Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung 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.The invention relates to an illumination system for a projection exposure apparatus for projection lithography. The invention further relates to an optical system having such an illumination system, to a projection exposure apparatus comprising such an optical system, to a production method for a microstructured or nanostructured component using such a projection exposure apparatus, and to a microstructured or nanostructured component produced by this method.
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 .A projection exposure apparatus with a lighting system is known from the WO 2009/121 438 A1 , An EUV light source is known from the DE 103 58 225 B3 , Further references, from which an EUV light source is known, can be found in the WO 2009/121 438 A1 , EUV illumination optics are still known from the US 2003/0043359 A1 and the US 5,896,438 ,
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungssystem so weiterzubilden, dass eine auflösungsoptimierte Beleuchtung resultiert.It is an object of the present invention to develop an illumination system such that a resolution-optimized illumination results.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Beleuchtungssystem mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a lighting system with the features specified in claim 1.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Scan-Einrichtung führt dazu, dass störende Beleuchtungslicht-Interferenzen im Beleuchtungsfeld vermieden sind, die auch als Speckle bekannt sind. Diese Ausführung der Scan-Einrichtung verhindert, dass ein beliebiger Feldpunkt des Beleuchtungsfeldes von mehr als einer Facette beleuchtet wird, sodass keine Interferenzen zwischen Teilstrahlen, die über verschiedene Facetten des Facettenspiegels geführt sind, auftreten können. Der Strahlquerschnitt des Beleuchtungs-Strahls hat beim Auftreffen auf den Facettenspiegel eine Größe, die größer ist als ein Fünftel einer Reflexionsfläche einer der Feldfacetten, die also allenfalls um weniger als eine Größenordnung kleiner ist als die Reflexionsfläche einer der Feldfacetten. Dieses Größenverhältnis kann für alle Feldfacetten des Feldfacettenspiegels zutreffen. Das Beleuchtungssystem kann so ausgeführt sein, dass der gesamte Strahlquerschnitt des Beleuchtungs-Strahls beim Auftreffen auf dem Facettenspiegel größer ist als 30%, größer ist als 33%, größer ist als 35%, größer ist als 40%, größer ist als 50%, größer ist als 60%, größer ist als 75% oder größer ist als 80% einer Reflexionsfläche einer der Feldfacetten. Diese Größenordnung des Strahlquerschnitts beim Auftreffen auf dem Facettenspiegel vermeidet, dass ein zu kleiner Bereich des Beleuchtungsfeldes zu einem gegebenen Zeitpunkt ausgeleuchtet wird. Dies führt zu einem stabilen Beleuchtungssystem.The inventive design of the scanning device causes disturbing illumination light interference in the illumination field are avoided, which are also known as Speckle. This design of the scanning device prevents any field point of the illumination field from being illuminated by more than one facet, so that no interference between partial beams that are guided over different facets of the facet mirror can occur. The beam cross-section of the illumination beam has, when hitting the facet mirror, a size that is greater than one fifth of a reflection surface of one of the field facets, which is at most less than an order of magnitude smaller than the reflection surface of one of the field facets. This size ratio may apply to all field facets of the field facet mirror. The illumination system may be designed such that the total beam cross section of the illumination beam when incident on the facet mirror is greater than 30%, greater than 33%, greater than 35%, greater than 40%, greater than 50%, greater than 60%, greater than 75% or greater than 80% of a reflection surface of one of the field facets. This magnitude of the beam cross section when hitting the facet mirror avoids that too small a region of the illumination field is illuminated at a given time. This leads to a stable lighting system.
Bei dem Facettenspiegel kann es sich um einen Feldfacettenspiegel handeln, der in einer zur Anordnungsebene des Beleuchtungsfeldes optisch konjugierten Ebene angeordnet ist.The facet mirror may be a field facet mirror, which is arranged in a plane which is optically conjugate to the arrangement plane of the illumination field.
Bei der Projektionsbelichtungsanlage kann es sich um eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage handeln.The projection exposure apparatus may be an EUV projection exposure apparatus.
Bei einer Ausführung nach Anspruch 2 können die Facetten des Feldfacettenspiegels selbst einzeln abgerastert werden oder es können zusammenhängende Scanbereiche zwischen benachbarten, aneinander angrenzenden Facetten abgerastert werden, deren Scanbereichsfläche höchstens der Fläche einer der Facetten entspricht. Die Berandungsform des jeweiligen Scanbereichs, der beim sequentiellen Abrastern des Facettenspiegels dann über diesen gescannt wird, kann genau die Berandungsform einer einzelnen Facette des Facettenspiegels sein. Alternativ kann die Berandungsform auch in die Berandungsform einer einzelnen Facette des Facettenspiegels einschreibbar sein. Die Scan-Einrichtung kann so ausgeführt sein, dass die einzelnen Scanbereiche, die sequentiell abgerastert werden, ihrerseits durch Abrasterung beleuchtet werden. Alternativ kann die Scan-Einrichtung so ausgeführt werden, dass die Scanbereiche durch ein entsprechend aufgeweitetes Beleuchtungslicht-Bündel zumindest abschnittsweise oder auch ganz simultan beleuchtet werden. Beim sequentiellen Abrastern des mindestens einen zusammenhängenden Scanbereichs wird dieser Scanbereich mittels der Scan-Einrichtung über den Facettenspiegel so verschoben, dass nach Abschluss eines kompletten Rastervorgangs der gesamte Facettenspiegel beleuchtet ist. Dabei kann der mindestens eine Scanbereich kontinuierlich auf dem Facettenspiegel oder schrittweise auf dem Facettenspiegel verschoben werden. Die Scanbereichsfläche oder, soweit mehrere Scanbereiche simultan abgerastet werden, die Gesamtfläche aller Scanbereiche kann die Größe mindestens eines Drittels der Fläche einer der Facetten haben.In an embodiment according to claim 2, the facets of the field facet mirror itself can be scanned individually or contiguous scan areas can be scanned between adjacent, mutually adjacent facets whose scan area area corresponds at most to the area of one of the facets. The boundary shape of the respective scan area, which is then scanned over the facet mirror during sequential scanning of the facet mirror, can be exactly the boundary shape of a single facet of the facet mirror. Alternatively, the boundary shape can also be inscribed in the boundary shape of a single facet of the facet mirror. The scanning device can be designed in such a way that the individual scan areas, which are scanned sequentially, are in turn illuminated by scanning. Alternatively, the scanning device can be designed such that the scanning regions are illuminated by a correspondingly widened illumination light bundle at least in sections or even completely simultaneously. During sequential scanning of the at least one contiguous scan area, this scan area is shifted by means of the scanning device over the facet mirror so that the entire facet mirror is illuminated after completion of a complete screening process. In this case, the at least one scan area can be moved continuously on the facet mirror or stepwise on the facet mirror. The scan area area or, if several scan areas are simultaneously scanned, the total area of all scan areas may be at least one third of the area of one of the facets.
