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Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren für ein derartiges Beleuchtungssystem, ein optisches System mit einem derartigen Beleuchtungssystem, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Herstellungsverfahren für ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil unter Einsatz einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil.
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Eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem Beleuchtungssystem ist bekannt aus der
WO 2009/121 438 A1 . Eine EUV-Lichtquelle ist bekannt aus der
DE 103 58 225 B3 . Weitere Referenzen, aus denen eine EUV-Lichtquelle bekannt ist, finden sich in der
WO 2009/121 438 A1 . EUV-Beleuchtungsoptiken sind weiterhin bekannt aus der
US 2003/0043359 A1 und der
US 5,896,438 .
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungssystem, welches auf Basis einer elektronenstrahlbasierten EUV-Lichtquelle arbeitet, so weiterzubilden, dass ein für eine auflösungsoptimierte Beleuchtung verbesserter Ausgabestrahl bereitgestellt ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Beleuchtungssystem mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Polarisation-Einstelleinrichtung, die zur Polarisationseinstellung eine einstellbare ablenkende Wirkung auf den Elektronenstrahl ausübt, zur Möglichkeit einer definierten Polarisationsvorgabe des Ausgabestrahls führt.
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Die Polarisation des Ausgabestrahls kann dann an die jeweiligen Polarisationsanforderungen bei der Objektbeleuchtung durch das Beleuchtungssystem angepasst werden.
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Probleme, die mit konventionellen EUV-Strahlungsquellen, beispielsweise mit einer LPP-(Laser Produced Plasma, lasererzeugtes Plasma)Lichtquelle oder mit einer GDP-(Gas Discharged Produced Plasma, durch Gasentladung erzeugtes Plasma)Lichtquelle verbunden sind, werden vermieden.
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Ein Polarisationszustand des Ausgabestrahls kann linear polarisiert, elliptisch polarisiert, zirkular polarisiert oder eine Mischform aus diesen Polarisationsformen sein. Der Polarisationszustand kann, vorgegeben über die Polarisations-Einstelleinrichtung, zwischen den Polarisationsformen wechseln.
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Eine beeinflussende Wirkung der Polarisations-Einstelleinrichtung auf Undulator-Ablenkmagneten nach Anspruch 2 lässt sich beispielsweise durch Verlagerung der Ablenkmagneten zur Änderung der Magnetanordnung herbeiführen. Die EUV-Lichtquelle kann nach Art eines Synchrotrons oder nach Art eines Freie-Elektronen-Lasers (FEL) ausgeführt sein.
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Eine Stromflusssteuerung nach Anspruch 3 vermeidet die Notwendigkeit einer Verlagerung von Komponenten. Es lässt sich also eine Polarisationsvorgabe ohne bewegliche Teile herbeiführen.
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Eine Scan-Einrichtung nach Anspruch 4 ermöglicht eine besonders variable Beleuchtung. Vorteile einer derartigen Scan-Einrichtung sind im Detail erläutert in der
WO 2009/121 438 A1 . Eine Synchronisation der Scan-Einrichtung mit der erfindungsgemäßen Polarisations-Einstelleinrichtung führt zur Möglichkeit einer besonders flexiblen Beleuchtungseinstellung.
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Eine Beleuchtungsoptik nach Anspruch 5 nutzt die Möglichkeiten einer Synchronisation der Scan-Einrichtung mit der Polarisations-Einstelleinrichtung besonders aus. Jede der Feldfacetten kann ihrerseits aus einer Mehrzahl von Einzelspiegeln aufgebaut sein. Eine Veränderung eines Polarisationszustandes kann insbesondere beim Scannen zwischen benachbarten Feldfacetten herbeigeführt werden.
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Die Vorteile eines Betriebsverfahrens nach Anspruch 6 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem bereits erläutert wurden. Über das Betriebsverfahren lässt sich insbesondere eine Polarisationsverteilung des Ausgabestrahls über den Pupillenfacettenspiegel und damit eine Polarisationsverteilung über den Beleuchtungswinkel vorgeben.
