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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterdrückung von mit einem Lichtbündel längs eines Strahlengangs mitgeführten Fremdkörperanteilen. Ferner betrifft die Erfindung ein Lichtquellensystem mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Metrologiesystem zur Untersuchung von Objekten, insbesondere ein Masken-Inspektions-Tool, beispielsweise in Form eines Luftbild-Analysesystems (Aerial Image Measurement System, AIMS), und eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithografie, die ein solches Lichtquellensystem einsetzen.
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Eine Unterdrückungs-Vorrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt aus der
US 6,891,172 B2 und der
DE 10 2009 016 319 A1 . Weitere Unterdrückungs-Vorrichtungen sind bekannt aus der
US 2005/0140945 A1 ,
JP 08-017 371 A ,
US 2006/0138350 A1 ,
US 2005/0016679 A1 ,
US 2005/0139785 A1 .
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unterdrückungs-Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Wirksamkeit der Unterdrückung der Fremdkörperanteile verbessert ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst nach einem ersten Aspekt durch eine Unterdrückungs-Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Anders als in anderen Bereichen der Optik bekannten Chopper-Rädern rotiert der Chopper-Körper gemäß der Erfindung um eine Chopper-Drehachse, die windschief zu einem Abschnitt des Strahlengangs verläuft. Zum Unterdrücken der Fremdkörperanteile wird der Umstand genutzt, dass aufgrund der Dimensionsvorgaben für die Radien r1, r2 und den Achsen-Abstand A bei der Rotation des Chopper-Körpers um die Chopper-Drehachse mindestens eine Freigabe-Drehstellung des Chopper-Körpers, bei der der Strahlengang im Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt frei ist, mit einer Blockier-Drehstellung, bei der der Chopper-Körper den Strahlengang längs des Strahlengang-Unterdrückungsabschnitts blockiert, abwechselt. Die Fremdkörperanteile werden dabei von einer Umfangswand des Chopper-Körpers geblockt. Es resultiert eine kompakte und gleichzeitig widerstandsfähige Unterdrückungsvorrichtung. Abhängig von der Geometrie des Chopper-Körpers und abhängig von der über den Drehantrieb erreichbaren Drehzahl des Chopper-Körpers lässt sich eine zeitliche Unterteilung in Freigabe-Phasen und in Blockier-Phasen durch den Chopper-Körper realisieren, die an einen Duty Cycle, d. h. das Verhältnis zwischen längs des Strahlengangs geführter Nutzstrahlung und Nutzstrahlenpausen, gut angepasst ist. Die vom Chopper-Körper geblockten Fremdkörperanteile können vom Strahlengang abgeschieden werden und sorgen nicht für eine unerwünschte Kontamination nachfolgender, die Nutzstrahlung führender Komponenten. Es können Dreh- bzw. Rotationsantriebe zum Antrieb des Chopper-Körpers verwendet werden, die aus der Technik zum Zeilenablenken von Laserstrahlen für Laser-TV bekannt sind. Drehzahlen im Bereich von kHz können mit dem Drehantrieb erreicht werden.
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Bei den mitgeführten Fremdkörperanteilen kann es sich um Festkörperanteile oder auch um Flüssigkeitströpfchen handeln. Bei den Fremdkörperanteilen kann es sich auch um gasförmiges Material handeln, welches beispielsweise aufgrund der Verdampfung von Festkörper- oder Flüssigkeitsanteilen entsteht.
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Der Chopper-Körper kann senkrecht zu seiner Drehachse angetrieben verlagert sein. Dies ermöglicht eine Einstellung des Achsen-Abstandes zwischen der Drehachse des Chopper-Körpers und dem Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt. Der Chopper-Körper kann angetrieben längs der Chopper-Drehachse verlagerbar sein. Ein entsprechender Verlagerungsantrieb verteilt beim Betrieb der Unterdrückungsvorrichtung eine Beaufschlagung der Umfangswand des Chopper-Körpers längs dessen Drehachse auf eine größere Fläche, so dass die Umfangswand des Chopper-Körpers nicht immer auf gleicher Höhe mit den Fremdkörperanteilen beaufschlagt ist. Dies erhöht die Standzeit des Chopper-Körpers.
