DE102011083888A1

DE102011083888A1 - Abbildende katoptrische EUV-Projektionsoptik

Info

Publication number: DE102011083888A1
Application number: DE102011083888A
Authority: DE
Inventors: Johannes Ruoff; Thomas Schicketanz
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-04
Also published as: TW201333635A; KR102091776B1; TWI579651B; US9639005B2; CN103842883A; KR20140074948A; EP2761355B1; US20140176928A1; JP6410230B2; EP2761355A1; WO2013045597A1; JP2014529106A; CN103842883B

Abstract

Eine abbildende katoptrische Optik (7) hat mindestens vier Spiegel (M1 bis M4), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden. Eine erste Hauptstrahlebene (yz) der Optik ist durch einen Verlauf eines Hauptstrahls (16) eines zentralen Objektfeldpunkts bei der Reflexion an einem der Spiegel (M1) vorgegeben. Eine zweite Hauptstrahlebene (xz) der Optik ist vorgegeben durch einen Verlauf des Hauptstrahls (16) des zentralen Objektfeldpunktes bei der Reflexion an einem anderen der Spiegel (M3, M4). Die beiden Hauptstrahlenebenen (yz, xz) schließen einen von 0 verschiedenen Winkel miteinander ein. Bei einem alternativen oder zusätzlichen Aspekt hat die abbildende Optik (7), betrachtet über das Bildfeld (8), für einen jeweils betrachteten Beleuchtungswinkel eine maximale Diattenuation von 10 % beziehungsweise eine Diattenuation, die eine tangentiale Polarisation des Abbildungslichts bevorzugt. Bei beiden Aspekten resultiert eine abbildende Optik, bei der störende Polarisationseinflüsse bei der Reflexion von Abbildungslicht an den Spiegeln der abbildenden Optik reduziert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine abbildende katoptrische EUV-Projektionsoptik nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und eine abbildende katoptrische Optik nach dem Oberbegriff der Ansprüche 5 und 7.
Derartige abbildende Optiken sind bekannt aus der US 2010/0231886 A1 . Derartige abbildende Optiken sind Bestandteil einer Projektionsbelichtungsanlage und werden bei der Strukturabbildung von einem Retikel bei der Projektionslithographie zur Herstellung integrierter Schaltkreise verwendet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abbildende Optik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass störende Polarisationseinflüsse reduziert sind.
Diese Aufgabe ist nach einem ersten Aspekt erfindungsgemäß gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass störende Polarisationseinflüsse verringert werden können, indem ein Hauptstrahlenverlauf über zumindest zwei Hauptstrahlebenen vorgegeben wird, die einen von 0 verschiedenen Winkel zueinander einschließen. Der Hauptstrahl des zentralen Objektfeldpunkts verläuft also nicht mehr in genau einer Ebene. Dies kann zu einer Kompensation von Polarisationseinflüssen auf die Spiegelreflektivität benutzt werden, die sich in der Regel einerseits senkrecht und andererseits parallel zur Einfallsebene am jeweiligen Spiegel voneinander unterscheiden. Eine Vorgabe der jeweiligen Hauptstrahlebene durch den Verlauf des Hauptstrahls bedeutet, dass der am Spiegel einfallende Hauptstrahl des zentralen Objektfeldpunkts und der am Spiegel ausfallende Hauptstrahl des zentralen Objektfeldpunkts einen von 0 verschiedenen Winkel miteinander einschließen und die Hauptstrahlebene aufspannen, also beide in der Hauptstrahlebene liegen. Störende Polarisationseinflüsse, die durch die erfindungsgemäße Optik verringert werden können, können sich aufgrund großer Beleuchtungswinkel aufgrund hoher bildfeldseitiger numerischer Aperturen der abbildenden Optik ergeben. Störende Polarisationseinflüsse können sich bei der Reflexion von Abbildungslicht an den Spiegeln der Optik ergeben.
