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Die
Erfindung betrifft ein optisches Element mit wenigstens einem elektrisch
leitenden Bereich und ein Beleuchtungssystem mit einem derartigen Element.
Das Beleuchtungssystem umfasst wenigstens eine optische Komponente
mit Facettenelementen, insbesondere Spiegelfacetten, die auf einem Trägerelement
angeordnet sind, wobei die erste optische Komponente in oder nahe
der Austrittspupillenebene oder einer zur Austrittspupillenebene
konjugierten Ebene angeordnet ist. Die Nutzwellenlänge des
Beleuchtungssystems liegt im Wellenlängenbereich ≤ 400
nm besonders bevorzugt im Wellenlängenbereich, der für
die EUV-Lithographie genutzt werden kann, d. h. im Bereich 11 bis
14 nm, insbesondere bei 13,5 nm.
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Um
die Strukturbreiten für elektronische Bauteile noch weiter
reduzieren zu können, insbesondere in den Submikron-Bereich,
ist es erforderlich, die Wellenlänge des für die
Mikrolithographie eingesetzten Lichtes zu verringern. Denkbar ist
die Verwendung von Licht mit Wellenlängen kleiner 100 nm,
beispielsweise die Lithographie mit weichen Röntgenstrahlen,
die so genannte EUV-Lithographie.
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Die
EUV-Lithographie ist eine der vielversprechendsten zukünftigen
Lithographietechniken. Als Wellenlängen für die
EUV-Lithographie werden derzeit Wellenlängen im Bereich
11–14 nm, insbesondere 13,5 nm diskutiert bei einer numerischen Apertur
von 0,2–0,3. Die Bildqualität in der EUV-Lithographie
wird bestimmt einerseits durch das Projektionsobjektiv, andererseits
durch das Beleuchtungssystem. Das Beleuchtungssystem soll eine möglichst
gleichförmige Ausleuchtung der Feldebene, in der die strukturtragende
Maske, das so genannte Retikel, angeordnet ist, zur Verfügung
stellen. Das Projektionsobjektiv bildet die Feldebene in eine Bildebene,
die so genannte Waferebene ab, in der ein lichtsensitives Objekt
angeordnet ist. Projektionsbelichtungsanlagen für die EUV- Lithographie
sind mit reflektiven optischen Elementen ausgeführt. Die Form
des Feldes in der Bildebene einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage
ist typischerweise die eines Ringfeldes mit einem hohen Aspektverhältnis
von 2 mm (Breite) × 22–26 mm (Bogenlänge).
Die Projektionssysteme werden üblicherweise im Scanning Mode
betrieben. Betreffend EUV-Projektionsbelichtungsanlagen wird auf
die nachfolgenden Veröffentlichungen verwiesen:
W.
Ulrich, S. Beiersdörfer, H. J. Mann, "Trends in Optical
Design of Projection Lenses for UV- and EUV-Lithography" in Soft-X-Ray
and EUV Imaging Systems, W. M. Kaiser, R. H. Stulen (Hrsg.), Proceedings
of SPIE, Vol. 4146 (2000), Seiten 13–24 und
M.
Antoni, W. Singer, J. Schultz, J. Wangler, I. Escudero-Sanz, B.
Kruizinga, "Illumination Optics Design for EUV-Lithography" in Soft
X Ray and EUV Imaging Systems, W. M. Kaiser, R. H. Stulen (Hrsg.),
Proceedings of SPIE, Vol. 4146 (2000), Seiten 25–34 deren
Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung
mitaufgenommen wird.
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Um
eine in einer Bildebene des Beleuchtungssystems angeordnete Maske
auf ein lichtsensitives Substrat, beispielsweise einen Wafer, abzubilden,
das zur Herstellung von Halbleiterelementen verwandt werden kann,
ist es notwendig, dass die Form der Ausleuchtung und die Beleuchtungsintensität
in der Ebene, in der die Maske angeordnet ist, während
des Belichtungsprozesses konstant gehalten wird. Eine Änderung
der Ausleuchtung kann sowohl in Leistung wie Lage durch eine Degradation der
Quelle bzw. eine Veränderung der Quelllage hervorgerufen
werden.
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Insbesondere
bei Beleuchtungssystemen, die aus zwei Teilsystemen bestehen, einem
ersten Teilsystem, das wenigstens die Lichtquelle umfasst und gegebenenfalls
einen Kollektor sowie einem zweiten Teilsystem, das wenigstens ein
optisches Element mit Spiegelfacetten umfasst, kann beispielsweise
durch eine Veränderung der Abstrahlcharakteristik der Quelle,
der Lage der Quelle oder auch eine Dezentrierung bzw. Dejustage,
ein so genanntes Misalignment vom ersten und zweiten Teilsystem,
die Ausleuchtung des Feldes und/oder Austrittspupille eines Beleuchtungssystems
in einer Feldebene und/oder einer Austrittspupillenebene schwanken oder
ein Uniformitätsverlust in der Feldebene und/oder Telezentriefehler
in der Austrittspupillenebene hervorgerufen werden.
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Die
oben beschriebene Dejustage eines ersten Teilsystem umfassend eine
Lichtquelleneinheit zu einem zweiten Teilsystems umfassend optische Komponenten
zur Ausleuchtung beispielsweise einer Feld- bzw. Pupillenebene ist
nur eine Möglichkeit der Dejustage in einem optischen System,
insbesondere einem optischen System, das beispielsweise in der Mikrolithographie
Verwendung findet. Eine andere Möglichkeit der Dejustage
wäre bespielsweise die Dejustage einzelner optischer Komponenten,
beispielsweise einzelner Spiegel in einem Projektionsobjektiv.
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In
der
US 6,842,500 ist
eine Projektionsbelichtungsanlage beschrieben, die eine Einrichtung umfasst,
mit der die Stärke der Ausleuchtung, die so genannte Belichtungsdosis,
bestimmt werden kann. Des Weiteren ist in der
US 6,842,500 ein Beleuchtungssystem
angegeben, das ein erstes Teilsystem, umfassend eine Lichtquelle
und einen Kollektor, aufweist, wobei das erste Teilsystem die Lichtquelle
in ein Zwischenbild abbildet. Des Weiteren umfasst das Beleuchtungssystem
ein zweites Teilsystem, das im Lichtweg von der Lichtquelle zur
Austrittspupille dem Zwischenbild der Lichtquelle nachgeordnet ist,
wobei das zweite Teilsystem optische Komponenten zum Ausleuchten
eines Feldes in einer Feldebene und einer Austrittspupille in einer
Austrittspupillenebene umfasst.
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Des
Weiteren ist in der
US 6,842,500 allgemein
beschrieben, dass zur Ausrichtung von erstem und zweitem Teilsystem
die Beleuchtungseinrichtung eine Detektionsvorrichtung umfasst,
mit der Lageabweichungen der optischen Achse zwischen dem ersten
Teilsystem, dem so genannten Quellsystem, und dem zweiten Teilsystem
detektiert werden. Hierzu schlägt die
US 6,842,500 allgemein vor, auf einem
im zweiten Teilsystem angeordneten Facettenspiegel Sensoren anzuordnen.
