DE102009011328A1

DE102009011328A1 - Abbildende Optik

Info

Publication number: DE102009011328A1
Application number: DE200910011328
Authority: DE
Inventors: Aurelian Dr. Dodoc
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-08-19

Abstract

Eine abbildende Optik (7) hat eine Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M6), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden. Ein erster Spiegel (M1) ist im Abbildungsstrahlengang direkt nach dem Objektfeld (4) und ein zweiter Spiegel (M2) ist im Abbildungsstrahlengang direkt nach dem ersten Spiegel (M1) angeordnet. Ein Abbildungs-Teilstrahlengang (17) zwischen dem Objektfeld (4) und dem ersten Spiegel (M1) und ein weiterer Abbildungs-Teilstrahlengang (18) direkt nach dem zweiten Spiegel (M2) kreuzen sich. Bei einem weiteren Aspekt hat die abbildende Optik (7) einen Faltspiegel (FM1) im Abbildungsstrahlengang. Dem Faltspiegel (FM1) benachbart ist ein Blendenkörper (26) angeordnet, der zusammen mit dem Faltspiegel (FM1) eine Durchgangsöffnung (27) für Abbildungslicht (3) bildet. Bei einem weiteren Aspekt hat die abbildende Optik (7) einen weiteren Faltspiegel im Abbildungsstrahlengang. Es resultiert eine abbildende Optik mit verbesserter Abbildungsqualität bzw. kompakter Gestaltung.

