DE102012204142A1 - Collector for microlithography projection exposure apparatus used during manufacture of micro-or nano-structured component, has movable portion that is moved to adjust spatial extent of radiation in region of intermediate focus - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kollektor für eine Projektionsbelichtungsanlage. Die Erfindung betrifft außerdem eine Beleuchtungsoptik und ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beleuchten eines Objektfeldes. Schließlich betrifft die Erfindung eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie, ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Bauelements und ein mikrostrukturiertes Bauelement. The invention relates to a collector for a projection exposure apparatus. The invention also relates to an illumination optics and a lighting system for a projection exposure apparatus. Furthermore, the invention relates to a method for illuminating an object field. Finally, the invention relates to a projection exposure apparatus for microlithography, a method for producing a microstructured component and a microstructured component.
Kollektoren für Projektionsbelichtungsanlagen sind bekannt aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kollektor für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. It is an object of the present invention to improve a collector for a projection exposure apparatus.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Kollektor gemäß Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a collector according to claim 1.
Der Kern der Erfindung besteht darin, einen Kollektor verstellbar auszubilden. Der Kollektor weist insbesondere mindestens eine verstellbare Kollektorschale, das heißt eine Kollektorschale mit mindestens einem verstellbaren Abschnitt auf. Hierdurch ist es möglich, die Ortsausdehnung des Bildes der vom Kollektor in einen Zwischenfokus abgebildeten Strahlungsquelle zu verändern. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kollektors lässt sich insbesondere die Ortsausdehnung einer sekundären Strahlungsquelle beeinflussen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Ortsausdehnung der sekundären Strahlungsquelle unabhängig von einem Lichtleitwert einer spezifischen primären Strahlungsquelle zu machen. Der Kollektor ist mit anderen Worten schaltbar. Er ist insbesondere an den Lichtleitwert der Strahlungsquelle anpassbar. The essence of the invention is to make a collector adjustable. In particular, the collector has at least one adjustable collector shell, that is to say a collector shell with at least one adjustable section. This makes it possible to change the spatial extent of the image of the radiation source imaged by the collector in an intermediate focus. With the aid of the collector according to the invention, in particular the local extent of a secondary radiation source can be influenced. This makes it possible, in particular, to make the local extent of the secondary radiation source independent of an optical conductivity of a specific primary radiation source. The collector is in other words switchable. It is particularly adaptable to the light conductance of the radiation source.
Die Kollektorschale ist insbesondere derart verstellbar, dass die Ausdehnung des Bildes der Strahlungsquelle, das heißt die Ausdehnung der sekundären Strahlungsquelle, um mindestens 10%, insbesondere mindestens 30%, insbesondere mindestens 50% veränderbar ist.The collector shell is in particular adjustable such that the extent of the image of the radiation source, that is, the extent of the secondary radiation source, by at least 10%, in particular at least 30%, in particular at least 50% is variable.
Vorzugsweise weist der Kollektor einen veränderbaren Abbildungsmaßstab auf. Der Kollektor weist insbesondere einen kontinuierlich veränderbaren Abbildungsmaßstab auf. Hierdurch ist eine besonders präzise Anpassung der Ortsausdehnung der sekundären Strahlungsquelle möglich.Preferably, the collector has a variable magnification. In particular, the collector has a continuously variable magnification. As a result, a particularly precise adaptation of the local extent of the secondary radiation source is possible.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Another object of the invention is to improve an illumination optical system for a projection exposure apparatus. This object is solved by the features of
Die Vorteile entsprechen den für den Kollektor beschriebenen.The advantages correspond to those described for the collector.
Die Beleuchtungsoptik kann vorzugsweise eine Kollektor-Einheit mit einer Wechsel-Einrichtung mit mindestens zwei gegeneinander auswechselbaren Kollektoren aufweisen. Auf diese Weise ist es besonders einfach möglich, den Kollektor der Beleuchtungsoptik an unterschiedliche Strahlungsquellen, insbesondere an Strahlungsquellen mit unterschiedlichen Lichtleitwerten anzupassen.The illumination optics may preferably have a collector unit with a changeover device with at least two collectively interchangeable collectors. In this way, it is particularly easy to adapt the collector of the illumination optics to different radiation sources, in particular to radiation sources with different light conductance.
