DE102008009600A1

DE102008009600A1 - Facettenspiegel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie

Info

Publication number: DE102008009600A1
Application number: DE102008009600A
Authority: DE
Inventors: Udo Dr. Dinger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2009-08-20

Abstract

Ein Facettenspiegel dient zum Einsatz als bündelführende optische Komponente in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie. Der Facettenspiegel hat eine Vielzahl von Einzelspiegeln (21). Diese sind zu individuellen Ablenkung auftreffenden Beleuchtungslichts jeweils mit einem Aktuator derart verbunden, dass sie separat voneinander um mindestens eine Kippachse (x, y) verkippbar sind. Eine Steuereinrichtung, die mit den Aktuatoren verbunden ist, ist so ausgestaltet, dass eine vorgegebene Gruppierung der Einzelspiegel (21) in Einzelspiegel-Gruppen (19) aus je mindestens zwei Einzelspiegeln (21) einstellbar ist. Es resultiert ein Facettenspiegel, durch dessen Einsatz in der Projektionsbelichtungsanlage die Variabilität bei der Einstellung verschiedener Beleuchtungsgeometrien eines mit der Projektionsbelichtungsanlage zu belichtenden Objektfeldes erhöht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Facettenspiegel zum Einsatz als bündelführende optische Komponente in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie.
Derartige Facettenspiegel sind bekannt aus der US 6,438,199 B1 und der US 6,658,084 B2 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Facettenspiegel der eingangs genannten Art weiterzubilden, dass durch den Einsatz dieses Facettenspiegels in der Projektionsbelichtungsanlage die Variabilität bei der Einstellung verschiedener Beleuchtungsgeometrien eines mit der Projektionsbelichtungsanlage zu belichtenden Objektfeldes erhöht ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Facettenspiegel mit den im Anspruch 1 oder mit den im Anspruch 4 angegebenen Merkmalen.
Die erfindungsgemäße Unterteilung des Facettenspiegels in eine Vielzahl von Einzelspiegeln, die unabhängig voneinander verkippt werden können, ermöglicht eine variable Vorgabe von Unterteilungen des Facettenspiegels in Einzelspiegel-Gruppen. Dies kann dazu genutzt werden, Gruppierungen mit verschiedenen Berandungen zu erzeugen, um auf diese Weise beispielsweise eine Anpassung an die Form eines auszuleuchtenden Objektfeldes zu gewährleisten. Die individuelle Ansteuerbarkeit der Einzelspiegel gewährleistet, dass eine Vielzahl verschiedener Beleuchtungen des Objektfeldes möglich wird, ohne hierbei Licht durch Abschattungen zu verlieren. Insbesondere ist eine Anpassung einer Beleuchtungsoptik, innerhalb der der Facettenspiegel einsetzbar ist, an optische Parameter einer Strahlungsquelle möglich, beispielsweise an eine Strahldivergenz oder an eine Intensitätsverteilung über den Strahlquerschnitt. Der Facettenspiegel kann so ausgeführt sein, dass mehrere Einzelspiegel-Gruppen jeweils für sich das gesamte Objektfeld ausleuchten. Es können mehr als zehn, mehr als 50 oder auch mehr als 100 derartiger Einzelspiegel-Gruppen beim erfindungsgemäßen Facettenspiegel vorgesehen sein.
Bei Einzelspiegeln nach Anspruch 2 können die zugeordneten Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle das Objektfeld getrennt voneinander ausleuchten oder es kann eine gezielte Überlappung zwischen den Einzelspiegel-Ausleuchtungskanälen bereitgestellt werden. Das Objektfeld kann von mehr als zwei Einzelspiegel-Ausleuchtungskanälen ausgeleuchtet werden, beispielsweise von mehr als zehn Einzelspiegel-Ausleuchtungskanälen.
Die Vorteile eines Facettenspiegels nach Anspruch 4 entsprechen denen, die vorstehend im Zusammenhang mit dem Facettenspiegel nach Anspruch 1 erläutert wurden.
Ein Facettenspiegel nach Anspruch 5 wird insbesondere als Feldfacettenspiegel in einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage eingesetzt. Je nach Größe und Form der Einzelspiegel-Gruppen kann eine entsprechende Größe und Form des auszuleuchtenden Objektfeldes resultieren. Bei rechteckigem Objektfeld stimmt dann das Facetten-Aspektverhältnis der Einzelfacetten mit dem Feld-Aspektverhältnis überein.
Anstelle von Einzelfacetten, deren Form der vollen Form des Objektfeldes entspricht, können auch Einzelfacetten bzw. Einzelspiegel-Gruppierungen realisiert werden, die Halbfeldern entsprechen, also einem Feld mit halber Erstreckung längs einer Objektfelddimension. Je zwei solcher Halbfelder werden dann zur Beleuchtung des gesamten Objektfeldes zusammengesetzt.
Gruppenformen nach den Ansprüchen 6 und 7 sind gut an derzeitige Objektfeldgeometrien angepasst. Eine bogenförmige, ringförmige oder kreisförmige Einhüllende kann dabei auch durch pixelweise Annäherung erfolgen, indem aus einer rasterartigen Einzelspiegel-Anordnung eine Einzelspiegel-Gruppe ausgewählt wird, deren Berandung der gewünschten Einhüllenden angenähert ist.
Ein Facettenspiegel nach Anspruch 8 kommt insbesondere als Pupillenfacettenspiegel in einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz.
Bevorzugt werden innerhalb der Beleuchtungsoptik sowohl ein erfindungsgemäß in Einzelspiegel unterteilter Feldfacettenspiegel als auch ein erfindungsgemäß in Einzelspiegel unterteilter Pupillenfacettenspiegel eingesetzt. Es kann dann eine bestimmte Beleuchtungswinkelverteilung, also ein Beleuchtungssetting, durch entsprechende Gruppierung der Einzelspiegel-Gruppen auf dem Feldfacettenspiegel und den Pupillenfacettenspiegeln praktisch ohne Lichtverlust realisiert werden. Erfindungsgemäß in Einzelspiegel unterteilt sein kann auch ein spekularer Reflektor nach Art desjenigen, der beispielsweise in der US 2006/0132747 A1 beschrieben ist. Da mit dem spekularen Reflektor sowohl die Intensitäts- als auch die Beleuchtungswinkelverteilung im Objektfeld eingestellt wird, kommt hier die zusätzliche Variabilität aufgrund der Unterteilung in Einzelspiegel besonders gut zum Tragen.
Eine Ausführung nach Anspruch 9 kann auf der Basis konstruktiver Lösungen realisiert werden, die aus dem Bereich von Mikrospiegel-Arrays bereits bekannt sind. Ein Mikrospiegel-Array ist beispielsweise beschrieben in der US 7,061,582 B2 . Die Art der Parkettierung wird je nach den geforderten Formen der Einzelspiegel-Gruppen gewählt. Es kann insbesondere eine Parkettierung zum Einsatz kommen, die bekannt ist aus Istvan Reimann: „Parkette, geometrisch betrachtet", in „Mathematisches Mosaik", Köln (1977), und Jan Gulberg: „Mathematics-From the birth of numbers", New York/London (1997).
Ein Einzelspiegel nach Anspruch 10 ist konstruktiv mit vergleichsweise geringem Aufwand realisierbar. Auch mit derart plan ausgeführten Einzelspiegeln lassen sich Einzelspiegel-Gruppen mit insgesamt angenähert gekrümmten Reflexionsflächen realisieren. Alternativ ist es möglich, die Einzelspiegel des Facettenspiegels gekrümmt, insbesondere elliptisch gekrümmt, auszuführen, sodass die Einzelspiegel für das Beleuchtungs- beziehungsweise Abbildungslicht eine bündelformende Wirkung haben. Die Einzelspiegel sind dabei insbesondere konkav gekrümmt. Der Facettenspiegel kann insbesondere als Multiellipsoidspiegel ausgeführt sein. Anstelle von gekrümmten Einzelspiegeln können derartige gekrümmte Einzelspiegel wiederum durch Einzelspieget-Gruppen mit planen Reflexionsflächen ersetzt werden, wobei die nichtplanen Oberflächen eines derart ersetzten gekrümmten Einzelspiegels durch ein Polyeder von Mikrofacetten approximiert werden.
Eine Verlagerbarkeit nach Anspruch 11 erhöht die Variabilität bei der Vorgabe bestimmter Topographien der Reflexionsfläche des Facettenspiegels. Es ist dann nicht nur eine Gruppierung möglich, sondern auch innerhalb der jeweiligen Gruppierungen die Vorgabe bestimmter Reflexionsflächenkrümmungen und -freiformen, die eine gewünschte abbildende oder in sonstiger Weise bündelformende Wirkung haben.
Eine Anordnung nach Anspruch 12 kann ebenfalls auf der Basis von konstruktiven Lösungen, die aus dem Bereich der Mikrospiegel-Arrays bekannt sind, realisiert werden.
Eine Ansteuerung nach Anspruch 13 gewährleistet eine schnelle und je nach Vorgabe individuelle Ansteuerung der Einzelspiegel.
Eine reihenweise, also insbesondere zeilen- oder spaltenweise Ansteuerung nach Anspruch 14 ermöglicht eine unaufwändige gemeinsame Ansteuerung von Einzelspiegeln, falls dies, beispielsweise zur Gruppierung oder zur gemeinsamen Ausblendung von Einzelspiegeln, erforderlich ist.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 15 ermöglicht eine Korrektur einer Homogenität der Objektfeldausleuchtung, was die Intensität der Ausleuchtung über das Objektfeld angeht. Alternativ oder zusätzlich ist möglich, eine Pupillenausleuchtung über die individuelle Ansteuerung der Einzelspiegel vorzugeben, sodass eine Intensitätsverteilung der Ausleuchtung einer Pupillenebene über die Ansteuerung der Einzelspiegel vorgegeben werden kann.
Ein planer Träger nach Anspruch 16 vereinfacht die Herstellung des Facettenspiegels. Eine plane Anordnung des Trägers des Facettenspiegels kann durch eine entsprechende Formung von Beleuchtungs- oder Abbildungslicht vor dem Facettenspiegel erreicht werden.
Die Vorteile einer Beleuchtungsoptik nach Anspruch 17 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den erfindungsgemäßen Facettenspiegel bereits ausgeführt wurden.