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Wenn bei einer Polarisationsvorgabe nach Anspruch 7 die lineare Polarisationskomponente senkrecht zur genannten Verbindungslinie die einzige Polarisationskomponente des Ausgabestrahls ist, kann auf diese Weise eine tangentiale Polarisation herbeigeführt werden, bei der die Polarisation des ein Objekt beleuchtenden Ausgabestrahls jeweils senkrecht auf einer Einfallsebene des Ausgabestrahls steht. Alternativ kann auch eine elliptische Polarisation bereitgestellt werden, deren größere Polarisations-Hauptachse senkrecht auf der Verbindungslinie steht.
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Ein Polarisationsvorhalt nach Anspruch 8 kann beispielsweise die Auswirkungen einer Polarisationsänderung, insbesondere einer Polarisationsdrehung, bei der Führung des Ausgabestrahls durch die Beleuchtungsoptik zwischen dem Pupillenfacettenspiegel und dem Beleuchtungsfeld vorkompensieren.
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Eine Abstimmung nach Anspruch 9 kann die Anzahl der notwendigen Umschaltvorgänge durch die Polarisations-Einstelleinrichtung verringern.
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Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 10, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 11, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 12 und eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 13 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem 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 und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie;
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2 schematisch und in Bezug auf einen Feldfacettenspiegel in Aufsicht einige Komponenten eines Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 mit einer Scan-Einrichtung zum Ablenken eines EUV-Ausgabestrahls einer EUV-Lichtquelle;
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3 ebenfalls schematisch die Darstellung eines Scanverlaufs für den Ausgabestrahl;
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4 eine Aufsicht auf einen Pupillenfacettenspiegel der Beleuchtungsoptik, wobei mittels Nummern eine Reihenfolge einer Beleuchtung von Pupillenfacetten während eines Scanvorgangs der Scan-Einrichtung dargestellt ist; und
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5 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung eine Variante einer Reihenfolge der Pupillenfacetten-Beleuchtung während eines Scanvorgangs der Scan-Einrichtung.
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Eine Projektionsbelichtungsanlage
1 für die Mikrolithographie dient zur Herstellung eines mikro- bzw. nanostrukturierten elektronischen Halbleiter-Bauelements. Eine Licht- bzw. Strahlungsquelle
2 emittiert EUV-Strahlung im Wellenlängebereich beispielsweise zwischen 5 mit und 30 nm. Die Lichtquelle
2 ist als Freie-Elektronen-Laser (FEL) ausgeführt. Es handelt sich dabei um eine Synchrotronstrahlungsquelle, die kohärente Strahlung mit sehr hoher Brillanz erzeugt. Vorveröffentlichungen, in denen derartige FEL beschrieben sind, sind in der
WO 2009/121 438 A1 angegeben. Eine Lichtquelle
2, die beispielsweise zum Einsatz kommen kann, ist beschrieben in Uwe Schindler „Ein supraleitender Undulator mit elektrisch umschaltbarer Helizität”, Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft, wissenschaftliche Berichte, FZKA 6997, August 2004, und in der
DE 103 58 225 B3 .
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Die Lichtquelle 2 hat eine mittlere Leistung von 2,5 kW. Die Pulsfrequenz der Lichtquelle 2 beträgt 30 MHz. Jeder einzelne Strahlungsimpuls trägt dann eine Energie von 83 μJ. Bei einer Strahlungsimpulslänge von 100 fs entspricht dies einer Strahlungsimpulsleistung von 833 MW.
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Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird als Beleuchtungslicht ein Nutzstrahlungsbündel 3 genutzt, der auch als Ausgabestrahl bezeichnet ist. Das Nutzstrahlungsbündel 3 wird innerhalb eines Öffnungswinkels 4, der an eine Beleuchtungsoptik 5 der Projektionsbelichtungsanlage 1 angepasst ist, mit Hilfe einer noch zu beschreibenden Scan-Einrichtung 6 ausgeleuchtet. Das Nutzstrahlungsbündel 3 hat, ausgehend von der Lichtquelle 2, eine Divergenz, die kleiner ist als 5 mrad. Die Scan-Einrichtung 6 ist in einer Zwischenfokusebene 6a der Beleuchtungsoptik 5 angeordnet. Nach der Scan-Einrichtung 6 trifft das Nutzstrahlungsbündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 7. Details zur Scan-Einrichtung 6 werden nachfolgend anhand der 2 und 3 noch erläutert werden.