Die abbildende Optik kann eine bildseitige numerische Apertur von mindestens 0,4 haben. Ein Bildfeld der abbildenden Optik kann eine Fläche haben, die mindestens 1 mm² beträgt. Ein Bildfeld der abbildenden Optik kann eine Fläche von mehr als 1 mm² haben und kann eine Querdimension aufweisen, die größer ist als 10 mm. Das Bildfeld ist dabei diejenige Fläche, auf die die abbildende Optik eine Abbildung mit Abbildungsfehlern ermöglicht, die kleiner sind als Vorgabewerte.
Aufeinander senkrecht stehende Hauptstrahlebenen nach Anspruch 2 haben sich zur Verringerung störender Polarisationseinflüsse als besonders geeignet herausgestellt.
Genau zwei Hauptstrahlebenen nach Anspruch 3 ermöglichen ein nicht zu aufwendiges Design der abbildenden Optik.
Ein Zwischenbild nach Anspruch 4 ermöglicht eine Beeinflussung der Einfallswinkel im Strahlengangverlauf in der abbildenden Optik, was als zusätzlicher Freiheitsgrad bei der Verringerung störender Polarisationseinflüsse genutzt werden kann. Die abbildende Optik kann genau ein Zwischenbild aufweisen. Auch andere Ausführungen mit mehr als einem Zwischenbild sind möglich.
Die eingangs genannte Aufgabe ist nach einem weiteren Aspekt gelöst durch eine abbildende Optik mit den im Anspruch 5 angegebenen Merkmalen.
Die Diattenuation ist dabei definiert als D = (u – v)/(u + v), wobei u die Gesamtreflektivität aller Spiegel der abbildenden Optik für eine maximal reflektierte Polarisationsrichtung des Abbildungslichts und v die entsprechende Gesamtreflektivität für die hierzu senkrechte Polarisation des Abbildungslichts darstellt.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass über die verschiedenen Aspekte der Erfindung Polarisationsverteilungen von bei der Abbildung miteinander wechselwirkenden Beugungsordnungen der Beleuchtung realisiert werden können, bei denen entweder eine geringe Diattenuation die Folge ist oder eine Diattenuation, die eine tangentiale Polarisation der Beleuchtung bevorzugt, bei der also eine tangentiale Polarisationskomponente mit höherer Reflektivität an den Spiegeln der katoptrischen Optik reflektiert wird als eine hierzu senkrechte radiale Polarisationskomponente. Die Bevorzugung einer tangentialen Polarisation verringert störende Polarisationseinflüsse bei der Abbildung.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Strahlführung über mehrere, einen von 0 verschiedenen Winkel miteinander einschießende Hauptstrahlebenen eine Möglichkeit zur Verringerung störender Polarisationseinflüsse liefert. Dabei wurde erkannt, dass es nicht zwingend erforderlich ist, eine Diattenuation unabhängig von einer Pupillenkoordinate beziehungsweise unabhängig vom Beleuchtungswinkel zu minimieren. Für bestimmte Anwendungen reicht es aus, eine Diattenuation für jeweils einen bestimmten absoluten Beleuchtungswinkel also für alle Paare von Pupillenkoordinaten mit gleichem Radius, also mit gleichem Abstand zu einem Pupillenzentrum, gering zu halten, wobei die Diattenuation für verschiedene absolute Beleuchtungswinkel durchaus unterschiedlich sein kann. Eine geringe maximale Diattenuation über alle Pupillenkoordinaten kann beispielsweise durch Einsatz einer abbildenden katoptrischen Optik mit geringen maximalen Einfallswinkeln auf den Spiegeln der Optik realisiert werden, beispielsweise mit maximalen Einfallswinkeln, die nicht größer sind als 20°, die nicht größer sind als 15° oder die noch geringer sind. Insbesondere im Bereich der maximalen bildseitigen numerischen Apertur ist das Design der abbildenden Optik erfindungsgemäß so ausgelegt, dass dort entweder eine geringe maximale Diattenuation vorliegt, die geringer ist als 10 % oder das dort eine Diattenuation vorliegt, die eine zum Zentrum der Pupille der abbildenden Optik tangentiale Polarisation bevorzugt. Die abbildende Optik kann genau ein Zwischenbild aufweisen. Auch andere Ausführungen mit mehr als einem Zwischenbild sind möglich. Die abbildende katoptrische Optik kann als EUV-Projektionsoptik ausgeführt sein. Ein Bildfeld der abbildenden Optik kann eine Fläche von mehr als 1 mm² haben und kann eine Querdimension aufweisen, die größer ist als 10 mm. Das Bildfeld ist dabei diejenige Fläche, auf die die abbildende Optik eine Abbildung mit Abbildungsfehlern ermöglicht, die kleiner sind als Vorgabewerte.