Eine Beleuchtungsoptik nach Anspruch 18 kann beispielsweise die Vorteile eines aus Einzelspiegeln aufgebauten Feldfacettenspiegels mit denen eines aus Einzelspiegeln aufgebauten Pupillenfacettenspiegels vereinen. Die Einstellung verschiedenster Beleuchtungssettings praktisch ohne Lichtverlust ist möglich. Der Pupillenfacettenspiegel kann eine größere Anzahl von Einzelspiegeln aufweisen als der vorgelagerte Feldfacettenspiegel. Mit dem vorgelagerten Feldfacettenspiegel lassen sich dann verschiedene Ausleuchtungsformen des Pupillenfacettenspiegels und damit verschiedene Beleuchtungssettings der Beleuchtungsoptik realisieren, soweit die Facetten zur Umstellung entsprechend aktorisch verlagert, insbesondere verkippt, werden können.
Eine abschnittsweise Objektfeldbeleuchtung nach Anspruch 19 führt zu einer nochmals vergrößerten Flexibilität bei der Objektfeldausleuchtung, die zu einem weiteren Korrektur-Freiheitsgrad führt. Durch relative Verschiebung der ausgeleuchteten Objektfeldabschnitte innerhalb des Objektfeldes kann entsprechend eine Korrektur der Objektfeldausleuchtung erzielt werden.
Die Vorteile einer Beleuchtungsoptik mit einem Feldfacettenspiegel nach Anspruch 20 entsprechen denen, die vorstehend im Zusammenhang mit der Beleuchtungsoptik nach Anspruch 18 bereits erläutert wurden.
Die Vorteile einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 21 entsprechen denen, die vorstehend bereits diskutiert wurden.
Eine Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 22 ermöglicht eine hohe Strukturauflösung.
Ein spekularer Reflektor nach Anspruch 23 vermindert die Anzahl der innerhalb einer Beleuchtungsoptik notwendigen Reflexionen des Beleuchtungslichts. Dies erhöht die Gesamttransmission der Beleuchtungsoptik.
Eine diskrete Ausleuchtung nach Anspruch 24 ermöglicht es, die Einzelspiegel des spekularen Reflektors beabstandet zueinander anzuordnen. Zwischen den Einzelspiegeln ist dann Platz beispielsweise für Aufhänge- und Verlagerungsmechaniken sowie für Verlagerungsaktoren der Einzelspiegel.
Ein Facettenspiegel nach Anspruch 25 kann beispielsweise als Kollektor-Facettenspiegel ausgeführt sein. Ein derartiger Kollektor-Facettenspiegel, der insbesondere Ellipsoid-Einzelspiegel aufweisen kann, ist auch prinzipiell bei nicht mit einem spekularen Reflektor arbeitenden Beleuchtungsoptiken einsetzbar.
Wenn der spekulare Reflektor nach Anspruch 26 mehr Einzelspiegel aufweist als der vorgelagerte Facettenspiegel, lassen sich mit dem vorgelagerten Facettenspiegel verschiedene Ausleuchtungsformen des spekularen Reflektors und damit verschiedene Beleuchtungssettings der Beleuchtungsoptik realisieren.
Ein Kollektor nach Anspruch 27 vermindert die Anforderungen an die Bündelformung des Beleuchtungslichts durch den nachgeordneten Facettenspiegel.
Ein Kollektor nach Anspruch 28 ist im Vergleich zu einem Facettenspiegel in seiner Herstellung unaufwändiger.
Ein Winkel zwischen der Scanrichtung und der langen Feldachse nach Anspruch 29 vermeidet bzw. vermindert Beleuchtungsinhomogonitäten bei einer abschnittsweisen Ausleuchtung des Objektfeldes. Dieser Winkel liegt beispielsweise bei 10°. Auch andere Winkel, beispielsweise im Bereich zwischen 1 und 3°, im Bereich von 3 und 5°, im Bereich zwischen 5 und 7° oder im Bereich zwischen 7 und 9°, sind möglich. Prinzipiell sind auch Winkel möglich, die größer sind als 10°. Alternativ ist es möglich, die Objektfeldabschnitte so anzuordnen, dass längs einer Scanrichtung keine durchgehenden Begrenzungen zwischen den Objektfeldabschnitten vorliegen.
Die Vorteile eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 30 und eines mikrostrukturierten Bauteils nach Anspruch 31 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Ansprüche 1 bis 29 bereits erläutert wurden. Es lassen sich mikrostrukturierte Bauteile mit hohen Integrationsdichten bis hin in den Sub-Mikrometer-Bereich realisieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 schematisch einen Meridionalschnitt durch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektions-Lithographie;
2 schematisch eine Aufsicht auf einen aus Einzelspiegel aufgebauten Feldfacettenspiegel zum Einsatz in der Projektionsbelichtungsanlage nach 1;
3 eine Ansicht eines Ausschnitts einer Einzelspiegel-Zeile des Facettenspiegels nach 2 aus Blickrichtung III in 2;
4 bis 6 stark schematisch verschiedene Formen einer aus den Einzelspiegeln der in der 3 dargestellten Einzelspiegel-Zeile gebildeten Zeilen-Reflexionsfläche in drei verschiedenen Konfigurationen;
7 einen Ausschnitt einer weiteren Ausführung eines aus Einzelfacetten aufgebauten Feldfacettenspiegels mit einer beispielhaften Gruppierung der Einzelspiegel in eine Anordnung von Einzelfacetten vorgebenden Einzelspiegel-Gruppen in einer Aufsicht;
8 schematisch einen aus Einzelspiegeln aufgebauten Pupillenfacettenspiegel zum Einsatz in der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 beispielsweise zur Vergabe verschiedener annularer bzw. ringförmiger Beleuchtungssettings in einer Aufsicht;
9 bis 13 Beispiele verschiedener Gruppierungen der Einzelspiegel des Facettenspiegels nach 2 in Einzelfacetten vorgebende Einzelspiegel-Gruppen;
14 einen zu 8 ähnlichen, ebenfalls aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebauten Pupillenfacettenspiegel, wobei eine Mehrzahl kreisförmig ausgeleuchteter Einzelspiegel-Gruppen zur Vorgabe eines ersten, angenähert konventionellen Beleuchtungssettings ausgeleuchtet sind;
15 den Pupillenfacettenspiegel nach 14, wobei die gleiche Anzahl von Einzelspiegel-Gruppen ebenfalls kreisförmig zur Vorgabe eines weiteren, angenähert ringförmigen Beleuchtungssettings ausgeleuchtet ist;
16 eine weitere Variante einer Gruppierung der Einzelspiegel des Feldfacettenspiegels nach 2 zur Ausleuchtung eines Ring- bzw. Bogenfeldes;
17 bis 20 weitere Beispiele von Gruppierungen von Einzelspiegeln eines Feldfacettenspiegels in Einzelspiegel-Gruppen;
21 und 22 weitere Beispiele von Gruppierungen von Einzelspiegeln eines Pupillenfacettenspiegels in Einzelspiegel-Gruppen;
23 eine weitere Ausführung einer Belegung einer Reflexionsfläche eines aus Einzelspiegeln aufgebauten Facettenspiegels mit Einzelspiegeln;
24 schematisch im Meridionalschnitt eine weitere Ausführung eines optischen Designs einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektions-Lithographie, wobei eine Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage einen spekularen Reflektor aufweist;
25 schematisch im Meridionalschnitt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführung eines Beleuchtungssystems für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektions-Lithographie;
26 in einer zu 24 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführung eines optischen Designs einer Beleuchtungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektions-Lithographie mit einem spekularen Reflektor;
27 in einer zu 26 ähnlichen Darstellung eine Variante einer Zuordnung von Ellipsoid-Einzelspiegeln eines Kollektorfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik zu Einzelspiegeln des spekularen Reflektors;
28 eine Aufsicht auf eine Quellbilder-Beaufschlagung des spekularen Reflektors nach den 26 und 27; und
29 eine Aufsicht auf ein abschnittsweise beleuchtetes Objektfeld einer Variante der Projektionsbelichtungsanlage.
1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikro-Lithographie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 hat neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes und in der Zeichnung nicht dargestelltes Retikel, das von einem ebenfalls nicht dargestellten Retikelhalter gehalten ist. Eine Projektionsoptik 7 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 8 in einer Bildebene 9. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 8 in der Bildebene 9 angeordneten Wafers, der in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt ist und von einem ebenfalls nicht dargestellten Waferhalter gehalten ist.
Bei der Strahlungsquelle 3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle mit einer emittierten Nutzstrahlung im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Es kann sich dabei um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gasdischargeproduced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser-produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist für die Strahlungsquelle 3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise aus der US 6,859,515 B2 . EUV-Strahlung 10, die von der Strahlungsquelle 3 ausgeht, wird von einem Kollektor 11 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 11 propagiert die EUV-Strahlung 10 durch eine Zwischenfokusebene 12, bevor sie auf einen Feldfacettenspiegel 13 trifft. Der Feldfacettenspiegel 13 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist.
Die EUV-Strahlung 10 wird nachfolgend auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
Nach dem Feldfacettenspiegel 13 wird die EUV-Strahlung 10 von einem Pupillenfacettenspiegel 14 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 14 ist in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 7 optisch konjugiert ist. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 14 und einer abbildenden optischen Baugruppe in Form einer Übertragungsoptik 15 mit in der Reihenfolge des Strahlengangs bezeichneten Spiegeln 16, 17 und 18 werden nachfolgend noch näher beschriebene Feld-Einzelfacetten 19, die auch als Subfelder oder als Einzelspiegel-Gruppen bezeichnet werden, des Feldfacettenspiegels 13 in das Objektfeld 5 abge bildet. Der letzte Spiegel 18 der Übertragungsoptik 15 ist ein Spiegel für streifenden Einfall („Grazing Incidence-Spiegel").