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Das Nutzstrahlungsbündel 3 hat insbesondere eine Divergenz, die kleiner ist als 2 mrad und bevorzugt kleiner ist als 1 mrad. Die Spotgröße des Nutzstrahlungsbündels auf den Feldfacettenspiegel 7 beträgt etwa 4 mm.
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2 zeigt beispielhaft eine Facettenanordnung, ein Feldfacetten-Array, von Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7. Dargestellt ist beispielhaft nur ein Teil der tatsächlich vorhandenen Feldfacetten 8 mit drei Spalten und 15 Zeilen. Das Feldfacetten-Array des Feldfacettenspiegels 7 hat insgesamt 6 Spalten und 75 Zeilen. Die Feldfacetten 8 haben eine rechteckige Form. Auch andere Formen der Feldfacetten 8 sind möglich, beispielsweise eine Bogenform oder eine ringförmige oder teilringförmige Geometrie. Insgesamt weist der Feldfacettenspiegel 7 in einer möglichen Variante also 450 Feldfacetten 8 auf. Jede Feldfacette 8 hat eine Ausdehnung von 50 mm in der in der 2 horizontalen und 4 mm in der in der 2 vertikalen Richtung. Das gesamte Feldfacetten-Array hat entsprechend eine Ausdehnung von 300 mm × 300 mm. Die Feldfacetten 8 sind in der 2 nicht maßstäblich dargestellt.
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Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 7 trifft das in Strahlbüschel, die den einzelnen Feldfacetten 8 zugeordnet sind, aufgeteilte Nutzstrahlungsbündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 9. In der 1 nicht dargestellte Pupillenfacetten 9a (vgl. 4 und 5) des Pupillenfacettenspiegels 9 sind rund. Jedem von einer der Feldfacetten 8 reflektierten Strahlbüschel des Nutzstrahlungsbündels 3 ist eine dieser Pupillenfacetten 9a zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit einer der Feldfacetten 8 und einer der Pupillenfacetten 9a einen Ausleuchtungskanal bzw. Strahlführungskanal für das zugehörige Strahlbüschel des Nutzstrahlungsbündels 3 vorgibt. Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 9a zu den Feldfacetten 8 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1. Der Ausgabestrahl 3 ist also zur Vorgabe individueller Beleuchtungswinkel längs des Ausleuchtungskanals sequentiell über Paare aus jeweils einer der Feldfacetten 8 und jeweils einer der Pupillenfacette 9a geführt. Zur Ansteuerung jeweils vorgegebener Pupillenfacetten 9a sind die Feldfacettenspiegel 8 jeweils individuell verkippt.
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Über den Pupillenfacettenspiegel 9 und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 10, 11, 12 bestehende Übertragungsoptik 13 werden die Feldfacetten 8 in ein Beleuchtungs- bzw. Objektfeld 14 in einer Retikel- bzw. Objektebene 15 einer Projektionsoptik 16 der Projektionsbelichtungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 12 ist als Spiegel für streifenden Einfall (grazing incidence-Spiegel) ausgeführt.
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Aus der Sequenz der einzelnen Beleuchtungswinkel, die über ein individuelles Facettenpaar 8, 9a vorgegeben wird, ergibt sich über die Scanintegration aller Ausleuchtungskanäle, die über eine Beleuchtung der Facetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 mit Hilfe der Scan-Einrichtung 6 herbeigeführt wird, eine Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 14, die über die Beleuchtungsoptik herbeigeführt wird.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 5, insbesondere bei einer geeigneten Lage einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 16, kann auf die Spiegel 10, 11 und 12 auch verzichtet werden, was zu einer entsprechenden Transmissionserhöhung der Projektionsbelichtungsanlage für das Nutzstrahlungsbündel 3 führt.
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Auf dem gesamten Objektfeld 14 kommt pro vollständigem Scan des Feldfacettenspiegels 7 eine Gesamtdosis von 49,2 J an. Diese Gesamtdosis ist noch mit der Gesamttransmission der Beleuchtungsoptik 5 einerseits und der Projektionsoptik 16 andererseits zu multiplizieren.
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In der Objektebene 15 im Bereich des Objektfeldes 14 ist ein das Nutzstrahlungsbündel 3 reflektierendes Retikel 16a angeordnet. Das Retikel 16a wird von einem Retikelhalter 16b getragen, der über einen Retikelverlagerungsantrieb 16c angesteuert verlagerbar ist.
