DE102012220597A1

DE102012220597A1 - Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie

Info

Publication number: DE102012220597A1
Application number: DE201210220597
Authority: DE
Inventors: Thomas Fischer
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2014-05-28
Also published as: KR20150082280A; JP6429171B2; TW201437768A; JP2016502684A; WO2014075902A1; US9411239B2; KR102226734B1; US20150192860A1; TWI605312B

Abstract

Eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie hat einen ersten Facettenspiegel und einen zweiten Facettenspiegel, jeweils mit einer Mehrzahl von reflektierenden Facetten auf einem Träger. Die Facetten des ersten Facettenspiegels sind umstellbar zwischen verschiedenen Kippstellungen. In jeder Kippstellung ist die verkippbare erste Facette einer zweiten Facette (11) des zweiten Facettenspiegels (10) zum Ablenken von EUV-Strahlung in Richtung dieser zweiten Facette (11) zugeordnet. Jede der ersten Facetten ist über ihre Kippstellungen einer Menge (AAA, aaa ...) von zweiten Facetten (11) zugeordnet. Die beiden Facettenspiegel sind so angeordnet, dass eine Anordnungs-Verteilung von über die ersten Facetten (7) beaufschlagten zweiten Facetten (11) in einer Beleuchtungswinkel-Verteilung einer Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes resultiert. Die zweiten Facetten (11), die zu jeder der Mengen (YYYY) zweiter Facetten (11) gehören, liegen innerhalb eines Kreises (28) auf dem zweiten Facettenspiegel (10), dessen Durchmesser kleiner ist als 70% eines Gesamtdurchmessers (GD) einer Gesamtanordnung aller zweiten Facetten (11) auf dem zweiten Facettenspiegel (10). Es resultiert eine Beleuchtungsoptik, bei der ein Wechsel zwischen verschiedenen, vorgegebenen Beleuchtungssettings mit geringen Aufwand möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithographie. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Vorgabe einer Zuordnung erster Facetten zu zweiten Facetten in einer derartigen Beleuchtungsoptik, ein optisches System mit einer derartigen Beleuchtungsoptik, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen optischen System, ein Verfahren zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauelements mit einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage sowie ein mit einem derartigen Herstellungsverfahren strukturiertes Bauelement.
Eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer Beleuchtungsoptik ist bekannt aus der DE 10 2009 054 540 A1 . Zur flexiblen Vorgabe von Beleuchtungssettings, also von Beleuchtungswinkelverteilungen zur Beleuchtung von Strukturen, die bei der Projektionslithographie abgebildet werden, kommen verkippbare erste Facetten zum Einsatz. Gefordert ist ein Wechsel zwischen verschiedenen Beleuchtungssettings.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsoptik der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Wechsel zwischen verschiedenen, vorgegebenen Beleuchtungssettings mit geringem Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsoptik mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Die aufgrund der Anordnungs-Verteilung der über die gegebene Kippstellungs-Konfiguration der ersten Facetten mit EUV-Strahlung beaufschlagbaren zweiten Facetten resultierende Beleuchtungswinkel-Verteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet. Aufgrund der Anordnung der zweiten Facetten jeweils innerhalb eines Kreises auf dem zweiten Facettenspiegel, dessen Durchmesser kleiner ist als 70% des Gesamtdurchmessers der Gesamtanordnung aller zweiten Facetten können die ersten Facetten so angeordnet sein, dass, ausgehend von einer Grundstellung, ein maximaler Kippwinkel zur Beaufschlagung aller zweiter Facetten, die zu der Menge zweiter Facetten gehören, die dieser ersten Facette zugeordnet ist, so klein wie möglich gehalten werden kann. Ein entsprechend kleiner maximaler Kippwinkel für die verkippbaren ersten Facetten reduziert die Anforderungen, die an die Mechanik der verkippbaren ersten Facetten gestellt wird. Zudem ist es möglich, die Beleuchtungsgeometrie so zu wählen, dass die ersten Facetten die EUV-Strahlung auf alle Facetten der zugeordneten Menge zweiter Facetten mit einander sehr ähnlichen Einfallswinkeln auf der ersten Facette ablenken. Auf den ersten Facetten kann dann unabhängig von deren jeweiliger Kippstellung das Licht mit im wesentlichen gleichem Kippwinkel abgelenkt werden. Die ersten Facetten können dann insbesondere hochreflektierende Beschichtungen, beispielsweise Mehrlagen-(Multilayer)Beschichtungen tragen, die auf genau diesen Kippwinkel abgestimmt sind. Auf den verkippbaren ersten Facetten kann dann eine Reflexion der EUV-Strahlung mit maximalem Reflexionsgrad erfolgen. Ein maximaler Reflexionsunterschied auf einer ersten Facette beim Umlenken der EUV-Strahlung in den verschiedenen Kippstellungen der ersten Facette kann bei maximal 15%, bei maximal 10% oder auch bei maximal 5% liegen. Der Durchmesser des Kreises auf dem zweiten Facettenspiegel, innerhalb dem die zweiten Facetten jeder der Mengen zweiter Facetten liegen, kann kleiner sein als 65%, kann kleiner sein als 60%, kann kleiner sein als 55% und kann auch kleiner sein als 50% des Gesamtdurchmessers der Gesamtanordnung aller zweiter Facetten.
Alle ersten Facetten des ersten Facettenspiegels können zwischen verschiedenen Kippstellungen umstellbar sein. Alternativ können auch nur einige der ersten Facetten des ersten Facettenspiegels zwischen verschiedenen Kippstellungen umstellbar sein. Die umstellbaren ersten Facetten können zwischen einer gleichen Anzahl verschiedener Kippstellungen oder auch zwischen verschiedenen Anzahlen verschiedener Kippstellungen umstellbar sein. Die ersten Facetten können zwischen zwei Kippstellungen umstellbar sein. Bei einer Variante des ersten Facettenspiegels können zumindest einige erste Facetten zwischen mehr als zwei Kippstellungen, zum Beispiel zwischen drei Kippstellungen, zwischen vier Kippstellungen, zwischen fünf Kippstellungen, zwischen sechs Kippstellungen oder zwischen noch mehr Kippstellungen umstellbar sein.
Eine Symmetrisierung einer Zuordnung der verkippbaren Facetten des ersten Facettenspiegels zu den zweiten Facetten des zweiten Facettenspiegels nach Anspruch 2 reduziert den Aufwand bei der Vorgabe geeigneter Zuordnungen, um einen bestimmten Satz verschiedener Beleuchtungssettings durch entsprechende Verkippung der ersten Facetten zu erreichen, deutlich. Die zueinander punktsymmetrisch angeordneten Mengen der zweiten Facetten beinhalten jeweils mindestens zwei zweite Facetten. Diese Anzahl der zweiten Facetten innerhalb jeder Menge entspricht der Anzahl der Kippstellungen der ersten Facetten, über die EUV-Strahlung in Richtung der zweiten Facetten abgelenkt wird. Die erfindungsgemäße Symmetrisierung erlaubt es, das Zuordnungsproblem auf einen Halbraum der Facetten zu beschränken, wobei sich die Zuordnung im anderen Halbraum aufgrund der Punktsymmetrie-Vorgabe automatisch ergibt.
Mengen der zweiten Facetten mit mehr als zwei zweiten Facetten nach Anspruch 3 kommen zum Einsatz, wenn die ersten Facetten entsprechend zwischen mehr als zwei Kippstellungen umstellbar sind. Bei den ersten Facetten kann es sich um Tristate-Facetten handeln, also um Facetten mit drei Kippstellungen. Der erste Facettenspiegel kann einige zwischen zwei Kippstellungen und einige zwischen drei Kippstellungen umstellbare erste Facetten aufweisen.