2 zeigt Details des Aufbaus des Feldfacettenspiegels 13 in einer stark schematischen Darstellung. Eine gesamte Reflexionsfläche 20 des Feldfacettenspiegels 13 ist zeilen- und spaltenweise unterteilt in ein Raster aus Einzelspiegeln 21. Die Einzelreflexions-Flächen der individuellen Einzelspiegel 21 sind plan. Eine Einzelspiegel-Zeile 22 weist eine Mehrzahl der direkt nebeneinander liegenden Einzelspiegel 21 auf. In einer Einzelspiegel-Zeile 22 können mehrere zehn bis mehrere hundert der Einzelspiegel 21 vorgesehen sein. Im Beispiel nach 2 sind die Einzelspiegel 21 quadratisch. Auch andere Formen von Einzelspiegeln, die eine möglichst lückenlose Belegung der Reflexionsfläche 20 ermöglichen, können eingesetzt sein. Derartige alternative Einzelspiegel-Formen sind aus der mathematischen Theorie der Parkettierung bekannt. In diesem Zusammenhang sei verwiesen auf Istvan Reimann: "Parkette, geometrisch betrachtet", in „Mathematisches Mosaik", Köln (1977), sowie auf Jan Gulberg: „Mathematics-From the birth of numbers", New York/London (1997).
Der Feldfacettenspiegel 13 kann beispielsweise so ausgeführt sein, wie in der DE 10 2006 036 064 A1 beschrieben.
Eine Einzelspiegel-Spalte 23 hat, je nach Ausführung des Feldfacettenspiegels 13, ebenfalls eine Mehrzahl von Einzelspiegeln 21. Pro Einzelspiegel-Spalte 23 sind beispielsweise einige zehn Einzelspiegel 21 vorgesehen.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der 2 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem als lokales Koordinatensystem des Feldfacettenspiegels 13 eingezeichnet. Entsprechende lokale xyz-Koordinatensysteme finden sich auch in den nachfolgenden Figuren, die Facettenspiegel oder einen Ausschnitt hiervon in Aufsicht zeigen. In der 2 verläuft die x-Achse horizontal nach rechts parallel zu den Einzelspiegel-Zeilen 22. Die y-Achse läuft in der 2 nach oben parallel zu den Einzelspiegel-Spalten 23. Die z-Achse steht senkrecht auf der Zeichenebene der 2 und läuft aus dieser heraus.
Bei der Projektionsbelichtung werden der Retikelhalter und der Waferhalter synchronisiert zueinander in y-Richtung gescannt. Auch ein kleiner Winkel zwischen der Scanrichtung und der y-Richtung ist möglich, wie noch erläutert wird.
In x-Richtung hat die Reflexionsfläche 20 des Feldfacettenspiegels 13 eine Erstreckung von x₀. In y-Richtung hat die Reflexionsfläche 20 des Feldfacettenspiegels 13 eine Erstreckung von y₀.
Je nach Ausführung des Feldfacettenspiegels 13 haben die Einzelspiegel 21 x/y-Erstreckungen im Bereich beispielsweise von 600 µm × 600 µm bis beispielsweise 2 mm × 2 mm. Der gesamte Feldfacettenspiegel 13 hat eine x₀/y₀-Erstreckung, die je nach Ausführung beispielsweise 300 mm × 300 mm oder 600 mm × 600 mm beträgt. Die Feld-Einzelfacetten 19 haben typische x/y-Erstreckungen von 25 mm × 4 mm oder von 104 mm × 8 mm. Je nach dem Verhältnis zwischen der Größe der jeweiligen Feld-Einzelfacetten 19 und der Größe der Einzelspiegel 21, die diese Feld-Einzelfacetten 19 aufbauen, weist jede der Feld-Einzelfacetten 19 eine entsprechende Anzahl von Einzelspiegeln 21 auf.
Jeder der Einzelspiegel 21 ist zur individuellen Ablenkung von auftreffendem Beleuchtungslicht 10 jeweils mit einem Aktor bzw. Aktuator 24 verbunden, wie in der 2 anhand zweier in einer Ecke links unten der Reflexionsfläche 20 angeordneten Einzelspiegel 21 gestrichelt angedeutet und näher in der 3 anhand eines Ausschnitts einer Einzelfacetten-Zeile 22 dargestellt. Die Aktuatoren 24 sind auf der einer reflektierenden Seite der Einzelspiegel 21 abgewandten Seite jedes der Einzelspiegel 21 angeordnet. Die Aktuatoren 24 können beispielsweise als Piezo-Aktuatoren ausgeführt sein. Ausgestaltungen derartiger Aktuatoren sind vom Aufbau von Mikrospiegel-Arrays her bekannt.
Die Aktuatoren 24 einer Einzelspiegel-Zeile 22 sind jeweils über Signalleitungen 25 mit einem Zeilen-Signalbus 26 verbunden. Jeweils einem der Zeilen-Signalbusse 26 ist einer Einzelspiegel-Zeile 22 zugeordnet. Die Zeilen-Signalbusse 26 der Einzelspiegel-Zeilen 22 sind ihrerseits mit einem Haupt-Signalbus 27 verbunden. Letzterer steht mit einer Steuereinrichtung 28 des Feldfacettenspiegels 13 in Signalverbindung. Die Steuereinrichtung 28 ist insbesondere zur reihenweise, also zeilen- oder spaltenweise, gemeinsamen Ansteuerung der Einzelspiegel 21 ausgeführt.
Jeder der Einzelspiegel 21 ist individuell unabhängig um zwei senkrecht aufeinander stehende Kippachsen verkippbar, wobei eine erste dieser Kippachsen parallel zur x-Achse und die zweite dieser beiden Kippachsen parallel zur y-Achse verläuft. Die beiden Kippachsen liegen in den Einzel-Reflexionsflächen der jeweiligen Einzelspiegel 21.
Zusätzlich ist mittels der Aktuatoren 24 noch eine individuelle Verlagerung der Einzelspiegel 21 in z-Richtung möglich. Die Einzelspiegel 21 sind also separat voneinander ansteuerbar längs einer Normalen auf die Reflexionsfläche 20 verlagerbar. Hierdurch kann die Topographie der Reflexi onsfläche 20 insgesamt verändert werden. Dies ist stark schematisch beispielhaft anhand der 4 bis 6 dargestellt. Dadurch können auch Konturen der Reflexionsfläche mit großen Pfeilhöhen, also großen Variationen in der Topografie der Reflexionsfläche, in Form von insgesamt in einer Ebene angeordneten Spiegelabschnitten nach Art von Fresnel-Linsen gefertigt werden. Eine Grundkrümmung einer derartigen Spiegelflächentopografie mit großer Pfeilhöhe wird durch eine solche Unterteilung in Abschnitte nach Art von Fresnel-Zonen eliminiert.
4 zeigt Einzel-Reflexionsflächen der Einzelspiegel 21 eines Ausschnitts einer Einzelspiegel-Zeile 22, wobei alle Einzelspiegel 21 dieser Einzelspiegel-Zeile 22 über die Steuereinrichtung 28 und die Aktuatoren 24 in die gleiche absolute z-Position gestellt sind. Es resultiert eine plane Zeilen-Reflexionsfläche der Einzelspiegel-Zeile 22. Wenn alle Einzelspiegel 21 des Feldfacettenspiegels 13 entsprechend der 4 ausgerichtet sind, ist die gesamte Reflexionsfläche 20 des Feldfacettenspiegels 13 plan.
5 zeigt eine Ansteuerung der Einzelspiegel 21 der Einzelspiegel-Zeile 22, bei der der mittige Einzelspiegel 21_m gegenüber benachbarten Einzelspiegeln 21_r1 , 21_r2 , 21_r3 in negativer z-Richtung versetzt eingestellt ist. Hierdurch ergibt sich eine Stufenanordnung, die zu einem entsprechenden Phasenversatz der auf die Einzelspiegel-Zeile 22 nach 5 auftreffenden EUV-Strahlung 10 führt. Die von den beiden mittigen Einzelspiegeln 21_m reflektierte EUV-Strahlung 10 wird dabei am stärksten phasenverzögert. Die randseitigen Einzelspiegel 21_r3 erzeugen die geringste Phasenverzögerung. Die zwischenliegenden Einzelspiegel 21_r1 , 21_r2 erzeugen entsprechend stufenweise eine, ausgehend von der Phasenverzögerung durch die mittigen Einzelspiegel 21_m zunehmend geringere Phasenverzögerung.
6 zeigt eine Ansteuerung der Einzelspiegel 21 des dargestellten Ausschnitts der Einzelspiegel-Zeile 22 derart, dass insgesamt eine konvex geformte Einzelspiegel-Zeile 22 resultiert. Dies kann zur Erzeugung einer abbildenden Wirkung von Einzelspiegel-Gruppen des Feldfacettenspiegels 13 genutzt werden. In gleicher Weise ist natürlich auch beispielsweise eine konkave Anordnung von Gruppen der Einzelspiegel 21 möglich.
Entsprechende Formgestaltungen, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert, sind nicht auf die x-Dimension beschränkt, sondern können, je nach Ansteuerung über die Steuereinrichtung 28, auch über die y-Dimension des Feldfacettenspiegels 13 fortgesetzt werden.
Durch die individuelle Ansteuerung der Aktuatoren 24 über die Steuereinrichtung 28 ist eine vorgegebene Gruppierung der Einzelspiegel 21 in die vorstehend schon erwähnten Einzelspiegel- Gruppen aus je mindestens zwei Einzelspiegeln 21 einstellbar, wobei jeweils eine Einzelspiegel-Gruppe eine Feld-Einzelfacette 19 des Feldfacettenspiegels 13 vorgibt. Diese, aus mehreren Einzelspiegeln 21 zusammengesetzten Feld-Einzelfacetten 19 haben die gleiche Wirkung wie die beispielsweise aus der US 6,438,199 B1 oder der US 6,658,084 B2 bekannten Feldfacetten.
7 verdeutlicht eine derartige Gruppierung. Dargestellt ist ein Ausschnitt aus der Reflexionsfläche 20 einer Feldfacettenplatte einer Variante des Feldfacettenspiegels 13 mit einer im Vergleich zur Darstellung nach 2 größeren Anzahl von Einzelspiegeln 21. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Durch entsprechende Zusammenfassung der Ansteuerungen durch die Steuereinrichtung 28 sind innerhalb der Reflexionsfläche 20 beim Beispiel der 7 insgesamt 12 Einzelspiegel-Gruppen 19 gebildet. Jede der Einzelspiegel-Gruppen 19 besteht aus einem 24 × 3-Array von Einzelspiegeln 21, hat also drei Einzelspiegel-Zeilen zu je vierundzwanzig Einzelspiegeln 21. Jede der Einzelspiegel-Gruppen 19, also jede der durch diese Gruppierung gebildeten Feld-Einzelfacetten, hat also ein Aspektverhältnis von 8 zu 1. Dieses Aspektverhältnis entspricht dem Aspektverhältnis des auszuleuchtenden Objektfeldes 5.
