WO2016188934A1

WO2016188934A1 - Abbildende optik zur abbildung eines objektfeldes in ein bildfeld sowie projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden optik

Info

Publication number: WO2016188934A1
Application number: PCT/EP2016/061516
Authority: WO
Inventors: Markus Schwab; Hans-Jürgen Rostalski
Original assignee: Carl Zeiss Smt Gmbh
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-12-01
Also published as: US10527832B2; US20180088303A1; KR20180014740A

Abstract

Eine abbildende Optik für die Projektionslithographie hat eine Mehrzahl von Spiegeln (M9, M10) zur Abbildung eines Objektfeldes in einer Objektebene in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) mit längs eines Abbildungs-Strahlengangs zwischen dem Objektfeld und dem Bildfeld (8) geführtem Abbildungslicht (3). Der im Strahlengang vorletzte Spiegel (M9) hat keine Durchtrittsöffnung zum Durchtritt des Abbildungslichts (3). Die abbildende Optik hat mindestens eine Blende (AS) zur Vorgabe einer äußeren Randkontur einer Pupille der abbildenden Optik. Die Blende (AS) ist räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel (M9) und einem im Strahlengang letzten Spiegel (M10) angeordnet. Bei einem ersten Aspekt hat die abbildende Optik genau eine Blende zur Vorgabe zumindest eines Abschnitts der äußeren Pupillen-Randkontur. Bei einem weiteren Aspekt ist eine Eintrittspupille der abbildenden Optik im Strahlengang des Abbildungslichts (3) vor dem Objektfeld angeordnet. Es resultiert jeweils eine abbildende Optik, die hinsichtlich ihrer Pupille gut definiert und für die Projektionslithographie optimiert ist.

Description

Abbildende Optik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld sowie Projektionsbe- lichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden Optik Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Prioritäten der deutschen Patentanmeldungen DE 102015209827.3 und DE 102015221985.2 in Anspruch, deren Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden. Die Erfindung betrifft eine abbildende Optik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld. Ferner betrifft die Erfindung ein optisches System mit einer derartigen abbildenden Optik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstel- lung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils mit einer derartigen Projektions- belichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- beziehungsweise nano- strukturiertes Bauelement. Projektionsoptiken der eingangs genannten Art sind bekannt aus der DE 102015209827 A1, aus der DE 102012212753 A1, aus der US 2010/0149509 A1 und aus der US 4,964,706. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abbildende Optik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine hinsichtlich ihrer Pupille gut definierte und für die Projekti- onslithographie optimierte abbildende Optik resultiert. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst nach einem ersten Aspekt durch eine abbildende Op- tik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und nach einem zweiten Aspekt durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 8 angegebenen Merkmalen. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Bauraum zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel und dem im Strahlengang letzten Spiegel trotz der Tatsache, dass sich dort mehrere Ab- bildungslicht-Teilbündel durchdringen, zur Anordnung einer pupillendefinierenden Blende ge- eignet ist. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, dass eines der sich im Bauraum zwischen dem vorletzten und dem letzten Spiegel durchdringenden Abbildungslicht-Teilbündel hinsichtlich seines Durchmessers in der Regel deutlich größer ist, als die anderen Abbildungslicht- Teilbündel, sodass dort eine randseitige Begrenzung jedenfalls eines äußeren Randkontur- 20.05.2016 M/Re P160592WO-2016034005.doc Abschnitts der Pupille der abbildenden Optik möglich ist. Die abbildende Optik kann genau ein Objektfeld und kann genau ein Bildfeld aufweisen. Die abbildende Optik kann eine Eintrittspu- pille aufweisen, die im Strahlengang von Beleuchtungs- und Abbildungslicht vor dem Objektfeld angeordnet ist. Die abbildende Optik kann entsprechend eine negative Eingangsschnittweite be- ziehungsweise eine negative Eingangspupillenlage haben. Bei derartigen abbildenden Optiken hat sich die Anordnung einer Blende räumlich zwischen den beiden im Strahlengang letzten Spiegeln als besonders geeignet herausgestellt. Es lässt sich dann eine gut korrigierte abbildende Optik mit hoher bildseitiger numerischer Apertur realisieren. Die Blende kann einen abgeknick- ten Verlauf haben. Die abbildende Optik kann mindestens einen GI-Spiegel aufweisen, also ei- nen Spiegel für streifenden Einfall mit einem Einfallswinkel, der größer ist als 45°. Der Ein- fallswinkel auf dem GI-Spiegel kann größer sein als 50°, kann größer sein als 55°, kann größer sein als 60°, kann größer sein als 65°, kann größer sein als 70°, kann größer sein als 75° und kann größer sein als 80°. Die Wirkung der Blende als Aperturblende kann durch Abschattung des Strahlengangs zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel und dem im Strahlengang letzten Spiegel der abbildenden Optik erfolgen. Die abbildende Optik kann genau eine Blende zur Vorgabe zumindest eines Abschnitts einer äußeren Randkontur einer Pupille der abbildenden Optik aufweisen. Alternativ können mehrere solcher Blenden zur Vorgabe einander insbesondere komplementär ergänzender Abschnitte der äußeren Randkontur der Pupille der abbildenden Op- tik vorgesehen sein. Zusätzlich zu dieser, die äußere Randkontur der Pupille vorgebenden Blende kann eine Obskurationsblende zur Vorgabe einer inneren Randkontur einer Obskuration der Pu- pille vorgesehen sein. Bei einer abbildenden Optik nach Anspruch 2 kommt die erfindungsgemäße Blendenanordnung ebenfalls besonders gut zum Tragen. Die Blende kann dann zusätzlich als Obskurationsblende dienen, also eine Obskuration der Pupille vorgeben. Eine Obskurationswirkung der Blende kann durch Abschattung des Abbildungslichts im Abbildungs-Strahlengang zwischen einem im Strah- lengang vorvorletzten Spiegel und dem im Strahlengang vorletzten Spiegel erfolgen. Eine azimutale Abdeckung nach Anspruch 3 führt dazu, dass, falls überhaupt, nur ein kleiner, nicht durch die Blende vorgegebener Pupillen-Azimutbereich verbleibt. Der durch die Blende vorgegebene Azimutbereich kann 200°, 220°, 240° betragen oder noch größer sein. Im Extrem- fall beträgt der Azimutbereich 360°. In diesem Fall begrenzt die Blende die Pupillenrandkontur vollumfänglich. Genau eine Blende nach Anspruch 4 führt zu einem kompakten Aufbau. Die genau eine Blende kann plan, also in genau einer Ebene liegend, ausgeführt sein. Eine zumindest abschnittsweise plan ausgeführte Blende nach Anspruch 5 ist konstruktiv wenig aufwändig. Die Blende kann insgesamt plan ausgeführt sein. Eine Anordnungsebene der Blende, die durch den zumindest abschnittsweisen planen Blendenverlauf vorgegeben ist, kann gegen- über der Objektebene und/oder gegenüber der Bildebene verkippt sein. Eine 3D-Randkontur der Blende nach Anspruch 6 erlaubt eine besonders präzise Pupillenvorga- be. Beim Design der abbildenden Optik muss dann nicht so sehr auf die Blende geachtet werden. Eine Randkontur-Begrenzung nach Anspruch 7 erhöht die Freiheitsgrade beim Blendendesign. Die Blende kann einen abgeknickten Verlauf haben und hierüber beispielsweise zwei, drei oder noch mehr Begrenzungsebenen definieren. Die Vorteile der abbildenden Optik gemäß dem zweiten Aspekt nach Anspruch 8 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die abbildende Optik gemäß dem ersten Aspekt mit zusätzlich negativer Eingangsschnittweite bereits erläutert wurden. Ein gegebenenfalls vorlie- gender, nicht durch die räumlich zwischen den im Strahlengang vorletzten Spiegel und dem im Strahlengang letzten Spiegel angeordnete Blende vorgegebener Pupillen-Azimut-Bereich kann mit Hilfe weiterer Blenden korrigiert werden. Soweit mindestens eine weitere Blende vorgese- hen ist, kann diese beispielsweise auf dem im Strahlengang letzten Spiegel oder auf dem im Strahlengang vorletzten Spiegel angeordnet sein. Auch eine Anordnung der mindestens einen weiteren Blende an einem anderen Ort, beispielsweise im Strahlengang vor dem vorletzten Spie- gel ist möglich, zum Beispiel auf einem anderen der Spiegel oder im Bereich anderer Abbil- dungslicht-Teilbündel. Die Merkmale der abbildenden Optik gemäß den beiden Aspekten können miteinander kombi- niert werden. Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße abbildende Optik bereits erläutert wurden. Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 10 entsprechen insbesondere denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die abbildende Optik nach Anspruch 3 bereits erläutert wurden. Die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 12 sowie eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach An- spruch 13 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Projektionsoptik und das optische System und die Projektionsbelichtungsanlage 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: Fig.1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV- Mikrolithographie; Fig.2 in einem Meridionalschnitt eine Ausführung einer abbildenden Optik, die als

