DE102013202590A1

DE102013202590A1 - EUV-Lichtquelle zur Erzeugung eines Nutz-Ausgabestrahls für eine Projektionsbelichtungsanlage

Info

Publication number: DE102013202590A1
Application number: DE201310202590
Authority: DE
Inventors: Ingo Sänger
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-09-04
Also published as: US20150323874A1; KR102257176B1; WO2014128010A8; TW201447499A; KR20150120361A; WO2014128010A2; WO2014128010A3; TWI603161B; JP2016509259A; JP6535601B2; US9477025B2

Abstract

Eine EUV-Lichtquelle (2) dient zur Erzeugung eines Nutz-Ausgabestrahls (3) von EUV-Beleuchtungslicht für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie. Die Lichtquelle (2) hat eine EUV-Generationseinrichtung (2c), die einen EUV-Roh-Ausgabestrahl (30) erzeugt. Der Roh-Ausgabestrahl (30) hat eine zirkulare oder elliptische Polarisation (31). Eine Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung (32) der Lichtquelle (2) übt zur Polarisationseinstellung des Nutz-Ausgabestrahls (3) eine hinsichtlich der Polarisationsrichtung linear polarisierende Wirkung (34) auf den Roh-Ausgabestrahl (30) aus. Die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung (32) hat mindestens eine im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls (30) angeordnete Phasenverzögerungskomponente (37). Diese erzeugt eine Netto-Phasenverschiebung zwischen den beiden linear polarisierten Wellen, die sich zur Polarisation des Roh-Ausgabestrahls (30) überlagern, die kleiner ist als eine halbe Wellenlänge λ des Nutz-Ausgabestrahls (3) des EUV-Beleuchtungslichts. Es resultiert eine EUV-Lichtquelle mit einem für eine auslösungsoptimierte Beleuchtung verbesserten Ausgabestrahl.