Description

Die Erfindung betrifft eine abbildende Optik mit einer Mehrzahl von Spiegeln, die ein Objektfeld in einer Objektebene in ein Bildfeld in einer Bildebene abbilden.
Abbildende Optiken, insbesondere als Projektionsoptiken als Bestandteil von Projektionsbelichtungsanlagen für die Mikrolithographie, sind bekannt aus der US 6,577,443 B2 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abbildungsqualität einer derartigen abbildenden Optik zu verbessern.
Diese Aufgabe ist nach einem ersten Aspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Die sich kreuzenden beiden Abbildungs-Teilstrahlengänge führen zur Möglichkeit, das optische Design der abbildenden Optik so auszulegen, dass nahe dem Objektfeld Bauraum beispielsweise für einen Spiegel einer Beleuchtungsoptik zur Führung von Beleuchtungslicht hin zum Objektfeld bereitgestellt werden kann. In diesem Bauraum kann beispielsweise ein Spiegel für streifenden Einfall (grazing-incidence Spiegel) zur Führung des Beleuchtungslichts hin zum Objektfeld angeordnet werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine abbildende Optik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie kompakt gestaltet werden kann.
Diese Aufgabe ist gemäß einem weiteren Aspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Faltspiegel, der zur Bauraumreduzierung der abbildenden Optik eingesetzt werden kann, zusammen mit dem Blendenkörper eine Blende für die abbildende Optik bilden kann. Der Faltspiegel schafft dann die Möglichkeit einer einen gegebenen Bauraum gut ausnutzenden Gestaltung der abbildenden Optik. Zusätzlich kann der Faltspiegel im Bereich einer Pupillenebene der abbildenden Optik angeordnet sein. Der Faltspiegel kann dann zusammen mit dem Blendenkörper eine Aperturblende für die abbildende Optik bilden. Ein solcher Pupillen-Faltspiegel hat dann also zusätzlich die Funktion einer Aperturblende.
Unter einer Pupille einer abbildenden Optik versteht man im Allgemeinen alle Bilder der Aperturblende, die den Abbildungsstrahlengang begrenzt. Die Ebenen, in denen diese Bilder zu liegen kommen, bezeichnet man als Pupillenebenen. Da jedoch die Bilder der Aperturblende nicht zwangsläufig exakt plan sind, werden verallgemeinert auch die Ebenen, die näherungsweise diesen Bildern entsprechen, als Pupillenebenen bezeichnet. Die Ebene der Aperturblende selbst wird ebenfalls als Pupillenebene bezeichnet. Ist die Aperturblende nicht plan, so wird, wie bei den Bildern der Aperturblende, die Ebene, die der Aperturblende am ehesten entspricht, als Pupillenebene bezeichnet.
Unter der Eintrittspupille der abbildenden Optik versteht man das Bild der Aperturblende, das entsteht, wenn man die Aperturblende durch den Teil der abbildenden Optik, der zwischen Objektebene und Aperturblende liegt, abbildet. Entsprechend ist die Austrittspupille das Bild der Aperturblende, das sich ergibt, wenn man die Aperturblende durch den Teil der abbildenden Optik, der zwischen Bildebene und Aperturblende liegt, abbildet.
Handelt es sich bei der Eintrittspupille um ein virtuelles Bild der Aperturblende, das heißt, dass die Eintrittspupillenebene vor dem Objektfeld liegt, so spricht man von einer negativen Schnittweite der Eintrittspupille. In diesem Fall verlaufen die Hauptstrahlen zu allen Objektfeldpunkten so, als ob sie von einem Punkt vor dem abbildenden Strahlengang kommen würden. Der Hauptstrahl zu jedem Objektpunkt ist definiert als der Verbindungsstrahl zwi schen dem Objektpunkt und dem Mittelpunkt der Eintrittspupille. Bei einer negativen Schnittweite der Eintrittspupille haben die Hauptstrahlen zu allen Objektpunkte somit einen divergenten Strahlverlauf am Objektfeld.
Eine abgeschattete oder obskurierte Austrittspupille an einem Bildpunkt liegt vor, wenn dieser Bildpunkt nicht von allen Strahlen erreicht werden kann, die vom zugehörigen Objektpunkt innerhalb der Apertur ausgehen. Es gibt also ein Gebiet innerhalb der Austrittspupille, das keine Strahlen von diesem Bildpunkt erreichen können. Dieses Gebiet bezeichnet man als Pupillenobskuration.
