DE102012205886A1

DE102012205886A1 - Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung zur Vorgabe einer Beleuchtungsintensität über ein Beleuchtungsfeld einer lithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102012205886A1
Application number: DE102012205886A
Authority: DE
Inventors: Martin Endres; Dr. Gruner Toralf
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2013-10-17
Also published as: US10067424B2; US20150015865A1; WO2013152951A1; JP6270166B2; JP2015518277A

Abstract

Eine Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung (24) dient zur Vorgabe einer Beleuchtungsintensität über ein Beleuchtungsfeld (18) einer lithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Die Korrekturvorrichtung (24) hat eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, stabförmigen Einzelblenden (27) mit parallel zueinander angeordneten Stabachsen (28), die quer zu den Stabachsen nebeneinander aufgereiht angeordnet sind. Die Einzelblenden (27) sind zumindest längs ihrer jeweiligen Stabachse (28) mit Hilfe eines Verlagerungsantriebs (29) individuell zur Vorgabe einer Intensitätskorrektur einer Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes (18) in eine vorgegebene Intensitätskorrektur-Verlagerungsposition verlagerbar. Zumindest einige der Einzelblenden (27FB) sind als Feldbegrenzungs-Einzelblenden so ausgeführt, dass sie längs ihrer Stabachse (28) zwischen einer vollständig ausgefahrenen Ausfahrposition und einer vollständig eingefahrenen Einfahrposition um mehr als eine Feldausdehnung (18y) des Beleuchtungsfeldes (18), die dieses längs der Stabachse (28) aufweist, verlagerbar sind. Es resultiert eine Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung, deren Korrekturgenauigkeit im Vergleich zum Stand der Technik verbessert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung zur Vorgabe einer Beleuchtungsintensität über ein Beleuchtungsfeld einer lithographischen Projektionsbelichtungsanlage. Ferner betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsoptik zur Führung von Beleuchtungslicht hin zu einem Beleuchtungsfeld einer lithographischen Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Beleuchtungsintensitäts-Korrektureinrichtung, ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit einem derartigen Herstellungsverfahren strukturiertes Bauelement.
Aus der WO 2009/074 211 A1 ist eine Korrekturvorrichtung bekannt, mittels der über eine Querkoordinate quer zu einer Verlagerungsrichtung eines bei der Projektionsbelichtung verlagerten Objektes innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen eine uniforme Intensitätsverteilung in einem Beleuchtungsfeld einstellbar ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Korrekturgenauigkeit im Vergleich zum Stand der Technik verbessert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Korrekturvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass dann, wenn zumindest einige der Einzelblenden als Feldbegrenzungs-Einzelblenden ausgeführt sind, die Notwendigkeit einer separaten Feldbegrenzungsblende, die beim Stand der Technik zusätzlich zur Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung zum Einsatz kam, wegfällt. Die Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung einerseits und diese nun nicht mehr notwendige Feldbegrenzungsblende konkurrieren dann nicht mehr um einen Bauraum nahe einer Feldebene des Beleuchtungsfeldes. Die Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung kann dann entsprechend nahe an diese Feldebene heranrücken, sodass die Korrekturvorrichtung eine Korrekturwirkung entfalten kann, die von Beleuchtungswinkeln auf das Beleuchtungsfeld möglichst weitgehend unabhängig ist. Die Verlagerbarkeit der Feldbegrenzungs-Einzelblenden zwischen der vollständig ausgefahrenen Ausfahrposition und der vollständig eingefahrenen Einfahrposition kann z.B. bei mehr als 8 mm, bei mehr als 10 mm, bei mehr als 12 mm oder auch bei mehr als 15 mm liegen. Durch die so verlagerbaren Feldbegrenzungs-Einzelblenden können diese das Beleuchtungsfeld in einer Querdimension quer zu den Stabachsen der Einzelblenden begrenzen.
Ein zweistufiger Verlagerungsantrieb nach Anspruch 2 vermeidet die Notwendigkeit eines Verlagerungsantriebes, der einerseits, zur Intensitätskorrektur, mit hoher Positionsgenauigkeit verfahrbar und andererseits, zur Feldbegrenzung, mit hohem Verlagerungshub verlagerbar ist. Die Anforderungen „hohe Positionsgenauigkeit“ einerseits und „hoher Verlagerungshub“ andererseits werden auf die beiden Stufen des Verlagerungsantriebs verteilt. Die erste Stufe kann dabei eine Positionsgenauigkeit von besser als 25 μm, von besser als 10 μm oder sogar von besser als 5 μm haben. Die Positionsgenauigkeit der zweiten Stufe spielt keine Rolle, sollte aber natürlich so groß sein, dass eine Positionstoleranz der zweiten Stufe durch den möglichen Verstellhub der ersten Stufe ausgeglichen werden kann.
