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Title:
MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/095209
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a microlithographic projection exposure system (600), comprising a lighting device (601) and a projection lens (602), wherein the lighting device (601) illuminates an object plane (OP) of the projection lens in the operation of the projection exposure system (600) and the projection lens images said object plane onto an image plane (W), wherein the illumination of the object plane is accomplished with linearly polarized light, the wavelength of which is less than 15 nanometers (nm), and wherein the projection lens has at least one pupil (110, 210, 310, 410, 510), wherein at least one boundary line of said pupil has a geometry that deviates from a circular shape.

Inventors:
GOEHNERMEIER AKSEL (DE)
FIOLKA DAMIAN (DE)
GRUNER TORALF (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/051303
Publication Date:
August 11, 2011
Filing Date:
February 03, 2010
Export Citation:
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Assignee:
ZEISS CARL SMT GMBH (DE)
GOEHNERMEIER AKSEL (DE)
FIOLKA DAMIAN (DE)
GRUNER TORALF (DE)
International Classes:
G03F7/20
Domestic Patent References:
WO2006117122A12006-11-09
WO2004046771A12004-06-03
WO2006117122A12006-11-09
Foreign References:
EP1768172A12007-03-28
US20010003480A12001-06-14
JP2007305821A2007-11-22
US5863712A1999-01-26
US5673103A1997-09-30
Attorney, Agent or Firm:
FRANK, Hartmut et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine Objektebene des Projektionsobjektivs beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene auf eine Bildebene abbildet,

• wobei die Beleuchtung der Objektebene mit linear polarisiertem Licht erfolgt, dessen Wellenlänge kleiner als 15 Nanometer (nm) ist; und

• wobei das Projektionsobjektiv wenigstens eine Pupille (1 10, 210, 310, 410, 510) aufweist, wobei wenigstens eine Begrenzungslinie dieser Pupille eine von einer Kreisform abweichende Geometrie aufweist.

2. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Pupille zumindest abschnittsweise eine rechteckförmige, streifenförmige oder kreuzförmige Geometrie besitzt.

3. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Pupille wenigstens einen sich zwischen zwei benachbarten Abschnitten verjüngenden Abschnitt aufweist.

4. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht in der wenigstens einen Pupille (210) eine zumindest näherungsweise tangentiale Polarisationsverteilung aufweist.

5. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Objektebene angeordnetes Retikel und/oder ein in der Bildebene angeordneter Wafer relativ zu dem Projektionsobjektiv drehbar sind.

6. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die wenigstens eine Pupille (1 10, 210, 310, 410, 510) einstellende Aperturblende vorgesehen ist.

7. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Aperturblende zur Variation von Form und/oder Größe der Pupille (1 10, 210, 310, 410, 510) verstellbar ist.

8. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv eine numerische Apertur (NA) von wenigstens 0.3, insbesondere von wenigstens 0.4, weiter insbesondere von wenigstens 0.5 aufweist.

9. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv zumindest einen Spiegel mit nicht-kreisförmiger Spiegelfläche aufweist.

10. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Spiegel zumindest in unmittelbarer Nähe einer Pupillenebene angeordnet ist.

1 1 . Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv eine optische Achse (OA) und wenigstens einen Spiegel aufweist, welcher einen den Lichtdurchtritt ermöglichenden Spiegeldurchbruch außerhalb dieser optischen Achse (OA) besitzt.

12. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv eine optische Achse (OA) besitzt, wobei keine Obskuration im Bereich dieser optischen Achse (OA) vorhanden ist.

13. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv wenigstens einen Spiegel aufweist, auf welchem ein hochreflektierendes Schichtsystem angeordnet ist, wobei die Reflektivität dieses

Schichtsystems für einen von zwei zueinander senkrechten Polarisations- zuständen um einen Faktor von wenigstens 10, insbesondere von wenigstens 15, weiter insbesondere von wenigstens 20, größer ist als für den anderen dieser Polarisationszustände.

14. Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsobjektiv wenigstens zwei Pupillenebenen aufweist.