Eine alternative Definition einer Pupille ist derjenige Bereich im Abbildungsstrahlengang der abbildenden Optik, in dem sich von den Objektfeldpunkten ausgehende Einzelstrahlen schneiden, die, relativ zu den von diesen Objektfeldpunkten ausgehenden Hauptstrahlen, jeweils dem gleichen Beleuchtungswinkel zugeordnet sind. Als Pupillenebene kann diejenige Ebene bezeichnet werden, in der die Schnittpunkte der Einzelstrahlen gemäß der alternativen Pupillendefinition liegen oder die der räumlichen Verteilung dieser Schnittpunkte, die nicht zwingend exakt in einer Ebene liegen muss, am nächsten kommt.
Die zuletzt genannte Aufgabe ist gemäß einem weiteren Aspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 3 angegebenen Merkmalen.
Zwei Faltspiegel ermöglichen Gestaltungen, bei denen ein vorhandener Bauraum für die abbildende Optik besonders gut genutzt werden kann. Die Obstruktion eines das Objektfeld beleuchtenden Strahlengangs einer der abbildenden Optik vorgelagerten Beleuchtungsoptik durch Komponenten der abbildenden Optik kann auf diese Weise vermieden werden.
Im Unterschied zu einem bündelformenden Spiegel der abbildenden Optik, der bei der Abbildung des Objektfeldes in das Bildfeld eine dieser Abbildung unterstützende Wirkung hat, hat ein Faltspiegel eine derartige die Abbildung unterstützende Wirkung in der Regel nicht, sondern hat in der Regel lediglich die Funktion, den Abbildungsstrahlengang umzulenken.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 4 vereint die Vorteile, die vorstehend unter Bezugnahme auf die abbildenden Optiken nach den Ansprüchen 2 und 3 erläutert wurden.
Bei einer Ausführung nach Anspruch 5 stellen der Blendenkörper und der Faltspiegel eine bauliche Einheit dar. Alternativ kann der Blendenkörper als vom Faltspiegel unabhängige Komponente ausgeführt sein.
Anordnungen nach den Ansprüchen 6 und 7 haben sich zur Gewährleistung der Funktion ”Aperturblende” des Faltspiegels als besonders vorteilhaft herausgestellt. Der Blendenkörper kann teilkreisförmig und insbesondere halbkreisförmig ausgebildet sein, sodass die Durchgangsöffnung zwischen dem Faltspiegel und dem Blendenkörper dann eine entsprechende teilkreisförmige und insbesondere halbkreisförmige Gestalt hat.
Eine einander benachbarte Anordnung der Faltspiegel nach Anspruch 8 oder 9 ermöglicht eine kompakte abbildende Optik.
Eine Anordnung zweier Faltspiegel nach Anspruch 10 unterteilt die abbildende Optik in eine Mehrzahl von Spiegelgruppen mit mindestens einem abbildenden Spiegel, zwischen denen die mindestens zwei Faltspiegel angeordnet sind. Es resultiert eine entsprechend hohe Anzahl von Freiheitsgraden, um die abbildende Optik an entsprechende bauliche Randbedingungen anzupassen.
Eine Anordnung des weiteren Faltspiegels nach Anspruch 11 ermöglicht es, diesen weiteren Faltspiegel mit einer vergleichsweise kleine Reflexionsfläche zu realisieren.
Eine Anordnung zweier Faltspiegel nach Anspruch 12 hat sich zur Realisierung einer kompakten abbildenden Optik als besonders geeignet herausgestellt.
Eine abbildende Optik mit einem Dimensionsverhältnis nach Anspruch 13 benötigt einen vorteilhaft kleinen Bauraum. Das Verhältnis T_max/L kann höchstens 0,43, höchstens 0,34 oder sogar höchstens 0,32 betragen.
Ein Planspiegel nach Anspruch 14 ist eine besonders unaufwändig anwendbare Variante eines Faltspiegels. Insbesondere können, falls mehrere Faltspiegel in der abbildenden Optik zum Einsatz kommen, alle Faltspiegel als Planspiegel aufgeführt sein.
Faltspiegel mit parallel ausgerichteten Reflexionsflächen nach Anspruch 15 vermeiden die Einführung von unerwünscht schiefwinkligen Komponentenanordnungen. Je nach den baulichen Anforderungen können die Reflexionsflächen der mindestens zwei Faltspiegel auch so zueinander ausgerichtet sein, dass die Reflexionsflächen nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, sondern einen Winkel zueinander aufweisen.
Die Vorteile einer Anordnung nach Anspruch 16 entsprechen denen, die vorstehend in Zusammenhang mit dem Anspruch 15 bereits ausgeführt wurden. Bevorzugt verläuft die Objektebene parallel zur Bildebene.
