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Die Erfindung betrifft einen Spiegel für EUV-Strahlung. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beleuchtungsoptik, eine Projektionsoptik, ein optisches System und eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- oder nanostruktierten Bauelements und ein nach diesem Verfahren hergestelltes Bauelement.
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Spiegel für EUV-Strahlung sowie eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage sind aus der
EP 1 927 892 A1 bekannt. Aus der
US 6 522 717 B1 ist ein Röntgenstrahlen-Mikroskop bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spiegel für EUV-Strahlung derart weiterzubilden, dass eine Verbesserung der optischen Qualität einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage möglich ist.
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Diese Aufgabe ist durch einen Spiegel gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das Reflexionsvermögen eines als Lithografiemaske dienenden Retikels ab einem bestimmten Einfallswinkel der zur Beleuchtung verwendeten EUV-Strahlung stark abfällt. Außerdem führt eine schräge Beleuchtung zu einem starken Telezentriefehler.
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Bei einer senkrechten Beleuchtung des Retikels, das heißt bei einem Verlauf des Hauptstrahls der Beleuchtungsoptik parallel zur optischen Achse und einer senkrechten Ausrichtung des Retikels hierzu, kommt es jedoch bautechnisch bedingt zu Obskurationen des Strahlengangs in der Beleuchtungs- und/oder Projektionsoptik.
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Hierbei ist der Hauptstrahl eines Objektfeldpunktes, das heißt eines bestimmten Punktes des Retikels, definiert als Verbindungslinie zwischen diesem Objektfeldpunkt und einem Zentrum einer Pupille der Beleuchtungsoptik.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen Spiegel für EUV-Strahlung mit mindestens einem EUV-strahlungsreflektierenden und mindestens zwei, insbesondere mehreren, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf EUV-strahlungsdurchlässigen Bereichen zu versehen. Hierbei sind die EUV-strahlungsdurchlässigen Bereiche insbesondere als Durchgangsöffnungen im Spiegelkörper ausgebildet. Die strahlungsdurchlässigen Bereich sind insbesondere unzusammenhängend im Spiegelkörper angeordnet. Die strahlungsdurchlässigen Bereiche sind insbesondere derart über den Spiegelkörper verteilt angeordnete, dass ihre Einhüllende eine Fläche begrenzt, welche mit mindestens 30%, insbesondere mindestens 40%, insbesondere mindestens 50%, insbesondere mindestens 60%, insbesondere mindestens 70%, insbesondere mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%, der Fläche der Gesamtheit der strahlungsreflektierenden Bereiche überlappt.
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Eine hierzu invertierte Ausbildung des Spiegels, bei welcher die reflektierenden und durchlässigen Bereiche gerade vertauscht sind, ist entsprechend möglich. Bei dieser invertierten Ausführungsform ist eine Vielzahl, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf EUV-strahlungsreflektierende Bereiche vorgesehen. Die strahlungsreflektierenden Bereiche können hierbei insbesondere unzusammenhängend ausgebildet sein. Sie können insbesondere durch Verstrebungen miteinander verbunden sein. Sie können insbesondere auf einem geflechtartigen Halter aufgebracht sein. Bei dieser Ausbildung des Spiegels machen die EUV-strahlungsdurchlässigen Bereiche insbesondere mindestens 50%, insbesondere mindestens 60%, insbesondere mindestens 70%, insbesondere mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%, der Gesamtfläche des Spiegels aus.
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Mit dem erfindungsgemäßen Spiegel ist es möglich, auch bei einer hohen numerischen Apertur der Beleuchtungsoptik das Retikel unter einem kleinen Einfallswinkel zu beleuchten, ohne dass es zu einer Obskuration der vom Retikel reflektierten EUV-Strahlung kommt. Mit dem erfindungsgemäßen Spiegel ist es insbesondere möglich, die nullte Beugungsordnung der vom Retikel reflektierten EUV-Strahlung obskurationsfrei durch die Projektionsoptik zu führen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Spiegel ist eine räumliche Trennung des Beleuchtungs- und Abbildungsstrahlengangs möglich.
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Gemäß Anspruch 2 weist der Spiegel zu jedem der EUV-strahlungsdurchlässigen Bereiche einen zugehörigen EUV-strahlungsreflektierenden Bereich auf. Dieser wird auch als zum jeweils strahlungsdurchlässigen Bereich komplementärer Bereich bezeichnet. Insbesondere wird der zu einem bestimmten strahlungsdurchlässigen Bereich zugehörige Bereich auf dem Spiegel, in welchen die 0. Beugungsordnung der vom Retikel reflektierten Strahlung abgebildet wird, als konjugierter Bereich bezeichnet. Die Begriffe „komplementärer Bereich” und „konjugierter Bereich” dienen lediglich der Beschreibung der Erfindung. Die entsprechenden Bereiche weisen nicht notwendigerweise definierte mechanische Begrenzungen auf. Die komplementären, insbesondere die konjugierten Bereiche sind jeweils an vorbestimmten Positionen relativ zu den strahlungsdurchlässigen Bereichen auf dem Spiegel angeordnet. Prinzipiell kann die am Retikel reflektierte Strahlung, insbesondere die höheren Beugungsordnungen, auf beliebige Bereiche des Spiegels fallen. Bei Kenntnis der Strukturen üblicherweise verwendeter Retikel kann durch eine gezielte Anordnung der strahlungsdurchlässigen und strahlungsreflektierenden Bereiche jedoch vorbestimmt werden, welche Beugungsordnungen des reflektierten Lichtes zur Projektion dieser Retikel in das Bildfeld beitragen. Es ist insbesondere möglich, den Spiegel für eine Hellfeldanordnung oder für eine Dunkelfeldanordnung zu konfigurieren.