Eine Anordnung der Mengen der zweiten Facetten nach Anspruch 4 ermöglicht eine besonders flexible Vorgabe verschiedener Anordnungs-Verteilungen der zweiten Facetten und damit verschiedener Beleuchtungssettings. Bei den drei Anordnungs-Verteilungen, also den drei Beleuchtungssettings kann es sich beispielsweise um zwei Dipol-Settings und ein Quadrupol-Setting handeln. Bei derartig mehrpoligen Beleuchtungssetting ergibt sich eine Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes aus Richtung einer entsprechenden Anzahl von Beleuchtungspolen, die durch zusammenhängende Gruppen von mit der EUV-Strahlung beaufschlagten zweiten Facetten gebildet werden. Das Verhältnis des Radius der innersten zweiten Facetten zum halben Gesamtdurchmesser der Gesamtanordnung entspricht einer unteren Grenze des Wertes sigma entsprechend der Definition aus der US 6,658,084 B2 , also einer unteren Grenze für den Beleuchtungswinkel bei der Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes. Der Radius der innersten zweiten Facetten kann größer sein als 45%, kann größer sein als 50%, kann größer sein als 60%, kann größer sein als 70% und kann größer sein als 80% des halben Gesamtdurchmessers der Gesamtanordnung aller zweiten Facetten. Ein entsprechend großer Radius der innersten zweiten Facetten führt zu entsprechend großen Beleuchtungswinkeln, was für bestimmte, anspruchsvolle Beleuchtungsaufgaben geeignet ist. Der Anteil der gesamten Reflexionsfläche einer jeweiligen zusammenhängenden Pupillenfacetten-Gruppe der jeweiligen Anordnungs-Verteilung kann kleiner sein als 30% und kann kleiner sein als 25% der gesamten Reflexionsfläche der Gesamtanordnung aller zweiter Facetten. Ein entsprechend kleiner Reflexionsflächenanteil führt zu einer entsprechend definierten Beleuchtungsrichtung aus Richtung des jeweiligen Beleuchtungspoles. Der Unterschied der mindestens drei Anordnungs-Verteilungen, also der mindestens drei über die Beleuchtungsoptik durch entsprechende Verkippung der ersten Facetten erreichbaren Beleuchtungssettings, in ihren Reflexionsflächen jeweils in allen Quadranten der Gesamtanordnung aller zweiter Facetten, kann mindestens 10%, kann mindestens 15%, kann mindestens 20%, kann mindestens 25% betragen und kann auch noch größer sein. Die Merkmale „minimaler Radius der innersten zweiten Facetten”, „maximale gesamte Reflexionsfläche zusammenhängender Pupillenfacetten-Gruppen” und „Unterschied der mindestens drei Anordnungs-Verteilungen in ihren Reflexionsflächen in allen Quadranten” können auch unabhängig voneinander realisiert sein, müssen also nicht zwingend alle gleichzeitig realisiert sein. Eine Beleuchtungsoptik nach den Ansprüchen 5 und 6 kann mit geringen absoluten Kippwinkeländerungen bei den ersten Facetten realisiert werden. Jede Menge der zweiten Facetten kann mehr als drei zweite Facetten, beispielsweise vier zweite Facetten, fünf zweite Facetten oder sechs zweite Facetten umfassen. Soweit die Mengen der zweiten Facetten genau drei zweite Facetten umfassen, können die zweiten Facetten dieser Mengen die Ecken eines spitzwinkligen Dreiecks vorgeben.
Ein Zuordnungs-Vorgabeverfahren nach Anspruch 7 gewährleistet, dass gleichzeitig alle zweiten Facetten jeder Beleuchtungssetting-Gruppe beaufschlagt werden können. Aufgrund der Punktsymmetrie genügt es, die Zuordnung nur für eine Hälfte der zweiten Facetten durchzuführen. Die Zuordnung der restlichen zweiten Facetten ergibt sich dann aufgrund der Symmetriebedingung.
Bei den Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 10 wird die Zuordnung so optimiert, dass dies an die Mechanik der verkippbaren Facetten möglichst geringe Anforderungen stellt. Weitere Vorteile entsprechen insbesondere dem, was vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik bereits erläutert wurde.
Ein Zuordnungs-Vorgabeverfahren nach Anspruch 11 ermöglicht eine flexible Kipp-Vorgabe verschiedener, für eine Strukturbeleuchtung besonders geeigneter Beleuchtungssettings. Insbesondere können zwei, drei, vier, fünf, sechs oder auch alle dieser Settings vorgebbar sein. Auch Multipol-Settings mit mehr als zwei Polen sind als vorgebbare Beleuchtungssettings möglich. Die Pole der Dipol- beziehungsweise Multipol-Settings können als „Leaflets” geformt sein. Der Winkel α der +/–α-Dipolsettings, der eine Umfangsposition der Pole in Umfangsrichtung um das Zentrum des zweiten Facettenspiegels vorgibt, kann 25° oder auch 45° betragen. Grundsätzlich kann der Winkel α in einem Bereich zwischen 20° und 45° liegen. Entsprechendes gilt für einen in gleicher Weise definierten Winkel α eines Quadrupolsettings, der in einem Bereich zwischen 10° und 22,5° liegen kann. Entsprechendes gilt für ein Hexapolsetting mit sechs Beleuchtungspolen, also mit Beleuchtungslicht beaufschlagten zweiten Facetten auf dem zweiten Facettenspiegel. Auch konventionelle Beleuchtungssettings können realisiert sein, bei denen der zweite Facettenspiegel über seine gesamte Nutzfläche, die von der Anordnung der zweiten Facetten vorgegeben wird, im Mittel gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Dies kann entweder durch Beaufschlagung aller zweiten Facetten des zweiten Facettenspiegels mit dem Beleuchtungslicht erreicht werden, oder, im Falle dass weniger zweite Facetten als erste Facetten vorliegen, über eine entsprechend gleichmäßig ausgedünnte Beaufschlagung der zweiten Facetten des zweiten Facettenspiegels.
Die Vorteile eines optischen Systems nach Anspruch 12, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 13, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 14 und eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten Bauteils nach Anspruch 15 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik und das erfindungsgemäße Zuordnungs-Vorgabeverfahren bereits erläutert wurden.
Die Projektionsbelichtungsanlage kann einen Objekthalter mit einem Objektverlagerungsantrieb zur Verlagerung des abzubildenden Objektes längs einer Objektverlagerungsrichtung aufweisen. Die Projektionsbelichtungsanlage kann einen Waferhalter mit einem Waferverlagerungsantrieb zur Verlagerung eines Wafers, auf den eine Struktur des abzubildenden Objektes abzubilden ist, längs einer Bildverlagerungsrichtung aufweisen. Die Objektverlagerungsrichtung kann parallel zur Bildverlagerungsrichtung verlaufen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch und in Bezug auf eine Beleuchtungsoptik im Meridionalschnitt eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithografie;
2 eine Ansicht einer Facettenanordnung eines Feldfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1 in der Ausführung „Rechteckfeld”;
3 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung eine Facettenanordnung einer weiteren Ausführung eines Feldfacettenspiegels in der Ausführung „Bogenfeld”;
4 stark schematisch und beispielhaft eine Ansicht einer Facettenanordnung eines Pupillenfacettenspiegels der Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage nach 1, wobei über die Facetten des Feldfacettenspiegels mit Beleuchtungslicht beaufschlagte Facetten, die eine Facetten-Gruppe bilden, hervorgehoben sind, am Beispiel eines Beleuchtungssettings „konventionell mit kleinen Beleuchtungswinkeln”;
5 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung den Pupillenfacettenspiegel mit einer Beaufschlagung der Pupillenfacetten zur Erzeugung des Beleuchtungssettings „annulare Beleuchtungswinkelverteilung mit mittleren Beleuchtungswinkeln”;
6 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung den Pupillenfacettenspiegel mit einer Beaufschlagung der Pupillenfacetten zur Erzeugung des Beleuchtungssettings „annulare Beleuchtungswinkelverteilung mit großen Beleuchtungswinkeln”;
7 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung den Pupillenfacettenspiegel mit einer Beaufschlagung der Pupillenfacetten zur Erzeugung des Beleuchtungssettings „y-Dipol”;