Bei einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 3 wird sichergestellt, dass sich Unterschiede in der Abbildung der verschiedenen Facetten des Facettenspiegels in das Beleuchtungsfeld nicht so auswirken, dass aufgrund dieser Unterschiede störende Interferenzen zwischen Teilstrahlen des Beleuchtungslichts resultieren. Eine Ausdehnung der Scanbereichsfläche kann insbesondere längs einer Objektverlagerungsrichtung, längs der das Objekt bei der Projektionsbelichtung durch das Beleuchtungsfeld verlagert wird, geringer sein als eine hierzu parallele Erstreckung der Facetten.In an illumination system according to claim 3, it is ensured that differences in the imaging of the different facets of the facet mirror into the illumination field do not have the effect that disturbing interferences between partial beams of the illumination light result due to these differences. An extension of the scanning area surface can be smaller than an extension of the facets parallel thereto, in particular along an object displacement direction along which the object is displaced through the illumination field in the projection exposure.
Bei einer Ausführung nach Anspruch 4 kann die Bedingung, wonach jeweils höchstens eine der Facetten des Facettenspiegels jeweils einen Feldpunkt des Beleuchtungsfelds beleuchtet, auf einfache Weise eingehalten werden. Die Berandungsform der Scanbereichsfläche kann etwas kleiner ausgeführt sein als die Berandungsform der jeweiligen Facette, sodass der Scanbereich etwas kleiner ist als eine genutzte Reflexionsfläche auf der Facette. Dies erhöht die Sicherheit, dass jeweils ein Feldpunkt im Beleuchtungsfeld ausschließlich über jeweils höchstens über eine der Facetten beleuchtet wird.In an embodiment according to claim 4, the condition, according to which at most one of the facets of the facet mirror each one Field point of the illumination field illuminated, easily adhered to. The boundary shape of the scan area area can be made slightly smaller than the boundary shape of the respective facet, so that the scan area is slightly smaller than a used reflection area on the facet. This increases the certainty that in each case one field point in the illumination field is illuminated only over at most one of the facets.
Eine alternative Ausführung nach Anspruch 5 verringert die simultane Beleuchtungsintensität auf jeweils einer der Facetten des Facettenspiegels.An alternative embodiment according to claim 5 reduces the simultaneous illumination intensity on each of the facets of the facet mirror.
Eine Gestaltung nach Anspruch 6 ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb der Scan-Einrichtung, bei der beim Abscannen des Facettenspiegels nicht zwischen nicht zusammenhängenden Bereichen gesprungen werden muss.A design according to claim 6 enables a continuous operation of the scanning device, in which when scanning the facet mirror does not have to jump between non-contiguous areas.
Eine Gestaltung des Scanbereichs nach Anspruch 7 hat sich als besonders geeignet herausgestellt.A design of the scanning region according to claim 7 has been found to be particularly suitable.
Eine Ausführung nach Anspruch 8 vermeidet eine zu hohe Simultanbelastung einer einzelnen Facette.An embodiment according to claim 8 avoids excessive simultaneous loading of a single facet.
Ein Versatz nach Anspruch 9 vermeidet ebenfalls das Risiko einer abbildungsbedingten, störenden Teilstrahl-Interferenz.An offset according to claim 9 also avoids the risk of image-related, disturbing partial beam interference.
Die Vorteile der Scan-Einrichtung kommen bei einer Lichtquelle nach Anspruch 10 besonders gut zum Tragen. Bei dieser Lichtquelle kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser (FEL) handeln.The advantages of the scanning device are particularly useful in a light source according to claim 10. This light source may be a free-electron laser (FEL).
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 11, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 12, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 13 und eines mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 14 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem bereits erläutert wurden.The advantages of an optical system according to claim 11, a projection exposure apparatus according to claim 12, a manufacturing method according to claim 13 and a micro- or nanostructured component according to claim 14 correspond to those which have already been explained above with reference to the illumination system according to the invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
1 schematisch und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Projektionslithographie; 1 schematically and with respect to a lighting system in the meridional section a projection exposure system for EUV projection lithography;
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; 2 schematically and with respect to a field facet mirror in plan some components of a lighting system of the projection exposure system according to 1 a scanning device for deflecting an EUV output beam of an EUV light source;
3 ebenfalls schematisch und in Bezug auf einen Feldfacettenspiegel im Querschnitt eine weitere Ausführung einer Scan-Einrichtung zum Ablenken des EUV-Ausgabestrahls der EUV-Lichtquelle; 3 also schematically and with respect to a field facet mirror in cross section, another embodiment of a scanning device for deflecting the EUV output beam of the EUV light source;
4 eine Aufsicht auf einer weiteren Ausführung eines Feldfacettenspiegels sowie eines Beleuchtungsfeldes, wobei im Beleuchtungsfeld ein Feldpunkt hervorgehoben ist und wobei diejenigen zugeordneten Punkte auf Facetten des Feldfacettenspiegels ebenfalls hervorgehoben sind, die auf den hervorgehobenen Beleuchtungsfeldpunkt abgebildet werden; 4 a plan view of another embodiment of a field facet mirror and a lighting field, wherein a field point is highlighted in the illumination field and wherein those associated points are also highlighted on facets of the field facet mirror, which are mapped to the highlighted illumination field point;
5 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung eine Aufsicht des Feldfacettenspiegels und des Beleuchtungsfeldes nach 4, wobei eine Abbildungs-Punktzuordnung wie bei der 4 nur für genau eine der Feldfacetten und das Beleuchtungsfeld angegeben ist und wobei zusätzlich auf allen anderen Feldfacetten jeweils ein Facettenbereich angegeben ist und wobei die einander überlagernden Bilder dieser Facettenbereiche im Beleuchtungsfeld ebenfalls dargestellt sind; 5 in one too 4 similar representation of a plan view of the field facet mirror and the illumination field according to 4 , wherein an image point allocation as in the 4 is given only for exactly one of the field facets and the illumination field and wherein in addition a facet region is additionally indicated on all other field facets and wherein the overlapping images of these facet regions in the illumination field are also shown;
6 und 7 zwei Beispiele für eine sequentielle Abrasterung jeweils zusammenhängender Scanbereiche auf dem Feldfacettenspiegel, wobei die Scanbereichsflächen dieser Scanbereiche jeweils etwas kleiner sind als Fläche einer der Facetten; und 6 and 7 two examples of a sequential scanning of respective contiguous scan areas on the field facet mirror, wherein the scan area areas of these scan areas are each slightly smaller than the area of one of the facets; and
8 und 9 Varianten von Scanbereichsflächen über den Feldfacetten, die sich über mehrere Feldfacetten erstrecken. 8th and 9 Variants of scan area areas over the field facets that span multiple field facets.