15. Mikrolithographisches Belichtungsverfahren, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanlage eine Objektebene des Projektionsobjektivs beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene auf eine Bildebene abbildet,

• wobei die Beleuchtung der Objektebene mit linear polarisiertem Licht erfolgt, dessen Wellenlänge kleiner als 15 Nanometer (nm) ist; und

• wobei das Projektionsobjektiv wenigstens eine Pupille (1 10, 210, 310, 410, 510) aufweist, wobei wenigstens eine Begrenzungslinie dieser Pupille eine von einer Kreisform abweichende Geometrie aufweist.

16. Mikrolithographisches Belichtungsverfahren nach Anspruch 15, wobei zwischen zwei aufeinander folgenden Belichtungsschritten sowohl ein in der Objektebene angeordnetes Retikel als auch ein in der Bildebene angeordneter Wafer relativ zu dem Projektionsobjektiv gedreht werden.

17. Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten:

• Bereitstellen eines Substrats, auf das zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist; • Bereitstellen einer Maske, die abzubildende Strukturen aufweist;

• Bereitstellen einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14; und

• Projizieren wenigstens eines Teils der Maske auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage.

Mikrostrukturiertes Bauelement, das nach einem Verfahren gemäß Anspruch 17 hergestellt ist.

Description:
Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage.

Stand der Technik Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithogra- phieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsobjektiven, d.h. bei Wellenlängen von z.B. etwa 13 nm oder etwa 7 nm, werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Mit wachsender numerischer Apertur der Systeme, typischerweise bei Systemen mit einer NA ab etwa 0.4, entstehen hierbei Probleme in Verbindung mit der sogenannten„zentralen Obskuration" (d.h. einer

Abschattung im zentralen Bereich der Pupille). Eine solche zentrale Obskuration wird vorgesehen, um mittels eines Spiegeldurchbruches die Lichtdurchführung so gestalten zu können, dass auch bei hohen numerischen Aperturen die Strahlwin- kel klein gehalten werden können. Derartige zentrale Obskurationen haben jedoch den Nachteil eines Lichtverlustes sowie eines Verlustes an Abbildungsqualität. Unter„Pupille" wird hierbei der lichttransmittierende Bereich in einer Pupillenebene des optischen Systems verstanden. Unter Pupillenebene wird gemäß der üblichen Terminologie eine Ebene verstanden, welche die fouriertransformierte Ebene zu einer Feldebene (also etwa der Bildebene oder einer Zwischenbildebene) darstellt. Dabei entsprechen gleiche Orte in der Feldebene gleichen Winkeln in der Pupillenebene, so dass sich in einer Pupillenebene jeweils Hauptstrahlen, die in einer Feldebene unter gleichem Winkel auftreffen, einander kreuzen.

Ein weiteres bekanntes Problem in hochaperturigen Projektionsbelichtungsanla- gen ist der sogenannte Vektoreffekt, welcher bei EUV-Systemen - infolge der bei den niedrigen Wellenlängen von z.B. 13 nm in der Nähe von Eins liegenden Brechzahl des Resists und der demzufolge im Resist nicht mehr stattfindenden Brechung - bereits ab einem Wert der numerischen Apertur von etwa 0.4 zum Tragen kommt. Mit„Vektoreffekt" wird die Situation beschrieben, bei welcher der Vektor des elektrischen Feldes im Bereich der Bildebene selbst bei gleichem Polarisationszustand unterschiedliche Richtungen für unterschiedliche Beugungsordnungen aufweist, was wiederum daraus resultiert, dass die p-polarisierten Kompo- nenten (= TM-Komponenten) des elektrischen Feldstärkevektors nicht mehr parallel zueinander sind, so dass der Abbildungskontrast vom Polarisationszustand abhängig ist.

Schließlich besteht auch ein weiteres Problem in hochaperturigen EUV-Systemen in der schwieriger werdenden Optimierung der auf den reflektierenden Spiegeln befindlichen hochreflektierenden Schichten (HR-Schichten), da die von diesen HR-Schichten jeweils einzufangenden hohen Strahlwinkel (bezogen auf die Flächennormale des jeweiligen Spiegels) eine Optimierung des Schichtdesigns zunehmend erschweren.

Aus WO 2004/046771 A1 ist u.a. ein Projektionsobjektiv mit nicht-runder Aperturblende bekannt, um auch bei größerem Abstand zwischen Aperturblende und Spiegel eine sogenannte Eckenabschattung zu vermeiden, wobei durch besagten größeren Abstand ein einfacherer Austausch der Aperturblende ermöglicht werden soll.