Ein Quer-Verlagerungsantrieb nach Anspruch 3 ermöglicht eine variable Anpassung einer Feldbegrenzung durch die Feldbegrenzungs-Einzelblenden in einer Dimension quer zu den Stabachsen. Die Feldbegrenzungs-Einzelblenden können dann Beleuchtungsfelder mit unterschiedlicher Feldausdehnung quer zur Stabachse der Einzelblenden präzise begrenzen. Ein derartiger Quer-Verlagerungsantrieb kann insbesondere integral mit der zweiten Stufe eines wie vorstehend beschriebenen zweistufigen Verlagerungsantriebs ausgeführt sein.
Eine Anpassung der Einzelblenden nach Anspruch 4 ermöglicht eine besonders präzise Beleuchtungsintensitätsvorgabe. Eine Stirnkante der Einzelblenden kann schräg zulaufend ausgeführt sein, z.B. unter einem Winkel von 45° zur Stabachse. Eine Stirnkante der Einzelblenden kann bogenförmig ausgeführt sein.
Eine Kühleinrichtung nach Anspruch 5 ermöglicht eine Tolerierung einer hohen thermischen Last insbesondere auf den Feldbegrenzungs-Einzelblenden. Die Kühleinrichtung kann als Wasserkühlung ausgeführt sein.
Beleuchtungsintensitäts-Korrektureinrichtungen nach den Ansprüchen 6 und 7 sind an die für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen üblichen Beleuchtungsfeldformen angepasst.
Die Vorteile einer Beleuchtungsoptik nach Anspruch 8 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Korrekturvorrichtung bereits erläutert wurden.
Eine Korrekturvorrichtung nach Anspruch 9 ist hinsichtlich einer beleuchtungsrichtungsunabhängigen Beleuchtungsintensitäts-Vorgabewirkung besonders präzise. Der Abstand zwischen einer Korrekturebene, in der die Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung angeordnet ist, und der Feldebene der Beleuchtungsoptik kann nicht mehr als 10 mm oder auch nicht mehr als 8 mm betragen.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 10 und einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Korrekturvorrichtung und die Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurden. Bei der Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage kann es sich um eine EUV-Lichtquelle handeln. Hier kommen die Vorteile der Korrekturvorrichtung besonders gut zu tragen.
Bei einer scannenden Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12 kommen die Vorteile der Korrekturvorrichtung besonders gut zum Tragen.
Ein Verlagerungsantrieb nach Anspruch 13 ermöglicht es, der Korrekturvorrichtung zusätzlich die Funktion einer mitlaufenden Scanblende zu geben, sodass auch diese mitlaufende Scanblende durch die Korrekturvorrichtung ersetzt werden kann, was eine Bauraumkonkurrenz zusätzlich entspannt und eine Anordnung der Korrekturvorrichtung sehr nahe an der Feldebene der Beleuchtungsoptik ermöglicht.
Die Vorteile eines Verfahrens nach Anspruch 14 und eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauelements nach Anspruch 15 entsprechen denen, die vorstehend bereits erläutert wurden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie;
2 eine Ausschnittsvergrößerung aus 1 im Bereich einer Retikel- bzw. Objektebene;
3 eine Ansicht auf eine Korrekturvorrichtung der Projektionsbelichtungsanlage aus Blickrichtung III in 2 in der Ausführung „Rechteckfeld“;
4 eine Ansicht einer Facettenanordnung eines Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 in der Ausführung „Rechteckfeld“;
5 eine Ansicht einer Facettenanordnung eines Pupillenfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1;
6 in einer zu 3 ähnlichen Ansicht eine Variante der Korrekturvorrichtung in der Ausführung „Bogenfeld“; und
7 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung eine Facettenanordnung einer weiteren Ausführung eines Feldfacettenspiegels in der Ausführung „Bogenfeld“.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie dient zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten elektronischen Halbleiter-Bauelements. Eine Lichtquelle 2 emittiert zur Beleuchtung genutzte EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gas discharge produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Lichtquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Lichtquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6 859 515 B2 . Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird EUV-Beleuchtungslicht bzw. Beleuchtungsstrahlung in Form eines Abbildungslicht-Bündels 3 genutzt. Das Abbildungslicht-Bündel 3 durchläuft nach der Lichtquelle 2 zunächst einen Kollektor 4, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen-Aufbau oder alternativ um einen, dann hinter der Lichtquelle 2 angeordneten ellipsoidal geformten Kollektor handeln kann. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 4 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst eine Zwischenfokusebene 5, was zur Trennung des Abbildungslicht-Bündels 3 von unerwünschten Strahlungs- oder Partikelanteilen genutzt werden kann. Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene 5 trifft das Abbildungslicht-Bündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 6.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung jeweils ein kartesisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen bei einzelnen optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird in den nachfolgenden Figuren jeweils auch ein kartesisches lokales xyz- oder xy-Koordinatensystem verwendet. Die jeweiligen lokalen xy-Koordinaten spannen, soweit nichts anderes beschrieben ist, eine jeweilige Hauptanordnungsebene der optischen Komponente, beispielsweise eine Reflexionsebene, auf. Die x-Achsen des globalen xyz-Koordinatensystems und der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme verlaufen parallel zueinander. Die jeweiligen y-Achsen der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme haben einen Winkel zur y-Achse des globalen xyz-Koordinatensystems, die einem Kippwinkel der jeweiligen optischen Komponente um die x-Achse entspricht.