Um die optische Achse in Abhängigkeit von der detektierten
Abweichung ausrichten zu können, ist in der
US 6,842,500 beschrieben, den Kollektorspiegel
positionierbar auszuführen, so dass es möglich
ist, durch Aussteuerung des Kollektorspiegels ein Misalignment von
erstem und zweitem Teilsystem zu korrigieren. Als Sensoren schlägt die
US 6,842,500 vor, den von
dem einfallenden Licht im Nutzstrahlengang induzierten Photostrom
beispielsweise an der Oberfläche eines Faltspiegels, der
im Strahlengang des Beleuchtungssystems nahe zur Ebene, in der das
Retikel angeordnet ist, aufzunehmen.
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Bei
der
US 6,842,500 wird
eine Änderung des photoelektrischen Effekts, der an einem
optischen Element der Beleuchtungseinrichtung auftritt, immer an
der Oberfläche der einzelnen optischen Elemente in dem
Bereich des optischen Elementes, das auch das einfallende Licht
der Nutzstrahlung reflektiert oder transmittiert, detektiert.
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Ein
Nachteil der Einrichtung, die aus der
US 6,842,500 bekannt
ist, ist, dass die Anzahl der photoelektrisch erzeugten Elektronen
vom Reinheitsgrad der Oberfläche des jeweiligen optischen
Elementes abhängig ist. Da Spiegeloberflächen
bei längerem Betrieb insbesondere mit Wellenlängen
im EUV-Bereich von beispielsweise 11 nm bis 15 nm als Nutzstrahlung
mehr oder weniger kontaminiert werden, ist mit einer starken Änderung
der photoelektrischen Signale bei Betrieb zu rechnen. Die Signale
können daher zur Justage optischer Komponenten in einem
Beleuchtungssystem oder einem Projektionsobjektiv nicht verwendet
werden. Auch andere Aussagen beispielsweise zur Dosiskontrolle können
nur schwer abgeleitet werden.
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Aus
der
WO 2004/031854 ist
ein Beleuchtungssystem bekannt geworden, das ein erstes optisches
Teilsystem und ein zweites optisches Teilsystem aufweist, wobei
das erste optische Teilsystem die Lichtquelle umfasst und das zweite
optische Teilsystem wenigstens einen Feldfacettenspiegel.
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Aus
der
WO 2004/031854 ist
bekannt geworden, dass zur Justage des Quellmoduls und der nachfolgenden
optischen Komponenten Sensoren auf einem optischen Element, das
in oder nahe der Feldebene angeordnet ist, beispielsweise dem Feldfacettenspiegel
aufgebracht werden.
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Zwar
offenbart die
WO 2004/031854 auch
einen Pupillenfacettenspiegel mit darauf angeordneten Detektoren,
die bevorzugt als Quadrantendetektoren ausgebildet sind, jedoch
ist die konkrete Ausgestaltung der Detektoren nicht weiter ausgeführt.
Mögliche Detektoren werden in der
WO 2004/031854 lediglich als Halbleiterdetektoren
oder temperaturempfindliche Detektoren beschrieben. Detektoren,
basierend auf einem photoelektrischen Effekt, wie aus der
US 6,842,500 bekannt, werden
in der
WO 2004/031854 als
nachteilig beschrieben, da zu instabil wie zuvor beschrieben.
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Eine
erste Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein optisches Element
anzugeben, das auch bei längerem Betrieb ein stabiles photoelektrisches
Signal zur Verfügung stellt, das beispielsweise bei Verwendung
des optischen Elementes in einer optischen Einheit, wie beispielsweise
in einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage zu Justagezwecken
verwandt werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Beleuchtungssystem anzugeben,
dass die zuvor beschriebenen Nachteile vermeidet, insbesondere ein
Beleuchtungssystem anzugeben, mit dem es möglich ist, auf
einfache Art und Weise eine möglichst uniforme Ausleuchtung
in der Feldebene und geringe Telezentriefehler in der Austrittspupille
sicherzustellen. Insbesondere sollen Fehler aufgrund von Misalignment
eines Quellenmoduls und nachfolgender Optik vermieden werden.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Projektionsobjektiv
anzugeben, das sicher justiert werden kann..
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Die
erste Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein optisches
Element gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße optische Element umfasst einen
ersten Bereich, der auf das optische Element auftreffendes Licht
reflektiert oder transmittiert und wenigstens einen zweiten Bereich,
der benachbart zum ersten Bereich ist beziehungsweise einen geringen
Abstand zum ersten Bereich aufweist und diesen wenigstens teilweise
umschließt, wobei der zweite Bereich wenigstens teilweise
elektrisch leitend ausgebildet und elektrisch gegenüber
dem ersten Bereich isoliert ist. Ist das optische Element Teil beispielsweise
eines Beleuchtungssystems, eines Projektionsobjektives oder einer
Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage, so trifft auf den ersten
Bereich die sogenannte Nutzstrahlung auf. Die Nutzstrahlung ist
das Licht das zur Ausleuchtung eines Bereiches in einer Feldebene
oder der Austrittspupille in einem Beleuchtungssystem eingesetzt wird
oder diejenige Strahlung die bei einem Projektionsobjektiv ein Objekt
in einer Objektebene in ein Bild in einer Bildebene abbildet. Für
Systeme die mit EUV-Licht arbeiten, liegt die Nutzstrahlung im Bereich
von 9 bis 15 nm, bevorzugt zwischen 11 und 15 nm, beispielsweise
bei 13,5 nm ohne hierauf beschränkt zu sein. Bei Verwendung
von Nutzstrahlung mit Wellenlängen kleiner 100 nm, insbesondere
im EUV-Bereich ist der erste Bereich reflektiv ausgebildet. Der
erste Bereich reflektiert dann das auftreffende Licht auf eine weitere
optische Komponente, z. B. eine Spiegel oder beispielsweise in die
Feldebene. Für Nutzstrahlung mit Wellenlängen
beispielsweise größer oder gleich 193 nm ist der
erste Bereich auf den das Licht auftrifft transmittierend ausgebildet. Der
zweite Bereiche ist zum ersten Bereich des optischen Elementes benachbart
und umgibt diesen teilweise. Der zweite Bereich ist elektrisch leitend
ausgebildet, d. h. Licht, das in diesen Bereich auftrifft, führt
zu einem fotoelektrischen Effekt und der sich hieraus ergebende
Strom kann detektiert werden. Ist das System vollständig
justiert, so trifft auf den zweiten Bereich bis auf Streustrahlung
keine Nutzstrahlung. Die Nutzstrahlung trifft ausschließlich
auf den ersten Bereich des optischen Elementes. Ist das System nur
leicht dejustiert, so trifft ein Teil des Lichtes der Nutzstrahlung
auf den zweiten Bereich des optischen Elementes und kann dort fotoelektrisch
detektiert werden. Da der erste Bereich so gewählt wird, dass
er bei vollständig justiertem System weitgehend vollständig
ausgeleuchtet wird, führt eine geringe Dejustage sofort
zu einem Fotostrom im zweiten Bereich. Das optische Element ist
daher sehr sensitive auf Dejustagen, da die Dejustage des optischen
Elementes direkt am optischen Element selbst gemessen werden kann.