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Die Projektionsoptik 16 bildet das Objektfeld 14 in ein Bildfeld 17 in einer Bildebene 18 ab. In dieser Bildebene 18 ist bei der Projektionsbelichtung ein Wafer 18a angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 18a wird von einem Waferhalter 18b getragen, der wiederum über einen Waferverlagerungsantrieb 18c gesteuert verlagerbar ist.
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Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Achse steht senkrecht auf der Zeichenebene der 1 und weist in diese hinein. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach unten.
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Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel als auch der Wafer in der 1 in y-Richtung durch entsprechende Ansteuerung des Retikelverlagerungsantriebs 16c und des Waferverlagerungsantriebs 18c synchronisiert gescannt. Der Wafer wird während der Projektionsbelichtung mit einer Scangeschwindigkeit von typisch 600 mm/s in der y-Richtung gescannt. Das synchronisierte Scannen der beiden Verlagerungsantriebe 16c kann unabhängig vom scannenden Betrieb der Scan-Einrichtung 6 erfolgen.
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Die lange Seite der Feldfacetten 8 steht senkrecht auf einer Scanrichtung y. Das x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 8 entspricht demjenigen des schlitzförmigen Objektfeldes 14, welches ebenfalls rechteckig oder gebogen ausgeführt sein kann.
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2 und 3 zeigen die Scan-Einrichtung 6 für das Nutzstrahlungsbündel 3 stärker im Detail. Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird für die Scan-Einrichtung in den 2 und 3 ein x'-y'-Koordinatensystem verwendet. Die x'-Achse, die zur x-Achse parallel ist, verläuft in der 2 in die Zeichenebene hinein und in der 3 nach oben. Die y'-Achse, die in der yz-Ebene liegt, verläuft in der 2 schräg nach rechts oben und in der 3 nach rechts.
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Zur Darstellung von Lagebeziehungen in Bezug auf den Feldfacettenspiegel 7 wird entsprechend ein xFF-yFF-Koordinatensystem verwendet. Die xFF-Achse verläuft parallel zur x-Achse, also in Richtung der längeren Seiten der rechteckigen Feldfacetten 8. Die yFF-Richtung verläuft senkrecht hierzu in Richtung der kürzeren Seiten der rechteckigen Feldfacetten 8. In der 3 sind die Feldfacetten 8 schematisiert quadratisch dargestellt.
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Entsprechend wird weiter unten zur Darstellung von Lagebeziehungen in Bezug auf den Pupillenfacettenspiegel 9 ein xPF-yPF-Koordinatensystem verwendet. Die xPF-Achse verläuft in den 4 und 5 nach rechts. Die yPF-Achse verläuft in den 4 und 5 nach oben.
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Bei der Scan-Einrichtung 6 handelt es sich um einen das Nutzstrahlungsbündel 3 streifend reflektierenden Scanspiegel, der um eine der y'-Achse zusammenfallende Zeilenscan-Achse 19 und um eine zur x'-Achse parallele Zeilenvorschub-Achse 20 verkippbar ist. Beide Achsen 19, 20 liegen in einer reflektierenden Spiegelfläche 21 der Scan-Einrichtung 6.
