DE102007041004A1 - Illumination lens for use in scanner-type projection illumination system e.g. stepper, for extreme ultraviolet microlithography, has correction element arranged in optical path of ultraviolet radiation between radiation source and location - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Mikrolithografie nach denn Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Korrekturelement zum Einsatz in einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, ein Herstellungsverfahren für ein mikrostrukturiertes Bauteil unter Einsatz einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein derart hergestelltes mikrostrukturiertes Bauteil.The The invention relates to an illumination optics for EUV microlithography according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates a correction element for use in such illumination optics, a projection exposure apparatus with such an illumination optics, a manufacturing method for a microstructured component using such a projection exposure apparatus as well a microstructured component produced in this way.
Eine
Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art ist bekannt aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch für anspruchsvolle Beleuchtungsaufgaben, insbesondere zur Erzeugung von mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteilen, vorgegebene Spezifikationen hinsichtlich der Beleuchtungsparameter bei der Ausleuchtung des Objekts erfüllt werden.It It is an object of the present invention to provide an illumination optics of the type mentioned in such a way that even for sophisticated lighting tasks, especially for the production of micro- or nanostructured components, given specifications with regard to the illumination parameters in the illumination of the Object to be met.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.These The object is achieved by an illumination optical system with the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch das in seiner Korrekturwirkung räumlich an die strahlungsbeeinflussende Wirkung des Kollektors angepasste Korrekturelement Probleme, die durch eine inhomogene Ausleuchtung des ersten optischen Elements der Facetten-Optik hervorgerufen werden, am Ort ihrer Entstehung angegangen und kompensiert werden können, nämlich benachbart zur EUV-Strahlungsquelle und zum Kollektor. Eine solche inhomogene Ausleuchtung kann aufgrund einer Abschattung durch Kollektor-Tragstrukturen oder auch durch thermische Drifts der Strahlungsquelle oder des Kollektors hervorgerufen werden. Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Korrekturelementen mit über den Bündelquerschnitt der Beleuchtungsstrahlung kontinuierlicher oder rasterartig regelmäßiger Korrekturwirkung führt die räumliche Anpassung des Korrekturelements zu einer Beeinflussung des Bündelquerschnitts praktisch nur dort, wo eine Korrekturwirkung zur Homogenisierung der Ausleuchtung tatsächlich erforderlich ist. Diese räumliche Anpassung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Korrekturelement eine Korrekturwirkung hat, die an die räumliche Struktur einer abschattenden Wirkung beispielsweise von Kollektor-Tragstrukturen oder von Abschnitten des Kollektors selbst angepasst ist. Bei den Kollektorabschnitten kann es sich beispielsweise um Kollektorschalen eines verschachtelten Kollektors für streifenden Einfall (nested grazing incidence collector) handeln. Die Korrekturwirkung des Korrekturelements kann räumlich beispielsweise auch an die abschattende Wirkung einzelner Komponenten der Tragstruktur oder einzelner Kollektorabschnitte angepasst sein. Im Unterschied zu aus dem Stand der Technik im Bereich eines Feldfacettenspiegels angeordneten Korrekturelementen wirkt das erfindungsgemäße Korrekturelement nicht gleichzeitig auf die auf das erste optische Element der Facetten-Optik ein- und ausfallende Strahlung, was zu einer präzise vorgebbaren Korrekturwirkung fuhrt.According to the invention was realized that spatially by that in its correction effect adapted to the radiation-influencing effect of the collector Correction problems caused by inhomogeneous illumination of the first optical element of the facet optic, am Their origin can be addressed and compensated, namely, adjacent to the EUV radiation source and to the collector. Such inhomogeneous illumination may be due to shading by collector support structures or by thermal drifts the radiation source or the collector are caused. in the Difference to known from the prior art correction elements with over the bundle cross section of the illumination radiation continuous or grid-like regular Correction effect leads the spatial adjustment of the correction element to influence the bundle cross-section practically only where a correction effect for the homogenization of the Illumination is actually required. This spatial Adaptation can for example be realized by the Correction element has a corrective effect, which corresponds to the spatial Structure of a shading effect, for example of collector support structures or adapted from sections of the collector itself. Both Collector sections may be, for example, collector shells a nested collector for grazing incidence (nested grazing incidence collector) act. The correction effect the correction element can also be spatially, for example to the shading effect of individual components of the support structure or individual collector sections adapted. In difference to the prior art in the field of a field facet mirror arranged correction elements acts the inventive Correction element not at the same time on the first optical Element of faceted optics incoming and outgoing radiation, resulting in a precisely predetermined corrective effect leads.
