DE102012218074A1

DE102012218074A1 - Blenden-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102012218074A1
Application number: DE201210218074
Authority: DE
Inventors: Thomas Fischer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2013-08-14

Abstract

Eine Retikel-Maskierungs-Blende (30) weist eine Berandung mit einen konkav gekrümmten Abschnitt (35) auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blenden-Vorrichtung für eine Beleuchtungsoptik. Die Erfindung betrifft außerdem eine Verwendung einer derartigen Blenden-Vorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik, ein Beleuchtungssystem und eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Blenden-Vorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements.
Eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Blende zum Abblenden des Retikels ist aus der DE 10 2008 007 449 A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Ausbildung einer derartigen Blende zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, eine Obskurationsblende zur randseitigen Begrenzung eines Beleuchtungsfeldes einer Projektionsbelichtungsanlage konkav gekrümmt auszubilden.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass dadurch eine Feldabhängigkeit eines hinsichtlich der Abstrahlungsdosis bei einem Scanvorgang nur partiell belichteten Bereichs in der Objektebene kompensiert werden kann. Der partiell belichtete Bereich wird auch als Halbschattenbereich bezeichnet. Ein entsprechender auf dem Retikel beziehungsweise auf dem Wafer vorzuhaltender Bereich zwischen benachbarten Dies wird als Black-Border-Bereich bezeichnet. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der als Retikel-Maskierungs-Blende (ReMa-Blende) wirkenden Obskurationsblende kann der sogenannte Black-Border-Bereich auf dem Retikel beziehungsweise auf dem Wafer minimiert werden. Der Black-Border-Bereich bezeichnet einen auf dem Retikel beziehungsweise auf dem Wafer vorzuhaltenden Bereich, welcher bei der Belichtung des Retikels beziehungsweise des Wafers hinsichtlich der Strahlungsdosis nur partiell belichtet wird.
Die Obskuration ist insbesondere topologisch einfach zusammenhängend ausgebildet. Sie eignet sich somit insbesondere zur einseitigen randseitigen Begrenzung des Beleuchtungsfeldes. Sie dient insbesondere zur randseitigen Begrenzung des Beleuchtungsfeldes in Scanrichtung. Die erfindungsgemäße Blende dient insbesondere der Begrenzung des Scanschlitzes am Ende des Scans. Sie kann vorzugsweise, insbesondere am Ende des Scans, mit einer Bewegung des Retikels in Scanrichtung mitgeführt werden. Sie ist insbesondere in Scanrichtung verschiebbar.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Obskuration eine Berandung mit einem ellipsenbogenförmig ausgebildeten Abschnitt auf. Dies ist insbesondere in Verbindung mit einem kreisringförmigen Objektfeld vorteilhaft. Die Berandung verläuft insbesondere in einer Ebene.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verwendung einer Blenden-Vorrichtung zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, die vorhergehend beschriebene Obskuration als Retikel-Maskierungs-Blende (ReMa-Blende) einzusetzen. Hierdurch kann die Beleuchtung des Retikels in der Objektebene verbessert werden. Es kann insbesondere der Halbschattenbereich in der Objektebene verkleinert werden. Als Halbschattenbereich wird hierbei wiederum ein Bereich bezeichnet, welcher während eines Scanvorgangs im Hinblick auf die insgesamt auftreffende Strahlungsdosis, das heißt insbesondere auf die scanintegrierte Strahlung, nur partiell belichtet wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Die Vorteile entsprechen den für die Blenden-Vorrichtung beschriebenen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das mindestens eine Obskurations-Element verstellbar. Hierdurch wird die Flexibilität, insbesondere die Anpassbarkeit der Blenden-Vorrichtung an das zu beleuchtende Objektfeld weiter verbessert.
