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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Kollektoren mit streifendem Einfall (grazing-incidence collectors) (GICs) und insbesondere auf ein Quellkollektormodul zur Verwendung in einem Extrem-Ultraviolett-(EUV)-Lithographiesystem, das ein lasererzeugtes Plasma-(LPP)-Target-System einsetzt, das Xenon-Eis verwendet, um EUV-Strahlung zu erzeugen.
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HINTERGRUND – STAND DER TECHNIK
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Lasererzeugte Plasmen (LPPs) werden in einem Beispiel durch Bestrahlung von Sn-Tröpfchen mit einem fokussierten Laserstrahl gebildet. Weil derartige LPPs im Extrem-Ultraviolett-(EUV)-Bereich des elektromagnetischen Spektrums strahlen können, werden sie als vielversprechende EUV-Strahlungsquelle für EUV-Lithographie-Systeme angesehen.
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1 ist ein schematisches Diagramm eines verallgemeinerten Aufbaus eines Quellkollektormoduls (source-collector module) auf LPP-Basis aus dem Stand der Technik (”LPP-NIC-SOCOMO”) 10, das einen Kollektorspiegel mit normalem Einfall (normal-incidence collector (”NIC”) mirror) MN verwendet, während 2 eine spezifischere Beispielkonfiguration bzw. ein spezifischeres Ausführungsbeispiel des ”LPP-NIC”-SOCOMO 10 von 1 darstellt. Das LPP-NIC-SOCOMO 10 umfasst einen Hochleistungslaser 12, der einen Hochleistungslaserstrahl 13 mit hoher Wiederholungsrate mit einem Fokus F13 erzeugt. Das LPP-NIC-SOCOMO 10 umfasst ebenfalls entlang einer Achse A1 einen Faltspiegel FM (fold mirror) und einen großen (z. B. ~600 mm Durchmesser) ellipsoidalen NIC-Spiegel MN, der eine Fläche 16 mit einer mehrlagigen Beschichtung bzw. Vielfach-Beschichtung 18 umfasst. Die mehrlagige Beschichtung bzw. Vielfach-Beschichtung 18 ist wesentlich, um eine gute Reflektivität bei EUV-Wellenlängen sicherzustellen. Das LPP-NIC-SOCOMO 10 umfasst ebenfalls eine Sn-Quelle 20, die einen Strahl von Zinn-(Sn)-Pellets 22 emittiert, der durch den Laserstrahl-Fokus F13 hindurchtritt.
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Im Betrieb des LPP-NIC-SOCOMO 10 bestrahlt der Laserstrahl 13 die Sn-Pellets 22, wenn die Pellets durch den Laserstrahl-Fokus F13 treten, wodurch ein Hochleistungs-LPP 24 erzeugt wird. Das LPP 24 befindet sich typischerweise in der Größenordnung von Hunderten von Millimetern vom NIC-Spiegel MN entfernt und emittiert EUV-Strahlung 30 genauso wie energetische Sn-Ionen, Partikel, neutrale Atome und Infrarot-(IR)-Strahlung. Der Teil der EUV-Strahlung 30, der in Richtung des NIC-Spiegels MN gerichtet ist, wird vom NIC-Spiegel MN gesammelt und auf einen Zwischenfokus IF (intermediate focus) gerichtet (fokussiert), um einen Fokusfleck FS (focal spot) zu bilden. Der Zwischenfokus (intermediate focus) IF ist bei oder in der Nähe einer Aperturblende AS angeordnet. Nur dieser Teil der EUV-Strahlung 30, der durch die Aperturblende AS tritt, bildet den fokalen Fleck bzw. Fokusfleck (focal spot) FS. Es ist hier festzuhalten, dass der Fokusfleck (focal spot) FS kein infinitesimal kleiner Fleck ist, der exakt am Zwischenfokus IF angeordnet ist, sondern eher eine Verteilung der EUV-Strahlung 30, die im Allgemeinen am Zwischenfokus IF konzentriert ist.
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Vorteile des LPP-NIC-SOCOMOs 10 sind, dass das optische Design einfach ist (d. h. dieses verwendet einen einzelnen bzw. einzigen elliposidalen NIC-Spiegel) und die nominale Kollektoreffizienz kann hoch sein, weil der NIC-Spiegel MN ausgestaltet sein kann, um einen großen Winkelanteil der EUV-Strahlung 30, die vom LPP 24 emittiert wird, zu sammeln. Es ist bemerkenswert, dass die Verwendung des reflektiven NIC-Spiegels MN mit einmaliger Reflektion, angeordnet auf der entgegengesetzten Seite des LPP 24 vom Zwischenfokus IF, obwohl dieser geometrisch geeignet ist, erfordert, dass die Sn-Quelle 20 die EUV-Strahlung 30, die vom NIC-Spiegel MN zum Zwischenfokus IF befördert wird, nicht signifikant blockiert. Somit gibt es im Allgemeinen keine Abschattungen bzw. Verdunklung bzw. Verschleierung bzw. Obskurationen im LPP-NIC-SOCOMO 10, außer vielleicht durch die notwendige Apparatur, um den Strom der Sn-Pellets 22 zu erzeugen.
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Das LPP-NIC-SOCOMO 10 arbeitet im Labor und in experimentellen Anordnungen gut, in denen die Haltbarkeit und Erneuerungskosten des LPP-NIC-SOCOMOs 10 keine Hauptgesichtspunkte sind. Jedoch erfordert ein kommerziell realisierbares EUV-Lithographie-System ein SOCOMO mit einer langen Haltbarkeit. Unglücklicherweise machen es die Nähe der Fläche 16 des NIC-Spiegels MN und der mehrlagigen bzw. Vielfach-Beschichtung 18 hierauf zum LPP 24, kombiniert mit dem im Wesentlichen senkrechten Einfall des Lichts des Strahlungskollektorverfahrens, hochgradig unwahrscheinlich, dass die mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung 18 für irgendeine vernünftige Zeitdauer unter typischen Halbleiterherstellungsbedingungen auf EUV-Basis unbeschädigt bleibt.
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Ein weiterer Nachteil des LPP-NIC-SOCOMOs 10 ist, dass dieses nicht in Verbindung mit einem Fremdkörper-Abschwächungsmittel, basierend auf einer Vielzahl von radialen Lamellen, durch die ein Gas strömt, um Ionen und neutrale Atome, die vom LPP 24 emittiert werden, vor dem Erreichen des NIC-Spiegels MN effektiv zu stoppen, eingesetzt werden kann. Dies ist der Fall, weil die radialen Lamellen auch die EUV-Strahlung 30 davon abhalten würden, vom NIC-Spiegel MN reflektiert zu werden.
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Bei der mehrlagigen bzw. Vielfach-Beschichtung 18 ist es ebenfalls wahrscheinlich, dass die Leistungsfähigkeit durch eine Anreicherung von Sn reduziert wird, wodurch die auftreffende und reflektierte EUV-Strahlung 30 signifikant absorbiert wird und hierdurch die reflektive Effizienz des mehrlagig bzw. vielfach beschichteten ellipsoidalen Spiegels reduziert wird. Auch die zuvor erwähnten energetischen Ionen, Atome und Partikel, erzeugt durch das LPP 24, bombardieren die mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung 18 und zerstören die Schichtenfolge der obersten Schichten der mehrlagigen bzw. Vielfach-Beschichtung 18. Zusätzlich tragen die energetischen Ionen, Atome und Partikel die mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung 18 ab, und die begleitende thermische Erwärmung durch die erzeugte IR-Strahlung kann dazu führen, die getrennten Schichten der mehrlagigen bzw. Vielfach-Beschichtung 18 zu mischen oder eine Diffusion zwischen diesen zu bewirken.