8 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung den Pupillenfacettenspiegel mit einer Beaufschlagung der Pupillenfacetten zur Erzeugung des Beleuchtungssettings „x-Dipol”;
9 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung den Pupillenfacettenspiegel mit einer Beaufschlagung der Pupillenfacetten zur Erzeugung des Beleuchtungssettings „+25°-Dipol”;
10 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung den Pupillenfacettenspiegel mit einer Beaufschlagung der Pupillenfacetten zur Erzeugung des Beleuchtungssettings „–25°-Dipol”;
11 schematisch den Pupillenfacettenspiegel mit insgesamt 144 Pupillenfacetten, wobei jede der Pupillenfacetten mit einem Buchstaben bezeichnet ist, wobei die mit jeweils dem gleichen Buchstaben bezeichneten Pupillenfacetten über verschiedene Kippstellungen genau einer Feldfacette mit dem Beleuchtungslicht beaufschlagt werden können;
12 bis 18 jeweils in einer zu 11 ähnlichen Darstellung gruppenweise Beaufschlagungsbeispiele der Pupillenfacetten zur Erzeugung von Beleuchtungssettings, die denjenigen nach den 4 bis 10 entsprechen, wobei die Zuordnung der Pupillenfacetten zu den verkippbaren Feldfacetten jeweils die gleiche ist, wie in der 11 dargestellt;
19 in einer wiederum zu 11 ähnlichen Darstellung den Pupillenfacettenspiegel mit der durch Buchstaben verdeutlichten Pupillenfacetten-Zuordnung zu den verkippbaren Feldfacetten, wobei jeweils drei der gleichen Feldfacette zugeordnete Pupillenfacetten hervorgehoben sind, die aufgrund ihrer Zuordnung zu der Feldfacette jeweils eine drei Pupillenfacetten beinhaltende Pupillenfacetten-Menge bilden, wobei die beiden hervorgehobenen Pupillenfacetten-Mengen zueinander in Bezug auf ein Zentrum des Pupillenfacettenspiegels punktsymmetrisch sind;
20 in einer zu 19 ähnlichen Darstellung eine Abwandlung der Zuordnung der Pupillenfacetten-Mengen, jeweils zu einer der verkippbaren Feldfacetten, wobei zwischen den beiden Pupillenfacetten-Mengen nach 19 ein Tausch von Pupillenfacetten zur Minimierung eines Feldfacetten-Ablenkwinkels stattgefunden hat;
21 schematisch eine weitere Ausführung des Pupillenfacettenspiegels mit insgesamt 416 Pupillenfacetten, wobei jede der Pupillenfacetten mit einem Buchstaben und ggf. mit einer Strich-Kennzeichnung bezeichnet ist, wobei die mit jeweils dem gleichen Buchstaben und ggf. der Strich-Kennzeichnung bezeichneten Pupillenfacetten über verschiedene Kippstellungen genau einer Feldfacette mit dem Beleuchtungslicht beaufschlagt werden können; und
22 bis 30 jeweils in einer zu 21 ähnlichen Darstellung gruppenweise Beaufschlagungsbeispiele der Pupillenfacetten zur Erzeugung von Beleuchtungssettings, die denjenigen nach den 4 bis 10 ähnlich sind, wobei die Zuordnung der Pupillenfacetten zu den verkippbaren Feldfacetten jeweils die gleiche ist, wie in der 21 dargestellt.
Eine Projektionsbelichtungsanlage 1 für die Mikrolithografie dient zur Herstellung eines mikro- beziehungsweise nanostrukturierten elektronischen Halbleiter-Bauelements. Eine Lichtquelle 2 emittiert zur Beleuchtung genutzte EUV-Strahlung im Wellenlängenbereich beispielsweise zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Lichtquelle 2 kann es sich um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, gas discharge produced plasma) oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, laser produced plasma) handeln. Auch eine Strahlungsquelle, die auf einem Synchrotron oder einem Freie Elektronen Laser (FEL) basiert, ist für die Lichtquelle 2 einsetzbar. Informationen zu einer derartigen Lichtquelle findet der Fachmann beispielsweise in der US 6 859 515 B2 . Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird EUV-Beleuchtungslicht beziehungsweise Beleuchtungsstrahlung in Form eines Abbildungslicht-Bündels 3 genutzt. Das Abbildungslicht-Bündel 3 durchläuft nach der Lichtquelle 2 zunächst einen Kollektor 4, bei dem es sich beispielsweise um einen genesteten Kollektor mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrschalen-Aufbau oder alternativ um einen, dann hinter der Lichtquelle 2 angeordneten ellipsoidal geformten Kollektor handeln kann. Ein entsprechender Kollektor ist aus der EP 1 225 481 A bekannt. Nach dem Kollektor 4 durchtritt das EUV-Beleuchtungslicht 3 zunächst eine Zwischenfokusebene 5, was zur Trennung des Abbildungslicht-Bündels 3 von unerwünschten Strahlungs- oder Partikelanteilen genutzt werden kann. Nach Durchlaufen der Zwischenfokusebene 5 trifft das Abbildungslicht-Bündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 6. Der Feldfacettenspiegel 6 stellt einen ersten Facettenspiegel der Projektionsbelichtungsanlage 1 dar.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen ist in der Zeichnung jeweils ein kartesisches globales xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Achse verläuft in der 1 senkrecht zur Zeichenebene und aus dieser heraus. Die y-Achse verläuft in der 1 nach rechts. Die z-Achse verläuft in der 1 nach oben.
Zur Erleichterung der Beschreibung von Lagebeziehungen bei einzelnen optischen Komponenten der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird in den nachfolgenden Figuren jeweils auch ein kartesisches lokales xyz- oder xy-Koordinatensystem verwendet. Die jeweiligen lokalen xy-Koordinaten spannen, soweit nichts anderes beschrieben ist, eine jeweilige Hauptanordnungsebene der optischen Komponente, beispielsweise eine Reflexionsebene, auf. Die x-Achsen des globalen xyz-Koordinatensystems und der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme verlaufen parallel zueinander. Die jeweiligen y-Achsen der lokalen xyz- oder xy-Koordinatensysteme haben einen Winkel zur y-Achse des globalen xyz-Koordinatensystems, die einem Kippwinkel der jeweiligen optischen Komponente um die x-Achse entspricht.
2 zeigt beispielhaft eine Facettenanordnung von Feldfacetten 7 des Feldfacettenspiegels 6 in der Ausführung „Rechteckfeld”. Die Feldfacetten 7 sind rechteckig und haben jeweils das gleiche x/y-Aspektverhältnis. Das x/y-Aspektverhältnis kann beispielsweise 12/5, kann 25/4, kann 104/8, kann 20/1 oder kann 30/1 betragen.
Die Feldfacetten 7 geben eine Reflexionsfläche des Feldfacettenspiegels 6 vor und sind in vier Spalten zu je sechs bis acht Feldfacettengruppen 8a, 8b gruppiert. Die Feldfacettengruppen 8a haben jeweils sieben Feldfacetten 7. Die beiden zusätzlichen randseitigen Feldfacettengruppen 8b der beiden mittleren Feldfacettenspalten haben jeweils vier Feldfacetten 7. Zwischen den beiden mittleren Facettenspalten und zwischen der dritten und vierten Facettenzeile weist die Facettenanordnung des Feldfacettenspiegels 6 Zwischenräume 9 auf, in denen der Feldfacettenspiegel 6 durch Haltespeichen des Kollektors 4 abgeschattet ist. Soweit eine LPP-Quelle als die Lichtquelle 2 zum Einsatz kommt, kann sich eine entsprechende Abschattung auch durch einen Zinntröpfchen-Generator ergeben, der benachbart zum Kollektor 4 angeordnet und in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
3 zeigt eine weitere Ausführung „Bogenfeld” eines Feldfacettenspiegels 6. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf den Feldfacettenspiegel 6 nach 2 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nur erläutert, soweit sie sich von den Komponenten des Feldfacettenspiegels 6 nach 2 unterscheiden.
Der Feldfacettenspiegel 6 nach 3 hat eine Feldfacettenanordnung mit gebogenen Feldfacetten 7. Diese Feldfacetten 7 sind in insgesamt fünf Spalten mit jeweils einer Mehrzahl von Feldfacettengruppen 8 angeordnet. Die Feldfacettenanordnung ist in eine kreisförmige Begrenzung einer Trägerplatte 6a des Feldfacettenspiegels eingeschrieben.
Die Feldfacetten 7 der Ausführung nach 3 haben alle die gleiche Fläche und das gleiche Verhältnis von Breite in x-Richtung und Höhe in y-Richtung, welches dem x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten 7 der Ausführung nach 2 entspricht.