Der Einsatz nicht-rotationssymmetrischer Aperturblenden in (nicht für den EUV- Bereich ausgelegten) katadioptrischen Projektionsobjektiven ist ferner auch aus JP 2007 305821 A bekannt.

Aus US 5,863,712 ist u.a. ein Projektionsbelichtungsverfahren bekannt, bei welchem zwischen aufeinander folgenden Belichtungen ein Pupillenfilter mit einer ers- ten Pupillenfunktion gegen ein Pupillenfilter mit einer zweiten Pupillenfunktion ausgewechselt wird, wobei wenigstens eine dieser Pupillenfunktionen eine asymmetrische Transmissionsverteilung aufweist.

Aus US 5,673,103 ist u.a. eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage bekannt, welche eine Polarisationssteuerungseinrichtung und eine Einrichtung zur Änderung der Richtung des Öffnungsbereichs eines Schlitzfilters synchron mit der durch die Polarisationssteuerungseinrichtung eingestellten Änderung der Polarisationsrichtung aufweist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage bereitzustellen, welche im EUV-Bereich auch bei höheren Aperturen die vorstehend beschriebenen Probleme bzw. einen Verlust an Abbildungsqualität und/oder einen Lichtverlust zumindest weitgehend vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungseinrichtung und einem Projektionsobjektiv, wobei die Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Projektionsbelichtungsanla- ge eine Objektebene des Projektionsobjektivs beleuchtet und das Projektionsobjektiv diese Objektebene auf eine Bildebene abbildet,

- wobei die Beleuchtung der Objektebene mit linear polarisiertem Licht erfolgt, dessen Wellenlänge kleiner als 15 Nanometer ist, und

- wobei das Projektionsobjektiv wenigstens eine Pupille aufweist, wobei wenigstens eine Begrenzungslinie dieser Pupille eine von einer Kreisform abweichende Geometrie aufweist.

Dabei kann es sich bei der wenigstens einen Begrenzungslinie um eine äußere Begrenzungslinie oder auch um eine innere Begrenzungslinie der Pupille handeln. Insbesondere können auch sowohl die innere Begrenzungslinie als auch die äußere Begrenzungslinie eine von einer Kreisform abweichende Geometrie aufweisen.

Als Kriterium für das Merkmal der von einer Kreisform abweichenden Geometrie kann die maximale Abweichung bzw. der maximale Abstand von einer bestpassenden Kreislinie herangezogen werden, wobei diese bestpassende Kreislinie nach der bekannten Methode der kleinsten Quadrate bestimmt werden kann und wobei der Abstand in radialer Richtung bezogen auf diese Kreislinie bestimmt wird. Diese maximale Abweichung von der bestpassenden Kreislinie in radialer Richtung beträgt gemäß der Erfindung vorzugsweise wenigstens 1 %, insbesondere wenigstens 2%, und weiter insbesondere wenigstens 5%.

Bei der Pupille kann es sich um die Eintrittspupille, die Austrittspupille oder die Systempupille handeln.

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 Aper- turblende, 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 zwischen 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.

Gemäß einem anderen Ansatz kann eine Pupille auch als derjenige Bereich im Abbildungsstrahlengang der abbildenden Optik beschrieben werden, 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.

Von der vorliegenden Erfindung werden sämtliche Lösungen umfasst, bei welchen wenigstens eine Pupille im Sinne wenigstens einer der vorliegenden Definitionen eine Begrenzungslinie mit einer von einer Kreisform abweichenden Geometrie (im Sinne des obigen Kriteriums) aufweist.

Dadurch, dass gemäß der Erfindung die Pupille wenigstens eine Begrenzungslinie mit einer von einer Kreisform abweichenden Geometrie aufweist (im Weiteren wir eine solche Pupille auch kurz als„nicht-kreisförmige Pupille" bezeichnet), kann zunächst im Hinblick auf die vorstehend erläuterten Probleme in Verbindung mit der sogenannten zentralen Obskuration eine geometrisch vorteilhafte Situation geschaffen werden, welche auch bei größeren Aperturen ein„Vorbeiführen" des Lichtes an dem betreffenden, in einer Pupillenebene oder in deren Nähe angeordneten Spiegel ermöglicht, da dieser Spiegel in dem verbleibenden (d.h. nicht zum transmittierenden Bereich zählenden) Bereich einen Spiegeldurchbruch aufweisen kann, indem er dort z.B. ein Loch besitzt oder indem der Spiegel dort abgeschnitten ist.