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Während eine Vielzahl von Ideen vorgeschlagen wurden, die oben angegebenen Probleme mit dem LPP-NIC-SOCOMO 10 zu mildern, führen diese alle zu einer wesentlichen Erhöhung der Kosten und Komplexität für das LPP-NIC-SOCOMO bis zu einem Punkt, an dem es zunehmend unrealistisch wird, dieses in ein kommerziell realisierbares EUV-Lithographiesystem einzubeziehen. Darüber hinaus ist die Sn-Tropfen-LPP-EUV-Lichtquelle ein komplexer und kostspieliger Teil des LPP-NIC-SOCOMOs 10. Daher besteht ein Bedarf nach einem weniger kostspieligen, weniger komplexen, auch robusteren und im Allgemeinen besser kommerziell realisierbaren SOCOMO zur Verwendung in einem EUV-Lithographie-System, das eine einfachere und kosteneffektivere EUV-Strahlungsquelle auf LPP-Basis einsetzt bzw. verwendet.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung richtet sich allgemein auf Kollektoren mit streifendem Einfall (grazing-incidence collectors) (GICs) und insbesondere auf GIC-Spiegel, die zum Bilden eines Quellkollektormoduls (SOCOMO) zur Verwendung in EUV-Lithographiesystemen verwendet werden, in dem das SOCOMO ein LPP-Target-System aufweist, das Xenon-Eis sowie einen Laser verwendet, um EUV-Strahlung zu erzeugen.
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Ein Aspekt der Offenbarung ist ein SOCOMO für ein EUV-Lithographiesystem. Das SOCOMO umfasst einen Laser, der einen gepulsten Laserstrahl erzeugt, sowie einen Faltspiegel, angeordnet entlang einer SOCOMO-Achse und aufgebaut, um den gepulsten Laserstrahl aufzunehmen und den gepulsten Laserstrahl abwärts bzw. entlang der SOCOMO-Achse in einer ersten Richtung zu reflektieren. Das SOCOMO umfasst ebenfalls eine Xenon-Eisquelle, aufgebaut, um Xenon-Eis bei einer Bestrahlungsposition bereitzustellen, wo das Xenon-Eis durch den gepulsten Laserstrahl bestrahlt wird, wodurch ein LPP geschaffen wird, das EUV-Strahlung in einer zweiten Richtung erzeugt, die im Allgemeinen entgegengesetzt zur ersten Richtung ist. Das SOCOMO umfasst ebenfalls einen GIC-Spiegel mit einem Eintrittsende und einem Austrittsende und ist angeordnet, um die EUV-Strahlung am Eintrittsende aufzunehmen und die aufgenommene EUV-Strahlung am Zwischenfokus, angrenzend an das Austrittsende, zu fokussieren.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist ein Verfahren zum Sammeln von EUV-Strahlung von einem LPP. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines GIC-Spiegels entlang einer Achse, wobei der GIC-Spiegel Eintritts- und Austrittsenden aufweist. Das Verfahren umfasst ebenfalls das Anordnen eines LPP-Target-Systems angrenzend an das Eintrittsende des GIC-Spiegels, das aufgebaut ist, um Xenon-Eis bereitzustellen und das Xenon-Eis an einer Bestrahlungsposition vorbeizuführen. Das Verfahren umfasst zusätzlich das Senden eines gepulsten Laserstrahls abwärts bzw. entlang der Achse des GIC-Spiegels und durch den GIC-Spiegel vom Austrittsende zum Eintrittsende und zum Xenon-Eis bei der Bestrahlungsposition, wodurch das LPP gebildet wird, das die EUV-Strahlung emittiert. Das Verfahren umfasst weiterhin das Sammeln eines Teils der EUV-Strahlung vom LPP mit dem GIC-Spiegel am Eintrittsende des GIC-Spiegels und Richten der gesammelten EUV-Strahlung aus dem Austrittsende des GIC-Spiegels, um einen Fokusfleck am Zwischenfokus zu bilden.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist ein LPP-Target-System. Das LPP-Target-System umfasst einen Laser, der einen gepulsten Laserstrahl erzeugt, sowie eine Kondensationsfläche, die gekühlt wird, um einen Bereich von Xenon-Eis hierauf zu kondensieren. Das LPP-Target-System umfasst ebenfalls eine Rotationsantriebseinheit, die mit der Kondensationsfläche mechanisch gekoppelt ist und aufgebaut ist, um die Drehung des Bereichs des Xenon-Eises, das darauf gebildet ist, an der Belichtungsposition vorüber zu bewirken, wobei der gepulste Laserstrahl auf das Xenon-Eis auftrifft.
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Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung dargestellt und teilweise dem Fachmann im Stand der Technik aus der Beschreibung ohne Weiteres ersichtlich oder durch Umsetzung der Offenbarung – wie hier beschrieben – in die Praxis erkannt werden, einschließlich der detaillierten Beschreibung, die folgt, der Ansprüche genauso wie der beigefügten Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm eines verallgemeinerten beispielhaften LPP-NIC-SOCOMO aus dem Stand der Technik;
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2 ist ein schematisches Diagramm eines speziellen Beispiels eines LPP-NIC-SOCOMO aus dem Stand der Technik gemäß 1;
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3A ist ein verallgemeinertes schematisches Diagramm eines beispielhaften SOCOMO auf GIC-Basis für eine LPP-Quelle (”LPP-GIC-SOCOMO”), wobei das LPP und der Zwischenfokus auf entgegengesetzten Seiten des GIC-Spiegels liegen;
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3B ist ähnlich zu 3A, wobei das LPP-GIC-SOCOMO zusätzlich eine optionale Strahlungskollektor-Verstärkungsvorrichtung (radiation collection enhancement device) (RCED), angeordnet zwischen dem GIC-Spiegel und dem Zwischenfokus, enthält, wobei die beispielhafte RCED stromaufwärts und stromabwärts Trichterelemente auf den jeweiligen Seiten des Zwischenfokus aufweist;
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4 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften LPP-GIC-SOCOMO, basierend auf dem verallgemeinerten Aufbau von 3B, und zeigt den Lichtquellen-Abschnitt und den Target-Abschnitt des LPP-Target-Systems;
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5A ist eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Target-Abschnitts des Target-Systems von 4, das eine Xenon-Eisquelle zum Erzeugen von EUV-Strahlung bildet;
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5B ist ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform des Target-Abschnitts von 5A in größeren Einzelheiten;
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6 ist ein Querschnittsdiagramm eines beispielhaften GIC-Spiegels mit zwei Abschnitten mit jeweils ersten und zweiten Flächen, die erste und zweite Reflektionen der EUV-Strahlung bereitstellen;
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7 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm eines Teils eines beispielhaften GIC-Spiegels und zeigt zwei der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen mit zwei Abschnitten, verwendet im äußeren Teil des GIC-Spiegels;
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8 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm eines Teils des GIC-Spiegels von 7 und zeigt beispielhaft alle acht GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen und das LPP;
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9A ist eine Darstellung der normalisierten Position im fernen Feld gegenüber der Intensität (beliebige Einheiten) für den Fall, dass die GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen keine polynomiale Oberflächenkorrektur umfassen, um die Gleichförmigkeit des Bildes im fernen Feld zu verbessern;
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9B ist dieselbe Darstellung wie 9A, aber mit polynomialer Oberflächenkorrektur, die die Gleichförmigkeit des Bildes im fernen Feld verbessert; und
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10 ist ein schematisches Diagramm eines EUV-Lithographiesystems, das den LPP-GIC-SOCOMO der vorliegenden Offenbarung verwendet.
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Die verschiedenen in der Zeichnung dargestellten Elemente sind nur zur Veranschaulichung und nicht notwendigerweise im Maßstab gezeichnet. Bestimmte Abschnitte hiervon können übertrieben sein, während andere minimiert sein können. Die Zeichnung soll eine beispielhafte Ausführungsform der Offenbarung veranschaulichen, die vom Fachmann im Stand der Technik verstanden und in geeigneter Weise durchgeführt werden kann.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Offenbarung richtet sich allgemein auf GICs und insbesondere auf GIC-Spiegel, verwendet um ein Quellkollektormodul (source-collector module, SOCOMO) zur Verwendung in EUV-Lithographiesystemen, die eine EUV-Lichtquelle auf LPP-Basis aufweisen, zu bilden.