Die Feldfacetten 7 sind umstellbar zwischen jeweils drei verschiedenen Kippstellungen. Je nach Ausführung des Feldfacettenspiegels 6 können alle oder auch einige der Feldfacetten 7 auch zwischen mehr als drei verschiedenen Kippstellungen umstellbar sein. Hierzu ist jede der Feldfacetten jeweils mit einem Aktor 7a verbunden, was in der 2 äußerst schematisch dargestellt ist. Die Aktoren 7a aller verkippbaren Feldfacetten 7 können über eine zentrale Steuereinrichtung 7b, die in der 2 ebenfalls schematisch dargestellt ist, angesteuert werden.
Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 6 trifft das in Abbildungslicht-Teilbündel, die den einzelnen Feldfacetten 7 zugeordnet sind, aufgeteilte Abbildungslicht-Bündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 10. Das jeweilige Abbildungslicht-Teilbündel des gesamten Abbildungslicht-Bündels 3 ist längs jeweils eines Abbildungslichtkanals geführt.
4 zeigt stark schematisch eine beispielhafte Facettenanordnung von Pupillenfacetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10. Der Pupillenfacettenspiegel 10 stellt einen zweiten Facettenspiegel der Projektionsbelichtungsanlage 1 dar. Die Pupillenfacetten 11 sind auf einer Trägerplatte 10a des Pupillenfacettenspiegels 10 angeordnet. Die Pupillenfacetten 11 sind um ein Zentrum herum zeilen- und spaltenweise in einem x/y-Raster angeordnet. Die Pupillenfacetten 11 haben quadratische Reflexionsflächen. Auch andere Formen von Reflexionsflächen sind möglich, zum Beispiel rechteckig, rund oder mehreckig, zum Beispiel sechseckig oder achteckig. Auch rautenförmig angeordnete Pupillenfacetten 11 sind möglich.
Jedem von einer der Feldfacetten 7 in einer der drei Kippstellungen reflektierten Abbildungslicht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 ist genau eine Pupillenfacette 11 zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit genau einer der Feldfacetten 7 und genau einer der Pupillenfacetten 11 den Abbildungslichtkanal für das zugehörige Abbildungslicht-Teilbündel des EUV-Beleuchtungslichts 3 vorgibt. In jeder Kippstellung der jeweiligen Feldfacette 7 ist dieser Feldfacette 7 also genau eine Pupillenfacette 11 zum Ablenken des EUV-Beleuchtungslichts 3 in Richtung dieser Pupillenfacette 11 zugeordnet.
Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 erfolgt abhängig von einer gewünschten Beleuchtung durch die Projektionsbelichtungsanlage 1. Aufgrund der drei möglichen Feldfacetten-Kippstellungen kann jede der Feldfacetten 7 also drei verschiedene Abbildungslichtkanäle vorgeben. Jeder der Feldfacetten 7 ist über alle ihre Kippstellungen eine Menge von der Anzahl der Kippstellungen entsprechenden Pupillenfacetten 11 zugeordnet. Bei der nachfolgend noch beschriebenen Erläuterung der 11 ff. ist jede dieser Pupillenfacetten-Mengen über genau einen Kleinbuchstaben (a, b, c ...) beziehungsweise über genau einen Großbuchstaben (A, B, C ...) veranschaulicht.
Bei einer alternativen Ausgestaltung können die Feldfacetten 7 auch zwischen zwei Kippstellungen, zwischen vier Kippstellungen oder zwischen noch mehr Kippstellungen umstellbar sein und hierdurch jeweils einen Abbildungslichtkanal vorgeben. Entsprechend größer ist dann die Anzahl der Pupillenfacetten 11 in der jeweiligen Pupillenfacetten-Menge.
Der Feldfacettenspiegel 6 kann neben Feldfacetten 7, die zwischen mehreren Kippstellungen umstellbar sind, auch Feldfacetten 7 aufweisen, die nicht umstellbar sind, sondern fest jeweils einer Pupillenfacette zugeordnet sind. Eine derartige Variante mit nicht umstellbaren Feldfacetten 7 kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn sich die verschiedenen vorzugebenden Beleuchtungssettings so überschneiden, dass bei allen vorzugebenden Beleuchtungssettings Licht aus bestimmten gleichen Richtungen benötigt wird, sodass bestimmte Pupillenfacetten unabhängig vom vorzugebenden Beleuchtungssetting immer mit dem EUV-Beleuchtungslicht beaufschlagt sind.
In der 4 sind diejenigen Pupillenfacetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10 hervorgehoben, die aufgrund einer momentanen Kippstellung der Feldfacetten 7 mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt sind. Es ergibt sich ein entsprechendes Beleuchtungssetting, also eine Verteilung der mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Pupillenfacetten 11 über den gesamten Pupillenfacettenspiegel 10. Dieses Beleuchtungssetting entspricht einer Beleuchtungswinkelverteilung, die über die Projektionsbelichtungsanlage 1 vorgegeben werden kann. Die mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Pupillenfacetten 11 bilden bei jedem Beleuchtungssetting mindestens eine zusammenhängende Pupillenfacetten-Gruppe. Grundsätzlich können, je nach den momentanen Kippstellungen der Feldfacetten 7, auch Beleuchtungssettings mit nicht zusammenhängenden Verteilungen von mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagten Pupillenfacetten 11 realisiert werden. Auch Mischformen von Beleuchtungssettings mit mindestens einer zusammenhängender Pupillenfacetten-Gruppe und mit mindestens einer isoliert beaufschlagten Pupillenfacette 11 sind möglich. Ein derartiges, isoliert beaufschlagte Pupillenfacetten 11 aufweisendes Beleuchtungssetting kann in Fällen realisiert werden, in denen eine deutlich größere Anzahl von Pupillenfacetten im Vergleich zur Anzahl der Feldfacetten vorliegt, wobei mit der geringeren Anzahl der Feldfacetten die Pupillenfacetten auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 zum Beispiel möglichst gleichverteilt beaufschlagt werden sollen. Sofern das Beleuchtungssetting mindestens eine zusammenhängende Pupillenfacetten-Gruppe aufweist, beinhaltet diese Pupillenfacetten-Gruppe mindestens zwei Pupillenfacetten 11.
Über den Pupillenfacettenspiegel 10 (1) und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 12, 13, 14 bestehenden Übertragungsoptik 15 werden die Feldfacetten 7 in eine Objektebene 16 der Projektionsbelichtungsanlage 1 abgebildet. Der EUV-Spiegel 14 ist als Spiegel für streifenden Einfall (Grazing-Incidence-Spiegel) ausgeführt. In der Objektebene 16 ist ein Retikel 17 angeordnet, von dem mit dem EUV-Beleuchtungslicht 3 ein Ausleuchtungsbereich ausgeleuchtet wird, der mit einem Objektfeld 18 einer nachgelagerten Projektionsoptik 19 der Projektionsbelichtungsanlage 1 zusammenfällt. Der Ausleuchtungsbereich wird auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet. Das Objektfeld 18 ist je nach der konkreten Ausführung einer Beleuchtungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage 1 rechteckig oder bogenförmig. Die Abbildungslichtkanäle werden im Objektfeld 18 überlagert. Das EUV-Beleuchtungslicht 3 wird vom Retikel 17 reflektiert. Das Retikel 17 wird von einem Objekthalter 17a gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Objektverlagerungsantriebs 17b angetrieben verlagerbar ist.
Auf die Übertragungsoptik 15 kann verzichtet werden, sofern der Pupillenfacettenspiegel 10 direkt in einer Eintrittspupille der Projektionsoptik 19 angeordnet ist.
Die Projektionsoptik 19 bildet das Objektfeld 18 in der Objektebene 16 in ein Bildfeld 20 in einer Bildebene 21 ab. In dieser Bildebene 21 ist ein Wafer 22 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 22, also das Substrat, auf welches abgebildet wird, wird von einem Wafer- beziehungsweise Substrathalter 22a gehaltert, der längs der Verlagerungsrichtung y mit Hilfe eines ebenfalls schematisch angedeuteten Waferverlagerungsantriebs 22b synchron zur Verlagerung des Objekthalters 17a verlagerbar ist. Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel 17 als auch der Wafer 22 in der y-Richtung synchronisiert gescannt. Die Projektionsbelichtungsanlage 1 ist als Scanner ausgeführt. Die Scanrichtung y ist die Objektverlagerungsrichtung.