Durch eine Anordnung des Korrekturelements nach Anspruch 2 ist neben einer Korrektur der Uniformität (Uniformity) gleichzeitig auch eine Korrektur der Beleuchtungswinkelparameter Elliptizität und Telezentrie möglich. Dies erhöht die Anwendungsbandbreite des Korrekturelements.By An arrangement of the correction element according to claim 2 is in addition to a Correction of uniformity (uniformity) at the same time a correction of the illumination angle parameters ellipticity and Telecentric possible. This increases the application bandwidth of the correction element.
Eine Anordnung des Korrekturelements nach Anspruch 3 vereinfacht dessen Ausgestaltung, da keine Doppeldurchlauf-Beeinflussung der Beleuchtungsstrahlung berücksichtigt werden muss. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist das Korrekturelement also grundsätzlich an einem Ort untergebracht, an dem es nur einmal von Beleuchtungsstrahlung passiert wird. Alternativ ist auch ein Doppeldurchlauf des Korrekturelements möglich, nicht jedoch ein Doppeldurchlauf des Korrekturelements im Bereich des ersten optischen Elements der Facetten-Optik.A Arrangement of the correction element according to claim 3 simplifies its Embodiment, since no double-pass influence of the illumination radiation must be taken into account. In the embodiment according to Claim 3 is the correction element so basically housed in a place where it only once by lighting radiation is happening. Alternatively, a double pass of the correction element possible, but not a double pass of the correction element in the region of the first optical element of the facet optics.
Eine Anordnung nach Anspruch 4 ist hinsichtlich der Bekämpfung von Abschattungseffekten oder thermischen Verformungseffekten des Kollektors von besonderen Vorteil, da diese direkt am Ort ihrer Entstehung angegangen werden.A Arrangement according to claim 4 is in terms of combat of shading effects or thermal deformation effects of Collector of particular advantage, as these are right on the spot of their Emergence can be tackled.
Bei einer Anordnung nach Anspruch 5 kann das Korrekturelement dort angebracht werden, wo dies aus Bauraum-Gründen oder aus Gründen einer Beeinflussung bestimmter Beleuchtungsparameter von besonderem Vorteil ist. Varianten der Anordnung des Korrekturelements sind direkt am Kollektor selbst oder auch zwischen der Strahlungsquelle und dem Kollektor.at an arrangement according to claim 5, the correction element can be attached there where this is due to space reasons or reasons an influence of certain lighting parameters of particular Advantage is. Variants of the arrangement of the correction element are directly at the collector itself or between the radiation source and the collector.
Eine Anordnung nach Anspruch 6 hat sich zur Zuordnung der Wirkung des Korrekturelements zu im Bereich des Kollektors entstehenden Inhomogenitätseffekten als ausreichend herausgestellt.A Arrangement according to claim 6 has to assign the effect of Correction element for inhomogeneity effects arising in the region of the collector as sufficient.
Eine Anordnung nach Anspruch 7 ermöglicht eine einfache Lagerung des Korrekturelements. Zudem ist das Korrekturelement dann von der EUV-Strahlungsquelle erzeugtem Debris nicht so stark ausgesetzt, als wenn die Anordnung direkt beim Kollektor erfolgt. Als Debris werden in diesem Zusammenhang insbesondere Partikelströme in Richtung der Beleuchtungsstrahlung bezeichnet, die beim Betrieb der Strahlungsquelle entstehen.An arrangement according to claim 7 allows easy storage of the correction element. In addition, the correction element is then exposed to debris generated by the EUV radiation source is not as strong as if the arrangement is done directly at the collector. In particular, particle streams in Rich tion of the illumination radiation, which arise during operation of the radiation source.
Eine Integration des Korrekturelements nach Anspruch 8 ist elegant. Das optische Führungselement vereint dann vorteilhaft zwei Funktionen.A Integration of the correction element according to claim 8 is elegant. The optical guide element then advantageously combines two Functions.
Eine Verlagerbarkeit des Korrekturelements nach Anspruch 9 ermöglicht eine feine Beeinflussung der Korrekturwirkung.A Displacement of the correction element according to claim 9 allows a fine influence on the correction effect.
Entsprechendes gilt für die Ausgestaltungen des Korrekturelements nach den Ansprüchen 10 bis 12.The same applies to the embodiments of the correction element according to the claims 10 to 12.
Eine gruppenweise Unterteilung des Korrekturelements nach Anspruch 13 verringert die Anforderungen, die an die Verlagerbarkeit einer einzelnen Korrektur-Untereinheit gestellt werden.A Groupwise subdivision of the correction element according to claim 13 reduces the demands placed on the displaceability of a single correction subunit be put.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 14 erhöht die Variabilität der Korrektur-Untereinheit.A Embodiment according to claim 14 increases the variability the correction subunit.