Innerhalb jeder der Einzelspiegel-Gruppen 19 sind die Einzelspiegel 21 derart zueinander ausgerichtet, dass die Form jeder der Einzelspiegel-Gruppen 19 der Form einer Einzelfacette eines konventionellen Feldfacettenspiegels entspricht. Daher gibt jede der Einzelspiegel-Gruppen 19 eine Einzelfacette vor.
8 zeigt Details des Pupillenfacettenspiegels 14, der in der Projektionsbelichtungsanlage 1 eingesetzt ist. Der Pupillenfacettenspiegel 14 weist eine runde Pupillenfacettenplatte 29 auf, auf der eine Vielzahl von Einzelspiegeln 21 angeordnet ist. Bei der Ausführung nach 8 sind die nutzbaren Einzelspiegel 21 in einer ringförmigen Konfiguration um ein Zentrum 30 der Pupillenfacettenplatte 29 angeordnet. Eine Ringbreite dieser Konfiguration entspricht etwa der Breite von elf nebeneinander liegenden Einzelspiegeln 21. Auch im Zentrum 30 der Pupillenfacettenplatte 29 liegen entsprechend gerastert angeordnete Einzelspiegel 21 vor, die jedoch, da sie beim annularen, also ringförmigen, Setting nach 8 nicht genutzt werden, nicht dargestellt sind.
Die Einzelspiegel 21 sind innerhalb dieser ringförmigen Konfiguration zeilen- und spaltenweise rasterartig angeordnet, entsprechend dem, was vorstehend im Zusammenhang mit dem Feldfacettenspiegel 13 nach den 2 bis 7 erläutert wurde. Die Einzelspiegel 21 des Pupillenfacettenspie gels 14 haben ebenfalls Aktuatoren und eine Ansteuerung über der Steuereinrichtung 28. Diese Aktuatoren sowie die Art der Signalverbindung der Ansteuerung entsprechen dem, was vorstehend im Zusammenhang mit dem Feldfacettenspiegel 13 erläutert wurde.
Auch die Einzelspiegel 21 des Pupillenfacettenspiegels 14 können zu Einzelspiegel-Gruppen zusammengefasst werden. Dies wird nachfolgend anhand der 14 und 15 noch erläutert werden.
Die 9 bis 13 zeigen verschiedene Beispiele von Gruppierungen der Einzelspiegel 21 des Feldfacettenspiegels 13 in Einzelspiegel-Gruppen.
9 zeigt den Fall, bei dem alle Einzelspiegel 21 des Feldfacettenspiegels 13 zu einer einzigen Einzelspiegel-Gruppe 31 zusammengefasst sind. Alle Einzelspiegel 21 des Feldfacettenspiegels 13 werden dann in gleicher Weise von der Steuereinrichtung 28 angesteuert, werden also beispielsweise bei gleicher z-Lage jeweils um den gleichen Kippwinkel um die x-Achse und um die y-Achse verkippt. Für den Fall, dass diese beiden Kippwinkel jeweils Null sind, stellt der Feldfacettenspiegel 13 einfach einen aus den Einzelspiegeln 21 zusammengesetzten Planspiegel dar. Das Aspektverhältnis des Feldfacettenspiegels 13 insgesamt beträgt x₀/y₀.
10 zeigt eine Gruppierung des Feldfacettenspiegels 13 in zwei Einzelspiegel-Gruppen 32, 33. Die in der 10 obere Einzelspiegel-Gruppe 32 umfasst die obere Hälfte des Feldfacettenspiegels 13 und die Einzelspiegel-Gruppe 33 die untere Hälfte des Feldfacettenspiegels 13. Innerhalb der beiden Gruppen 32, 33 werden die Einzelspiegel 21 wiederum von der Steuereinrichtung 28 in gleicher Weise angesteuert. Auf diese Weise ist es möglich, einen Feldfacettenspiegel mit zwei Einzelfacetten vorzugeben, die den Einzelspiegel-Gruppen 32, 33 entsprechen. Das Aspektverhältnis dieser Einzelfacetten 32, 33 ist 2 x₀/y₀.
11 zeigt eine Unterteilung des Feldfacettenspiegels 13 in insgesamt vier jeweils die gesamte Zeilenbreite der Reflexionsfläche 20 überstreichende Einzelspiegel-Gruppen 34 bis 37 mit einem Aspektverhältnis von 4 x₀/y₀. Diese vier Einzelspiegel-Gruppen 34 bis 37 geben daher vier Einzelfacetten mit diesem Aspektverhältnis vor.
12 zeigt eine Gruppierung der Einzelspiegel 21 des Feldfacettenspiegels 13 in insgesamt acht Einzelspiegel-Gruppen 38 bis 45, die jeweils einer Zeile des Feldfacettenspiegels 13 entsprechen und ein Aspektverhältnis von 8 x₀/y₀ haben. Bei dieser Gruppierung kann also ein Feldfacettenspiegel mit insgesamt acht Einzelfacetten erzeugt werden.
13 zeigt eine Gruppierung der Einzelfacetten 21 des Feldfacettenspiegels 13, bei der innerhalb jeder Zeile des Feldfacettenspiegels 13 acht benachbarte Einzelspiegel 21 zu jeweils einer Einzelspiegel-Gruppe 46 zusammengefasst sind. Jede dieser Einzelspiegel-Gruppen 46 hat ein Aspektverhältnis von 8:1. Wenn jede Einzelspiegel-Zeile 22 des Feldfacettenspiegels 13 beispielsweise 80 Einzelspiegel 21 aufweist, liegen pro Zeile 22 bei der Gruppierung nach 13 zehn Einzelspiegel-Gruppen 46, insgesamt also 80 Einzelspiegel-Gruppen 46 vor. Bei der Ausführung nach 13 kann also ein Feldfacettenspiegel 13 mit 80 Einzelfacetten 46 vorgegeben werden.
14 und 15 zeigen eine Ausleuchtung eines Pupillenfacettenspiegels 47, der dem Pupillenfacettenspiegel 14 ähnlich ist, durch einen Feldfacettenspiegel, der insgesamt neunzehn Einzelspiegel-Gruppen aufweist, die entsprechend dem gruppiert wurden, was vorstehend im Zusammenhang mit den 2 bis 7 sowie 9 bis 13 erläutert wurde. Die runde Pupillenfacettenplatte 29 des Pupillenfacettenspiegels 47 ist wie beim Pupillenfacettenspiegel 14 nach 8 insgesamt zeilen- und spaltenweise rasterartig mit den Einzelspiegeln 21 belegt. Beleuchtete dieser Einzelspiegel 21 des Pupillenfacettenspiegels 47 sind durch eine Schraffur hervorgehoben. Beleuchtet werden dabei jeweils kreisförmig berandete Einzelspiegel-Gruppen 48. Innerhalb der kreisförmigen Berandungen der Einzelspiegel-Gruppen 48 liegen die vom im Strahlengang des Beleuchtungslichts vorgeordneten Feldfacettenspiegel erzeugten multiplen Bilder einer beispielsweise als kreisförmig angenommenen Strahlungsquelle beziehungsweise die multiplen Bilder eines Bildes dieser als kreisförmig angenommenen Strahlungsquelle in einem Zwischenfokus des Strahlengangs des Beleuchtungs- und Abbildungslichts. Diese multiplen Bilder werden auch als Quellbilder bezeichnet. Wenn das Bild der Quelle im Zwischenfokus des Pupillenfacettenspiegels 47 von einer Kreisform abweicht, können die Einzelspiegel-Gruppen in ihrer Form an die Form der Quellbilder entsprechend angepasst werden. Falls das Bild der Strahlungsquelle beispielsweise elliptisch ist, können die Einzel-Spiegelgruppen 48 auf dem Pupillenfacettenspiegel 47 entsprechend elliptisch berandet sein. Auch andere Formen der Bilder der Strahlungsquelle bzw. der Quellbilder sind möglich, beispielsweise hexagonale oder rechteckige Formen, die auf dem Pupillenfacettenspiegel 47 beispielsweise eine optimale Parkettierung ergeben. Derartige Formen des Bildes der Strahlungsquelle können durch eine entsprechende Blendenanordnung in der Zwischenfokusebene erreicht werden. Durch entsprechende Umgruppierung von Einzelspiegel-Gruppen 48 des Pupillenfacettenspiegels 47 kann eine Anpassung der Beleuchtungsoptik 4 an beispielsweise durch Blendenaustausch im Zwischenfokus sich ändernde Formen des Bildes der Strahlungsquelle erreicht werden. Auch einem Wechsel des Strahlungsquellentyps, beispielsweise einem Wechsel zwischen einer GDPP- hin zu einer LPP-Strahlungsquelle, kann auf diese Weise Rechnung getragen werden.
Jede der Einzelspiegel-Gruppen 48 des Pupillenfacettenspiegels 47 wird von genau einer Einzelspiegel-Gruppe, also beispielsweise von den Einzelspiegel-Gruppen 19 (vergleiche 7), des Feldfacettenspiegels 13 beleuchtet. Insgesamt liegen neunzehn beleuchtete Einzelspiegel-Gruppen 48 auf dem Pupillenfacettenspiegel 47 vor. Der vorgelagerte Feldfacettenspiegel 13 ist, wie schon erwähnt, in neunzehn zugeordnete Einzelspiegel-Gruppen 19 unterteilt. Durch die Zuordnung der neunzehn Einzelspiegel-Gruppen 19 des Feldfacettenspiegels 13 zu den neunzehn Einzelspiegel-Gruppen 48 auf dem Pupillenfacettenspiegel 47 ergeben sich insgesamt neunzehn Kanäle für den Lichtweg der EUV-Strahlung 10 vom Feldfacettenspiegel 13 bis hin zum Objektfeld 5.
