DE102022208493A1

DE102022208493A1 - Optisches System für die EUV-Projektionslithographie

Info

Publication number: DE102022208493A1
Application number: DE102022208493.4A
Authority: DE
Inventors: Anton van Oosten; Gerardo Bottiglieri; Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-01-17
Filing date: 2022-08-16
Publication date: 2023-07-20

Abstract

Ein optisches System für die EUV-Projektionslithographie hat eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung eines Objektfeldes und eine Projektionsoptik zur Abbildung des Objektfeldes in ein Bildfeld. Winkelräume einer Beleuchtung und eines Abbildungs-Strahlengangs können durch eine ausgangsseitige Beleuchtungspupille (3a) und eine eingangsseitige Projektionspupille (3b) beschrieben werden. Diese sind von zwei Pupillenkoordinaten (σy, σx) aufgespannt. Eine (σy) der Pupillenkoordinaten verläuft längs einer Objektverlagerungsrichtung (y). Die andere (σx) der Pupillenkoordinaten verläuft als Crossscan-Pupillenkoordinate senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung (y). Eine Beleuchtungs-Pupillenfläche hat auf Höhe eines mittleren Crossscan-Beleuchtungswinkel (σx, = 0) längs der Objektverlagerungsrichtung (y) eine Erstreckung BPy, die kleiner ist als eine Hälfte einer Erstreckung (PPy) einer Projektions-Pupillenfläche auf gleicher Höhe (σx= 0). Mit einem derartigen optischen System lässt sich ein zulässiger Winkelraum, der vorgegeben ist durch einen maximal zulässigen Lichteinfallswinkel auf dem Objektfeld des optischen Systems, optimiert sowohl mit dem Beleuchtungslicht als auch mit dem von der Projektionsoptik genutzten Abbildungsstrahlengang füllen.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches System für die EUV-Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil.
Optische Systeme der eingangs genannten Art sind bekannt aus der WO 2019/134 773 A1 , der WO 2019/215 110 A1 und der WO 2020/207 768 A 1.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen zulässigen Winkelraum, der vorgegeben ist durch einen maximal zulässigen Lichteinfallswinkel auf dem Objektfeld des optischen Systems, optimiert sowohl mit dem Beleuchtungslicht als auch mit dem von der Projektionsoptik genutzten Abbildungsstrahlengang zu füllen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein optisches System mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Erstreckungsverhältnis zwischen einer Beleuchtungs-Pupillenfläche einerseits und einer Projektions-Pupillenfläche andererseits längs einer vorgegebenen Koordinate einen zusätzlichen Optimierungsparameter zur Vorgabe eines verbessert gefüllten zulässigen Winkelraums darstellt. Es ergeben sich Anordnungen einer Beleuchtungspupille sowie einer Projektionspupille innerhalb des zulässigen Winkelraums, die beispielsweise hinsichtlich der nutzbaren Etendue, aber auch hinsichtlich anderer Parameter wie beispielsweise einer optimierten Auflösung in mindestens einer Koordinate x, y sowie auch hinsichtlich der an eine anamorphotische Abbildung der Projektionsoptik gestellten Anforderungen optimiert werden können.
Bei dem Crossscan-Beleuchtungswinkel handelt es sich um einen Winkel der Objektfeldbeleuchtung durch Beleuchtungslicht der Beleuchtungsoptik, der gemessen ist in einer Ebene, die senkrecht auf dem Objektfeld steht und parallel zur Crossscan-Pupillenkoordinate angeordnet ist.
Ein Verhältnis BP_y/PP_y, also ein Verhältnis zwischen einer Erstreckung (BP_y) der Beleuchtungs-Pupillenfläche auf Höhe eines mittleren Crossscan-Beleuchtungswinkel längs der Objektverlagerungsrichtung einerseits zu einer Erstreckung (PP_y) der Projektions-Pupillenfläche auf gleicher Höhe andererseits, kann kleiner sein als 0,45, kann kleiner sein als 0,4, kann kleiner sein als 0,35, kann kleiner sein als 0,3 und kann auch noch kleiner sein. Regelmäßig ist dieses Verhältnis größer als 0,1.
Pupillenebenen der Beleuchtungsoptik einerseits und der Projektionsoptik andererseits, in denen die Beleuchtungspupille und die Projektionspupille vermessen werden, müssen nicht zwingend exakt zusammenfallen. Soweit diese Pupillenebenen der Beleuchtungspupille und der Projektionspupille auseinanderfallen, werden die Beleuchtungs-Pupillenfläche einerseits und die Projektions-Pupillenfläche andererseits auf den maximal zulässigen Einfallswinkel des Beleuchtungs- bzw. Abbildungslichts auf dem Objektfeld normiert. Dies stellt sicher, dass die Erstreckungen der Pupillenflächen zur Bestimmung des Erstreckungsverhältnisses gleich gewichtet sind.
Eine Flächenrelation zwischen den Pupillenflächen nach Anspruch 2 hat sich als gut geeignet für eine hinsichtlich der Etendue und gegebener Anforderungsanordnungen optimierte Beleuchtung und Abbildung herausgestellt. Das Pupillenflächenverhältnis kann kleiner sein als 0,4, kann kleiner sein als 0,35, kann kleiner sein als 0,3, kann kleiner sein als 0,25 und kann noch kleiner sein. Regelmäßig ist dieses Flächenverhältnis aus der Beleuchtungs-Pupillenfläche und der Projektions-Pupillenfläche größer als 0,05. Soweit die Pupillenflächen nicht in der gleichen Ebene gemessen werden gilt, was vorstehend im Zusammenhang mit der Normierung auf den maximalen Einfallswinkel ausgeführt wurde.
Eine komplementäre Konturabschnittsgestaltung nach Anspruch 3 ermöglicht eine besonders gute Ausnutzung des zulässigen Winkelraums.
Disjunkte Pupillenflächen nach Anspruch 4 vermeiden eine Obstruktion zwischen einem Beleuchtungs- und einem Abbildungsstrahlengang des optischen Systems. Das optische System kann dann insbesondere zur Verarbeitung reflektiver Lithographiemasken genutzt werden, bei denen eine Trennung zwischen dem Beleuchtungs- und dem Abbildungsstrahlengang erforderlich ist.
Eine elliptisch ausgeführte Projektionspupille nach Anspruch 5 hat sich insbesondere im Zusammenhang mit der Nutzung einer anamorphotischen Projektionsoptik als besonders geeignet herausgestellt.
Dies gilt insbesondere für eine Projektionspupille mit einem Halbachsenverhältnis nach Anspruch 6 und besonders mit einem Halbachsenverhältnis nach Anspruch 7.
Ein Erstreckungsverhältnis nach Anspruch 8 hat sich zur Erzielung guter Auflösungswerte als besonders geeignet herausgestellt.
Überraschenderweise ergibt sich auch bei einer im Winkelraum gering ausgedehnten Beleuchtungspupille nach Anspruch 9 ein gutes Projektionsergebnis.