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Gemäß Anspruch 3 sind die zu den EUV-strahlungsdurchlässigen Bereichen jeweils konjugierten EUV-strahlungsreflektierenden Bereiche symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse zu den zugehörigen EUV-strahlungsdurchlässigen Bereichen angeordnet. Diese Anordnung ist für Hellfeldanwendungen vorteilhaft, da hierdurch sichergestellt wird, dass zumindest die nullte Beugungsordnung der am Retikel reflektierten Strahlung jeweils gerade auf einen EUV-strahlungsreflektierenden Bereich fallen kann. Somit ist zumindest ein Teil der punktgespiegelten Beleuchtungspupille, insbesondere die gesamte punktgespiegelte Beleuchtungspupille, Bestandteil des Abbildungsstrahlengangs. Der Spiegel, insbesondere die Anordnung der EUV-strahlungsreflektierenden und der EUV-strahlungsdurchlässigen Bereiche, kann an bestimmte, vorgegebene Retikel, insbesondere an typischerweise verwendete Retikel, angepasst sein. Bei einem gegebenen Retikel mit einer typischen Retikelstruktur, insbesondere mit einer bekannten abzubildenden Struktur, kann durch eine geeignete Anordnung der EUV-strahlungsdurchlässigen Bereiche auf dem Spiegel insbesondere auch erreicht werden, dass zusätzlich oder alternativ zur nullten Beugungsordnung auch andere Beugungsordnungen, insbesondere die +/– erste Beugungsordnung der am Retikel reflektierten Strahlung jeweils gerade auf einen EUV-strahlungsreflektierenden Bereich fällt.
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Wenn hier und im Folgenden von „Symmetrieachse” und „symmetrischer Anordnung” der Bereiche die Rede ist, sei hierunter jeweils auch eine entsprechend verzerrte Ausbildung des Spiegels verstanden, welche bei einer Schrägstellung des Spiegels relativ zum Hauptstrahl des Strahlengangs erforderlich ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Spiegel ist es möglich, das Retikel derart zu beleuchten, dass der Winkel des Hauptstrahls (CRA, chief ray angle) kleiner ist als der Arkussinus der objektseitigen numerischen Apertur (NAO), CRA < arcsin (NAO).
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Gemäß Anspruch 4 weist der Spiegel eine Vielzahl von strahlungsdurchlässigen und jeweils dazu konjugierten strahlungsreflektierenden Bereichen auf. Dies ermöglicht einerseits eine Vielzahl unterschiedlicher Beleuchtungssettings, andererseits wird hierdurch der relative Anteil jedes einzelnen strahlungsdurchlässigen Bereichs und des jeweils dazu konjugierten strahlungsreflektierenden Bereichs an der zur Abbildung des Objektfelds in das Bildfeld insgesamt genutzten Strahlung reduziert. Der Einfluss auf die Abbildungsqualität, den es hat, wenn eine Beugungsordnung der zu einem einzelnen, bestimmten strahlungsdurchlässigen Bereich gehörigen reflektierten Strahlung zufällig wieder auf einen strahlungsdurchlässigen Bereich trifft und daher nicht reflektiert wird, wird hierdurch reduziert. Hierdurch lässt sich die Abbildungsqualität insgesamt robuster machen. Hierzu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die strahlungsdurchlässigen Bereiche jeweils möglichst klein im Vergleich zur gesamten optisch nutzbaren, das heißt reflektierenden Spiegelfläche, sind.
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Durch eine Anordnung der strahlungsdurchlässigen Bereiche auf einem Kreis um die Symmetrieachse gemäß Anspruch 5 lässt sich eine besonders gleichmäßige, homogene Beleuchtung des Retikels erreichen. Die strahlungsdurchlässigen Bereich können hierbei insbesondere äquidistant auf dem Kreis angeordnet sein. Eine äquidistante Anordnung einer ungeraden Anzahl strahlungsdurchlässiger Bereiche führt hierbei gerade zu einer Hellfeldkonfiguration, da in diesem Fall jedem strahlungsdurchlässigen Bereich jeweils ein strahlungsreflektierender Bereich bezüglich der Symmetrieachse gegenüberliegt.