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Eine senkrechte Geometrie einer windschiefen Anordnung der Drehachse zur optischen Achse des Strahlengang-Unterdrückungsabschnitts nach Anspruch 2 führt zu einem besonders raschen Übergang zwischen einer Freigabe-Drehstellung und einer Blockier-Drehstellung des Chopper-Körpers bei gegebener Geometrie und Umfangsgeschwindigkeit.
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Eine mehrzählig rotationssymmetrische Gestaltung nach Anspruch 3 reduziert die Anforderungen an den Drehantrieb, da die mehrzählig rotationssymmetrische Gestaltung zu einer entsprechenden Erhöhung der Anzahl der Übergänge zwischen der Blockier- und der Freigabe-Stellung des Chopper-Körpers pro Umdrehung von diesem führt. Der Chopper-Körper kann zweizählig, dreizählig, kann vierzählig, kann fünfzählig, kann sechszählig, kann siebenzählig, kann achtzählig, kann neunzählig oder kann auch zehnzählig oder noch höher mehrzählig ausgeführt sein. Der Chopper-Körper kann im Querschnitt senkrecht zur Drehachse als Dreieck oder als sonstiges Mehreck ausgeführt sein. Seiten eines derartigen Mehrecks können konvex gebogen oder geknickt sein, was eine Beeinflussung eines Übergangsbereichs zwischen der Blockier-Drehstellung und der Freigabe-Drehstellung des Chopper-Körpers ermöglicht.
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Hohlräume nach Anspruch 4 verringern das Trägheitsmoment des Chopper-Körpers und erleichtern einen Eingriff in dessen Umdrehungsgeschwindigkeit, beispielsweise zur Synchronisation des Chopper-Körpers mit einer Licht- bzw. Strahlenquelle. Die Hohlräume können auch zum Auswuchten des Chopper-Körpers genutzt werden. Die Zahl der Hohlräume kann an die Symmetrie-Mehrzähligkeit angepasst sein. Beispielsweise kann ein dreizählig rotationssymmetrischer Chopper-Körper drei Hohlräume aufweisen.
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Ein Abstandsverhältnis nach Anspruch 5 ergibt, gemessen an einer Gesamt-Umlaufzeit für eine vollständige Umdrehung des Chopper-Körpers, einen vorteilhaft kurzen Freigabe-Zeitraum, während dem der Chopper-Körper in einer Freigabe-Drehstellung während seiner Umdrehung vorliegt. Da sich die Fremdkörperanteile längs des Strahlengangs mit geringerer Geschwindigkeit bewegen als die von diesen zu trennende Strahlung, hilft ein sehr kurzer Freigabe-Zeitraum beim Blocken der Fremdkörperanteile.
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Die Vorteile eines Lichtquellensystems nach Anspruch 6 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Unterdrückungsvorrichtung bereits erläutert wurden.
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Ein Lichtquellensystem nach Anspruch 7 erlaubt eine nochmals verbesserte Anpassung der Freigabe- und Blockier-Zeiträume des Chopper-Körpers an die Arbeitsweise der Licht- bzw. Strahlenquelle. Bei einem gepulsten Betrieb der Strahlenquelle kann die Erzeugung eines Strahlen- bzw. Lichtimpulses abhängig vom Übergang des Chopper-Körpers von der Blockier- in die Freigabe-Drehstellung getriggert werden. Alternativ kann die Umdrehung des Chopper-Körpers phasenrichtig auf eine Repetitionsrate der Strahlenquelle synchronisiert werden.
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Eine Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 8 ist im Aufbau einfach und kann hochpräzise betrieben werden. Hierbei können dem Fachmann bekannte optische Phasen-Synchronisationstechniken zum Einsatz kommen.
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Eine Spüleinrichtung nach Anspruch 9 ermöglicht die Zurverfügungstellung einer definierten Gaszusammensetzung im Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt.
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Eine Vakuumpumpe nach Anspruch 10 vermindert Probleme, die mit einer Atmosphären- oder sonstigen Gasabsorption der Nutzstrahlung verbunden sind.
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Über die Spüleinrichtung bzw. die Vakuumpumpe ist zudem eine definierte Abführung der mitgeführten Fremdkörperanteile möglich.