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 nm 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 .A projection exposure machine 1 for microlithography is used to produce a micro- or nanostructured electronic semiconductor device. A source of light or radiation 2 emits EUV radiation in the wavelength range, for example, between 5 nm and 30 nm. The light source 2 is designed as a free-electron laser (FEL). It is a synchrotron radiation source that generates coherent radiation with very high brilliance. Prior publications describing such FELs are in the WO 2009/121 438 A1 specified. A light source 2 , which can be used, for example, is described in Uwe Schindler "A superconducting undulator with electrically switchable helicity", Forschungszentrum Karlsruhe in the Helmholtz Association, scientific reports, FZKA 6997, August 2004 , and in the DE 103 58 225 B3 ,
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. The EUV light source 2 has an electron beam supply device 2a for generating an electron beam 2 B and an EUV generation facility 2c , The latter is via the electron beam supply device 2a with the electron beam 2 B provided. The EUV generation facility 2c is executed as an undulator.
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.The light source 2 has an average power of 2.5 kW. The pulse frequency of the light source 2 is 30 MHz. Each individual radiation pulse then carries an energy of 83 μJ. With a radiation pulse length of 100 fs, this corresponds to a radiation pulse power of 833 MW.
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.For illumination and imaging within the projection exposure system 1 becomes a useful light bundle as the illumination light 3 used, which is also referred to as output beam. The useful radiation bundle 3 becomes within an opening angle 4 which is connected to an illumination optics 5 the projection exposure system 1 adjusted with the help of a yet to be described scanning device 6 illuminated. The useful radiation bundle 3 has, starting from the light source 2 , a divergence that is less than 5 mrad. The scanning facility 6 is in an intermediate focus level 6a the illumination optics 5 arranged. After the scan setup 6 hits the payload bundle 3 first on a field facet mirror 7 , Details about the scanning setup 6 will be described below on the basis of 2 and 3 yet to be explained.
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.The useful radiation bundle 3 In particular, it has a divergence which is less than 2 mrad and preferably less than 1 mrad. The spot size of the useful radiation bundle on the field facet mirror 7 is about 4 mm.
2 zeigt beispielhaft eine Facettenanordnung, ein Feldfacetten-Array, von Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7. Der Feldfacettenspiegel 7 stellt einen Facettenspiegel eines Beleuchtungssystems der Projektionsbelichtungsanlage 1 dar. 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, wie nachfolgend im Zusammenhang mit den 4 bis 9 dargestellt, 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. 2 shows by way of example a facet arrangement, a field facet array, of field facets 8th of the field facet mirror 7 , The field facet mirror 7 represents a facet mirror of a lighting system of the projection exposure apparatus 1 Only part of the actually existing field facets is shown by way of example 8th with three columns and 15 rows. The field facet array of the field facet mirror 7 has a total of 6 columns and 75 rows. The field facets 8th have a rectangular shape. Also other forms of field facets 8th are possible, for example, an arc shape, as in the following in connection with the 4 to 9 represented, or an annular or semi-annular geometry. Overall, the field facet mirror 7 in one possible variant 450 field facets 8th on. Every field facet 8th has an extension of 50 mm in the 2 horizontal and 4 mm in the in the 2 vertical direction. The entire field facet array has a corresponding extension of 300 mm × 300 mm. The field facets 8th are in the 2 not shown to scale.
Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 7 trifft das in Strahlbüschel, die den einzelnen Feldfacetten 8 zugeordnet sind, aufgeteilte Nutzstrahlungsbündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 9. Pupillenfacetten 9a des Pupillenfacettenspiegels 9, von denen in der 1 lediglich eine Pupillenfacette 9a dargestellt ist, 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. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann das Beleuchtungslicht 3 über genau ein Paar oder auch über mehrere, aber in der Regel wenige Paare aus jeweils einer Feldfacette 8 und jeweils einer Pupillenfacette 9a geführt werden. Zur Ansteuerung jeweils vorgegebener Pupillenfacetten 9a sind die Feldfacettenspiegel 8 jeweils individuell verkippt.After reflection at the field facet mirror 7 that hits in tufts of rays, which are the individual field facets 8th are assigned, split Nutzstrahlungsbündel 3 on a pupil facet mirror 9 , pupil facets 9a of the pupil facet mirror 9 of which in the 1 only a pupil facet 9a is shown are round. Each one of the field facets 8th reflected beam tufts the Nutzstrahlungsbündels 3 is one of these pupil facets 9a assigned, so that in each case an acted facet pair with one of the field facets 8th and one of the pupil facets 9a an illumination channel or beam guiding channel for the associated beam of the useful radiation bundle 3 pretends. The channel-wise assignment of the pupil facets 9a to the field facets 8th occurs depending on a desired illumination by the projection exposure system 1 , The output beam 3 is therefore for specifying individual illumination angle along the illumination channel sequentially over pairs of each one of the field facets 8th and one each of the pupil facets 9a guided. At a certain time, the illumination light can 3 over exactly one pair or also over several, but usually few pairs from in each case a field facet 8th and one pupil facet each 9a be guided. For controlling respectively predetermined pupil facets 9a are the field facet mirrors 8th individually tilted.
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.About the pupil facet mirror 9 and a subsequent one, from three EUV mirrors 10 . 11 . 12 existing transmission optics 13 become the field facets 8th into a lighting or object field 14 in a reticle or object plane 15 a projection optics 16 the projection exposure system 1 displayed. The EUV level 12 is designed as a grazing incidence mirror.
Aus der Sequenz der einzelnen Beleuchtungswinkel, die über die Ausleuchtungskanäle individueller Facettenpaare 8, 9a vorgegeben wird, ergibt sich über die Scanintegration aller Ausleuchtungskanäle, die über eine scannende Beleuchtung der Facetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 mit Hilfe der Scan-Einrichtung 6 herbeigeführt wird, eine Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 14 über die Beleuchtungsoptik 5.From the sequence of individual illumination angles, which are via the illumination channels of individual facet pairs 8th . 9a is given, results from the scan integration of all illumination channels, which via a scanning illumination of the facets 8th of the field facet mirror 7 using the scanning facility 6 is induced, an illumination angle distribution of the illumination of the object field 14 about the illumination optics 5 ,
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.In an embodiment, not shown, of the illumination optics 5 , Especially at a suitable location of an entrance pupil of the projection optics 16 , can on the mirror 10 . 11 and 12 be omitted, resulting in a corresponding increase in transmission of the projection exposure system for the Nutzstrahlungsbündel 3 leads.
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, um die Gesamtdosis im Bildfeld 17 zu erhalten. Diese beispielhaften Angaben gehen davon aus, dass ein vollständiger Scan des gesamten Feldfacettenspiegels 7 während des Zeitraums, den ein Punkt auf dem Wafer 18a benötigt, um das Bildfeld 17 zu durchlaufen, durchgeführt wird. Ein schnelleres Scannen des Beleuchtungslichts 3 über den Feldfacettenspiegel 7 ist grundsätzlich möglich. Der Zeitraum, den ein Punkt auf dem Wafer 18a benötigt, um bei der scannenden Belichtung das Bildfeld 17 zu durchlaufen, kann ein ganzteiliges Vielfaches des Zeitraums sein, welcher zum Scannen des gesamten Feldfacettenspiegels 7 mit dem Beleuchtungslicht 3 benötigt wird. On the entire object field 14 comes per full scan of the field facet mirror 7 a total dose of 49.2 J on. This total dose is still with the total transmission of the illumination optics 5 on the one hand and the projection optics 16 on the other hand, multiply by the total dose in the image field 17 to obtain. These exemplary data assume that a complete scan of the entire field facet mirror 7 during the period a point on the wafer 18a needed to view the picture box 17 to go through. A faster scanning of the illumination light 3 over the field facet mirror 7 is possible in principle. The period of time that a point on the wafer 18a needed to capture the field of view during the scanning exposure 17 it may be a whole multiple of the time required to scan the entire field facet mirror 7 with the illumination light 3 is needed.