Mit anderen Worten können sich in geometrisch günstiger Weise nahe der Pupillenmitte Bereiche ergeben, die im mikrolithographischen Abbildungsprozess ohnehin nicht genutzt werden und durch welche das Licht hindurchgeführt werden kann. Die mit einer zuvor beschriebenen zentralen Obskuration einhergehenden Probleme wie Lichtverlust und Beeinträchtigung der Abbildungsqualität werden dabei vermieden.

Insbesondere kann die Pupille gemäß bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung eine kreuzförmige, rechteck- bzw. streifenförmige oder auch eine im Wesentlichen sanduhrförmige Geometrie (d.h. einen sich zentral verjüngenden Abschnitt zwischen zwei äußeren, relativ breiteren Abschnitten) aufweisen. Der erfind ungsgemäß in Kombination mit der nicht-kreisförmigen Pupille erfolgende Einsatz von linear polarisiertem Licht hat weiter zur Folge, dass sich gerade bei einem nicht-kreisförmigen, z.B. rechteckigen, streifenförmigen oder kreuzförmigen transmittierenden Bereich in Verbindung mit einer definierten Polarisationsvor- zugsrichtung des Lichtes im Hinblick auf den Vektoreffekt vorteilhafte Polarisationsverteilungen erzielen lassen. So ergibt sich etwa, wie im Weiteren noch näher erläutert wird, bei konstant linearer Polarisationsvorzugsrichtung in einem hinreichend schmalen, rechteckförmigen Streifenausschnitt eine im Hinblick auf den Vektoreffekt vorteilhafte, sogenannte quasitangentiale Polarisationsverteilung, bei welcher der elektrische Feldstärkevektor zumindest näherungsweise senkrecht zu dem auf die optische Achse gerichteten Radius verläuft.