Eine geringe maximale Diattenuation für alle Pupillenkoordinaten nach Anspruch 6 ist besonders vorteilhaft.
Die eingangs genannte Aufgabe ist nach einem weiteren Aspekt gelöst durch eine abbildende Optik mit den in Anspruch 7 angegeben Merkmalen.
Die Vorteile der abbildenden Optik nach Anspruch 7, die eine zum Pupillenzentrum der abbildenden Optik tangentiale Polarisation bevorzugt, was auch als tangentiale Diattenuation bezeichnet wird, entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die abbildenden Optiken gemäß den ersten beiden Aspekten bereits diskutiert wurden. Bei dem bestimmten Beleuchtungswinkel, für den eine tangentiale Diattenuation vorliegt, kann es sich um einen bestimmten absoluten Beleuchtungswinkel, oder um einen Beleuchtungswinkelbereich um diesen bestimmten absoluten Beleuchtungswinkel handeln. Ein Beispiel für eine derartige Beleuchtung ist ein annulares Beleuchtungssetting. Die tangentiale Diattenuation kann dann für das gesamte annulare Beleuchtungssetting vorliegen. Auch ein Bereich um eine bestimmte Pupillenkoordinate kann die tangentiale Diattenuation aufweisen. Bei anderen Beleuchtungswinkeln muss keine tangentiale Diattenuation vorliegen. Bei einem Quadrupol-Beleuchtungssetting können beispielsweise einzelne Pole eine tangentiale Diattenuation aufweisen und andere nicht. Die tangentiale Diattenuation kann bei den größten Beleuchtungswinkeln vorliegen, also bei den randseitigen Pupillenkoordinaten der abbildenden Optik. Bei kleinen Beleuchtungswinkeln im Bereich einer Mitte der Pupille der abbildenden Optik kann die Diattenuation von der tangentialen Richtung abweichen. Beispielsweise kann die Diattenuation im Bereich der Pupillenkoordinaten, die die halbe numerische Apertur vom Zentrum aus abdecken, maximal 20 % oder maximal 10 % betragen. Außerhalb dieser Pupillengrenze, also hin zu größeren Beleuchtungswinkeln, kann dann eine tangentiale Diattenuation vorliegen. Die Pupillengrenze muss nicht zwingend bei der halben bildseitigen numerischen Apertur liegen, sondern kann auch an einer anderen Stelle im Bereich zwischen 30 % und 70 % der numerischen Apertur liegen.