4 zeigt beispielhaft eine Facettenanordnung von Feldfacetten 7 des Feldfacettenspiegels 6 in der Ausführung „Rechteckfeld“. Die Feldfacetten 7 sind rechteckig und haben jeweils das gleiche x/y-Aspektverhältnis. Das x/y-Aspektverhältnis kann beispielsweise 12/5, kann 25/4, kann 104/8, kann 20/1 oder kann 30/1 betragen.
Die Feldfacetten 7 geben eine Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 6 vor und sind in vier Spalten zu je sechs bis acht Feldfacettengruppen 8a, 8b gruppiert. Die Feldfacettengruppen 8a haben jeweils sieben Feldfacetten 7. Die beiden zusätzlichen randseitigen Feldfacettengruppen 8b der beiden mittleren Feldfacettenspalten haben jeweils vier Feldfacetten 7. Zwischen den beiden mittleren Facettenspalten und zwischen der dritten und vierten Facettenzeile weist die Facettenanordnung des Feldfacettenspiegels 6 Zwischenräume 9 auf, in denen der Feldfacettenspiegel 6 durch Haltespeichen des Kollektors 4 abgeschattet ist. Soweit eine LPP-Quelle als die Lichtquelle 2 zum Einsatz kommt, kann sich eine entsprechende Abschattung auch durch einen Zinntröpfchen-Generator ergeben, der benachbart zum Kollektor 4 angeordnet und in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das in Abbildungslicht-Teilbündel, die den einzelnen Feldfacetten 7 zugeordnet sind, aufgeteilte Abbildungslicht-Bündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 10. Das jeweilige Abbildungslicht-Teilbündel des gesamten Abbildungslicht-Bündels 3 ist längs jeweils eines Abbildungslichtkanals geführt.
5 zeigt eine beispielhafte Facettenanordnung von runden Pupillenfacetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10. Die Pupillenfacetten 11 sind um ein Zentrum herum in ineinander liegenden Facettenringen angeordnet. Jedem von einer der Feldfacetten 7 reflektierten Abbildungslicht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 ist eine Pupillenfacette 11 zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit einer der Feldfacetten 7 und einer der Pupillenfacetten 11 den Abbildungslichtkanal für das zugehörige Abbildungslicht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 vorgibt. Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1.
Über den Pupillenfacettenspiegel 10 (1) und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 12, 13, 14 bestehenden Übertragungsoptik 15 werden die Feldfacetten 7 in eine Objektebene 16 der Projektionsbelichtungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 14 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Grazing-Incidence-Spiegel) ausgeführt. In der Objektebene 16 ist ein Retikel 17 angeordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Ausleuchtungsbereich ausgeleuchtet wird, der mit einem Objektfeld 18 einer nachgelagerten Projektionsoptik 19 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenfällt. Der Ausleuchtungsbereich wird auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet. Das Objektfeld 18 ist je nach der konkreten Ausführung einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1 rechteckig oder bogenförmig. Die Abbildungslichtkanäle werden im Objektfeld 18 überlagert. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 17 reflektiert. Das Retikel 17 wird von einem Objekthalter 17a gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Objektverlagerungsantriebs 17b angetrieben verlagerbar ist.
Die Projektionsoptik 19 bildet das Objektfeld 18 in der Objektebene 16 in ein Bildfeld 20 in einer Bildebene 21 ab. In dieser Bildebene 21 ist ein Wafer 22 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 22, also das Substrat, auf welches abgebildet wird, wird von einem Wafer- bzw. Substrathalter 22a gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines ebenfalls schematisch angedeuteten Waferverlagerungsantriebs 22b synchron zur Verlagerung des Objekthalters 17a verlagerbar ist. Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel 17 als auch der Wafer 22 in der y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung y ist die Objektverlagerungsrichtung.