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Der
zweite Bereich kann den ersten Bereich in einer bevorzugten Ausführungsform
vollständig umschliessen. In einer weitergebildeten Ausführungsform
ist der zweite Bereich in mehrere Sektoren eingeteilt, beispielsweise
einen ersten und einen zweiten Sektor. Mit Hilfe der Einteilung
in mehrere Sektoren ist es möglich nicht nur zu Detektieren,
ob eine Dejustage vorliegt, sondern auch eine Richtungsinformation über
die Dejustage zu erhalten.
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In
einer besonderen Ausführungsform umfasst das optische Element
ein Trägerelement und eine Vielzahl von auf dem Trägerelement
angeordneten ersten Bereichen in Form von Spiegelfacetten und wenigstens
einen elektrisch leitenden zweiten Bereich, der außerhalb
der Spiegelfacetten auf dem Trägerelement angeordnet ist,
wobei der elektrisch leitende zweite Bereich elektrisch sowohl gegenüber dem
Trägerelement als auch gegenüber der Spiegelfacette
isoliert ist. Hierdurch werden durch kurzwelliges Licht, das nicht
auf die einzelnen Spiegelfacetten fällt, Sekundärelektronen
in dem Bereich des Trägerelementes, der nicht von Spiegelfacetten
abgedeckt ist, angeregt. Handelt es sich hierbei um einen elektrisch
leitenden Bereich, beispielsweise um eine metallische Fläche,
so kann bei Anschluss dieser Flächen beispielsweise an
ein Strommessgerät ein Drain-Strom gemessen werden.
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In
einer ersten Ausführungsform ist das Trägermaterial,
auf dem die Spiegelfacetten angeordnet sind, isolierend. Mit einem
gewissen Abstand kann jede Spiegelfacette von einem elektrisch leitenden Bereich
umgeben sein. Auf diese Art und Weise wird sichergestellt, dass
der die jeweiligen Spiegelfacetten umgebende Bereich sowohl gegenüber
der Spiegelfläche der Spiegelfacette isoliert ist, wie
auch gegenüber dem Trägerelement selbst. Besonders
bevorzugt ist es, wenn die elektrisch leitenden Bereiche einen möglichst
geringen Abstand zu den einzelnen Spiegelfacetten aufweisen, sie
also benachbart sind. Unter einem geringen Abstand versteht man
in vorliegender Anmeldung bevorzugt, dass der Abstand geringer als
1/10 der mittleren Abmessung des ersten Bereiches ist. Andererseits
muss man beachten, dass die Abstände nicht zu gering sind,
da erster und zweiter Bereich elektrisch isoliert voneinander sein sollen.
Es gibt somit für die Abstände eine Untergrenze.
Eine Untergrenze wäre beispielsweise eine Untergrenze in
der Größenordnung von 1 mm. Bei Platzmangel können
mit entsprechenden Isoliermaterialien auch geringere Abstände
realisiert werden, beispielsweise Untergrenzen von 0,5 mm oder sogar 0,1
mm. Als mittlere Abmessung wird beispielsweise bei einer kreisrund
ausgebildeten Spiegelfacette der Durchmesser der Spiegelfacette
angesehen. In einem solchen Fall können schon sehr geringe
Dejustagen durch das aufgenommene Fotostromsignal detektiert werden.
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Aber
auch leitende Bereiche in einem größeren Abstand
sind möglich wie weiter unten beschrieben. Die leitenden
Bereiche sind gemäß der Erfindung auf dem optischen
Element selbst in einem Bereich angeordnet, der nicht von der Nutzstrahlung
in einem optischen System ausgeleuchtet wird, d. h. sie liegen außerhalb
eines optisch aktiven Bereiches.
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In
einer alternativen Ausführungsform ist auf dem isolierenden
Trägerelement um eine oder mehrere Spiegelfacetten eine
Vielzahl von leitenden Bereichen angeordnet. Die leitenden Bereiche
können z. B. als elektrisch leitende Streifen ausgeführt
sein. Durch die örtliche Anordnung der Streifen kann eine örtlich
aufgelöste Messung erfolgen.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die elektrisch leitenden Bereiche zu wenigstens
einer Spiegelfacette einen Quadrantendetektor ausbilden. Dies ermöglicht
die Erstellung von Additions- und Subtraktionssignalen, die wiederum
dazu genutzt werden, das Misalignment oder die Dezentrierung zu
bestimmen.
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Bevorzugt
sind die elektrisch leitenden Bereiche aus einem metallischen oder
einem Halbleitermaterial ausgebildet. Bevorzugte Materialien sind: Ru,
Pd, Ir, Be, Zr, Ti, Ag, Au, Mo, Si.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das optische
Element ein facettiertes optisches Element. Besonders bevorzugt
handelt es sich hierbei ohne Beschränkung hierauf um einen Pupillenfacettenspiegel.
Pupillenfacettenspiegel werden in doppelt facettierten Beleuchtungssystemen, wie
in der
US 6,198,793 ,
in oder nahe der Pupillenebene eines Beleuchtungssystems platziert.
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Alternativ
hierzu könnte das facettierte optische Element gemäß der
Erfindung auch ein Feldfacettenspiegel oder ein sogenannter spekularer
Reflektor sein, wie in der
US 2006-0132747 A offenbart. Bei dem spekularen
Reflektor handelt es sich um ein optisches Element, dass bevorzugt
nicht in einer Feldebene und nicht in einer Pupillenebene angeordnet
ist. Der spekulare Reflektor leuchtet gleichzeitig das Feld und
die Austrittspupille eines Beleuchtungssystems aus und umfasst mehrere
hundert einzelne Spiegelfacetten. Sowohl der Offenbarungsgehalt
der
US 6,198,793 wie
der
US 2006-0132747 wird
vollumfänglich in vorliegende Anmeldung mit einbezogen.
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Andere
optische Elemente in einem Beleuchtungssystem oder einem Projektionsobjektiv sind
beispielsweise grazing-incidence-Spiegel oder normal-incidence-Spiegel.
Der zweite Bereich der als elektrisch leitender Bereich ausgebildet
ist, ist stets der Bereich, der nicht durch das Licht der Nutzstrahlung
beispielsweise in einem Abbildungs- oder Beleuchtungsstrahlengang
genutzt wird (d. h. außerhalb des optisch aktiven Bereiches
liegt).
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Neben
dem optischen Element stellt die Erfindung auch ein Beleuchtungssystem,
ein Projektionsobjektiv oder eine Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage
mit einem derartigen optischen Element zur Verfügung.
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In
einer ersten Ausführungsform umfasst das Beleuchtungssystem
eine Lichtquelle, die eine Austrittspupille in einer Austrittspupillenebene
ausleuchtet. Des Weiteren umfasst das Beleuchtungssystem ein optisches
Element, das in einem Lichtweg von der Lichtquelle zur Austrittspupille
im Lichtweg angeordnet ist.
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Bevorzugt
ist das optische Element als facettiertes optisches Element mit
einer Vielzahl von Pupillenspiegelfacetten in oder nahe der Austrittspupillenebene
und/oder einer Ebene, die konjugiert zur Austrittspupillenebene
ist, angeordnet.