Eine weitere Eigenschaft einer z.B. rechteck- oder streifenförmigen Pupille besteht darin, dass dichte Linienstrukturen (d.h. Strukturen mit hohen Ortsfrequenzen bzw. geringem Linienabstand) wegen der erforderlichen, vergleichsweise großen Beugungswinkel nur in einer Richtung übertragen werden können. Gemäß der Erfindung wird jedoch dieser„Nachteil" bewusst in Kauf genommen, was auf der Überlegung beruht, dass auch die Abbildung von in der entsprechend senkrechten Richtung verlaufenden Strukturen hoher Ortsfrequenz unter Verwendung der glei- chen, nicht-kreisförmigen Pupille erzielt werden kann. Hierzu muss lediglich das (z.B. vertikale) Liniengitter so gedreht werden, dass die abzubildenden Linien bezüglich der Projektionsbelichtungsanlage („Maschinensystem") horizontal verlaufen, wobei zugleich der Wafer ebenfalls gedreht und der Lithographieprozess durchgeführt wird, so dass der vorstehend beschriebene„Nachteil" einfach um- gangen werden kann.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verwendung von Licht mit definierter Polarisationsvorzugsrichtung ergibt sich in Bezug auf die Auslegung der hoch reflektierenden HR-Schichten auf den Spiegeln, da Kompromisse bei der Schichtoptimie- rung, welche herkömmlicherweise sowohl im Hinblick auf p-polarisiertes Licht sowie im Hinblick auf s-polarisiertes Licht zu erfolgen hat, nicht mehr erforderlich sind. Mit anderen Worten wird bei der Schichtoptimierung ein Freiheitsgrad ge- wonnen, da die HR-Schichten lediglich auf eine definierte Polarisationsrichtung optimiert werden müssen.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass die gemäß der Erfindung geschaffene, von der Kreisform abweichende Pupille nicht notwendigerweise durch eine nicht-kreisförmig ausgestaltete Blende erreicht wird, sondern durch einen in definierter Weise entsprechend ausgelegten bzw. sich systembedingt von vornherein ergebenden Strahlkegel. Im Vergleich zu einem System mit runder Pupillenform werden hierdurch auch zusätzliche Designoptionen geschaffen, bei denen z.B. zwei Pupillenebenen nebeneinander angeordnet sind und hierbei in Summe nur wenig mehr Strahlkegelraum beanspruchen als ein System mit einer einzigen, jedoch rund ausgeformten Pupille.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind Retikel bzw. Maske und Wafer si- multan gegenüber dem Projektionsobjektiv drehbar ausgelegt. Des Weiteren weist der in ein und demselben Belichtungsschritt belichtete Bereich („die") vorzugsweise eine quadratische Geometrie auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann auch eine („physische") Aper- turblende zur Einstellung der nicht-kreisförmigen Pupille vorgesehen sein. Dabei können insbesondere auch durch variable Auslegung der Aperturblende Form und Größe der Pupille variabel sein. Beispielsweise kann es sich bei der Aperturblende um eine variable Rechteckblende zur möglichen Anpassung von Aspektverhältnis und Größe der Pupille handeln. Eine mögliche Ausgestaltung besteht in der An- Ordnung von vier senkrecht zu ihrer geraden Begrenzung verschiebbaren Schneiden, die gemeinsam ein Rechteck formen. Bevorzugt ist hierbei ein zentriertes Rechteck, so dass gegenüberliegende Schneiden mit hoher Genauigkeit simultan verfahrbar sind. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die nicht-kreisförmige Pupille eine kreuzförmige Geometrie auf. Die kreuzförmige Geometrie hat den Vorteil, dass die vorstehend beschriebene Drehung von Retikel und Wafer in Bezug auf das Pro- jektionsobjektiv nicht mehr erforderlich ist, wodurch die mechanische Komplexität des Aufbaus verringert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Pupille eine im Wesentlichen sanduhrförmige Geometrie auf. Unter„sanduhrförmiger Geometrie" wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Geometrie mit einem verjüngten, d.h. relativ schmalerem zentralen Bereich zwischen zwei äußeren, relativ breiteren Bereichen verstanden. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine moderatere Verfeinerung derjenigen Strukturmerkmale, die senkrecht zur bevorzugten Strukturorientierung lie- gen. Vorzugsweise befinden sich hierbei im Falle der Verwendung eines Dipol- Beleuchtungssettings die Beleuchtungspole in der Nähe des Pupillenrandes.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Es zeigen:

Figur 1 und 2 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Auswirkung unterschiedlicher Polarisationsverteilungen in einem recht- eck- bzw. streifenförmigen Bereich der Pupillenebene;

Figur 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichten Bereitstellung zusätzlicher Designoptionen; Figur 4 und 5 schematische Darstellungen von nicht-kreisförmigen Pupillenformen zur Erläuterung weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und Figur 6 eine schematische Darstellung einer für EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Weiteren wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 die Auswirkung der erfindungsgemäßen Verwendung einer nicht-kreisförmigen Pupille in Kombination mit polarisiertem Licht erläutert.

Hierzu zeigt Fig. 1 eine sogenannte radiale Polarisationsverteilung, bei welcher die Richtung des elektrischen Feldstärkevektors parallel zu dem auf die (in z-Richtung im eingezeichneten Koordinatensystem verlaufende) optische Achse des Systems gerichteten Radius orientiert ist, wobei die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors durch Doppelpfeile dargestellt ist. Demgegenüber zeigt Fig. 2 eine lineare Polarisationsverteilung 200 mit konstanter, im eingezeichneten Koordinatensystem in y-Richtung verlaufender Polarisationsvorzugsrichtung, wobei die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors wiederum durch Doppelpfeile dargestellt ist.