In einer Korrekturebene 23 angeordnet ist eine Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung 24, die nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Korrekturebene 23 ist von der Objektebene 16 um nicht mehr als 20 mm, beispielsweise um 6 mm, 8 mm, 10 mm oder 16 mm, beabstandet. Die Korrekturvorrichtung 24, die auch als UNICOM bezeichnet wird, dient unter anderem zur Einstellung einer scanintegrierten, also in y-Richtung integrierten, Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts über das Objektfeld 18. Die Korrekturvorrichtung 24 wird von einer Steuereinrichtung 25 angesteuert. Beispiele einer Feld-Korrektur-Vorrichtung sind bekannt aus der WO 2009/074 211 A1 , der EP 0 952 491 A2 sowie aus der DE 10 2008 013 229 A1 .
Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 10, die Spiegel 12 bis 14 der Übertragungsoptik 15 sowie die Korrekturvorrichtung 24 sind Bestandteile einer Beleuchtungsoptik 26 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Gemeinsam mit der Projektionsoptik 19 bildet die Beleuchtungsoptik 26 ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1.
2 und 3 zeigen die Korrekturvorrichtung 24 stärker im Detail. Die 2 zeigt eine im Vergleich zur 1 vergrößerte Darstellung mit einigen zusätzlichen Details, die nicht maßstabsgetreu zur 1 ist. Die 3 zeigt eine Aufsicht auf das Objektfeld 18, das mit einem entsprechend rechteckig berandeten Bündel des Beleuchtungslichts 3 ausgeleuchtet ist, zusammen mit Details der Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung 24 und weiteren Details.
Die Korrekturvorrichtung 24 hat eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten stabförmigen Einzelblenden 27. Bei der Ausführung nach den 2 und 3 können z. B. fünfzehn Einzelblenden 27 mit einer jeweiligen Breite in x-Richtung von 4 mm vorhanden sein. Auch eine andere Anzahl der Einzelblenden 27 ist möglich, z.B. mehr als fünfzehn, mehr als zwanzig oder mehr als fünfundzwanzig Einzelblenden 27. Die Einzelblenden 27 können eine andere Breite in x-Richtung haben, z.B. weniger als 4 mm, insbesondere 1 mm, 2 mm, 3 mm oder mehr als 4 mm, insbesondere 5 mm. Diese Einzelblenden 27 sind einander direkt benachbart oder, wie in der 3 dargestellt, auch teilweise in x-Richtung überlappend. Im Falle einer teilweisen Überlappung liegen benachbarte Einzelblenden 27 in einander möglichst nahe benachbarten Ebenen parallel zur Objektebene 6. Jede zweite der Einzelblenden 27 ist in der 3 gestrichelt dargestellt. Die durchgezogen dargestellten Einzelblenden 27 sind in einer ersten Ebene parallel zur xy-Ebene angeordnet und die gestrichelt dargestellten Einzelblenden in einer zweiten, hier zunächst benachbarten Ebene, ebenfalls parallel zur xy-Ebende.
Stabachsen 28, also Mittellängsachsen der stabförmigen Einzelblenden 27, verlaufen parallel zueinander längs der y-Richtung. Die Einzelblenden 27 sind quer zu den Stabachsen 28, also längs der x-Richtung, nebeneinander aufgereiht angeordnet.
Längs ihrer jeweiligen Stabachse 28 sind die Einzelblenden 27 mit Hilfe jeweils eines zweistufigen Verlagerungsantriebes 29 verlagerbar. In der 3 ist der Verlagerungsantrieb 29 für eine der Einzelblenden 27 schematisch angedeutet. Eine erste Stufe des Verlagerungsantriebs 29 ist in Form eines Intensitätskorrektur-Verlagerungsaktors 30 ausgeführt. Der Intensitätskorrektur-Verlagerungsaktor 30 dient zur Verlagerung der jeweiligen Einzelblende 27 zwischen verschiedenen Intensitätskorrektur-Verlagerungspositionen, von denen in der 3 für die Einzelblenden 27 _IK einige dargestellt sind. Die Verlagerung in die jeweilige Intensitätskorrektur-Verlagerungsposition dient zur individuellen Vorgabe einer scanintegrierten Intensitätskorrektur einer Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes 18.