Das Obskurations-Element kann insbesondere verlagerbar sein. Es kann insbesondere mittels einer Halteeinrichtung verlagerbar sein. Es kann insbesondere relativ zu einer Hauptstrahlrichtung verlagerbar sein. Es kann insbesondere relativ zur Hauptstrahlrichtung verkippbar und/oder verschiebbar sein. Das Obskurations-Element ist insbesondere in Richtung parallel zur Scanrichtung verschiebbar. Insbesondere durch eine Verkippbarkeit des Obskurations-Elements lässt sich das Halbschattenprofil in der Objektebene auf einfache Weise beeinflussen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Beleuchtungsoptik katoptrisch ausgebildet. Sie umfasst mit anderen Worten ausschließlich reflektive strahlführende optische Bauelemente. Sie umfasst insbesondere eine Mehrzahl von Spiegeln. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Blenden-Vorrichtung im Strahlungsverlauf hinter dem letzten Spiegel angeordnet. Hierdurch ist es möglich, Beleuchtungsstrahlung von einer Vielzahl von unterschiedlichen Strahlungskanälen unabhängig von einem spezifischen Beleuchtungssetting weitgehend gleichmäßig abzublenden. Die Blenden-Vorrichtung kann insbesondere derart angeordnet sein, dass zumindest ein Obskurations-Element auf die Beleuchtungsstrahlung nach deren Reflexion am Retikel wirkt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung eines Objektfeldes zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.
Bei der Strahlungsquelle des Beleuchtungssystems kann es sich insbesondere um eine EUV-Quelle handeln.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Obskuration an die Form des zu beleuchtenden Objektfeldes angepasst. Die Berandung des Obskurations-Elements kann insbesondere durch eine Skalierung einer Berandung des Objektfeldes gewonnen werden. Allgemein ist das Obskurations-Element insbesondere derart geformt, dass sie eine Änderung einer Komponente des Hauptstrahls der Beleuchtungsstrahlung in Scanrichtung über das Feld kompensiert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Obskurations-Element der Blenden-Vorrichtung derart an die Form des zu beleuchtenden Objektfeldes angepasst, dass ein sich in Scanrichtung an das vollständig belichtete Beleuchtungsfeld anschließender partiell belichteter Bereich in seiner Position in Scanrichtung um maximal 10%, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 3%, insbesondere maximal 1%, insbesondere maximal 0,5% seiner Ausdehnung in Scanrichtung variiert.
Das Obskurations-Element der Blenden-Vorrichtung kann insbesondere derart ausgebildet, insbesondere an die Form des zu beleuchtenden Objektfeldes angepasst sein, dass der Halbschatten- oder Black-Border-Bereich durch eine gerade oder zumindest weitestgehend gerade Begrenzung begrenzt ist.
Vorzugsweise ist das Obskurations-Element in einem Abstand d von höchstens 5 cm, insbesondere höchstens 3 cm, insbesondere höchstens 1 cm zur Objektebene, insbesondere zum Objektfeld, angeordnet. Hierbei sei unter dem Abstand der minimale Abstand des Obskurations-Elements zur Objektebene verstanden. Der Abstand d wird auch als Defokus bezeichnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Obskurations-Element in einen Winkel b im Bereich von 0° bis 45° zur Objektebene angeordnet. Hierbei sei der Winkel b zwischen dem Obskurations-Element und der Objektebene durch den Winkel einer durch den gekrümmten Abschnitt der Berandung des Obskurations-Elements definierten Ebene und der Objektebene verstanden.
Das Obskurations-Element kann insbesondere parallel zur Objektebene angeordnet sein. Das Obskurations-Element kann auch schräg zur Objektebene angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist eine verstellbare Anordnung des Obskurations-Elements. Durch eine Verstellbarkeit des Winkels b zwischen dem Obskurations-Element und der Objektebene lässt sich insbesondere die effektive Form der Berandung auf einfache Weise justieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 13 gelöst. Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.
Die Projektionsbelichtungsanlage ist vorzugsweise als Scanner ausgeführt. Die Projektionsbelichtungsanlage hat insbesondere sowohl für das abzubildende Objekt als auch für ein Substrat, auf welches abgebildet wird, zum Beispiel einen Wafer, einen in der Scanrichtung während der Projektionsbelichtung verlagerbaren Halter.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst. Die Vorteile ergeben sich aus den vorhergehend beschriebenen.
Weitere Vorteile, Details und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Diese zeigen:
1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie,
2a und 2b schematisch eine Ausbildung eines kreisringförmigen Bildfeldes mit einigen Größenangaben zur parametrischen Beschreibung desselben,
3a eine schematische Darstellung der Beleuchtungsstrahlung in der Objektebene mit Iso-Linien konstanter Abschattung bei Verwendung einer geraden ReMa-Blende,
3b eine schematische Darstellung gemäß 3a bei Verwendung einer ReMa-Blende mit einer elliptisch gekrümmten Berandung, und
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Obskurations-Elements der Blenden-Vorrichtung.