Der Feldfacettenspiegel 6, der Pupillenfacettenspiegel 10 und die Spiegel 12 bis 14 der Übertragungsoptik 15 sind Bestandteile einer Beleuchtungsoptik 23 der Projektionsbelichtungsanlage 1. Gemeinsam mit der Projektionsoptik 19 bildet die Beleuchtungsoptik 23 ein Beleuchtungssystem der Projektionsbelichtungsanlage 1.
Die 4 bis 10 zeigen verschiedene Beleuchtungssettings, also verschiedene Gruppierungen von auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 mit dem Beleuchtungslicht 3 über eine entsprechende Vorgabe von Feldfacetten-Kippspiegeln beaufschlagte Pupillenfacetten 11, wobei die beaufschlagten Pupillenfacetten 11 hervorgehoben sind.
Der Pupillenfacettenspiegel 10 hat bei der Ausführung nach 4 insgesamt einhundertvierundvierzig Pupillenfacetten 11. Einem derartigen Pupillenfacettenspiegel 10 ist eine Ausführung des Feldfacettenspiegels 6 mit insgesamt 48 Feldfacetten 7 zugeordnet, die jeweils zwischen drei verschiedenen Kippstellungen umstellbar sind.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Beleuchtungsoptik 3 kann dem Pupillenfacettenspiegel 10 auch ein Feldfacettenspiegel 6 mit zweiundsiebzig Feldfacetten 7 zugeordnet sein, die jeweils zwischen zwei Kippstellungen umstellbar sind. Bei einer weiteren Variante kann der Feldfacettenspiegel 6 sechsunddreißig Feldfacetten 7 aufweisen, die zwischen vier Kippstellungen umstellbar sind. Bei einer weiteren Variante kann der Feldfacettenspiegel 6 zweiundsiebzig Feldfacetten 7 aufweisen, die zwischen drei Kippstellungen umstellbar sind, wobei dann der Pupillenfacettenspiegel 10 zweihundertsechzehn Pupillenfacetten 11 aufweist. Bei einer weiteren Variante kann der Feldfacettenspiegel 6 achtundvierzig Feldfacetten 7 aufweisen, die zwischen vier Kippstellungen umstellbar sind, wobei dann einhundertzweiundneunzig Pupillenfacetten 11 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 vorliegen.
4 zeigt ein Beleuchtungssetting „konventionelle Beleuchtung mit kleinem maximalen Beleuchtungswinkel”. Der maximale Beleuchtungswinkel wird durch die am weitesten von einem Zentrum 24 des Pupillenfacettenspiegels 11 entfernten, beaufschlagten Pupillenfacetten 11 vorgegeben.
5 zeigt ein Beleuchtungssetting „annulare Beleuchtungswinkelverteilung mit mittlerem maximalem Beleuchtungswinkel”. Mit dem Beleuchtungslicht 3 wird dabei ein Ring von Pupillenfacetten 11 beaufschlagt, wobei sowohl innerhalb dieses Rings als auch außerhalb dieses Rings unbeaufschlagte Pupillenfacetten 11 verbleiben.
6 zeigt den Pupillenfacettenspiegel 10 mit einem Beleuchtungssetting „annulare Beleuchtung mit maximalem Beleuchtungswinkel”. Mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt wird hierbei ein äußerer Ring der Pupillenfacetten 11 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10.
7 zeigt ein Beleuchtungssetting „y-Dipol”. Beaufschlagt werden hierbei zwei in der y-Richtung voneinander beabstandete Pupillenfacetten-Gruppen 25, 26, deren äußere Berandungsform an diejenige eines Laubbaum-Blatts erinnert, weswegen eine derartige Pupillenfacetten-Gruppe auch als „Leaflet” bezeichnet ist.
8 zeigt ein Beleuchtungssetting „x-Dipol” mit voneinander in der x-Richtung beabstandeten Leaflets.
9 zeigt ein Beleuchtungssetting „+25°-Dipol” mit voneinander im Vergleich zum x-Dipol nach 7 um 25° im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung um das Zentrum 24 des Pupillenfacettenspiegels 10 verdrehten Leaflets, also Pupillenfacetten-Gruppen 25, 26.
10 zeigt ein Beleuchtungssetting „–25°-Dipol” mit im Vergleich zum Beleuchtungssetting nach 9 um –50° in Umfangsrichtung verdrehten Leaflets.
Auch andere Dipol-Winkel sind möglicht, zum Beispiel +45° oder –45°. Ein +α/–α-Dipolsetting wird nachfolgend kurz auch als α-Dipolsetting bezeichnet.
11 zeigt eine Variante einer Zuordnung von Pupillenfacetten-Mengen aus jeweils drei Pupillenfacetten 11, die den drei Kippstellungen genau jeweils einer der Feldfacetten 7 zugeordnet sind. Gleiche Buchstaben bezeichnen hierbei die Zugehörigkeit zur gleichen Pupillenfacetten-Menge. Der Pupillenfacettenspiegel 10 hat 144 Pupillenfacetten, wie vorstehend bereits erläutert. In der 11 ist zudem eine Unterteilung der Trägerplatte 10a des Pupillenfacettenspiegels 10 in vier Quadranten I, II, III, IV angedeutet. Die drei Pupillenfacetten 11, die angeordnet sind in der vierten Reihe, zehnten Spalte, in der elften Reihe, achten Spalte und in der elften Reihe, dreizehnten Spalte, gehören beispielsweise zu ein und derselben Pupillenfacetten-Menge, gekennzeichnet mit dem Buchstaben „A”, werden also über ein und dieselbe Feldfacette 7 je nach Kippstellung dieser Feldfacette 7 mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt.
Zu jeder der Pupillenfacetten-Mengen, also beispielsweise auch zur Pupillenfacetten-Menge „AAA”, gehört eine Symmetrie-Menge der Pupillenfacetten 11, die in Bezug auf das Zentrum 24 des Pupillenfacettenspiegels 10 punktsymmetrisch zu dieser Pupillenfacetten-Menge angeordnet ist. Im Falle der Pupillenfacetten-Menge „AAA” ist die Symmetrie-Menge die Pupillenfacetten-Menge „aaa”.
Die Zuordnung aller Pupillenfacetten 11 zu den Pupillenfacetten-Mengen, also beispielsweise zu den Mengen „AAA” und „aaa”, kann so sein, dass die Pupillenfacetten 11 jeder dieser Pupillenfacetten-Mengen AAA, BBB ... aaa, bbb ... die Ecken eines spitzwinkligen Dreiecks 27 vorgeben. Für die Mengen „AAA” und „aaa” sind diese Dreiecke 27 in der 11 eingezeichnet.
Bei der Zuordnung der Feldfacetten 7 zu den Pupillenfacetten 11, die in der Vorgabe der Lage der jeweiligen Pupillenfacetten 11 der verschiedenen Pupillenfacetten-Mengen resultiert, werden zunächst diejenigen Pupillenfacetten-Gruppen auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 vorgegeben, auf die, ausgehend von unterschiedlichen Feldfacetten 7, das EUV-Beleuchtungslicht 3 abgelenkt werden soll. Bei dieser Vorgabe wird also zunächst entschieden, welche Beleuchtungssettings auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 erzeugt werden sollen. Bei der dargestellten Ausführung sind dies die Beleuchtungssettings nach den 4 bis 10. Anschließend werden die Feldfacetten 7 den Pupillenfacetten 11 zugeordnet, wobei eine entsprechende Vorgabe von Anordnungen der Pupillenfacetten-Mengen auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 erfolgt, sodass in jeder Beleuchtungssetting-Gruppe der Pupillenfacetten 11 ausschließlich Pupillenfacetten verschiedener Pupillenfacetten-Mengen angeordnet sind. Dies ist anschaulich bei der Zuordnung nach 11 für die Beleuchtungssettings nach den 4 bis 10 in den 12 bis 18 gezeigt, die die jeweiligen Teil-Zuordnungen der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 in jeweils genau einer der drei möglichen Kippstellungen zeigen, sodass das gewünschte Beleuchtungssetting resultiert.