Verschiedene Intensitätskorrektur-Verlagerungspositionen unterscheiden sich darin, wie weit die jeweilige Einzelblende 27 in der y-Richtung in das Beleuchtungsfeld 18, also in das hiermit zusammenfallende Bündel des Beleuchtungslichts 3, eingefahren ist.
Alle Einzelblenden 27 werden in das EUV-Beleuchtungslicht 3 von ein und derselben Seite her eingeschoben.
Mithilfe der Steuereinrichtung 25 können die Einzelblenden 27 unabhängig voneinander in der y-Richtung in eine vorgegebene Position eingestellt werden. Je nachdem in welcher Feldhöhe, also in welcher x-Position, ein Objektpunkt auf dem Retikel 17 das Objektfeld 18 passiert, wird der Scanweg dieses Objektpunktes in y-Richtung und damit die integrierte Intensität der an dieser x-Position überlagerten Abbildungslicht-Teilbündel des gesamten Abbildungslicht-Bündels 3, die dieser Objektpunkt erfährt, von der y-Position der jeweiligen Einzelblende 27 _IK bestimmt. Auf diese Weise kann über eine Vorgabe der y-Positionen der Einzelblenden 27 _IK eine vorgegebene Verteilung der das Retikel 17 beleuchtenden Intensität des Abbildungslicht-Teilbündels 3 erreicht werden.
Die Verlagerungsgenauigkeit des Intensitätskorrektur-Verlagerungsaktors 30 längs der y-Richtung ist im Vergleich zur y-Erstreckung des Beleuchtungsfeldes 18 von etwa 8 mm sehr hoch und kann eine Genauigkeit von beispielsweise weniger als 10 μm, zum Beispiel im Bereich von 5 μm oder sogar noch darunter, erreichen.
Die Intensitätskorrektur-Verlagerungsaktoren 30 können ausgeführt sein als Linearaktoren mit piezoelektrischem Wirkprinzip, mit elektrostatischem Wirkprinzip, mit elektromagnetischem Wirkprinzip, mit magnetostriktivem Wirkprinzip oder mit thermoelektrischem Wirkprinzip.
Zumindest einige der Einzelblenden 27 der Beleuchtungsintensitätskorrektur-Einrichtung 24 sind als Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB ausgeführt. Diese Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB sind längs ihrer jeweiligen Stabachse 28 zwischen einer vollständig ausgefahrenen Ausfahrposition und einer vollständig eingefahrenen Einfahrposition um mehr als eine in Scanrichtung y gemessene Feldausdehnung 18 _y des Beleuchtungsfeldes 18 verlagerbar. Diese Verlagerbarkeit der Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB ist in der 3 für die beiden dort ganz links und für die beiden dort ganz rechts dargestellten Einzelblenden 27 in einer jeweiligen Ausfahrposition dargestellt. Diese Verlagerbarkeit wird durch eine zweite Stufe des Verlagerungsantriebs 29 in Form eines Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktors 31 realisiert. Der Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktor 31 dient also zur Verlagerung der Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB zwischen einer das Beleuchtungsfeld 18 unbeeinflussenden Neutralposition, also beispielsweise der vollständig eingefahrenen Einfahrposition, und einer Feldbegrenzungsposition, also beispielsweise der vollständig ausgefahrenen Ausfahrposition.
In der 3 ist für diejenige Feldbegrenzungs-Einzelblende 27 _FB, für die beispielhaft der Verlagerungsantrieb 29 dargestellt ist, durchgezogen die Position einer stirnseitigen Randkante RK in der vollständig ausgefahrenen Ausfahrposition (also eingefahren in das Beleuchtungsfeld 18) und strichpunktiert in der vollständig eingefahrenen Einfahrposition (also ausgefahren aus dem Beleuchtungsfeld 18) gezeigt.
In der Praxis ermöglicht der Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktor 31 beispielsweise eine Verlagerung der Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB zwischen der Einfahrposition und der Ausfahrposition von 10 mm oder von 15 mm.
Die Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktoren 31 können mit vergleichbaren Wirkprinzipien ausgestaltet sein wie die Intensitätskorrektur-Verlagerungsaktoren 30, wobei der Unterschied im größeren erreichbaren Maximalhub liegt, oder können mit einem Wirkprinzip ausgeführt sein, welches sich vom Wirkprinzip der Intensitätskorrektur-Verlagerungsaktoren 30 unterscheidet. Mögliche derartige weitere Wirkprinzipien für die Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktoren 31 sind ein Gewindetrieb, beispielsweise ein Kugelgewindetrieb, ein Rollengewindetrieb, insbesondere ein Rollengewindetrieb mit Rollenrückführung oder ein Planetenrollengewindetrieb, ein Hydraulikzylinder, ein Pneumatikzylinder oder ein Linearmotor mit elektrodynamischen Wirkprinzip.