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In der 3 ist der Feldfacettenspiegel 7 schematisch als 4 × 4-Array mit vier horizontalen Zeilen zu je vier Feldfacetten 8 dargestellt. Die nachfolgenden Frequenz- und Zeitdaten beziehen sich auf die Beleuchtung des im Zusammenhang mit der 2 bereits beschriebenen Feldfacettenspiegels 7 mit dem 6 × 75-Array. Die Verkippung um die Zeilenscan-Achse 19 zur Abrasterung einer Feldfacetten-Zeile längs der xFF-Richtung erfolgt in der beschriebenen Ausführung mit einer der Zeilenfrequenz von 7,5 kHz. Dabei wird die Spiegelfläche 21 um +/–4,5° verkippt, was zu einen Ablenkwinkel für das Nutzstrahlungsbündel 3 von +/–9° führt. Entsprechend ist die Verweildauer des Nutzstrahlungsbündels 3 auf jeweils einer Zeile (yFF = const.) des Feldfacettenspiegels 7 133,3 μs. Der Zeilenvorschub in yFF-Richtung erfolgt durch synchronisierte Verkippung um die Zeilenvorschub-Achse 20, so dass die 75 Zeilen mit korrektem Zeilenabstand abgerastert werden, wobei die Verkippung um die Zeilenvorschub-Achse 20 auch für eine Rückkehr des Nutzstrahlungsbündels 3 von der letzten abgerasterten Feldfacette 8z hin zur ersten abzurasternden Feldfacette 8a sorgt. Um die Zeilenvorschub-Achse 20 wird die Spiegelfläche 21 daher zusätzlich mit einer Frequenz von 100 Hz verkippt. Die Verweildauer pro einzelner Feldfacette 8 beträgt 22,2 μs. Während der Verweildauer auf einer Feldfacette 8 treffen also 660 EUV-Strahlungsimpulse auf die Feldfacette 8.
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Auch eine höhere Zeilenfrequenz als die vorstehend beschriebene Zeilenfrequenz von 7,5 kHz ist möglich, beispielsweise eine Zeilenfrequenz von 10 kHz, von 15 kHz, von 20 kHz oder auch eine noch größere Zeilenfrequenz.
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Der Abstand zwischen der Spiegelfläche 21 und dein Feldfacettenspiegel 7 beträgt etwa 1 m.
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Anstelle einer Verkippung um die Zeilenvorschub-Achse 20 kann der Zeilenvorschub auch mit Hilfe eines Polygonscanners, der um die Zeilenvorschub-Achse 20 rotiert, erzeugt werden. Dieser Polygonscanner weist zur Spiegelkippvariation um +/–4,5° insgesamt vierzig Polygonfacetten auf, ist also in Umfangsrichtung um seine Rotationsachse als regelmäßiges Vierzig-Eck ausgebildet. Eine Zeilenfrequenz von 7,5 kHz wird mit einer Rotationsfrequenz des Polygonscanners von 187,5 Hz erreicht. Bei der Ausführung der Scan-Einrichtung 6 mit dem nicht dargestellten Polygonspiegel ist diesem ein Kippspiegel vor- oder nachgeordnet, der, wie vorstehend beschrieben, um die Zeilenvorschub-Achse 20 verkippbar ist.
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Das Bildfeld 17 hat eine Schlitzweite parallel zur Scanrichtung y von 2 mm und eine Schlitzbreite senkrecht zur Scanrichtung, also in x-Richtung, von 26 mm. Bei einer angenommenen Dosis auf dem Wafer 18a von 30 mJ/cm2, die sicherstellt, dass die lichtempfindliche Schicht reagiert, einer Scangeschwindigkeit von 600 mm/s am Retikel 16a und einer Bildfeldbreite von 26 mm muss der Ausgabestrahl 3 auf dem Wafer 18a mit einer Leistung von 5 W ankommen.
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Ein Zeilenvorschub, das heißt ein Wechsel zwischen den verschiedenen Zeilen des Feldfacettenspiegels 7, kann alternativ auch durch Reflexion an einem parallel zu den Spalten des Feldfacettenspiegels 7 verlagerten Facettenspiegel 22 erzielt werden, der in der 3 rechts unten dargestellt ist.
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Die Verlagerungsrichtung des Facettenspiegels 22 ist parallel zur yFF-Richtung. Je nach dem Auftrittpunkt des Nutzstrahlungsbündels 3 auf einer der Facetten 23 des Facettenspiegels 22 wird das Nutzstrahlungsbündel 3 in eine andere Zeile des Feldfacettenspiegels 7 gelenkt. Dargestellt ist in der 3 ein Facettenspiegel 22 mit fünf Facetten 23. Diese Darstellung ist vereinfachend. Zur Ausleuchtung des Facettenspiegels 7 nach 2 ist ein Facettenspiegel 22 mit 75 Facetten erforderlich. Diese Facettierung in 75 Facetten kann dann noch mit einer Facettierung in Umfangsrichtung um die Zeilenvorschub-Achse 19 kombiniert werden, so dass der Facettenspiegel 22 die Gestalt eines facettierten konvexen Körpers, insbesondere einer facettierten Kugel erhält. Anstelle der Facettierung kann bei hinreichend kleinen Nutzstrahlungsbündeln 3 der Facettenspiegel 22 auch mit einer kontinuierlichen Kontur ausgestaltet sein, wobei zwischen den Facettenflächen kontinuierliche Übergänge und keine scharfen Kanten vorliegen. Die planen Abschnitte zwischen diesen weichen Übergängen haben die gleichen Normalenvektoren wie bei der Ausführung mit den scharfen Kanten.