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Entsprechend führt eine äquidistante Anordnung einer geraden Anzahl strahlungsdurchlässiger Bereiche zu einer Dunkelfeldkonfiguration, da hierbei jedem strahlungsdurchlässigen Bereich gerade ein weiterer strahlungsdurchlässiger Bereich bezüglich der Symmetrieachse gegenüberliegt. Die nullte Beugungsordnung der vom Retikel reflektierten Strahlung von jedem strahlungsdurchlässigen Bereich trifft somit zumindest teilweise, insbesondere vollständig, gerade wieder auf einen strahlungsdurchlässigen Bereich, wird daher nicht vom Spiegel reflektiert und trägt somit nicht zur Abbildung des Objektfeldes in das Bildfeld bei.
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Außerdem können die strahlungsdurchlässigen Bereiche auf mehreren konzentrischen Kreisen um die Symmetrieachse angeordnet. Hierdurch werden unterschiedliche Beleuchtungssettings mit unterschiedlichen Einfallswinkeln ermöglicht. Hierdurch lassen sich Interferenzeffekte verringern.
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Gemäß Anspruch 6 sind die strahlungsdurchlässigen Bereiche derart angeordnet, dass ihr gemeinsamer Schwerpunkt mit der Symmetrieachse zusammenfällt. Hierdurch wird es möglich, das Retikel derart zu beleuchten, dass der Hauptstrahl der Beleuchtungsstrahlung einen Einfallswinkel von 0° aufweist.
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Es sind weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung, eine EUV-Beleuchtungsoptik und eine EUV-Projektionsoptik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld zu verbessern.
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Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 7 und 8 gelöst. Die Vorteile einer derartigen Beleuchtungs-/Projektionsoptik entsprechen denen, die vorstehend bereits erläutert wurden.
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Gemäß Anspruch 9 ist der Spiegel pupillennah angeordnet. Eine pupillennahe Anordnung eines Spiegels M liegt vor, wenn folgende Bedingung erfüllt ist: P(M) = D(SA)/(D(SA) + D(CR)) ≥ 0,5.
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Hierbei ist D(SA) der Subaperturdurchmesser eines von einem Objektfeldpunkt ausgehenden Strahlbüschels am Ort des Spiegels M und D(CR) ist der maximale Abstand von Hauptstrahlen eines effektiven Objektfeldes, abgebildet durch die abbildende Optik, gemessen in einer Referenzebene des optischen Systems, auf der Oberfläche des Spiegels M. Bei der Referenzebene kann es sich um eine Symmetrie- oder um eine Meridionalebene der abbildenden Optik handeln. Die Definition des Parameters P(M) entspricht derjenigen, die in der
WO 2009/024 164 A1 angegeben ist.
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In einer Feldebene gilt P(M) = 0. In einer Pupillenebene gilt P(M) = 1.
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Durch eine pupillennahe Anordnung ist es möglich sicherzustellen, dass zumindest die nullte Beugungsordnung der vom Retikel reflektierten Strahlung jeweils vollständig auf einen strahlungsreflektierenden Bereich fällt.
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Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein optisches System für eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage und eine derartige Anlage zu verbessern.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 10 bis 13 gelöst.
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Die Vorteile entsprechen denen, die vorstehend bereits erläutert wurden.
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Weitere Aufgaben der Erfindung sind, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements unter Verwendung der Projektionsbelichtungsanlage sowie ein durch das Verfahren hergestelltes Bauelement anzugeben. Diese Aufgaben sind erfindungsgemäß gelöst durch ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 14 und ein Bauelement nach Anspruch 15.
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Die Vorteile dieser Gegenstände entsprechen denjenigen, die bereits vorstehend diskutiert wurden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der Komponenten einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithografie,
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2 eine schematische Darstellung einer Ausschnittsvergrößerung eines Strahlengangs von Beleuchtungslicht und Abbildungslicht der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 im Bereich eines bei der Projektionsbelichtung abzubildenden, reflektierenden Objekts in Form eines Retikels,
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3 eine schematische Darstellung einer Ausschnittsvergrößerung eines Strahlengangs von Beleuchtungslicht und Abbildungslicht ähnlich zu 2, jedoch mit einer alternativen Führung des Strahlengangs,
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4A, B schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Spiegels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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5A, B schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Spiegels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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6 und 7 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele eines Spiegels,
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8. eine schematische Darstellung der Verwendung eines erfindungsgemäßen Spiegels in Kombination mit einer Schwarzschild-Optik und
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9 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Spiegels.
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1 zeigt schematisch in einem Meridionalschnitt die Komponenten einer Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie. Ein Beleuchtungssystem 2 der Projektionsbelichtungsanlage 1 umfasst neben einer Strahlungsquelle 3 eine Beleuchtungsoptik 4 zur Belichtung eines Objektfeldes 5 in einer Objektebene 6. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 5 angeordnetes Retikel 7, das von einem lediglich ausschnittsweise dargestellten Retikelhalter 8 gehalten ist.
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Eine Projektionsoptik 9 dient zur Abbildung des Objektfeldes 5 in ein Bildfeld 10 in einer Bildebene 11. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 7 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 10 in der Bildebene 11 angeordneten Wafers 12, der von einem ebenfalls schematisch dargestellten Waferhalter 13 gehalten ist.