Der Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktor 31 kann als reiner y-Verlagerungsaktor zur Verlagerung der Feldbegrenzungs-Einzelblende 27 _FB längs der Stabachse 28 ausgeführt sein. Alternativ kann der Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktor 31 zusätzlich als x-Verlagerungsaktor derart ausgeführt sein, dass die zugehörige Feldbegrenzungs-Einzelblende 27 _FB auch quer zu ihrer Stabachse 28, also längs der x-Richtung, verlagerbar ist. Ein maximaler x-Verlagerungsweg kann dabei die halbe x-Breite der Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB betragen, also z.B. 2 mm. Eine solche Ausführung des Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktors 31 zusätzlich als x-Verlagerungsaktor kann besonders dann zum Einsatz kommen, wenn die Einzelblenden 27 der Korrekturvorrichtung 24 in der x-Richtung überlappen, wie vorstehend bereits erläutert. Ein Überlapp benachbarter Einzelblenden 27 _FBist dabei mindestens so groß wie der maximale x-Verlagerungsweg. Die Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB können, wie vorstehend ebenfalls bereits angesprochen, in mindestens zwei oder auch in mehr als zwei möglichst nahe einander benachbarten Ebenen parallel zur Objektebene 16 angeordnet sein.
Bei einer alternativen Variante kann ein x-Verlagerungsaktor des Verlagerungsantriebs 29 auch als zum x-Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktor 31 separater Aktor ausgeführt sein.
In der 3 ist zusätzlich das Retikel 17 während einer Scanverlagerung (vergleiche Pfeil S in der 3) durch das Beleuchtungsfeld 18 dargestellt. Das Retikel 17 weist nach Art eines xy-Arrays rasterartig nebeneinander angeordnete Urbilder 32 auf, also diejenigen Bereiche bzw. Abschnitte auf dem Retikel 17 in der Objektebene 16, die zur Beleuchtung eines vorgegebenen Abbildungsabschnitts auf dem Wafer 22 zu beleuchten sind. Dasjenige Urbild 32, das beim in der 3 dargestellten Scanschritt beleuchtet wird, ist durchgezogen dargestellt. Objektfeldabschnitte 32, die ebenfalls als Urbilder bezeichnet werden und die zu Waferabschnitten gehören, die beim gegebenen Beleuchtungsvorgang nicht beleuchtet werden sollen, sind in der 3 strichpunktiert dargestellt.
Die Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB schatten diejenigen Urbilder 32 ab, die an das zu beleuchtende Urbild 32 in x-Richtung angrenzen.
Zusätzlich ist in der 3 noch eine y-Scanblende 33 dargestellt, die in Scanrichtung mit dem Retikel 17 beim Scannen mit verlagert wird und in y-Richtung benachbarte Waferabschnitte schützt, indem die y-Scanblende 33 benachbarte Urbilder 32 des Retikels 17, die gestrichelt dargestellt sind, abschattet.
Bei einer alternativen Ausführung der Korrekturvorrichtung 24 ist der Verlagerungsantrieb 29 für die Einzelblenden 27 _IK so ausgeführt, dass er eine Verlagerungsgeschwindigkeit der Einzelblenden 27 _IK in der Scanrichtung ermöglicht, die so schnell ist wie eine Objektverlagerungsgeschwindigkeit des Objektverlagerungsantriebs 17b. In diesem Fall können die Intensitätskorrektur-Einzelblenden 27 _IK die Funktion der y-Scanblende übernehmen. Beim Scanvorgang schatten die Intensitätskorrektur-Einzelblenden 27 _IK während eines Abschnitts des Scanweges das Urbild 32 ab, das dem zu beleuchtenden Urbild 32 in der y-Richtung benachbart ist. Während dieses Abschattens bewegen sich diese Intensitätskorrektur-Einzelblenden 27 _IK synchron mit dem Retikel 17 mit, bis sie ihre jeweilige Intensitätskorrektur-Verlagerungsposition erreichen, wie beispielsweise in der 3 dargestellt. In dieser Intensitätskorrektur-Verlagerungsposition bleiben die Intensitätskorrektur-Einzelblenden 27 _IK dann stehen, bis das zu beleuchtende Urbild 32 durch das Beleuchtungsfeld 18 komplett hindurchgescannt ist.
Eine weitere y-Scanblende, die in der 3 nicht dargestellt ist, kann vorgesehen sein, um ein in der Scanrichtung S nachfolgendes Urbild 32 abzuschatten, wobei sich diese nachfolgende y-Scanblende dann ebenfalls so schnell bewegt wie die Objektverlagerungsgeschwindigkeit des Objektverlagerungsantriebs 17b.