Die Merkmale der vorstehend erläuterten, erfindungsgemäßen abbildenden Optiken können auch in Kombination miteinander realisiert sein. Die angegebenen, geringen Diattenuationswerte oder die Diattenuation zur Bevorzugung einer tangentialen Polarisation können also über eine Strahlführung durch mindestens zwei Hauptstrahlebenen erreicht werden, die einen von 0 verschiedenen Winkel zueinander einschließen.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 8, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 10 und eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bausteins nach Anspruch 11 entsprechend denen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die abbildende Optik ausgeführt wurden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie;
2 schematisch und teilweise perspektivisch eine katoptrische abbildende Optik der Projektionsbelichtungsanlage mit sechs Spiegeln, wobei ein Strahlengang eines Hauptstrahls eines zentralen Objektfeldpunktes schematisch gezeigt ist;
3 eine weitere Ausführung der katoptrischen abbildenden Optik mit vier Spiegeln;
4 zwei Diagramme und eine Schraffur-Skala zur Abhängigkeit einer Diattenuation von Abbildungslicht, welches einen zentralen Bildfeldpunkt beleuchtet, abhängig vom Beleuchtungswinkel bei der abbildenden Optik nach 3;
5 eine weitere Ausführung der katoptrischen abbildenden Optik mit vier Spiegeln;
6 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung eine Abhängigkeit einer Diattenuation von Abbildungslicht, welches einen zentralen Bildfeldpunkt beleuchtet, abhängig vom Beleuchtungswinkel bei der abbildenden Optik nach 5.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die EUV-Projektionslithographie hat eine Lichtquelle 2 für Beleuchtungs- 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 10 nm oder im Bereich von 13,5 nm erzeugt. 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. einer abbildenden Optik 7 wird das Objektfeld 4 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9 mit einem vorgegebenen Verkleinerungsmaßstab abgebildet. Für die Projektionsoptik 7 kann eines der in den 2 ff. dargestellten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Die Projektionsoptik 7 nach 1 verkleinert um einen Faktor 4. Auch andere Verkleinerungsmaßstäbe sind möglich, z. B. 4x, 5x oder auch Verkleinerungsmaßstäbe, die größer sind als 8x. Die Bildebene 9 ist bei der Projektionsoptik 7 parallel zur Objektebene 5 angeordnet. Abgebildet wird ein mit dem Objektfeld 4 zusammenfallender Ausschnitt einer Reflexionsmaske 10, die auch als Retikel bezeichnet wird. Gehalten wird die Reflexionsmaske 10 von einem Retikelhalter 11.
Die Abbildung durch die Projektionsoptik 7 erfolgt auf die Oberfläche eines Substrats 12 in Form eines Wafers, der von einem Substrathalter 13 getragen wird. In der 1 ist schematisch zwischen dem Retikel 10 und der Beleuchtungsoptik 7 ein in diese einlaufende Strahlenbündel 14 des Beleuchtungslichts 3 und zwischen der Projektionsoptik 7 und dem Substrat 12 ein aus der Projektionsoptik 7 auslaufendes Strahlenbündel 15 des Beleuchtungslichts 3 dargestellt. Eine bildfeldseitige numerische Apertur der Projektionsoptik 7 beträgt 0,4. Dies ist in der 1 nicht maßstäblich wiedergegeben.
Zur Erleichterung der Beschreibung der Projektionsbelichtungsanlage 1 sowie der verschiedenen Ausführungen der Projektionsoptik 7 ist in der Zeichnung 1 kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagenbeziehung 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 rechts und die z-Richtung verläuft nach unten.
Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist vom Scannertyp. Sowohl das Retikel 10 als auch der Wafer 12 werden beim Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage 1 in der y-Richtung gescannt. Auch ein Steppertyp der Projektionsbelichtungsanlage 1, bei dem zwischen einzelnen Belichtungen des Wafers 12 eine schrittweise Verlagerung des Retikels 10 und des Wafers 12 in der y-Richtung erfolgt, ist möglich.
2 zeigt schematisch eine Ausführung der Projektionsoptik 7. Dargestellt ist in der 2 der Strahlengang eines Hauptstrahls 16 eines zentralen Objektfeldpunktes zwischen dem Objektfeld 4 und dem Bildfeld 8. Die Projektionsoptik 7 nach 2 hat insgesamt sechs Spiegel, die in der Reihenfolge des Strahlengangs des Hauptstrahls 16, ausgehend vom Objektfeld 4, mit M1 bis M6 durchnummeriert sind.