Projektionsobjektiv in der Projektionsbelichtungsanlage nach Fig.1 einsetzbar ist, wobei ein Abbildungsstrahlengang für Hauptstrahlen und für einen oberen und einen unteren Komastrahl mehrerer ausgewählter Feldpunkte dargestellt ist; Fig.3 perspektivisch einen Ausschnitt der abbildenden Optik nach Fig.2, wobei der

Abbildungsstrahlengang mit zusätzlichen Einzelstrahlen des Abbildungslichts verdeutlicht ist, im Bereich eines im Abbildungsstrahlengang vor einem Bild- feld vorletzten und eines letzten Spiegels; Fig.4 einen Schnitt gemäß Ebene IV in Fig.3, wobei Einhüllende von Abbildungs- licht-Teilbündeln im Strahlengang einerseits zwischen dem vorletzten Spiegel und andererseits zwischen dem letzten Spiegel und dem Bildfeld dargestellt sind; Fig.5 eine Ansicht der abbildenden Optik nach Fig.2, gesehen aus Blickrichtung V in Fig.2; Fig.5A in einer Aufsicht Randkonturen von auf den Spiegeln der abbildenden Optik nach Fig.2 jeweils mit dem Abbildungslicht beaufschlagten Reflexionsflächen; Fig.6 bis 9 zu den Fig.2 bis 5 ähnliche Darstellungen einer weiteren Ausführung einer abbildenden Optik, einsetzbar als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelich- tungsanlage nach Fig.1; Fig.10 bis 12 zu den Fig.2, 3 und 5 ähnliche Darstellungen einer weiteren Ausführung einer abbildenden Optik, einsetzbar als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelich- tungsanlage nach Fig.1; Fig.13 bis 15 zu den Fig.2, 3 und 5 ähnliche Darstellungen einer weiteren Ausführung einer abbildenden Optik, einsetzbar als Projektionsobjektiv in der Projektionsbelich- tungsanlage nach Fig.1, Fig.16 und 17 zu den Fig.2 und 5 ähnliche Darstellungen einer weiteren Ausführung einer abbildenden Optik, einsetzbar als Projektionsoptik in der Projektionsbelich- tungsanlage nach Fig.1; Fig.18 in einer Aufsicht Randkonturen von auf den Spiegeln der abbildenden Optik nach den Fig.16 und 17 jeweils mit dem Abbildungslicht beaufschlagten Re- flexionsflächen; Fig.19 perspektivisch einen Ausschnitt der abbildenden Optik nach den Fig.16 und 17 im Bereich der in einem Abbildungslicht-Strahlengang letzten drei bildseitigen Spiegel; und Fig.20 vergrößert eine Aufsicht auf eine Apertur- und Obskurationsblende der abbil- denden Optik nach den Fig.16, 17 und 19, die räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel und dem im Strahlengang letzten Spiegel an- geordnet ist. Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie hat eine Lichtquelle 2 für Be- leuchtungslicht beziehungsweise Abbildungslicht 3. Bei der Lichtquelle 2 handelt es sich um eine EUV-Lichtquelle, die Licht in einem Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 5 nm und 15 nm, erzeugt. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich insbesondere um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 13,5 nm oder um eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 6,9 nm handeln. Auch andere EUV-Wellenlängen sind möglich. Ge- nerell sind sogar beliebige Wellenlängen, zum Beispiel sichtbare Wellenlängen oder auch andere Wellenlängen, die in der Mikrolithographie Verwendung finden können (zum Beispiel DUV, tiefes Ultraviolett) und für die geeigneten Laserlichtquellen und/oder LED-Lichtquellen zur Ver- fügung 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 Fig.1 äußerst schematisch dargestellt. Zur Führung des Beleuchtungslichts 3 von der Lichtquelle 2 hin zu einem Objektfeld 4 in einer Objektebene 5 dient eine Beleuchtungsoptik 6. Mit einer Projektionsoptik beziehungsweise ab- bildenden Optik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorge- gebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Die Projektionsoptik 7 hat genau ein Objektfeld 4. Die Projektionsoptik 7 hat genau ein Bildfeld 8. 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 Fig.1 verläuft die x-Richtung senkrecht zur Zeichen- ebene in diese hinein. Die y-Richtung verläuft nach links und die z-Richtung nach oben. Das Objektfeld 4 und das Bildfeld 8 sind rechteckförmig. Alternativ ist es auch möglich, das Objektfeld 4 und Bildfeld 8 gebogen beziehungsweise gekrümmt, also insbesondere teilringför- mig 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 kürze- re Objektfelddimension in der y-Richtung. Diese Objektfelddimensionen verlaufen längs der Feldkoordinaten x und y. Für die Projektionsoptik 7 kann eines der in den Figuren 2ff. dargestellten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Die Projektionsoptik 7 ist anamorphotisch, hat also in der x-Richtung (Ver- kleinerungsmaßstab in der xz-Ebene) einen anderen Verkleinerungsmaßstab als in der y- Richtung (Verkleinerungsmaßstab in der yz-Ebene). In der x-Richtung hat die Projektionsoptik 7 einen Verkleinerungsmaßstab von 4. In der y-Richtung hat die Projektionsoptik 7 einen Verklei- nerungsmaßstab von 8. Auch andere Verkleinerungsmaßstäbe für die Verkleinerung in der x- Richtung beziehungsweise für die Verkleinerung in der y-Richtung sind möglich, zum Beispiel 4x, 5x oder auch Verkleinerungsmaßstäbe, die größer sind als 8x. Auch eine Ausführung der Projektionsoptik 7 mit gleichen derartigen Verkleinerungsmaßstäben einerseits in der xz-Ebene und andererseits in der yz-Ebene ist möglich. Die Bildebene 9 ist bei der Projektionsoptik 7 parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Reflexionsmaske 10, 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- beziehungsweise Substratverlagerungsantrieb 12a verlagert. In der Fig.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 Beleuch- tungslichts 3 dargestellt. Eine bildfeldseitige numerische Apertur (NA) der Projektionsoptik 7 ist in der Fig.