Winkel nach den Ansprüchen 10 und 11 haben sich insbesondere im Zusammenhang mit der Optimierung von Reflexionsbeschichtungen auf der Lithographiemaske als besonders vorteilhaft herausgestellt. Auch Abschattungs- oder unerwünschte 3D-Effekte werden bei derart geringen Winkeln reduziert.
Die Vorteile eines optischen Systems nach den Ansprüchen 10 bis 12, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 13 sowie eines hiermit hergestellten mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 14 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die abbildende Optik und deren Herstellungsverfahren bereits erläutert wurden.
Hergestellt werden kann mit der Projektionsbelichtungsanlage insbesondere ein Halbleiter-Bauteil, beispielsweise ein Speicherchip.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie;
2 in einem Meridionalschnitt eine Ausführung einer Projektionsoptik der Projektionsbelichtungsanlage zur Abbildung eines Objektfeldes, in dem eine Lithographiemaske anordenbar ist, in ein Bildfeld, in dem ein zu belichtendes Substrat anordenbar ist, wobei auch eine Beleuchtung des Objektfeldes über eine Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage angedeutet ist und wobei ein Strahlengang innerhalb der Projektionsoptik einerseits durch Hauptstrahlen und andererseits durch Randstrahlen dreier ausgewählter Feldpunkte veranschaulicht;
3 in einer veranschaulichenden Ebene, in der für dieses Veranschaulichungsbeispiel eine Beleuchtungspupillenebene und eine Projektionspupillenebene zusammenfallen und einen Beleuchtungs- sowie Projektions-Winkelraum einer Lichtbeaufschlagung des Objektfeldes innerhalb eines gesamten zulässigen Winkelraums von Lichteinfallswinkeln auf dem Objektfeld veranschaulichen, eine Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungs-Pupillenfläche und eine Projektionspupille der Projektionsoptik mit einer Projektions-Pupillenfläche, wobei die Beleuchtung-Pupillenfläche auf Höhe mittlerer Crossscan-Beleuchtungsfläche längs einer Objektverlagerungsrichtung der Projektionsbelichtungsanlage eine Erstreckung hat, die kleiner ist als die Hälfte einer Erstreckung der Projektions-Pupillenfläche auf gleicher Höhe;
4 bis 6 in einer zur 3 ähnlichen Darstellung weitere Ausführungen einer Verteilung einerseits der Beleuchtungs-Pupillenfläche und andererseits der Projektions-Pupillenfläche innerhalb eines Raums möglicher bzw. zulässiger Lichteinfallswinkel auf das Objektfeld;
7 schematisch eine y-Dipol-Konfiguration einer Beleuchtung unter Verwendung einer Beleuchtungspupille nach Art derjenigen von 3;
8 schematisch eine x-Dipol-Konfiguration einer Beleuchtung unter Verwendung einer Beleuchtungspupille nach Art derjenigen von 3;
9 einen Vergleich zwischen einer Beleuchtungspupille und einer Projektionspupille nach Art der 3 mit einer Beleuchtungspupille und einer Projektionspupille nach dem Stand der Technik zur Veranschaulichung maximal möglicher x-Dipol-Beleuchtungswinkel;
10 schematisch die Nutzung von längs einer Crossscan-Pupillenkoordinate lediglich für positive Pupillenkoordinaten ausgeführten Beleuchtungspupille mit gleichzeitiger Veranschaulichung einer y-Dipol-Beleuchtung;
11 schematisch die Nutzung von längs einer Crossscan-Pupillenkoordinate lediglich für positive Pupillenkoordinaten ausgeführten Beleuchtungspupille mit gleichzeitiger Veranschaulichung einer x-Dipol-Beleuchtung;
12, 13 wiederum in einer zur 3 ähnlichen Darstellung weitere Ausführungen einer Lichtwinkelverteilung, also von Anordnungen von Beleuchtungspupillen und Projektionspupillen, wobei eine Beleuchtungs-Pupillenfläche jeweils einen konkaven Beleuchtungspupillen-Konturabschnitt aufweist, zu dem ein konvexer Projektionspupillen-Konturabschnitt einer Projektions-Pupillenfläche komplementär ist;
14 in einer zur 7 ähnlichen Darstellung eine y-Dipol-Beleuchtung mit einem Pol mit einer Leaflet-Kontur;
15 in einer zur 8 ähnlichen Darstellung eine x-Dipol-Beleuchtung mit Polen mit abgeschnittener Leaflet-Kontur;
16 in einer zu den 12 und 13 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Lichtwinkelverteilung mit zu einem konkaven Beleuchtungs-Pupillen-Konturabschnitt komplementärem Projektionspupillen-Konturabschnitt entsprechend 12, wobei zusätzlich eine x-Dipol-Beleuchtung der Beleuchtungspupille entsprechend 15 angedeutet ist;
17, 18 weitere Ausführungen einer Lichtwinkelverteilung entsprechend 16 mit unterschiedlichen Komplementär-Varianten der Projektionspupille und der Beleuchtungspupille und unterschiedlichen x-Dipol-Konfigurationen;
19 bis 34 weitere Ausführungen von Lichtwinkelverteilungen in einer zu 3 ähnlichen Darstellung mit unterschiedlichen Erstreckungen der Beleuchtungspupille und der Projektionspupille längs der beiden Pupillenkoordinaten innerhalb der möglichen Lichtwinkel;
35 in einem Diagramm einen Lichtdurchsatz bei der Belichtung eines Objektfeldes mit einer Beleuchtungspupille und einer Projektionspupille nach Art der 3, abhängig von einem Halbachsenverhältnis a/b der elliptischen Projektions-Pupillenfläche;
36 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung die Lichtwinkelverhältnisse bei dem Halbachsenverhältnis mit optimalem Durchsatz nach 35;
37 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung Randkonturen der Beleuchtungspupille und der Projektionspupille im möglichen Lichtwinkelraum, wobei zusätzlich Parameter zur Beschreibung der Anordnung dieser Randkonturen innerhalb der möglichen Lichtwinkel dargestellt sind;
38 eine Aufsicht auf eine Lithographiemaske, die bei der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 zum Einsatz kommen kann, wobei ein erstes Beispiel einer Anordnung einer auf der Lithographiemaske zur Projektionsbelichtung genutzten Fläche gezeigt ist;
39, 40 in jeweils zur 38 ähnlicher Darstellung weitere Ausführungen zur Anordnung der Nutzfläche auf der Lithographiemaske.

Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie hat eine Lichtquelle 2 für Beleuchtungslicht bzw. Abbildungslicht 3. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Lichtquelle, die Licht in einem Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 5 nm und 15 nm, erzeugt. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich insbesondere um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 13,5 nm oder um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 6,7 nm handeln. Auch andere EUV-Wellenlängen sind möglich. Generell sind sogar beliebige Wellenlängen, zum Beispiel sichtbare Wellenlängen oder auch andere Wellenlängen, die in der Mikrolithographie Verwendung finden können (z. B. DUV, tiefes Ultraviolett) und für die geeigneten Laserlichtquellen und/oder LED-Lichtquellen zur Verfügung stehen (beispielsweise 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 129 nm, 109 nm), für das in der Projektionsbelichtungsanlage 1 geführte Beleuchtungslicht 3 möglich. Ein Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 ist in der 1 äußerst schematisch dargestellt.
Zur Führung des Beleuchtungslichts 3 von der Lichtquelle 2 hin zu einem Objektfeld 4 in einer Objektebene 5 dient eine Beleuchtungsoptik 6. Mit einer Projektionsoptik bzw. abbildenden Optik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorgegebenen, gegebenenfalls anamorphotischen Verkleinerungsmaßstab abgebildet.
Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie der verschiedenen Ausführungen der Projektionsoptik 7 ist in der Zeichnung ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in den Figuren dargestellten Komponenten ergibt. In der 1 verläuft die x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Richtung verläuft nach links und die z-Richtung nach oben.
Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 sind teilringförmig. Alternativ ist es auch möglich, das Objektfeld 4 und Bildfeld 8 anders gebogen bzw. gekrümmt oder aber auch rechteckig auszuführen. Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 haben ein xy-Aspektverhältnis größer als 1. Das Objektfeld 4 hat also eine längere Objektfelddimension in der x-Richtung und eine kürzere Objektfelddimension in der y-Richtung. Diese Objektfelddimensionen verlaufen längs der Feldkoordinaten x und y.
Für die Projektionsoptik 7 kann das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eingesetzt werden. Zum grundsätzlichen Aufbau der Projektionsoptik 7 wird verwiesen auf die WO 2020/207 768 A1 . Die Projektionsoptik 7 nach 2 ist anamorphotisch ausgeführt. In der yz-Ebene, also in der Meridionalebene des Schnitts nach 2 hat die Projektionsoptik 7 einen Verkleinerungsmaßstab β_y von -8,10. In der Meridionalebene yz wird das Objektfeld 4 also um einen nicht ganzzahligen Faktor 8,1 verkleinert auf das Bildfeld 8 abgebildet und es kommt zudem zu einer Bildumkehr aufgrund einer geraden Anzahl von Zwischenbildebenen zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9, sodass ein negativer Wert für β_y resultiert. In der senkrecht auf der Meridionalebene stehenden Sagittalebene xz beträgt ein Verkleinerungsmaßstab der Projektionsoptik 7 β_x von 4,00. Das Objektfeld 4 wird in dieser Ebene xz also um einen ganzzahligen Faktor 4 verkleinert in das Bildfeld 8 und ohne Bildumkehr aufgrund einer ungeraden Anzahl von Zwischenbildebenen zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 abgebildet, sodass ein positiver Wert für β_x resultiert. Auch andere ganzzahlige oder nicht ganzzahlige Verkleinerungsmaßstäbe β_x β_y sind möglich.
Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von 26 mm und eine y-Erstreckung von 1,6 mm. Das Bildfeld ist teilringförmig, wobei sich längs der ersten Feldrichtung erstreckende Feldbegrenzungen des Bildfeldes einen Krümmungsradius von 80 mm aufweisen.
Die Bildebene 9 ist bei der Projektionsoptik 7 in den Ausführungen nach den 2 und 5ff. parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer als Reflexionsmaske 10 ausgeführten Lithographiemaske, die auch als Retikel bezeichnet wird. Das Retikel 10 wird von einem Retikelhalter 10a getragen. Der Retikelhalter 10a wird von einem Retikelverlagerungsantrieb 10b verlagert.
Die Abbildung durch die Projektionsoptik 7 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 11 in Form eines Wafers, der von einem Substrathalter 12 getragen wird. Der Substrathalter 12 wird von einem Wafer- bzw. Substratverlagerungsantrieb 12a verlagert.
In der 1 ist schematisch zwischen dem Retikel 10 und der Projektionsoptik 7 ein in diese einlaufendes Strahlenbündel 13 des Beleuchtungslichts 3 und zwischen der Projektionsoptik 7 und dem Substrat 11 ein aus der Projektionsoptik 7 auslaufendes Strahlenbündel 14 des Beleuchtungslichts 3 dargestellt. Eine bildfeldseitige numerische Apertur (NA) der Projektionsoptik 7 ist in der 1 nicht maßstäblich wiedergegeben.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scannertyp. Sowohl das Retikel 10 als auch das Substrat 11 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der y-Richtung gescannt. Auch ein Steppertyp der Projektionsbelichtungsanlage 1, bei dem zwischen einzelnen Belichtungen des Substrats 11 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 10 und des Substrats 11 in der y-Richtung erfolgt, ist möglich. Diese Verlagerungen erfolgen synchronisiert beziehungsweise zeitlich abgestimmt zueinander durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungsantriebe 10b und 12a.
2 zeigt das optische Design einer ersten Ausführung der Projektionsoptik 7. Dargestellt ist in der 2 der Strahlengang jeweils dreier Einzelstrahlen 15, die von drei in der 2 zueinander in der y-Richtung beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehen. Dargestellt sind Hauptstrahlen 16, also Einzelstrahlen 15, die durch das Zentrum einer Pupille in einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 verlaufen, sowie jeweils ein oberer und ein unterer Komastrahl dieser beiden Objektfeldpunkte.
Eine Normale N auf einem zentralen Feldpunkt des Objektfeldes 4 liegt innerhalb eines durch die randseitigen Einzelstrahlen 15 begrenzten Bündels des Abbildungslicht 3, liegt also innerhalb eines Abbildungslicht-Strahlengangs der Projektionsoptik 7 zwischen dem Objektfeld 4 und einem ersten Spiegel M1 der Projektionsoptik 7. Insbesondere wird das Abbildungslicht 3 vom Objektfeld 4 zu beiden Seiten der Normalen N im Meridionalschnitt nach 2 abgestrahlt.
Es erfolgt also keine Trennung zwischen dem Beleuchtungslicht-Strahlengang 3a und dem Abbildungslicht-Strahlengang 3b in Bezug auf die Normale N auf das Objektfeld 4, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist.
Ein sehr kleiner Winkel CRAO_po zwischen der Normalen N auf der Objektebene 5 und den Hauptstrahlen 16 der Projektionsoptik 7 kann erreicht werden, der insbesondere kleiner ist als 6,5 deg. Dieser Winkel CRAO_po kann kleiner sein als 6 deg, kann kleiner sein als 5 deg, kann kleiner sein als 4 deg und kann beispielsweise 3,9 oder auch 3,8 deg betragen.