12 zeigt das Beleuchtungssetting nach 4, 13 das Beleuchtungssetting nach 5 und so weiter. In jeder der Pupillenfacetten-Gruppen, die in den 12 bis 18 dargestellt sind, kommen keine zwei gleichen Kleinbuchstaben und auch keine zwei gleichen Großbuchstaben vor. Es ist also gewährleistet, dass gleichzeitig alle Pupillenfacetten 11 jeder Beleuchtungssetting-Gruppe über den Feldfacettenspiegel 6 mit den verkippbaren Feldfacetten 7 beaufschlagt werden können.
Beispielsweise die Anordnungs-Verteilungen nach den 14 bis 18 der Pupillenfacetten 11 haben innerste Pupillenfacetten 11, die auf einem Radius Ri um das Zentrum 24 des Pupillenfacettenspiegels 10 liegen, der größer ist als 42% des Gesamtdurchmessers der Trägerplatte 10a des Pupillenfacettenspiegels 10.
Die Punktsymmetrie der Pupillenfacetten-Mengen zueinander, die vorstehend am Beispiel der Mengen „AAA” und „aaa” erläutert wurde, erlaubt es, das Zuordnungsverfahren nur für eine Hälfte der Pupillenfacetten 11 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 durchzuführen, da sich die zweite Hälfte dann aufgrund der Punktsymmetrie der Zuordnung ergibt. Beim Beispiel der Zuordnung nach 11 reicht es also beispielsweise, die Großbuchstaben zu vergeben, wodurch die Lage der Kleinbuchstaben aufgrund der Punktsymmetrie sofort eindeutig festgelegt ist.
Ist eine mögliche Zuordnung, beispielsweise die Zuordnung nach 11 gefunden, so kann diese zur Optimierung der Kippwinkel der Feldfacetten 7 noch weiter verfeinert werden. Hierzu werden die Pupillenfacetten 11 innerhalb jeder der Pupillenfacetten-Mengen so angeordnet, dass ein maximaler Abstand zwischen den Pupillenfacetten 11 innerhalb der Pupillenfacetten-Mengen für alle Mengen minimiert wird. Insbesondere erfolgt die Optimierung so, dass die Pupillenfacetten 11 innerhalb jeder der Pupillenfacetten-Mengen so angeordnet werden, dass die Pupillenfacetten 11 der Pupillenfacetten-Mengen innerhalb von Kreisflächen mit für alle Pupillenfacetten-Mengen minimiertem Radius auf dem Pupillenfacettenträger 10a angeordnet werden.
Dies wird beispielhaft nachfolgend anhand der 19 und 20 beschrieben. 19 zeigt die Zuordnung nach 11 und zeigt für eine ausgewählte Pupillenfacetten-Menge „YYY” einen Kreisbogen 28 des kleinsten Kreises, in dem die drei Pupillenfacetten 11 der Pupillenfacetten-Menge „YYY” angeordnet sind.
20 zeigt eine Zuordnung, bei der ein Austausch zweier der Pupillenfacetten 11, die in den 19 und 20 mit 11i bezeichnet sind, zwischen den Mengen „YYY” und „yyy” stattgefunden hat. Die beiden Pupillenfacetten 11i liegen punktsymmetrisch zueinander.
Die resultierenden Pupillenfacetten-Mengen „YYY” und „yyy”, die in der 20 hervorgehoben sind, bleiben zueinander punktsymmetrisch. Die Pupillenfacetten 11 innerhalb der jeweiligen Pupillenfacetten-Menge „YYY” und „yyy” liegen nun dichter beieinander, sodass ein optimierter Kreisbogen 29, der den kleinsten Kreis vorgibt, auf dem alle drei Pupillenfacetten 11 der Menge „YYY” liegen, nun einen kleineren Radius hat als der Kreisbogen 28 der Zuordnung nach 19. Im Ergebnis können die Pupillenfacetten 11 der Mengen „YYY” und „yyy” über kleinere Kippstellungs-Änderungen der jeweils zugeordneten Feldfacette 7, also über kleinere Kippwinkel, angesteuert, also mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt, werden.
Die beiden Facettenspiegel, also der Feldfacettenspiegel 6 und der Pupillenfacettenspiegel 10, sind so angeordnet, dass eine Anordnungs-Verteilung der zweiten Facetten, also der Pupillenfacetten 11, die bei einer gegebenen Kippstellungs-Konfiguration der ersten Facetten, also der Feldfacetten 7, mit der EUV-Strahlung bzw. dem EUV-Beleuchtungslicht 3 beaufschlagbar sind, in einer Beleuchtungswinkel-Verteilung einer Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes 18 resultiert. Die Pupillenfacetten 11, die zu jeder der Pupillenfacetten-Mengen, z. B. „AAAA”, gehören, liegen innerhalb von Kreisen, z. B. den Kreisen, vorgegeben durch die Kreisbögen 28 und 29, auf dem Pupillenfacettenspiegel 10, deren Durchmesser kleiner ist als 70% eines Gesamtdurchmessers einer Gesamtanordnung aller Pupillenfacetten 11 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10, also des Durchmessers der Trägerplatte 10a des Pupillenfacettenspiegels 10.
Eine gesamte Reflexionsfläche zusammenhängender Pupillenfacetten-Gruppen dieser Anordnungs-Verteilungen nach den 14 bis 18 ist kleiner als 40% einer gesamten Reflexionsfläche der Gesamtanordnung der Pupillenfacetten 11. Die Anordnungs-Verteilungen der Pupillenfacetten 11 nach den 15, 17 und 18 einerseits und 16, 17 und 18 andererseits unterscheiden sich, insbesondere was die Anzahl der jeweils zu den Anordnungs-Verteilungen gehörenden Pupillenfacetten 11 angeht, in allen vier Quadranten I bis IV der Gesamtanordnung aller Pupillenfacetten 11 um mindestens 5%. Die Anordnungs-Verteilung nach 15 hat beispielsweise in allen vier Quadranten I bis IV genau zwölf beleuchtete Pupillenfacetten 11, die durch die jeweiligen Buchstaben hervorgehoben sind. Die Anordnungs-Verteilung nach 17 hat im Quadranten I und im Quadranten III insgesamt 19 beleuchtete Pupillenfacetten und in den Quadranten II und IV jeweils genau fünf beleuchtete Pupillenfacetten 11. Die Anordnungs-Verteilung nach 18 hat in den Quadranten I und III genau fünf und in den Quadranten II und IV genau 19 ausgeleuchtete Pupillenfacetten 11. Hinsichtlich der Anzahlen der Pupillenfacetten 11 der verschiedenen Anordnungs-Verteilungen in den Quadranten I bis IV ist der Unterschied also sogar deutlich größer als 5%, ist größer als 10%, größer als 15%, größer als 20%, größer als 30%, größer als 40% und bei den Anordnungs-Verteilungen, die vorstehend angesprochen sind, sogar größer als 50%.
Bei einer Beleuchtungsoptik mit einer Variante des Pupillenfacettenspiegels 10, die nachfolgend anhand der 21 bis 30 erläutert wird, hat die Beleuchtungsoptik einen Feldfacettenspiegel 6 mit Feldfacetten 7, die zwischen jeweils vier verschiedenen Kippstellungen umstellbar sind. Der Pupillenfacettenspiegel 10 nach den 21 bis 30 hat insgesamt 416 Pupillenfacetten 11.
21 zeigt eine Variante einer Zuordnung von Pupillenfacetten-Mengen aus jeweils vier Pupillenfacetten 11, die den vier Kippstellungen genau jeweils einer der Feldfacetten 7 zugeordnet sind. Gleiche Buchstaben bezeichnen hierbei die Zugehörigkeit zur gleichen Pupillenfacetten-Menge. Beispiele für derartige Pupillenfacetten-Mengen sind die Mengen AAAA, aaaa, A'A'A'A' und a'a'a'a', zu denen die Pupillenfacetten 11 gehören, die in der 21 gestrichelt hervorgehoben sind. Die vier Pupillenfacetten 11, die auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 angeordnet sind in der 12. Reihe, 7. Spalte, in der 15. Reihe, 4. Spalte, in der 20. Reihe, 4. Spalte und in der 19. Reihe, 15. Spalte, gehören beispielsweise zu ein und der selben Pupillenfacetten-Menge, gekennzeichnet mit dem Buchstaben „A”, werden also über ein und die selbe Feldfacette 7 je nach Kippstellung dieser Feldfacette 7 mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt.