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.In the object plane 15 in the area of the object field 14 is a useful ray bundle 3 reflective reticle 16a arranged. The reticle 16a is from a reticle holder 16b worn, via a reticle displacement drive 16c controlled displaced.
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.The projection optics 16 forms the object field 14 in a picture field 17 in an image plane 18 from. In this picture plane 18 is a wafer in the projection exposure 18a which carries a photosensitive layer during projection exposure with the projection exposure apparatus 1 is exposed. The wafer 18a is from a wafer holder 18b in turn, via a wafer displacement drive 18c controlled is displaced.
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.To facilitate the representation of positional relationships, an xyz coordinate system is used below. The x-axis is perpendicular to the plane of the 1 and points into it. The y-axis runs in the 1 to the right. The z-axis runs in the 1 downward.
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.In the projection exposure, both the reticle and the wafer in the 1 in y-direction by appropriate control of the reticle displacement drive 16c and the wafer displacement drive 18c scanned synchronized. The wafer is scanned during the projection exposure at a scan speed of typically 600 mm / s in the y-direction. The synchronized scanning of the two displacement drives 16c can be independent of the scanning operation of the scanning device 6 respectively.
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.The long side of the field facets 8th is perpendicular to a scanning direction y. The x / y aspect ratio of the field facets 8th corresponds to that of the slit-shaped object field 14 , which may also be made rectangular or curved.
2 und 3 zeigen die Ausführungen der beispielsweise mit der Scan-Einrichtung 6 für das Nutzstrahlungsbündel 3 stärker im Detail. Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird für die Scan-Einrichtung in der 2 ein x'-y'-Koordinatensystem verwendet. Die x'-Achse, die zur x-Achse parallel ist, verläuft in der 2 in die Zeichenebene hinein. Die y'-Achse, die in der yz-Ebene liegt, verläuft in der 2 schräg nach rechts oben. 2 and 3 show the embodiments of the example with the scanning device 6 for the useful radiation bundle 3 stronger in detail. To facilitate the representation of positional relationships is used for the scanning facility in the 2 uses an x'-y 'coordinate system. The x'-axis, which is parallel to the x-axis, runs in the 2 into the drawing plane. The y 'axis, which lies in the yz plane, runs in the 2 diagonally to the top right.
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 xFF-Richtung haben die Feldfacetten 8 eine Erstreckung von XFF. In der yFF-Richtung haben die Feldfacetten 8 eine Erstreckung von YFF. XFF/YFF ist das x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 8.To represent positional relationships with respect to the field facet mirror 7 An x FF -y FF coordinate system is used accordingly. The x FF axis runs parallel to the x-axis, ie in the direction of the longer sides of the rectangular field facets 8th , The y FF direction is perpendicular to this in the direction of the shorter sides of the rectangular field facets 8th , In the x FF direction, the field facets have 8th an extension of X FF . In the y FF direction, the field facets have 8th an extension of Y FF . X FF / Y FF is the x / y aspect ratio of the field facets 8th ,
Bei der Scan-Einrichtung 6 handelt es sich bei der Ausführung nach 2 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.At the scanning facility 6 it is the execution after 2 around one the Nutzstrahlungsbündel 3 grazing reflective scanning mirror, which coincides around a y'-axis coincident line scan axis 19 and a line feed axis parallel to the x 'axis 20 can be tilted. Both axes 19 . 20 lie in a reflective mirror surface 21 the scanning facility 6 ,
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 einem 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.In the 3 is the field facet mirror 7 schematically as a 4 × 4 array with four horizontal lines of four field facets 8th shown. The following frequency and time data refer to the lighting of the in connection with the 2 already described field facet mirror 7 with the 6x75 array. The tilt around the line scan axis 19 for scanning a field facet line along the x FF direction takes place in the described embodiment with a line frequency of 7.5 kHz. This is the mirror surface 21 tilted by +/- 4.5 °, resulting in a deflection angle for the Nutzstrahlungsbündel 3 of +/- 9 ° leads. Accordingly, the residence time of the Nutzstrahlungsbündels 3 on one line (y FF = const.) of the field facet mirror 7 133.3 μs. The line feed in y FF direction is done by synchronized tilting around the line feed axis 20 so that the 75 lines are rasterized with correct line spacing, with the tilt around the line feed axis 20 also for a return of the Nutzstrahlungsbündels 3 from the last scanned field facet 8z towards the first field facet to be rastered 8a provides. To the line feed axis 20 becomes the mirror surface 21 Therefore additionally tilted with a frequency of 100 Hz. The residence time per individual field facet 8th is 22.2 μs. During the stay on a field facet 8th So 660 EUV radiation impulses hit the field facet 8th ,
Die Ausleuchtung auf den Feldfacettenspiegel 7 kann beim Abscannen des Feldfacettenspiegels 7 kontinuierlich in y-Richtung bewegt werden. Eine derartige Scanbewegung ist mit mechanisch vergleichsweise einfachen und haltbaren Komponenten erreichbar.The illumination on the field facet mirror 7 can when scanning the field facet mirror 7 be moved continuously in the y direction. Such a scanning movement can be achieved with mechanically comparatively simple and durable components.
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.Also, a higher line frequency than the above-described line frequency of 7.5 kHz is possible, for example, a line frequency of 10 kHz, 15 kHz, 20 kHz or even an even higher line frequency.
Der Abstand zwischen der Spiegelfläche 21 und dem Feldfacettenspiegel 7 beträgt etwa 1 m.The distance between the mirror surface 21 and the field facet mirror 7 is about 1 m.
Anstelle einer Verkippung um die Zeilenscan-Achse 19 kann der Zeilenscan auch mit Hilfe eines Polygonscanners 22, der um die Zeilenscan-Achse 19 rotiert, erzeugt werden. Dies ist schematisch in der 3 dargestellt, die den Feldfacettenspiegel 7 in einer Aufsicht zeigt. Die xFF-Achse verläuft in der 3 nach rechts und die yFF-Achse verläuft in der 3 senkrecht zur Zeichenebene auf den Betrachter zu.Instead of a tilt around the line scan axis 19 The line scan can also be done with the help of a polygon scanner 22 that is around the line scan axis 19 rotated, generated. This is schematically in the 3 representing the field facet mirror 7 in a supervision shows. The x FF axis runs in the 3 to the right and the y FF axis runs in the 3 perpendicular to the drawing plane towards the viewer.