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3A und 3B sind verallgemeinerte schematische Diagramme von beispielhaften LPP-GIC-SOCOMOs 100, wobei das LPP 24 und der Zwischenfokus 1F auf entgegengesetzten Seiten eines GIC-Spiegels MG liegen. Der GIC-Spiegel MG weist ein Eintrittsende 3 und ein Austrittsende 5 auf. Ein LPP-Target-System 40, das ein LPP 24 erzeugt, ist ebenfalls gezeigt und ein Beispiel des LPP-Target-Systems 40 wird nachfolgend genauer erläutert. In 3B umfasst das LPP-GIC-SOCOMO 100 weiterhin eine optionale Strahlungskollektor-Verstärkungsvorrichtung (RCED) 110, wie beschrieben in der U. S. Provisional Patentanmeldung Serien-Nr. 61/341,806 mit dem Titel ”EUV-Kollektorsystem mit verbesserter EUV-Strahlungssammlung” (”EUV collector system with enhanced EUV radiation collection”), wobei die Anmeldung hier durch Bezugnahme einbezogen wird. Die RCED 110 ist entlang der optischen Achse A1 angeordnet, unmittelbar angrenzend an den Zwischenfokus IF und die Aperturblende AS auf der Seite des GIC-Spiegels MG, und ist aufgebaut, um den Anteil an EUV-Strahlung 30 zu erhöhen, der durch die Aperturblende AS zum Zwischenfokus IF tritt, um den Fokusfleck FS zu bilden. Dies wird durch den schrägen bzw. schräg verlaufenden EUV-Strahl 30S veranschaulicht, der durch die RCED 110 durch die Aperturblende AS umgelenkt wird, um den Fokusfleck FS zu bilden.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die RCED 110 ein invertiertes trichterähnliches Element (stromabwärts gelegenes Trichterelement) 111D, angeordnet stromabwärts des Zwischenfokus IF (intermediate focus) und aufgebaut, um die EUV-Strahlung 30 vom Zwischenfokus IF zu einer stromabwärts gelegenen Position zu richten bzw. zu lenken, wie zur Beleuchtungsoptik (siehe 10, nachfolgend eingeführt und erläutert). Eine derartige Ausführungsform kann effektiv sein, um die projizierte EUV-Strahlung 30 bei einem stromabwärts gelegenen Beleuchtungsgerät einheitlicher zu machen und hierdurch bei der Retikelebene besser zu nutzen. Die RCED 110 kann stromaufwärts und stromabwärts Trichterelemente 111U und 111D umfassen, wobei stromaufwärts und stromabwärts hier relativ zum Zwischenbild IF (intermediate image) definiert sind. Die RCED 110 kann nur das stromaufwärtige Trichterelement 111U (siehe z. B. 4) oder nur das stromabwärtige Trichterelement 111D umfassen. In einem weiteren Beispiel ist die RCED 110 ein kontinuierliches (monolithisches) Element, das die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Trichterelemente 111U und 111D kombiniert, um ein einzelnes Trichterelement 111 zu bilden, das eher stromaufwärtige und stromabwärtige Trichterabschnitte aufweist als getrennte Elemente. Im Falle, wo ein einzelnes Trichterelement 111 verwendet wird, wird dieses einfach als RCED 110 bezeichnet.
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4 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften LPP-GIC-SOCOMO 100, basierend auf dem allgemeinen Aufbau von 3B. Das LPP-GIC-SOCOMO 100 von 4 verwendet ein LPP-Target-System 40, das einen Lichtquellen-Abschnitt 41 und einen Target-Abschnitt 42 umfasst. Der Lichtquellen-Abschnitt 41 umfasst einen Laser 12, der einen Laserstrahl 13 entlang einer Achse A2 erzeugt, die senkrecht zur optischen Achse A1 verläuft. Der Lichtquellen-Abschnitt 41 umfasst ebenfalls einen Faltspiegel FM, angeordnet entlang der optischen Achse A1 am Schnittpunkt der Achsen A1 und A2, wobei der Schnittpunkt zwischen dem GIC-Spiegel MG und dem Zwischenfokus IF liegt (z. B. zwischen dem GIC-Spiegel MG und der RCED 110). Dies ermöglicht einen Aufbau, bei dem ein GIC-Spiegel MG mit Multihülle bzw. -schale bzw. Vielfachhülle bzw. -schale (gezeigt in 4 mit zwei GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen M1 und M2 als Beispiel) entlang der optischen Achse A1 zwischen dem LPP 24 und dem Zwischenfokus IF angeordnet ist. Eine Linse 17, angrenzend an den Laser 12, unterstützt die Fokussierung des Laserstrahls 13 zu einem Fokus F13 am Target-Abschnitt 42, um das LPP 24 zu bilden, wie nachfolgend in näheren Einzelheiten erläutert wird. In einer beispielhaften Ausführungsform umfassen die GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen M1 und M2 Ru-Beschichtungen (nicht gezeigt) auf ihren jeweiligen reflektiven Flächen.
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Der Target-Abschnitt 42 wird mit dem Laserstrahl 13 bestrahlt, der in der –X-Richtung entlang der optischen Achse A1 durch den GIC-Spiegel MG tritt, wodurch EUV-Strahlung 30 erzeugt wird, die im Allgemeinen in der +X-Richtung emittiert wird. Die axiale Abschattung bzw. Verdunklung bzw. Verschleierung bzw. Obskuration durch den Faltspiegel FM ist minimal. Somit tritt der Laserstrahl 13 in eine Richtung (d. h. der –X-Richtung) durch den GIC-Spiegel MG, im Allgemeinen entlang der optischen Achse A1, und die EUV-Strahlung 30 tritt im Allgemeinen in der entgegengesetzten Richtung durch den GIC-Spiegel MG, die RCED 110 und zum Zwischenfokus IF (d. h. der +X-Richtung).
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LPP-Target-System
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5A ist eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften Target-Abschnitts 42, der eine Xenon-Eisquelle zum Erzeugen von EUV-Strahlung 30 bildet. 5B ist ein schematisches Diagramm in größeren Einzelheiten einer beispielhaften Ausführungsform des Target-Abschnitts 42. Der Target-Abschnitt 42 umfasst eine Vakuumkammer 120 mit einem Kammerinneren 122. Ein Vakuumsystem 126 ist mit dem Kammerinneren 122 pneumatisch gekoppelt und kann darin ein Vakuum aufbauen.
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Der Target-Abschnitt 42 umfasst ebenfalls ein Xenon-Gas-Flusssystem 130, das sich typischerweise außerhalb der Vakuumkammer 120 befindet, wie gezeigt. Das Xenon-Gas-Flusssystem 130 ist aufgebaut, um einen abgemessenen Fluss bzw. Strom an Xenon-Gas 132G durch eine Gasflussleitung 134 bereitzustellen. Der Target-Abschnitt 42 umfasst weiterhin einen Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf, der einen zweistufigen Kryostat-Kältefinger 180 kühlt, wie nachfolgend beschrieben.
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Angeordnet innerhalb des Kammerinneren 122 ist eine Xenon-Eiseinheit 150 in Flüssigkeitsaustausch zulassender Verbindung mit dem Xenon-Gas-Flusssystem 130 über die Gasflussleitung 134 und mit dem Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf über Leitung 144. Die Xenon-Eiseinheit 150 ist aufgebaut, um gefrorenes Xenon 132F (d. h. Xenon-Eis) bei einer Bestrahlungsposition 158, wo der fokussierte Laserstrahl 13 auf das gefrorene Xenon 132F auftrifft, um EUV-Strahlung 30 zu bilden, wie nachfolgend beschrieben, bereitzustellen.