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Ein
derartiges optische Element umfasst ein Trägerelement und
eine Vielzahl von auf dem Trägerelement angeordneten Pupillenfacetten
sowie wenigstens einen elektrisch leitenden Bereich, der außerhalb
der Pupillenfacetten auf dem Trägerelement angeordnet ist,
wobei der elektrisch leitende Bereich elektrisch isoliert sowohl
gegenüber dem Trägerelement als auch gegenüber
der Pupillenfacette ist. Ein Beleuchtungssystem mit einem Pupillenfacettenspiegel
ist beispielsweise in der
US
6,198,793 offenbart.
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Ein
alternatives Beleuchtungssystem umfasst wiederum eine Lichtquelle
sowie ein einziges optisches Element mit einem Trägerelement
und einer Vielzahl von auf dem Trägerelement angeordneten
Spiegelfacetten. Das optische Element weist einen leitenden Bereich,
der außerhalb der Spiegelfacetten angeordnet ist, auf.
Das optische Element leuchtet sowohl die Feldebene wie die Pupillenebene aus
wie in der
US 2006-0
132 747 A beschrieben und ist bevorzugt nicht in einer
Feldebene oder einer zur Feldebene konjugierten Ebene und nicht
in einer Pupillenebene oder einer zur Pupillenebene konjugierten
Ebene angeordnet.
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Bevorzugt
umfasst ein Beleuchtungssystem gemäß der
US 6,198,793 ein weiteres
optisches Element mit einer Vielzahl von Feldfacetten. Die Feldfacetten
nehmen das Licht der Lichtquelle auf und teilen es in eine Vielzahl
von Strahlbüscheln. Die Vielzahl von Strahlbüscheln
wird auf das optische Element, das auch als facettierter Pupillenfacettenspiegel
bezeichnet wird, gelenkt. Gemäß der Erfindung weist
der Pupillenfacettenspiegel wenigstens einen leitenden Bereich außerhalb
der Pupillenfacetten auf. Jedes Strahlbüschel, das von
einer Feldfacette ausgeht, bildet eine sekundäre Lichtquelle
aus.
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Der
facettierte Pupillenfacettenspiegel ist in oder nahe der Ebene,
in der die sekundären Lichtquellen ausgebildet werden,
angeordnet. In der Ebene, in der der facettierte Pupillenfacettenspiegel
zu liegen kommt, bildet jede sekundäre Lichtquelle einen
Ausleuchtungsspot aus. Sind die Lichtquelle und die optischen Komponenten
des nachfolgenden Beleuchtungssystems zueinander justiert, so leuchten die
einzelnen Ausleuchtungsspots nur die einzelnen Pupillenfacetten
aus. Bei Dejustage der Systeme leuchtet der Ausleuchtungsspot nicht
nur die einzelnen Pupillenfacetten aus, sondern auch neben den Pupillenfacetten
liegende Bereiche. In den neben den Pupillenfacetten liegenden Bereichen
werden erfindungsgemäß Sekundärelektronen
erzeugt, deren Drainstrom gemessen werden kann. Aus der Größe des
Drainstromes kann auf die Größe der Dejustage geschlossen
werden. Das System ist vollständig justiert, wenn bis auf
durch Streulicht verursachte Ströme kein Drainstrom, der
durch das Nutzlicht verursacht wird, gemessen wird, da dann die
Ausleuchtungsspots nur auf den Pupillenfacettenspiegeln zu liegen
kommen und nicht daneben. Sekundärelektronen werden in
einem solchen Fall durch das Nutzlicht nicht erzeugt. Für
einen Fachmann ist die oben für doppelt facettierte Systeme
beschriebene Justage auch auf Systeme mit spekularen Reflektoren übertragbar
oder jede andere Justage in einem optischen System, beispielsweise
in einem Projektionsobjektiv.
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Alternativ
zu den zweiten Bereichen die in geringem Abstand zu den ersten Bereichen
angeordnet sind, beispielsweise in der Nähe der Pupillenfacetten können
auch Bereiche entfernt von dem ersten Bereich zur Generierung von
Fotoströmen, die für die Justage genutzt werden,
verwandt werden. Beispielsweise wäre es bei einem doppelt
facettierten Beleuchtungssystem möglich, zur Erzeugung
eines fotoelektrischen Signales zur Justage mittels des ersten facettierten
Elementes, Ausleuchtungsspots auf bestimmte dafür reservierte
strahlungsempfindliche Bereiche abzubilden, die anstelle von einzelnen
Pupillenfacetten auf dem optischen Element ausgebildet werden. Hierzu
können bei einem doppelt facettierten System zusätzliche
Feldfacetten auf dem Feldfacettenspiegel oder dem ersten facettierten
optischen Element angebracht werden oder einzelne Pupillenfacetten
durch strahlungsempfindliche Bereiche ersetzt werden. Wenn die strahlungsempfindlichen
Bereiche, d. h. die elektrischen leitenden Bereiche sektioniert
z. B. in vier Sektoren, die einen Quadrantensensoren ausbilden,
so, kann man durch Bildung der Differenzsignale der einzelnen Sektoren des
Quadranten mit Teilen durch die Signalsumme beispielsweise eine
Stellinformation generieren, die folgende Vorteile hat für
eine Justage hat:
- • die Stellinformation
ist auch verfügbar, wenn jede einzelne Pupillenfacette
des Pupillenfacettenspiegels vollständig ausgeleuchtet
wird.
- • die Stellinformation ist von der Absoluthöhe
der Strahlung unabhängig.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist das Beleuchtungssystem
im Lichtweg von der Lichtquelle zur Austrittspupille vor dem facettierten
optischen Element einen Kollektor auf, der das Licht der Lichtquelle
aufnimmt und sammelt.
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Bevorzugt
ist das Beleuchtungssystem in ein erstes optisches Teilsystem mit
wenigstens der Lichtquelle und ein zweites optisches Teilsystem
mit wenigstens dem facettierten optischen Element unterteilt. Das
erste optische Teilsystem wird auch als Quelle/Kollektor-Teilsystem,
umfassend wenigstens eine Lichtquelle und einen Kollektor, bezeichnet.
Das zweite Teilsystem umfasst alle weiteren Komponenten des Beleuchtungssystems,
insbesondere auch das facettierte optische Element. Bevorzugt ist
erstes und zweites Teilsystem optisch durch einen Zwischenfokus
und druckmäßig (d. h. vakuumtechnisch) getrennt.
Das erfindungsgemäße optische Element im zweiten
Teilsystem erlaubt die Justage von erstem zu zweitem Teilsystem
zu kontrollieren. Für eine Kontrolle der Justierung in
sechs Freiheitsgraden sind mindestens sechs Sensoren notwendig,
sodass sechs Stellinformationen erzeugt werden. Diese können
auf dem optischen Element mit Pupillenfacetten angeordnet sein.
Alternativ kann auch nur eine gewisse Anzahl der Sensoren auf dem
optischen Element mit Pupillenfacetten angeordnet sein und die anderen
Sensoren beispielsweise auf dem optischen Element mit Feldfacetten.
Dies hat den Vorteil, dass eine höhere Meßgenauigkeit
erreicht wird. Bevorzugt wird die Justage mit Hilfe einer Positioniereinrichtung für
die Lichtquelle und/oder das optische Element durchgeführt.