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Bei der Strahlungsquelle
3 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle, welche EUV-Strahlung
14 emittiert. Die Wellenlänge der emittierten Nutzstrahlung der EUV-Strahlungsquelle
3 liegt im Bereich von 5 nm bis 30 nm. Auch andere Wellenlängen, die in der Lithografie Verwendung finden, und für die geeignete Lichtquellen zur Verfügung stehen, sind möglich. Bei der Strahlungsquelle
3 kann es sich um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine DPP-Quelle oder um eine LPP-Quelle, handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron basiert, ist als Strahlungsquelle
3 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Strahlungsquelle findet der Fachmann beispielsweise in der
US 6 859 515 B2 . Zur Bündelung der EUV-Strahlung
14 von der EUV-Strahlungsquelle
3 ist ein Kollektor
15 vorgesehen.
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Die EUV-Strahlung 14 wird auch als Beleuchtungslicht oder als Abbildungslicht bezeichnet.
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Die Beleuchtungsoptik 4 umfasst einen Feldfacettenspiegel 16 mit einer Vielzahl von Feldfacetten 17. Der Feldfacettenspiegel 16 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet, die zur Objektebene 6 optisch konjugiert ist. Vom Feldfacettenspiegel 16 wird die EUV-Strahlung 14 zu einem Pupillenfacettenspiegel 18 der Beleuchtungsoptik 4 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 18 weist eine Vielzahl von Pupillenfacetten 19 auf. Mit Hilfe des Pupillenfacettenspiegels 18 werden die Feldfacetten 17 des Feldfacettenspiegels 16 in das Objektfeld 5 abgebildet.
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Zu jeder Feldfacette
17 auf dem Feldfacettenspiegel
16 gibt es genau eine zugehörige Pupillenfacette
19 auf dem Pupillenfacettenspiegel
18. Zwischen je einer Feldfacette
17 und einer Pupillenfacette
19 wird ein Lichtkanal ausgebildet. Die Facetten
17,
19 mindestens eines der Facettenspiegel
16,
18 können schaltbar ausgebildet sein. Sie können insbesondere verkippbar auf dem Facettenspiegel
16,
18 angeordnet sein. Hierbei ist es möglich, nur einen Teil, beispielsweise höchstens 30%, höchstens 50% oder höchstens 70% der Facetten
17,
19 verkippbar auszubilden. Es kann auch vorgesehen sein, sämtliche Facetten
17,
19 verkippbar auszubilden. Bei den schaltbaren Facetten
17,
19 handelt es sich insbesondere um die Feldfacetten
17. Durch eine Verkippung der Feldfacetten
17 kann die Zuordnung derselben zu den jeweiligen Pupillenfacetten
19 und damit die Ausbildung der Lichtkanäle variiert werden. Für weitere Details der Facettenspiegel
16,
18 mit verkippbaren Facetten
17,
19 sei auf die
DE 10 2008 009 600 A1 verwiesen.
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Der Strahlengang der EUV-Strahlung 14 in der Beleuchtungsoptik 4 und der Projektionsoptik 9 sowie insbesondere die konstruktive Anordnung des Feldfacettenspiegels 16 und des Pupillenfacettenspiegels 18 ist der 1 nicht zu entnehmen.
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Der Retikelhalter 8 ist gesteuert so verlagerbar, dass bei der Projektionsbelichtung das Retikel 7 in einer Verlagerungsrichtung in der Objektebene 6 verlagert werden kann. Entsprechend ist der Waferhalter 13 gesteuert so verlagerbar, dass der Wafer 12 in einer Verlagerungsrichtung in der Bildebene 11 verlagerbar ist. Hierdurch können das Retikel 7 und der Wafer 12 einerseits durch das Objektfeld 5 und andererseits das Bildfeld 10 gescannt werden. Die Verlagerungsrichtung wird nachfolgend auch als Scan-Richtung bezeichnet. Die Verschiebung des Retikels 7 und des Wafers 12 in Scan-Richtung kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
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Die Projektionsoptik 9 umfasst eine Vielzahl von Projektionsspiegeln, welche in der 1 nicht dargestellt sind. Die Projektionsoptik 9 umfasst insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens fünf Projektionsspiegel. Sie kann insbesondere mindestens sechs, sieben oder acht Projektionsspiegel aufweisen.
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Die Projektionsoptik 9 umfasst insbesondere einen Spiegel 20, der im Folgenden näher beschrieben wird.
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Der Spiegel 20 weist einen Spiegelkörper 21 mit einer Spiegelfläche 24 mit einer Vielzahl von EUV-strahlungsdurchlässigen Bereichen 22 und jeweils zugehörigen EUV-strahlungsreflektierenden Bereichen 23 auf. Der jeweils zu einem EUV-strahlungsdurchlässigen Bereich 22 zugehörige EUV-strahlungsreflektierende Bereich 23 wird auch als zum EUV-strahlungsdurchlässigen Bereich 22 komplementärer Bereich bezeichnet. Insbesondere wird der zu einem bestimmten strahlungsdurchlässigen Bereich 22 zugehörige strahlungsreflektierende Bereich 23 auf dem Spiegel 20, in welchen die 0. Beugungsordnung der vom Retikel 7 reflektierten Strahlung 14 abgebildet wird, als konjugierter Bereich 23 bezeichnet. Selbstverständlich umfasst der zu einem EUV-strahlungsdurchlässigen Bereich 22 komplementäre EUV-strahlungsreflektierende Bereich 23 nicht nur den jeweils konjugierten Bereich 23, welcher in den Figuren anschauungshalber gekennzeichnet ist. Prinzipiell umfasst der komplementäre Bereich jeweils die gesamte Spiegelfläche 24.