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Die Vorteile eines Metrologiesystems nach Anspruch 11 und einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das Lichtquellensystem und die Unterdrückungs-Vorrichtung bereits erläutert wurden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 schematisch ein Metrologiesystem zur Untersuchung von Objekten mit einem EUV-Lichtquellensystem, enthaltend eine Lichtquelle und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von mit einem EUV-Lichtbündel längs eines Strahlengangs mitgeführten Fremdkörperanteilen;
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2 schematisch Komponenten eines Beleuchtungssystems des Metrologiesystems mit einer Ausführung der Unterdrückungsvorrichtung;
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3 bis 7 Momentaufnahmen eines Chopper-Körpers der Unterdrückungsvorrichtung nach 2 in verschiedenen Drehstellungen relativ zu einem Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt des Strahlengangs;
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8 bis 11 Varianten für den Chopper-Körper der Unterdrückungsvorrichtung;
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12 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung eine Ausführung der Unterdrückungsvorrichtung mit einer Synchronisationseinrichtung zur Synchronisation einer Phase einer Drehung des Chopper-Körpers mit einem zeitlichen Aufeinanderfolgen von Strahlungsimpulsen einer Strahlungsquelle zur Erzeugung des EUV-Lichtbündels; und
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13 eine Ansicht des Chopper-Körpers der Unterdrückungsvorrichtung nach 2 aus Blickrichtung XIII in 2.
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Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Metrologiesystem. Die beschriebenen Ausführungen können in gleicher Weise auch bei einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage zum Einsatz kommen.
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Ein schematisch in der 1 dargestelltes Metrologiesystem 1 dient zur Analyse eines Objekts 2, beispielsweise einer Lithografiemaske, nach Strukturierungsfehlern. Das Objekt 2 ist in einer Objektebene 2a des Metrologiesystems 1 angeordnet. Die Lithografiemaske kann bei der EUV-Projektionslithografie im Rahmen der Herstellung von strukturierten Halbleiterbauteilen, beispielsweise von Speicherchips, zum Einsatz kommen. Das Objekt 2 wird von einem schematisch dargestellten Objekthalter 2b getragen.
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Ein zu untersuchender Strukturierungsfehler des Objekts
2 kann mithilfe einer Analyse eines sogenannten Luftbildes (Aerial Image Measurement System, AIMS) untersucht werden. Das Metrologiesystem
1 dient zur Simulation und Analyse der Auswirkungen beispielweise der Eigenschaften von Lithografiemasken auf eine optische Abbildung von Projektionsoptiken innerhalb einer Projektionsbelichtungsanlage. Ein AIMS-System ist aus der
DE 102 20 815 A1 bekannt.
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Das Metrologiesystem 1 ist in einer nicht näher dargestellten evakuierten Systemkammer untergebracht.
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Zur Beleuchtung des Objekts 2 dient ein Lichtquellensystem 3. Zu dem Lichtquellensystem 3 gehört eine EUV-Lichtquelle 4. Die Lichtquelle 4 kann EUV-Nutzstrahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 5 nm und 30 nm erzeugen. Für die Lichtquelle 4 kommen die auch für EUV-Lithografiesysteme bzw. Projektionsbelichtungsanlagen üblichen Lichtquellen in Frage, also beispielsweise Laser-Plasma-Quellen (LPP; Laser Produced Plasma) oder auch Entladungsquellen (DPP; Discharge Produced Plasma). Anstelle der Lichtquelle 4 können auch Lichtquellen zum Einsatz kommen, die Nutzstrahlung in einem anderen Wellenlängenbereich erzeugen.
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Im Strahlengang der Nutzstrahlung 5 der Lichtquelle 4 nachgeordnet ist eine Chopper-Einheit 6 des Lichtquellensystems 3.
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Die nachfolgend auch als Unterdrückungs-Vorrichtung bezeichnete Chopper-Einheit 6 dient zur Unterdrückung von mit einem Lichtbündel der Nutzstrahlung 5 längs eines Strahlengangs 7 mitgeführten Fremdkörperanteilen, die auch als Debris bezeichnet werden. Hierbei handelt es sich um mit der Nutzstrahlung 5 mitgeführte Partikel. Bei den Partikeln kann es sich zum Beispiel um Plasmaanteile, Staub oder Target-Bruchstücke handeln. Die Unterdrückungs-Vorrichtung 6 wird nachfolgend noch näher beschrieben.