Eine Ausgestaltung des Faltspiegels als Spiegels für streifenden Einfall nach Anspruch 17 ermöglicht es, den Faltspiegel mit besonders hoher Reflexionseffizienz auszugestalten. Ein entsprechend hoher Durchsatz der Abbildungsoptik ist die Folge.
Eine Korrektur-Reflexionsfläche nach Anspruch 18 ermöglicht es, über den mindestens einen Faltspiegel, der eine derartige Korrektur-Reflexions-fläche aufweist, eine Abbildungsfehlerkorrektur in der abbildenden Optik vorzunehmen. Insbesondere können, soweit mehr als ein Faltspiegel in der abbildenden Optik vorliegt, alle Faltspiegel mit entsprechenden Korrektur-Reflexionsflächen ausgebildet sein. Derartige mit einer Korrektur-Reflexionsfläche ausgerüstete Faltspiegel können austauschbar, beispielsweise in Wechselhalterungen, gelagert sein, sodass sie nach Bedarf gegen Faltspiegel mit anders gestalteten Korrektur-Reflexionsflächen ausgetauscht werden können.
Eine formveränderliche Korrektur-Reflexionsfläche nach Anspruch 19 ermöglicht eine gesteuerte oder, beispielsweise abhängig von einem gemessenen Abbildungsfehler, auch geregelte Korrektur von Abbildungsfehlern der abbildenden Optik.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 20 hat sich zur Gewährleistung anspruchsvoller Abbildungsanforderungen als besonders geeignet herausgestellt.
Dies gilt entsprechend für eine Anordnung nach Anspruch 21.
Eine Anordnung nach Anspruch 22 vermeidet insbesondere eine Pupillen-obskuration. Beleuchtungswinkel nahe eines senkrechten Einfalls können dann gewährleistet werden.
Ein dritter Spiegel nach Anspruch 23 kann wesentlich zur Korrektur einer Bildfeldwölbung der abbildenden Optik beitragen.
Die Vorteile der abbildenden Optik nach Anspruch 24 wurden bereits im Zusammenhang mit der abbildenden Optik nach Anspruch 2 erläutert.
Die Merkmale der abbildenden Optiken gemäß den vorstehend erläuterten Aspekten können auch miteinander kombiniert werden. So ist es beispielsweise möglich, dass die abbildende Optik nach dem ersten Aspekt mit den gekreuzten Abbildungs-Teilstrahlengängen einen oder mehrere Faltspiegel im Sinne der abbildenden Optiken der weiteren Aspekte aufweist. Bei der abbildenden Optik kann es sich um eine kartoptrische Optik handeln.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 25, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 26, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 27 und eines mikro- bzw. nano-strukturierten Bauelements nach Anspruch 28 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße abbildende Optik bereits erläutert wurden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithografie;
2 und 3 verschiedene Ausführungen von abbildenden Optiken für die Projektionsbelichtungsanlage nach 1;
4 schematisch einen Pupillen-Faltspiegel zusammen mit einem Pupillen-Blendenkörper zum Einsatz bei der abbildenden Optik nach 3; und
5 und 6 verschiedene weitere Ausführungen von abbildenden Optiken für die Projektionsbelichtungsanlage nach 1.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie 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 zwischen 5 nm und 30 nm erzeugt. Auch andere EUV-Wellenlängen sind möglich. Generell sind sogar beliebige Wellenlängen, z. B. sichtbare Wellenlängen, für das in der Projektionsbelichtungsanlage 1 geführte Beleuchtungslicht möglich. Ein Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 ist in der 1 äußerst schematisch dargestellt.
Zur Führung des Beleuchtungslichts 3 hin zu einem Objektfeld 4 in einer Objektebene 5 dient eine Beleuchtungsoptik 6. Mit einer Projektionsoptik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Die Projektionsoptik 7 verkleinert um einen Faktor 4.
Die Bildebene 9 ist bei der Projektionsoptik 7 parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird hierbei ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer reflektierenden Maske 10, die auch als Retikel bezeichnet wird. Die Abbildung erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 11 in Form eines Wafers, der von einem Substrathalter 12 getragen wird. 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 Strahlungsbündel 14 des Beleuchtungslichts 3 dargestellt. Die bildfeldseitige numerische Apertur NA der Projektionsoptik 7 nach 2 beträgt 0,316, was in der 1 nicht maßstäblich wiedergegeben ist.
Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage 1 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 nach rechts und die z-Richtung nach unten.
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.
2 zeigt das optische Design einer ersten Ausführung der Projektionsoptik 7. Dargestellt ist der Strahlengang jeweils dreier Einzelstrahlen 15, die von zwei in der 2 übereinanderliegenden und zueinander in der y-Richtung beabstandeten Objektfeldpunkten ausgehen, wobei die drei Einzelstrahlen 15, die zu einem dieser zwei Objektfeldpunkte gehören, jeweils drei unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen für die zwei Objektfeldpunkte zuge ordnet sind. Dieser Strahlengang ist für die Komponenten der Projektionsoptik 7 sowie für eine letzte Komponente im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 vor dem Objektfeld 4, nämlich einen letzten Beleuchtungsspiegel 16 für streifenden Einfall (grazing-incidence-Spiegel), eingezeichnet. Der Strahlengang der Einzelstrahlen 15 zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 wird auch als Abbildungsstrahlengang bezeichnet.
Ausgehend von der Objektebene 5 werden die Einzelstrahlen 15 zunächst von einem ersten Spiegel M1 und anschließend von weiteren Spiegeln reflektiert, die nachfolgend in der Reihenfolge des Abbildungsstrahlengangs als Spiegel M2, M3, M4, M5 und M6 bezeichnet werden. Die Projektionsoptik 7 nach 2 hat also sechs reflektierende Spiegel. Bei diesen Spiegeln M1 bis M6 handelt es sich jeweils um bündelformende Spiegel, also um Spiegel, die einen Beitrag zur abbildungsoptimierten Formung des Abbildungslichts 3 zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 liefern.
Die Spiegel M1 bis M6 tragen eine für die Wellenlänge des Beleuchtungslichts 3 hoch reflektierende Beschichtung, falls dies aufgrund der Wellenlänge, zum Beispiel im EUV, erforderlich ist.
Bei der Projektionsoptik 7 handelt es sich um ein katoptrisches System, also um eine ausschließlich aus Spiegeln aufgebaute abbildende Optik.
Keiner der Spiegel M1 bis M6 hat eine Durchgangsöffnung zum Durchlass des Abbildungslichts 3.
Die Spiegel M1, M2, M4 und M6 haben eine konkave Grundform, können also durch eine konkave bestangepasste Fläche beschrieben werden. Die Spiegel M3 und M5 haben eine konvexe Grundform, können also durch eine konvexe bestangepasste Fläche beschrieben werden.
Zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M1, also dem ersten Spiegel im Abbildungsstrahlengang direkt nach dem Objektfeld 4, verläuft ein erster Abbildungs-Teilstrahlengang 17. Zwischen dem Spiegel M2, also dem zweiten Spiegel im Abbildungsstrahlengang direkt nach dem ersten Spiegel M1, und dem Spiegel M3, also direkt nach dem zweiten Spiegel M2, verläuft ein zweiter Abbildungs-Teilstrahlengang 18. Die beiden Abbildungs-Teilstrahlengänge 17, 18 kreuzen sich.
Zwischen den Spiegeln M2 und M3 ist eine Pupillenebene 19 angeordnet.
Die Projektionsoptik 7 hat eine negative Eingangs-Schnittweite. Eine Eintrittspupille der Projektionsoptik 7 liegt also im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 vor dem Objektfeld 4. In einem ungefalteten Strahlengang liegt die Eintrittspupille etwa 1450 mm vor dem Objektfeld 4.
Zwischen dem Spiegel M4 und dem Spiegel M5 liegt eine Zwischenbildebene 20 der Projektionsoptik 7. Das zugehörige Zwischenbild ist dem letzten Spiegel M6 der Projektionsoptik 7 benachbart.
Die Spiegel M3 und M6 sind Rücken an Rücken liegend zueinander angeordnet.
Zwischen einer Normalen 21 auf einem zentralen Objektfeldpunkt und einer Normalen 22 auf einem zentralen Bildpunkt liegt ein Objekt-Bild-Versatz OIS vor. Dieser Objekt-Bild-Versatz beträgt etwa 110 mm.
In der y-Richtung hat das Projektionsobjektiv 7 nach 2 zwischen den Spiegeln M2 und M4 eine maximale Breite T_max von 841,5 mm.