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 Belichtun- gen des Substrats 11 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 10 und des Substrats 11 in der y- Richtung erfolgt, ist möglich. Diese Verlagerungen erfolgen synchronisiert zueinander durch entsprechende Ansteuerung der Verlagerungsantriebe 10b und 12a. Fig.2 zeigt das optische Design einer ersten Ausführung der Projektionsoptik 7. Dargestellt ist in der Fig.2 der Strahlengang jeweils dreier Einzelstrahlen 15, die von mehreren in der Fig.2 zuei- nander in der y-Richtung beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehen. Dargestellt sind Haupt- strahlen 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. Ausgehend vom Objektfeld 4 schließt der Hauptstrahl 16 eines zentra- len Objektfeldpunktes mit einer Normalen auf die Objektebene 5 einen Winkel CRAO von 5,5° ein. Die Projektionsoptik 7 hat eine bildseitige numerische Apertur von 0,55. Eine Eintrittspupille EP ist im Strahlengang des Abbildungslichts 3 vor dem Objektfeld 4 ange- ordnet. Mögliche Positionen der Eintrittspupille EP bei Verwendung eines das Abbildungslicht 3 durchlassenden Retikels 10 oberhalb der Objektebene 5 und bei Verwendung eines reflektieren- den Retikels 10 unterhalb der Objektebene 5 sind in der Fig.2 jeweils angedeutet. Es resultiert ein divergenter Verlauf der Hauptstrahlen 16 zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M1. Die Projektionsoptik 7 nach Fig.2 hat insgesamt zehn Spiegel, die in der Reihenfolge des Strah- lengangs der Einzelstrahlen 15, ausgehend vom Objektfeld 4, mit M1 bis M10 durchnummeriert sind. Die Projektionsoptik 7 ist eine rein katoptrische Optik. Die abbildende Optik 7 kann auch eine andere Spiegelanzahl haben, beispielsweise vier Spiegel, sechs Spiegel oder acht Spiegel. Auch eine ungeradzahlige Spiegelanzahl ist bei der Projektionsoptik 7 möglich. Dargestellt sind in der Fig.2 die berechneten Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M10. Ge- nutzt wird, wie in der Darstellung nach Fig.2 ersichtlich ist, nur ein Teilbereich dieser berechne- ten Reflexionsflächen. Lediglich dieser tatsächlich genutzte Bereich der Reflexionsflächen ist bei den realen Spiegeln M1 bis M10 tatsächlich vorhanden. Diese Nutz-Reflexionsflächen werden in bekannter Weise von nicht dargestellten Spiegelkörpern getragen. Bei der Projektionsoptik 7 nach Fig.2 sind die Spiegel M1, M9 und M10 als Spiegel für norma- len Einfall ausgeführt, also als Spiegel, auf die das Abbildungslicht 3 mit einem Einfallswinkel trifft, der kleiner ist als 45°. Insgesamt hat die Projektionsoptik 7 nach Fig.2 also drei Spiegel M1, M9 und M10 für normalen Einfall. Diese Spiegel werden nachfolgend auch als NI-Spiegel bezeichnet. Die Spiegel M2 bis M8 sind Spiegel für streifenden Einfall des Beleuchtungslichts 3, also Spie- gel, auf die das Beleuchtungslicht 3 mit Einfallswinkeln auftritt, die größer sind als 45°. Ein ty- pischer Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 des Abbildungslichts 3 auf den Spiegeln M2 bis M8 für streifenden Einfall liegt im Bereich von 80°. Insgesamt hat die Projektionsoptik 7 nach Fig.2 genau sieben Spiegel M2 bis M8 für streifenden Einfall. Diese Spiegel werden nachfolgend auch als GI-Spiegel bezeichnet. Die Spiegel M2 bis M8 reflektieren das Abbildungslicht 3 so, dass sich die Ausfallswinkel der Einzelstrahlen 15 auf den jeweiligen Spiegeln M2 bis M8 addieren. Die Spiegel M1 bis M10 tragen eine die Reflektivität der Spiegel M1 bis M10 für das Abbil- dungslicht 3 optimierende Beschichtung. Hierbei kann es sich, insbesondere für die GI-Spiegel, um eine Ruthenium-Beschichtung, um eine Molybdän-Beschichtung oder um eine Molybdän- Beschichtung mit einer obersten Schicht aus Ruthenium handeln. Auch andere Beschichtungs- materialien können zum Einsatz kommen. Bei den Spiegeln M2 bis M8 für streifenden Einfall kann eine Beschichtung mit beispielsweise einer Lage aus Molybdän oder Ruthenium zum Ein- satz kommen. Die hoch reflektierenden Schichten insbesondere der Spiegel M1, M9 und M10 für normalen Einfall können als Mehrlagen-Schichten ausgeführt sein, wobei aufeinanderfolgen- de Schichten aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können. Auch alternierende Mate- rialschichten können zum Einsatz kommen. Eine typische Mehrlagenschicht kann fünfzig Bila- gen aus jeweils einer Schicht Molybdän und einer Schicht Silizium aufweisen. Informationen zur Reflexion an einem GI-Spiegel (Spiegel für streifenden Einfall) finden sich in der WO 2012/126867 A. Weitere Informationen zur Reflektivität von NI-Spiegeln (Normal In- cidence Spiegeln) finden sich in der DE 10155711 A. Eine Gesamt-Reflektivität beziehungsweise Systemtransmission der Projektionsoptik 7, die sich als Produkt der Reflektivitäten aller Spiegel M1 bis M10 der Projektionsoptik 7 ergibt, beträgt etwa R = 8,49 %. Der Spiegel M10, also der im Abbildungsstrahlengang letzte Spiegel vor dem Bildfeld 8, hat eine Durchtrittsöffnung 17 zum Durchtritt des Abbildungslichts 3, das vom drittletzten Spiegel M8 hin zum vorletzten Spiegel M9 reflektiert wird. Der Spiegel M10 wird um die Durchtritts- öffnung 17 herum reflektiv genutzt. Alle anderen Spiegel M1 bis M9 haben keine Durchtrittsöff- nung und werden in einem lückenlos zusammenhängenden Bereich reflektiv genutzt. Die Spiegel M1 bis M10 sind als nicht durch eine rotationssymmetrische Funktion beschreibbare Freiformflächen ausgeführt. Es sind auch andere Ausführungen der Projektionsoptik 7 möglich, bei denen mindestens einer der Spiegel M1 bis M10 als rotationssymmetrische Asphäre ausge- führt ist. Auch alle Spiegel M1 bis M10 können als derartige Asphären ausgeführt sein. Eine Freiformfläche kann durch folgende Freiformflächengleichung (Gleichung 1) beschrieben werden: 2 2

Für die Parameter dieser Gleichung (1) gilt: Z ist die Pfeilhöhe der Freiformfläche am Punkt x, y, wobei x2 + y2 = r2. r ist hierbei der Abstand zur Referenzachse der Freiformflächengleichung