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Der Unterdrückungs-Vorrichtung 6 ist eine Beleuchtungsoptik 8 zur Führung der Nutzstrahlung 5 längs des Strahlengangs 7 hin zum Objekt 2 nachgeordnet. Die vom Objekt 2 reflektierte Nutzstrahlung 5 wird mit einer abbildenden Optik 9 in eine Bildebene 10 abgebildet. Dort ist ein die Intensität der abbildenden Nutzstrahlung 5 detektierender ortsauflösender Messaufnehmer 11 angeordnet. Bei dem Messaufnehmer 11 kann es sich um einen für die Nutzstrahlung 5 sensitiv gestalteten CCD-Chip handeln. Der Messaufnehmer 11 wird von einem schematisch dargestellten Träger 11a getragen.
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Eine Ausführung der Unterdrückungs-Vorrichtung 6 ist in der 2 stärker im Detail dargestellt.
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Teil der Unterdrückungs-Vorrichtung 6 ist eine Strahlführungseinrichtung 12 zur Führung des Strahlengangs 7 längs eines Strahlengang-Unterdrückungsabschnitts 13. Der Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 ist Teil des Strahlengangs 7 der Nutzstrahlung 5 zwischen der Lichtquelle 4 und einer ersten bündelführenden Komponente 14 der Beleuchtungsoptik 8, die durch einen Spiegel gebildet sein kann.
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Bei der Ausführung nach 2 ist die Strahlführungseinrichtung 12 durch eine Strahleinhausung gebildet, die eine evakuierte Führung der Nutzstrahlung 5 längs des Strahlengangs 7 bis zur bündelführenden Komponente 14 gewährleistet. Diese Einhausung erweitert sich im Bereich der Unterdrückungsvorrichtung 6 zu einem Chopper-Gehäuse 15. Zwischen einem Lichtquellengehäuse 16 und einem Beleuchtungsoptik-Gehäuse 17 ist diese Einhausung durch zwei Strahlrohrabschnitte 18, 19 gebildet.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Strahlführungseinrichtung 12 einen Kollektor zum Sammeln der Nutzstrahlung 5 aufweisen, die von einem Emissionsvolumen 20 der Lichtquelle 4 ausgeht. Die Strahlführungseinrichtung 12 kann zudem nicht dargestellte weitere Komponenten zur Formung eines primären Strahlengangs nach der Lichtquelle 4 und vor der eigentlichen Chopper-Einheit der Unterdrückungsvorrichtung 6 aufweisen.
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Die Unterdrückungsvorrichtung 6 hat einen Chopper-Körper 21, der im Chopper-Gehäuse 15 untergebracht ist. Der Chopper-Körper 21 ist um eine Chopper-Drehachse 22 mithilfe eines Drehantriebs 23 (vgl. 1) angetrieben drehbar. Die Drehachse 22 verläuft in der Zeichenebene der 1 horizontal und verläuft senkrecht zur Zeichenebene der 2. Die Chopper-Drehachse 22 verläuft windschief zum Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13. Die Chopper-Drehachse 22 hat zum Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 einen Achsen-Abstand A.
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Das Chopper-Gehäuse 15 ist so geformt, dass ein freies Drehen des Chopper-Körpers 21 im Chopper-Gehäuse 15 möglich ist.
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Der Chopper-Körper 21 ist aus einer TiVa-Legierung gefertigt. Alternativ kann der Chopper-Körper 21 beispielsweise auch aus Edelstahl oder einer Aluminium-Legierung gefertigt sein.
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Der Chopper-Körper 21 hat senkrecht zur Chopper-Drehachse 22 einen von der Rotationssymmetrie abweichenden Querschnitt, der bei der Ausführung nach den 2 bis 8 gleichseitig dreieckig ist. Ein Radius r des Chopper-Körpers 21 in Umfangsrichtung um die Chopper-Drehachse 22 variiert also zwischen einem Radius-Maximalwert r1 und einem Radius-Minimalwert r2. Die Anordnung des Chopper-Körpers 21 relativ zur Strahlführungseinrichtung 12 ist derart, dass der Achsenabstand A der Drehachse 22 des Chopper-Körpers 21 zum Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 kleiner ist als der Radius-Maximalwert r1 des Chopper-Körpers 21 und größer ist als der Radius-Minimalwert r2 des Chopper-Körpers 21. Es gilt also r1 < A < r2.
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Für den Chopper-Drehantrieb 23 können Rotationsantriebe mit hohen Gleichlaufqualitäten zum Einsatz kommen, die aus dem Stand der Technik insbesondere zum Zeilenablenken von Laserstrahlen für Laser-TV-Vorrichtungen bekannt sind. Der Drehantrieb 23 gewährleistet Umlauffrequenzen des Chopper-Körpers im kHz-Bereich.