Die optischen Daten der Projektionsoptik 7 ergeben sich aus den nachfolgenden Tabellen. Die Tabelle 1 gibt dabei die Scheitelpunkt-Krümmungs-radien (Radius) der einzelnen Komponenten im Strahlengang des Beleuchtungs- bzw. Abbildungslichts 3 ab dem Spiegel 16 sowie die relativen Abstände (Dicke) der Komponenten zueinander in z-Richtung an. In der dritten Spalte der ersten Tabelle befindet sich für asphärische Flächen der Hinweis ”AS”. Die Flächen 2, 3, 5, 6, 7 und 8 in der ersten nachfolgenden Tabelle repräsentieren dabei die Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M6. Die Fläche 4 repräsentiert die Pupillenebene 19.

FLAECHE	RADIUS		DICKE	BETRIEBSART
0	0.000000		10.000000
1	0.000000		692.000000
2	–5963.898799	AS	–602.708266	REFL
3	1648.874614	AS	1046.524613	REFL
4	0.000000		134.946097
5	381.916684	AS	–503.750602	REFL
6	707.638535	AS	841.415674	REFL
7	343.409930	AS	–224.234959	REFL
8	301.435951	AS	288.760879	REFL
9	0.000000		0.000000

Die Pfeilhöhen der asphärischen Fläche ergeben sich dabei am Ort mit dem Abstand h zur mit der Rotations-Symmetrieachse der jeweiligen Oberfläche zusammenfallenden z-Achse (h² = x² + y²) gemäß folgender Formel:
Hierbei ist c die Scheitelpunktkrümmung, also der Kehrwert des Radius K ist der konische Koeffizient (K) gemäß Code V^®.

Die zweite nachfolgende Tabelle ”Asphärische Konstanten” gibt die Werte des konischen Koeffizienten K sowie der der asphärischen Konstanten C1 bis C9 für die Flächen 2, 3 sowie 5 bis 8, also für die Spiegel M1 bis M6 wieder.

Fläche	2	3	5	6	7
K	–323.446	7.1702	9.33388	–0.878053	27.2379
C1	–4.488173e–10	–2.643438e–10	–3.102583e–08	3.097114e–10	–7.161540e–08
C2	2.904611e–15	–2.911552e–16	–8.262057e–13	3.359954e–16	–9.793799e–12
C3	–2.784134e–20	–1.166789e–21	–3.084248e–17	5.774286e–22	–1.279658e–15
C4	1.865420e–25	–9.534003e–28	–3.864485e–21	–5.469954e–28	–5.250815e–19
C5	–7.212265e–31	6.467016e–33	2.393854e–25	5.679525e–33	9.791931e–23
C6	1.198588e–36	–4.701933e–38	–3.008854e–29	–8.090132e–39	–4.620633e–26
C7	–3.195605e–83	9.075402e–87	–8.842351e–63	–2.338864e–84	–3.174497e–57
C8	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00
C9	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00	0.000000e+00

Fläche	8
K	–3.45348
C1	1.589968e–08
C2	–1.229131e–13
C3	2.730619e–18
C4	–4.248830e–23
C5	6.791427e–28
C6	–5.458911e–33
C7	8.208034e–71
C8	0.000000e+00
C9	0.000000e+00