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Eine
automatische Justage wird ermöglicht, wenn das Beleuchtungssystem
eine Auswerteeinheit sowie eine Positioniereinheit umfasst, wobei
die Auswerteeinheit mit dem wenigstens einen elektrisch leitenden
Bereich elektrisch verbunden ist.
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Die
Auswerteeinheit ist bevorzugt derart aufgebaut, dass die Messwerte
des elektrisch leitenden Bereichs automatisch ausgewertet werden
und die Auswerteeinheit mit mindestens einer Positioniereinheit
zur Positionierung wenigstens der Lichtquelle und/oder wenigstens
des optischen Elementes verbunden ist. Ein derartiger Aufbau stellt
einen Regelkreis dar.
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Das
Beleuchtungssystem ist dann derart aufgebaut, dass die Auswerteeinheit
mit Hilfe der in den leitenden Bereichen aufgenommenen Signale die Positioniereinrichtung
derart ansteuert, dass die Ausleuchtungsspots der Vielzahl von Strahlbüscheln
im Bereich der Pupillenfacetten zu liegen kommen.
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Neben
dem Beleuchtungssystem stellt die Erfindung auch ein Verfahren zur
Justierung eines Beleuchtungssystems, insbesondere für
die EUV-Lithographie, zur Verfügung. Das Verfahren umfasst folgende
Schritte:
- – mit Hilfe der elektrisch
leitenden Bereiche wird ein Signal aufgenommen, das dem Elektronenfluss
im Bereich der elektrisch leitenden Bereiche entspricht
- – die Positioniereinheit für wenigstens die
Lichtquelle und/oder das optische Element werden derart angesteuert,
dass das aufgrund der Elektronen in den elektrisch leitenden Bereichen
erzeugte Signal weitgehend verschwindet, womit das Beleuchtungssystem
ausgerichtet ist.
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Zur
Justage der Systeme zueinander verschiebt und rotiert die Positioniereinrichtung
vorzugsweise das gesamte Quellmodul oder das gesamte Beleuchtungsmodul.
Bewegung eines vollständigen Moduls hat den Vorteil, dass
die Ausrichtung der optischen Elemente innerhalb des Moduls nicht
beeinflusst wird. Auch ein Spiegelelement innerhalb der Module kann
bewegt werden, falls die Ausrichtung der optischen Achse des Moduls
nicht beeinflusst wird bzw. nach Bewegung des Spiegels wieder ausgerichtet
wird. Durch die Rotation und das Verschieben des Spiegelelementes
wird im Wesentlichen ein Zwischenbild der Lichtquelle, beispielsweise
zwischen erstem und zweitem Teilsystem, verschoben, eingestellt
und die Strahlungsrichtung justiert. Da eine Ansteuerung des Spiegelelements
auch während der Belichtung möglich ist, erlaubt
ein derartiger Aufbau eine Ausrichtung bzw. Justage der beiden Teilsysteme
während des Belichtungsvorganges. Wenn das Stellsystem über
mehr als zwei Stellachsen verfügt, können Position
und Richtung des Strahlbüschels unabhängig voneinander
eingestellt werden. Dazu ist beispielsweise ein Spiegel mit zwei rotatorischen
und zwei translatorischen Achsen geeignet, oder auch zwei Spiegel
mit je zwei rotatorischen Achsen.
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Eine
besonders bevorzugte Vorrichtung zur Justage eines Spiegelelementes
ist in dem
US-Patent US 4490041 gezeigt,
dessen Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende
Anmeldung mit aufgenommen wird. In der
US 4490041 ist die Halterung eines
Spiegelelements beschrieben, die es erlaubt, dass durch eine Drehung
um einen ausgezeichneten Drehpunkt, der reflektierte Strahl zwar
in seiner Richtung wandert aber stets an einer festgelegten Position
auf die Spiegeloberfläche auftrifft, d. h. der Auftreffpunkt
eines Strahls eines Strahlbüschels bleibt im Wesentlichen
konstant, wenn der Spiegel gedreht wird. Wird eine Vorrichtung wie
in der
US 4490041 beschrieben
als Positionseinrichtung eingesetzt, so kann das Spiegelelement
durch diese Positioniereinrichtung so verfahren und gedreht werden,
dass eine getrennte Richtungsjustage und Positionsjustage möglich
ist. Dazu wird das Spiegelelement um den in der
US 4490041 beschriebenen Drehpunkt,
der eine Drehachse definiert, drehbar gelagert. Ein Richtungsfehler
des Strahlbüschels beispielsweise im Bereich des Zwischenbildes,
wie sie durch den vorgenannt beschriebenen Detektor festgestellt
wurden, kann nun durch Drehung um diesen ausgezeichneten Drehpunkt
korrigiert werden, ohne dass die laterale Position verloren wird.
Damit lässt sich eine besonders einfache Justage realisieren.
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Anwendung
findet die Erfindung insbesondere in einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage
für die Mikrolithographie. Die Erfindung soll nachfolgend
anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
Gesamtansicht einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage mit einem Spiegelelement mit
Positioniereinrichtung
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2a bis 2d prinzipielle
Ansicht von Justagefehlern bei einem in zwei optische Teilsysteme
aufgeteilten EUV-Beleuchtungssystem
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3a bis 3b ein
erfindungsgemäßes facettiertes optisches Element
mit Anordnung der elektrisch leitenden Bereiche auf einer Trägerplatte eines
facettierten optischen Elementes mit Spiegelfacetten neben den Spiegelfacetten.
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4 Seitenansicht
einer Justagevorrichtung für den Gitterspektralfilter zur
mechanischen Entkopplung von Drehung und Lateral Justage im Zwischenfokus.
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In
1 ist
eine Projektionsbelichtungsanlage, insbesondere für Nutzwellenlängen
im Bereich der EUV-Strahlung mit 13,5 nm gezeigt, bei der auf dem
optischen Element mit Pupillenrasterelementen auf dem Trägerelement
neben den Rasterelementen elektrisch leitende Bereiche angeordnet
sind. Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage umfasst eine Lichtquelle
mit einem EUV-Strahlung aussendenden Quellplasma
1, ein
sammelnde optische Komponente, einen sog. Kollektor
3,
der als genesteter Kollektor gemäß der
WO 02/065482 , deren Offenbarungsgehalt
vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung miteingeschlossen
wird, ausgebildet ist. Der Kollektor
3 bildet die in der
Objektebene des Beleuchtungssystems liegende Lichtquelle
1 in
ein Zwischenbild Z der Lichtquelle
1 oder eine sekundäre
Lichtquelle in einer zur Objektebene
2 konjugierten Ebene
7 ab.
In oder nahe zur Objektebene
2 konjugierten Ebene
7 ist eine
physikalische Blende
22 angeordnet.
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Vorliegend
ist die Lichtquelle 1, die beispielsweise eine Laser-Plasma-Quelle
oder eine Plasma-Entladungsquelle sein kann, in der Objektebene 2 des
Beleuchtungssystems angeordnet. In der zur Objektebene 2 konjugierten
Ebene 7 des Beleuchtungssystems 10 kommt das Zwischenbild
Z der primären Lichtquelle 1 zum Liegen, die auch
als sekundäre Lichtquelle bezeichnet wird.
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Als
das erste optische Teilsystem 12 des Beleuchtungssystems 10 wird
in vorliegender Anmeldung das optische Teilsystem von der Lichtquelle 1 bis
zum Zwischenbild Z der Lichtquelle 1 verstanden.