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Der Abstand A zwischen der Chopper-Drehachse 22 und dem Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 einerseits und die Chopper-Drehachse 22 andererseits definieren eine Chopper-Anordnungsebene 24. Auf der Chopper-Anordnungsebene 24 steht eine optische Achse des Strahlengang-Unterdrückungsabschnitts 13 senkrecht.
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Der Chopper-Körper 21 ist in Umfangsrichtung um die Chopper-Drehachse 22 mehrzählig rotationssymmetrisch ausgebildet und bei der Ausführung nach den 2 bis 8 dreizählig rotationssymmetrisch. Alternativ kann der Chopper-Körper 21 auch eine andere mehrzählige Rotationssymmetrie aufweisen, beispielsweise eine vierzählige, eine fünfzählige, eine sechszählige, eine siebenzählige, eine achtzählige (vgl. 10) oder auch eine zehnzählige Rotationssymmetrie aufweisen. Zwischen äußeren Umfangspunkten 25, die den Radius-Maximalwert r1 vorgeben, kann eine äußere Umfangswand 26 des Chopper-Körpers 21 eben verlaufen. Alternativ ist auch ein gekrümmter oder geknickter Verlauf der Umfangswand 26 zwischen diesen Umfangspunkten 25 möglich, wie bei der Ausführung des Chopper-Körpers 21 nach 9, bei der die Umfangswand 26 mittig zwischen den beiden Umfangspunkten 25, also den Ecken des in der Grundform dreieckigen Querschnitts des Chopper-Körpers 21 senkrecht zur Chopper-Drehachse 22, eine konvexe Knick-Ausbuchtung 27 aufweist.
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Der Chopper-Körper 21 ist hinsichtlich seiner Gewichtsverteilung um die Chopper-Drehachse 22 ausgewuchtet. Der Chopper-Körper 21 kann als massiver Körper oder auch als Hohlräume aufweisender Körper ausgebildet sein. Dies ist beispielhaft in der 11 dargestellt, die einen hinsichtlich seiner dreieckigen Umfangsgeometrie dem Chopper-Körper 21 entsprechenden Chopper-Körper 21 mit Hohlräumen 28 zeigt. Die Anordnung der Hohlräume 28 ist wiederum rotationssymmetrisch um die Chopper-Drehachse 22, so dass der Chopper-Körper 21 nach 11 mitsamt den Hohlräumen 28 ausgewuchtet ist.
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Die Anordnung des Chopper-Körpers 21 relativ zur Strahlführungseinrichtung 12 kann so sein, dass ein Abstand D (vgl. 4) zwischen dem Strahlengang des Unterdrückungsabschnitts 13 und dem Chopper-Körper 21 in einer Minimalradius-Drehstellung größer ist als der Radius-Minimalwert r2. Dies ist in der 4 dargestellt, die den Chopper-Körper 21 in der Minimalradius-Drehstellung zeigt, in der ein dem Radius-Minimalwert r2 zugeordneter Umfangspunkt 29 des Chopper-Körpers 21 auf dem Abstand A zwischen der Chopper-Drehachse 22 und dem Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 liegt. In dieser Minimalradius-Drehstellung verläuft eine der Umfangswände 26 zwischen den beiden Maximalradius-Umfangspunkten 25 parallel zum von der Strahlführungseinrichtung 12 vorgegebenen Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13.
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Bei der Ausführung nach den 3 bis 7 gilt also: D > 0. Insbesondere gilt D > A/10. Zudem gilt (A – r2) < A/3. Ein freier Abstand A – r2 zwischen der optischen Achse des Strahlengang-Unterdrückungsabschnitts 13 und dem Chopper-Körper 21 in der Drehstellung, in der der Radius-Minimalwert r2 kollinear zum Achsen-Abstand A verläuft, ist also kleiner als ein Drittel des Achsen-Abstandes A.
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Die 3 bis 7 zeigen verschiedene Drehstellungen des Chopper-Körpers 21 relativ zum Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13. Der Chopper-Körper 21 dreht sich in der Momentanstellungssequenz der 3 bis 7 entgegen dem Uhrzeigersinn.