Der Polygonscanner weist zum Zeilenscan einen Polygonspiegel 23 mit insgesamt sechs Polygonfacetten auf, ist also in Umfangsrichtung um seine Rotationsachse 19 als regelmäßiges Sechseck ausgebildet. Bei der Ausführung der Scan-Einrichtung 6 mit dem Polygonspiegel 23 ist diesem ein Kippspiegel vor- oder nachgeordnet, der, wie vorstehend beschrieben, um die Zeilenvorschub-Achse 20 verkippbar ist.The polygon scanner has a polygon mirror for line scan 23 with a total of six polygon facets, so is in the circumferential direction about its axis of rotation 19 trained as a regular hexagon. When running the scanning setup 6 with the polygon mirror 23 this is a tilting mirror upstream or downstream, which, as described above, to the line feed axis 20 can be tilted.
Das Nutzstrahlungsbündel 3 hat beim Auftreffen auf eine von insgesamt sechs Spiegelflächen 21 des Polygonspiegel 23 einen Durchmesser von etwa 5 mm.The useful radiation bundle 3 has when hitting one of a total of six mirror surfaces 21 of the polygon mirror 23 a diameter of about 5 mm.
Ein Abstand zwischen der Lichtquelle 2 und dem Polygonspiegel 23 beträgt etwa 1 m.A distance between the light source 2 and the polygon mirror 23 is about 1 m.
Beim Auftreffen auf den Feldfacettenspiegel 7, also nach der Reflexion am Polygonspiegel 23, hat das Nutzstrahlungsbündel 3 einen Durchmesser von etwa 10 mm.When hitting the field facet mirror 7 that is, after the reflection at the polygon mirror 23 , has the useful radiation bundle 3 a diameter of about 10 mm.
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.The image field 17 has a slot width parallel to the scan direction y of 2 mm and a slot width perpendicular to the scan direction, ie in the x direction, of 26 mm. At an assumed dose on the wafer 18a of 30 mJ / cm 2 , which ensures that the photosensitive layer responds, a scanning speed of 600 mm / s at the reticle 16a and a field width of 26 mm must be the output beam 3 on the wafer 18a arrive with a power of 5W.
Die jeweilige Ausführung der Scan-Einrichtung 6 ist derart, dass sequentiell jeweils zusammenhängende Scanbereiche auf dem Feldfacettenspiegel 7 abgerastert werden, deren Scanbereichsfläche höchstens der Fläche der Feldfacetten 8 entspricht. Dies wird nachfolgend anhand der 4 ff. näher erläutert. Komponenten bzw. Funktionen, die denjenigen entsprechen, die jeweils unter Bezugnahme auf vorher bereits erläuterte Figuren beschrieben werden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.The particular version of the scanning device 6 is such that in each case sequentially continuous scan areas on the field facet mirror 7 whose scan area is at most the area of the field facets 8th equivalent. This will be explained below with reference to 4 ff. explained in more detail. Components or functions corresponding to those respectively described with reference to previously explained figures bear the same reference numerals and will not be discussed again in detail.
4 zeigt links in einer Aufsicht schematische eine Variante des Feldfacettenspiegels 7 mit gebogenen Feldfacetten 8. Dargestellt sind drei Spalten der Feldfacetten 8 und insgesamt zwanzig Feldfacetten 8. In der Realität ist die Anzahl der Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 nach 4 natürlich viel größer, wie vorstehend bereits erläutert. 4 shows on the left in a plan view schematically a variant of the field facet mirror 7 with curved field facets 8th , Shown are three columns of field facets 8th and a total of twenty field facets 8th , In reality, the number of field facets is 8th of the field facet mirror 7 to 4 Of course, much larger, as already explained above.
In der 4 rechts ist das Beleuchtungsfeld 14 dargestellt, auf das die Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 einander überlagernd abgebildet werden.In the 4 right is the illumination field 14 represented on which the field facets 8th of the field facet mirror 7 be superimposed on each other.
Hervorgehoben ist in dem Beleuchtungsfeld 14 nach 4 ein Feldpunkt 24. Ebenfalls hervorgehoben sind in der 4 diejenigen Facettenpunkte 25, die über die Übertragungsoptik 13 genau auf den Feldpunkt 24 abgebildet werden (Urbilder des Feldpunktes 24). Aufgrund der räumlichen Verhältnisse der Abbildung der Facettenpunkte 25 auf den Feldpunkt 24 liegen die Facettenpunkte 25 innerhalb der jeweiligen Kontur der Feldfacetten 8 nicht alle exakt am gleichen relativen Ort, sondern können gegeneinander sowohl in der xFF- als auch in der yFF-Richtung leicht verschoben sein. Diese Verschiebung, für die beispielhaft eine Verschiebung ΔxFF für die beiden obersten Feldfacetten 8 der linken Spalte des Feldfacettenspiegels 7 nach 4 angedeutet ist, ist klein gegenüber den Dimensionen der Feldfacetten 8 in der xFF- und in der yFF-Richtung. Analog zur Verschiebung ΔxFF kann auch eine Verschiebung ΔyFF entlang der yFF-Richtung auftreten. Dies ist in der 4 anhand der Facettenpunkte 25 der beiden obersten Feldfacetten 8 der rechten Spalte dargestellt. Diese Facettenpunkte 25 haben in der yFF-Richtung einen Abstand von YFF plus ΔyFF zueinander, sind also um ΔyFF weiter voneinander beabstandet als die Erstreckung YFF der Feldfacetten 8 in der yFF-Richtung. Abhängig von der Wahl des Feldpunktes 24 und des jeweiligen zugehörigen Facettenpunktes 25 einer bestimmten Feldfacette 8 ergibt sich für jede der Feldfacetten 8 ein bestimmter Wert für ΔyFF. Bei Betrachtung aller möglichen Kombinationen aus Feldpunkten 24 und Facettenpunkten 25 der Feldfacetten 8 ergibt sich ein maximaler Wert ΔyFF,max, den ΔyFF annehmen kann. Diese Größe ΔyFF,max wird auch als maximale Urbild-Verschiebung eines Feldpunktes 24 auf dem Facettenspiegel 8 bezeichnet.Highlighted in the illumination field 14 to 4 a field point 24 , Also highlighted in the 4 those facet points 25 that have the transmission optics 13 exactly on the field point 24 be imaged (original images of the field point 24 ). Due to the spatial relationships of the mapping of the facet points 25 on the field point 24 lie the facet points 25 within the respective contour of the field facets 8th not all exactly in the same relative location, but can be slightly shifted against each other in both the x FF and y FF directions. This shift, for example, a shift Δx FF for the two uppermost field facets 8th the left column of the field facet mirror 7 to 4 is indicated is small compared to the dimensions of the field facets 8th in the x FF and y FF directions. Analogously to the displacement Ax FF FF Ay a shift along the y direction FF occur. This is in the 4 based on the facet points 25 the two uppermost field facets 8th the right column shown. These facet points 25 have in the y FF direction a distance of Y FF plus Δy FF to each other, so are spaced by Δy FF further apart than the extent Y FF of the field facets 8th in the y FF direction. Depending on the choice of the field point 24 and the corresponding facet point 25 a certain field facet 8th results for each of the field facets 8th a certain value for Δy FF . Considering all possible combinations of field points 24 and facet points 25 the field facets 8th results in a maximum value Δy FF, max , the Δy FF can accept. This quantity Δy FF, max is also used as the maximum archetype shift of a field point 24 on the facet mirror 8th designated.