3 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im einzelnen diskutiert.
Zwischen den Spiegeln M2 und M3 weist die Projektionsoptik 7 nach 3 einen Faltspiegel FM1 auf. Der Faltspiegel FM1 hat eine mit Hilfe einer Mehrzahl von Aktuatoren 23 formveränderliche Korrektur-Reflexionsfläche 24. Die Aktuatoren 23 sind auf der der Korrektur-Reflexionsfläche 24 abgewandten Seite eines Spiegelkörpers des Faltspiegels FM1 angeordnet und werden von einem Aktuatorrahmen 25 getragen. In Ruhestellung aller Aktuatoren 23 ist die Reflexionsfläche 24 plan und senkrecht sowohl zur Objektebene 5 als auch zur Bildebene 9 angeordnet. Der Faltspiegel FM1 ist als Spiegel für streifenden Einfall ausgebildet, wobei ein Einfallswinkel der Einzelstrahlen 15 des Abbildungslichts 3 auf dem Faltspiegel FM1 größer ist als 70°.
Die Aktuatoren 23 können unabhängig voneinander angesteuert werden. Durch Betätigung der Aktuatoren 23 lässt sich über eine von der Planität abweichenden Formgestaltung der Korrektur-Reflexionsfläche 24 eine Korrektur von Abbildungsfehlern der Projektionsoptik 7 gewährleisten.
Der Faltspiegel FM1 ist als Pupillen-Faltspiegel im Bereich der Pupillenebene 19 der Projektionsoptik 7 angeordnet. Hauptstrahlen des Abbildungsstrahlengangs treffen auf einem gemeinsamen Auftreffpunkt AP zentral auf die Reflexionsfläche 24 auf.
Benachbart zum Pupillen-Faltspiegel FM1 ist ein Pupillen-Blendenkörper 26 angeordnet (vgl. auch 4). Dieser bildet zusammen mit dem Pupillen-Faltspiegel FM1 eine Durchgangsöffnung 27 für das Abbildungslicht 3. Die Durchgangsöffnung 27 ist bei der Ausführung des Pupillen-Blendenkörpers 26 halbkreisförmig. Zusammen mit dem Pupillen-Faltspiegel M1 stellt der Pupillen-Blendenkörper 26 eine Aperturblende der Projektionsoptik 7 dar. Der Pupillen-Blendenkörper 26 ist auf Höhe des Auftreffpunktes AP der Hauptstrahlen angeordnet, sodass eine Blendenebene 28 den Pupillen-Faltspiegel FM1 im Bereich des Auftreffpunktes AP schneidet. Diese Blendenebene 28 fällt mit der Pupillenebene 19 zusammen.
Der Auftreffpunkt AP stellt zudem den Mittelpunkt des Kreises dar, von dem die Durchgangsöffnung 27 einen Halbkreis darstellt.
Aufgrund des Pupillen-Faltspiegels FM1 ist die Projektionsoptik 7 nach 3, was den Beleuchtungsoptik-Spiegel 16 sowie die Spiegel M1 und M2 und das Objektfeld 4 angeht, zu einer xz-Ebene spiegelverkehrt im Vergleich zur Ausführung der Projektionsoptik 7 nach 2 angeordnet.
Ein Verhältnis zwischen einer Breite T_max der Projektionsoptik 7 in der in der 3 dargestellten Meridionalebene, in der ein Zentrum des Objektfeldes 4 und ein Zentrum des Spiegelfeldes 8 liegen, und einer Länge L der Projektionsoptik 7 zwischen der Objektebene 5 und der Bildebene 9 beträgt bei der Ausführung nach 3 etwa 0,34.
Die Projektionsoptik 7 nach 3 hat einen Objekt-Bild-Versatz von etwa 100 mm.
5 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im einzelnen diskutiert.
Die Projektionsoptik 7 nach 5 hat zwischen den Spiegeln M2 und M3 zwei Faltspiegel, nämlich den Pupillen-Faltspiegel FM1 und diesem im Abbildungsstrahlengang direkt vorgeordnet einen weiteren Faltspiegel FM2. Beide Faltspiegel FM1 und FM2 sind zwischen den Spiegeln M2 und M3 angeordnet.
Aufgrund der Verwendung der beiden Faltspiegel FM1, FM2 entspricht die Anordnung der Spiegel M1 bis M6 wieder derjenigen der Anordnung bei der Projektionsoptik 7 nach der 2. Im Vergleich zwischen den Projektionsoptiken 7 nach den 2 und 5 liegen also keine spiegelverkehrt angeordneten Spiegel-Baugruppen vor.
Das Verhältnis T_max/L beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 5 etwa 0,34.
Der Faltspiegel FM2 ist als Planspiegel ausgeführt. Eine Reflexionsfläche 29 des Faltspiegels FM2 steht senkrecht einerseits auf der Objektebene 5 und andererseits auf der Bildebene 9. Der Faltspiegel FM2 ist ein Spiegel für streifenden Einfall mit einem Einfallswinkel für das Abbildungslicht 3, der größer ist als 70°.
Der Objekt-Bild-Versatz beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 5 Null.
6 zeigt eine weitere Ausführung der Projektionsoptik 7. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im einzelnen diskutiert.
Bei der Projektionsoptik 7 nach 6 ist ein erster Faltspiegel FM3 zwischen den Spiegeln M2 und M3 genauer zwischen den Spiegeln M2 und der Pupillenebene 19, angeordnet. Der Faltspiegel FM3 ist entsprechend dem Pupillen-Faltspiegel FM1 bei der Ausführung nach 3 aktuierbar ausgeführt. Der Faltspiegel FM3 ist nicht im Bereich einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 angeordnet.
Ein weiterer Faltspiegel FM4 ist bei der Projektionsoptik 7 nach 6 im Strahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5 räumlich benachbart zum Spiegel M6 und zum Spiegel M3 angeordnet.
Die Reflexionsfläche des nicht aktuierten Faltspiegels FM3 sowie des Faltspiegels FM4 stehen senkrecht einerseits auf der Objektebene 5 und anderseits auf der Bildebene 9. Die Faltspiegel FM3, FM4 sind Spiegel für streifenden Einfall mit Einfallswinkeln für das Abbildungslicht 3, die größer sind als 70°.
Zwischen den beiden Faltspiegeln FM3 und FM4 sind die beiden bündelförmigen Spiegel M3 und M4 angeordnet.
Der Faltspiegel FM4 ist benachbart zur Zwischenbildebene 20 angeordnet.
Aufgrund dieser Anordnung der beiden Faltspiegel FM3, FM4 ist der Abbildungsstrahlengang im Bereich der Spiegel M3 und M4 bezüglich einer xz-Ebene im Vergleich zum Strahlengang der Projektionsoptik 7 nach 2 spiegelverkehrt.
Das Verhältnis T_max/L beträgt bei der Projektionsoptik 7 nach 6 etwa 0,32.
Was die Abstände sowie die asphärischen Formen der bündelförmigen Spiegel M1 bis M6 im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8 angeht, so unterscheidet sich das optische Design der Ausführungen der 3 sowie 5 und 6 nicht vom optischen Design der Ausführung der Projektionsoptik 7 nach 2.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils, insbesondere eines Halbleiter-Bauelements für die Mikroelektronik, also beispielsweise eines Mikrochips, wird folgendermaßen vorgegangen: Zunächst werden das Retikel 10 und der Wafer 11 bereitgestellt. Dann wird eine auf dem Retikel 10 vorliegende Struktur auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 11 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer 11 erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6577443 B2 [0002]