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Mit Bezug auf 5B umfasst eine beispielhafte Xenon-Eiseinheit 150 ein Wärmeschild 160, das einen offenen Innenbereich 162 definiert. Das Wärmeschild 160 umfasst eine Blende 164 genauso wie einen offenen Boden 165. Die Xenon-Eiseinheit 150 umfasst ebenfalls im offenen Innenbereich 162 einen drehbaren Behälter 170, der eine zentrale Achse AL aufweist und einen verschlossenen Innenraum 172 definiert, der eine äußere Kondensationsfläche 174 und eine untere Fläche 178 aufweist. Im verschlossenen Innenraum 172 des drehbaren Behälters 170 befindet sich der zweistufige Kryostat-Kältefinger 180, der ein Inneres (nicht gezeigt) aufweist sowie erste und zweite Kühlstufen 184 und 186. Der verschlossene Innenraum 172 umfasst Helium-Wärmetransfergas 142GS, das als Wärmetransfergas dient, wie nachfolgend in näheren Einzelheiten beschrieben. Der zweistufige Kryostat-Kältefinger 180 ist mit dem Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf hermetisch verbunden.
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Mit Bezug auf 5B wird in einem Beispiel eine Blende 190 in der Vakuumkammer 120 und dem drehbaren Behälter 170 gebildet. In einem Beispiel weist die Blende 190 eine konische Form mit einem engen Ende 192 auf, das die zuvor erwähnte Blende 164 definiert, sowie ein weites Ende 194. In einem Beispiel umfasst das weite Ende 194 einen Flansch (nicht gezeigt) zum Verbinden einer angrenzenden Vakuumkammer (nicht gezeigt), die mit den anderen Komponenten des LPP-GIC-SOCOMOs 100 in Verbindung steht.
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In einem Beispiel wird mindestens ein Temperatursensor TS und mindestens ein Drucksensor PS in der Vakuumkammer 120 vorgesehen, um jeweils die Temperatur und den Druck im Kammerinneren 122 der Vakuumkammer 120 und insbesondere des offenen Innenbereichs 162 mit dem Wärmeschild 160 zu überwachen.
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Die Xenon-Eiseinheit 150 umfasst ebenfalls eine Drehantriebseinheit 196, die mit dem drehbaren Behälter 170 an der unteren Fläche 178 mechanisch gekoppelt ist, um die äußere Kondensationsfläche 174 zu drehen.
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Der Target-Abschnitt 42 umfasst ebenfalls ein Kontrollgerät 200, das betriebsbereit mit dem Vakuumsystem 126, dem Xenon-Gas-Flusssystem 130, dem Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf, der ersten und zweiten Kühlstufe 184 und 186, dem Temperatursensor TS, dem Drucksensor PS, der Drehantriebseinheit 196 und dem Laser 12 des Lichtquellen-Abschnitts 41 des LPP-Target-Systems 40 (siehe 4) verbunden ist. Ein beispielhaftes Kontrollgerät 200 umfasst einen Computer, der Instruktionen (Software) in einem computerlesbaren Medium (Speicher) speichern kann, damit der Computer (über einen Prozessor darin) die Instruktionen ausführen kann, um das LPP-Target-System 40 zu betreiben, um das LPP 24 zu erzeugen.
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Mit Bezug auf 5A und 5B sendet das Kontrollgerät 200 beim Betrieb des Target-Abschnitts 42 ein Signal Sg0 zum Vakuumsystem 126, was bewirkt, dass das Vakuumsystem 126 im Kammerinneren 122 der Vakuumkammer 120 ein Vakuum erzeugt. Hier wird angenommen, dass die Vakuumkammer 120 mit einer größeren Vakuumkammer (nicht gezeigt), die den LPP-GIC-SOCOMO 100 aufnimmt, verbunden ist oder einen Teil hiervon darstellt. Das Kontrollgerät 200 sendet ebenfalls ein Signal Sg1 zum Xenon-Gas-Flusssystem 130, das in Reaktion hierauf einen abgemessenen Fluss bzw. Strom an Xenon-Gas 132G durch die Gasflussleitung 134 zum offenen Innenbereich 162 mit dem Wärmeschild 160 bereitstellt, so dass Xenon-Gas 132G um die äußeren Kondensationsflächen 174 herum strömt.
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Das Kontrollgerät 200 sendet ebenfalls ein Signal Sg2 zum Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf, um den Strom des Heliumgases 142G zum zweistufigen Kryostat-Kältefinger 180 zu beginnen. Das Kontrollgerät 200 sendet weiterhin Kontrollsignale SC1 und SC2 zu den ersten und zweiten Kühlstufen 184 und 186, so dass das Heliumgas 142G, das zum Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf strömt, auf eine sehr niedrige Temperatur, z. B. etwa 4°K, gekühlt wird. Dies bewirkt, dass der zweistufige Kryostat-Kältefinger 180 als eine supergekühlte Kryospitze dient, die das Helium-Wärmetransfergas 142GS im verschlossenen Innenraum 172 des drehbaren Behälters 170 kühlt.
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Der Druck des Helium-Wärmetransfergases 142GS wird durch das Kontrollgerät 200 über ein Masseflussventil (nicht gezeigt) kontrolliert, so dass das enthaltene Helium-Wärmetransfergas 142GS einen ausgewählten Druck aufweist und somit den Wärmetransfer von der äußeren Kondensationsfläche 174 zum zweistufigen Kryostat-Kältefinger 180 kontrolliert. Das Helium-Wärmetransfergas 142GS kühlt dabei die äußere Kondensationsfläche 174, die ihrerseits dazu dient, das Xenon-Gas 132G, das um die äußere Kondensationsfläche 174 strömt, zu kühlen. Das Kühlen wird bis zu dem Punkt durchgeführt, wo sich gefrorenes Xenon 132F als ein Bereich auf der äußeren Kondensationsfläche 174 bei einer Position entsprechend der Position des Endes der Kryospitze und der Blende 164 entspricht. Eine beispielhafte Dicke an gefrorenem Xenon 132F beträgt 1 mm.
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Das Kontrollgerät 200 sendet ebenfalls ein Kontrollsignal Sg3 zur Drehantriebseinheit 196, um das Drehen der äußeren Kondensationsfläche 174 zu beginnen. Diese Drehung bewirkt, dass der Bereich von gefrorenem Xenon 132F genauso gedreht wird, so dass das gefrorene Xenon 132F kontinuierlich zur Blende 164 kommt (d. h. der Bereich an gefrorenem Xenon 132F dreht sich durch die Belichtungsposition 158, wobei ein Teil des Bereichs sich bereits bei der Belichtungsposition 158 befindet). Beispielhafte Drehgeschwindigkeiten des drehbaren Behälters 170 sind typischerweise 60–100 U/min, geplant, um eine frische Eisfläche für 1 KHz des Laserstrahls 13 bereitzustellen.
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Xenon gefriert bei 161,4°K, was sich gut innerhalb des Gefrierbereichs des Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf befindet, der viel niedrigere Temperaturen (z. B. 12°K) erzeugen kann. Das Kontrollieren des „Wärmelecks” von der äußeren Kondensationsfläche 174 zum Heliumkryostat 140 im geschlossenen Kreislauf durch Einstellen des Drucks des Helium-Wärmetransfergases 142GS durch Betätigung des Kontrollgeräts 200 (wie nachfolgend beschrieben) stellt sicher, dass die äußere Kondensationsfläche 174 bei oder unterhalb des Gefrierpunkts von Xenon-Gas 132G liegt.
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Das Kontrollgerät 200 sendet zusätzlich ein Signal Sg4 zum Laser 12 im Lichtquellen-Abschnitt 41 (4), um die Bildung des Laserstrahls 13 zu beginnen bzw. zu initiieren. Das Kontrollgerät 200 empfängt ebenfalls ein Temperatursignal ST vom Temperatursensor TS sowie ein Drucksignal SP vom Drucksensor PS, die jeweils Temperatur- und Druckinformationen zur Isolierung des Helium-Wärmetransfergases 142GS im geschlossenen Innenraum 172 enthalten. Diese Temperatur- und Druckinformationen werden in einer Ausführungsform verwendet, um den Betrieb der ersten und zweiten Kühlstufe 184 und 186 zu kontrollieren. Die erste und zweite Kühlstufe 184 und 186 und der zweistufige Kryostat-Kältefinger 180 definieren ein Kühlgerät, das einen supergekühlten Zylinder für den verschlossenen Innenraum 172 darstellt.