(x = 0; y = 0). In der Freiformflächengleichung (1) bezeichnen C₁, C₂, C₃… die Koeffizienten der Freiformflä- chen-Reihenentwicklung in den Potenzen von x und y. Im Falle einer konischen Grundfläche ist c_x, c_y eine Konstante, die der Scheitelpunktkrümmung einer entsprechenden Asphäre entspricht. Es gilt also cx = 1/Rx und cy = 1/Ry. kx und ky entspre- chen jeweils einer konischen Konstante einer entsprechenden Asphäre. Die Gleichung (1) be- schreibt also eine bikonische Freiformfläche. Eine alternativ mögliche Freiformfläche kann aus einer rotationssymmetrischen Referenzfläche erzeugt werden. Derartige Freiformflächen für Reflexionsflächen der Spiegel von Projektionsop- tiken von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie sind bekannt aus der US 20070058269 A1. Alternativ können Freiformflächen auch mit Hilfe zweidimensionaler Spline-Oberflächen be- schrieben werden. Beispiele hierfür sind Bezier-Kurven oder nicht-uniforme rationale Basis- Splines (non-uniform rational basis splines, NURBS). Zweidimensionale Spline-Oberflächen können beispielsweise durch ein Netz von Punkten in einer xy-Ebene und zugehörige z-Werte oder durch diese Punkte und ihnen zugehörige Steigungen beschrieben werden. Abhängig vom jeweiligen Typ der Spline-Oberfläche wird die vollständige Oberfläche durch Interpolation zwi- schen den Netzpunkten unter Verwendung zum Beispiel von Polynomen oder Funktionen, die bestimmte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Kontinuität und Differenzierbarkeit haben, gewon- nen. Beispiele hierfür sind analytische Funktionen. Die Fig.5A zeigt Randkonturen der auf den Spiegeln M1 bis M10 der Projektionsoptik 7 jeweils mit dem Abbildungslicht 3 beaufschlagten Reflexionsflächen, also die sogenannten Footprints der Spiegel M1 bis M10. Dargestellt sind diese Randkonturen jeweils in einem x/y-Diagramm, welches den lokalen x- und y-Koordinaten des jeweiligen Spiegels M1 bis M10 entspricht. Die Darstellung sind maßstäblich in Millimetern. Bei der Darstellung zum Spiegeln M10 ist zudem die Form der Durchtrittsöffnung 17 dargestellt. Die nachfolgenden beiden Tabelle fassen die Parameter„maximaler Einfallswinkel“,„Reflexi- onsflächenerstreckung in y-Richtung“,„Reflexionsflächenerstreckung in y-Richtung“ und„ma- ximaler Spiegeldurchmesser“ für die Spiegel M1 bis M10 zusammen.

Den größten maximalen Spiegeldurchmesser hat der die bildseitige numerische Apertur vorge- bende Spiegel M10 mit einem Durchmesser von 924,2 mm. Keiner der anderen Spiegeln M1 bis M9 hat einen maximalen Durchmesser, der größer ist als 700 mm. Acht der zehn Spiegel, näm- lich die Spiegeln M2 bis M9, haben einen maximalen Spiegeldurchmesser, der kleiner ist als 450 mm. Sieben der zehn Spiegel, nämlich die Spiegeln M3 bis M9, haben einen maximalen Spie- geldurchmesser, der kleiner ist als 400 mm. Die optischen Designdaten der Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M10 der Projektionsoptik 7 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden. Diese optischen Designdaten gehen jeweils von der Bildebene 9 aus, beschreiben die jeweilige Projektionsoptik also in umgekehrter Laufrichtung des Abbildungslichts 3 zwischen der Bildebene 9 und der Objektebene 5. Die erste dieser Tabellen gibt einen Überblick über die Designdaten der Projektionsoptik 7 und fasst zusammen die numerische Apertur NA, die gerechnete Designwellenlänge für das Abbil- dungslicht, die Größen des Bildfeldes in x- und y-Richtung, eine Bildfeldkrümmung sowie Blendenorte. Diese Krümmung ist definiert als der inverse Krümmungsradius des Feldes. Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von zweimal 13 mm und eine y-Erstreckung von 1 mm. Die Projektionsoptik 7 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm. Die zweite dieser Tabellen gibt zu den optischen Oberflächen der optischen Komponenten Scheitelpunktsradien (Radius_x = Rx, Radius_y = Ry) und Brechkraftwerte (Power_x, Power_y) an. Negative Radienwerte bedeuten zum einfallenden Beleuchtungslicht 3 hin konkave Kurven im Schnitt der jeweiligen Oberfläche mit der betrachteten Ebene (xz, yz), die von einer Flächen- normalen im Scheitelpunkt mit der jeweiligen Krümmungsrichtung (x, y) aufgespannt wird. Die beiden Radien Radius_x, Radius_y können explizit verschiedene Vorzeichen haben. Die Scheitelpunkte an jeder optischen Fläche sind definiert als Auftreffpunkte eines Führungs- strahls, der von einer Objektfeldmitte entlang einer Symmetrieebene x=0, also der Zeichenebene der Fig.2 (Meridionalebene) hin zum Bildfeld 8 geht. Die Brechkräfte Power_x (Px), Power_y (Py) an den Scheitelpunkten sind definiert als:

AOI bezeichnet hierbei einen Einfallswinkel des Führungsstrahls zur Oberflächennormalen. Die dritte Tabelle gibt für die Spiegel M1 bis M10 in mm die konischen Konstanten k_x und k_y, den Scheitelpunktradius Rx (= Radius_x) und die Freiformflächen-Koeffizienten Cn an. Koeffi- zienten Cn, die nicht tabelliert sind, haben jeweils den Wert 0. In der vierten Tabelle ist noch der Betrag angegeben, längs dem der jeweilige Spiegel, ausge- hend von einer Bezugsfläche in der y-Richtung dezentriert (DCY), in der z-Richtung verschoben (DCZ) und verkippt (TLA, TLB, TLC) wurde. Dies entspricht einer Parallelverschiebung und einer Verkippung beim Freiformflächen-Designverfahren. Verschoben wird dabei in y- und in z- Richtung in mm und verkippt um die x-Achse, um die y-Achse und um die z-Achse. Der Ver- drehwinkel ist dabei in Grad angegeben. Es wird zunächst dezentriert, dann verkippt. Die Be- zugsfläche bei der Dezentrierung ist jeweils die erste Fläche der angegebenen optischen Design- daten. Auch für das Objektfeld 4 ist eine Dezentrierung in y- und in z-Richtung in der Objekt- ebene 5 angegeben. Neben den den einzelnen Spiegeln zugeordneten Flächen sind in der vierten Tabelle auch die Bildebene als erste Fläche, die Objektebene als letzte Fläche sowie mehrere Blendenflächen (mit der Blendenbezeichnung„AS“) tabelliert. Eine erste Blende AS2 ist in einer Ebene EAS2 im Abbildungslichtstrahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5 angeordnet. Eine weitere Blende AS (vergleiche Fig.3) ist im Abbildungs- lichtstrahlengang zwischen den Spiegeln M9 und M10 in einer Ebene E_AS angeordnet. Weitere Blenden AS3 und AS4 sind auf den Spiegeln M9 und M10 angeordnet. Alternativ können die Blenden AS3 und AS4 auch benachbart und mit Abstand zu diesen Spiegeln angeordnet sein. Die fünfte Tabelle gibt die Transmissionsdaten der Spiegel M10 bis M1 an, nämlich deren Re- flektivität für den Einfallswinkel eines zentral auf den jeweiligen Spiegel treffenden Beleuch- tungslichtstrahls. Die Gesamttransmission wird als Anteilsfaktor angegeben, der von einer ein- fallenden Intensität nach Reflexion an allen Spiegeln der Projektionsoptik verbleibt. Die sechste Tabelle gibt eine Berandung der Blende AS4 (Fläche M10) als Polygonzug in loka- len Koordinaten xyz an. Diese Blende ist am Ort des Spiegels M10 angeordnet. Die Blende wird noch wie oben beschrieben dezentriert und verkippt. In der letzten Spalte der Tabelle 6 ist noch der jeweilige Blendentyp des angegebenen Polygonzugs genannt. "CLA" bedeutet dabei eine Blendenberandung, die nach innen, also zu einem Blendenzentrum hin, transparent und nach außen hin blockend ist (Typ Aperturblende). Der Blendentyp "OBS" gibt eine Blendenberandung an, die nach innen, also zu einem Blendenzentrum hin, blockierend und nach außen hin transpa- rent ist (Typ Obskurationsblende). Eine Aperturblendenberandung dient zur Definition einer äußeren Begrenzung einer Pupille der Projektionsoptik 7. Eine Obskurationsblende dient zur Definition eines im Inneren der Pupille befindlichen obskurierten Bereichs. Die Blenden AS bis AS4 dienen gemeinsam zur Vorgabe sowohl der äußeren Berandung der Systempupille als auch zur Vorgabe der inneren Berandung des Obskurationsbereichs der Systempupille. Bei der Aus- führung der Projektionsoptik 7 nach den Fig.2 bis 5 sind alle Blenden AS, AS2, AS3 und AS4 vom Typ Aperturblende. Die Blende AS4 ist zusätzlich vom Typ Obskurationsblende. Auch eine andere Verteilung der Typen„Aperturblende“ und„Obskurationsblende“ auf die Blenden der Projektionsoptik ist möglich. Die siebte Tabelle gibt entsprechend die Berandung der Blende AS3 (Fläche M9) als Polygon- zug-Daten entsprechend der Tabelle 6 an. Die achte Tabelle gibt entsprechend die Berandung der Blende AS2 im Abbildungslichtstrahlen- gang zwischen den Spiegeln M4 und M5 als Polygonzug-Daten entsprechend der Tabelle 6 an. Die neunte Tabelle gibt entsprechend die Berandung der Blende AS im Abbildungslichtstrahlen- gang zwischen den Spiegeln M9 und M10 als Polygonzug-Daten entsprechend der Tabelle 6 an. Eine Berandung einer Blendenfläche der Blenden AS bis AS4 (vgl. auch die Tabelle 6 ff. zur Fig.2) ergibt sich durch Durchstoßpunkte an der Blendenfläche aller Strahlen des Beleuchtungs- lichts 3, die bildseitig an ausgewählten Feldpunkten mit einer vollen bildseitigen telezentrischen Apertur in Richtung der Blendenfläche propagieren. Zur Vorgabe der Berandung der Blenden- fläche der Blende AS werden die Durchstoßpunkte an der Blendenfläche aller Strahlen des Be- leuchtungslichts 3 verwendet, die bildseitig vom Feldmittelpunkt aus mit einer vollen bildseiti- gen telezentrischen Apertur in Richtung der Blendenfläche propagieren. Bei den anderen Blen- den AS2, AS3 und AS4 ergeben sich die Durchstoßpunkte durch Verwendung aller Strahlen des Beleuchtungslichts 3, die bildseitig von allen Feldpunkten des Bildfeldes 8 aus mit einer vollen bildseitigen telezentrischen Apertur in Richtung der Blendenfläche propagieren. Grundsätzlich kann bei der Blendendefinition auch eine andere Auswahl der verwendeten bildseitigen Feld- punkte erfolgen. Die vorstehend genannten Auswahlen„Feldmittelpunkt“ und„gesamtes Feld“ sind dabei die möglichen Extremsituationen. Bei der Ausführung der Blende als Aperturblende handelt es sich bei der Berandung um eine innere Berandung. Bei der Ausführung als Obskurationsblende handelt es sich bei der Berandung um eine äußere Berandung. Die jeweilige Blende AS bis AS4 kann in einer Ebene liegen oder auch dreidimensional ausge- führt sein. Die Ausdehnung der Blende 18 kann in Scanrichtung (y) kleiner sein als in cross- Scanrichtung (x). Der nicht beleuchtete Obskurationsbereich in der Systempupille kann rund, elliptisch, quadra- tisch oder rechteckig sein. Diese nicht beleuchtbare Fläche in der Systempupille kann zudem in Bezug auf ein Zentrum der Systempupille in der x-Richtung und/oder in der y-Richtung de- zentriert sein.

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T T

T

Die Projektionsoptik 7 hat eine bildseitige numerische Apertur von 0,55. In einer Abbildungs- licht-Ebene parallel zur xz-Ebene (Sagittalansicht nach Fig.5) hat die Projektionsoptik 8 einen Verkleinerungsfaktor β_x von 4,00. In der hierzu senkrechten yz-Ebene (Meridionalebene nach Fig.2) hat die Projektionsoptik 7 einen Verkleinerungsfaktor β_y von 8,00. Ein objektseitiger Hauptstrahlwinkel beträgt 5,1°. Dieser Winkel bezeichnet den Winkel eines Hauptstrahls eines zentralen Objektfeldpunktes zu einer Normalen auf die Objektebene 5. Eine Pupillenobskuration der Projektionsoptik 7 beträgt 13 % der numerischen Apertur der Projektionsoptik 7. Ein Flä- chenanteil von 0,132 einer Pupille der Projektionsoptik 7 ist somit obskuriert. Ein Objekt-Bild- Versatz dOIS beträgt etwa 2050 mm. Die Spiegel der Projektionsoptik 7 können in einem Quader mit xyz-Kantenlängen von 924 mm x 2452 mm x 1639 mm untergebracht werden. Die Objektebene 5 verläuft parallel zur Bildebene 9. Ein Arbeitsabstand zwischen dem wafernächsten Spiegel M9 und der Bildebene 9 beträgt 90 mm. Ein mittlerer Wellenfrontfehler rms beträgt 5,80 mλ, ist also abhängig von der Designwel- lenlänge definiert. Die Spiegel M1, M5, M6, M8 und M10 haben negative Radiuswerte, sind also grundsätzlich Konkavspiegel. Die Spiegel M2 und M9 haben positive Radiuswerte, sind grundsätzlich also Konvexspiegel. Die Spiegel M3, M4 und M7 haben unterschiedliche Vorzeichen hinsichtlich ihrer x- und y- Radiuswerte, haben also eine Sattelflächen-Grundform. Die Blende AS ist räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel M9 und dem im Strahlengang letzten Spiegel M10 angeordnet. Die Blende AS dient zur Vorgabe eines Abschnitts 18 einer äußeren Randkontur 19 der Pupille der Projektionsoptik 7. Diese Randkontur 19 der Pupille liegt in der Blendenebene EAS und ist in der Schnittdarstellung nach Fig.4 gezeigt. Der durch die Blende AS vorgesehene Randkonturab- schnitt 18 überdeckt dabei einen Azimutwinkel B um einen Durchstoßpunkt Z der Koordinaten- achse z durch die Blendenebene E_AS, der bei einem Pupillenzentrum liegt. In diesem Azimut- Winkelbereich B begrenzt die Blende AS ein Abbildungslicht-Teilbündel 3M9M10 im Strahlen- gang zwischen den Spiegeln M9 und M10 (vergleiche Fig.2 und 3). Im sonstigen Azimut- Winkelbereich M (vergleiche Fig.4) hat die Blende AS keine Blendenwirkung für das Abbil- dungslicht 3, begrenzt also insbesondere nicht ein Abbildungslicht-Teilbündel 3M10W zwischen dem Spiegel M10 und dem Bildfeld 8, also dem Wafer 11. In diesem verbleibenden Azimut- Winkelbereich M wird die Systempupille begrenzt durch die anderen Blenden AS2 bis AS4. Der Blenden-Azimutbereich B entspricht einem Azimutbereich um ein Zentrum der Pupille, der größer ist als 180°. Bei der Ausführung nach Fig.4 beträgt der von der Blende AS die äußere Randkontur der Pupille abdeckende Azimutbereich um das Zentrum der Pupille etwa 240°. Die- ser Azimutbereich kann alternativ auch 200°, 210°, 220° oder 230° betragen und kann auch grö- ßer sein als 240°, beispielsweise 250°, 260°, 280°, 300°, 320°, 340° und kann auch noch größer sein. Insbesondere kann der Azimutbereich 360° betragen, sodass bei einer Ausrührung der Blende AS die gesamte äußere Randkontur der Pupille der abbildenden Optik vorgegeben wird. Die Blende AS ist plan, also in genau einer Ebene liegend ausgeführt. Die Blende AS begrenzt in der der x-Richtung senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung y beide extremen Randpositionen E(-x) und E(x) der äußeren Randkontur 19 der Pupille (vergleiche Fig. 4). Fig.5 zeigt eine sagittale Ansicht der Projektionsoptik 7. Anhand der Fig.6 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 20 erläutert, die anstelle der Projektionsoptik 7 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach Fig.1 zum Ein- satz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den Fig.1 bis 5 bereits erläutert wurden, tragen gegebenenfalls die gleichen Bezugsziffern und wer- den nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Die Spiegel M1 bis M10 sind wiederum als Freiformflächen-Spiegel ausgeführt, für die die vor- stehend angegebene Freiformflächengleichung (1) gilt. Die optischen Designdaten der Projekti- onsoptik 20 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach Fig.2 entsprechen.