Zunächst werden unter Bezugnahme auf die 1 allgemein Bestandteile und Aufbau einer Projektionsbelichtungsanlage 1 exemplarisch beschrieben. Einzelne Details der Projektionsbelichtungsanlage 1 können von dem in 1 exemplarisch dargestellten Aufbau abweichen. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithographie umfasst ein Beleuchtungssystem 2 und eine Projektionsoptik 9.
Das Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einen lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist.
Die Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in der Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.
Bei der Strahlungsquelle 3 kann es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm handeln. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge-Produced Plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser-Produced Plasma) handeln. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6,859,515 B2 .
EUV-Strahlung 14, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 15 gebündelt. Die EUV-Strahlung 14 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder Abbildungslicht oder Beleuchtungsstrahlung beziehungsweise Abbildungsstrahlung bezeichnet. Die EUV-Strahlung 14 durchläuft insbesondere eine Zwischenfokusebene 16, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 17 trifft. Im Bereich der Zwischenfokusebene 16 ist eine Zwischenfokusblende 26 mit einer Blendenöffnung 27 angeordnet. Der Feldfacettenspiegel 17 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
Nach dem Feldfacettenspiegel 17 wird die EUV-Strahlung 14 von einen Pupillenfacettenspiegel 18 mit einer Vielzahl von Pupillenfacetten 24 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet. Diese Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 ist zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 9 optisch konjugiert. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 19 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 20, 21 und 22 werden Feldfacetten 23 des Feldfacettenspiegels 17 in das Objektfeld 5 abgebildet. Die Feldfacetten 23 des Feldfacettenspiegels 17 sind insbesondere zur Anpassung an unterschiedliche Beleuchtungspupillen schaltbar, insbesondere verlagerbar. Für Details eines Beleuchtungssystems 2 mit schaltbaren, insbesondere verlagerbaren Feldfacetten 23 sei auf die US 6,658,084 B2 verwiesen.
Der letzte Spiegel 22 der Übertragungsoptik 19 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Gracing Incidence-Spiegel”). Der Pupillenfacettenspiegel 18 und die Übertragungsoptik 19 bilden eine Folgeoptik zur Überführung des Beleuchtungslichts 14 in das Objektfeld 5. Auf die Übertragungsoptik 19 kann insbesondere dann verzichtet werden, wenn der Pupillenfacettenspiegel 18 in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 9 angeordnet ist.
Zur einfacheren Bezeichnung von Lagebeziehungen ist in der 1 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft nach rechts. Die z-Achse verläuft nach unten. Die Objektebene 6 und die Bildebene 11 verlaufen beide parallel zur xy-Ebene.
Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 parallel zur y-Richtung verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 parallel zur y-Richtung verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits durch das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird auch als Scanrichtung bezeichnet. Die x-Richtung, das heißt die Richtung senkrecht zur Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 beziehungsweise Bildebene 11 wird auch als Cross-Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scanrichtung kaum vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
Außerdem umfasst die Beleuchtungsoptik 4 eine Blenden-Vorrichtung 28, welche nachfolgend noch näher beschrieben wird. Die Blenden-Vorrichtung 28 dient der randseitigen Begrenzung eines Beleuchtungsfeldes in der Objektebene 6. Das Beleuchtungsfeld ist hierbei mindestens so groß wie das zu beleuchtende Objektfeld 5. Es kann insbesondere randseitig, das heißt in Scanrichtung und/oder in Cross-Scan-Richtung, über das Objektfeld 5 überstehen.
Wie in der 2 exemplarisch dargestellt ist, kann das Objektfeld 5 bogenförmig, insbesondere kreisringbogenförmig ausgebildet sein. Es weist ein Aspektverhältnis von mindestens 4:1, insbesondere mindestens 8:1, insbesondere mindestens 12:1 auf. Das Objektfeld 5 hat insbesondere in Scanrichtung eine deutlich geringere Erstreckung als in Cross-Scan-Richtung.
In der 2 ist ein Krümmungsradius R des Objektfeldes 5 eingezeichnet. Der Krümmungsradius R liegt insbesondere im Bereich von 100 mm bis 200 mm.