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Bei einer weiteren Variante der Projektionsbelichtungsanlage 1 ist die Lichtquelle 2 mit einem Intensitätsmodulator 24 zur Modulierung der Intensität des Nutzstrahlungsbündels 3 ausgestattet. Der Intensitätsmodulator 24 steht zur Synchronisation mit der Scan-Einrichtung 6 in Signalverbindung. Der Intensitätsmodulator 24 kann so betrieben werden, dass das Nutzstrahlungsbündel 3 während des Überstreichens einer einzelnen Feldfacette 8 eines Feldfacettenspiegels, beispielsweise des Feldfacettenspiegels 7, in seiner Intensität beeinflusst wird. Wenn diese Beeinflussung bei allen überstrichenen Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 in gleicher Weise erfolgt, resultiert eine entsprechende Beeinflussung der Intensitätsverteilung der Ausleuchtung im Objektfeld 14.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Intensitätsmodulation über den Intensitätsmodulator 24 so mit der Scan-Einrichtung 6 synchronisiert erfolgen, dass das Nutzstrahlungsbündel 3 synchronisiert zum Überstreichen eines Pupillenfacettenspiegels in seiner Intensität beeinflusst wird. Hierdurch kann eine Korrektur der Beleuchtungswinkelverteilung über das Objektfeld 14 erzielt werden.
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Eine der Intensitätsmodulation mit dem Intensitätsmodulator 24 entsprechende Wirkung kann auch durch Variation der Ablenkgeschwindigkeit der Ablenkung des Nutzstrahlungsbündels 3 beim Überstreichen des Feldfacettenspiegels 7 erzielt werden. Wenn beispielsweise der Feldfacettenspiegel 7 mit variierender Ablenkgeschwindigkeit so abgerastert wird, dass die Mitte einer jeden Feldfacette 8 schneller überstrichen wird als die beiden Ränder am rechten und linken Rand der Feldfacette 8, resultiert eine Beaufschlagung des Objektfeldes 14 mit dem Nutzstrahlungsbündel 3, bei dem das Zentrum im Vergleich zum Rand weniger stark beaufschlagt ist.
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Die EUV-Lichtquelle 2 hat eine Elektronenstrahl-Versorgungseinrichtung 2a zur Erzeugung eines Elektronenstrahls 2b und eine EUV-Generationseinrichtung 2c. Letztere wird über die Elektronenstrahl-Versorgungseinrichtung 2a mit dem Elektronenstrahl 2b versorgt. Die EUV-Generationseinrichtung 2c ist als Undulator ausgeführt.
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Die EUV-Lichtquelle 2 hat weiterhin eine Polarisations-Einstelleinrichtung 25, die zur Polarisationseinstellung des Ausgabestrahls 3 eine einstellbare ablenkende Wirkung auf den Elektronenstrahl 2b in der EUV-Generationseinrichtung 2c ausübt. Die Polarisations-Einstelleinrichtung 25 ist dabei so ausgeführt, dass sie die Wirkung von Ablenkmagneten 26 des Undulators 2c auf den den Undulator 2c durchlaufenden Elektronenstrahl 2b beeinflusst. Einige dieser Ablenkmagneten 26 als Bestandteile des Undulators 2c sind in der 1 schematisch angedeutet.
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Ein von der Polarisations-Einstelleinrichtung 25 eingestellter Polarisationszustand des Ausgabestrahls 3 kann linear, elliptisch oder zirkular polarisiert sein. Auch Mischformen dieser Polarisationszustände sind möglich.
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Die Ablenkmagneten 26 sind als Elektromagneten ausgeführt. Die Polarisations-Einstelleinrichtung 25 steuert eine Stromstärke eines Stromflusses durch die Ablenkmagneten 26.