Zu jeder der Pupillenfacetten-Mengen „AAAA” bis „ZZZZ” und „A'A'A'A'” bis „Z'Z'Z'Z'”, also beispielsweise auch zu Pupillenfacetten-Menge „AAAA” gehört eine Symmetriemenge der Pupillenfacetten 11, die im Bezug auf das Zentrum 24 des Pupillenfacettenspiegels 10 punktsymmetrisch zu dieser Pupillenfacetten-Menge angeordnet ist. Im Falle der Pupillenfacetten-Menge „AAAA” ist die Symmetriemenge die Pupillenfacetten-Menge „aaaa”. Entsprechende Symmetrie-Zuordnungen gelten beispielsweise für die Mengen „C'C'C'C'” und „c'c'c'c'” und „MMMM” und „mmmm”.
Die Zuordnung aller Pupillenfacetten 11 zu den Pupillenfacetten-Mengen, also beispielsweise zu den Mengen „AAAA” und „A'A'A'A'”, kann so sein, dass die Pupillenfacetten 11 jeder dieser Pupillenfacetten-Mengen AAAA, A'A'A'A', aaaa, a'a'a'a' die Ecken eines konvexen Mehrecks, in diesem Falle die Ecken eines konvexen Vierecks 30 vorgeben. Für die Mengen „AAAA” und „A'A'A'A'” sind diese Vierecke 30 in der 21 eingezeichnet.
Die Zuordnung der Feldfacetten 7 zu den Pupillenfacetten 11 erfolgt so, wie vorstehend anhand beispielsweise der Ausführung nach den 11 bis 19 bereits erläutert. Die 21 zeigt das Resultat einer derartigen Zuordnung der Pupillenfacetten 11 des Pupillenfacettenspiegels 10 für den Feldfacettenspiegel 6 mit zwischen vier Kippstellungen jeweils umstellbaren Feldfacetten 7.
Die 22 bis 29 stellen Beispiele für Beleuchtungssettings dar, die jeweilige Teil-Zuordnungen der Pupillenfacetten 11 zu den Feldfacetten 7 in jeweils genau einer der vier möglichen Kippstellungen zeigen, sodass das gewünschte Beleuchtungssetting resultiert.
22 zeigt ein Beleuchtungssetting, welches demjenigen nach den 4 und 12 ähnelt. Die beleuchteten Pupillenfacetten 11 liegen innerhalb eines Kreises 31 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10, dessen Durchmesser etwa 60% eines Gesamtdurchmessers der Trägerplatte 10a beträgt. Beleuchtet wird das Objektfeld 18 also aus Beleuchtungswinkeln, die entsprechend dieses Durchmesserverhältnisses von 60% kleiner sind als ein maximal erreichbarer Beleuchtungswinkel, der durch Beleuchtung der äußersten, im Bereich des Gesamtdurchmessers der Trägerplatte 10a liegenden Pupillenfacetten 11 erreichbar wäre. Diese Verhältnisangabe wird auch als „sigma” bezeichnet. Eine Definition dieses Werts „sigma” findet sich in der US 6,658,084 B2 . Beim Beleuchtungssetting nach 22 gilt sigma < 0,6. 22 zeigt ein Beleuchtungssetting „konventionelle Beleuchtung mit kleinem maximalen Beleuchtungswinkel”.
23 zeigt entsprechend ein Beleuchtungssetting mit 0,5 < sigma < 0,7. 23 zeigt ein Beleuchtungssetting „annulare Beleuchtungswinkelverteilung mit mittlerem maximalen Beleuchtungswinkel”.
24 zeigt ein Beleuchtungssetting mit 0,7 < sigma < 0,85. Es handelt sich hierbei um ein Beleuchtungssetting „annulare Beleuchtungswinkelverteilung mit größerem maximalen Beleuchtungswinkel”.
25 zeigt ein Beleuchtungssetting mit sigma > 0,85. Es handelt sich hierbei um ein Beleuchtungssetting „anulare Beleuchtungswinkelverteilung mit großem maximalen Beleuchtungswinkel”.
26 und 27 sowie 29 und 30 zeigen entsprechende Beleuchtungssettings „y-Dipol”, „x-Dipol”, „+25°-Dipol” und „–25°-Dipol” entsprechend den Beleuchtungssettings, die vorstehend beispielsweise im Zusammenhang mit den 7 bis 10 bereits erläutert wurden.
28 zeigt ein Quadrupol-Beleuchtungssetting mit insgesamt vier zusammenhängenden Polen 32, 33, 34 und 35 zusammenhängender Pupillenfacetten-Gruppen. Diese vier Pupillenfacetten-Gruppen 32 bis 35 sind jeweils in einem der Quadranten I bis IV des Pupillenfacettenspiegels 10 angeordnet. Die vier Pole 32 bis 35 liegen in Umfangsrichtung um das Zentrum 24 des Pupillenfacettenspiegels 10 zentriert um die Positionen +45°, +135°, +225°, +315°. Jeder der vier Pole 32 bis 35 beinhaltet 26 beleuchtete Pupillenfacetten 11. Für jeden der Pole gilt sigma > 0,5.
Auch bei der Ausführung nach den 21 bis 30 sind die beiden Facettenspiegel 6, 10 so angeordnet, dass die Pupillenfacetten 11, die zu jeder der Mengen, beispielsweise AAAA und A'A'A'A' der Pupillenfacetten 11 gehören, innerhalb von Kreisen auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 liegen, dessen Durchmesser kleiner ist als 70% des Gesamtdurchmessers der Gesamtanordnung der Pupillenfacetten 11, also des Gesamtdurchmessers der Trägerplatte 10a. Dieser Gesamtdurchmesser ist beispielsweise in den 19 und 21 mit GD bezeichnet. Entsprechende Kreisbögen zu Kreisen, innerhalb denen die Pupillenfacetten-Mengen AAAA und A'A'A'A' liegen, sind in der 21 bei 36 und 37 eingezeichnet. Viele der Anordnungs-Kreisbögen der Pupillenfacetten-Mengen sind bei der Anordnung nach 21 deutlich kleiner als 70% des Gesamtdurchmessers der Trägerplatte 10a, beispielsweise kleiner als 60%, kleiner als 50% oder auch noch kleiner.
Die Anordnungs-Verteilungen der beleuchteten Pupillenfacetten 11 nach den 24 bis 30 sind wiederum so, dass die beleuchteten innersten Pupillenfacetten 11, gesehen vom Zentrum 24 des Pupillenfacettenspiegels 10 her, auf einem Radius liegen, der größer ist als 42% und auch größer ist als 50% des halben Gesamtdurchmessers GD der Trägerplatte 10a des Pupillenfacettenspiegels 10. Dieser Radius der innersten Pupillenfacetten 11, also der innersten zweiten Facetten, ist in den 13 bis 18 sowie 26 bis 30 mit R_i bezeichnet.
Bei allen Beleuchtungssettings nach den 22 bis 30 ist die gesamte Reflexionsfläche zusammenhängender Pupillenfacetten-Gruppen, also beispielsweise der einzelnen Pole der Pol-Settings nach den 26 bis 30, kleiner als 40% einer gesamten Reflexionsfläche der Pupillenfacetten 11 auf der Trägerplatte 10a.
Die Beleuchtungssettings 26, 29 und 30, die Beleuchtungssettings nach den 27, 29 und 30 oder auch die Beleuchtungssettings nach den 28, 29 und 30 sind Beispiele für Anordnungs-Verteilungen beleuchteter Pupillenfacetten 11, die sich in ihren Reflexionsflächen jeweils in allen Quadranten I bis IV der Gesamtanordnung der Pupillenfacetten 11 auf dem Pupillenfacettenspiegel 10 um mindestens 5% voneinander unterscheiden.