Eine bildseitige numerische Apertur der Projektionsoptik 7 kann größer als 0,7 und kann beispielsweise 0,75 betragen. Im Falle einer nicht kreisförmigen bildseitigen numerischen Apertur der Projektionsoptik kann, je nach Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 7 in der x-Richtung, NA_x beispielsweise 0,75 betragen. NA_y kann, je nach Abbildungsmaßstab der Projektionsoptik 7 in der y-Richtung, größer sein als 0,75 und kann auch Werte erreichen, die größer sind als 1.
Ein maximaler Einfallswinkel β_illu eines Einzelstrahls des Beleuchtungs-strahlengangs 3a der Beleuchtungsoptik 6 auf dem Objektfeld 4 kann kleiner sein als 14 deg und kann beispielsweise 12,3 deg betragen.
Die Projektionsoptik 7 nach 2 hat insgesamt zehn Spiegel, die in der Reihenfolge des Strahlengangs der Einzelstrahlen 15, ausgehend vom Objektfeld 4, mit M1 bis M10 durchnummeriert sind. Eine abbildende Optik 7 kann auch eine andere Spiegelanzahl haben, beispielsweise vier Spiegel, sechs Spiegel oder acht Spiegel. Auch eine ungerade Spiegelanzahl ist möglich.
Dargestellt sind in der 2 die berechneten Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M10. Genutzt wird, wie z. B. in der Darstellung nach 2 ersichtlich ist, nur ein Teilbereich dieser berechneten Reflexionsflächen.
Ein in der 2 in Strahlrichtung vor dem Objektfeld 4 angedeuteter Strahlengang 3a des Beleuchtungslichts 3 legt ab einem gewissen Trenn-Abstand zur Objektebene 5 längs der z-Richtung getrennt vom AbbildungsStrahlengang 3b vor. Dieser Trenn-Abstand ist deutlich kleiner als der z-Abstand des Spiegels M1 zur Objektebene 5 und kann beispielsweise die Hälfte dieses z-Abstands betragen.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 2 sind die Spiegel M1, M9 und M10 als Spiegel für normalen Einfall ausgeführt, also als Spiegel, auf die das Abbildungslicht 3 mit einem Einfallswinkel trifft, der kleiner ist als 45 deg. Insgesamt hat die Projektionsoptik 7 nach 2 also drei Spiegel M1, M9 und M10 für normalen Einfall.
Die Spiegel M2, M3, M4, M5, M6, M7 und M8 sind Spiegel für streifenden Einfall des Beleuchtungslichts 3, also Spiegel, auf die das Beleuchtungslicht 3 mit Einfallswinkeln auftritt, die größer sind als 45 deg und insbesondere größer sind als 60 deg. Ein typischer Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 des Abbildungslichts 3 auf den Spiegeln M2 bis M8 für streifenden Einfall liegt im Bereich von 80 deg. Insgesamt hat die Projektionsoptik 7 nach 2 genau sieben Spiegel M2 bis M8 für streifenden Einfall.
Die Spiegel M1 bis M10 tragen eine die Reflektivität der Spiegel M1 bis M10 für das Abbildungslicht 3 optimierende Beschichtung. Auch hierzu wird verwiesen auf die WO 2020/207 768 A1 .
Die Spiegel M1 bis M10 sind also nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformfläche ausgeführt. Auch in diesem Zusammenhang wird verwiesen auf die WO 2020/207 768 A1 . Es sind auch andere Ausführungen der Projektionsoptik 7 möglich, bei denen mindestens einer der Spiegel M1 bis M10 als rotationssymmetrische Asphäre ausgeführt ist. Auch alle Spiegel M1 bis M10 können als derartige Asphären ausgeführt sein.
Die Projektionsoptik 7 ist ausgelegt auf eine Wellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm.
Die Projektionsoptik 7 ist bildseitig näherungsweise telezentrisch.
3 zeigt einen Blick in Richtung auf das Objektfeld 4 aus Richtung III in 2. Dargestellt ist in der 3 links eine Einhüllende des Beleuchtungslicht-Strahlengangs 3a und rechts eine Einhüllende des Abbildungslicht-Strahlengangs 3b. Gezeigt ist der Idealfall, in dem die beiden Einhüllenden der Strahlengänge 3a, 3b sich berühren. In der Praxis liegt ein endlicher Abstand zwischen diesen beiden Einhüllenden vor, der notwendig ist, um tatsächlich eine Trennung des auf das Objektfeld 4 einfallenden Beleuchtungs-Strahlengangs 3a vom Objektfeld 4 ausfallenden, reflektierten und/oder gebeugten Abbildungslicht-Strahlengangs 3b zu bewerkstelligen.
Nachfolgend wird vereinfachend davon ausgegangen, dass es sich bei der Zeichenebene der 3 um eine gemeinsame Pupillenebene einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 6 einerseits und einer Projektionspupille der Projektionsoptik 7 andererseits handelt. In der Praxis müssen die Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 6, genauer gesagt deren ausgangsseitige Pupillenebene, und die Pupillenebene der Projektionsoptik 7, genauer gesagt deren eingangsseitige Pupillenebene, natürlich nicht exakt zusammenfallen. Unter dieser Annahme handelt es sich bei der Einhüllenden des Beleuchtungs-Strahlengangs 3a gleichzeitig um die Einhüllende der Beleuchtungspupille und bei der Einhüllenden des Abbildungs-Strahlengangs 3b um die Einhüllende der Projektionspupille.
In der 3 sind die beiden Pupillen 3a, 3b eingeschrieben in einen Kreis 17, der einen maximalen Einfallswinkel des Beleuchtungs- bzw. Abbildungslichts 3 auf der Lithographiemaske 10 und somit einen zulässigen Winkelraum bei der Beleuchtung des Objektfeldes 4 darstellt.
Die Koordinaten σ_x, σ_y der Darstellung in der 3 sind Pupillenkoordinaten. Jeder Punkt innerhalb der Pupillen 3a und 3b steht für einen Beleuchtungswinkel bzw. einen Winkel eines Abbildungslichtstrahls, der vom Objektfeld 4 ausgeht.
Die Pupillenkoordinate σ_y verläuft längs der Objektverlagerungsrichtung y, die über den Retikelverlagerungsantrieb 10b vorgegeben ist. Die Pupillenkoordinate σ_y wird daher auch als Scan-Pupillenkoordinate bezeichnet. Die hierzu senkrechte Pupillenkoordinate β_x verläuft senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung y, also parallel zur Koordinate x in der 2, und wird auch als Crossscan-Pupillenkoordinate bezeichnet.
Die Beleuchtungspupille 3a beschreibt einen Beleuchtungs-Winkelraum der Beleuchtung des Objektfeldes 4. Die Beleuchtungspupille 3a hat eine Beleuchtungs-Pupillenfläche.
Die Projektionspupille 3b beschreibt einen Abbildungs-Winkelraum des Abbildungs-Strahlengangs, der vom Objektfeld 4 ausgeht. Die Projektionspupille 3b hat eine Projektions-Pupillenfläche.