Dies gilt entsprechend für Ausgestaltungen der Korrektur-Untereinheit nach den Ansprüchen 15 bis 18. Die aktiven Abschnitte können die Beleuchtungsstrahlung absorbieren und/oder reflektieren und dienen daher als Abschattungsabschnitte für die Beleuchtungsstrahlung.This applies mutatis mutandis to embodiments of the correction subunit according to claims 15 to 18. The active sections can absorb and / or reflect and serve the illumination radiation therefore as Abschattungsabschnitte for the illumination radiation.
Eine Ausgestaltung von Korrektur-Untereinheiten nach Anspruch 19 ist einfach.A Configuration of correction subunits according to claim 19 easy.
Mit dem erfindungsgemäß vor dem ersten optischen Element der Facettenoptik angeordneten Korrekturelement lässt sich ein Hauptbeitrag einer Korrektur zur Homogenisierung der Ausleuchtung der Facettenoptik erzielen. Gegebenenfalls noch erforderliche Feinkorrekturen, die dann entsprechend geringere Verluste an Beleuchtungsstrahlung mit sich bringen, können durch ein ggf. noch vorgesehenes weiteres Korrekturelement nach Anspruch 20 herbeigeführt werden.With according to the invention in front of the first optical element the facet optics arranged correction element can be a major contribution of a correction to homogenize the illumination of the Achieve faceted appearance. If necessary still necessary fine corrections, the correspondingly lower losses of illumination radiation can bring with it, by a possibly still provided another correction element according to claim 20 brought about become.
Die Vorteile eines Korrekturelements nach Anspruch 21 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik erläutert wurden. Entsprechendes gilt für eine Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 22, ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 23 und ein mikrostrukturiertes Bauelement nach Anspruch 24.The Advantages of a correction element according to claim 21 correspond to those those with reference to the invention Illumination optics were explained. The same applies for a projection exposure apparatus according to claim 22, A manufacturing method according to claim 23 and a microstructured one Component according to Claim 24.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:embodiments The invention will be described below with reference to the drawing explained. In this show:
Die
Projektionsbelichtungsanlage
EUV-Strahlung
Nach
dem Kollektor
Die
in der
Die
von dem Feldfacettenspiegel
Mit
Hilfe des Pupillenfacettenspiegels
Die
gesamte Beleuchtungsoptik
In
der
Das
Korrekturelement
Bei
der Kollektor-Ausgangsebene
Damit
sind mit dem Korrekturelement
Für die Schwerpunktlage der Energie bzw. Intensität wird als Messgröße die Telezentrie herangezogen.For the center of gravity of the energy or intensity is called Measured used the telecentricity.
In
jedem Feldpunkt des ausgeleuchteten Objektfeldes ist ein Schwerstrahl
eines diesem Feldpunkt zugeordneten Lichtbüschels definiert.
Der Schwerstrahl hat dabei die energiegewichtete Richtung des von
diesem Feldpunkt ausgehenden Lichtbüschels. Im Idealfall
verläuft bei jedem Feldpunkt der Schwerstrahl parallel
zum von der Beleuchtungsoptik
Die
Richtung des Hauptstrahls
E(u, v, x, y) ist die Energieverteilung für den Feldpunkt x, y in Abhängigkeit von den Pupillenkoordinaten u, v, also in Abhängigkeit vom Beleuchtungswinkel, den der entsprechende Feldpunkt x, y sieht.E (u, v, x, y) is the energy distribution for the field point x, y as a function of the pupil coordinates u, v, ie depending on the illumination angle, the corresponding Field point x, y sees.
E ~(x, y) = ∫dudvE(u, v, x, y) ist dabei die Gesamtenergie, mit der der Punkt x, y beaufschlagt wird.E ~ (x, y) = ∫dudvE (u, v, x, y) is the total energy, with the point x, y is applied.