Innerhalb jeder der Einzelspiegel-Gruppen 48 des Pupillenfacettenspiegels 47 werden typischerweise neun zentrale Einzelspiegel 21 voll und um die zentralen Einzelspiegel 21 herum weitere Einzelspiegel 21 teilweise ausgeleuchtet. Diese mindestens teilweise ausgeleuchteten Einzelspiegel 21 bilden die mit Hilfe der Steuereinrichtung 28 jeweils gruppiert anzusteuernde Einzelspiegel-Gruppe 48. Diese Ansteuerung der Einzelspiegel 21 jeder der Einzelspiegel-Gruppen 48 ist so, dass eine Abbildung der zugehörigen Einzelspiegel-Gruppe des Feldfacettenspiegels 13, also beispielsweise der zugehörigen Einzelspiegel-Gruppe 19 bei der Ausführung nach 7, über diese Einzelspiegel-Gruppe 48 des Pupillenfacettenspiegels 47 und die nachgelagerte Übertragungsoptik 16 in das Objektfeld 5 abgebildet wird. Mit dem Feldfacettenspiegel 13 werden am Ort der Einzelspiegel-Gruppen 48 sekundäre Lichtquellen erzeugt, die in eine Pupillenebene der Projektionsebene 7 abgebildet werden. Die Intensitätsverteilung der EUV-Strahlung 10 auf dem Pupillenfacettenspiegel 47 ist daher direkt korreliert mit einer Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 5 in der Objektebene 6.
Die Einzelspiegel-Gruppen 48 sind beim Beleuchtungsbeispiel nach 14 über die Pupillenfacettenteile 29 in etwa gleich verteilt angeordnet. Entsprechend resultiert eine Beleuchtung des Objektfeldes 5 aus über die gesamte Apertur der Pupillenfacettenplatte 29 verteilten Beleuchtungswinkeln. Es resultiert also eine angenähert konventionelle Beleuchtung des Objektfeldes 5 aus allen Richtungen, die durch die bildseitige numerische Apertur der Projektionsoptik 7 vorgegeben sind.
15 zeigt eine gegenüber 14 geänderte Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 47, also ein gewechseltes Beleuchtungssetting der Projektionsbelichtungsanlage 1. Durch entsprechende gruppenweise Ansteuerung der zugehörigen Einzelspiegel-Gruppen des Feldfacettenspiegels 13, beispielsweise der Einzelspiegel-Gruppen 19 nach 7, werden nun am Rand der Pupillenfacettenplatte 29 angeordnete Einzelspiegel-Gruppen 49 ausgeleuchtet. Es resultiert eine angenähert annulare Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 5 in der Objektebene 6.
Eine minimale Breite eines Rings einer solcherart einstellbaren Beleuchtungsverteilung ist vorgegeben durch die Breite der Einzelspiegel-Gruppen 49.
Damit die Abbildung der Feld-Einzelfacetten in das Objektfeld 5 auch bei dem geänderten Beleuchtungssetting nach 15 gewährleistet ist, müssen nicht nur die Feld-Einzelfacetten, also beispielsweise die Einzelspiegel-Gruppen 19 der Ausführung nach 7, sondern auch die Einzelspiegel 21 der Einzelspiegel-Gruppen 49 durch über die Steuereinrichtung 28 angesteuerte gruppenweise Verkippung entsprechend nachjustiert werden. Es muss also eine synchronisierte Ansteuerung der Einzelspiegel-Gruppen des Feldfacettenspiegels 13 einerseits und des Pupillenfacettenspiegels andererseits beim Wechsel des Beleuchtungssettings über die Steuereinrichtung 28 erfolgen.
Eine Ausleuchtung nach 15 ist auch beim Einsatz des Pupillenfacettenspiegels 14 nach 8 möglich. Letzterer kann zur Ausleuchtung des Objektfeldes 5 mit verschiedenen annularen Beleuchtungssettings, die sich durch die minimalen und maximalen Beleuchtungswinkel im Objektfeld unterscheiden, genutzt werden.
16 zeigt eine weitere Variante einer Gruppierung der Einzelspiegel 21 des Feldfacettenspiegels 13. Eine Einzelspiegel-Gruppe 50 des Feldfacettenspiegels 13 ist nach 16 so gruppiert, dass diese Einzelspiegel-Gruppe 50 eine bogenförmige Einhüllende 51 hat. Die Einhüllende 51 wird durch Auswahl entsprechender Einzelspiegel 21 nachgebildet. Die Einzelspiegel-Gruppe 50 umfasst diejenigen Einzelspiegel 21, die in der 16 schraffiert dargestellt sind. Entsprechend wird durch die Einzelspiegel-Gruppe 50 eine bogenförmige Einzelfacette zur Ausleuchtung eines entsprechend bogen- oder ringförmigen Objektfeldes 5 in der Objektebene 6 gebildet. Genauso kann natürlich auch eine Mehrzahl derartiger Einzelspiegel-Gruppen 50 mit bogen- oder ringförmigen Einhüllenden 51 zur Ausleuchtung entsprechend geformter Objektfelder gebildet werden. Die Anzahl der Einzelfacetten 21, die hierfür beim Feldfacettenspiegel 13 benötigt werden, richtet sich, wie auch bei den sonstigen vorstehend erläuterten Gruppierungen in Einzelspiegel-Gruppen einerseits nach der gewünschten Anzahl der Einzelspiegel-Gruppen und andererseits nach der geforderten Auflösung, mit der eine gewünschte Einhüllende, beispielsweise die Einhüllende 51, durch das Raster oder die Parkettierung der Einzelspiegel 21 nachgebildet werden soll.
17 bis 20 zeigen verschiedene Beispiele von Anordnungen bzw. Konfigurationen von Einzelspiegel-Gruppen bzw. Einzelfacetten 19 des Feldfacettenspiegels 13. Jede dieser Einzelspiegel-Gruppen 19 ist ihrerseits, wie vorstehend im Zusammenhang mit den 2 bis 16 erläutert, in eine Mehrzahl von nicht im Einzelnen dargestellten Einzelspiegeln 21 unterteilt. Jede der Gruppierungen, die in den 17 bis 20 dargestellt sind, kann mit ein und demselben Feldfacettenspiegel 13 realisiert werden. Dargestellt sind jeweils nur die Einzelspiegel-Gruppen 19, nicht aber die zwischen diesen Gruppen ebenfalls vorhandenen, aber nicht genutzten Einzelspiegel.
Bei der Gruppierung der Feldfacettenspiegels 13 nach 17 liegen insgesamt vier Spalten 52 von Einzelspiegel-Gruppen 19 vor. Dort, wo in einem zentral kreuzförmigen Abschnitt 53 eine Abschattung des Feldfacettenspiegels 13 durch vorgelagerte Komponenten stattfindet, sind benachbarte Einzelspiegel-Gruppen 19 entsprechend stärker voneinander beabstandet, sodass im Abschnitt 53 keine gruppierten Einzelspiegel vorliegen.
Bei der Gruppierung des Feldfacettenspiegels 13 nach 18 sind die Einzelspiegel-Gruppen 19, die ihrerseits wiederum aus einer Mehrzahl nicht dargestellter Einzelspiegel aufgebaut sind, nach Art des in der 7 dargestellten Ausschnitts spaltenweise zueinander versetzt angeordnet. Bei dieser Konfiguration der Einzelspiegel-Gruppen 19 ist ein horizontal verlaufender zentraler Abschnitt 54 des Feldfacettenspiegels 13, der sich im Zentrum erweitert, nicht mit gruppierten Einzelspiegeln 21 belegt. Auch der Abschnitt 54 wird durch dem Feldfacettenspiegel 13 nach 18 vorgelagerte Komponenten abgeschattet.
Die Einzelspiegel-Gruppen 19 sind beim Feldfacettenspiegel 13 nach 18 in Übergruppen 55 angeordnet. Manche der benachbarten Übergruppen-Zeilen sind zur Erzeugung einer kreisförmigen Einhüllenden des Feldfacettenspiegels 13 nach 18 zueinander versetzt angeordnet.
Die Einzelspiegel-Gruppen 19 der Feldfacettenspiegel 13 nach den 17 und 18 haben ein Aspektverhältnis x/y von 13:1. Diese Einzelspiegel-Gruppen 19 können also jeweils durch 13 nebeneinander angeordnete quadratische Einzelspiegel 21 erzeugt werden.
19 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration einer Mehrzahl bogen- bzw. ringförmiger Einzelspiegel-Gruppen 50, wobei jede Einzelspiegel-Gruppe 50 derjenigen entspricht, die vorstehend unter Bezugnahme auf 16 erläutert wurde. Die Einzelspiegel-Gruppen 50, also die Einzelfacetten des Feldfacettenspiegels 13 nach 19, sind in Übergruppen 56 zu je zehn in der 19 übereinander angeordneten Einzelspiegel-Gruppen 50 angeordnet. Die Übergruppen 56 sind wiederum spaltenweise in fünf Übergruppen-Spalten angeordnet. Die Übergruppen 56 sind derart symmetrisch angeordnet, dass sie in eine kreisförmige Einhüllende 57 eingeschrieben sind.
20 zeigt eine weitere Konfiguration des Feldfacettenspiegels 13 in bogen- oder ringförmige Einzelspiegel-Gruppen 50. Die Einzelspiegel-Gruppen 50 sind wiederum in Übergruppen 58 gruppiert, die sich in der Anzahl der Einzelspiegel-Gruppen 50 unterscheiden. Die in der 20 links unten dargestellte Übergruppe 58a ist beispielsweise in neun Einzelspiegel-Gruppen 50 unterteilt. Andere Übergruppen 58 haben mehr oder weniger Einzelspiegel-Gruppen 50. Aufgrund einer durch den Kollektor 11 erzeugten Mittenabschattung weist einer zentraler Abschnitt 59 des Feldfacettenspiegels 13 keine Einzelspiegel-Gruppen 13 auf.
Das Aspektverhältnis der Einzelspiegel-Gruppen 50 der Ausführungen nach den 19 und 20 beträgt ebenfalls x/y = 13:1. x bezeichnet dabei die Breite einer der Einzelspiegel-Gruppen 50 in x-Richtung und y deren Erstreckung in y-Richtung.