Die beiden Pupillen 3a, 3b haben auf Höhe eines mittleren Crossscan-Beleuchtungswinkels (σ_x= 0) den kleinsten Abstand zueinander. Dieser mittlere Crossscan-Beleuchtungswinkel σ_x = 0, der gemessen ist in der xz-Ebene, also in einer Ebene, die einerseits senkrecht auf dem Objektfeld und andererseits parallel zur Crossscan-Pupillenkoordinate σ_x liegt, beträgt regelmäßig 0 deg. Der mittlere Crossscan-Beleuchtungswinkel steht also hinsichtlich dieser xz-Ebene senkrecht auf dem durch die Koordinaten x und y aufgespannten Objektfeld 4.
Die Beleuchtungspupille 3a und die Projektionspupille 3b sind im die Beleuchtung hin zum Objektfeld 4 und die Abbildung vom Objektfeld 4 beschreibenden Winkelraum disjunkte Flächen.
Die Beleuchtungspupille 3a hat bei der Anordnung nach 3 längs der Crossscan-Pupillenkoordinate σ_x die gleiche Erstreckung wie die Projektionspupille 3b.
Die Projektionspupille 3b hat eine elliptische Einhüllende. Die Beleuchtungspupille 3a hat eine Einhüllende, die die Form eines Ellipsenabschnitts hat, der etwas kleiner ist als eine Ellipsenhälfte. Dort, wo die Beleuchtungspupille 3a der Projektionspupille 3b zugewandt ist, hat die Beleuchtungspupille 3a nach 3 einen gerade verlaufenden Konturabschnitt 18.
Auf Höhe der mittleren Crossscan-Beleuchtungswinkel, also auf Höhe σ_x= 0, hat die Beleuchtungs-Pupillenfläche längs der Objektverlagerungsrichtung y eine Erstreckung BPy die kleiner ist als die Hälfte einer Erstreckung PPy der Projektions-Pupillenfläche auf gleicher Höhe, also auf Höhe σ_x = 0.
Es gilt also: BP_y/PP_y < 0,5. Dieses Verhältnis kann kleiner sein als 0,45, kann kleiner sein als 0,4, kann kleiner sein als 0,35, kann kleiner sein als 0,3 und kann auch kleiner sein als 0,25. Regelmäßig ist dieses Verhältnis größer als 0,1.
Die Beleuchtungs-Pupillenfläche ist kleiner als die Hälfte der Projektions-Pupillenfläche.
37 zeigt einige Parameter, die zur Beschreibung einerseits der elliptischen Form der Pupillen 3a, 3b und andererseits zur Beschreibung von deren Lage innerhalb des zulässigen Winkelraums 17 genutzt werden.

a bezeichnet die Halbachse der Projektionspupille 3b in σ_y-Richtung auf Höhe σ_x = 0. Bei der Ausführung der Projektionspupille 3b nach 3 handelt es sich hierbei um die kurze Halbachse.
b bezeichnet die hierauf senkrecht stehende Halbachse, die parallel zur σ_x-Richtung verläuft. Bei der Ausführung der Projektionspupille 3b nach 3 ist dies die lange Halbachse der Ellipse.
d bezeichnet einen Abstand zwischen einem Zentrum des Winkelraums 17 (Beleuchtungsrichtung längs der Normalen N auf dem Objektfeld 4) und einem Zentrum der Ellipse der Projektionspupille 3b in σ_y-Richtung.

Der Winkelraum 17 hat den Radius R.
Ein Abstand zwischen der Beleuchtungspupille 3a und dem Zentrum des Winkelraums 17 längs der Koordinate σ_y auf Höhe σ_x = 0 ist größer als a-d. a-d steht im Winkelraum für einen Abbildungslicht-Winkel β_a-d (vgl. 2) zwischen der Normalen N auf der Objektebene 5 und einem den Beleuchtungsstrahlengang 3a zugewandten Randstrahl des Abbildungsstrahlengangs 3b zwischen dem Objektfeld 4 und dem ersten Spiegel M1 der Projektionsoptik 7.
Es gilt ferner: PP_y = 2a und BP_y ≤ a. Ferner gilt: BP_y = 2d.
Für einen gegebenen Abstand d ergibt sich insbesondere das gemäß folgender Formel optimierte Halbachsenverhältnis a/b: $\frac{a}{b} = \frac{1}{2} \sqrt{4 + 2 d^{2} - 2 d \sqrt{8 + d^{2}}}$
4 bis 6 zeigen weitere Ausführungsvarianten für eine Unterbringung der Beleuchtungspupillen 3a und der Projektionspupille 3b in dem Winkelraum 17. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 und insbesondere unter Bezugnahme auf die 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Bei der Anordnung nach 4 ist die Projektionspupille kreisförmig und die Beleuchtungspupille 3a hat die Randkontur eines Kreissegments mit gleichem Radius. Es gilt BP_y/PP_y ≅ 0,33.
Bei der Ausführung nach 4 gilt a = b und a/R ≅ 0,75.
Bei der Anordnung nach 5 gilt: $a/b ≅ 0,5, a/R ≅ 0,5 {und BP}_{y} {/PP}_{y} ≅ 0,33.$
Bei der Anordnung nach 6 gilt: $a/b ≅ 0,85, a/R ≅ 0,75 {und BP}_{y} {/PP}_{y} ≅ 0,33.$
7 und 8 zeigen bei einer Beleuchtungspupille 3a in Form eines Kreissegments entsprechend der Ausführung nach 4 beispielhaft die Anordnung eines Pols 19 eines y-Dipols für eine y-Dipol-Beleuchtung durch die Beleuchtungsoptik 6 (7) sowie die Anordnung zweier Pole 20, 21 eines x-Dipols für eine x-Dipol-Beleuchtung durch die Beleuchtungsoptik 6 (8).
In der 7 gestrichelt ist eine Ergänzung der y-Dipol-Variante im Falle einer konventionellen Beleuchtung mit einer maximal kreisförmigen Beleuchtungspupille angedeutet.
Bei Verwendung einer derartigen Einzelpol-Beleuchtung z.B. durch 7 kann durch eine gezielte Telezentrie-Beeinflussung der Beleuchtung und/oder der Abbildung eine unerwünschte Lageabweichung erzeugter Einzelbilder auf dem Wafer 11 vermieden werden. Insbesondere kann hierfür die Lage des Pols 19 innerhalb der Beleuchtungspupille 3a angepasst werden.
In der 8 ist gestrichelt angedeutet der konventionelle Fall eines x-Dipols bei kreisförmiger Beleuchtungspupille.
9 zeigt einen Vergleich zwischen einer Beleuchtungspupille 3a' und einer Projektionspupille 3b' mit einem Verhältnis BP_y'/PP_y' = 0,5 in einer Anordnung gemäß WO 2019/134773 A1 einerseits und einer erfindungsgemäßen Anordnung andererseits aus einer Beleuchtungspupille 3a und einer Beleuchtungspupille 3b mit dem Erstreckungsverhältnis BP_y/PP_y < 0,5.