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In der Drehstellung nach 3 ist zum Zeitpunkt t0 eine Freigabe-Drehstellung des Chopper-Körpers 21 gerade erreicht. Der äußere Umfangspunkt 25, der dem Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 nächstbenachbart ist, taucht gerade aus dem Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 aus. Ein EUV-Impuls 30 (vgl. 2) kann in dieser Freigabe-Drehstellung des Chopper-Körper 21 durch den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 passieren, ohne von diesem geschwächt zu werden.
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Der EUV-Impuls 30 hat eine Impulsdauer im Bereich zwischen 20 ns und 100 ns. Eine Repetitionsrate der Lichtquelle 4 liegt im Bereich zwischen 1 kHz und 100 kHz. Die EUV-Impulse haben dabei abhängig von der Impulserzeugung einen Jitter im Bereich von 50 ns und 100 ns.
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4 zeigt den nachfolgenden Zeitpunkt t1, bei dem einer der ebenen Abschnitte der Umfangswand 26 genau parallel zum Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 verläuft. Auch hier kann der EUV-Impuls 30 ungehindert den Chopper-Körper 21 passieren.
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5 zeigt den nachfolgenden Zeitpunkt t2, ab dem der Chopper-Körper 21 mit dem Umfangspunkt 25 in den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 eintaucht.
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Zwischen den Zeitpunkten t0 und t2 liegt der Chopper-Körper 21 also in einem Freigabe-Drehstellungsbereich vor. Diese Zeitdauer t2 – t0 hängt neben der Drehfrequenz des Chopper-Körpers 21 um die Drehachse 22 auch vom Abstand D, von den absoluten Größen von r1 und r2 und vom Verhältnis r1/r2 ab.
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6 zeigt den nachfolgenden Zeitpunkt t3, ab dem der zum Zeitpunkt t2 in den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 eintauchende Umfangspunkt 25 den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 vollständig durchdrungen hat und somit den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 vollständig blockt. Ab dem Zeitpunkt t3 blockt der Chopper-Körper 21 also Partikel 31 (vgl. 2), die im Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 mitgeführt werden. Die Zeitspanne t3 – t2, die einen teilweisen Durchgang durch den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 zwischen dem Freigabe-Drehstellungsbereich und dem nachfolgenden Blockier-Drehstellungsbereich des Chopper-Körpers 21 darstellt, hängt wiederum neben der Drehfrequenz des Chopper-Körpers 21 um die Drehachse 22 auch vom Abstand D, von den absoluten Größen von r1 und r2 und vom Verhältnis r1/r2 ab.
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7 zeigt den nachfolgenden Zeitpunkt t4, ab dem der Umfangspunkt 25 wieder in den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 eintaucht. Im Zeitraum t4 – t3 liegt der Chopper-Körper 21 also in einem Blockier-Drehstellungsbereich vor, in dem der Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 vollständig geblockt ist.
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Eine Geometrie des Chopper-Körpers 21, der die Gestalt des Strahlengang-Unterdrückungsabschnitts 13 vorgebenden Strahlführungseinrichtung 12 und der Anordnung der Strahlführungseinrichtung zum Chopper-Körper 21 wird so gewählt, dass ein vorgegebenes Verhältnis zwischen den Zeiträumen t4 – t3 einerseits und t2 – t0 andererseits, also ein Duty Cycle der Chopper-Einheit 6 resultiert, wobei gleichzeitig der Zeitraum t3 – t2 im Verhältnis zu den Zeiträumen t4 – t3 einerseits und t2 – t0 andererseits klein gehalten wird.
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Hat beispielsweise die Lichtquelle 4 eine Impulsfrequenz von 2 kHz, ergibt sich für den Zeitraum t2 – t0 eine Summe aus der Einzel-Lichtimpulsdauer und einem Jitter der Lichtquelle 4 von etwa 200 ns. Als Zeitraum t4 – t3, der natürlich kleiner sein muss als der Puls-Zu-Puls-Abstand von 500 μs, kann dann ein Zeitraum von beispielsweise 450 μs vorgegeben werden.
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12 zeigt in einer zu 2 ähnlichen Darstellung eine Variante der Unterdrückungsvorrichtung 6 mit einer Synchronisationseinrichtung 32 zur Synchronisation einer Phase einer Drehstellung des Chopper-Körpers 21 mit einem zeitlichen Aufeinanderfolgen der EUV-Impulse der Lichtquelle 4. Die Synchronisationseinrichtung umfasst eine Synchronisationslichtquelle 33, z. B. einen Helium-Neon-Laser. Weiterhin umfasst die Synchronisationseinrichtung 32 einen Synchronisationsdetektor 34 in Form eines Photodetektors, der für Licht der Synchronisationslichtquelle 33 empfindlich ist. Eine Blende 35 ist vor dem Synchronisationsdetektor 34 so angeordnet, dass diesen Synchronisationslicht 36, das von der Synchronisationslichtquelle 33 emittiert wird, nur aus einer bestimmten Richtung erreicht.