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Die Anzahl der strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 im Spiegel 20 entspricht insbesondere gerade der Anzahl der Pupillenfacetten 19 auf dem Pupillenfacettenspiegel 18. Dies ist jedoch nicht zwingend nötig. Insbesondere bei schaltbaren Facetten 17, 19 kann die Anzahl der strahlungsdurchlässigen Bereich 22 auch größer oder kleiner sein als die Anzahl der Pupillenfacetten 19 auf dem Pupillenfacettenspiegel 18 und/oder der Feldfacetten 17 auf dem Feldfacettenspiegel 16. Allgemein weist der Spiegel 20 mindestens zwei EUV-strahlungsdurchlässige Bereiche 22 auf. Diese sind als Durchgangsöffnungen im Spiegelkörper 21 ausgebildet. Die EUV-strahlungsreflektierenden Bereiche 23 können als Teilbereiche der abgesehen von den Durchgangsöffnungen 22 durchgehend ausgebildeten, reflektierenden Spiegelfläche 24 ausgebildet sein. Die EUV-strahlungsreflektierenden Bereiche 23 können insbesondere zusammenhängend ausgebildet sein. Die EUV-strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 sind insbesondere unzusammenhängend im Spiegelkörper 21 angeordnet. Die Spiegelfläche 24 kann konvex, plan oder konkav ausgebildet sein.
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Die strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 sind beabstandet zu einer Symmetrieachse 25 des Spiegels 20 angeordnet, insbesondere derart, dass jeder EUV-strahlungsdurchlässige Bereich 22 durch eine Drehung um die Symmetrieachse 25 in den jeweils dazu konjugierten EUV-strahlungsreflektierenden Bereich 23 überführbar ist. Die Symmetrieachse 25 steht insbesondere senkrecht auf der Spiegelfläche 24. In einem Zentralbereich, das heißt im Bereich des Durchstoßpunktes der Symmetrieachse 25, ist der Spiegel 20, das heißt die Spiegelfläche 24, insbesondere reflektierend ausgebildet. Prinzipiell ist es auch denkbar, den Spiegel 20 mit einer zentralen Durchgangsöffnung zu versehen.
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Der Spiegel 20 weist eine diskrete, mindestens zweizählige Drehsymmetrie bezüglich der Symmetrieachse 25 auf. Er kann insbesondere eine ungerade, beispielsweise eine dreizählige, fünfzählige oder siebenzählige Drehsymmetrie aufweisen. Höherzählige Symmetrien sind ebenfalls möglich. Im Falle einer ungeraden Drehsymmetrie ist jeder EUV-strahlungsdurchlässige Bereich 22 symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 25 zum jeweils dazu konjugierten EUV-strahlungsreflektierenden Bereich 23 angeordnet.
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Die Durchgangsöffnungen 22 weisen eine Form auf, welche gerade der Form der Pupillenfacetten 19 auf dem Pupillenfacettenspiegel 18 entspricht. Sie sind insbesondere kreisförmig ausgebildet. Eine ovale, insbesondere eine elliptische Ausbildung ist ebenso möglich.
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Vorteilhafterweise sind die Anordnungen der strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 auf dem Spiegel 20 und die der Pupillenfacetten 19 auf dem Pupillenfacettenspiegel 18 aneinander angepasst.
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Zusammengenommen überdecken die strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 höchstens 50%, insbesondere höchstens 40%, insbesondere höchstens 30%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 10% der Spiegelfläche 24.
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Bei den in den 4A, B und 5A, B dargestellten Ausführungsformen sind die EUV-strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 auf einem Kreis um die Symmetrieachse 25 angeordnet. Allgemein ist zumindest ein Teil der strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 auf einem Kreis um die Symmetrieachse 25 angeordnet. Sie sind insbesondere äquidistant auf dem Kreis angeordnet. Sie können auch auf mehreren konzentrischen Kreisen um die Symmetrieachse angeordnet sein. Die strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 sind insbesondere derart angeordnet, dass ihr gemeinsamer Schwerpunkt mit der Symmetrieachse 25 zusammenfällt. Die Gesamtheit der strahlugsdurchlässigen Bereiche 22 ist von einer äußeren Einhüllenden 35 umschreibbar. Die strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 sind insbesondere derart auf dem Spiegel 20 angeordnet, dass ihre äußere Einhüllende 35 eine Fläche begrenzt, welche mit mindestens 30%, insbesondere mindestens 40%, insbesondere mindestens 50%, insbesondere mindestens 60%, insbesondere mindestens 70%, insbesondere mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%, der Fläche der Gesamtheit, das heißt der Vereinigung, der strahlungsreflektierenden Bereiche 23, insbesondere der gesamten Spiegelfläche 24, überlappt.