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Wenn gefrorenes Xenon 132F durch die Blende 164 gelangt, bestrahlt der fokussierte Laserstrahl 13 das gefrorene Xenon 132F und bildet das LPP 24 (im Phantombild gezeigt), das EUV-Strahlung 30 im Allgemeinen in der +Richtung emittiert. In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine vorgegebene Position im gefrorenen Xenon 132F mit multiplen bzw. Vielfach- bzw. Mehrfachpulsen einer Strahlung des Laserstrahls 13 belichtet. Dies ermöglicht eine langsamere Drehung des drehbaren Behälters 170.
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Die kontinuierliche Passage von gefrorenem Xenon 132F an der Blende 164 ermöglicht hohe Wiederholungsraten und lange Laufzeiten für das LPP 24.
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Vorteile des LPP-Target-Systems 40 auf Xenon-Basis der vorliegenden Offenbarung umfassen minimale Fremdkörperbildung aus dem gefrorenen Xenon 132F, relativ lange Laufzeiten, mechanische Einfachheit und Kompaktheit.
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SOCOMO ohne erste Spiegelmehrfachschicht
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Ein beispielhafter Aufbau des LPP-GIC-SOCOMOs 100 weist keinen mehrlagig beschichteten ”ersten Spiegel” auf, d. h. der Spiegel oder der Spiegel-Abschnitt, auf den die EUV-Strahlung 30 zuerst auftrifft (d. h. zuerst reflektiert wird), weist keine mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung 18 auf. In einem weiteren beispielhaften Aufbau des LPP-GIC-SOCOMOs 100 ist der erste Spiegel im Wesentlichen ein Spiegel mit streifendem Einfall (grazing-incidence mirror). In anderen Ausführungsformen kann der erste Spiegel eine mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung 18 aufweisen.
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Ein Hauptvorteil des LPP-GIC-SOCOMOs 100 ist, dass dessen Leistungsfähigkeit nicht vom Fortbestand einer mehrfachbeschichteten bzw. vielfachbeschichteten reflektiven Fläche abhängt. Beispielhafte Ausführungsformen des GIC-Spiegels MG weisen zumindest eine segmentierte GIC-Spiegelhülle bzw. -schale auf, wie die GIC-Spiegelhülle bzw. -schale M1, die in 6 gezeigt ist. Die GIC-Spiegelhülle bzw. -schale M1 ist so gezeigt, dass sie ein Doppelspiegelsegment M1A und M1B mit jeweils ersten und zweiten Flächen Sf1 und Sf2 aufweist. Die erste Fläche Sf1 liefert die erste Reflektion (und ist damit der ”erste Spiegel”) und die zweite Fläche Sf2 liefert eine zweite Reflektion, die nicht in der Sichtlinie zum LPP 24 liegt. In einer beispielhaften Ausführungsform trägt die zweite Fläche Sf2 eine mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung 18, da die Intensität der einmal reflektierten EUV-Strahlung 30 wesentlich abgeschwächt wird und sie normalerweise nicht in der Sichtlinie des LPP 24 liegt, wodurch der Anteil an Ionen und neutralen Atomen, die bei der mehrlagigen bzw. Vielfach-Beschichtung 18 auftreffen, minimiert wird.
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GIC- gegenüber NIC-SOCOMOs
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Es gibt bestimmte Abstriche bei der Verwendung eines LPP-GIC-SOCOMO 100 gegenüber einem LPP-NIC-SOCOMO 10. Beispielsweise kann das LPP-NIC-SOCOMO 10 für einen gegebenen Kollektorwinkel der EUV-Strahlung 30 vom LPP 24 kompakter ausgestaltet sein als das LPP-GIC-SOCOMO 100.
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Auch kann das LPP-NIC-SOCOMO 10 im Prinzip so ausgestaltet werden, dass es EUV-Strahlung 30, emittiert von der Quelle mit Winkeln größer als 90° (bezogen auf die optische Achse A1), sammelt und somit eine größere Kollektoreffizienz erlaubt. Jedoch wird dieser Vorteil in der Praxis normalerweise nicht verwendet, weil dies zu übermäßigen NIC-Durchmessern oder übermäßigen Winkeln führt, die die EUV-Strahlung 30 mit der optischen Achse A1 beim Zwischenfokus IF bildet.
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Auch die durch ein LPP-GIC-SOCOMO 100 erzeugte Intensitätsverteilung im fernen Feld weist zusätzliche Abschattungen bzw. Verdunklungen bzw. Verschleierungen bzw. Obskurationen aufgrund des Schattens der Dicke der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen M1 und M2 und der mechanischen Struktur, die die GIC-Spiegel MG trägt bzw. hält, auf. Jedoch erläutert die vorliegende Offenbarung nachfolgend Ausführungsformen, wobei die GIC-Oberfläche eine Flächenkorrektur aufweist, die den Abschattungs- bzw. Verdunklungseffekt der GIC-Spiegelhüllen- bzw. -schalendicken abschwächt und die Gleichmäßigkeit des Fokusflecks FS beim Zwischenfokus IF verbessert.
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Weiterhin ist der Fokusfleck FS beim Zwischenfokus IF im Allgemeinen beim LPP-GIC-SOCOMO 100 größer als beim LPP-NIC-SOCOMO 10. Dieser Größenunterschied hängt hauptsächlich mit den GIC-Spiegelfehlern zusammen, die wahrscheinlich mit der fortschreitenden technologischen Entwicklung abnehmen werden.
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Insgesamt wird allgemein angenommen, dass die oben erwähnten Abstriche weitestgehend durch die Vorteile einer längeren Haltbarkeitsdauer im Betrieb, reduzierte Kosten, Vereinfachung und reduzierte Instandhaltungs- bzw. Wartungskosten und weiteren Punkten bei Verwendung eines LPP-GIC-SOCOMOs 100 aufgewogen werden.
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Beispielhafter GIC-Spiegel für das LPP-GIC-SOCOMO
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7 ist eine schematische Seitenansicht eines Bereichs eines beispielhaften GIC-Spiegels MG zur Verwendung im LPP-GIC-SOCOMO
100. Beispielsweise besteht das optische Design des GIC-Spiegels MG von
7 tatsächlich aus 8 verschachtelten bzw. genesteten GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen
250 mit zylindrischer Symmetrie um die optische Achse A1, wie in
8 gezeigt. Um die Anzahl der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen
250 zu minimieren, sind im vorliegenden Beispiel die ersten drei innersten GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen
250 elliptisch, wohingegen die fünf äußersten GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen
250 auf einem außeraxialen Doppelreflexionsdesign bzw. einem Doppelreflexionsdesign abweichend von der Achse (off-axis double-reflection design) basieren, mit elliptischen und hyperbolischen Querschnitten, wie beschrieben, in der europäischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr.
EP 1 901 126 A1 mit dem Titel ”A collector optical system” („Ein optisches Kollektorsystem”), wobei die Anmeldung hier durch Bezugnahme einbezogen wird.
7 zeigt zwei der äußersten GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen
250 mit einem elliptischen Abschnitt
250E und einem hyperbolischen Abschnitt
250H.
7 zeigt ebenfalls den Quellfokus SF (source focus), den virtuellen gemeinsamen Fokus CF (common focus) und den Zwischenfokus IF (intermediate focus), genauso wie die Achsen AE und AH für die elliptischen und hyperbolischen Abschnitte
250E bzw.
250H der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen
250. Der Abstand zwischen dem virtuellen gemeinsamen Fokus CF und dem Zwischenfokus IF beträgt ΔL. Der virtuelle gemeinsame Fokus CF weicht von der optischen Achse A1 um einen Abstand Δr ab. Die gesamte optische Fläche wird durch eine Drehung bzw. einen Umlauf der Abschnitte
250E und
250H, um die optische Achse A1 erhalten.