Mindestens einer der Kollektoren kann wie vorhergehend beschrieben verstellbar ausgebildet sein. Hierdurch wird die Flexibilität der Kollektor-Einheit weiter vergrößert.At least one of the collectors may be designed to be adjustable as described above. As a result, the flexibility of the collector unit is further increased.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.Another object of the invention is to improve a lighting system for a projection exposure apparatus. This object is solved by the features of
Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.The advantages are the same as those described above.
Bei der Strahlungsquelle handelt es sich insbesondere um eine EUV-Strahlungsquelle. Bei der EUV-Strahlung handelt es sich insbesondere um Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 5 nm bis 30 nm, insbesondere mit einer Wellenlänge im Bereich von 13 nm bis 14 nm oder im Bereich von 6,5 nm bis 7 nm. The radiation source is in particular an EUV radiation source. The EUV radiation is in particular radiation having a wavelength in the range of 5 nm to 30 nm, in particular having a wavelength in the range of 13 nm to 14 nm or in the range of 6.5 nm to 7 nm.
Es kann sich insbesondere um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Glasentladung, Gas Discharge-Produced Plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser-Produced Plasma) handeln. In particular, it can be a plasma source, for example a GDPP source (plasma discharge by glass discharge, gas discharge-produced plasma) or an LPP source (plasma generation by laser, laser-produced plasma).
Die EUV-Strahlung wird insbesondere im Bereich eines ersten Fokus des Kollektors erzeugt. The EUV radiation is generated in particular in the region of a first focus of the collector.
Die Kollektor-Einheit ist insbesondere derart verstellbar, dass ein vorgegebener Bereich in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik unabhängig vom Lichtleitwert der Strahlungsquelle zu mindestens 90% ausleuchtbar ist. Unter einer Pupillenebene sei hierbei auch die zu der Pupillenebene konjugierte Zwischenfokus-Ebene verstanden. Die Kollektor-Einheit ist insbesondere derart verstellbar, dass eine Blenden-Öffnung im Bereich des Zwischenfokus zu mindestens 90% ausleuchtbar ist. Dies führt dazu, dass einzelne Pupillenfacetten eines Pupillenfacettenspiegels, deren Größe an die Öffnung einer derartigen Blende im Zwischenfokus angepasst ist, zu mindestens 90% ausleuchtbar sind. Auf Grundlage von Lage- und Ausrichtungstoleranz kann jeweils vorgesehen sein, einen Randbereich einer Pupillenfacette nicht mit Beleuchtungslicht zu füllen, um Stabilitätsprobleme zu vermeiden. Unter einer Größe einer Pupillenfacette wird daher in diesem Zusammenhang nur die Größe verstanden, die unter Berücksichtigung von Toleranzen nutzbar ist. Mittels der erfindungsgemäßen Kollektor-Einheit ist es insbesondere möglich, die Pupillenfacetten unabhängig von der verwendeten Strahlungsquelle des Beleuchtungssystems, insbesondere unabhängig von deren Lichtleitwert, zu mindestens 90%, insbesondere vollständig auszuleuchten. Hierdurch lässt sich die Anzahl der ausgeleuchteten Pupillenfacetten, das heißt die Pupillenfüllung, minimieren, was zu einem verbesserten Kontrast des Luftbildes und zu einem vergrößerten Prozessfenster führt. Insbesondere führt ein verbesserter Kontrast zu einer erhöhten Stabilität gegen Dosisschwankung. Das Prozessfenster beschreibt unter anderem, welche Dosisschwankungen noch einen stabilen Herstellungsprozess für mikro- oder nanostrukturierte Bauelemente erlauben.The collector unit is in particular adjustable such that a predetermined area in a pupil plane of the illumination optics can be illuminated at least 90% independently of the light conductance of the radiation source. In this case, a pupil plane is also understood to mean the intermediate focus plane conjugated to the pupil plane. The collector unit is in particular adjustable in such a way that an aperture opening in the region of the intermediate focus can be illuminated to at least 90%. As a result, individual pupil facets of a pupil facet mirror whose size is adapted to the aperture of such an aperture in the intermediate focus can be illuminated to at least 90%. Based on the positional and alignment tolerance, provision may be made in each case not to fill an edge region of a pupil facet with illumination light in order to To avoid stability problems. In this context, a size of a pupil facet