Anstelle von einer Beschreibung in kartesischen Koordinaten können die Orte im Objektfeld 5 auch in Polarkoordinaten angegeben werden. Hierzu dient ein Winkel φ. Der Bezugspunkt für den Winkel φ ist derart gewählt, dass in der Mitte des Objektfeldes 5 gilt: Mitte = 0°. Der Winkel φ für Punkte im Objektfeld 5 liegt im Bereich von –45° bis 45°.
Außerdem ist in der 2 ein Hauptstrahl 29 exemplarisch dargestellt. Der Hauptstrahl 29 ist um einen Winkel CRA (Chief Ray Angle, Hauptstrahlwinkel) gegen die z-Richtung verkippt.
Der Hauptstrahlwinkel CRA liegt im Bereich von 0° bis 12°, insbesondere im Bereich von 0° bis 6°.
Schließlich ist in der 2 schematisch ein Abstand L zwischen der Objektebene 6 und einen scheinbaren Ursprung des Hauptstrahls 29, das heißt einem scheinbaren Ort der Pupille angezeigt.
Außerdem ist in 2a schematisch die Anordnung der Blenden-Vorrichtung 28 dargestellt. Gemäß der in 2a dargestellten Ausführungsform sind zwei Blenden-Vorrichtungen 28 vorgesehen, welche in Scanrichtung beabstandet zueinander, insbesondere einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die in 2a rechts dargestellte Blenden-Vorrichtung 28 wirkt zu Beginn des Scans und öffnet den Scanschlitz. Die in 2 links dargestellte Blenden-Vorrichtung 28 wirkt von der entgegengesetzten Seite und verschließt den Scanschlitz wieder am Ende des Scans. Allgemein umfasst die Beleuchtungsoptik 4 mindestens eine derartige Blenden-Vorrichtung 28.
Die Blenden-Vorrichtung 28 umfasst ein Obskurations-Element 30 und eine schematisch dargestellte Halteeinrichtung 31. Die Blenden-Vorrichtung 28 ist in z-Richtung beabstandet zur Objektebene 6 angeordnet. Sie ist derart angeordnet, dass das Obskurations-Element 30 in einem Abstand d von höchstens 5 cm, insbesondere höchstens 3 cm, insbesondere höchstens 1 cm zur Objektebene 6 angeordnet ist.
Anstelle von zwei Blenden-Vorrichtungen 28 mit jeweils einem Obskurations-Element 30 kann auch eine einzige Blenden-Vorrichtung 28 mit zwei in Scanrichtung beabstandet zueinander angeordneten Obskurations-Elementen 30 vorgesehen sein.
Aufgrund des Abstandes des Obskurations-Elements 30 zur Objektebene 6 wird die Anordnung des Obskurations-Elements 30 auch als defokussiert und der Abstand d auch als Defokus d bezeichnet.
Das Obskurations-Element 30 ist insbesondere parallel zur Objektebene 6 angeordnet. Es kann auch unter einem Winkel, insbesondere einem verstellbaren Winkel, zur Objektebene 6 angeordnet sein. Der Winkel liegt vorzugsweise im Bereich von 0° bis 45°. Bei der in 1 schematisch dargestellten Ausführungsform ist das Obskurations-Element 30 parallel zur Objektebene 6 angeordnet. Der Winkel b ist daher in 1 nicht eingezeichnet.
Das Obskurations-Element 30 dient der randseitigen Begrenzung des Beleuchtungsfeldes. Erfindungsgemäß ist mit anderen Worten vorgesehen, die Blenden-Vorrichtung 28 derart zu verwenden, dass das Obskurations-Element 30 eine sogenannte Retikel-Maskierungs-Blende (ReMa-Blende) bildet. Derartige ReMa-Blenden dienen dazu, das Beleuchtungsfeld auf die Größe des zu belichtenden Bereichs in der Objektebene 6 beziehungsweise des entsprechenden Bereichs in der Bildebene 11 zu beschränken.
Das Obskurations-Element 30 weist in Cross-Scan-Richtung insbesondere eine Abmessung auf, welche mindestens so groß ist, wie die des Beleuchtungsfelds in dieser Richtung.
Der Abstand der beiden Obskurations-Elemente 30 bei der in 2 dargstellten Ausführungsform in Scanrichtung (y-Richtung) ist insbesondere mindestens so groß wie die Ausdehnung des Scanschlitzes in Scanrichtung.