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Zur Veranschaulichung ist in den 4A, B ein Spiegel 20 mit drei kreisförmigen strahlungsdurchlässigen Bereichen 22 dargestellt. Entsprechend ist in den 5A, B ein Spiegel 20 mit fünf jeweils kreisförmigen strahlungsdurchlässigen Bereichen 22 dargestellt. Weiterhin sind in den 4A und 5A die strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 und die dazu jeweils konjugierten strahlungsreflektierenden Bereiche 23 zur Veranschaulichung umrandet dargestellt und durchnumeriert, wobei der jeweils zu einem bestimmten strahlungsdurchlässigen Bereich 22 konjugierte strahlungsreflektierende Bereich 23 mit derselben Nummer und einem nachgestellten r gekennzeichnet ist. Die Umrandung der konjugierten Bereiche 23 dient lediglich der Veranschaulichung und hat keine konstruktiv ausgebildete Entsprechung auf dem tatsächlichen Spiegel 20. Insbesondere kann die gesamte Spiegelfläche 24 je nach Struktur des Retikels 7 und damit zusammenhängend der Lage der Beugungsordnungen der von diesem reflektierten Strahlung 14 einen EUV-strahlungsreflektierenden Bereich 23 bilden. Die zu den strahlungsdurchlässigen Bereichen 22 zugehörigen strahlungsreflektierenden Bereiche 23 können insbesondere überlappend und/oder zusammenhängend ausgebildet sein. Die in den 4A bzw. 5A dargestellten Spiegel 20 weisen eine drei- bzw. fünfzeilige Drehsymmetrie auf. Die strahlungsdurchlässigen Bereiche 22 sind daher jeweils symmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 25 zu den dazu konjugierten strahlungsreflektierenden Bereichen 23 angeordnet.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß 6 weist der Spiegel 20 drei kreissektorförmige strahlungsdurchlässige Bereiche 22 auf.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß 7 weist der Spiegel 20 vier kreissektorförmig ausgebildete strahlungsdurchlässige Bereiche auf.
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In 3 ist die Funktion des erfindungsgemäßen Spiegels 20 schematisch dargestellt. Die EUV-Strahlung 14 aus einem zwischen je einer der Feldfacetten 17 und der Pupillenfacetten 19 ausgebildeten Lichtkanals tritt durch den zugehörigen EUV-strahlungsdurchlässigen Bereich 22 durch den Spiegel 20 hindurch, wird am Retikel 7 reflektiert und trifft im Bereich der Pupillenebene 26, welche insbesondere eine Austrittspupillenebene der Beleuchtungsoptik 4 und eine Eintrittspupillenebene der Projektionsoptik 9 ist, auf den zum strahlungsdurchlässigen Bereich 22 konjugierten strahlungsreflektierenden Bereich 23, von wo sie mittels der Projektionsoptik 9 weiter reflektiert wird.
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In 2 ist exemplarisch ein Strahlengang dargestellt, wie er beispielsweise mit dem Spiegel 20 gemäß den 4A und 4B erreicht werden kann. Exemplarisch dargestellt ist EUV-Strahlung 141, 142 und 143, welche jeweils durch eine der Durchgangsöffnungen 22 durch den Spiegel 20 hindurch tritt. Diesbezüglich sei dargestellt, dass die in der 2 dargestellten Strahlenverläufe lediglich eine Projektion in die Zeichenebene darstellen und daher nicht die Neigung zur Zeichenebene wiedergeben. So fällt insbesondere der durch den Spiegel 20 hindurch tretende Strahl 14 nicht mit dem auf den Spiegel 20 zurück reflektierten Strahl 143 überein, sondern ist windschief zu diesem. Entsprechend ist der durch den Spiegel 20 hindurch tretende Strahl 143 windschief zum auf den Spiegel 20 zurückreflektierten Strahl 141. Weiterhin ist der durch den Spiegel 20 hindurch tretende Strahl 142 windschief zu dem auf den Spiegel 20 zurück reflektierten Strahl 142.
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Der Spiegel 20 ist insbesondere pupillennah in der Projektionsoptik 9 angeordnet. Es gilt insbesondere P(M) ≥ 0,5, insbesondere P(M) ≥ 0,7, insbesondere P(M) ≥ 0,9.
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Der Spiegel 20 ist insbesondere in einer Pupillenebene 26 angeordnet. Hierdurch ist sichergestellt, dass die von einer Pupillenfacette 19 des Pupillenfacettenspiegels 18 kommende Strahlung 14 im Bereich des Spiegels 20 zumindest annähernd fokussiert ist, und daher wenigstens die nullte Beugungsordnung der zugehörigen, am Retikel 7 reflektierten Strahlung in einem vorbestimmten, begrenzten Bereich auf den Spiegel 20 auftrifft. Bei einer Hellfeldkonfiguration, beispielsweise gemäß einer der 4, 5 oder 6, ist der Spiegel 20 derart ausgebildet, dass zumindest die nullte Beugungsordnung der am Retikel 7 reflektierten Strahlung 14 von einem strahlungsdurchlässigen Bereich 22 gerade auf den dazu konjugierten strahlungsreflektierenden Bereich 23 trifft und somit von der Projektionsoptik 9 in das Bildfeld 10 abgebildet wird. Durch die pupillennahe Anordnung des Spiegels 20 kann erreicht werden, dass die Beleuchtungs- und Abbildungsstrahlengänge zumindest teilweise, insbesondere vollständig räumlich voneinander getrennt sind. Die Trennung ist insbesondere für alle Feldpunkte gleich. Insbesondere die Strahlengänge der nullten Beugungsordnung verlaufen in räumlich vollständig voneinander getrennten Bereichen.