5 zeigt in einer zur 4 ähnlichen Darstellung wiederum den Feldfacettenspiegel 7 und das Beleuchtungsfeld 14. Für den Feldpunkt 24 ist für eine der Feldfacetten 8, nämlich die drittunterste Feldfacette 8 der mittleren Spalte des Feldfacettenspiegels 7, der Facettenpunkt 25 angegeben, der über die Übertragungsoptik 13 auf den Feldpunkt 24 abgebildet wird. 5 shows in a to 4 similar representation again the field facet mirror 7 and the lighting field 14 , For the field point 24 is for one of the field facets 8th namely the third lowest field facet 8th the middle column of the field facet mirror 7 , the facet point 25 indicated by the transmission optics 13 on the field point 24 is shown.
Für die anderen Feldfacetten 8 ist in der 5 jeweils ein Facettenbereich 26 angegeben, der in Bezug auf die xFF- und yFF-Koordinate jeder einzelnen der Feldfacetten 8 genau am gleichen Ort auf der Reflexionsfläche jeder Feldfacette 8 liegt.For the other field facets 8th is in the 5 one facet area each 26 with respect to the x FF and y FF coordinates of each of the field facets 8th exactly at the same place on the reflection surface of each field facet 8th lies.
Die Facettenbereichsbilder 27 dieser Facettenbereiche 26 sind auf dem Beleuchtungsfeld 14 aufgrund der bereits erwähnten geometrischen Abweichung bei der Abbildung durch die Übertragungsoptik 13 und auch aufgrund der hieraus resultierenden, leicht unterschiedlichen Abbildungsmaßstäbe dieser Abbildung nicht identisch, sondern überlappen einander.The facet area images 27 these facet areas 26 are on the lighting field 14 due to the already mentioned geometric deviation in the imaging by the transmission optics 13 and also due to the resulting slightly different magnifications of this figure are not identical, but overlap each other.
In der 5 rechts sind auf dem Beleuchtungsfeld 14 die Facettenbereichsbilder 27 der Facettenbereiche 26 dargestellt, die von der Übertragungsoptik 13 auf dem Beleuchtungsfeld 14 erzeugt werden. Der Feldpunkt 24 liegt in allen Facettenbereichsbildern 27. Sofern die Scan-Einrichtung 6 so angesteuert wird, dass die Facettenbereiche 26 zu einem gegebenen Zeitpunkt nicht ausgeleuchtet werden, kann zu diesem Zeitpunkt der Feldpunkt 24 über den Facettenpunkt 25 beleuchtet werden, ohne dass aus einer Beleuchtung dieses Feldpunktes 24 über die anderen Facetten 8 eine störende Interferenz resultiert.In the 5 right are on the lighting field 14 the facet area images 27 the facet areas 26 represented by the transmission optics 13 on the lighting field 14 be generated. The field point 24 lies in all facet area images 27 , Unless the scanning facility 6 is controlled so that the facet areas 26 can not be lit at a given time, can at this time the field point 24 over the facet point 25 Illuminated without giving off a lighting of this field point 24 about the other facets 8th a disturbing interference results.
Der Feldpunkt 24 in der 5 rechts wird dann ausschließlich über eine der Facetten 8, nämlich über die drittunterste Facette 8 der mittleren Spalte des Feldfacettenspiegels 7 in der 5 links, beleuchtet.The field point 24 in the 5 right then becomes exclusively about one of the facets 8th namely the third lowest facet 8th the middle column of the field facet mirror 7 in the 5 left, illuminated.
6 zeigt ebenfalls eine Aufsicht des Feldfacettenspiegels 7. In der 6 ist eine Variante einer Ansteuerung der Scan-Einrichtung 6 dargestellt, bei der sequentiell ein zusammenhängender Scanbereich 28 auf dem Feldfacettenspiegel 7 abgerastert wird, dessen Scanbereichsfläche kleiner ist als die Reflexionsfläche einer der Feldfacetten 8. Bei der Ansteuerungsvariante nach 6 ist der Scanbereich 28 wie die Feldfacetten 8 gebogen. In der xFF-Richtung hat der Scanbereich 28 die gleiche Erstreckung wie die Feldfacetten 8. In yFF-Richtung ist die Erstreckung des Scanbereiches 28 etwas geringer als die Erstreckung der Feldfacetten 8. Die yFF-Erstreckung der Feldfacetten 8 ist in der 6 zum Vergleich durch zwei gestrichelte Begrenzungslinien 29 angedeutet. Eine Berandungsform des Scanbereichs 28 entspricht der Berandungsform der Feldfacetten 8. 6 also shows a top view of the field facet mirror 7 , In the 6 is a variant of a control of the scanning device 6 in which, sequentially, a contiguous scan area 28 on the field facet mirror 7 is scanned whose Scanbereichsfläche is smaller than the reflection surface of one of the field facets 8th , In the control variant after 6 is the scan area 28 like the field facets 8th bent. In the x FF direction, the scan area has 28 the same extent as the field facets 8th , In y FF direction is the extent of the scan area 28 slightly smaller than the extension of the field facets 8th , The y FF extension of the field facets 8th is in the 6 for comparison by two dashed boundary lines 29 indicated. A boundary shape of the scan area 28 corresponds to the boundary shape of the field facets 8th ,
Eine Scanbereichsfläche S des Scanbereichs 28 ist um mindestens das Verhältnis aus der maximalen Urbild-Verschiebung ΔyFF,max eines Feldpunktes 24, also eines Objektpunktes des Beleuchtungsfeldes 14, auf dem Feldfacettenspiegel 8 einerseits und der hierzu parallelen Facettenausdehnung YFF andererseits geringer als die Fläche F = XFF·YFF einer der Feldfacetten 8. Es gilt also: S = F·(1 – (ΔyFF,max/YFF)) A scan area S of the scan area 28 is at least the ratio of the maximum original image shift Δy FF, max of a field point 24 , ie an object point of the illumination field 14 , on the field facet mirror 8th on the one hand and the facet extension Y FF parallel thereto on the other hand, less than the area F = X FF * Y FF of one of the field facets 8th , It therefore applies: S = F * (1 - (Δy FF, max / Y FF ))
Bei der Variante nach 6 wird die Scan-Einrichtung 6 so angesteuert, dass immer der zusammenhängende Scanbereich 28 auf den Feldfacettenspiegel 7 abgerastert wird, wobei dieser zusammenhängende Scanbereich 28 sich dann entsprechend einem zeitlichen Verlauf der Ansteuerung der Scan-Einrichtung 6 spaltenweise in yFF-Richtung über den Feldfacettenspiegel 7 verlagert.In the variant after 6 becomes the scanning device 6 so controlled that always the contiguous scan area 28 on the field facet mirror 7 is scanned, with this contiguous scan area 28 Then according to a time course of the control of the scanning device 6 in columns in y FF direction over the field facet mirror 7 relocated.