In einem ersten Ausführungsbeispiel weist nun die erfindungsgemäß verwendete, nicht-kreisförmige Pupille eine rechteck- bzw. streifenförmige Geometrie auf, wobei diese Pupille, d.h. der transmittierende Bereich der Pupillenebene, in Fig. 1 mit 1 10 und in Fig. 2 mit 210 bezeichnet ist. Gemäß Fig. 2 liegt aufgrund der einge- stellten Polarisationsverteilung innerhalb dieser Pupille 210 eine sogenannte„quasitangentiale Polarisationsverteilung" vor, bei welcher die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldstärkevektors zumindest näherungsweise senkrecht zu dem auf die in z-Richtung verlaufende optische Achse gerichteten Radius orientiert ist. Aufgrund dieser quasitangentialen Polarisationsverteilung gelingt es auf Wafere- bene, auch bei höheren numerischen Aperturen (von z.B. NA > 0.4) einen negativen Einfluss des bereits erläuterten Vektoreffektes auf das Abbildungsergebnis des Lithographieprozesses zu vermeiden. Anhand von Fig. 3 ist veranschaulicht, wie infolge der nicht-kreisförmigen Ausgestaltung der Pupille gemäß der Erfindung (im Ausführungsbeispiel ist wieder eine Streifen- bzw. Rechteckform gewählt) eine geometrisch vorteilhafte Situation geschaffen wird, die es ermöglicht, das Licht durch optisch ungenutzte Bereiche au- ßerhalb der optischen Achse zu führen, ohne dass hierfür etwa eine zentrale

Obskuration erforderlich ist. Mit„320" bzw.„330" sind Bereiche bezeichnet, welche für zusätzliche (gefaltete) Strahlengänge oder optische Elemente zur Verfügung stehen, da die Pupille 310 auf einen rechteckförmigen Bereich, welcher sich im Ausführungsbeispiel in x-Richtung erstreckt, beschränkt ist.

Fig. 4 und 5 zeigen weitere bevorzugte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen, nicht-kreisförmigen Pupille.

Im Einzelnen zeigt Fig. 4 eine Pupille 410 mit kreuzförmiger Geometrie, welche symmetrisch zur in z-Richtung verlaufenen optischen Achse jeweils rechteck- bzw. streifenförmige Abschnitte 41 1-414 beinhaltet. Fig. 5 zeigt eine„sanduhrförmige" Pupille 510 mit einem zentralen Bereich 51 1 , welche relativ zu den beiden angrenzenden, äußeren Bereichen 512 und 513 verjüngt ist. Sowohl bei der Ausführungsform von Fig. 4 als auch bei derjenigen von Fig. 5 stehen die nicht zur Pupil- le 410 bzw. 510 gehörenden, verbleibenden („weißen") Bereiche zur Verfügung, um dort etwa auf einem in unmittelbarer Nähe zur betreffenden Pupillenebene angeordneten Spiegel einen den Lichtdurchtritt ermöglichenden Spiegeldurchbruch (Loch oder dergleichen) vorzusehen. Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung eine für den Betrieb im EUV ausgelegte mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage 600, in welcher die vorliegende Erfindung realisiert werden kann. Der grundsätzliche, in Fig. 6 gezeigte Aufbau ist aus WO 2006/1 17122 A1 bekannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 600 gemäß Fig. 6 weist eine Beleuchtungseinrichtung 601 und ein Projektionsobjektiv 602 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 601 umfasst in Lichtausbreitungsrichtung des von einer Lichtquelle 603 ausgesandten, insbesondere linear polarisierten Beleuchtungslichtes 604 einen Kollektor 605, ei- nen Spektralfilter 606, eine Blende 607, in welcher ein Zwischenbild IMI erzeugt wird, ein erstes optisches Rasterelement 608 und ein zweites optisches Rasterelement 609 von welchem das Licht über weitere optische Elemente 610-612 auf ein in einer Objektebene OP angeordnetes Objektfeld trifft. Das vom Objektfeld ausgehende Licht tritt in das Projektionsobjektiv 602 ein. Das Projektionsobjektiv 602 weist im Ausführungsbeispiel 8 Spiegel M1-M8 auf, um die Maskenstruktur eines in der Objektebene OP angeordneten Retikels auf die lichtempfindliche Be- schichtung eines in der Bildebene IP angeordneten Wafers W zu übertragen. Im Bereich des zweiten Spiegels M2 ist eine Aperturblende B angeordnet. Erfin- dungsgemäß kann wird wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 5 beschrieben in der Projektionsbelichtungsanlage 600 eine nicht-kreisförmige Pupille eingestellt werden. Insbesondere kann die im Bereich des zweiten Spiegels M2 vorhandene Aperturblende B so ausgelegt sein, dass diese wie vorstehend beschrieben eine nicht-kreisförmige Pupille einstellt.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fach- mann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.




 
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