Die Beleuchtungssettings nach den 26 und 27 haben in allen Quadranten I bis IV jeweils sechsundzwanzig beleuchtete Pupillenfacetten 11. Das Quadrupol-Beleuchtungssetting nach 28 hat in jedem Quadranten I bis IV ebenfalls jeweils sechsundzwanzig beleuchtete Pupillenfacetten 11. Das Beleuchtungssetting nach 29 hat in den Quadranten I und III jeweils sechsundvierzig beleuchtete Pupillenfacetten 11 und in den Quadranten II und IV jeweils sechs beleuchtete Pupillenfacetten 11. Das Beleuchtungssetting nach 30 hat in den Quadranten I und III jeweils sechs beleuchtete Pupillenfacetten 11 und in den Quadranten II und IV jeweils sechsundvierzig beleuchtete Pupillenfacetten 11. Auch hier gilt, dass die Anzahlen der zu den jeweiligen Anordnungs-Verteilungen gehörenden Pupillenfacetten 11 sich in allen Quadranten I bis IV jeweils um deutlich mehr als 5% voneinander unterscheiden, nämlich wiederum um mehr als 50%.
Bei der Projektionsbelichtung werden zunächst das Retikel 17 und der Wafer 22, der eine für das Beleuchtungslicht 3 lichtempfindliche Beschichtung trägt, bereitgestellt. Anschließend wird ein Abschnitt des Retikels 17 auf den Wafer 22 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Schließlich wird die mit dem Beleuchtungslicht 3 belichtete lichtempfindliche Schicht auf dem Wafer 22 entwickelt. Auf diese Weise wird ein mikro- beziehungsweise nanostrukturiertes Bauteil, beispielsweise ein Halbleiterchip, hergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009054540 A1 [0002]
US 6658084 B2 [0009, 0082]
US 6859515 B2 [0032]
EP 1225481 A [0032]

Claims

Beleuchtungsoptik (23) für die EUV-Projektionslithographie zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes (18), – mit einem ersten Facettenspiegel (6) mit einer Mehrzahl von ersten reflektierenden Facetten (7) auf einem Träger (6a), – mit einem zweiten Facettenspiegel (10) mit einer Mehrzahl von zweiten reflektierenden Facetten (11) auf einem Träger (10a), – wobei zumindest einige der ersten Facetten (7) umstellbar sind zwischen verschiedenen Kippstellungen, – wobei in jeder Kippstellung der jeweiligen verkippbaren ersten Facette (7) diese ersten Facette (7) einer zweiten Facette (11) zum Ablenken von EUV-Strahlung in Richtung dieser zweiten Facette (11) zugeordnet ist, – wobei jede der verkippbaren ersten Facetten (7) über ihre Kippstellungen einer Menge (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) von zweiten Facetten (11) zugeordnet ist, – wobei die beiden Facettenspiegel (6, 10) so angeordnet sind, dass eine Anordnungs-Verteilung von zweiten Facetten (11), die bei einer gegebenen Kippstellungs-Konfiguration der ersten Facetten (7) mit EUV-Strahlung beaufschlagbar sind, in einer Beleuchtungswinkel-Verteilung einer Beleuchtung des Beleuchtungsfeldes (18) resultiert, – wobei die zweiten Facetten (11), die zu jeder der Mengen (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) zweiter Facetten (11) gehören, innerhalb eines Kreises (28, 29; 36, 37) auf dem zweiten Facettenspiegel (10) liegen, dessen Durchmesser kleiner ist als 70% eines Gesamtdurchmessers (GD) einer Gesamtanordnung aller zweiten Facetten (11) auf dem zweiten Facettenspiegel (10).
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder der Mengen (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) der zweiten Facetten (11) eine Symmetrie-Menge (aaa, AAA ...; aaaa, AAAA ...) der zweiten Facetten (11) gehört, die in Bezug auf ein Zentrum (24) des zweiten Facettenspiegels (10) punktsymmetrisch zur Menge (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) der zweiten Facetten (11) angeordnet ist.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Menge (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) mehr als zwei zweite Facetten (11) umfasst.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Mengen (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) auf dem zweiten Facettenspiegel (10) so ist, – dass mindestens drei Anordnungs-Verteilungen der zweiten Facetten (11) resultieren, deren von einem Zentrum (24) des zweiten Facettenspiegels (10) her gesehen innerste zweite Facetten (11) auf einem Radius (R_i) liegen, der größer ist als 42% des halben Gesamtdurchmessers (GD) der Gesamtanordnung aller zweiter Facetten (11) auf dem zweiten Facettenspiegel (10), – wobei eine gesamte Reflexionsfläche zusammenhängender Pupillenfacetten-Gruppen (32 bis 35) dieser Anordnungs-Verteilungen der zweiten Facetten (11) kleiner ist als 40% einer gesamten Reflexionsfläche der Gesamtanordnung aller zweiter Facetten (11), – wobei sich mindestens drei der Anordnungs-Verteilungen in ihren Reflexionsflächen jeweils in allen Quadranten (I bis IV) der Gesamtanordnung aller zweiter Facetten (11) um mindestens 5% voneinander unterscheiden.
Beleuchtungsoptik nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Menge (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) genau drei zweite Facetten (11) umfasst.
Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Facetten (11) jeder Menge (AAA, aaa ...; AAAA, aaaa ...) die Ecken eines konvexen Mehrecks (27; 30) vorgeben.
Verfahren zur Vorgabe einer Zuordnung erster Facetten (7) zu zweiten Facetten (11) in einer Beleuchtungsoptik (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit folgenden Schritten: – Vorgabe von Gruppen (25, 26) zweiter Facetten (11) auf dem zweiten Facettenspiegel (10), auf die ausgehend von unterschiedlichen ersten Facetten (7) EUV-Strahlung abgelenkt werden kann, – Zuordnen der ersten Facetten (7) zu den zweiten Facetten (11) unter entsprechender Vorgabe von Anordnungen von Mengen (AAA; aaa ...) zweiter Facetten (11) derart, dass in jeder Gruppe (25, 26) ausschließlich Facetten (11) verschiedener Mengen (AAA; aaa ...) zweiter Facetten (11) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Facetten (11) innerhalb jeder der Mengen (AAA; aaa ...) so angeordnet werden, dass ein maximaler Abstand zwischen den zweiten Facetten (11) der jeweiligen Menge (AAA; aaa ...) minimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Facetten (11) innerhalb jeder der Mengen (AAA; aaa ...) so angeordnet werden, dass die zweiten Facetten (11) der Mengen (AAA; aaa ...) für alle Mengen (AAA; aaa ...) innerhalb von Kreisflächen (29) mit für alle Mengen (AAA; aaa ...) minimierten Radius auf dem Träger (10a) des zweiten Facettenspiegels (10) angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Facetten (11) innerhalb jeder der Mengen (AAA; aaa ...) so angeordnet werden, dass die zweiten Facetten (11) der Mengen (AAA; aaa ...) für alle Mengen (AAA; aaa ...) Ecken konvexer Mehrecke (27; 30) auf dem Träger (10a) des zweiten Facettenspiegels (10) vorgeben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als die Gruppen (25, 26) zweiter Facetten (11) Anordnungen zweiter Facetten (11) vorgegeben werden, die zu mindestens einigen der folgenden Beleuchtungssettings führen: – annulare Beleuchtung mit kleinen Beleuchtungswinkeln, – annulare Beleuchtung mit mittleren Beleuchtungswinkeln, – annulare Beleuchtung mit großen Beleuchtungswinkeln, – x-Dipolsetting, – y-Dipolsetting – +α-Dipolsetting, – –α-Dipolsetting, – Quadrupolsetting, – Hexapolsetting, – konventionelles Setting.
Optisches System mit einer Beleuchtungsoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einer EUV-Lichtquelle (2) für das Beleuchtungslicht (3).
Projektionsbelichtungsanlage (1) mit einem optischen System nach Anspruch 12 und einer Lichtquelle (2) für das Beleuchtungslicht (3).
Verfahren zur Herstellung strukturierter Bauelemente mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Wafers (22), auf dem zumindest teilweise eine Schicht aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht ist, – Bereitstellen eines Retikels als Objekt (17), das abzubildende Strukturen aufweist, – Bereitstellen einer Projektionsbelichtungsanlage (1) nach Anspruch 13, – Projizieren wenigstens eines Teils des Retikels (17) auf einen Bereich der Schicht des Wafers (22) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1).
Strukturiertes Bauelement, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 14.