In den 3a und 3b sind exemplarisch Beleuchtungssituationen in der Objektebene 6 bei Verwendung von Obskurations-Elementen 30 mit gerader Berandung (3a) und bei Verwendung von Obskurations-Elementen 30 mit gekrümmter, insbesondere ellipsenbogenförmig ausgebildeter Berandung zur Erläuterung der Erfindung dargestellt. In der Objektebene 6 kann ein Bereich 32 mit maximaler Beleuchtungsintensität und ein Bereich 33 mit minimaler Beleuchtungsintensität, insbesondere mit Beleuchtungsintensität gleich null, unterschieden werden. Aufgrund des Abstands des Obskurations-Elements 30 von der Objektebene 6 sind die Bereiche 32, 33 durch einen Halbschattenbereich 34 voneinander getrennt.
In den 3a und 3b sind außerdem Iso-Linien 36 konstanter Abschattung im Halbschattenbereich 34 dargestellt. Bei den in den 3a und 3b dargestellten Intensitäten handelt es sich jeweils um scanintegrierte Größen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Halbschattenbereich 34 üblicherweise eine über die Breite des Objektfeldes 5, das heißt in x-Richtung variierende Position in Scanrichtung aufweist. Dies kann über einen Offset h quantifiziert werden. Der Offset h ist insbesondere vom Defokus d und vom Hauptstrahlwinkel CRA abhängig. Er ist außerdem proportional zum Kosinus der Winkelkoordinate φ des Feldortes. In erster Näherung gilt: Offset h = d·sin(CRA)·cosφ. Bei einem typischen Winkelbereich des Objektfeldes 5, einem typischen Hauptstrahlwinkel CRA und einem typischen Defokus d von erhält man für einen Bereich in der Mitte des Objektfeldes 5 einen ersten Offset, h_Mitte, während der Offset am Rand des Objektfeldes 5, h_Rand, sich hiervon unterscheidet. Die Differenz zwischen diesen beiden Offsets, Δh, ist beim Scannen gegenüber der tatsächlichen Halbschattenbreite b in Scanrichtung zusätzlich vorzuhalten. Δh liegt im Bereich zwischen 30 μm und 200 μm und kann insbesondere 100 μm betragen.
In 3a ist zur Erläuterung der Erfindung exemplarisch die Situation für eine gerade Blende dargestellt. Der Offset h ist relativ zu dieser Blende gemessen. Da die Blende bei der Belichtung mit der Verschiebung des Retikels 7 in Scanrichtung mitgeführt wird, entspricht das Halbschattenprofil der Ausleuchtung des Retikels 7 und damit unter Berücksichtigung des Abbildungsmaßstabes der Projektionsoptik 9 der Belichtung des Wafers 12. Unter der Annahme einer homozentrischen Pupille koinzidiert die Hauptstrahlrichtung mit der Objektfeldkrümmung. In diesem Fall wird ein kreisförmiges Ringfeld mit einen Stauchungsfaktor von –d/L in ein elliptisches Profil übertragen.
Um einer Feldpositionsabhängigkeit des Offsets h entgegenzuwirken, weist das Obskurations-Element 30 eine Berandung mit einem gekrümmmten Abschnitt 35 auf (siehe 4). Die Berandung weist insbesondere einen konkav gekrümmten Abschnitt auf. Hierdurch ist es möglich, dem geringeren Offset h_Rand des Halbschattenbereichs 34 am Feldrand entgegenzuwirken. In erster Näherung kann die Form des gekrümmten Abschnittes 35 dem Krümmungsverlauf des Halbschattenbereichs 34 entsprechen. Hierbei muss selbstverständlich eine umkehrende Eigenschaft des Strahlengangs in der Beleuchtungsoptik 4 beachtet werden.