Dargestellt sind in der 2 lediglich schematische Ausschnitte der Reflexionsflächen der Spiegel M1 bis M6, wobei auch die Darstellung von Haltestrukturen oder Trägersubstraten verzichtet ist. Vom Spiegel M2 ist aus der Perspektive der 2 die der Reflexionsfläche abgewandte Rückseite zu sehen. Für die Spiegel M4 bis M6 ist die Darstellung nach 2 ein Meridionalschnitt.
Der Hauptstrahl 16 verläuft zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M1 parallel zur yz-Ebene. Der Spiegel M1 lenkt den Hauptstrahl 16 in eine Hauptstrahlebene parallel zur xy-Ebene um. Zwischen den Spiegeln M1 und M4 verläuft der Hauptstrahl 16 parallel zur xy-Ebene. Der Spiegel M4 lenkt den Hauptstrahl 16 aus der Hauptstrahlebene parallel zur xy-Ebene hin zur Hauptstrahlebene parallel zur yz-Ebene um. Zwischen den Spiegeln M4 und dem Bildfeld 8 verläuft der Hauptstrahl 16 parallel zur yz-Ebene, wobei die yz-Verlaufsebene des Hauptstrahls 16 zwischen Spiegel M4 und dem Bildfeld 8 mit der yz-Verlaufsebene zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M1 zusammenfällt.
Der Spiegel M6 ist obskuriert, hat also eine Durchgangsöffnung 17 für das Abbildungslicht 3 im Strahlengang zwischen den Spiegeln M4 und M5.
Eine erste Hauptstrahlebene der abbildenden Optik 7 nach 2 ist vorgegeben durch den Verlauf des Hauptstrahls 16 bei der Reflexion am Spiegel M5. Der am Spiegel M5 einfallende Hauptstrahlabschnitt 16 _M5 und der am Spiegel M5 ausfallende Hauptstrahlabschnitt 16 _M6 schließen einen von 0 verschiedenen Winkel α ein und spannen somit die erste yz-Hauptstrahlebene auf.
Eine zweite Hauptstrahlebene ist vorgegeben durch den Verlauf des Hauptstrahls 16 bei der Reflexion am Spiegel M2. Die beiden dort reflektierten Hauptstrahlabschnitte 16 _M2 und 16 _M3 schließen ebenfalls einen von 0 verschiedenen Winkel ein und spannen die zweite yz-Hauptstrahlebene parallel zur xy-Ebene auf.
Die beiden über die Spiegel M5 und M2 vorgegebenen Hauptstrahlebenen parallel zur yz-Ebene und parallel zur xy-Ebene schließen einen von 0 verschiedenen Winkel zueinander ein, stehen nämlich aufeinander senkrecht.
Die abbildende Optik 7 nach 2 hat genau zwei Hauptstrahlebenen.
Durch den Verlauf des Abbildungslichts 3 durch zwei Hauptstrahlebenen, die einen von 0 verschiedenen Winkel zueinander einschließen, wird eine Vergleichmäßigung einer Diattenuation des Abbildungslichts 3 beim Durchgang durch die abbildende Optik 7 erreicht.
Das Abbildungslicht 3 hat Polarisationsanteile einerseits in der xy-Ebene und andererseits in der yz-Ebene. Als Diattenuation der abbildenden Optik 7 wird der Wert D = (u – v)/(u + v) bezeichnet, wobei u die Gesamtreflektivität aller Spiegel M1 bis M6 der abbildenden Optik für die maximal reflektierte Polarisationsrichtung und v die entsprechende Gesamtreflektivität für die hierzu senkrechte Polarisationsrichtung darstellt.
Für einen jeweils betrachteten absoluten Beleuchtungswinkel, mit dem ein beliebiger Bildfeldpunkt des Bildfelds 8 der abbildenden Optik 7 beleuchtet wird, hat die abbildende Optik 7 nach 2 eine maximale Diattenuation von 10 %.
Gemessen wird der Beleuchtungswinkel ausgehend von einer Normalen auf der Bildebene 9, die den zentralen Blickfeldpunkt durchdringt.