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Die Umfangswand 26 des Chopper-Körpers 21 trägt an jeder der ebenen Wandabschnitte ein Spiegelelement 37. Die Synchronisationseinrichtung 32 ist so justiert, dass in einer vorgegebenen Drehstellung des Chopper-Körpers 21, die in der 12 dargestellt ist, das Synchronisationslicht 36 von einem der Spiegelelemente 37 durch eine Blendenöffnung der Blende 35 hin zum Synchronisationsdetektor 34 reflektiert wird, so dass der Synchronisationsdetektor 34 zeitaufgelöst eine Phaseninformation 38 der Drehstellung des Chopper-Körpers 21 erfassen kann. Diese Phaseninformation 38 wird von dem Synchronisationsdetektor 34 über eine Signalleitung 39 an eine Überwachungseinheit 40 der Lichtquelle 4 weitergeleitet. In der Überwachungseinheit 40 erfolgt ein Abgleich der Phaseninformation 38 mit einer Lichtquellen-Phaseninformation, die über einen Überwachungsdetektor 41 aufgenommen wird, der einen Impulszug der EUV-Impulse 30 der EUV-Lichtquelle 4 erfasst. Sofern die Überwachungseinrichtung 40 beim Vergleich der Phaseninformationen des Überwachungsdetektors 41 einerseits und des Synchronisationsdetektors 34 andererseits feststellt, steuert die Überwachungseinrichtung 40 über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Signalleitung den Drehantrieb 23 für den Chopper-Körper 21 an und regelt die Phase der Drehstellung des Chopper-Körpers 21 entsprechend nach.
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Alternativ zu einer derartigen Phasensynchronisation kann über den Synchronisationsdetektor 34 und die Signalleitung 39 die Lichtquelle 4 auch zur Erzeugung eines EUV-Impulses 30 phasenrichtig getriggert werden, so dass der EUV-Impuls 30, wie in der Momentan-Drehstellung des Chopper-Körpers 21 nach 12 dargestellt, den Chopper-Körper 21 zum Zeitpunkt t2, also in der Momentan-Drehstellung nach 5, gerade passiert hat. Dem EUV-Impuls 30 folgende Partikel bzw. Fremdkörperanteile 31 erreichen den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 erst dann, wenn der Chopper-Körper in der Drehstellung nach 6 dargestellt ist, also zum Zeitpunkt t3.
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Da die Partikel 31 mit geringerer Geschwindigkeit propagieren als der EUV-Impuls 30, kann eine zeitliche Differenz zwischen dem Erreichen des EUV-Impulses 30 und dem Erreichen der Partikel 31 beim Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 über eine Länge des Strahlrohrabschnitts 18 beeinflusst werden.
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Zur Optimierung einer Synchronisationswirkung der Synchronisationseinrichtung 32 kann eine Position des Spiegelelements 37 auf dem Wandabschnitt der Umfangswand 26 einerseits und ein Einfallswinkel α des zu detektierenden Synchronisationslichts 36 durch entsprechende Anordnung der Synchronisationslichtquelle 33 entsprechend vorgegeben werden.
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Bei der Synchronisation kann auch der Jitter der Lichtquelle 4 berücksichtigt werden.
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An die Einhausung, also an das Chopper-Gehäuse 15 und die Strahlrohrabschnitte 18, 19, sind mehrere Vakuumpumpen 42 angeschlossen. Bei der Ausführung, die in den 2 und 12 dargestellt ist, ist jeweils eine dieser Vakuumpumpen 42 an den Stahlrohrabschnitten 18, 19 und eine weitere der Vakuumpumpen 42 an das Chopper-Gehäuse 15 angeschlossen. Alternativ oder zusätzlich zu den Vakuumpumpen 42 kann eine Spüleinrichtung zum Einleiten von Spülgas in die Einhausung und insbesondere in den Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 vorgesehen sein.
