bzw. deren Leiterbahnen 214 (siehe 6) sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in 2 nicht dargestellt.
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Hierzu zeigt die 3 das optische System 100 nach 2, wobei die Anordnung 200 einen gebogenen Zustand aufweist. Dabei sind der biegsame Bereich 211 der Leiterplatte 210 sowie das auf dem biegsamen Bereich 211 angeordnete Bauteil 230 mit der integrierten Schaltung 220 in einem gebogenen Zustand in dem optischen System 100 verbaut. Dieser gebogene Zustand der Anordnung 200 bringt in Applikationen bauraumspezifische Vorteile.
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Das biegsame Bauteil 230 umfasst beispielsweise einen Logikbaustein, einen Prozessor, einen Analog-Digital-Wandler (ADC; Analogue-Digital-Converter) und/oder einen Digital-Analog-Wandler (DAC; Digital-Analogue-Converter). Mit anderen Worten ist damit die integrierte Schaltung 220 derart ausgebildet, dass sie einen Logikbaustein, einen Prozessor, einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digital-Analog-Wandler bildet.
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Dabei weist das biegsame Bauteil 230 vorzugsweise ein biegsames Substrat auf. Hierzu zeigt die 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des biegsamen Bauteils 230. Das biegsame Bauteil 230 hat ein biegsames Substrat 231, auf welchem die integrierte Schaltung 220 angeordnet ist. Insbesondere wird die integrierte Schaltung 220 auf das biegsame Substrat 231 gefertigt, und das biegsame Bauteil 230 wird anschließend auf dem biegsamen Bereich 211 der Leiterplatte 210 angeordnet. Damit integriert die Leiterplatte 210 vorzugsweise den zumindest einen biegsamen Bereich 211 und das die integrierte Schaltung 220 umfassende, biegsame Bauteil 230. Weiter bevorzugt integriert die Leiterplatte 210 - wie in den 2 bis 4 gezeigt - den biegsamen Bereich 211 mit dem auf diesem angeordneten biegsamen Bauteil 230 sowie die starren Bereiche 212 und 213.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems 100. Wie in der 3, hat der biegsame Bereich 211 der Leiterplatte 210 der 4 eine bestimmte Biegung und ist in einem gebogenen Zustand in dem optischen System 100 angeordnet, insbesondere verbaut. Im Unterschied zur 3 ist das auf dem biegsamen Bereich 211 angeordnete Bauteil 230 außerhalb der bestimmten Biegung angeordnet. Mit anderen Worten ist das Bauteil 230 in der 4 auf einem geraden Abschnitt des biegsamen Bereichs 211 der Leiterplatte 210 angeordnet.
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In 6 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems 100 dargestellt. Die weitere Ausführungsform nach 6 basiert auf der Ausführungsform des optischen Systems 100 nach den 2 bis 5 und weist sämtliche dort beschriebenen Merkmale auf. Darüber hinaus hat das optische System 100 nach 6 eine Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 für ein optisches Element. Die Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 nach 6 ist mit dem starren Bereich 213 der Leiterplatte 210 elektrisch verbunden, insbesondere auf diesem starren Bereich 213 angeordnet. Die Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 ist beispielsweise ein Temperatursensor oder ein Aktuator. Im Allgemeinen ist die Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 zum Erfassen eines Parameters des zugeordneten optischen Elements 300, beispielsweise einer Temperatur im Bereich des zugeordneten optischen Elements 300 oder einer Position des zugeordneten optischen Elements 300, und/oder zum Verlagern des zugeordneten optischen Elements 300 eingerichtet. Das optische Element 300 ist beispielsweise einer der Spiegel M1 bis M6 oder einer der Facettenspiegel 20 bis 23.
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Die Zuordnung zwischen der Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 und dem optischen Element 300 ist in 6 durch den mit dem Bezugszeichen Z versehenen strichlierten Pfeil gekennzeichnet.