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Die Ansteuerung des Stromflusses ermöglicht einen Wechsel des Polarisationszustandes zwischen den Polarisationszuständen linear, elliptisch und zirkular, zum Beispiel einen Wechsel der Polarisation des Ausgabestrahls 3 zwischen einer linear horizontalen Polarisation, zum Beispiel parallel zur x-Richtung, in eine linear vertikale Polarisation, zum Beispiel parallel zur y-Richtung, wobei der Ausgabestrahl 3 in diesen Fall längs der z-Richtung propagiert.
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Beispiele für die Ansteuerung eines Stromflusses durch Ablenkmagneten eines Undulators zur Einstellung entsprechender Polarisationszustände des Ausgabestrahls
3 sind gegeben in U. Schindler „Ein supraleitender Undulator mit elektrisch umschaltbarer Helizität”, Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft, Wissenschaftliche Berichte, FZKA 6997, August 2004 und in der
DE 103 58 225 B3 .
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Das Nutzlicht kann zwischen dem Beaufschlagen einer ersten Feldfacette, beispielsweise der Feldfacette 8a in der 3, und, nach entsprechender Scan-Ablenkung, dem Beaufschlagen einer weiteren Feldfacette, beispielsweise der Feldfacette 8b in der 3, in seinem Polarisationszustand verändert werden. Dabei ist beispielsweise ein Wechsel zwischen einer linearen x-Polarisation und einer linearen y-Polarisation möglich. Auch ein anderer Wechsel zwischen beliebigen Paaren der Polarisationszustände „linear polarisiert in Richtung a”, „linear polarisiert in Richtung b”, „zirkular polarisiert”, „elliptisch polarisiert mit Hauptachsenverhältnis c/d” ist möglich.
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Beim Betrieb des Beleuchtungssystems mit der EUV-Lichtquelle 2 und der Beleuchtungsoptik 5 kann eine Kippwinkel-Zuordnung der Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 und der Pupillenfacette 9a des Pupillenfacettenspiegels 9 so eingestellt werden, dass den Feldfacetten 8 einer mit dein Ausgabestrahl 3 zu beaufschlagende Gruppe von Feldfacetten 8, beispielsweise allen Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7, jeweils eine der Pupillenfacetten 9a über einen Ausleuchtungskanal zugeordnet ist. Die Scan-Einrichtung 6, die Polarisations-Einstelleinrichtung 25 und die Kippwinkel-Zuordnung werden dann derart aufeinander abgestimmt, dass der Ausgabestrahl 3 auf jeder der Pupillenfacetten 9a einen vorgegebenen Polarisationszustand hat.
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Dieses Abstimmverfahren wird nachfolgend anhand des Beispiels „Quadrupol-Beleuchtungssetting” anhand der 4 näher erläutert. Dargestellt ist eine Kippwinkel-Zuordnung der Feldfacetten des nicht dargestellten Feldfacettenspiegels zu den Pupillenfacetten 9a des Pupillenfacettenspiegels 9, so dass beim scannenden Abrastern der Feldfacetten 8 durch die Scan-Einrichtung 9 eine Reihenfolge einer Beaufschlagung der Pupillenfacetten 9a mit dein Ausgabestrahl resultiert, die in der 4 durch Nummerierung der Pupillenfacetten 9a angegeben ist. Die Polarisation-Einstelleinrichtung 25 schaltet dabei den Polarisationszustand des Ausgabestrahls 3 synchronisiert mit der Scan-Einrichtung 6 so um, dass die vier Pole I bis IV des Quadrupol-Beleuchtungssettings jeweils mit dem Beleuchtungslicht 3 mit einheitlichem Polarisationszustand beaufschlagt werden.
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Die Pole I bis IV bilden dabei zusammenhängende Bereiche von mehreren der Pupillenfacetten 9a.
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Die Pole I und III können mit Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt sein, welches längs der Richtung yPF polarisiert ist. Die Pole II und IV können hingegen mit Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt werden, das senkrecht hierzu, also längs der xPF-Richtung linear polarisiert ist.
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Natürlich sind entsprechend der Synchronisation der Scan-Einrichtung 6 mit der Polarisationseinrichtung 25 bei gegebener Kipp-Zuordnung auch andere Polarisations-Zuordnungen möglich.