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Beispieldesigns für den Beispiel-GIC-Spiegel MG sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 nachfolgend angegeben. Die optischen Hauptparameter des Designs sind: a) ein Abstand ΔL zwischen dem LPP 24 und dem Zwischenfokus IF von 2400 mm und b) ein maximaler Kollektorwinkel auf der LPP-Seite von 70,7°. In einer Beispielausführungsform bzw. einem Ausführungsbeispiel umfasst jede GIC-Spiegelhülle bzw. -schale 250 eine Ru-Beschichtung für eine verbesserte Reflektivität bei den EUV-Wellenlängen. Die nominale Kollektoreffizienz des GIC-Spiegels MG für die EUV-Strahlung 30 einer Wellenlänge von 13,5 nm, wenn die optischen Flächen der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen 250 mit Ru beschichtet sind, beträgt 37,6%, bezogen auf die 2π-Steradiant-Emission vom LPP 24.
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Da eine LPP-EUV-Quelle viel kleiner ist als eine entladungserzeugte Plasma-(discharge-produced plasma)(DPP)-EUV-Quelle (typischerweise um einen Faktor 10 der Fläche), ermöglicht die Verwendung des LPPs 24 eine bessere Anpassung der Etendue zwischen dem Austritt aus dem GIC-Spiegel MG und dem Eingang des Beleuchtungsgeräts. Insbesondere kann der Kollektorwinkel beim LPP 24 auf sehr große Werte erhöht werden mit vernachlässigbarem oder sehr begrenztem Effizienzverlust aufgrund der falschen Anpassung der Etendue zwischen dem GIC-Spiegel MG und dem Beleuchtungsgerät. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Kollektorhalbwinkel sich an 70° annähern oder 70° übersteigen.
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Die Dimension des LPPs 24 hat einen Nachteil, dahingehend, dass die Gleichförmigkeit der Intensitätsverteilung im fernen Feld dazu neigt, schlechter zu werden als für eine DPP-Quelle für ein vorgegebenes optisches Kollektordesign. Da das LPP 24 kleiner ist, neigen die Fernfeldschatten aufgrund der Dicke der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen 250 in der Tat dazu, für eine LPP-Quelle schärfer zu sein als für eine DPP-Quelle.
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Um diesen Effekt zumindest teilweise zu kompensieren, wird eine Oberflächenkorrektur (d. h. des optischen Profils) zu jeder GIC-Spiegelhülle bzw. -schale
250 zugefügt, um die Gleichförmigkeit der Intensitätsverteilung im fernen Feld zu verbessern (siehe Veröffentlichungs-Nr.
WO 2009/095219 A1 , mit dem Titel ”Improved grazing incidence collector optical systems for EUV and X-ray applications” (”Verbesserte optische Systeme mit Kollektor mit streifendem Einfall für EUV- und Röntgenstrahlenanwendungen”), wobei die Veröffentlichung hier durch Bezugnahme einbezogen wird). Somit weist jede GIC-Spiegelhülle bzw. -schale
250 in einer beispielhaften Ausführungsform des GIC-Spiegels MG hierauf überlagert eine polynomiale (parabolische) Korrektur gleich Null an den zwei Kanten der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen
250 und mit einem Maximalwert von 0,01 mm auf.
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Tabelle 1 und Tabelle 2 stellen ein Beispieldesign für den GIC-Spiegel MG, der in
10 gezeigt ist, dar. Die ”Spiegelnr.” ist die Zahl der speziellen GIC-Spiegelhülle bzw. -schale
250, nummeriert ausgehend von der innersten GIC-Spiegelhülle bzw. -schale
250 zur äußersten GIC-Spiegelhülle bzw. -schale
250.
| TABELLE 1 |
| Spiegelnr. | Hyperbel | Ellipse | Spiegelradien [mm] |
| konische Konstante | Krümmungsradius [mm] | konische Konstante | Krümmungsradius [mm] | Maximum | Ellipsen-Hyperbel-Übergang | Minimum |
| 1 | - | - | –0,990478 | 11,481350 | 83,347856 | - | 65,369292 |
| 2 | - | - | –0,979648 | 24,674461 | 122,379422 | - | 94,644337 |
| 3 | - | - | –0,957302 | 52,367323 | 179,304368 | - | 137,387744 |
| 4 | –1,066792 | 29,401382 | –0,963621 | 61,100890 | 202,496127 | 192,634298 | 152,384167 |
| 5 | –1,072492 | 34,268782 | –0,949865 | 86,379783 | 228,263879 | 216,839614 | 169,639161 |
| 6 | –1,090556 | 46,865545 | –0,941216 | 104,704248 | 257,297034 | 243,541412 | 188,559378 |
| 7 | –1,111163 | 61,694607 | –0,926716 | 134,626393 | 293,432077 | 276,198514 | 208,671768 |
| 8 | –1,134540 | 81,393448 | –0,905453 | 180,891785 | 340,258110 | 317,294990 | 229,102808 |
| TABELLE 2 |
| Spiegelnr. | Position des virtuellen gemeinsamen Fokus CF im Hinblick auf den Zwischenfokus IF |
| ΔL, parallel zur optischen Achse A1 [mm] | Δr, quer bzw. schräg zur optischen Achse A1 [mm] |
| 1 | - | - |
| 2 | - | - |
| 3 | - | - |
| 4 | 3293,000000 | 171,500000 |
| 5 | 3350,000000 | 237,000000 |
| 6 | 3445,000000 | 276,300000 |
| 7 | 3521,000000 | 335,250000 |
| 8 | 3616,000000 | 426,950000 |
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9A ist eine graphische Darstellung der normalisierten Position im fernen Feld beim Zwischenfokus IF gegen die Intensität (beliebige Einheiten) für Lichtstrahlen, die hierauf auftreffen, für den Fall, dass es keine Korrektur des GIC-Spiegelhüllen- bzw. -schalenprofils gibt. Die graphische Darstellung ist ein Maß für die Gleichförmigkeit des Zwischenbilds (d. h. den ”Fokusfleck” FS) des LPP 24, wie beim Zwischenfokus IF gebildet. Das LPP 24 wird als eine Kugel mit einem Durchmesser von 0,2 mm angenommen.
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9B ist dieselbe graphische Darstellung, jedoch mit der oben beschriebenen Korrektur der GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen 250. Der Vergleich der zwei graphischen Darstellungen von 9A und 9B zeigt wesentlich reduzierte Oszillationen hinsichtlich der Intensität in 9B und somit eine signifikante Verbesserung der Gleichförmigkeit im fernen Feld des Fokusflecks FS beim Zwischenfokus IF als Ergebnis der korrigierten Flächen für die GIC-Spiegelhüllen bzw. -schalen 250.
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EUV-Lithographiesystem mit LPP-GIC-SOCOMO
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10 ist ein beispielhaftes EUV-Lithographiesystem (”Lithographiesystem”) 300 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Beispielhafte Lithographiesysteme 300 werden beispielsweise in den US-Patentanmeldungen Nrn. US 2004/0265712 A1, US 2005/0016679 A1 und US 2005/0155624 A1 offenbart, die hier durch Bezugnahme einbezogen sind.
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Das Lithographiesystem 300 umfasst eine Systemachse A3 und eine EUV-Lichtquelle LS, die ein LPP-GIC-SOCOMO 100 mit der optischen Achse A1 aufweist und mit dem LPP-Target-System 40, basierend auf Xenon-Eis, wie oben beschrieben, das das LPP 24 erzeugt, das Betriebs-EUV-Strahlung 30 bei λ = 13,5 nm emittiert.
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Das LPP-GIC-SOCOMO 100 umfasst den GIC-Spiegel MG und ggf. die RCED 110, wie oben beschrieben. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der GIC-Spiegel MG wie in der US-Patentanmeldung Serien-Nr. 12/592,735, die hier durch Bezugnahme einbezogen wird, gekühlt. Ebenfalls in einem Beispiel ist die RCED 110 gekühlt.