Die Projektionsoptik 20 hat eine bildseitige numerische Apertur von 0,55. Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von zweimal 13,0 mm und eine y-Erstreckung von 1 mm. Die Projektionsop- tik 20 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm. Anstelle von vier Blenden AS bis AS4 bei der Projektionsoptik 7 nach den Fig.2 bis 5 hat die Projektionsoptik 20 genau eine Blende AS (vergleiche Fig.7), die räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel M9 und dem im Strahlengang letzten Spiegel M10 angeordnet ist. Die Blende AS der Projektionsoptik 20 begrenzt die äußere Randkontur der Pupille der Projekti- onsoptik 20 in einem Azimutbereich von 360°, also vollumfänglich. Die Blende AS der Projekti- onsoptik 20 gibt also die gesamte äußere Randkontur der Pupille vor. Die Blende AS der Projektionsoptik 20 ist abschnittsweise plan ausgeführt und umfasst zwei plane Blendenabschnitte 21, 22 und einen weiteren planen Tragabschnitt 23. Die Blende AS der Projektionsoptik 20 begrenzt eine Randkontur 24 der Pupille der Projektionsoptik 20 in mehr als einer Ebene, nämlich in Blendenebenen

Fig.8 zeigt eine Projektion der Randkontur 24 der Pupille der Projektionsoptik 20 auf die Blen- denebene E 1

AS . Eine äußere Randkontur der Blende AS, also eine Kontur dieser Blende AS dort, wo sie nicht bündelbegrenzend ist, ist nicht näher dargestellt, sondern durch eine Bruchlinie an- gedeutet. In der ersten Blendenebene E 1

A_S begrenzt die Blende AS die Pupillen-Randkontur 24 durch Ab- blenden des Abbildungslicht-Teilbündels 3M9M10 zwischen den Spiegeln M9 und M10 mit dem Blendenabschnitt 21. Zwischen den Blendenabschnitten 21 und 22 verläuft die Blende AS der Projektionsoptik 20 abgeknickt. Die Abschnitte 21, 22 einerseits und die Abschnitte 22, 23 andererseits der Blende AS der Projektionsoptik 20 verlaufen stumpfwinklig zueinander. Die extremen Randpositionen E(x), E(-x) der äußeren Pupillen-Randkontur 24 liegen im Knickbereich zwischen den Blenden- abschnitten 21 und 22. In der zweiten Blendenebene E 2

A_S begrenzt die Blende AS die Pupillen-Randkontur der Projek- tionsoptik 20 durch äußeres Abblenden ebenfalls des Abbildungslicht-Teilbündels 3M9M10. Im Bereich kleinster y-Werte, nämlich genau zwischen den beiden Abbildungslicht-Teilbündeln 3_M9M10 und 3_M10W, ist die Blende AS der Projektionsoptik 20 schmal ausgeführt, sodass sie das Abbildungslicht-Teilbündel 3M10W nicht begrenzt. In dem Bereich zwischen den Abbilddungs- licht-Teilbündeln 3M9M10 und 3M10W ist die Blende AS der Projektionsoptik 20 als schmaler Steg S ausgeführt. Der Tragabschnitt 23 ist an beiden Seiten, also bei negativen und bei positiven x- Werten, am Abbildungslicht-Teilbündel 3M10W vorbeigeführt. Fig.9 ist wiederum eine sagittale Ansicht der Projektionsoptik 20. Anhand der Fig.10 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 25 erläu- tert, die anstelle der Projektionsoptik 7 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach Fig.1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den Fig.1 bis 9 bereits erläutert wurden, tragen gegebenenfalls die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Die Spiegel M1 bis M10 sind wiederum als Freiformflächen ausgestaltet, für die die oben ange- gebene Freiformflächengleichung (1) gilt. Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 21 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach Fig.2 entsprechen.

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Eine Gesamt-Reflektivität der Projektionsoptik 25 beträgt etwa 8,49 %. Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von zweimal 13,0 mm und eine y-Erstreckung von 1,0 mm. Die Projektionsoptik 25 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm. Fig.11 zeigt den Verlauf der Blende AS bei der Projektionsoptik 25. Nachfolgend werden die Unterschiede dieser Blende AS der Projektionsoptik 25 zu derjenigen der Blende AS der Projek- tionsoptik 20 erläutert. Zwischen den Blendenabschnitten 21 und 22 einerseits und dem Blendenabschnitt 22 und dem Tragabschnitt 23 andererseits ist die Blende AS der Projektionsoptik 25 jeweils wesentlich stär- ker abgeknickt als bei der Blende AS der Projektionsoptik 20. Die Abknickwinkel sind bei der Blende AS der Projektionsoptik 25 jeweils so, dass die Abschnitte 21, 22 einerseits und die Ab- schnitte 22, 23 andererseits spitzwinklig zueinander verlaufen. Der Blendenabschnitt 21 begrenzt die Pupillen-Randkontur der Projektionsoptik 25 über die bei- den extremen Randpositionen E(x), E(-x) hinaus, bis etwa zu maximalen Randpositionen Rmax(x) und R_max(-x) (vergleiche Fig.4). Ab diesen maximalen Randpositionen R_max(x) und R_max(-x) weicht die Blendenkontur einerseits in negativer z-Richtung und andererseits in positiver y-Richtung dem Abbildungslicht-Teilbündel 3M10W aus und begrenzt die restliche Pupillen-Randkontur ent- sprechend der Blende AS der Projektionsoptik 21. Die Blende AS der Projektionsoptik 25 geht nach den Randpositionen R_max(x) und R_max(-x) also in den Stegbereich S der Blendenausführung der Projektionsoptik 20 nach den Fig.7 und 8 über. Die Randkonturen der Blenden AS der Projektionsoptiken 20 und 25 haben einen dreidimensio- nalen Verlauf. Die Randkonturen der Blenden AS der Projektionsoptiken 20 und 25 sind jeweils abschnittsweise plan ausgeführt. Die Blenden AS der Projektionsoptiken 20 und 25 begrenzen die Pupillen-Randkontur 24 in mehr als einer Ebene. Die Fig.12 zeigt eine Sagittalansicht der Projektionsoptik 25. Anhand der Fig.13 bis 15 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 26 erläutert, die anstelle der Projektionsoptik 7 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach Fig.1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den Fig.1 bis 12 bereits erläutert wurden, tragen gegebenenfalls die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Die Spiegel M1 bis M10 sind wiederum als Freiformflächen ausgestaltet, für die die oben ange- gebene Freiformflächengleichung (1) gilt. Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 26 können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden, die in ihrem Aufbau den Tabellen zur Projektionsoptik 7 nach Fig.2 entsprechen.