Claims

Abbildende Optik (7) mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M6) die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden, – wobei ein erster Spiegel (M1) im Abbildungsstrahlengang direkt nach dem Objektfeld (4) und ein zweiter Spiegel (M2) im Abbildungsstrahlengang direkt nach dem ersten Spiegel (M1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – ein erster Abbildungs-Teilstrahlengang (17) zwischen dem Objektfeld (4) und dem ersten Spiegel (M1) und – ein weiterer Abbildungs-Teilstrahlengang (18) direkt nach dem zweiten Spiegel (M2) sich kreuzen.
Abbildende Optik (7) mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M6) die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) mit einer Bildebene (9) abbilden, – mit einem Faltspiegel (FM1) im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8), dadurch gekennzeichnet, dass dem Faltspiegel (FM1) benachbart ein Blendenkörper (26) angeordnet ist, der zusammen mit dem Faltspiegel (FM1) eine Durchgangsöffnung (27) für Abbildungslicht (3) bildet.
Abbildende Optik (7) mit einer Mehrzahl von Spiegeln (M1 bis M6) die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) mit einer Bildebene (9) abbilden, – mit einem Faltspiegel (FM1; FM3) im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8), gekennzeichnet durch einen weiteren Faltspiegel (FM2, FM4) im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8).
Abbildende Optik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Faltspiegel (FM1) benachbart ein Blendenkörper (26) angeordnet ist, der zusammen mit dem Faltspiegel (FM1) eine Durchgangsöffnung (27) für Abbildungslicht (3) bildet.
Abbildende Optik nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenkörper (26) mit dem Faltspiegel (FM1) mechanisch verbunden ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltspiegel (FM1) so im Abbildungsstrahlengang angeordnet ist, dass Hauptstrahlen eines Abbildungsstrahlengangs auf einen Auftritt-Punkt (AP) zentral auf eine zur Reflexion genutzte Fläche (24) auftreffen.
Abbildende Optik nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenkörper (26) auf Höhe des Auftreffpunktes (AP) der Hauptstrahlen angeordnet ist, sodass eine Blendenebene (28) den Faltspiegel (FM1) im Bereich des Auftreffpunktes (AP) schneidet.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Faltspiegel (FM2) im Abbildungsstrahlengang benachbart zum Faltspiegel (FM1) angeordnet ist.
Abbildende Optik nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Faltspiegel (FM1, FM2) zwischen einem im Abbildungsstrahlengang zweiten bündelformenden Spiegel (M2) und einem im Abbildungsstrahlengang dritten bündelformenden Spiegel (M3) angeordnet sind.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Faltspiegeln (FM3, FM4) mindestens ein bündelformender Spiegel (M3, M4) angeordnet ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die abbildende Optik (7) eine Zwischenbildebene (20) aufweist, wobei der weitere Faltspiegel (FM4) benachbart zu dieser Zwischenbildebene (20) angeordnet ist.
Abbildende Optik nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass – einer der beiden Faltspiegel (FM3) zwischen einem im Abbildungsstrahlengang zweiten bündelformenden Spiegel (M2) und einem im Abbildungsstrahlengang dritten bündelformenden Spiegel (M3), – der andere der beiden Faltspiegel (FM4) zwischen einem im Abbildungsstrahlengang vierten bündelformenden Spiegel (M4) und einem im Abbildungsstrahlengang fünften bündelformenden Spiegel (M5) angeordnet ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein Verhältnis aus – einer Breite (T_max) der abbildenden Optik (7) in einer Meridionalebene, in der ein Zentrum des Objektfeldes (4) und ein Zentrum des Bildfeldes (8) liegen, und – einer Länge (L) der abbildenden Optik (7) zwischen der Objektebene (5) und der Bildebene (9) höchstens 0,5 beträgt.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Faltspiegel (FM1 bis FM4) als Planspiegel ausgeführt ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 3 bis 14, gekennzeichnet durch mindestens zwei Faltspiegel (FM1, FM2; FM3, FM4) mit zueinander parallel ausgerichteten Reflexionsflächen (24, 29).
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Faltspiegel (FM1 bis FM4) eine Reflexionsfläche (24, 29) aufweist, die senkrecht zur Objektebene (5) und/oder senkrecht zur Bildebene (9) angeordnet ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Faltspiegel (FM1 bis FM4) als Spiegel für streifenden Einfall ausgeführt ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Faltspiegel (FM1; FM3) als Korrektur-Faltspiegel mit einer von der Planität abweichenden Korrektur-Reflexionsfläche ausgeführt ist.
Abbildende Optik nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine mittels mindestens eines Aktuators (23) formveränderliche Korrektur-Reflexionsfläche (24).
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch genau sechs bündelformende Spiegel (M1 bis M6).
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch eine Ausführung als katoptrisches System.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass keiner der Spiegel (M1 bis M6) in seiner Reflexionsfläche eine Durchgangsöffnung zum Durchlass von Abbildungslicht (3) aufweist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch einen dritten Spiegel (M3) nach dem Objektfeld (4), der konvex geformt ist.
Abbildende Optik nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der oder einer der Faltspiegel (FM1) als Pupillen-Faltspiegel im Bereich einer Pupillenebene (19) der abbildenden Optik (7) angeordnet ist.
Optisches System mit einer abbildenden Optik nach einem der Ansprüche 1 bis 24 und mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Führung des Beleuchtungslichts (3) hin zum Objektfeld (4) der abbildenden Optik (7).
Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie – mit einem optischen System (6, 7) nach Anspruch 25, – mit einer Lichtquelle (2) für das Beleuchtungs- und Abbildungslicht (3).
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) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 26, – Erzeugen einer Struktur auf dem Wafer (11).
Strukturiertes Bauelement, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 27.