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Alternativ zu einer Anordnung des Spiegels 20 in der Pupillenebene 26 ist es auch möglich, den Spiegel 20 beabstandet zu einer Pupillenebene 26 anzuordnen. Dies führt in der Regel zu einer Feldabhänigkeit der Beleuchtung, das heißt die Beleuchtung ist nicht mehr im gesamten Objektfeld homogen. Die Effekte einer nicht vollständig abgebildeten Pupille können in diesem Fall insbesondere über ein feld- und strukturabhängiges Korrekturverfahren, welches als „optische Nahbereichskorrektur” („optical proximity correction”, OPC) bekannt ist, vollständig korrigiert werden, solange ein ausreichender Anteil einer Mindestanzahl von Beugungsordnungen für jeden Feldpunkt transmittiert wird. Bei einem derartigen Korrekturverfahren wird durch eine einzelfall-abhängige Strukturanpassung der Maske das Bild derselben auf dem Wafer verbessert. Insbesondere werden Abbildungsfehler ausgeglichen und damit korrigiert.
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Bei einer Dunkelfeldkonfiguration trifft die nullte Beugungsordnung der am Retikel 7 reflektierten Strahlung 14, wie beispielsweise in 7 dargestellt, auf dem Spiegel 20 gerade auf einen weiteren strahlungsdurchlässigen Bereich 22 und wird daher vom Spiegel 20 nicht reflektiert.
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Ein erfindungsgemäßes optisches System 27 umfasst die Beleuchtungsoptik 4 und eine Projektionsoptik 28. Die Projektionsoptik 28 umfasst mindestens einen Spiegel mit mindestens einem EUV-strahlungsdurchlässigen Bereich 22, welcher derart im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet ist, dass mindestens ein Teil der EUV-Strahlung 14 in der Beleuchtungsoptik durch diesen EUV-strahlungsdurchlässigen Bereich 22 geführt ist. Der Strahlengang in der Beleuchtungsoptik 4 ist somit mit anderen Worten derart geführt, dass die EUV-Strahlung 14 durch den mindestens einen strahlungsdurchlässigen Bereich 22 hindurch tritt, bevor sie vom Retikel 7 reflektiert, und das Retikel 7 von der Projektionsoptik 9 in das Bildfeld 10 abgebildet wird. Es ist insbesondere vorgesehen, die Projektionsoptik 28 gemäß der vorstehend beschriebenen Projektionsoptik 9 auszubilden.
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Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden das Retikel 7 und der Wafer 12, der eine für das Beleuchtungslicht 14 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird zumindest ein Abschnitt des Retikels 7 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 auf den Wafer 12 projiziert. Hierbei wird das Retikel derart mit EUV-Strahlung 14 beleuchtet, dass der Hauptstrahl (CRA, chief ray angle) der EUV-Strahlung 14 unter einem Einfallswinkel von höchstens 6°, insbesondere höchstens 3°, insbesondere höchstens 1°, insbesondere 0° auf das Retikel 7 trifft. Der Einfallswinkel ist hierbei als Winkel zwischen dem Hauptstrahl des zur Beleuchtung des Retikels 7 dienenden Strahlenbündels und einer Normalen 29 auf dem Retikel 7 definiert. Der Einfallswinkel des Hauptstrahls ist insbesondere kleiner als die objektseitige numerische Appertur, CRA < aresin (NAO).
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Bei der Projektion des Retikels 7 auf den Wafer 12 kann der Retikelhalter 8 und/oder der Waferhalter 13 in Richtung parallel zur Objektebene 6 bzw. parallel zur Bildebene verlagert werden. Die Verlagerung des Retikels 7 und des Wafers 12 kann vorzugsweise synchron zueinander erfolgen.
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Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 12 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauelement, insbesondere ein Halbleiterchip, hergestellt.
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Alternativ zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage kann der erfindungsgemäße auch in einer Inspektionsvorrichtung insbesondere zur Inspektion reflektierender Lithografiemasken oder zur Inspektion belichteter Wafersubstrate zum Einsatz kommen. Das Bildfeld 10 der Projektionsoptik 9 stellt in diesem Fall ein Inspektions-Objektfeld der Inspektionsvorrichtung dar.
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Wie in 8 schematisch dargestellt, kann der erfindungsgemäße Spiegel 20 auch in Kombination mit einer Schwarzschild-Optik 30, insbesondere einem Schwarzschild-Objektiv, eingesetzt werden. Das Schwarzschild-Objektiv umfasst einen Primärspiegel 31 und einen Sekundärspiegel 32. Der Primärspiegel 31 ist insbesondere konvex ausgebildet. Der Sekundärspiegel 32 ist insbesondere konkav ausgebildet. Der Sekundärspiegel 32 weist eine Durchtrittsöffnung 33 für die EUV-Strahlung 14 auf.