Eine Gesamt-Reflektivität der Projektionsoptik 26 beträgt etwa 8,49 %. Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von zweimal 13 mm und eine y-Erstreckung von 1 mm. Die Projektionsoptik 26 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm. Die Blende AS der Projektionsoptik 26 ist wiederum räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel M9 und dem im Strahlengang letzten Spiegel M10 angeordnet und begrenzt die Systempupille vollumfänglich im Bereich des Abbildungslicht-Teilbündels 3M9M10. Die Blende AS ist die einzige Blende zur Vorgabe der äußeren Pupillen-Randkontur. Die Blende AS ist insgesamt plan ausgeführt und liegt in der Blendenebene EAS (vergleiche Fig.14). Diese Blendenebene EAS schließt mit der Bildebene 9 einen Winkel von etwa 55° ein. Eine Schnittlinie SL zwischen der Blendenebene EAS und der Bildebene 9 verläuft im Bereich des Bildfeldes 8. Auch die Blende AS der Projektionsoptik 26 hat einen Stegabschnitt S zwischen den Abbil- dungslicht-Teilbündeln 3M9M10 und 3M10W, der ebenfalls in der Ebene EAS nach Fig.14 liegt. Anhand der Fig.16 bis 20 wird nachfolgend eine weitere Ausführung einer Projektionsoptik 27 erläutert, die anstelle der Projektionsoptik 7 bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach Fig.1 zum Einsatz kommen kann. Komponenten und Funktionen, die vorstehend im Zusammenhang mit den Fig.1 bis 15 bereits erläutert wurden, tragen gegebenenfalls die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Die Spiegel M1 bis M10 sind wiederum als Freiformflächen ausgestaltet, für die oben angegebe- ne Freiformflächengleichung (1) gilt. Die nachfolgenden beiden Tabellen fassen die Parameter„maximaler Einfallswinkel“,„Reflexi- onsflächenerstreckung in x-Richtung“,„Reflexionsflächenerstreckung in y-Richtung“ und„ma- ximaler Spiegeldurchmesser“ für die Spiegel M1 bis M10 der Projektionsoptik 27 zusammen.

mm]

Den größten maximalen Spiegeldurchmesser hat der die bildseitige numerische Apertur vorge- bende Spiegel M10 mit einem Durchmesser von 700,6 mm. Keiner der anderen Spiegel M1 bis M9 hat einen maximalen Durchmesser, der größer ist als 630 mm. Acht der zehn Spiegel, näm- lich die Spiegel M2 bis M9 haben einen maximalen Spiegeldurchmesser, der kleiner ist als 470 mm. Zwei der zehn Spiegel, nämlich die Spiegel M8 und M9 haben einen maximalen Spiegel- durchmesser, der kleiner ist als 400 mm. Die optischen Designdaten der Projektionsoptik 27 können den nachfolgenden Tabellen ent- nommen werden. In der Tabelle 1 sind zusätzlich die beiden Abbildungsmaßstäbe β_x, β_y der Projektionsoptik 27 in der xz-Ebene und in der yz-Ebene angegeben. Das Vorzeichen des jeweiligen Abbildungsmaß- stabs β gibt an, ob eine Bildumkehr stattfindet (negatives Vorzeichen) oder nicht (positives Vor- zeichen). In der Tabelle 1 zur Ausführung nach Fig.16 ist zudem ein maximaler Wellenfrontfeh- ler rms über das Bildfeld von 6,5 mλ angegeben. Ähnlich wie bei der Ausführung nach den Fig.13 bis 15 weist auch die abbildende Optik 27 eine Blende AS auf, die räumlich zwischen dem im Abbildungslicht-Strahlengang vorletzten Spiegel M9 und dem im Abbildungslicht-Strahlengang letzten Spiegel M10 angeordnet ist. Die Blende AS dient gleichzeitig als Aperturblende und als Obskurationsblende. Die Blende AS schattet das Abbildungslicht 3 bei der Wirkung als Aperturblende im Teilstrahlengang 3M9M10 ab. Bei der Wirkung als Obskurationsblende schattet die Blende AS das Abbildungslicht 3 in einem vorge- lagerten Teilstrahlengang 3M8M9, also dem Teilstrahlengang zwischen dem vorvorletzten bzw. drittletzten Spiegel M8 und dem vorletzten Spiegel M9 der abbildenden Optik 27. Je nachdem, ob die Blende AS als Aperturblende oder als Obskurationsblende wirkt, schattet die Blende AS also einen anderen Teilstrahlengang des Abbildungslichts 3 ab. Die sechste Tabelle gibt eine Berandung dieser Blende AS als Polygonzug in lokalen Koordina- ten xyz an, wobei einerseits (Typ„CLA“) eine äußere Apertur-Blendenberandung und anderer- seits (Typ„OBS“) eine innere Obskurations-Blendenberandung angegeben ist.