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Der GIC-Spiegel MG ist angrenzend und stromabwärts der EUV-Lichtquelle LS angeordnet, wobei die optische (Kollektor-)Achse A1 entlang der Systemachse A3 liegt. Der GIC-Spiegel MG sammelt die Betriebs-EUV-Strahlung 30 (d. h. Lichtstrahlen LR) von der EUV-Lichtquelle LS, die am Quellfokus SF angeordnet ist, und die gesammelte Strahlung bildet das Quellbild IS (d. h. einen Fokusfleck) beim Zwischenfokus IF. Die RCED 110 dient dazu, das Sammeln der EUV-Strahlung 30 zu verbessern, indem die EUV-Strahlung 30, die es ansonsten nicht zum Zwischenfokus schaffen würde, durch den Trichter zum Zwischenfokus IF geführt wird. In einem Beispiel umfasst das LPP-GIC-SOCOMO 100 das LPP-Target-System 40, den GIC-Spiegel MG und die RCED 110.
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Eine Ausführungsform der RCED 110, wie oben erläutert, im Zusammenhang mit 3B umfasst mindestens ein Trichterelement 111. In einem Beispiel ist das Trichterelement 111 das stromabwärts gelegene Trichterelement 111D, aufgebaut, um EUV-Strahlung 30 vom Fokusfleck FS beim Zwischenfokus IF zu einer stromabwärtigen Position zu lenken bzw. zu führen, wie zur Beleuchtungsoptik (Beleuchtungsgerät), stromabwärts des Zwischenfokus IF. In einem weiteren Beispiel ist das Trichterelement 111 ein stromaufwärts gelegenes Trichterelement 111U, das die EUV-Strahlung 30 lenkt bzw. führt, um den Fokusfleck FS beim Zwischenfokus IF zu bilden, einschließlich Sammeln der Strahlung, die ansonsten an der Bildung des Fokusflecks FS nicht teilnehmen würde. In einem Beispiel umfasst die RCED 110 sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts Trichterelemente 111U und 111D. Die RCED 110 dient dazu, die projizierte Strahlung beim Beleuchtungsgerät gleichmäßiger und hierdurch bei der Retikelebene besser verwendbar zu machen.
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Ein Beleuchtungssystem 316 mit einem Eintrittsende 317 und einem Austrittsende 318 ist entlang der Systemachse A3 und angrenzend und stromabwärts des GIC-Spiegels MG mit dem Eintrittsende, angrenzend an den GIC-Spiegel MG, angeordnet. Das Beleuchtungssystem 316 nimmt am Eintrittsende 317 EUV-Strahlung 30 vom Quellbild IS auf und gibt am Austrittsende 318 einen im Wesentlichen gleichförmigen EUV-Strahlungsstrahl 320 aus (d. h. verdichtete EUV-Strahlung). Wenn das Lithographiesystem 300 ein System vom Scantyp ist, wird der EUV-Belichtungsstrahl 320 typischerweise als im Wesentlichen gleichförmige Linie (z. B. ein Ringfeld) von EUV-Strahlung 30 beim reflektiven Retikel 336 gebildet, die über das reflektive Retikel 336 scannt.
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Ein optisches Projektionssystem 326 ist entlang der (gefalteten) Systemachse A3 stromabwärts des Beleuchtungssystems 316 und stromabwärts des belichteten reflektiven Retikels 336 angeordnet. Das optische Projektionssystem 326 weist ein Eintrittsende 327 auf, gegenüberliegend dem Austrittsende 318 des Beleuchtungssystems 316 und entgegengesetzt zum Austrittsende 328. Ein reflektives Retikel 336 ist angrenzend an das Eintrittsende 327 des optischen Projektionssystems 326 angeordnet und ein Halbleiterwafer 340 ist angrenzend an das Austrittsende 328 des optischen Projektionssystems 326 angeordnet. Das reflektive Retikel 336 umfasst ein Muster (nicht gezeigt), das auf den Halbleiterwafer 340, der eine photosensitive Beschichtung (z. B. Photoresistschicht) 342 umfasst, übertragen werden soll. Im Betrieb bestrahlt der vereinheitlichte EUV-Bestrahlungsstrahl 320 das reflektive Retikel 336 und wird hiervon reflektiert, und das Muster darauf wird durch das optische Projektionssystem 326 auf der photosensitiven Beschichtung 342 des Halbleiterwafers 340 abgebildet. In einem Lithographiesystem 300 vom Scantyp scannt das Bild des reflektiven Retikels über die photosensitive Beschichtung 342, um das Muster über dem Belichtungsfeld zu bilden. Das Scannen wird typischerweise durch Bewegen des reflektiven Retikels 336 und des Halbleiterwafers 340 in synchroner Art und Weise erreicht.
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Wenn das Retikelmuster einmal abgebildet und auf dem Halbleiterwafer 340 aufgezeichnet wurde, wird der mit dem Muster versehene Halbleiterwafer 340 dann unter Verwendung von standardphotolithographischen und Halbleiterverarbeitungstechniken verarbeitet, um integrierte Schaltungschips (ICs) zu bilden.
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Es ist festzuhalten, dass im Allgemeinen die Komponenten des Lithographiesystems 300 aus Gründen der Veranschaulichung so gezeigt sind, dass sie in 10 entlang einer gemeinsamen gefalteten Systemachse A3 liegen. Ein Fachmann im Stand der Technik wird verstehen, dass es häufig eine Abweichung zwischen Eintritts- und Austrittsachse für verschiedene Komponenten, wie für ein Beleuchtungssystem 316 und ein optisches Projektionssystem 326, gibt.
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Es wird für den Fachmann im Stand der Technik offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung die Modifikationen und Variationen dieser Offenbarung abdeckt, vorausgesetzt, sie liegen im Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Aquivalente.
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Die Erfindung umfasst Aspekte, die in den nachfolgenden Sätzen offenbart sind, die Teil der Beschreibung darstellen, aber keine Ansprüche sind:
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Sätze
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- 1. Quellkollektormodul für ein Extrem-Ultraviolett-(EUV)-Lithographiesystem, umfassend:
einen Laser, der einen gepulsten Laserstrahl erzeugt;
einen Faltspiegel, angeordnet entlang einer Quellkollektormodulachse und aufgebaut, um den gepulsten Laserstrahl aufzunehmen und den gepulsten Laserstrahl entlang der Quellkollektormodulachse in einer ersten Richtung zu reflektieren;
eine Xenon-Eisquelle, aufgebaut, um Xenon-Eis bei einer Bestrahlungsposition bereitzustellen, wo das Xenon-Eis durch den gepulsten Laserstrahl bestrahlt wird, wodurch ein lasererzeugtes Plasma (LPP) geschaffen wird, das EUV-Strahlung in einer zweiten Richtung erzeugt, die im Allgemeinen entgegengesetzt zur ersten Richtung ist; und
einen Kollektorspiegel mit streifendem Einfall (grazing-incidence collector (GIC) mirror) mit einem Eintrittsende und einem Austrittsende und angeordnet, um die EUV-Strahlung am Eintrittsende aufzunehmen und die aufgenommene EUV-Strahlung am Zwischenfokus, angrenzend an das Austrittsende, zu fokussieren.
- 2. Quellkollektormodul nach Satz 1, weiterhin umfassend:
einen drehbaren Behälter mit einer zentralen Achse, eine Kondensationsfläche und ein inneres, das einen Kältefinger und ein Isolationsgas enthält, so dass Xenon-Gas, das über die Kondensationsfläche strömt, auf der Kondensationsfläche kondensiert, um das Xenon-Eis zu bilden.
- 3. Quellkollektormodul nach Satz 2, wobei die Kondensationsfläche zumindest teilweise von einem Wärmeschild umgeben ist, das eine Blende an der Bestrahlungsposition aufweist, die es dem Laserstrahl ermöglicht, auf das Xenon-Eis aufzutreffen.
- 4. Quellkollektormodul nach Satz 2, weiterhin umfassend eine Drehantriebseinheit, die mit dem drehbaren Behälter mechanisch gekoppelt ist und aufgebaut ist, um zu bewirken, dass der drehbare Behälter sich um seine zentrale Achse dreht.