Dargestellt ist für beide Fälle 3a'/3b' einerseits und 3a/3b andererseits eine maximale Δσ_x-Erstreckung der Beleuchtungspupillen 3a/3a'. Diese maximale Δσ_x-Erstreckung ist für beide dargestellten Varianten identisch. Es ist also unabhängig von der Größe des Verhältnisses BP_y/PP_y möglich, eine vorgegebene Δσ_x-Erstreckung zu erreichen und damit einen entsprechenden Polabstand eines x-Dipols, sodass ein entsprechender Abbildungskontrast bzw. eine entsprechende Auflösungsgrenze erreichbar ist.
10 und 11 zeigen in zu den 7 und 8 ähnlicher Darstellung eine Variante einer Beleuchtungspupille 3a, die eine Randkontur nach Art näherungsweise eines Viertelkreises im Quadranten II hat. Einer derartigen Beleuchtungspupille 3a nach den 10 und 11 ist eine Projektionspupille nach Art der Projektionspupillen zugeordnet, die vorstehend im Zusammenhang mit den 3 bis 7 sowie 9 beschrieben wurde und für deren Erstreckung PP_y im Vergleich zur Erstreckung BP_y wiederum gilt: BP_y/PP_y < 0,5.
In den 10 und 11 sind wiederum die Pole 19 und 20 einer entsprechenden y-Dipol-Beleuchtung (10) sowie einer x-Dipol-Beleuchtung ( 11) dargestellt.
Die Projektionspupille 3b ist dann regelmäßig spiegelsymmetrisch zur Scan-Pupillenkoordinate σ_y σ_x = 0) und die Beleuchtungspupille 3a ist, wie in den 10 und 11 dargestellt, lediglich auf einer Seite dieser Symmetrie-Scan-Pupillenkoordinate σ_y (σ_x = 0) angeordnet.
Bei einer derartigen Pupillenkonfiguration nach den 7 bis 10 hat die Beleuchtungspupille 3a längs der Crossscan-Pupillenkoordinate σ_x regelmäßig eine kleinere Erstreckung als die zugeordnete Projektionspupille 3b.
Die 12 und 13 zeigen weitere Ausführungen einer Verteilung einer Beleuchtungspupille 3a und einer Projektionspupille 3b innerhalb des zulässigen Winkelraums 17. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Bei der Ausführung nach 12 hat die Beleuchtungs-Pupillenfläche einen konkaven Beleuchtungspupillen-Konturabschnitt 22, zu dem ein benachbarter, konvexer Projektionspupillen-Konturabschnitt 23 der Projektionspupille 3b komplementär ausgeführt ist. Dem konkaven Beleuchtungs-pupillen-Konturabschnitt 22 benachbarte Beleuchtungspupillen-Konturabschnitte 24, 25 verlaufen parallel zur Crossscan-Pupillenkoordinate σ_x. Bei der Ausführung nach 12 ist die Projektionspupille 3b elliptisch und die Beleuchtungspupille 3a ist, wie bei den Ausführungen nach den 3 bis 6 und 9 ein Abschnitt einer Ellipsenfläche.
Bei der Ausführung nach 13, die ansonsten derjenigen nach 12 entspricht, fehlen bei der Beleuchtungspupille 3a die Beleuchtungspupillen-Konturabschnitte 24, 25 parallel zu Crossscan-Pupillenkoordinaten σ_x und eine Ellipsenfläche der Beleuchtungspupille 3a ist abgesehen von dem Abschnitt, der durch die „überlappende“ Projektionspupille 3b ausgeschnitten wird, vollständig. Auch bei der Ausführung nach 13 liegt also ein konkaver Beleuchtungspupillen-Konturabschnitt 22 vor, zu dem ein benachbarter, konvexer Projektionspupillen-Konturabschnitt 23 komplementär ist.
Bei der Ausführung nach 13 belegen die beiden Pupillen 3a, 3b mehr als 90% des zulässigen Winkelraums 17. Je nach Ausführung der Belegungsvariante kann diese Gesamtbelegung des zulässigen Winkelraums 17 durch die beiden Pupillen 3a, 3b größer sein als 50%, kann größer sein als 60%, kann größer sein als 70% und kann auch größer sein als 80%.
Die 14 und 15 zeigen Pole von Dipol-Beleuchtungen nach Art von gegebenenfalls abgeschnittenen Leaflet-Polen. Eine Konturgestaltung eines Pols einer Dipol-Beleuchtung nach Art eines Leaflets ist aus dem Stand der Technik bekannt.
14 zeigt eine Beleuchtungspupille 3a nach Art einer derjenigen, die vorstehend bereits erläutert wurden, mit einem Pol 26 einer y-Dipol-Beleuchtung der Beleuchtungsoptik 6. Die Darstellung entspricht derjenigen nach 7.
15 zeigt zwei Leaflet-Pole 27, 28 einer x-Dipol-Beleuchtung der Beleuchtungsoptik 6, ausgeführt als durch den Konturabschnitt 18 abgeschnittene Leaflets. Die Darstellung nach 15 entspricht abgesehen von der Randkonturierung der Pole der Darstellung nach 8.
16 zeigt eine Verteilung einer Beleuchtungspupille 3a und einer Projektionspupille 3b im zulässigen Winkelraum 17, die mit derjenigen nach 12 vergleichbar ist. Hervorgehoben sind in der 16 die beiden Pole 27 und 28 einer x-Dipol-Beleuchtung der Beleuchtungsoptik 6 entsprechend 15.
Die 17 und 18 zeigen zwei weitere Varianten einer x-Dipol-Beleuchtung bei einer Belegung des zulässigen Winkelraums 17 durch die Pupillen 3a, 3b, die jeweils qualitativ derjenigen nach 13 entspricht.
Bei der Ausführung nach 17 sind die Leaflet-Pole 27, 28 der x-Dipol-Beleuchtung jeweils komplett, also nicht geschnitten wie in der Darstellung nach den 15 und 16.
18 zeigt eine Gestaltung der Leaflet-Pole 27, 28 der x-Dipol-Beleuchtung der Beleuchtungsoptik 6, die als Kompromissgestaltung zwischen den Varianten nach den 16 und 17 mit geringflächigerem randseitigen Beschnitt der Leaflet-Pole 27, 28 durch die Projektionspupille 3b verstanden werden kann.
19 bis 34 zeigen verschiedene Belegungen des zulässigen Winkelraums 17 durch jeweils eine teilelliptische Beleuchtungspupille 3a mit jeweils einem geraden Konturabschnitt 18 längs der Pupillenkoordinate σ_x und mit jeweils einer elliptischen Projektionspupille 3b. Bei all diesen Belegungen aus den 19 bis 34 gilt, dass die Beleuchtungs-Pupillenfläche auf Höhe mittlerer Crossscan-Beleuchtungswinkel (σ_x= 0) längs der Objektverlagerungsrichtung (y ≚ σ_y) eine Erstreckung BP_y hat, die kleiner ist als die Hälfte einer Erstreckung PP_y der Projektions-Pupillenfläche auf gleicher Höhe.