Es werden also zwei Scanschritte bei der Ansteuerung der Scan-Einrichtung 6 überlagert. Zum einen wird immer eine Fläche entsprechend dem Scanbereich 28 abgerastert und dieser Scanbereich wird zum anderen spaltenweise über die Feldfacetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 gescannt. Nach dem Ende einer der Spalten des Feldfacettenspiegels 7 wird das Scannen bei der benachbarten Spalte fortgesetzt.So there are two scan steps in the control of the scanning device 6 superimposed. First, there will always be an area corresponding to the scan area 28 scanned and this scan area is the other column by column on the field facets 8th of the field facet mirror 7 scanned. After the end of one of the columns of the field facet mirror 7 Scanning continues at the adjacent column.
Die Größenwahl des Scanbereichs 28 führt dazu, dass kein Feldpunkt des Beleuchtungsfeldes 14 gleichzeitig über zwei verschiedene Feldfacetten 8 beleuchtet wird. Störende Interferenzen des Beleuchtungslichts auf den Beleuchtungsfeldpunkten sind somit ausgeschlossen.The size choice of the scan area 28 causes no field point of the illumination field 14 simultaneously over two different field facets 8th is illuminated. Disturbing interference of the illumination light on the illumination field points are thus excluded.
Während der Scanbereich 28 über den Facettenspiegel 7 wandert, werden, wie in der Momentanaufnahme nach 6 gezeigt, mitunter zwei benachbarte Feldfacetten 8 gleichzeitig mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt. Da gleichzeitig ausschließlich Teilbereiche dieser beiden benachbarten Feldfacetten 8 beaufschlagt werden, die unterschiedliche Bereiche des Beleuchtungsfeldes 14 mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagen, liegt dennoch keine Beleuchtungslicht-Interferenz im Beleuchtungsfeld 14 vor.During the scan area 28 over the facet mirror 7 migrates, as in the instantaneous recording 6 sometimes two adjacent field facets 8th simultaneously with the illumination light 3 applied. Since at the same time only partial areas of these two adjacent field facets 8th be applied, the different areas of the lighting field 14 with the illumination light 3 nevertheless, there is no illumination light interference in the illumination field 14 in front.
7 zeigt eine weitere Variante einer Ansteuerung der Scan-Einrichtung 6 zur sequentiellen Beleuchtung des gesamten Feldfacettenspiegels 7. Komponenten und Funktion, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die anderen Figuren bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. 7 shows a further variant of a control of the scanning device 6 for the sequential illumination of the entire field facet mirror 7 , Components and function corresponding to those described above with reference to the other figures have already been described, bear the same reference numerals and will not be discussed again in detail.
Bei der Ausführung nach 7 ist der Scanbereich 28 rechteckig. Eine Fläche des Scanbereichs 28 ist kleiner als die Fläche einer der Feldfacetten 8. Die yFF-Erstreckung des Scanbereichs 28 nach 7 ist wiederum etwas kleiner als die yFF-Erstreckung der Feldfacetten 8, wie im Zusammenhang mit der 6 bereits erläutert. Bei der Ausführung nach 7 entspricht die Berandungsform des Scanbereichs 28 also nicht der Berandungsform der Feldfacetten 8.In the execution after 7 is the scan area 28 rectangular. An area of the scan area 28 is smaller than the area of one of the field facets 8th , The y FF extension of the scan area 28 to 7 is again slightly smaller than the y FF extension of the field facets 8th as related to the 6 already explained. In the execution after 7 corresponds to the boundary shape of the scan area 28 So not the boundary shape of the field facets 8th ,
Der Scanbereich 28 ist nicht notwendigerweise in eine der Feldfacetten 8 einschreibbar.The scan area 28 is not necessarily in one of the field facets 8th inscribed.
Anhand der 8 und 9 werden zwei weitere Beispiele einer Scanbereichs-Gestaltung erläutert, über die jeweils ein Feldpunkt im Beleuchtungsfeld 14 ausschließlich über jeweils höchstens eine der Facetten 8 des Feldfacettenspiegels 7 beleuchtet wird. Komponenten und Funktion, die denjenigen entsprechen, die vorstehend in Bezugnahme auf die anderen Figuren bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.Based on 8th and 9 Two further examples of scan area design are explained, each with a field point in the illumination field 14 exclusively over at most one of the facets 8th of the field facet mirror 7 is illuminated. Components and function corresponding to those already explained above with reference to the other figures bear the same reference numerals and will not be discussed again in detail.
Bei den Ausführungen nach den 8 und 9 wird die Scan-Einrichtung 6 zur Ausleuchtung des Feldfacettenspiegels 7 so angesteuert, dass ein Scanbereich 30 sich über mehrere der Facetten 8 erstreckt.In the versions after the 8th and 9 becomes the scanning device 6 for illuminating the field facet mirror 7 so driven that a scan area 30 about several of the facets 8th extends.
Bei der Variante nach 8 ist der Scanbereich 30 zusammenhängend in Form eines sich über drei Facetten-Spalten erstreckenden Scanbereich-Streifens ausgebildet. Dieser Scanbereichs-Streifen verläuft bei der Ausführung nach 8 schräg über alle drei Facetten-Spalten. Die Steigung dieses Schrägverlaufs muss so groß sein, dass ein yFF-Versatz zwischen benachbarten, beleuchteten Facetten-Spalten größer ist als eine yFF-Erstreckung des Scanbereichs 30. Der Versatz ist in der 8 durch eine gestrichelte Linie 31 und die yFF-Erstreckung des Scanbereichs 30 ist in der 8 durch eine weitere gestrichelte Linie 32 angedeutet. Eine Differenz Δy in der yFF-Richtung zwischen dem Versatz 31 und der yFF-Erstreckung 32 des Scanbereichs 30 ist größer als die maximale Urbild-Verschiebung ΔyFF,max, die vorstehend im Zusammenhang mit der 4 bereits erläutert wurde. Gleichzeitig muss der Verlauf des Scanbereichs 30 nach 8 so sein, dass eine gesamte yFF-Erstreckung A des Scanbereichs 30 höchstens so groß ist wie die yFF-Erstreckung YFF der einzelnen Feldfacetten 8. Die Differenz zwischen den yFF-Erstreckungen A und YFF ist dabei wiederum mindestens so groß wie die maximale Urbild-Verschiebung ΔyFF,max. Durch Einhalten dieser Randbedingungen ist gewährleistet, dass auch bei einer Ansteuerung, die zu einem Scanbereich 30 nach 8 führt, jeweils ein Feldpunkt im Beleuchtungsfeld 14 ausschließlich über jeweils höchstens eine der Feldfacetten 8 beleuchtet wird.In the variant after 8th is the scan area 30 contiguous in the form of a scan area strip extending over three facet columns. This scan area strip runs after execution 8th obliquely across all three facet columns. The slope of this skew must be so large that a y FF offset between adjacent illuminated facet columns is greater than a y FF extension of the scan area 30 , The offset is in the 8th by a dashed line 31 and the y FF extension of the scan area 30 is in the 8th by another dashed line 32 indicated. A difference Δy in the y FF direction between the offset 31 and the y FF extension 32 of the scan area 30 is greater than the maximum archimetric displacement .DELTA.y FF, max , the above in connection with the 4 has already been explained. At the same time, the course of the scan area must be 30 to 8th be such that a total y FF extension A of the scan area 30 is at most as large as the y FF extension Y FF of the individual field facets 8th , The difference between the y FF extensions A and Y FF is again at least as great as the maximum original image shift Δy FF, max . By observing these boundary conditions, it is ensured that even with a control, which is a scan area 30 to 8th leads, one field point in the illumination field 14 exclusively over in each case at most one of the field facets 8th is illuminated.