Die abbildende Optik 7 nach 2 kann so ausgelegt sein, dass sie, betrachtet über das gesamte Bildfeld 8, für alle Beleuchtungswinkel eine maximale Diattenuation von 20 % aufweist.
3 zeigt eine weitere Ausführung der abbildenden Optik 7. Diese Ausführung ist nicht für Projektionszwecke optimiert und dient der prinzipiellen Erläuterung. Dargestellt ist neben dem Verlauf des Hauptstrahls 16 des zentralen Objektfeldpunkts noch der Verlauf einiger weiterer Abbildungsstrahlen 18, die zu verschiedenen Pupillenkoordinaten beziehungsweise Beleuchtungswinkeln des zentralen Bildfeldpunkts gehören.
Die abbildende Optik 7 nach 3 hat insgesamt vier Spiegel, die in der Reihenfolge des Strahlengangs der Einzelstrahlen 16, 18, ausgehend vom Objektfeld 4, mit M1 bis M4 durchnummeriert sind. Dargestellt sind wiederum Ausschnitte der Reflexionsflächen ohne Haltestrukturen und Substrate. Die Spiegel M1 bis M4 tragen eine Bilayer-Beschichtung in Form einer Molybdän/Silizium-Bilage. Die abbildende Optik 7 nach 3 ist ausgelegt auf eine Nutzwellenlänge von 13,5 nm. Ein Abbildungsmaßstab der abbildenden Optik 7 nach 3 beträgt 1x. Eine bildfeldseitige Apertur beträgt 0,2.
Der Hauptstrahl 16 verläuft zwischen dem Objektfeld 4 und dem Spiegel M3 in einer ersten Hauptstrahlebene, die parallel zur yz-Ebene verläuft. Diese erste yz-Hauptstrahlebene ist vorgegeben durch den Verlauf des Hauptstrahls 16 bei der Reflexion beispielsweise an den Spiegeln M1 und M2, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Ausführung nach 2 bereits erläutert.
Der Spiegel M3 lenkt den Hauptstrahl 16 aus der ersten Hauptstrahlebene yz heraus, wobei der Hauptstrahl 16 ab der Reflexion am Spiegel M3 bis zum Bildfeld 8 in der xz-Ebene verläuft. Der Spiegel M4 ist außerhalb der yz-Ebene angeordnet und kann vor oder hinter der Zeichenebene der 3 liegen.
Der Hauptstrahl 16 läuft zwischen dem Spiegel M4 und dem Bildfeld 8 parallel zur z-Achse.
Die zweite Hauptstrahlebene der abbildenden Optik 7 nach 3, also die Ebene parallel zur xz-Ebene, ist vorgegeben durch den Verlauf des Hauptstrahls 16 bei der Reflexion beispielsweise an den Spiegeln M3 und M4.
4 zeigt die Abhängigkeit der Diattenuation D vom Beleuchtungswinkel des zentralen Bildfeldpunktes. Aufgetragen ist in der 4b die Diattenuation D(b_x, b_y) bei den jeweiligen Pupillenkoordinaten b_x, b_y, beispielsweise einer Eintrittspupille der Optik 7 nach 3. Pupillenkoordinaten mit gleichem Radius, also gleichem Abstand zum Ursprung des Koordinatensystems nach 4a und 4b, das mit einem Zentrum der Eintrittspupille der Optik 7 zusammenfällt, gehören zum gleichen absoluten Beleuchtungswinkel. Der Wert b_x ² + b_y ² stellt also ein Maß für einen absoluten Beleuchtungswinkel dar, gemessen ausgehend von einer Normalen auf der Bildebene durch den zentralen Bildfeldpunkt, wobei die Winkel des jeweils betrachteten Beleuchtungswinkels zu dieser Normalen, einerseits gemessen in der xz-Ebene und andererseits gemessen in der yz-Ebene die Werte b_x, b_y der Pupillenkoordinaten in Einheiten der bildfeldseitigen numerischen Apertur der abbildenden Optik 7 nach 3 gegeben sind. Die Diattenuation D ist in der 4a und 4b in Prozentwerten aufgetragen.