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Des Weiteren bezeichnet das Bezugszeichen SW in 6 eine Schwelle oder einen Schwellwert, bis zu der das biegsame Bauteil 230 mit der integrierten Schaltung 220 in Bezug auf die Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 angeordnet werden kann. Der Schwellwert SW wird basierend auf einer vorbestimmten, maximal zulässigen Störung der Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 durch das biegsame Bauteil 230, insbesondere hinsichtlich eines Wärmeeintrags und/oder einer elektromagnetischen Störung durch das biegsame Bauteil 230, ermittelt. Damit wird der Schwellwert SW in Abhängigkeit der vorbestimmten, maximal zulässigen Störung durch das biegsame Bauteil 230 berechnet, und das biegsame Bauteil 230 wird dann derart auf dem biegsamen Bereich 211 der Leiterplatte 210 angeordnet, dass eine Länge einer elektrischen Verbindung zwischen dem biegsamen Bauteil 230 und der Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 minimal ist. Dabei wird erreicht, dass das biegsame Bauteil 230 möglichst nahe an den berechneten Schwellwert SW heranrückt. Die minimale Länge der elektrischen Verbindung zwischen dem biegsamen Bauteil 230 und der Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 bewirkt eine maximal gute Signalintegrität unter Berücksichtigung der Einflüsse des biegsamen Bauteils 230, insbesondere hinsichtlich Abwärme und elektromagnetischer Verträglichkeit, auf die Aktor-/Sensor-Einrichtung 240. Hierdurch werden die Parameter der guten Signalintegrität und der Minimierung negativer Einflüsse von dem biegsamen Bauteil 230 auf die Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 optimiert.
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7 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines optischen Systems 100 für eine Lithographieanlage 1. Beispiele für das optische System 100 sind in den 2 bis 6 dargestellt. Ein Beispiel für eine Lithographieanlage 1 mit einem optischen System 4, 10 ist in der 1 dargestellt. Die Ausführungsform des Verfahrens nach 7 umfasst die Schritte 701 und 702.
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In Schritt 701 wird eine Leiterplatte 210 mit zumindest einem biegsamen Bauteil 211 in dem optischen System 100 angeordnet, beispielsweise montiert.
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In Schritt 702 wird ein eine integrierte Schaltung 220 umfassendes, biegsames Bauteil 230 auf dem biegsamen Bereich 211 der Leiterplatte 210 angeordnet. Dabei wird das biegsame Bauteil 230 insbesondere unter Verwendung von zumindest zwei Leiterbahnen 214 der Leiterplatte 210 mit einer Aktor-/ Sensoreinrichtung 240 verbunden (siehe 6). Hierbei wird die Position des biegsamen Bauteils 230 auf dem biegsamen Bereich 211 der Leiterplatte 210 insbesondere unter Berücksichtigung einer vorbestimmten, maximal zulässigen Störung der Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 durch das biegsame Bauteil 230 derart gewählt, dass eine Länge einer elektrischen Verbindung zwischen dem biegsamen Bauteil 230 und der Aktor-/Sensor-Einrichtung 240 minimal ist. Bei der Ermittlung der vorbestimmten maximal zulässigen Störung der Aktor-/SensorEinrichtung 240 durch das zu montierende biegsame Bauteil 230 werden insbesondere der mögliche Wärmeeintrag des biegsamen Bauteils 230 auf die Aktor-/ Sensoreinrichtung 240 und potenzielle elektromagnetische Störungen auf die Aktor-/Sensor-Einrichtung 240, verursacht durch das biegsame Bauteil 230, berücksichtigt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Projektionsbelichtungsanlage
- 2
- Beleuchtungssystem
- 3
- Lichtquelle
- 4
- Beleuchtungsoptik
- 5
- Objektfeld
- 6
- Objektebene
- 7
- Retikel
- 8
- Retikelhalter
- 9
- Retikelverlagerungsantrieb
- 10
- Projektionsoptik
- 11
- Bildfeld
- 12
- Bildebene
- 13
- Wafer
- 14
- Waferhalter
- 15
- Waferverlagerungsantrieb
- 16
- Beleuchtungsstrahlung
- 17
- Kollektor
- 18
- Zwischenfokusebene
- 19
- Umlenkspiegel
- 20
- erster Facettenspiegel
- 21
- erste Facette
- 22
- zweiter Facettenspiegel
- 23
- zweite Facette
- 100
- optisches System
- 200
- Anordnung
- 210
- Leiterplatte
- 211
- biegsamer Bereich der Leiterplatte
- 212
- starrer Bereich der Leiterplatte
- 213
- starrer Bereich der Leiterplatte
- 214
- Leiterbahn
- 220
- integrierte Schaltung
- 230
- Bauteil
- 231
- Substrat
- 240
- Aktor-/Sensor-Einrichtung
- 300
- optisches Element
- M1
- Spiegel
- M2
- Spiegel
- M3
- Spiegel
- M4
- Spiegel
- M5
- Spiegel
- M6
- Spiegel
- SW
- Schwellwert
- Z
- Zuordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009600 A1 [0045, 0049]
- US 20060132747 A1 [0047]
- EP 1614008 B1 [0047]
- US 6573978 [0047]
- DE 102017220586 A1 [0052]
- US 20180074303 A1 [0066]