Bei der Beleuchtung des Feldfacettenspiegels 7 wird der Scanbereich 30 in yFF-Richtung über den Feldfacettenspiegel 7 gescannt, sodass jede der Feldfacetten 8 innerhalb einer Scanperiode ausgeleuchtet wird.When lighting the field facet mirror 7 becomes the scan area 30 in y FF direction over the field facet mirror 7 scanned so that each of the field facets 8th is lit within a scan period.
Bei der Ansteuerungsvariante nach 9 werden mehrere Scanbereiche 30a, 30b, 30c, deren xFF-Erstreckung jeweils einer Feldfacetten-Spaltenbreite entspricht, in y-Richtung über die verschiedenen Spalten des Feldfacettenspiegels 7 gescannt. In der yFF-Richtung weisen die Scanbereiche 30a, 30b und 30c jeweils zueinander einen yFF-Versatz auf, der größer ist als 0. Ein y-Versatz zwischen den Scanbereichen 30a, 30b und 30c kann größer sein als eine y-Erstreckung des jeweiligen Scanbereichs 30a bis 30c zuzüglich der maximalen Urbild-Verschiebung ΔyFF,max. Eine Gesamterstreckung A des aus den Teilbereichen 30a–30c Scanbereichs 30 nach 9 beträgt wiederum höchstens die yFF-Erstreckung der einzelnen Feldfacetten. Der Unterschied zwischen der Gesamterstreckung A und der yFF-Erstreckung der einzelnen Feldfacetten kann dabei wiederum in der Größenordnung der maximalen Urbild-Verschiebung ΔyFF,max liegen.In the control variant after 9 be multiple scan areas 30a . 30b . 30c whose x FF extension corresponds in each case to one field facet column width, in the y direction over the different columns of the field facet mirror 7 scanned. In the y FF direction, the scan areas point 30a . 30b and 30c in each case a y FF offset greater than 0. A y offset between the scan areas 30a . 30b and 30c can be greater than a y-extent of the respective scan area 30a to 30c plus the maximum image shift Δy FF, max . An overall extension A of the subregions 30a - 30c scan area 30 to 9 in turn, is at most the y FF extension of the individual field facets. The difference between the total extension A and the y FF extension of the individual field facets can again be in the order of magnitude of the maximum original image shift Δy FF, max .
Ein Versatz des Scanbereichs 30 zwischen zwei spaltenweise benachbarten Feldfacetten 8 beträgt mindestens die Summe aus der yFF-Ausdehnung des Scanbereichs 30 und der maximalen Urbild-Verschiebung ΔyFF,max, die vorstehend im Zusammenhang mit der 4 bereits erläutert wurde.An offset of the scan area 30 between two column-adjacent field facets 8th is at least the sum of the y FF extension of the scan area 30 and the maximum archimedean displacement Δy FF, max , which was discussed above in connection with the 4 has already been explained.
Ist die Fläche des Scanbereichs 28 bzw. 30 klein, so ist auch die Fläche des gleichzeitig ausgeleuchteten Bereichs des Beleuchtungsfeldes 14 klein. Die Gesamtdauer, während der ein Punkt des Wafers 18a mit Nutzlicht 3 beaufschlagt wird, hängt neben der Größe des Bildfeldes 17 und der durch den Waferverlagerungsantrieb 18c gesteuerten Scangeschwindigkeit des Wafers auch vom Verhältnis der Gesamtgröße des Beleuchtungsfeldes 14 zur Größe des gleichzeitig ausgeleuchteten Bereichs des Beleuchtungsfeldes ab. Je länger diese Gesamtdauer ist, desto kleiner ist der Effekt, der räumlich und zeitlich lokalisierte Störungen haben können.Is the area of the scan area 28 respectively. 30 small, so is the area of the simultaneously illuminated area of the illumination field 14 small. The total duration during which a point of the wafer 18a with useful light 3 is hangs next to the size of the image field 17 and that by the wafer displacement drive 18c controlled scanning speed of the wafer also from the ratio of the total size of the illumination field 14 to the size of the simultaneously illuminated area of the illumination field. The longer this total duration, the smaller the effect that spatially and temporally localized disturbances can have.
Die Fläche des Scanbereichs 28 bzw. 30 kann möglichst groß sein, ohne dabei aber die bisher beschriebenen Bedingungen an die Ausgestaltung des Scanbereichs zu verletzen. Die Scanbereich 28 bzw. 30 kann so gewählt werden, dass seine Fläche größer als 20% einer Reflexionsfläche einer der Feldfacetten. Die Fläche des Scanbereichs 28 bzw. 30 kann größer sein als ein Drittel der Fläche einer der Feldfacetten 8, kann größer sein als die Hälfte der Fläche einer der Feldfacetten 8, größer sein als 75% der Fläche einer der Feldfacetten 8 oder kann größer sein als 90% der Fläche einer der Feldfacetten 8.The area of the scan area 28 respectively. 30 can be as large as possible, but without violating the previously described conditions to the design of the scan area. The scan area 28 respectively. 30 can be chosen so that its area is greater than 20% of a reflection surface of one of the field facets. The area of the scan area 28 respectively. 30 may be greater than one third of the area of one of the field facets 8th , may be greater than half the area of one of the field facets 8th , greater than 75% of the area of one of the field facets 8th or may be greater than 90% of the area of one of the field facets 8th ,
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 2009/121438 A1 [0002, 0002, 0026] WO 2009/121438 A1 [0002, 0002, 0026]
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US 2003/0043359 A1 [0002] US 2003/0043359 A1 [0002]
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US 5896438 [0002] US 5896438 [0002]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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Uwe Schindler „Ein supraleitender Undulator mit elektrisch umschaltbarer Helizität”, Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft, wissenschaftliche Berichte, FZKA 6997, August 2004 [0026] Uwe Schindler "A superconducting undulator with electrically switchable helicity", Forschungszentrum Karlsruhe in the Helmholtz Association, scientific reports, FZKA 6997, August 2004 [0026]