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Der erfindungsgemäße Spiegel 20 kann als Faltspiegel in einem derartigen System vorgesehen sein. Er kann insbesondere als Teil der Beleuchtungsoptik 4 im Strahlengang der Projektionsoptik 9 oder als Teil der Projektionsoptik 9 im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 4 angeordnet sein. Er kann austauschbar sein. Hierdurch ist es insbesondere möglich, zwischen Hell- und Dunkelfeldkonfigurationen zu wechseln. Ein derartiges System kann insbesondere in einer Inspektionsvorrichtung zur Inspektion reflektierender Lithografiemasken oder zur Inspektion belichteter Wafersubstrate zum Einsatz kommen.
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9 zeigt eine invertierte Ausbildung des Spiegels 20a. Der Spiegel 20a umfasst eine Vielzahl strahlungsreflektierender Bereiche 23. Die strahlungsreflektierenden Bereiche 23 sind topologisch unzusammenhängend ausgebildet.
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Die strahlungsreflektierenden Bereiche 23 sind durch Haltemittel 34 relativ zueinander gehalten. Die Haltemittel sind insbesondere strebenartig ausgebildet. Sie können geradlinig oder bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, ausgebildet sein. Sie können auch geflechtartig ausgebildet sein. Die Haltemittel 34 sind möglichst dünn ausgebildet, um möglichst wenig Abschattung zu verursachen. Sie decken insbesondere eine Fläche ab, welche höchstens 30%, insbesondere höchstens 25%, insbesondere höchstens 20%, insbesondere höchstens 15%, insbesondere höchstens 10%, insbesondere höchstens 5% der Gesamtfläche des Spiegels 20a ausmacht. Die Haltemittel können insbesondere aus Aluminium, Invar-Stahl, Titan, Kupfer, Keramiken oder Kohlefasern sein. Die Haltemittel 34 sind insbesondere derart dimensioniert, dass die strahlungsreflektierenden Bereiche 23 sicher gegeneinander fixiert sind.
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Prinzipiell ist es denkbar, den Spiegel 20a monolithisch auszubilden, d. h. die strahlungsreflektierenden Bereiche 23 topologisch zusammenhängend auszubilden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel können verschiedene, d. h. zu unterschiedlichen strahlungsreflektierenden Bereichen 23 gehörende, strahlungsdurchlässige Bereiche 22 topologisch zusammenhängend ausgebildet sein. Sie können insbesondere, abgesehen von den Haltemitteln 34, einen zusammenhängenden, insbesondere einen wegzusammenhängenden, jedoch nicht einfach zusammenhängenden Gesamtbereich bilden. Anders ausgedrückt ist der Gesamtbereich der strahlungsdurchlässigen Bereich 22, abgesehen von den Haltemitteln 34, zusammenhängend, insbesondere wegzusammenhängend. Durch die Haltemittel 34 sind einzelne strahlungsdurchlässige Bereiche 22 jedoch begrenzt sowie insbesondere, zumindest teilweise, voneinander getrennt. Somit weist auch der Spiegel 20a eine Vielzahl, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier strahlungsdurchlässige Bereiche 22 auf.
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Der Spiegel 20a ist insbesondere Teil der Beleuchtungsoptik 4. Er kann im Strahlengang der Projektionsoptik 9 angeordnet sein. Der Spiegel 20a ist insbesondere derart im Strahlengang der Projektionsoptik 9 angeordnet, dass mindestens ein Teil der EUV-Strahlung 14 in der Projektionsoptik 9 durch den mindestens einen EUV-strahlungsdurchlässigen Bereich 22 geführt ist. Die strahlungsreflektierenden Bereiche 23 können hierbei in der Projektionsoptik 9 als Obskurationsblenden wirken.
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Bei dieser Ausführungsform sind die strahlungsreflektierenden Bereiche 23 derart angeordnet, dass die von Ihnen auf das Retikel 7 reflektierte Strahlung 14 nach Reflexion am Retikel 7, das heißt im Strahlengang der Projektionsoptik 9, gerade auf den strahlungsdurchlässigen Bereich 22 fällt. Hierunter sei wiederum verstanden, dass vorbestimmte Beugungsordnungen der am Retikel 7 reflektierten Strahlung 14, insbesondere die nullte Beugungsordnung, auf den strahlungsdurchlässigen Bereich 22 fällt. Selbstverständlich können die strahlungsreflektierenden Bereiche 23 auch derart auf dem Spiegel 20a angeordnet sein, dass zusätzlich oder alternativ zur nullten Beugungsordnung die +/– erste Beugungsordnung der am Retikel 7 reflektierten Strahlung 14 auf den strahlungsdurchlässigen Bereich 22 fällt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1927892 A1 [0002]
- US 6522717 B1 [0002]
- WO 2009/024164 A1 [0024]
- US 6859515 B2 [0043]
- DE 102008009600 A1 [0046, 0047]