21 und 22 zeigen verschiedene Unterteilungen des Pupillenfacettenspiegels 47 in Einzelspiegel-Gruppen 60, 61. Dargestellt sind auch hier wiederum nur die Einzelspiegel-Gruppen, nicht aber die zwischen den so gruppierten Einzelspiegeln ebenfalls noch vorhandenen Einzelspiegel. Die Unterteilungen nach den 21 und 22 können mit ein und demselben Pupillenfacettenspiegel 47 erzeugt werden.
Der Pupillenfacettenspiegel 47 ist bei der Ausführung nach 21 in Einzelspiegel-Gruppen 60 unterteilt, die eine Mehrzahl konzentrischer Kreise um einen Zentralbereich 62 herum bilden. Jede einzelne der Einzelspiegel-Gruppen 61 ist ihrerseits aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln 21 des Pupillenfacettenspiegels 47 aufgebaut, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 8 sowie 14 und 15 erläutert. Es liegen insgesamt mehr als 100 Einzelspiegel-Gruppen 60 vor, sodass der Pupillenfacettenspiegel 47 beispielsweise bei der Ausführung nach 21 mehr als 1.000 Einzelspiegel 21 aufweist.
Bei der Gruppierung der Einzelspiegel 21 nach 22 liegen die Einzelspiegel-Gruppen 61 angenähert in einer hexagonal dichtesten Packung der wiederum runden Einzelspiegel-Gruppen 61 vor.
Die Gruppierungen nach den 21 und 22 haben sich zur variablen Herstellung von Beleuchtungssettings mit vorgegebener Beleuchtungswinkelverteilung als besonders geeignet herausgestellt. Nach Bedarf können einzelne der Einzelspiegel-Gruppen 60, 61 oder auch Übergruppen hiervon, beispielsweise durch Verkippen der ihnen vorgeordneten Einzelspiegel-Gruppen 19 des Feldfacettenspiegels 13, auch zur Vorgabe eines bestimmten Beleuchtungssettings ausgeblendet werden.
23 zeigt eine zur 2 alternative Parkettierung der Reflexionsfläche 20 eines der vorstehend beschriebenen Facettenspiegel mit Einzelspiegeln 21. Die Einzelspiegel 21 sind auch bei der Parkettierung nach 23 quadratisch ausgeführt. Die Einzelspiegel 21 sind nicht zeilen- und spaltenweise rasterartig zueinander angeordnet, sondern benachbarte Spalten sind jeweils um eine halbe Kantenlänge der Einzelspiegel 21 zueinander versetzt.
Mit der Parkettierung nach 23 können bogen- oder ringförmige Einzelspiegel-Gruppen, beispielsweise die Einzelspiegel-Gruppen 50 nach den 19 und 20, mit geringeren Verlusten benachbart zur Einhüllenden 51 erzeugt werden, wobei hierzu im Vergleich zu einer zeilen- und spaltenweise rasterartigen Parkettierung eine geringere Einzelspiegel- oder Pixelauflösung bei gegebenem maximal tolerierbarem Verlust erforderlich ist.
24 zeigt eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer alternativen Beleuchtungsoptik. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 23 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Der Strahlungsquelle 3 nachgeordnet ist zunächst ein bündelformender Kollektor 63, der ansonsten die Funktion des Kollektors 11 bei der Anordnung nach 1 hat. Dem Kollektor 63 nachgeordnet ist ein spekularer Reflektor 64. Dieser formt die einfallende EUV-Strahlung 10 so, dass die EUV-Strahlung 10 in der Objektebene 6 das Objektfeld 5 ausleuchtet, wobei in einer dem Retikel nachgeordneten Pupillenebene 65 der in der 24 nicht dargestellten Projektionsoptik eine vorgegebene, beispielsweise homogen ausgeleuchtete, kreisförmig berandete Pupillen-Beleuchtungsverteilung, also ein entsprechendes Beleuchtungssetting, resultiert. Die Wirkung des spekularen Reflektors 64 ist beschrieben in der US 2006/0132747 A1 . Eine Reflexionsfläche des spekularen Reflektors 64 ist wie die vorstehend beschriebenen Facettenspiegel in Einzelspiegel 21 unterteilt. Je nach den Beleuchtungsanforderungen werden diese Einzelspiegel des spekularen Reflektors 64 zu Einzelspiegel-Gruppen, also zu Facetten des spekularen Reflektors 64, gruppiert.
25 zeigt eine zur Ausleuchtung nach 1 alternative Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 14. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 23 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Dargestellt ist das Beleuchtungssystem 2 in der 25 bis einschließlich des Pupillenfacettenspiegels 14.
Im Unterschied zum Beleuchtungssystem 2 nach 1 liegt beim Beleuchtungssystem 2 nach 25 zwischen dem Kollektor 11 und dem Feldfacettenspiegel 13 keine Zwischenfokusebene vor. Die Reflexionsflächen der Einzelspiegel-Gruppen des Feldfacettenspiegels 13 können als plane Flächen ausgestaltet sein.
Innerhalb einer der vorstehend beschriebenen Einzelspiegel-Gruppen des Feldfacettenspiegels 13 können einzelne der Einzelspiegel 21 definiert anders als die anderen Einzelspiegel 21 dieser Gruppe angesteuert, also aus der Einzelspiegel-Gruppe herausgenommen werden. Die verschiedenen erzeugten Einzelfacetten des Feldfacettenspiegels 13 können also mit gezielten Abblendungen individuell ausgestattet werden, was zur Korrektur der Intensitäts-Homogenität der Ausleuchtung des Objektfeldes 5 genutzt werden kann.
Entsprechend können auch innerhalb einer der vorstehend beschriebenen Einzelspiegel-Gruppen des Pupillenfacettenspiegels 14, 47 einzelne der Einzelspiegel 21 definiert anders als die anderen Einzelspiegel 21 dieser Gruppe angesteuert, also aus der Einzelspiegel-Gruppe herausgenommen werden. Die verschiedenen Quellbilder (vergleiche 48 in den 14 und 15) auf dem Pupillenfacettenspiegel können also mit gezielten Abblendungen individuell ausgeschaltet werden, was zur Korrektur beziehungsweise zur Vorgabe bestimmter Intensitätsverteilungen über die Beleuchtungswinkel des Objektfeldes 5 genutzt werden kann.
Entsprechend können auch Einzelfacetten von auf den spekularen Reflektor 64 zusammengefassten Einzelspiegel-Gruppen individuell aus der Einzelspiegel-Gruppe herausgenommen werden.
26 zeigt eine weitere Variante einer Beleuchtungsoptik. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 25 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Der Strahlungsquelle 3 ist zunächst ein Kollektor 66 mit einer durchgehenden, also nicht facettierten, Spiegelfläche nachgeordnet. Herbei kann es sich beispielsweise um eine elliptische Spiegelfläche handeln. Anstelle des Kollektors 66 kann auch ein genesteter Kollektor eingesetzt sein.
Nach der Zwischenfokusebene 12 trifft die EUV-Strahlung 10 auf einen Kollektorfacettenspiegel 67. Letzterer hat eine plane Trägerplatte 68, mit der ein hierauf angebrachtes x/y-Array aus Ellipsoid-Einzelspiegeln 69 verbunden ist. Die Ellipsoid-Einzelspiegel 69 haben dicht aneinander angrenzende Reflexionsflächen, sodass der größte Anteil der EUV-Strahlung 10 von den Ellipsoid-Einzelspiegeln 69 des Kollektorfacettenspiegels 67 reflektiert wird. Die Ellipsoid-Einzelspiegel 69 sind mit nicht dargestellten Aktoren verbunden, über die sich die Ellipsoid-Einzelspiegel 69 individuell verkappen lassen. Die Ellipsoid-Einzelspiegel 69 sind so geformt, dass sie alle den gleichen Raumwinkel der EUV-Strahlung 10 aufnehmen.
Die Strahlungsquelle 3 liegt in einem und der Zwischenfokus in der Zwischenfokusebene 12 liegt im anderen Brennpunkt des elliptischen Kollektors 66.
Dem Kollektorfacettenspiegel 67 ist im Strahlengang der EUV-Strahlung 10 nachgeordnet ein spekularer Reflektor 70 mit einem x/y-Array aus Einzelspiegeln 21. Jedem Ellipsoid-Einzelspiegel 69, der mit der EUV-Strahlung 10 beaufschlagt ist, ist im nachfolgenden Strahlengang einer der Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 zugeordnet, sodass die EUV-Strahlung 10 entsprechend der Anzahl der beaufschlagten Ellipsoid-Einzelspiegel 69 in eine Anzahl von Strahlungskanälen aufgeteilt wird, wobei jeder dieser Strahlungskanäle zunächst einen der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 und dann den diesem zugeordneten Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 beaufschlagt.
In jeweils einem der Brennpunkte eines der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 liegt der Zwischenfokus der Zwischenfokusebene 12 und im anderen Brennpunkt des Ellipsoid-Einzelspiegels 69 liegt der Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70, der diesem Ellipsoid-Einzelspiegel 69 zugeordnet ist. Der spekulare Reflektor 70 liegt also in einer Bildebene 71 für Quellbilder 72 der Strahlungsquelle 3. Diese Quellbilder 72 liegen in der Bildebene 71 diskret, also voneinander beabstandet vor. Dies ist in der 28 dargestellt, die eine Aufsicht auf die Quellbilder 72 am Ort des spekularen Reflektors 70 darstellt. Insgesamt liegen, entsprechend der Anzahl der beleuchteten Einzelfacetten 21 des spekularen Reflektors 70, mehrere hundert derartiger Quellbilder 72 vor, die in einem äquidistanten x/y-Raster angeordnet sind. Eine Einhüllende der Gesamtheit der Quellbilder 72 hat eine in etwa nieren- oder bohnenförmige Form.
Ausgehend von den Quellbildern 72 auf dem spekularen Reflektor 70 werden über die individuellen Strahlungskanäle Objektfeldabschnitte 73 des Objektfeldes 5 in der Objektebene 6, in der das Retikel angeordnet ist, ausgeleuchtet. Die Objektfeldabschnitte 73 bedecken das Objektfeld 5 nach Art eines in der Regel verzerrten rechteckigen x/y-Rasters.
Die Objektfeldabschnitte 73 werden, da sie jeweils einem Quellbild 72 zugeordnet sind, auch als Quellspots bezeichnet.
Der spekulare Reflektor 70 ist nicht in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik nach 26 angeordnet.