is understood to be only the size that can be used taking tolerances into account. By means of the collector unit according to the invention, it is possible, in particular, to illuminate the pupil facets at least 90%, in particular completely, irrespective of the radiation source used of the illumination system, in particular independently of the light conductance thereof. This makes it possible to minimize the number of illuminated pupil facets, that is to say the pupil filling, which leads to an improved contrast of the aerial image and to an enlarged process window. In particular, an improved contrast leads to increased stability against dose fluctuation. Among other things, the process window describes which dose fluctuations still allow a stable manufacturing process for micro- or nanostructured components.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Beleuchten eines Objektfeldes zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.Another object of the invention is to improve a method of illuminating an object field. This object is solved by the features of
Der Kern der Erfindung besteht darin, die vorhergehend beschriebene Kollektor-Einheit derart zu verstellen, dass ein vorgegebener Bereich in einer Pupillenebene oder einer dazu konjugierten Ebene mit einer Strahlungsquelle unabhängig von deren Lichtleitwert zu mindestens 90% ausgeleuchtet ist.The essence of the invention is to adjust the previously described collector unit in such a way that a predetermined area in a pupil plane or a plane conjugate thereto with a radiation source is illuminated at least 90% independently of its light conductance.
Die Vorteile entsprechen den vorhergehend beschriebenen.The advantages are the same as those described above.
Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem, ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements unter Verwendung der Projektionsbelichtungsanlage sowie ein durch das Verfahren hergestelltes Bauelement anzugeben. Diese Aufgaben sind erfindungsgemäß durch eine Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 9, ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 11 sowie durch ein Bauelement nach Anspruch 12 gelöst. Further objects of the invention are to provide a projection exposure apparatus for microlithography with the illumination system according to the invention, a method for producing a component using the projection exposure apparatus and a component produced by the method. These objects are achieved by a projection exposure system according to
Die Projektionsbelichtungsanlage ist vorzugsweise als Scanner ausgeführt. Die Projektionsbelichtungsanlage hat dann sowohl für das abzubildende Objekt als auch für ein Substrat, auf welches abgebildet wird, zum Beispiel einen Wafer, einen in der Scan-Richtung während der Projektionsbelichtung verlagerbaren Halter.The projection exposure apparatus is preferably designed as a scanner. The projection exposure apparatus then has both for the object to be imaged and for a substrate on which is imaged, for example a wafer, a holder that can be displaced in the scanning direction during the projection exposure.
Die Vorteile dieser Gegenstände entsprechen denjenigen, die bereits vorstehend diskutiert wurden. The benefits of these items are similar to those discussed above.
Weitere Vorteile, Details und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Diese zeigen: Further advantages, details and details of the invention will become apparent from the description of several embodiments with reference to the drawings. These show:
Bei der Strahlungsquelle
Die EUV-Strahlung
Nach dem Feldfacettenspiegel
Zur einfacheren Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der
Der Retikelhalter
Der Kollektor
Das Beleuchtungssystem
Die Verwendung einer Strahlungsquelle
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Kollektor
Durch die verringerte Pupillenfüllung wird der Kontrast des Luftbildes verbessert und das Prozessfenster vergrößert. Der Kontrast des Bildes einer Struktur auf dem Retikel, welches ein Teilbündel des Beleuchtungslichts
Wie in
Die Kollektor-Einheit
Mittels eines verstellbaren Kollektors
Mit der erfindungsgemäßen Kollektor-Einheit
Außerdem kann vorgesehen sein, einzelne Feldfacetten
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Beleuchten des Objektfeldes
Beim Einsatz der Projektionsbelichtungsanlage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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