Je nach der tatsächlich einzustellenden Beleuchtungsbreite in der x-Richtung werden diejenigen Einzelblenden 27 ausgewählt, die als Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB fungieren. Mit Hilfe der Steuereinrichtung 25 werden diese Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB in die korrekte Feldbegrenzungsposition sowohl in der x- als auch in der y-Richtung gebracht. Die Einzelblenden 27 zwischen den Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB werden dann mit der Steuereinrichtung 25 in die erforderliche Intensitionskorrektur-Verlagerungsposition gebracht oder alternativ zunächst mit einem nicht zu beleuchtenden Urbild mitgescannt, wie vorstehend bereits erläutert, um zusätzlich die Funktion der y-Scanblende 33 zu übernehmen.
Zumindest die Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB können eine Kühleinrichtung 34 aufweisen. Hierbei kann es sich z.B. um eine Wasserkühlung oder um eine Peltierkühlung handeln. Die Feldbegrenzungs-Einzelblenden 27 _FB können hierzu aus einem sehr gut wärmeleitfähigen Material gefertigt sein. Im Falle einer Wasserkühlung oder einer Kühlung durch ein anderes fließendes Fluid können die Einzelblenden mit Durchgangskanälen versehen sein, durch die ein wärmeabführendes Wärmerträgerfluid fließt, das von einer Wärmeträgerfluidquelle der Kühleinrichtung 34 zugeführt wird.
7 zeigt eine weitere Ausführung „Bogenfeld“ eines Feldfacettenspiegels 6. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den Feldfacettenspiegel 6 nach 4 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nur erläutert, soweit sie sich von den Komponenten des Feldfacettenspiegels 6 nach 4 unterscheiden.
Der Feldfacettenspiegel 6 nach 7 hat eine Feldfacettenanordnung mit gebogenen Feldfacetten 7. Diese Feldfacetten 7 sind in insgesamt fünf Spalten mit jeweils einer Mehrzahl von Feldfacettengruppen 8 angeordnet. Die Feldfacettenanordnung ist in eine kreisförmige Begrenzung einer Trägerplatte 35 des Feldfacettenspiegels eingeschrieben.
Die Feldfacetten 7 der Ausführung nach 7 haben alle die gleiche Fläche und das gleiche Verhältnis von Breite in x-Richtung und Höhe in y-Richtung, welches dem x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 7 der Ausführung nach 4 entspricht.
6 zeigt in einer zu 3 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung einer Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung 36 wiederum schematisch in einer Aufsicht, wobei die Blickrichtung des Betrachters längs der z-Richtung erfolgt.
Bei der Korrekturvorrichtung 36 handelt es sich um die Ausführung für ein gebogenes Beleuchtungsfeld 18, also für ein Bogenfeld. Ein solches Bogenfeld kann mit Hilfe des Feldfacettenspiegels 6 nach 7 erzeugt werden, wie dies grundsätzlich aus dem Stand der Technik schon bekannt ist.
Komponenten der Korrekturvorrichtung 36, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Die Korrektureinrichtung 36 hat wiederum Intensitätskorrektur-Einzelblenden 27 _IK und Feldbegrenzungseinzelblenden 27 _FB.
Enden 37, also Stirnkanten, der Einzelblenden 27 der Korrekturvorrichtung 36 sind an eine bogenförmige Berandungsform des Beleuchtungsfeldes 18 angepasst. Die Stirnkanten 37 sind hierzu angepasst schräg zulaufend ausgeführt. Je nach der x-Position der jeweiligen Intensitätskorrektur-Einzelblende 27 _IK kann die Stirnkante z.B. unter einem Winkel von 30°, 40°, 45°, 50° oder 60° zur Stabachse schräg zulaufend ausgeformt sein. Alternativ oder zusätzlich können die Stirnkanten 37 angepasst an das bogenförmige Beleuchtungsfeld 18 auch bogenförmig gekrümmt ausgeführt sein.