Ein
mittiger Objektfeldpunkt x0, y0 sieht
beispielsweise die Strahlung von Strahlungs-Teilbündeln
aus Richtungen u, v, die durch die Position der jeweiligen Pupillen-Einzelfacetten
definiert ist. Der Schwerstrahl s verläuft bei dieser Beleuchtung
nur dann längs des Hauptstrahls, wenn sich die verschiedenen
Energien bzw. Intensitäten der den Pupillen-Einzelfacetten
zugeordneten Strahlungs-Teilbündel zu einer über
alle Pupillen-Einzelfacetten integrierten Schwerstrahlrichtung zusammensetzen,
die parallel zur Hauptstrahlrichtung verläuft. Dies ist
nur im Idealfall so. In der Praxis existiert eine Abweichung zwischen
der Schwerstrahlrichtung s →(x, y) und der Hauptstrahlrichtung
Es
wird also der Telezentriefehler korrigiert, den ein durch das Objektfeld
in der Objektebene
Neben
dem Telezentriefehler ist die Elliptizität eine weitere
Messgröße zur Beurteilung der Qualität
der Ausleuchtung des Objektfeldes in der Objektebene
Man bezeichnet als –45°/45°-Elliptizität nachfolgende Größe und als 0°/90°-Elliptizität nachfolgende Größe It is referred to as -45 ° / 45 ° -Elliptizität subsequent size and as 0 ° / 90 ° ellipticity subsequent size
Entsprechend zum vorstehend in Bezug auf den Telezentriefehler Ausgeführten kann auch die Elliptizität für einen bestimmten Objektfeldpunkt x0, y0 oder aber auch für eine scanintegrierte Ausleuchtung (x = x0, y-integriert) bestimmt werden.According to the above with regard to the telecentricity error, the ellipticity can also be determined for a specific object field point x 0 , y 0 or else for scan-integrated illumination (x = x 0 , y integrated).
Weiterhin wird als Uniformität (Uniformity) die Homogenität der Scanning-Energie (SE) über die Feldhöhe x, also derjenigen Energie bzw. Intensität, die ein Feldpunkt, die über das Objektfeld gescannt wird, integriert über alle Richtungen sieht, bezeichnet.Farther becomes uniformity (uniformity) homogeneity the scanning energy (SE) over the field height x, So the energy or intensity that a field point, which is scanned via the object field, integrated via sees all directions, designates.
Generell
gilt
E die Intensitätsverteilung in der x-y-Feldebene abhängig von x und y ist. Für eine uniforme, d. h. gleichmäßige Ausleuchtung und andere charakteristische Größen des Beleuchtungssystemes wie die Elliptizität und die Telezentrie die gleichfalls von der Feldhöhe x abhängen, ist es von Vorteil, wenn diese Größen im wesentlichen über der gesamten Feldhöhe x einen im Wesentlichen gleichen Wert aufweisen und nur geringe Abweichungen auftreten.e the intensity distribution in the x-y field level dependent of x and y is. For a uniform, d. H. uniform Illumination and other characteristic sizes of the lighting system such as ellipticity and telecentricity which also depend on the field height x is it is beneficial if these sizes are essentially over the total field height x is substantially the same Have value and only slight deviations occur.
Als Maß für die Uniformität der Scanning-Energie in der Feldebene gilt die Variation der Scanning-Energie über die Feldhöhe. Die Uniformität wird also durch nachfolgende Beziehung für den Uniformitätsfehler in Prozent beschrieben: As a measure of the uniformity of the scanning energy in the field level, the variation of the scanning energy over the field height applies. The uniformity is thus described by the following relationship for the uniformity error in percent:
Hierbei gilt:
- ΔSE:
- der Uniformitätsfehler bzw. die Variation der Scanning-Energie in %.
- SEMax:
- maximaler Wert der Scanning-Energie;
- SEMin:
- minimaler Wert der Scanning-Energie.
- ΔSE:
- the uniformity error or the variation of the scanning energy in%.
- SE Max :
- maximum value of the scanning energy;
- SE Min :
- minimum value of the scanning energy.
Das
Korrekturelement
Mit
den Fingern
Die
Finger
Die
in der
Bei
einer Variante des Korrekturelements
Das
Abdecken von den Intensitätsbereichen
Die
Intensitätsverteilung der EUV-Strahlung
Die
Korrektur-Untereinheiten
Insgesamt
liegen beim Korrekturelement nach
An
den Grundkörpern
Die
Funktion der Korrektur-Untereinheiten
An
den freien Enden der Ausleger-Finger
Die
Ausleger-Finger
Durch
die Schwenkmöglichkeit der Auslege-Finger
Alternativ
zu einer runden Querschnittsform, also zu den runden Scheiben
Im
Unterschied zur Ausführung nach
Der
Auslege-Finger
Der
Auslege-Finger
Bei
der Ausführung nach
Bei
den Korrektur-Untereinheiten
Bei
einer weiteren Ausführung im Zusammenhang mit der Beleuchtungsoptik
nach
Anstelle
eines aktiv deformierbaren Spiegels
Auch
die vorstehend beschriebenen Korrektur-Untereinheiten
Bevorzugt
ist das Korrekturelement, also die im Zusammenhang mit den
Alternativ
zur Variante, bei der der Spiegel
Zusätzlich
zum Korrekturelement
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