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Die Unterdrückungs-Vorrichtung 6 kann auch bei einer Projektionsbelichtungsanlage 43 zum Einsatz kommen, die vom schematischen Aufbau dem Metrologiesystem 1 gleicht und daher ebenfalls anhand der 1 nachfolgend kurz erläutert wird. Unterschiede zum Metrologiesystem 1 werden nachfolgend nur dort beschrieben, wo sie sich von der Beschreibung, die vorstehend im Zusammenhang mit der 1 gemacht wurde, unterscheiden. Komponenten bzw. Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das Metrologiesystem 1 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Bei der Projektionsbelichtungsanlage 43 wird ein in einem Objektfeld in der Objektebene 2a angeordneter Bereich der Lithografiemaske 2 durch die reflektierte Nutzstrahlung 5 über eine Projektionsoptik 44 in ein Bildfeld in der Bildebene 10 abgebildet. Im Unterschied zur abbildenden Optik 9 des Metrologiesystems 1 wirkt die Projektionsoptik 44 nicht stark vergrößernd, sondern z. B. um einen Faktor 4 bis 8 verkleinernd. Anstelle des Messaufnehmers 11 ist in der Bildebene 10 ein zu belichtender Wafer 45 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die nach der EUV-Belichtung zur Herstellung einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer 45 entwickelt wird.
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Bei der Projektionsbelichtungsanlage 43 wird anstelle des Objekthalters 2b ein Retikelhalter 2b eingesetzt. Anstelle des Trägers 11a wird bei der Projektionsbelichtungsanlage 43 ein Waferhalter 11a eingesetzt.
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Die Lichtquelle 4 des Lichtquellensystems 3 ist beim Einsatz in der Projektionsbelichtungsanlage 43 leistungsfähiger ausgeführt als beim Einsatz im Metrologiesystem 1.
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13 zeigt den Chopper-Körper 21 mit Blick auf dessen Mantelfläche. Die Chopper-Drehachse 22 liegt in der Zeichenebene der 13. Eine Welle 46 des Chopper-Körpers 21 ist über ein Axial/Radiallager 47 und ein Radiallager 48 an einem Chopper-Tragkörper 49 um die Drehachse 22 drehbar gelagert. Der Chopper-Tragkörper 49 ist in der 2 nicht dargestellt.
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Zusätzlich kann die Drehachse 22 zur Einstellung des Abstandes A der Drehachse 22 zum Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 verlagert werden (vgl. Doppelpfeil 51 in der 13). Hierdurch kann eine zeitliche Anpassung der Freigabe- und Blockier-Phasen durch den Chopper-Körper an den Duty Cycle erfolgen. Auch eine Anpassung an einen ggf. vorliegenden Jitter einer Quelle kann für die Nutzstrahlung erfolgen. Diese Verlagerungsrichtung zur Einstellung des Abstandes A gemäß dem Doppelpfeil 51 wird angetrieben von einem weiteren Verlagerungsantrieb 52, der in der 13 ebenfalls schematisch dargestellt ist. Mit dem Verlagerungsantrieb 52 kann der Tragkörper 49 zusammen mit dem Chopper-Körper 21 zusätzlich auch längs der Drehachse 22 verlagert werden (vgl. Doppelpfeil 53 in der 13). Die Verlagerung des Chopper-Körpers 21 längs der Drehachse 22 verteilt eine Beaufschlagung der Mantel- bzw. Umfangswand des Chopper-Körpers 21 mit Fremdkörpern längs dessen Drehachse 22 auf eine größere Fläche. Die Umfangswand des Chopper-Körpers 21 ist dann beim Betrieb der Unerdrückungsvorrichtung 6 nicht immer auf gleicher Höhe mit den Fremdkörperanteilen beaufschlagt.
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Der Verlagerungsantrieb 52 kann zur Einstellung des Abstandes A der Drehachse 22 zum Strahlengang-Unterdrückungsabschnitt 13 in Abhängigkeit von einer Lichtimpulsdauer der Lichtquelle 4 und/oder, wie schon ausgeführt, in Abhängigkeit von einem Jitter der Lichtquelle 4 eingestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6891172 B2 [0002]
- DE 102009016319 A1 [0002]
- US 2005/0140945 A1 [0002]
- JP 08-017371 A [0002]
- US 2006/0138350 A1 [0002]
- US 2005/0016679 A1 [0002]
- US 2005/0139785 A1 [0002]
- DE 10220815 A1 [0028]