Der jeweilige Wert D in Abhängigkeit von den Pupillenkoordinaten b_x, b_y ist durch eine Schraffur-Skala verdeutlicht, die in der 4c angegeben ist. Im Zentrum der 4a und 4b, also bei den kleinsten Pupillenkoordinaten im Bereich einer senkrechten Beleuchtung ist die Diattenuation klein. Nach außen hin, also zu absolut größeren Beleuchtungswinkeln, vergrößert sich die Diattenuation D(b_x, b_y), wobei der Werteverlauf der Diattenuation angenähert rotationssymmetrisch ist. Bei einer gegebenen absoluten numerischen Apertur, also bei einem jeweils betrachteten absoluten Beleuchtungswinkel, ist eine Variation der Diattenuation D um einen Diattenuations-Mittelwert bei diesem absoluten Beleuchtungswinkel daher gering und ist, abgesehen von den Beleuchtungswinkeln im Bereich der maximalen bildfeldseitigen numerischen Apertur kleiner als 20 % und für noch kleinere Beleuchtungswinkel kleiner als 10 %. In der Darstellung nach 4b weicht die Diattenuation bei einem jeweils betrachteten Beleuchtungswinkel um weniger als 10 % von einem Diattenuations-Mittelwert bei diesem Beleuchtungswinkel ab.
Neben der jeweils absolut aufgetragenen Diattenuation D ist in der 4a auch bei der jeweiligen Pupillenkoordinate b_x b_y der Verlauf derjenigen Polarisationsrichtung angedeutet, die bevorzugt von den Spiegeln M1 bis M4 der abbildenden Optik 7 reflektiert wird. Im Bereich des zweiten Quadranten der 4a, also bei negativen b_x- und bei positiven b_y-Werten liegt in guter Nährung eine Bevorzugung der tangentialen Polarisation um das Pupillenzentrum vor. Diese Nährung der Bevorzugung der tangentialen Polarisation gilt mit Einschränkung auch noch für den ersten und den dritten Pupillenkoordinaten-Quadranten der 4a. Die Bevorzugung der tangentialen Polarisation ist für die Abbildung auch dann vorteilhaft, wenn der Absolutwert für die Diattenuation größer ist als beispielsweise 20 %. Grenzlinien zwischen den Übergängen der Diattenuationswerte gemäß der Schraffur-Skala der 4c sind in der 4a durchgezogen nochmals verdeutlicht.
Anhand der 5 und 6 wird nachfolgend eine weitere Ausführung der abbildenden Optik 7 erläutert. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 und insbesondere unter Bezugnahme auf die 3 und 4 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Im Unterschied zur abbildenden Optik 7 nach 3 hat die abbildende Optik 7 nach 5 im Strahlengang zwischen den Spiegeln M2 und M3 ein Zwischenbild 19. Hierdurch ändert sich eine Einfallswinkelverteilung der Abbildungstrahlen 18 insbesondere auf den nachfolgenden Spiegeln M3 und M4. Dies führt zu einem entsprechend geänderten Einfluss insbesondere der Spiegel M3 und M4 auf die Reflektivitäten der Polarisationsanteile des Abbildungslichts 3 einerseits parallel zur xz-Ebene und andererseits parallel zu yz-Ebene.
6 zeigt wiederum die resultierende Diattenuation für die gesamte abbildende Optik 7 nach 5. Abgesehen von den größten Beleuchtungswinkeln liegt eine insgesamt sehr geringe Diattenuation vor, die für einen Großteil der Beleuchtungswinkel praktisch verschwindet. Lediglich im Bereich des ersten Quadranten der Pupillenkoordinaten nach 6b, also im Bereich positiver b_x- und positiver b_y Werte, liegt eine Diattenuation vor, die größer ist als 15 %. Bei praktisch allen Pupillenkoordinaten liegt eine Diattenuation von höchstens 20 % vor.