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Beispielsweise ist eine Beaufschlagung des Pupillenfacettenspiegels 9 möglich, bei der ein annularer Bereich der Pupillenfacetten 9a um ein Zentrum Z des Pupillenfacettenspiegels 9 herum mit dem Beleuchtungslicht 3 derart beaufschlagt wird, dass der Polarisationszustand des Ausgabestrahls 3 auf jeder der beaufschlagten Pupillenfacetten 9a eine lineare Polarisationskomponente 27 (vgl. 4) hat, die senkrecht auf einer Verbindungslinie 28 der Pupillenfacette 9a zum Zentrum Z der Anordnung der Pupillenfacetten 9a auf dem Pupillenfacettenspiegel 9 steht. Wenn diese Beziehung der Richtung der linearen Polarisation für alle Pupillenfacetten 9a der annularen Ausleuchtung des Pupillenfacettenspiegels 9 erfüllt ist, resultiert ein annulares Beleuchtungssetting mit tangentialer Polarisation. Bei einer annularen Beleuchtung kann alternativ auch eine elliptische Polarisation mit überwiegender Polarisations-Hauptrichtung senkrecht zu den jeweiligen Verbindungslinien 28 realisiert sein.
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Die Polarisationszustände für diejenigen Strahlanteile des Ausgabestrahls 3, die jeweils einem der Ausleuchtungskanäle zugeordnet sind, können auch so vorgegeben werden, dass diese Strahlanteile einen Polarisationsvorhalt beinhalten, der einer nachfolgenden Polarisationsbeeinflussung auf dem Weg des Ausgabestrahls 3, insbesondere nach dem Pupillenfacettenspiegel 9, Rechnung trägt. Hierbei kann beispielsweise eine geometrische Polarisationsdrehung der Polarisation des Ausgabestrahls 3 auf seinem Weg hin zum Objektfeld 14 Rechnung getragen werden.
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Anhand der 5 wird nachfolgend eine sequentielle Beaufschlagung der Pupillenfacetten 9a des Pupillenfacettenspiegels 9 erläutert, bei der eine Anzahl von Umschaltvorgängen der Polarisations-Einstelleinrichtung 25 im Vergleich zur Beaufschlagung nach 4 verringert ist. Über die Beaufschlagungs-Sequenz nach 5 soll das gleiche, bereichsweise linear polarisierte Quadrupol-Beleuchtungssetting vorgegeben werden, wie mit der Beaufschlagungs-Sequenz nach 4. Im Unterschied zur Beaufschlagung nach 4 ist die Beaufschlagungs-Sequenz nach 5 so gestaltet, dass zunächst die Pupillenfacetten 9a beaufschlagt werden, die in den Polen I und III vorliegen, und anschließend die Pupillenfacetten 9a, die in den Polen II und IV vorliegen. Da die Pupillenfacetten 9a in den Polen I und III einerseits sowie in den Polen II und IV andererseits mit in gleicher Richtung linear polarisiertem Nutzlicht beaufschlagt werden, genügt bei der Beaufschlagungs-Sequenz nach 5 ein einziger Umschaltvorgang der Polarisations-Einstelleinrichtung 25, nämlich zwischen den Pupillenfacetten 9a, die an 14. und 15. Stelle in der Sequenz mit dem Ausgabestrahl 3 beaufschlagt werden. Zwischen diesen beiden Pupillenfacetten 9a findet ein Umschalten zwischen einer Polarisation des Ausgabestrahls 3 in der yPF-Richtung in eine Polarisation in xPF-Richtung statt.
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Auf dem Pupillenfacettenspiegel 9 werden bei der Sequenz nach 5 also sequentiell mehrere Pupillenfacetten 9a beaufschlagt, zwischen denen kein Unterschied im Polarisationszustand vorgegeben wird.
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Bei der Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden zunächst das Retikel 16a und der Wafer 18a bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 16a auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 18a mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 18a und somit das mikro- oder nanostrukturierte Bauteil hergestellt, beispielsweise ein Halbleiterbauelement in Form eines Speicherchips.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/121438 A1 [0002, 0002, 0011, 0024]
- DE 10358225 B3 [0002, 0024, 0058]
- US 2003/0043359 A1 [0002]
- US 5896438 [0002]