- 5. Quellkollektormodul nach Satz 4, wobei das Xenon-Eis einen Bereich um die Kondensationsfläche bildet und wobei die Drehung des drehbaren Behälters bewirkt, dass der Bereich sich durch die Belichtungsposition dreht.
- 6. Quellkollektormodul nach Satz 1, weiterhin umfassend eine Strahlungskollektor-Verstärkungsvorrichtung (RCED), angeordnet angrenzend an den Zwischenfokus, wobei die RCED mindestens ein Trichterelement aufweist, das auf mindestens einer Seite des Zwischenfokus axial angeordnet ist, wobei das mindestens eine Trichterelement ein enges Ende aufweist, das sich am nächsten zum Zwischenfokus befindet.
- 7. Quellkollektormodul nach Satz 6, wobei die RCED erste und zweite Trichterelemente aufweist, die auf den jeweiligen Seiten des Zwischenfokus angeordnet sind.
- 8. Quellkollektormodul nach Satz 1, wobei der GIC-Spiegel eine erste reflektive Fläche aufweist, die keine mehrlagige Beschichtung bzw. Vielfach-Beschichtung aufweist.
- 9. Quellkollektormodul nach Satz 1, wobei der GIC-Spiegel eines von aufweist: Eine Ru-Beschichtung oder eine mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung.
- 10. Quellkollektormodul nach Satz 1, wobei der GIC-Spiegel mindestens eine segmentierte GIC-Hülle bzw. -Schale mit einer ersten reflektierenden Fläche ohne mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung und eine zweite reflektierende Fläche mit einer mehrlagigen bzw. Vielfach-Beschichtung aufweist.
- 11. Extrem-Ultraviolett-(EUV)-Lithographiesystem zum Belichten eines reflektiven Retikels, umfassend:
das Quellkollektormodul nach Satz 1;
ein Beleuchtungsgerät, aufgebaut, um die fokussierte EUV-Strahlung aufzunehmen, die am Zwischenfokus gebildet wird, und verdichtete EUV-Strahlung zur Belichtung des reflektiven Retikels zu bilden.
- 12. EUV-Lithographiesystem nach Satz 11, weiterhin umfassend eine Strahlungskollektor-Verstärkungsvorrichtung (RCED), angeordnet angrenzend an den Zwischenfokus, wobei die RCED mindestens ein Trichterelement aufweist, das auf mindestens einer Seite des Zwischenfokus axial angeordnet ist, wobei das mindestens eine Trichterelement ein enges Ende am nächsten zum Zwischenfokus aufweist, wobei die RCED dazu dient, dem Beleuchtungsgerät mehr EUV-Strahlung bereitzustellen, als wenn die RCED nicht vorliegen würde.
- 13. EUV-Lithographiesystem nach Satz 12 zum Bilden eines gemusterten Bilds auf einem photosensitiven Halbleiterwafer, weiterhin umfassend:
ein optisches Projektionssystem, angeordnet stromabwärts des reflektiven Retikels und aufgebaut, um die vom reflektiven Retikel reflektierte EUV-Strahlung aufzunehmen und hiervon das gemusterte Bild auf dem photosensitiven Halbleiterwafer zu bilden.
- 14. Verfahren zum Sammeln von Extrem-Ultraviolett-(EUV)-Strahlung von einem lasererzeugten Plasma (LPP), umfassend:
Bereitstellen eines Kollektorspiegels mit streifendem Einfall (grazing-incidence collector (GIC) mirror) entlang einer Achse, wobei der GIC-Spiegel Eintritts- und Austrittsenden aufweist;
Anordnen des LPP-Target-Systems angrenzend an das Eintrittsende des GIC-Spiegels, aufgebaut, um Xenon-Eis bereitzustellen, und Vorüberbewegen des Xenon-Eises an der Belichtungsposition;
Senden eines gepulsten Laserstrahls entlang der Achse des GIC-Spiegels und durch den GIC-Spiegel vom Austrittsende zum Eintrittsende und zum Xenon-Eis bei der Bestrahlungsposition, wodurch das LPP gebildet wird, das die EUV-Strahlung emittiert; und
Sammeln eines Teils der EUV-Strahlung vom LPP mit dem GIC-Spiegel am Eintrittsende des GIC-Spiegels und Richten bzw. Lenken der gesammelten EUV-Strahlung aus dem Austrittsende des GIC-Spiegels, um einen Fokusfleck am Zwischenfokus zu bilden.
- 15. Verfahren nach Satz 14, weiterhin umfassend:
Bereitstellen einer Strahlungskollektor-Verstärkungsvorrichtung (RCED), angeordnet angrenzend an den Zwischenfokus, wobei die RCED mindestens ein Trichterelement aufweist, das auf mindestens einer Seite des Zwischenfokus axial angeordnet ist, wobei das mindestens eine Trichterelement ein enges Ende am nächsten zum Zwischenfokus aufweist.
- 16. Verfahren nach Satz 14, weiterhin umfassend:
Bereitstellen eines stromaufwärtigen Trichterelements zwischen dem Austrittsende des GIC-Spiegels und dem Zwischenfokus und Lenken bzw. Richten eines Teils der EUV-Strahlung mit dem stromaufwärtigen Trichterelement zum Zwischenfokus, die ansonsten nicht zum Zwischenfokus gerichtet bzw. gelenkt werden werde; und
Bereitstellen eines stromabwärtigen Trichterelements, angrenzend an den Zwischenfokus, entgegengesetzt zum GIC-Spiegel, um die EUV-Strahlung vom Zwischenfokus zu sammeln und zu einer stromabwärtigen Position zu richten bzw. zu lenken.
- 17. Verfahren nach Satz 14, weiterhin umfassend das Bewegen des Xenon-Eis durch Bilden des Xenon-Eis als einen Bereich von Xenon-Eis auf einer Kondensationsfläche und dann Drehen der Kondensationsfläche.
- 18. Verfahren nach Satz 14, weiterhin umfassend:
Bereitstellen des GIC-Spiegels mit einer ersten reflektiven Fläche, die keine mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung aufweist.
- 19. Verfahren nach Satz 14, weiterhin umfassend:
Bereitstellen des GIC-Spiegels mit mindestens einem von: Einer Ru-Beschichtung oder einer mehrlagigen bzw. Vielfach-Beschichtung.
- 20. Verfahren nach Satz 14, weiterhin umfassend:
Bereitstellen des GIC-Spiegels mit mindestens einer segmentierten GIC-Hülle bzw. -Schale, die eine erste reflektierende Fläche und eine zweite reflektierende Fläche aufweist, wobei die zweite reflektierende Fläche die mehrlagige bzw. Vielfach-Beschichtung aufweist.
- 21. Verfahren nach Satz 14, weiterhin umfassend:
Bilden von verdichteter EUV-Strahlung aus der EUV-Strahlung beim Zwischenfokus zum Belichten eines reflektiven Retikels.
- 22. Verfahren nach Satz 21, weiterhin umfassen:
Aufnehmen der reflektierten EUV-Strahlung vom reflektiven Retikel, um hieraus das gemusterte Bild auf dem photosensitiven Halbleiterwafer unter Verwendung eines optischen Projektionssystems zu bilden.
- 23. Lasererzeugtes Plasma-(LPP)-Target-System, umfassend:
einen Laser, der einen gepulsten Laserstrahl erzeugt;
eine Kondensationsfläche, gekühlt, um einen Bereich von Xenon-Eis hierauf zu kondensieren; und
eine Drehantriebseinheit, die mit der Kondensationsfläche mechanisch gekoppelt ist und aufgebaut ist, um die Drehung des Bereichs von Xenon-Eis, die hierauf gebildet ist, an der Belichtungsposition vorüber zu bewirken, wo der gepulste Laserstrahl auf das Xenon-Eis auftrifft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1901126 A1 [0058]
- WO 2009/095219 A1 [0062]