Unterschiede zwischen den Belegungen nach den 19 bis 34 ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Hauptachsenverhältnisse a/b der beteiligten elliptischen Randkonturen der Pupillen 3a und 3b.
Die elliptischen Randkonturen der beiden Pupillen 3a, 3b gehören bei jeder der Belegungen nach den 19 bis 34 zu Ellipsen mit gleichen Hauptachsenlängen a und b.
Bei den Konturen der Pupillen 3a, 3b nach 19 gilt für das Hauptachsenverhältnis a/b: a/b = 3. Dieses Hauptachsenverhältnis a/b verkleinert sich stufenweise bis zu einem Verhältnis a/b = 0,4 bei der Belegung nach 34. Eine Gesamtbelegung des zulässigen Winkelraums 17 ist bei den Ausführungen nach den 31 bis 33 am größten und ist dort jeweils größer als 80%.
Für das Verhältnis BP_y/PP_y gilt bei der Belegung nach 19: BP_y/PP_y < ½. Dies gilt auch für die anderen Belegungen nach den 20 bis 34.
Das Hauptachsenverhältnis a/b kann zur Maximierung eines Informationsdurchsatzes durch das optische System der Projektionsbelichtungsanlage 1 optimiert werden. Als Optimierungsgröße des Informationsdurchsatzes kann dabei die Etendue, auch als Lichtleitwert bezeichnet, herangezogen werden. Die Etendue kann abhängig von den Halbachsenlängen a, b beschrieben werden: $Etendue = π ab$
Eine maximale Etendue ergibt sich im Bereich von Hauptachsenverhältnissen: $0,60 \leq a/b \leq 0,85.$
36 zeigt eine entsprechend optimierte Belegung des zulässigen Winkelraums 17 mit einer Beleuchtungspupille 3a und einer Projektionspupille 3b mit einem optimalen Hauptachsenverhältnis von 0,73.
Nachfolgend wird beschrieben, wie bei einem gegebenen Nutzfläche-Aspektverhältnis der Lithographiemaske 10 ein Abbildungsverhältnis β_x/β_y der gegebenenfalls anamorphotisch ausgeführten Projektionsoptik 7, ausgehend von der regelmäßig elliptischen eingangsseitigen Projektionspupille optimiert werden kann.
38 zeigt eine Aufsicht auf eine Ausführung eines mit der Projektionsoptik 7 abbildbaren Retikels 10. Das Retikel 10 hat ein quadratisches Substrat 31. Ein zur Abbildung von Strukturen des Retikels 10 verfügbarer Qualitätsbereich 32 liegt innerhalb der quadratischen Begrenzung des Substrats 31. Der Qualitätsbereich 32 ist begrenzt durch eine quadratische Grundform und konvex abgerundete Qualitätsbereich-Eckkonturabschnitte 33 mit einem Krümmungsradius R, der je nach Ausführung der Lithographiemaske im Bereich zwischen 10 mm und 30 mm liegen kann, beispielsweise bei 14 mm oder bei 19 mm.
In der 38 ist weiterhin ein Beispiel für eine Anordnung eines rechteckigen Nutzbereichs 34 gezeigt, der in dem Qualitätsbereich 32 eingeschrieben ist. Bei der Ausführung nach 38 ist der Nutzbereich 34 so im Qualitätsbereich 32 angeordnet, dass eine maximale x-Erstreckung des Qualitätsbereichs 32 vom Nutzbereich 34 genutzt werden kann. Die y-Erstreckung des Nutzbereichs ist so, dass sie sich längs der geraden y-Konturabschnitte des Qualitätsbereichs erstreckt.
Bei der Anordnungsvariante nach 39 ist der Nutzbereich 34 so in den Qualitätsbereich 32 eingeschrieben, dass er mit maximaler Größe quadratisch ist. Die vier Ecken des quadratischen Nutzbereichs 34 stoßen jeweils an die Mitten bzw. die Kurvenscheitel der abgerundeten Qualitätsbereichs-Eckkonturabschnitte 33.
Bei der Anordnungsvariante nach 40 ist der Nutzbereich 34 so in den Qualitätsbereich 32 eingeschrieben, dass eine maximale y-Erstreckung des Qualitätsbereich 32 vom Nutzbereich 34 genutzt wird. In der x-Richtung erstreckt sich der Nutzbereich 34 nach 40 längs gerader Konturabschnitte des Qualitätsbereichs 32 zwischen den Qualitätsbereichs-Eckkonturabschnitten 33.
Diese Anordnungsmöglichkeiten des Nutzbereichs 34 innerhalb des Qualitätsbereichs 32 können zur Optimierung eines Vergrößerungsverhältnisses β_x/β_y der anamorphotischen Projektionsoptik 7 herangezogen werden. Optimierungskriterien sind in Bezug auf verschiedene Varianten von Lithographiemasken bzw. Retikel 10 herausgearbeitet in der WO 2020/207 768 A1 .
Als Bildfeld 8 kann ein Vollfeld mit Dimensionen 26 mm x 33 mm oder ein Halbfeld mit Dimensionen 26 mm x 16,5 mm herangezogen werden. Die Lithographiemaske 10 hat typischerweise eine Erstreckung von 152,4 mm x 152,4 mm (6 Zoll x 6 Zoll).
Für den Krümmungsradius R = 14 mm und eine Halbfeld-Beleuchtung ergibt sich unter diesen Voraussetzungen bei der Anordnung des Nutzbereichs 34 nach 38 ergibt sich für die Verkleinerungsmaßstäbe β_x/β_y (vgl. hierzu die WO 2020/207 768 A1 ) das Wertepaar 5,08 (= β_x) und 6,30 (= β_y).
Für die Anordnung des Nutzbereichs 34 nach 39 ergibt sich für den gleichen Krümmungsradius für die Verkleinerungsmaßstäbe β_x/β_y das Wertepaar: 4,76 (= β_x) und 7,50 (= β_y).
Für die Anordnung nach 40 ergibt sich für den gleichen Krümmungsradius für die Verkleinerungsmaßstäbe β_x/β_y das Wertepaar 4,00 (= β_x) und 8,00 (= β_y).
Für die vorstehend genannten Wertepaare β_x/β_y ergibt sich dann bei maximal nutzbarer Etendue eine kreisrunde Austrittspupille der Projektionsoptik 7.
Für den Krümmungsradius R der Qualitätsbereichs-Eckkonturabschnitte 33 von 14 mm lässt sich ebenfalls eine exakt kreisrunde Austrittspupille für die Anordnungssituationen des Qualitätsbereichs 34 nach den 38 bis 40 erreichen.
Hier ergibt sich bei den weiteren, oben genannten Randbedingungen für die Anordnung des Nutzbereichs 34 nach 38 bei einem Verkleinerungsfaktor β_x von 5,08 und β_y von 6,30 ein bildseitiges Aperturverhältnis NA_y/NA_x der Projektionsoptik 7 von 0,914.