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Das
erste Teilsystem 12, das auch als Quelle-Kollektor-Einheit
bezeichnet wird, umfasst neben dem Kollektor 3 als Spiegelelement
ein Gitterelement 14 und einer Positioniereinrichtung 16.
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Ein
solches Gitterelement
14, das auch als Gitterspektralfilter
bezeichnet wird, ist beispielsweise in der
US 2002-186811 A1 gezeigt,
deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende
Anmeldung mitaufgenommen wird. Wie in der
US 2002-186811 A1 beschrieben,
kommt in der Ebene
7, in der die Blende
22 angeordnet
ist, der Fokus der –1. Ordnung zu liegen, d. h. die Lichtquelle
wird durch Kollektor und Gitterelement in der –1. Beugungsordnung
nahezu stigmatisch in die Ebene der Blende abgebildet und ergibt
dort eine sekundäre Lichtquelle bzw. ein Zwischenbild Z
der Lichtquelle
1. Alle anderen Beugungsordnungen, beispielsweise
die 0. Beugungsordnung, werden durch die Blenden
22 für
längerwelliges Licht, beispielsweise DUV-Licht, geblockt.
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Des
Weiteren umfasst das Beleuchtungssystem
10 des Projektionssystems
ein zweites optisches Teilsystem
50 zur Formung und Ausleuchtung
der Feldebene
100 mit einem ringförmigen Feld
sowie möglichst zentrische Füllung der Eintrittspupille
der Projektionsoptik, wie in dem Patent
US 6 438 199 B1 beschrieben,
dessen Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende
Anmeldung miteingeschlossen wird. In der Feldebene
100 ist
auch das lokale x,y,z-Koordinatensystem eingezeichnet. Das zweite
optische Teilsystem
50 umfasst als Mischeinheit
52 zur
homogenen Ausleuchtung des Feldes eine erste optische Komponente
56 mit
ersten Rasterelementen und eine zweite optische Komponente
58 mit
zweiten Rasterelementen. Die ersten und zweiten Rasterelemente sind
auf einem ersten und einem zweiten Trägerelement angeordnet.
Die erste optische Komponente
56 mit ersten Rasterelementen
wird in einer reflektiven Ausführungsform auch als Feldfacettenspiegel
und die zweite optische Komponente
58 als Pupillenfacettenspiegel
bezeichnet. Ferner umfasst das zweite optische Teilsystem
50 zusätzlich
zur Mischeinheit
52 eine Abbildungsoptik
63 mit
zwei abbildenden Spiegeln
62,
64 und einem feldformenden
grazing-incidence Spiegel
70.
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Der
Feldfacettenspiegel 56 mit einer Vielzahl von reflektiven
Feldfacetten erzeugt eine Vielzahl von Lichtquellenbildern. Wenn
wie im vorliegenden Fall ein Zwischenbild Z der Lichtquelle ausgebildet
wird, so wird die Vielzahl dieser Lichtquellenbilder als tertiäre
Lichtquellen bezeichnet. Die tertiären Lichtquellen liegen
in einer Ebene 59, die konjugiert zur Ebene 2 der
Lichtquelle bzw. der Ebene 7 des Zwischenbildes Z ist.
In oder in der Nähe dieser Ebene 59 ist bei einem
doppelt facettierten Beleuchtungssystem, wie in 1 gezeigt,
ein Pupillenfacettenspiegel 58 angeordnet. Der Pupillenfacettenspiegel 58 umfasst
ein Trägerelement 60 auf dem eine Vielzahl von
Pupillenfacetten – siehe 3a und 3b – angeordnet sind.
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Auf
dem Trägerelement des Pupillenfacettenspiegels ist wenigstens
ein elektrisch leitender Bereich 61 neben einer Pupillenfacette
zur Detektion von Positionsdejustagen, beispielsweise des ersten und
zweiten Teilsystems 12, 50 angeordnet. Bevorzugt
handelt es sich hierbei um eine Vielzahl von elektrisch leitenden
Bereichen 61, beispielsweise in Form eines Quadrantendetektors.
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Die
im Lichtweg von der Lichtquelle 1 zur Feldebene 100 nachfolgende
Abbildungsoptik 63 bildet den Pupillenfacettenspiegel in
die Austrittspupille des Beleuchtungssystems ab, welche in der Eintrittspupille 200 des
Projektionsobjektives 202 zum Liegen kommt. Die Eintrittspupille 200 des
Projektionsobjektives 202 ist durch den Schnittpunkt eines Hauptstrahles
CR eines Strahlbüschels, das beispielsweise vom zentralen
Feldpunkt (0,0) des ausgeleuchteten Feldes in der Feldebene 100 ausgeht, mit
der optischen Achse HA des Projektionsobjektives 202 gegeben.
Die Eintrittspupille bzw. die Austrittspupille kommt in einer Austrittspupillenebene 201 zu
liegen.
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Die
Neigungswinkel der einzelnen Facetten des Feld- 56 und
des Pupillenfacettenspiegels 58 sind so ausgelegt, dass
sich die Bilder der einzelnen Feldfacetten des Feldfacettenspiegels
in der Feldebene 100 des Beleuchtungssystems überlagern
und somit eine weitgehend homogenisierte Ausleuchtung der strukturtragenden
Maske 101, welche in dieser Feldebene zum Liegen kommt,
ermöglicht wird. Das Segment des Ringfeldes wird beispielsweise über den
unter streifenden Einfall betriebenen feldformenden grazing-incidence Spiegel 70 ausgebildet.
In einer alternativen Ausführungsform können trivialerweise
die Feldfacetten selbst die Form des auszuleuchtenden Feldes haben,
also Ringsegmentförmig sein.
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Die
in der Feldebene
100 angeordnete strukturtragende Maske
101,
die auch als Retikel bezeichnet wird, wird mit Hilfe eines Projektionsobjektives
202 in
die Bildebene
204 der Feldebene
100 abgebildet.
Das Projektionsobjektiv ist ein 6-Spiegel-Projektionsobjektiv wie
beispielsweise im
US-Patent 6,353,470 offenbart,
dessen Offenbarungsgehalt vollumfänglich in die vorliegende
Anmeldung mitaufgenommen wird. In der Bildebene
204 des
Projektionsobjektives ist das zu belichtende Objekt, beispielsweise
ein Wafer, angeordnet.
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Gemäß der
Erfindung ist auf der Trägerplatte 60 des Pupillenfacettenspiegels 58 wenigstens
ein elektrischer Bereich 61 angeordnet, der eine Positionsdejustage,
d. h. ein Missalignment detektiert. Eine detaillierte Ansicht von
auf dem Trägerelement angeordneten elektrisch leitenden
Bereichen 61 zeigen die 3a bis 3b.
Die Signale der Sensoren 300 werden über beispielsweise
eine elektrische Verbindung 302 an die Stell- und Steuereinheit 304 übermittelt.
In der Stell- und Steuereinheit wird das von den Sekundärelektronen
herrührende Signal beispielsweise mit dem Signal eines
justierten Systems verglichen und in Abhängigkeit von der
festgestellten Abweichung mit Hilfe der Positioniereinrichtung 16 das
Gitterelement 14 um die eingezeichnete Rotationsachse RA
rotiert bzw. entlang der eingezeichneten lokalen y-Achse verschoben.