Das Objektfeld 5 hat eine Teilring-Form beispielsweise mit einer Schlitzweite von 2 mm in y-Richtung und einer Breite von 26 mm in x-Richtung. Die Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 formen die Strahlungskanäle der EUV-Strahlung derart, dass in der Objektebene 6 das Objektfeld, zusammengesetzt über die Objektfeldabschnitte 73, ausgeleuchtet und dass in einer nachgeordneten Pupillenebene der Beleuchtungsoptik, die mit einer Pupillenebene der nachgeschalteten Projektionsoptik zusammenfällt, eine gewünschte Intensitätsverteilung vorliegt, sodass sichergestellt ist, dass eine gewünschte Beleuchtungswinkelverteilung auf dem Retikel vorliegt.
In der 26 ist eine kanalweise Beleuchtung schematisch angedeutet, bei der benachbarte Ellipsoid-Einzelspiegel 69 für die Beaufschlagung benachbarter Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 mit der EUV-Strahlung 10 sorgen. Eine derartige benachbarte Zuordnung ist nicht zwingend. Vielmehr kann es gewünscht sein, eine derartige Nachbarschaftszuordnung aufzuheben, sodass sich beispielsweise die Nachbarschaftsbeziehungen der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 einerseits und der Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 andererseits nicht durch eine Punktinversion, eine Spiegelung oder durch eine identische Abbildung ineinander überführen lassen. Dies wird nachfolgend auch als Mischen von Nachbarschaftsbeziehungen bezeichnet und ist bei der Zuordnungsvariante der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 zu den Einzelspiegeln 21 des spekularen Reflektors 70 nach 27 dargestellt.
Durch diese Mischung der Nachbarschaftsbeziehungen nach 27 wird erreicht, dass über den spekularen Reflektor 70 die Objektfeldabschnitte 73 mit entsprechender Mischung ausgeleuchtet werden, was zu einer guten Homogenität der Ausleuchtung des Objektfelds 5 führt. Veränderungen der Abstrahlcharakteristik der Strahlungsquelle 3 oder Änderungen, insbesondere über die Fläche, der Reflektivitäten von dem spekularen Reflektor 70 vorgeschalteten Optiken beispielsweise durch selektive Kontamination der Spiegelflächen, haben dann weniger starke Auswirkungen auf die Homogenität der Objektfeldausleuchtung.
Eine Mischzuordnung der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 zu den Einzelspiegeln 21 des spekularen Reflektors 70 kann beispielsweise mit Hilfe von Algorithmen erfolgen, die aus der US 6,438,199 B1 bekannt sind.
Die Anzahl der Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 ist größer als die Anzahl der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 des Kollektorfacettenspiegels 67. Auf diese Weise lassen sich durch entsprechende Ansteuerung der Aktoren der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 verschiedene Untergruppen der Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 zur Vorgabe verschiedener gewünschter Beleuchtungen des Objektfeldes 5 verstellen.
Auch die Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 sind jeweils mit Aktoren verbunden, sodass sie sich individuell gegenüber der Bildebene 71 verkippen lassen. Hierdurch ist es möglich, nach einer Umstellung der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 eine entsprechende Nachstellung der Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 zu erreichen.
In den 26 und 27 schematisch dargestellt ist eine längs der y-Richtung verlaufende Gruppe 74 von Ellipsoid-Einzelspiegeln 69, die einer ebenfalls längs der y-Richtung verlaufenden Gruppe 75 von Einzelspiegeln 21 des spekularen Reflektors 70 sowie einer ebenfalls in y-Richtung verlaufenden Gruppe von Objektfeldabschnitten 73 zugeordnet sind.
Die Aktuatoren des Kollektorfacettenspiegels 67 einerseits und des spekularen Reflektors 70 andererseits können so angesteuert werden, dass eine gruppenweise Ansteuerung der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 beziehungsweise der Einzelspiegel 21 des spekularen Reflektors 70 möglich ist. Eine derartige gruppenweise Ansteuerung ist allerdings nicht zwingend.
Der Kollektorfacettenspiegel 67 kann aus vorher separat gefertigten Ellipsoid-Einzelspiegeln 69 montiert werden. Bei einer weiteren Herstellungsvariante für den Kollektorfacettenspiegel 67 wird dieser monolithisch, beispielsweise durch Einzeldiamantbearbeitung geformt. Der Kollektorfacettenspiegel 67 wird dann mit Hilfe von HSQ- oder mit Hilfe von Polyimid-Spincoating geglättet. Das HSQ-Verfahren ist beschrieben in Farhad Salmassi et al., Applied Optics, Volume 45, Nr. 11, S. 2404 bis 2408.
Bei einer weiteren Herstellungsvariante ist es möglich, den Kollektorfacettenspiegel 67 von einem Mutterkörper beispielsweise galvanisch abzuformen.
Die Strahlungsquelle 3, der Kollektor 66 und der Kollektorfacettenspiegel 67 können in ein Mehrquellen-Array (Multisource-Array) integriert sein. Ein derartiges Multisource-Array ist beschrieben in der deutschen Patentanmeldung 10 2007 008 702.2 , die vollumfänglich Bestandteil dieser Anmeldung sein soll. Jede Lichtquelle des Multisource-Arrays kann im auszuleuchtenden Bereich, also im Objektfeld, nur einen Teilbereich, also einen Objektfeldabschnitt, ausleuchten.
Die Ellipsoid-Einzelspiegel 69 oder auch die Einzelspiegel 21 der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele, soweit diese Einzelspiegel 21 gekrümmt ausgeführt sind, können ihrerseits aus einer Mehrzahl von planen Mikrospiegeln ausgeführt sein, wobei diese Mehrzahl an Planflächen die jeweilige gekrümmte Fläche des Ellipsoid-Einzelspiegels 69 oder des gekrümmten Einzelspiegels 21 nach Art eines Polyeders approximiert.
Prinzipiell können die Mikrospiegel, die die gekrümmten Flächen der Ellipsoid-Einzelspiegel 69 oder der gekrümmten Einzelspiegel 21 approximieren, wiederum aktuatorisch verlagerbar ausgeführt sein. In diesem Falle ist es möglich, über die Mikrospiegel eine Beeinflussung der Abbildungseigenschaften der Einzelspiegel 69, 21 herbeizuführen.
Derartige Mikrospiegel können beispielsweise nach Art eines Mikrospiegel-Arrays (MMA-Arrays) realisiert werden, bei dem die einzelnen Spiegel mittels seitlich angebrachter Federgelenke beweglich gelagert sind und elektrostatisch aktuiert werden können. Derartige Mikrospiegelanordnungen sind dem Fachmann unter dem Stichwort „MEMS" (mikroelektromechanische Systeme) beispielsweise aus der EP 1 289 273 A1 bekannt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen stellen die Einzelspiegel 21 bzw. 69 Ausleuchtungskanäle zur Überlagerung der EUV-Strahlung 10, also der Beleuchtungsstrahlung, im Objektfeld 5 der Projektionsbelichtungsanlage 1 bereit. Derartige Ausleuchtungskanäle AK sind in den 26 und 27 schematisch dargestellt. Entsprechende Ausleuchtungskanäle liegen auch bei den Varianten nach den 1 bis 25 vor. Die Einzelspiegel 21 bzw. 69 haben Spiegelflächen mit einer derartigen Ausdehnung, dass diese Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle im Objektfeld 5 Objektabschnitte beleuchten, die kleiner als das Objektfeld 5 sind. Dies ist in den 26 und 27 schematisch für das Beispiel mit dem spekularen Reflektor 70 dargestellt. Prinzipiell gilt diese Beleuchtung des Objektfeldes 5 durch Zusammensetzung von Objektfeldabschnitten, die verschiedenen Einzelspiegel-Ausleuchtungskanälen zugeordnet sind, jedoch genauso für die Ausführungsvarianten der 1 bis 25.
29 zeigt schematisch ein mit beispielhaft insgesamt zweiundzwanzig Ausleuchtungskanälen beleuchtetes Objektfeld 5, wobei diese Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle entsprechend zweiundzwanzig Objektfeldabschnitte 76 beleuchten. Grenzen 77, 78 zwischen den Objektfeldabschnitten 76 verlaufen in der x-Richtung bzw. in der y-Richtung.
Eine Scanrichtung y_scan, mit der der Waferhalter und der Retikelhalter bei der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 mit der Objektfeldausleuchtung nach 29 synchronisiert zueinander verlagert werden, verläuft nicht exakt parallel zur y-Richtung, also nicht senkrecht zur langen Feldachse x des Objektfeldes 5, sondern zu dieser um einen Winkel α verkippt. Dies führt dazu, dass ein Punkt auf dem Retikel eine der in y-Richtung verlaufenden Grenzen 78 zwischen zwei Objektfeldabschnitten 76 nur längs eines Teils seines Scans durch das Objektfeld 5 sieht, falls überhaupt. Es ist verhindert, dass abzubildende Punkte auf dem Retikel während des gesamten Scans durch das Objektfeld 5 ständig längs einer der Grenzen 78 verlaufen. Dies verbessert die Homogenität der Intensitätsbeaufschlagung der abzubildenden Punkte auf dem Retikel bei einer abschnittsweisen Objektfeldausleuchtung.
Alternativ ist es möglich, die Objektfeldabschnitte so anzuordnen, dass längs einer Scanrichtung keine durchgehenden Begrenzungen zwischen den Objektfeldabschnitten vorliegen. Eine derartig Anordnung gegeneinander versetzt sich überlagernder Objektfeldabschnitte ergibt sich beispielsweise, wenn das Objektfeld 5 nach Art einer um 90° gedrehten Anordnung nach 23 mit Objektfeldabschnitten ausgeleuchtet wird, die den Einzelfacetten 21 nach 23 entsprechen. In diesem Fall liegen senkrecht zur Scanrichtung gegeneinander versetzte Reihen von Objektfeldabschnitten vor, so dass auch dann, wenn die Scanrichtung y_scan exakt in der y-Richtung verläuft, kein Punkt auf dem Retikel durchgehend längs einer Begrenzung zwischen Objektfeldabschnitten durch das Objektfeld 5 gescannt wird. Auch eine derartige versetzte Anordnung vermeidet daher unerwünschte Inhomogonitäten bei der Intensitätsbeaufschlagung der Feldpunkte während des Scannens.