Für die Anordnung nach 39 ergibt sich bei diesem Krümmungsradius R bei den Verkleinerungsmaßstäben β_x= 4,76 und β_y = 7,50 ein austrittsseitiges Aperturverhältnis der Projektionsoptik 7 NA_y/NA_x von 1,161.
Für die Anordnung nach 40 ergibt sich bei diesem Krümmungsradius R bei den Verkleinerungsmaßstäben β_x= 4,00 und β_y = 8,00 ein austrittsseitiges Aperturverhältnis der Projektionsoptik 7 NA_y/NA_x von 1,473.
Die Projektionspupille kann im zulässigen Winkelraum 17 das dortige Zentrum (senkrechte Inzidenz auf der Lithographiemaske 10) überdecken. Alternativ ist es möglich, dass die beiden Pupillen 3a, 3b zu beiden Seiten dieses Zentrums des zulässigen Winkelraums 17 liegen.
Es ist auch möglich, für das Bildfeld 8 an Stelle eines Vollfeld mit Dimensionen 26 mm x 33 mm ein Vollfeld mit Dimensionen 33 mm x 26 mm, zu verwenden. Für die Anordnung nach 38 ergibt sich bei den Verkleinerungsmaßstäben β_x= 4,00 und β_y = 4,00 ein austrittsseitiges Aperturverhältnis der Projektionsoptik 7 NA_y/NA_x von 0,737. Für die Anordnung nach 39 ergibt sich bei den Verkleinerungsmaßstäben β_x= 3,75 und β_y = 4,76 ein austrittsseitiges Aperturverhältnis der Projektionsoptik 7 NA_y/NA_x von 0,94. Für die Anordnung nach 40 ergibt sich bei den Verkleinerungsmaßstäben β_x = 3,15 und β_y = 5,08 ein austrittsseitiges Aperturverhältnis der Projektionsoptik 7 NA_y/NA_x von 1,19.
Bei Verwendung einer Beleuchtungspupille 3a gemäß WO 2020/207 768 A1 ergibt sich bei gegenüber dem vorherigen Absatz unveränderten Abbildungsmaßstäben bei 38 ein austrittsseitiges Aperturverhältnis der Projektionsoptik 7 NA_y/NA_x von 0,58, bei 39 von 0,73 und bei 40 von 0,93.
Zur Herstellung eines mikro- und/oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 10 beziehungsweise das Retikel und das Substrat beziehungsweise der Wafer 11 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 11 mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 11 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2019/134773 A1 [0002, 0072]
WO 2019/215110 A1 [0002]
WO 2020/207768 A [0002]
WO 2020/207768 A1 [0024, 0041, 0042, 0102, 0104, 0114]

Claims

Optisches System für die EUV-Projektionslithographie - mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Beleuchtung eines Objektfeldes (4), in dem eine längs einer Objektverlagerungsrichtung (y) verlagerbare Lithographiemaske (10) anordenbar ist, - mit einer Projektionsoptik (7) zur Abbildung des Objektfeldes (4) in ein Bildfeld (8), in dem ein zu belichtendes Substrat (11) anordenbar ist, - wobei eine ausgangsseitige Beleuchtungspupille (3a), die einen Beleuchtungs-Winkelraum der Beleuchtung des Objektfeldes (4) beschreibt, eine Beleuchtungs-Pupillenfläche aufweist, - wobei eine eingangsseitige Projektionspupille (3b), die einen Abbildungs-Winkelraum eines Abbildungs-Strahlengangs der Projektionsoptik (7) bei der Abbildung des Objektfeldes (4) beschreibt, eine Projektions-Pupillenfläche aufweist, - wobei die Beleuchtungspupille (3a) und die Projektionspupille (3b) von zwei Pupillenkoordinaten (σ_x, σ_y) aufgespannt sind, wobei eine (σ_y) der Pupillenkoordinaten längs der Objektverlagerungsrichtung (y) der bei der Projektionslithographie verlagerten Lithographiemaske (10) verläuft und wobei die andere (σ_x) der Pupillenkoordinaten als Crossscan-Pupillenkoordinate senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung (y) verläuft, - wobei die Beleuchtungs-Pupillenfläche auf Höhe eines mittleren Crossscan-Beleuchtungswinkel (σ_x = 0) längs der Objektverlagerungsrichtung (y) eine Erstreckung (BP_y) hat, die kleiner ist als eine Hälfte einer Erstreckung (PP_y) der Projektions-Pupillenfläche auf gleicher Höhe (σ_x = 0).
Optisches System nach Anspruch 1, derart ausgeführt, dass die Beleuchtungs-Pupillenfläche kleiner ist als eine Hälfte der Projektions-Pupillenfläche.
Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungs-Pupillenfläche einen konkaven Beleuchtungspupillen-Konturabschnitt (22) aufweist, zu dem ein direkt benachbarter, konvexer Projektionspupillen-Konturabschnitt (23) der Projektions-Pupillenfläche komplementär ausgebildet ist.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungspupille (3a) und die Projektionspupille (3b) disjunkte Flächen in einem die Beleuchtung hin zum Objektfeld (4) und die Abbildung vom Objektfeld (4) beschreibenden Winkelraum aufweisen.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine elliptische Projektionspupille (3b).
Optisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionspupille (3b) eine kurze Halbachse (a) längs der Scan-Pupillenkoordinate (σ_y) aufweist und eine lange Halbachse (b) längs der Crossscan-Pupillenkoordinate (σ_x) aufweist.
Optisches System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für ein Längenverhältnis a/b zwischen der kurzen Halbachse (a) und der langen Halbachse (b) der Projektionspupille (3b) gilt: $0,6 \leq a/b \leq 0,85$
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungspupille (3a) längs der Crossscan-Pupillenkoordinate (σ_x) die gleiche Erstreckung hat wie die Projektionspupille (3b).
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionspupille (3b) spiegelsymmetrisch zur Scan-Pupillenkoordinate (σ_y, σ_x= 0) ist, wobei die Beleuchtungspupille (3a) ausschließlich auf einer Seite dieser Symmetrie-Scan-Pupillenkoordinate (σ_y, σ_x ≥ 0) liegt.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausfallswinkel (CRAO_po) von Hauptstrahlen (16) eines vom Objektfeld (4) ausgehenden Abbildungsstrahlengangs der Projektionsoptik (7) vorliegt, der kleiner ist als 6,5 deg.
Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Einfallswinkel (β_illu) eines Beleuchtungsstrahlengangs der Beleuchtungsoptik (6) auf dem Objektfeld (4) kleiner als 14 deg ist.
Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithografie mit einem optischen System nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten: - Bereitstellen eines Retikels (10) und eines Wafers (11), - Projizieren einer Struktur auf dem Retikel (10) auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers (11) mithilfe der Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, - Erzeugen einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer (11).
Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 13.