T

Eine Gesamt-Reflektivität der Projektionsoptik 27 beträgt etwa 7,29 %. Das Bildfeld 8 hat eine x-Erstreckung von 2 x 13 mm und eine y-Erstreckung von 1,2 mm. Die Projektionsoptik 27 ist optimiert für eine Betriebswellenlänge des Beleuchtungslichts 3 von 13,5 nm. Die Blende AS der Projektionsoptik 27 begrenzt mit ihrer Apertur-Blendenberandung 28 (ver- gleiche zum Beispiel Fig.20) vollumfänglich die Systempupille der Projektionoptik 27 im Be- reich des Abbildungslicht-Teilbündels 3_M9M10. Die Blende AS ist die einzige Blende zur Vorgabe dieser äußeren Pupillen-Randkontur. Die Blende AS ist insgesamt plan ausgeführt und liegt in einer Blendenebene EAS (vergleiche Fig.16). Diese Blendenebene EAS schließt mit der Bildebene 9 einen Winkel von etwa 37° ein. Diese Winkel weicht nur unwesentlich von einem Kippwinkel des Spiegels M9 um die x-Achse relativ zu Bildebene 9 ab. Fig.19 verdeutlicht eine räumliche Anordnung der Blende AS zwischen den Spiegeln M9 und M10. Ein zentraler Obskurationsbereich 29 der Blende AS mit der Obskurations- Blendenberandung 30 wird von in der Zeichnung nicht dargestellten Steg- beziehungsweise Drahtstrukturen über einen äußeren Ringbereich 31 der Blende AS getragen. Alternativ kann der zentrale Obskurationsbereich 29 von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Haltestruktur getragen werden, die sich am benachbarten Spiegel M9 abstützt und von diesem getragen wird. Eine entsprechende, vom Spiegel M9 ausgehende Haltestruktur kann vollständig im Abbildungs- licht-Schatten des zentralen Obskurationsbereichs 29 liegen, sodass die Haltestruktur nicht un- erwünscht das Abbildungslicht 3 abschattet. Entsprechend einem äußeren Bündelquerschnitt des Abbildungslicht-Teilbündels 3_M9M10 ist die Apertur-Blendenberandung in Bezug auf die lokale xz-Ebene der Blende AS nicht spiegelsym- metrisch ausgeführt, sondern ist dort, wo die Blende AS dem Abbildungslicht-Teilbündel 3M10W nächst benachbart ist, in einem Apertur-Blendenberandungsabschnitt 28a flacher ausgeführt als in einem gegenüberliegenden Apertur-Blendenberandungsabschnitt 28b. In dem vom Abbil- dungslicht-Teilbündel 3M10W entfernt liegenden Apertur-Blendenberandungsabschnitt 28b ver- läuft die Apertur-Blendenberandung 28 angenähert kreisförmig. Zur Verdeutlichung ist in der Fig.20 die Apertur-Blendenberandung 28 in einen Kreis K eingeschrieben. Ein Mittelpunkt die- ses Kreises K fällt mit einem Zentrum Z des zentralen Obskurations-Bereichs 29 der Blende AS zusammen. Ein Maximaldurchmesser D der Apertur-Blendenberandung 28, der in x-Richtung verläuft, stimmt mit dem Kreisdurchmesser überein. Ein objektseitiger Hauptstrahlwinkel beträgt bei der Projektionsoptik 275,1°. Eine Pupillenobs- kuration der Projektionsoptik 27 beträgt 19 % der numerischen Apertur der Projektionsoptik 27. Ein Flächenanteil von 0,192 einer Pupille der Projektionsoptik 27 ist somit obskuriert. Ein Ob- jekt-Bild-Versatz dOIS beträgt etwa 2000 mm. Die Spiegel der Projektionsoptik 27 können in einem Quader mit xyz-Kantenlängen von 699 mm x 2275 mm x 1434 mm untergebracht werden. Die Objektebene 5 verläuft parallel zur Bildebene 9. Ein Arbeitsabstand zwischen dem wafernächsten Spiegel M9 und der Bildebene 9 beträgt 121 mm. Die Spiegel M1, M5, M6, M7 und M10 haben negative Radiuswerte, sind also grundsätzlich Konkavspiegel. Der Spiegel M2 hat positive Radiuswerte, ist grundsätzlich also ein Konvexspie- gel. Die weiteren Spiegel M3, M4, M8 und M9 haben unterschiedliche Vorzeichen hinsichtlich ihrer x- und y-Radiuswerte, haben also eine Sattelflächen-Grundform. Eine Spiegelabfolge hinsichtlich einer Einfallswinkel-Klassifizierung (N:NI-Spiegel; G:GI- Spiegel) ist bei den Spiegeln M1 bis M10 der Projektionsoptik 27 NGGGGGGGNN. Eine Ab- folge umlenkender Wirkungen für den Abbildungslicht-Hauptstrahl eines zentralen Feldpunktes (L: Umlenkungswirkung im Uhrzeigersinn; R: Umlenkungswirkung entgegen dem Uhrzeiger- sinn) ist bei den Spiegeln M1 bis M10 der Projektionsoptik 27 LRRRRRRR0R. Die GI-Spiegel M2 bis M8 haben also alle die gleiche Orientierung ihrer umlenkenden Wirkung. Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils wird die Projektionsbelichtungs- anlage 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.

Claims

Patentansprüche 1. Abbildende Optik (7; 20; 25; 26) für die Projektionslithographie

- mit einer Mehrzahl von Spiegel (M1 bis M10) zur Abbildung eines Objektfeldes (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) mit längs eines Abbil- dungs-Strahlengangs zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8) geführtem Ab- bildungslicht (3),

- mit einem im Strahlengang vorletzten Spiegel (M9) ohne Durchtrittsöffnung zum

Durchtritt des Abbildungslichts (3),

- mit einer Blende (AS) zur Vorgabe zumindest eines Abschnitts (18) einer äußeren

Randkontur (19; 24) einer Pupille der abbildenden Optik (7; 20; 25; 26),

- wobei die Blende (AS) räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel (M9) und einem im Strahlengang letzten Spiegel (M10) angeordnet ist.

2. Abbildende Optik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Strahlengang letzte Spiegel (M10) eine Durchtrittsöffnung (17) zum Durchtritt des Abbildungslichts (3) hat.

3. Abbildende Optik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (AS) die äußere Randkontur (19; 24) der Pupille in einem Azimutbereich (B) um ein Zentrum (Z) der Pupille abdeckt, der größer ist als 180°.

4. Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch genau eine Blende (AS) zur Vorgabe der vollständigen äußeren Randkontur (24) der Pupille der abbil- denden Optik (7; 20; 25; 26).

5. Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (AS) zumindest abschnittsweise plan ausgeführt ist.

6. Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randkontur der Blende (AS) einen dreidimensionalen Verlauf hat.

7. Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (AS) die Randkontur (24) der Pupille in mehr als einer Ebene (E 1

A_S , E 2

A_S ) begrenzt.

8. Abbildende Optik (7; 20; 25; 26) für die Projektionslithographie

Durchtritt des Abbildungslichts (3),

- mit mindestens einer Blende (AS) zur Vorgabe zumindest eines Abschnitts (18) einer äußeren Randkontur (19; 24) einer Pupille der abbildenden Optik (7; 20; 25; 26), - wobei die Blende (AS) räumlich zwischen dem im Strahlengang vorletzten Spiegel (M9) und einem im Strahlengang letzten Spiegel (M10) angeordnet ist,

- wobei eine Eintrittspupille (EP) der abbildenden Optik (7; 20; 25; 26) im Strahlengang des Abbildungslichts (31) vor dem Objektfeld (4) angeordnet ist.

9. Optisches System

- mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Beleuchtung des Objektfeldes (4) mit dem Abbil- dungslicht (3),

- mit einer abbildenden Optik (7; 20; 25; 26) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Optisches System

- mit einer abbildenden Optik (7; 20; 25; 26) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

- mit einem Waferhalter (12) zur Verlagerung eines Wafers (11) längs einer Objektverla- gerungsrichtung (y),

- wobei die Blende (AS) in einer Richtung (x) senkrecht zur Objektverlagerungsrichtung (y) beide extremen Randpositionen (E(x),

E(-x)) der äußeren Randkontur (19; 24) der Pupille der abbildenden Optik (7; 20; 25; 26) begrenzt.

11. Projektionsbelichtungsanlage mit einem optischen System nach Anspruch 9 oder 10 und mit einer EUV-Lichtquelle (2).

12. 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 11,

- Erzeugen einer Mikro- beziehungsweise Nanostruktur auf dem Wafer (11).

13. Strukturiertes Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 12.