Bei einem axialen System, das heißt bei einem kreisringförmigen Objektfeld 5, ist der gekrümmte Abschnitt 35 vorteilhafterweise ellipsenbogenförmig ausgebildet. Die Beleuchtungssituation in der Objektebene 6 bei Verwendung von Obskurations-Elementen 30 mit einem ellipsenbogenförmig ausgebildeten Abschnitt 35 ist in der 3b exemplarisch dargestellt. In diesem Fall verlaufen die ISO-Linien 36 weitestgehend geradlinig. Sie verlaufen insbesondere jeweils in einem Bereich, welcher in Scanrichtung eine Ausdehnung von maximal 10%, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 3%, insbesondere maximal 1%, insbesondere maximal 0,5% der Ausdehnung des Halbschattenbereichs 34 in Scanrichtung aufweist. Insbesondere die 0%- und die 100%-ISO-Linie, d. h. die Begrenzungen des Halbschattenbereichs 34, sind geradlinig oder zumindest weitestgehend geradlinig ausgebildet. Der Halbschattenbereich 34 hat mit anderen Worten eine rechteckige Form oder lässt sich zumindest innerhalb der oben angegebenen Toleranzen durch eine rechteckige Form annähern. Die effektive Gesamtausdehnung des Halbschattenbereichs 34 in Scanrichtung wird somit durch die gekrümmte Ausbildung der Obskurations-Elemente 30 minimiert. Anders ausgedrückt, ist die Form der Obskurations-Elemente 30 derart angepasst, dass die Differenz Δh des Offsets h_Mitte in der Mitte des Objektfeldes 5 und des Offsets h_Rand am Rand des Objektfeldes 5, im Wesentlichen = 0 ist. Die Diffferenz Δh ist insbesondere kleiner als 30 μm, insbesondere kleiner als 10 μm, insbesondere kleiner als 3 μm, insbesondere kleiner als 1 μm.
Bei einem derartigen System haben alle Hauptstrahlen einen gemeinsamen Ursprung auf der optischen Achse in einer Entfernung L von der Objektebene 6.
Die Form des gekrümmten Abschnitts 35 entspricht gerade dem um den Faktor –d/L in Scanrichtung skalierten kreisbogenförmigen Rand des Objektfeldes 5. Die Skalierung ist richtungsabhängig. Sie entspricht einem Kreisausschnitt, welcher ausschließlich in y-Richtung gestaucht wird. Hierdurch entsteht ein Ellipsenausschnitt. Die Form des gekrümmten Abschnitts 35 lässt sich in kartesischen Koordinaten insbesondere wie folgt ausdrücken:
wobei y das Blendenprofil und x den Feldort bezeichnet.
Im Folgenden werden weitere Details und vorteilhafte Ausführungsformen der Blenden-Vorrichtung 28 beschrieben. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Blenden-Vorrichtung 28 mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf unterschiedliche Obskurations-Elemente 30. Die unterschiedlichen Obskurations-Elemente 30 sind austauschbar. Sie sind insbesondere mittels der Halteeinrichtung 31 austauschbar. Hierbei sind die unterschiedlichen Obskurations-Elemente 30 vorzugsweise an unterschiedliche Ausbildungen des Objektfeldes 5 und/oder unterschiedliche Beleuchtungssettings angepasst.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Obskurations-Element 30 verstellbar. Es ist insbesondere verlagerbar, vorzugsweise verkippbar und/oder verschiebbar. Es ist insbesondere mittels der Halteeinrichtung 31 relativ zur Hauptstrahlrichtung verlagerbar. Es ist vorzugsweise um eine Achse parallel zur x-Achse verkippbar. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise die effektive Elliptizität des gekrümmten Abschnittes 35 anpassen.
Allgemein ist es vorteilhaft, wenn das Obskurations-Element 30 an die Form des zu beleuchtenden Objektfeldes 5 angepasst ist. Vorzugsweise ist das Obskurations-Element 30 derart an die Form des zu beleuchtenden Objektfeldes 5 angepasst, dass der sich in Scanrichtung an das Beleuchtungsfeld anschließende Halbschattenbereich 34 eine Ausdehnung in Scanrichtung aufweist, welche über die gesamte Breite des Objektfeldes 5 um maximal 10%, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 3%, insbesondere maximal 1%, insbesondere maximal 0,5% variiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Obskurations-Element 30 in einem Winkel im Bereich von 0° bis 45° zur Objektebene 6 angeordnet. Hierbei sei als Ausrichtung des Obskurations-Elements 30 eine durch den gekrümmten Abschnitt 35 definierte Ebene verstanden. Dabei sei vorausgesetzt, dass der gekrümmte Abschnitt 35 in einer Ebene verläuft. Das Obskurations-Element 30 kann somit parallel zur Objektebene 6 angeordnet sein, es kann auch schräg zur Objektebene 6 angeordnet sein. Es ist vorzugsweise in einem verstellbaren Winkel zur Objektebene 6 angeordnet.
Zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements wird wenigstens ein Teil des Retikels 7 auf einem Bereich einer lichtempfindlichen Schicht auf den Wafer 12 abgebildet. Bei der Projektion des Retikels auf den Wafer 12 kann der Retikelhalter 8 und/oder der Waferhalter 13 in Richtung parallel zur Objektebene 6 beziehungsweise parallel zur Bildebene 11 verlagert werden. Die Verlagerung des Retikels 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen. Bei der Verlagerung, das heißt während des Scanvorgangs, muss der Halbschattenbereich 34 vom Retikel 7 komplett überfahren werden. Dies wird als sogenannter Overscan bezeichnet. Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Blenden-Vorrichtung 28 ist es möglich, den Overscan auf die tatsächliche Ausdehnung des Halbschattenbereichs 34 in Scanrichtung zu minimieren.
Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 14 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008007449 A1 [0002]
US 6859515 B2 [0033]
US 6658084 B2 [0035]

Claims

Blenden-Vorrichtung (28) für eine Beleuchtungsoptik (4) einer Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend: a. mindestens ein Obskurations-Element (30) zur randseitigen Begrenzung eines Beleuchtungsfeldes, b. wobei das mindestens eine Obskurations-Element (30) eine Berandung mit mindestens einem konkav gekrümmten Abschnitt (35) aufweist.
Blenden-Vorrichtung (28) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Abschnitt (35) ellipsenbogenförmig ausgebildet ist.
Blenden-Vorrichtung (28) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Obskurations-Elemente (30) umfasst, welche mittels einer Halteeinrichtung (31) austauschbar sind.
Verwendung einer Blenden-Vorrichtung (28) gemäß einen der Ansprüche 1 bis 3 derart, dass das mindestens eine Obskurations-Element (30) eine Retikel-Maskierungs-Blende bildet.
Beleuchtungsoptik (4) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend eine Blenden-Vorrichtung (28) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
Beleuchtungsoptik (4) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Obskurations-Element (30) verstellbar ist.
Beleuchtungsoptik (4) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6 mit einer Mehrzahl von Spiegeln (17, 18, 20, 21, 22), dadurch gekennzeichnet, dass die Blenden-Vorrichtung (28) im Strahlungsverlauf hinter dem letzten Spiegel (22) angeordnet ist.
Beleuchtungssystem (2) zur Beleuchtung eines Objektfeldes (5) umfassend a. eine Beleuchtungsoptik (4) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 und b. eine Strahlungsquelle (3).
Beleuchtungssystem (2) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Obskurations-Element (30) der Blenden-Vorrichtung (28) jeweils an die Form des zu beleuchtenden Objektfeldes (5) angepasst ist.
Beleuchtungssystem (2) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Obskurations-Element (30) der Blenden-Vorrichtung (28) derart an die Form des zu beleuchtenden Objektfeldes (5) angepasst ist, dass ein sich in einer Scanrichtung an ein Beleuchtungsfeld anschließender Halbschattenbereich (34) in seiner Position in Scanrichtung um maximal 10% seiner Ausdehnung in Scanrichtung variiert.
Beleuchtungssystem (2) gemäß einen der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Obskurations-Element (30) der Blenden-Vorrichtung (28) in einem Abstand (d) von höchstens 5 cm zur Objektebene (6) angeordnet ist.
Beleuchtungssystem (2) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Obskurations-Element (30) der Blenden-Vorrichtung (28) in einem Winkel im Bereich von 0° bis 45° zur Objektebene (6) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (1) umfassend a. ein Beleuchtungssystem (2) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12 und b. eine Projektionsoptik (9) zur Projizierung eines Objektfeldes (5) in ein Bildfeld (10).
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauelements umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) gemäß Anspruch 13, – Bereitstellen eines Wafers (12), auf dem zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, – Bereitstellen eines Retikels (7), das abzubildende Strukturen aufweist, – Projizieren wenigstens eines Teils des Retikels (7) auf einen Bereich der lichtempfindlichen Schicht auf dem Wafer (12) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1).