Bei der Projektionsbelichtung werden zunächst das Retikel 17 und der Wafer 22, der eine für das Beleuchtungslicht 3 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird ein Abschnitt des Retikels 17, nämlich das zu beleuchtende Urbild 32, auf den Wafer 22 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 3 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 22 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil beispielsweise ein Halbleiterchip hergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/074211 A1 [0002, 0034]
US 6859515 B2 [0025]
EP 1225481 A [0025]
EP 0952491 A2 [0034]
DE 102008013229 A1 [0034]

Claims

Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung (24; 36) zur Vorgabe einer Beleuchtungsintensität über ein Beleuchtungsfeld (18) einer lithographischen Projektionsbelichtungsanlage, – mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, stabförmigen Einzelblenden (27) mit parallel zueinander angeordneten Stabachsen (28), die quer zu den Stabachsen (28) nebeneinander aufgereiht angeordnet sind, – wobei die Einzelblenden (27) zumindest längs ihrer jeweiligen Stabachse (28) mit Hilfe eines Verlagerungsantriebs (29) individuell zur Vorgabe einer Intensitätskorrektur einer Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes (18) in eine vorgegebene Intensitätskorrektur-Verlagerungsposition verlagerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Einzelblenden (27 _FB) als Feldbegrenzungs-Einzelblenden so ausgeführt sind, dass sie längs (y) ihrer Stabachse (28) zwischen einer vollständig ausgefahrenen Ausfahrposition und einer vollständig eingefahrenen Einfahrposition um mehr als eine Feldausdehnung (18 _y) des Beleuchtungsfeldes (18), die dieses längs der Stabachse (28) aufweist, verlagerbar sind.
Korrekturvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweistufigen Verlagerungsantrieb (29) für die Feldbegrenzungs-Einzelblenden (27 _FB) – mit einer ersten Stufe (30) in Form eines Intensitätskorrektur-Verlagerungsaktors zur Verlagerung der Feldbegrenzungs-Einzelblenden (27 _FB) zwischen verschiedenen Intensitätskorrektur-Verlagerungspositionen und – mit einer zweiten Stufe (31) in Form eines Feldbegrenzungs-Verlagerungsaktors zur Verlagerung der Feldbegrenzungs-Einzelblenden (27 _FB) zwischen einer das Beleuchtungsfeld unbeeinflussenden Neutralposition und einer Feldbegrenzungsposition.
Korrekturvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Feldbegrenzungs-Einzelblenden (27 _FB) so ausgeführt sind, dass sie quer (x) zu ihrer Stabachse (28) verlagerbar sind.
Korrekturvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Enden (37) der Einzelblenden (27) angepasst an eine Berandungsform des Beleuchtungsfeldes (18) geformt sind.
Korrekturvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (34) zur Kühlung zumindest einiger der Einzelblenden (27).
Korrekturvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, angepasst an ein rechteckiges Beleuchtungsfeld.
Korrekturvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, angepasst an ein bogenförmiges Beleuchtungsfeld.
Beleuchtungsoptik (26) zur Führung von Beleuchtungslicht (3) hin zu einem Beleuchtungsfeld (18) einer lithographischen Projektionsbelichtungsanlage (1), gekennzeichnet durch eine Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung (24; 36) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsintensitäts-Korrekturvorrichtung (24; 36) zu einer Feldebene (16) der Beleuchtungsoptik (26) um nicht mehr als 20 mm beabstandet ist.
Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik (26) nach Anspruch 8 oder 9 und einer Projektionsoptik (19) zur Abbildung eines Objektfeldes (18), das zumindest abschnittsweise mit dem Beleuchtungsfeld zusammenfällt und in dem ein abzubildendes Objekt (17) anordenbar ist, in ein Bildfeld (20).
Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 10 und einer Lichtquelle (2) für das Beleuchtungslicht (3).
Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch – einen Objekthalter (17a) mit einem Objektverlagerungsantrieb (17b) zur Verlagerung des abzubildenden Objektes (17) längs einer Objektverlagerungsrichtung (y), die längs der Stabachsen (28) der Einzelblenden (27) verläuft, – einen Waferhalter (22a) mit einem Waferverlagerungsantrieb (22b) zur Verlagerung eines Wafers (22), auf den eine Struktur (32) des abzubildenden Objektes (17) abzubilden ist, längs einer Bildverlagerungsrichtung (y), die parallel zur Objektverlagerungsrichtung verläuft.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlagerungsantrieb (29) für die Einzelblenden (27) so ausgeführt ist, dass er eine Verlagerungsgeschwindigkeit zumindest einiger der Einzelblenden (27) ermöglicht, die so schnell ist, wie eine Objektverlagerungsgeschwindigkeit des Objektverlagerungsantriebes (17b).
Verfahren zur Herstellung strukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Wafers (22), auf dem zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, – Bereitstellen eines Retikels als Objekt (17), das abzubildende Strukturen aufweist, – Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, – Projizieren wenigstens eines Teils des Retikels (17) auf einen Bereich der Schicht des Wafers (22) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1).
Strukturiertes Bauelement, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 14.