Auf diese Art und Weise kann bei einem Beleuchtungssystem mit Zwischenbild
Z das Zwischenbild Z in seiner Lage verschoben und erstes und zweites
Teilsystem zueinander in seiner Richtung wie in 2a bis 2d beschrieben
justiert werden.
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Eine
Ausführungsform einer Positionseinrichtung 16 ist
in 4 gezeigt.
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In
einer alternativen Ausführungsform kann statt dem Gitterelement 14 auch
die Position des Quellplasmas 1 veränderbar ausgelegt
sein, d. h. die Quelle mit mechanischen bzw. elektrischen Komponenten
der Quelle 11 verfahrbar ausgeführt werden, was
insbesondere von Vorteil ist, wenn das Quellplasma 1 durch
Alterungserscheinungen während des Betriebes seinen Ort ändert.
Besonders bevorzugt werden mehrere Komponenten als manipulierbar
ausgelegt, beispielsweise die Quelle 11, das Gitterelement 14,
oder die gesamte Quell-Kollektor-Einheit 12.
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In
den 2a bis 2d sind
mögliche Dejustagen eines Beleuchtungssystems gezeigt,
bei dem ein Zwischenbild Z der primären Lichtquelle des Beleuchtungssystems
ausgebildet wird. Das Zwischenbild Z teilt das Beleuchtungssystem
in ein erstes Teilsystem 12 und ein zweites Teilsystem 50.
In 2a ist das erste Teilsystem 12 relativ
zum zweiten Teilsystem 50 justiert. Die optischen Achsen 400.1, 400.2 von
erstem und zweitem Teilsystem stimmen überein und das Zwischenbild
Z der Lichtquelle kommt in einer Ebene 7 zu liegen, die
konjugiert zu der Ebene 2 ist, in der die Lichtquelle 1 des Beleuchtungssystems
positioniert ist. In der zur Lichtquellenbildebene 2 konjugierten
Ebene 7 kann bevorzugt eine physikalische Blende 22 angeordnet sein.
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In
den 2b bis 2d sind
die drei möglichen Dejustagen von erstem und zweitem Teilsystem 12, 50 des
Beleuchtungssystems gezeigt.
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In 2b ist
eine Richtungsdejustage von erstem und zweitem Teilsystem 12, 50 gezeigt.
Richtungsdejustage bedeutet, dass zwar die Ebene 7, in der
das Zwischenbild Z zu liegen kommt, mit der Ebene 23 in
der die physikalische Blende 22 angeordnet ist, zu Deckung
kommt; die optische Achse 400.1 des ersten Teilsystems
jedoch gegen die optische Achse 400.2 des zweiten Teilsystems
geneigt ist. Mit Hilfe eines in Entfernung zur Zwischenbildebene 7 angeordneten
Detektors ist es möglich, die Verkippung der optischen
Achse 400.1 des ersten Teilsystems zur optischen Achse 400.2 des
zweiten Teilsystems zu bestimmen und so die erste optische Achse 400.1 zur zweiten
optischen Achse 400.2 auszurichten, d. h. das System bezüglich
der Strahlungsrichtung zu justieren.
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Unter
Entfernung wird in vorliegender Anmeldung die Strecke des Lichts
von der Zwischenbildebene 7 bis zum Auftreffpunkt auf den
Detektor verstanden. Der Detektor ist vorliegend der leitende Bereich 61 auf
dem Pupillenfacettenspiegel 58.
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2c zeigt
den Fall der lateralen Positionsdejustage von erstem und zweitem
Teilsystem 12, 50. Im Falle einer lateralen Positionsdejustage
kommt das Zwischenbild Z der Lichtquelle zwar in der Zwischenbildebene 7 zu
liegen, durchstößt aber diese Ebene nicht zentrisch
zur optischen Achse 400.2 des zweiten optischen Systems,
in der die physikalische Blende 22 angeordnet ist, d. h.
die Blende blockiert den Durchtritt von Strahlung in das zweite
Teilsystem. Diese so genannte laterale Positionsdejustage von erstem
und zweitem Teilsystem 12, 50 kann mit Hilfe des
auf dem Pupillenfacettenspiegels leitenden Bereiches detektiert
werden. Der Pupillenfacettenspiegel ist bei justiertem System in
der konjugierten Ebene 59 angeordnet. Mit Hilfe des leitenden
Bereiches 61 kann die Größe und Position
eines resultierenden Lichtflecks erkannt und detektiert werden.
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2d zeigt
den Fall der axialen Positionsdejustage von erstem und zweitem Teilsystem.
Im Falle einer axialen Positionsdejustage kommt das Zwischenbild
Z der Lichtquelle in einer Zwischenbildebene 7 zu liegen,
die beispielsweise im Lichtweg von der Lichtquelle zur Feldebene
hinter der Blendenebene 23 zu liegen kommt, in der die
physikalische Blende 22 angeordnet ist, d. h. Zwischenbildebene 7 und
Blendenebene 23 kommen in diesem Fall nicht mehr zur Deckung.
Diese so genannte Positionsdejustage von erstem und zweitem Teilsystem 12, 50 kann
mit Hilfe mindestens eines Detektors, der in einer zur Zwischenbildebene 7 bei
justiertem System konjugierten Ebene 59 angeordneten ist,
detektiert werden. So ist bei ideal justiertem System der Lichtfleck
in der konjugierten Ebene von minimaler Ausdehnung. Bei axialer
Dejustage wird Ausdehnung des Lichtflecks zunehmen und damit detektierbar.
Erfindungsgemäß ist der Detektor zur Detektion
der axialen Positionsdejustage der Pupillenfacettenspiegel, der
leitende Bereiche aufweist.
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Wird
ein sowohl in Position wie Richtung dejustiertes System justiert,
so wird bevorzugt in einem ersten Schritt eine Richtungsjustage
vorgenommen. Die optische Achse 400.1 von erstem Teilsystem 12 und
die optische Achse 400.2 des zweiten Teilsystems sind dann
zueinander ausgerichtet. In einem daran anschließenden
zweiten Schritt wird die Position justiert. Danach kann der Vorgang
wiederholt werden, bis ein gewünschter Justagezustand erreicht
ist.
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In 3a ist
eine erste Ausführungsform eines Pupillenfacettenspiegels,
der in 1 mit der Bezugsziffer 58 bezeichnet
ist, gezeigt. Der Pupillenfacettenspiegel umfasst ein Trägerelement 1000.
Auf dem Trägerelement sind vorliegend insgesamt 8 Pupillenfacetten
aufgebracht. Die Pupillenfacetten haben im Allgemeinen eine runde
Form entsprechend der Form der Ausleuchtungsspots in der Ebene,
in der der Pupillenfacettenspiegel angeordnet ist. Die einzelnen
Pupillenfacetten, die als reflektive Pupillenfacetten ausgebildet
sind, sind mit den Bezugsziffern 1002.1, 1002.2, 1002.3, 1002.4, 1002.5, 1002.6, 1002.7, 1002.8 bezeichnet.