Bei den beschriebenen Ausführungen der abbildenden Optik 7 handelt es sich hierbei jeweils um katoptrische Optiken, d. h. um reine Spiegeloptiken ohne refraktive Komponenten.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils, insbesondere eines Halbleiterbauelements in Form eines Mikrochips, insbesondere eines Speicherchips, wird die Projektionsbelichtungsanlage 1 folgendermaßen eingesetzt: Zunächst werden die Reflexionsmaske 10 und das Substrat 12 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 10 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 12 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird dann eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 12 und somit das mikrostrukturierte Bauteil erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010/0231886 A1 [0002]

Claims

Abbildende katoptrische EUV-Projektionsoptik (7) – mit mindestens vier Spiegeln (M1 bis M4; M1 bis M6), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in ein Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden, – mit einer ersten Hauptstrahlebene (yz), die vorgegeben ist durch einen Verlauf eines Hauptstrahls (16) eines zentralen Objektfeldpunkts bei der Reflexion an einem Spiegel (M1, M2; M5, M6), – mit einer zweiten Hauptstrahlebene (xy; xz), die vorgegeben ist durch einen Verlauf des Hauptstrahls (16) des zentralen Objektfeldpunkts bei der Reflexion an einem anderen der Spiegel (M2; M3, M4), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hauptstrahlebenen (yz, xy; yz, xz) einen von 0 verschiedenen Winkel miteinander einschließen.
Abbildende Optik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hauptstrahlebenen (yz, xy; yz, xz) aufeinander senkrecht stehen.
Abbildende Optik nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch genau zwei Hauptstrahlebenen (yz, xy; yz, xz).
Abbildende Optik nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Zwischenbild (19) im Abbildungstrahlengang zwischen dem Objektfeld (4) und dem Bildfeld (8).
Abbildende katoptrische Optik (7) – mit mindestens vier Spiegeln (M1 bis M4; M1 bis M6), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in einem Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden, – mit einer bildseitigen numerischen Apertur von mindestens 0,4, dadurch gekennzeichnet, dass die abbildende Optik (7), betrachtet über das Bildfeld (8), für einen bestimmten, jeweils betrachteten Beleuchtungswinkel eine maximale Diattenuation (D) von 10 % aufweist.
Abbildende Optik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die abbildende Optik (7), betrachtet über das Bildfeld (8), für alle Pupillenkoordinaten (b_x, b_y) eine maximale Diattenuation (D) von 20 % aufweist.
Abbildende katoptrische Optik (7) – mit mindestens vier Spiegeln (M1 bis M4; M1 bis M6), die ein Objektfeld (4) in einer Objektebene (5) in einem Bildfeld (8) in einer Bildebene (9) abbilden, – mit einer bildseitigen numerischen Apertur von mindestens 0,4, dadurch gekennzeichnet, dass die abbildende Optik (7), betrachtet über das Bildfeld (8), für einen bestimmten, Beleuchtungswinkel eine Diattenuation aufweist, die tangential zum Zentrum einer Pupille der Optik (7) polarisiertes Abbildungslicht geringer schwächt als hierzu senkrecht polarisiertes Abbildungslicht.
Beleuchtungssystem – mit einer Beleuchtungsoptik (6) zur Beleuchtung des Objektfelds (8) mit Beleuchtungs- und Abbildungslicht (3), – mit einer abbildenden Optik (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Projektionsbelichtungsanlage – mit einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 8, – mit einer Lichtquelle (2) zur Erzeugung des Beleuchtungs- und Abbildungslichts (3).
Verfahren zur projektionslithographischen Herstellung mikro- bzw. nanostrukturierter Bauteile mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Substrats (12), auf das zumindest abschnittsweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, – Bereitstellen eines Retikels (10), das abzubildende Strukturen aufweist, – Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, – Projizieren wenigstens eines Abschnitts des Retikels (10) auf einen Bereich der lichtempfindlichen Schicht des Substrats (12) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1).
Bauteil, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 10.