Eine entsprechende Homogenisierung kann auch erreicht werden, wenn die Objektfeldabschnitte Berandungsformen mit nicht zur Scanrichtung parallelen Kanten aufweisen. Dies kann beispielsweise durch trapezförmige oder rautenförmige Einzelspiegel 21 erzeugt werden, deren Gestalt formgebend für die Objektfeldabschnitte ist.
Die Einzelspiegel 21, 69 können eine Multilager-Beschichtung mit Einzellagen aus Molybdän und Silizium aufweisen, so dass die Reflektivität der Einzelspiegel 21, 69 für die verwendete EUV-Wellenlänge optimiert ist.
Die Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle können im Falle eines Pupillenfacettenspiegels mit nicht in Einzelspiegeln unterteilten Pupillenfacetten gruppenweise von ein und derselben Pupillenfacette zum Objektfeld 5 weitergeführt werden. Jede dieser Pupillenfacette gibt dann einen Gruppen-Ausleuchtungskanal vor, der die dieser Pupillenfacette zugeordneten Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle zusammenfasst. Die Anzahl der Gruppen-Ausleuchtungskanäle entspricht dann der Anzahl der nicht in Einzelspiegel unterteilten Pupillenfacetten. Jeder dieser Pupillenfacetten und jedem Gruppen-Ausleuchtungskanal ist dann eine Anzahl von Einzelspiegeln des Feldfa cettenspiegels entsprechend der Unterteilung des Gruppen-Ausleuchtungskanals in Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle zugeordnet.
Bei den Ausführungen, bei denen sowohl der Feldfacettenspiegel als auch der Pupillenfacettenspiegel in Einzelspiegel 21 unterteilt sind, müssen, ähnlich wie dies vorstehend bei den Ausführungen zum spekularen Reflektor nach den 26 und 27 erläutert wurde, benachbarte Einzelspiegel 21 des Feldfacettenspiegels nicht über benachbarte Pupillenfacetten-Einzelspiegel weitergeleitet werden, sondern es kann eine beliebige räumliche Durchmischung von gemeinsam die Ausleuchtung des gesamten Objektfeldes 5 bewerkstelligenden Gruppen aus Feldfacetten-Einzelspiegeln und Pupillenfacetten-Einzelspiegeln vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6438199 B1 [0002, 0074, 0129]
- US 6658084 B2 [0002, 0074]
- US 2006/0132747 A1 [0012, 0111]
- US 7061582 B2 [0013]
- US 6859515 B2 [0056]
- EP 1225481 A [0056]
- DE 102006036064 A1 [0060]
- DE 102007008702 [0136]
- EP 1289273 A1 [0139]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Istvan Reimann: „Parkette, geometrisch betrachtet", in „Mathematisches Mosaik", Köln (1977) [0013]
- Jan Gulberg: „Mathematics-From the birth of numbers", New York/London (1997) [0013]
- Istvan Reimann: "Parkette, geometrisch betrachtet", in „Mathematisches Mosaik", Köln (1977) [0059]
- Jan Gulberg: „Mathematics-From the birth of numbers", New York/London (1997) [0059]
- Farhad Salmassi et al., Applied Optics, Volume 45, Nr. 11, S. 2404 bis 2408 [0134]

Claims

Facettenspiegel (13, 14; 47; 64; 67, 70) zum Einsatz als optische Komponente in einer Projektionsbelichtungsanlage (1) für die EUV-Mikrolithografie, – wobei der Facettenspiegel (13, 14; 47; 64; 67, 70) Einzelspiegel (21; 69) aufweist, die Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle (AK) zur Führung von Beleuchtungsstrahlung (10) hin zu einem Objektfeld (5) der Projektionsbelichtungsanlage (1) bereitstellen, – wobei die Einzelspiegel (21; 69) eine Spiegelfläche derart aufweisen, dass die Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle (AK) im Objektfeld (5) Objektfeldabschnitte (73; 76) beleuchten, die kleiner als das Objektfeld (5) sind, und – wobei die Einzelspiegel (21; 69) über Aktuatoren (24) verkippbar sind.
Facettenspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel (21; 69) eine Spiegelfläche derart aufweisen, dass mindestens zwei Einzelspiegel-Ausleuchtungskanäle (AK) zur Ausleuchtung des gesamten Objektfeldes (5) erforderlich sind.
Facettenspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Einzelspiegel-Gruppe (19; 31; 32, 33; 34 bis 37; 38 bis 45; 46; 48; 49; 50; 60; 61) zur Ausleuchtung des gesamten Objektfeldes (5) ausgeführt ist.
Facettenspiegel (13, 14; 47; 64; 67, 70) zum Einsatz als optische Komponente in einer Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikro-Lithographie – mit einer Vielzahl von Einzelspiegeln (21; 69), – die zur individuellen Ablenkung auftreffenden Beleuchtungslichts (10) jeweils mit mindestens einem Aktuator (24) derart verbunden sind, – dass sie separat voneinander ansteuerbar um mindestens eine Kippachse (x, y) verkippbar sind, – wobei eine Steuereinrichtung (28), die mit den Aktuatoren (24) verbunden ist, so ausgestaltet ist, dass eine vorgegebene Gruppierung der Einzelspiegel (21; 69) in Einzelspiegel-Gruppen (19; 31; 32, 33; 34 bis 37; 38 bis 45; 46; 48; 49; 50; 60; 61) aus je mindestens zwei Einzelspiegeln (21) einstellbar ist.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel-Gruppen Einzelfacetten (19; 31; 32, 33; 34 bis 37; 38 bis 45; 46; 50) bilden mit einer Facettenform, welche einer Feldform eines in der Projektionsbelichtungsanlage (1) auszuleuchtenden Objektfeldes (5) entspricht.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel-Gruppen (19; 31; 32, 33; 34 bis 37; 38 bis 45; 46) eine rechteckige Einhüllende haben.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel-Gruppen (48; 49; 50) eine bogenförmige, ringförmige oder kreisförmige Einhüllende (51) haben.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel-Gruppen Spiegelbereiche (48; 49; 60; 61) bilden, die eine Anordnung haben, die einer Beleuchtungswinkelverteilung in einem in der Projektionsbelichtungsanlage (1) auszuleuchtenden Objektfeld (5) entspricht.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel (21) mehreckig ausgeführt sind und die Einzelfacetten oder Spiegelbereiche nach Art einer Parkettierung abdecken.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Einzelspiegel (21) eine plane Reflexionsfläche hat.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel (21) separat voneinander ansteuerbar längs einer Normalen (z) auf die Reflexionsfläche (20) des Facettenspiegels verlagerbar sind.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine zeilen- und spaltenweise Anordnung der Einzelspiegel innerhalb einer Einzelfacette (19; 31; 32, 33; 34 bis 37; 38 bis 45; 46; 50) oder eines Spiegelbereichs (48; 49; 60; 61).
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) mit den Aktuatoren (24) über einen Signalbus (26, 27) verbunden ist.
Facettenspiegel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) zur reihenweise gemeinsamen Ansteuerung der Einzelspiegel (21) ausgeführt ist.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) derart ausgeführt ist, dass innerhalb einer Einzelspiegel-Gruppe (19; 31; 32, 33; 34 bis 37; 38 bis 45; 46; 48; 49; 50; 60; 61) einzelne Einzelspiegel (21) individuell anders als die restlichen Einzelspiegel (21) der Einzelspiegel-Gruppe angesteuert werden können.
Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass alle Einzelspiegel (21; 69) auf einem gemeinsamen planen Träger (68) angeordnet sind.
Beleuchtungsoptik (4) für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Mikro-Lithographie mit mindestens einem Facettenspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch zwei Facettenspiegel (13, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspiegel-Gruppen (74, 75) Einzelspiegel-Ausleuchtungskanälen zugeordnet sind, die in einem Objektfeld (5) benachbarte Objektfeldabschnitte (73; 76) ausleuchten und sich zum gesamten Objektfeld ergänzen.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Facettenspiegel (13) in einer Feldebene der Beleuchtungsoptik (4) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik (4) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, einer Strahlungsquelle (3) zur Erzeugung des Beleuchtungs- und Abbildungslichts (10) und mit einer Projektionsoptik (7) zur Abbildung eines Objektfeldes (5) der Projektionsbelichtungsanlage in ein Bildfeld (8).
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (3) als EUV-Strahlungsquelle ausgeführt ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Facettenspiegel als spekularer Reflektor (64; 70) im Strahlengang des Beleuchtungslichts (10) zwischen der Strahlungsquelle (3) und dem Objektfeld (5) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Bündelformung des Beleuchtungslichts (10) vor dem spekularen Reflektor (70) derart, dass der spekulare Reflektor (70) mit einer den Einzelspiegeln (21) des spekularen Reflektors (70) zugeordneten Mehrzahl von Bildern (72) der Strahlungsquelle (3) diskret ausgeleuchtet wird.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Facettenspiegel (67) zwischen der Strahlungsquelle (3) und einem spekularen Reflektor (64; 70) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Strahlungsquelle (3) und dem spekularen Reflektor (70) angeordnete Facettenspiegel (67) eine kleinere Anzahl von Einzelspiegeln (69) aufweist als der spekulare Reflektor (70).
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Strahlungsquelle (3) und dem mindestens einen Facettenspiegel (67) ein Kollektor (66) für das Beleuchtungslicht (10) angeordnet ist.
Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor (66) eine durchgehende, also nicht facettierte, Spiegelfläche aufweist.
Projektionsbelichtungsanlage nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei eine Scanrichtung (y_scan), längs der ein Waferhalter zum Halten eines Wafers, auf dem projiziert werden soll, während der Projektionsbelichtung synchronisiert zu einem Retikelhalter zum Halten eines Retikels, welches das zu projizierende Muster aufweist, verlagert wird, unter einem Winkel (α) zu einer Senkrechten (y) auf eine lange Feldachse (x) eines Objektfeldes (5) und eines Bildfeldes (8) der Projektionsbelichtungsanlage (1) verläuft.
Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Wafers, auf den zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, – Bereitstellen eines Retikels, das abzubildende Strukturen aufweist, – Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 29, – Projizieren wenigstens eines Teils des Retikels auf einen Bereich der Schicht mit Hilfe einer Projektionsoptik (7) der Projektionsbelichtungsanlage (1).
Mikrostrukturiertes Bauteil, hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 30.