Jede der Pupillenfacetten 1002.1, 1002.2, 1002.3, 1002.4, 1002.5, 1002.6, 1002.7, 1002.8,
ist von isolierenden Bereichen 1004.1, 1004.2, 1004.3, 1004.4, 1004.5, 1004.6, 1004.7, 1004.8 umgeben.
Die isolierenden Bereiche weisen einen Abstand zu den jeweiligen
Pupillenfacetten auf. Auf die isolierenden Bereich ist eine leitende
Schicht, beispielsweise eine Metallschicht 1006.1, 1006.2, 1006.3, 1006.4, 1006.5, 1006.6, 1006.7, 1006.8 aufgebracht.
Wandert nunmehr aufgrund einer Dejustage ein Ausleuchtungsspot der
sekundären Lichtquelle aus dem Bereich, der von der jeweiligen
Pupillenfacetten überdeckt wird, heraus, wird auf dem umgebenden
metallischen Material beziehungsweise dem umgebenden leitenden Bereich 1006.1, 1006.2, 1006.3, 1006.4, 1006.5, 1006.6, 1006.7, 1006.8 eine
Sekundärelektronenemission ausgelöst. Über
die dem jeweiligen Bereich zugeordnete Leitung 1012.1, 1012.2, 1012.3, 1012.4, 1012.5, 1012.6, 1012.7, 1012.8 fließt
ein sogenannter Drainstrom. Die Größe des Drainstroms
ist ein Maß dafür, in wieweit die Ausleuchtung
von der idealen Ausleuchtung abweicht. Im Falle, dass das System
vollständig justiert ist, leuchten die Ausleuchtungsspots lediglich
die Bereiche aus, die von den einzelnen Pupillenfacetten überdeckt
sind. Dann gibt es überhaupt keine Sekundärelektronensignale,
die gemessen werden könnten.
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Die
die jeweiligen Pupillenfacetten umgebenden leitenden Bereiche 1006.1, 1006.2, 1006.3, 1006.4, 1006.5, 1006.6, 1006.7, 1006.8,
hier die ringförmig ausgebildeten Metallbeschichtungen,
sind wiederum von der Trägerplatte durch ein Isoliermaterial 1014.1, 1014.2, 1014.3, 1014.4, 1014.5, 1014.6, 1014.7, 1014.8 isoliert.
Bei der Ausführungsform gemäß 3a ist
nur je ein leitender Bereich 1006.1, 1006.2, 1006.3, 1006.4, 1006.5, 1006.6. 1006.7, 1006.8 je
Pupillenfacette gezeigt, der die Signale aufnimmt und die Pupillenfacette
konzentrisch umgibt. Denkbar wäre auch mehrere, die Pupillenfacette
umgebende konzentrische Ringe aus einem leitenden Material, aufgebracht
auf einem Isolationsmaterial vorzusehen. Vorteil einer derartigen
Anordnung wäre, dass damit eine bessere Ortsauflösung
erzielt werden könnte.
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In 3b ist
für eine einzelne Pupillenfacette 1040 der Vielzahl
von Pupillenfacetten (1002.1, 1002.2, 1002.3, 1002.4, 1002.5, 1002.6, 1002.7, 1002.8 in 3a),
die auf einem Pupillenfacettenspiegel, wie in 3a gezeigt,
angeordnet sind, dargestellt, wie eine Vielzahl von leitenden Bereichen eine
Pupillenfacette umgeben können. Insgesamt umgeben acht
leitende Bereiche jeweils eine Pupillenfacette 1040. Die
Pupillenfacette 1040 selbst ist auf einer isolierenden
Platte 1050 aufgebracht, die wiederum auf dem Trägerelement,
das in 3a mit 1000 bezeichnet
ist, angeordnet ist. Die acht leitenden Bereiche sind mit 1020.1, 1020.2, 1020.3, 1020.4, 1020.5, 1020.6, 1020.7 und 1020.8 bezeichnet.
Wandert der Ausleuchtungsspot aus dem Bereich des Pupillenfacettenspiegels
heraus, so wird auf dem jeweiligen leitenden Bereich, der vorliegend als
Metallstreifen ausgebildet ist, ein elektrisches Signal detektiert.
Da die leitenden Bereiche in Art eines Quadrantendetektors die einzelne
Pupillenfacette 1040 umgeben, kann mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 3b ein
Misalignment örtlich aufgelöst detektiert werden.
Wiederum ist jeder der acht leitenden Bereiche über eine
Leitung 1030.1, 1030.2, 1030.3, 1030.4, 1030.5, 1030.6, 1030.7, 1030.8 an
ein Messgerät zur Messung des Drainstroms angeschlossen. Anstelle
der gezeigten acht leitenden Bereiche können auch noch
mehr leitende Bereiche vorgesehen sein. Dies erhöht dann
die Auflösung. Auch weniger leitende Bereiche, z. B. vier
leitende Bereiche, die einen Quadrantendetektor ausbilden, sind
möglich.
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Bei
einem Quadrantendetektor ist jedem leitenden Bereich ein Stromsignal
I
1, I
2, I
3, I
4 zugeordnet.
Aus diesen gemessenen Größen I
1 bis
I
4 können Asymmetriesignale:
und Summensignale:
S1 = I1 +
I3 S2 =
I2 + I4 erhalten
werden. Hiermit lässt sich dann beispielsweise die laterale
Position eines dejustierten Systems bestimmen. Auch andere Auswertungen
sind möglich, mit denen die Positionsbestimmung erfolgen
kann.
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In
4 ist
beispielhaft eine Positioniervorrichtung
16, die mit Hilfe
der aufgenommenen Signale zur Einstellung der Lage des Zwischenbildes
Z einer Lichtquelle gemäß den Prinzipien der
US 4 490 041 gezeigt.
-
Die
Positioniervorrichtung umfasst ein Spiegelelement, das als Gitter 14 ausgebildet
sein kann. Das Spiegelelement ist über einen Winkel mechanisch
mit einer Drehachse 2000 verbunden. Mit Hilfe des Stelltriebes 2002 lässt
sich das Spiegelelement um die Drehsachse 2000 rotieren.
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Bei
dem Stelltrieb
2000 handelt es sich somit um den Stelltrieb
für die Drehung. Das auftreffende Lichtbüschel
2006 wird
vom Gitterelement und der Kollektoreinheit in die 1. Beugung gebeugt
und dort zu einem Zwischenbild Z der Lichtquelle fokussiert. Eingezeichnet
auch die Blende
22. Bei Bewegung des Stelltriebes für
die Drehung bleibt stets die Lage des Zwischenbildes Z in der Zwischenbildebene
unverändert. Als Stelltrieb für translatorische
Bewegungen sind die Stelltriebe
2010 vorgesehen. Wie zuvor und
der
US 4 490 041 beschrieben,
lässt sich durch die dargestellte Justagevorrichtung die
translatorische Bewegung von der rotatorischen Bewegung zur Justage
des Zwischenfokus entkoppeln.
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Mit
der Erfindung wird erstmals ein Beleuchtungssystem angegeben, mit
dem auf einfache Art und Weise die Justage eines Beleuchtungssystems festgestellt
und überwacht werden kann. Dadurch wird die zeitliche und
räumliche Konstanz der Beleuchtung der Maske und eine zentrische
Ausleuchtung der Pupille sichergestellt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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