Description

Die Erfindung betrifft eine EUV-Lichtquelle zur Erzeugung eines Nutz-Ausgabestrahls von EUV-Beleuchtungslicht für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithografie. Ferner betrifft die Erfindung eine Nutz-Polarisation-Einstelleinrichtung für eine derartige Lichtquelle, ein Beleuchtungssystem mit einer derartigen Lichtquelle, ein optisches System mit einem derartigen Beleuchtungssystem, eine Projektionsbelichtungsanlage mit einen derartigen optischen System sowie ein Herstellungsverfahren für ein mikro- bzw. nanostrukturiertes Bauteil unter Einsatz einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage.
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 . Varianten zur Erzeugung polarisierten EUV-Lichts und zur geometrischen Polarisationsdrehung sind bekannt aus der US 6,999,172 B2 und der US 2008/0192225 A1 .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine EUV-Lichtquelle so weiterzubilden, dass ein für eine auflösungsoptimierte Beleuchtung verbesserter Ausgabestrahl bereitgestellt ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine EUV-Lichtquelle mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Es wurde erkannt, dass linear polarisiertes EUV-Beleuchtungslicht für eine auflösungsoptimierte Beleuchtung besonders gut nutzbar ist. Die erfindungsgemäße Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung stellt derart linear polarisiertes EUV-Beleuchtungslicht in Form eines Nutz-Ausgabestrahls zur Verfügung. Es ergibt sich die Möglichkeit, linear polarisiertes Licht mit einer zunächst beliebig vorgebbaren Polarisations-Orientierung zu erzeugen. Es resultiert eine Polarisationsvorgabe mit einem möglichst geringen, durch die Polarisationseinstellung bedingten Transmissionsverlust. Die EUV-Generationseinrichtung der Lichtquelle kann als Undulator ausgeführt sein. Umlenkmagnete des Undulators können verschiebbar gestaltet sein. Die Verschiebung der Umlenkmagnete kann verwendet werden, um einen zirkular bzw. elliptisch polarisierten Roh-Ausgabestrahl zu erzeugen. Mit der EUV-Lichtquelle lässt sich eine Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes mit dem Nutz-Ausgabestrahl mit einer Austrittspupille einer Beleuchtungseinrichtung realisieren, die zumindest lokal linear polarisiert ist. Insbesondere lässt sich durch Einsatz nachgeordneter Komponenten einer Beleuchtungsoptik eine tangential polarisierte Beleuchtung (TE-Polarisation) eines Beleuchtungsfeldes mit dem Nutz-Ausgabestrahl erreichen. Bei der tangential polarisierten Beleuchtung ist eine lineare Polarisationsrichtung des Nutz-Ausgabestrahls unabhängig vom Beleuchtungswinkel immer senkrecht zu einer Einfallsebene auf das Beleuchtungsfeld polarisiert. Mit der EUV-Lichtquelle lassen sich zudem linear polarisierte Dipol-Beleuchtungen einstellen, bei denen ein zusätzlicher Transmissionsverlust aufgrund einer Polarisationseinstellung entfällt. Bei einer derart linear polarisierten Dipol-Beleuchtung wird ein Beleuchtungsfeld aus zwei Hauptrichtungen beleuchtet, aus denen das Beleuchtungsfeld jeweils mit linear polarisiertem Beleuchtungslicht beaufschlagt wird.
Die EUV-Lichtquelle kann elektronenstrahlbasiert ausgeführt sein, beispielsweise als Röntgenstrahlquelle auf Basis eines Freie-Elektronen-Lasers (FEL). Alternativ kann die EUV-Lichtquelle auch als Plasmaquelle ausgeführt sein, wobei die EUV-Strahlung entweder mit Hilfe eines Treiber-Lasers (LPP-Quelle) oder mit Hilfe einer Gasentladung (GDPP-Quelle) ausgeführt. Auch ein Synchrotron kann als EUV-Lichtquelle zum Einsatz kommen. Bei einer elektronenstrahlbasierten EUV-Lichtquelle kann effizient ein zirkular oder elliptisch polarisierter EUV-Roh-Ausgabestrahl erzeugt werden.
Die EUV-Lichtquelle kann eine Umschalteinheit zum Umschalten zwischen einer zirkularen Polarisation und einer elliptischen Polarisation des EUV-Roh-Ausgabestrahls aufweisen. Diese Umschalteinheit kann durch eine entsprechende Anordnung von Ablenkmagneten eines Undulators realisiert sein. Die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung und insbesondere die Phasenverzögerungskomponente kann als Mehrlagen(Multilayer)Anordnung mit einer Mehrzahl oder Vielzahl von Einzellagen ausgebildet sein, wobei Einzellagen unterschiedlicher Materialien aufeinander folgen. Als Materialien können mindestens zwei der Materialien Molybdän (Mo), Ruthenium (Ru), Borcarbid (B₄C) oder Silizium (Si) zum Einsatz kommen. Die Einzellagen können so dünn ausgeführt sein, dass die Mehrlagenanordnung insgesamt eine Dicke, also eine Gesamtschichtdicke, in der Größenordnung von weniger als 1 μm hat. Die Gesamtschichtdicke kann insbesondere in der Größenordnung von wenigen 100 nm liegen und kann beispielsweise im Bereich zwischen 200 nm und 500 nm liegen. Es können beispielsweise 10 bis 200 derartige Einzellagen, insbesondere 10 bis 100 solcher Einzellagen, zum Einsatz kommen, beispielsweise 20 bis 50 solcher Einzellagen.
Eine Netto-Phasenverschiebung nach Anspruch 2 kann mit vergleichsweise geringen Verlusten an EUV-Beleuchtungslicht realisiert sein. Bei der Netto-Phasenverschiebung wird berücksichtigt, dass ein ganzzahliges Vielfaches von 2π (entsprechend der Wellenlänge λ) bei der Differenz der Phasen der beiden linear polarisierten Wellen, die sich zur Polarisation des Roh-Ausgabestrahls überlagern, wirkungslos ist. Die Netto-Phasenverschiebung ist daher immer kleiner als 2π. Die Polarisationseinstellung durch die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung kann mittels doppelbrechender EUV-Optiken durch Aufteilung einer benötigten Gesamtdoppelbrechung, beispielsweise einer Netto-Phasenverschiebung im Bereich einer halben Wellenlänge λ des Nutz-Ausgabestrahls des EUV-Beleuchtungslichts, auf verschiedene phasenverschiebende Einzelkomponenten mit jeweils geringerer phasenverschiebender Wirkung, beispielsweise im Bereich von je 1/8 der Wellenlänge λ, optimiert werden. Dies kann weiterhin zu einer Reduzierung von Intensitätsverlusten des Nutz-Ausgabestrahls führen.
Der EUV-Roh-Ausgabestrahl kann zirkular polarisiert sein. Eine zirkulare Polarisation des Roh-Ausgabestrahls hat sich als geeignete Ausgangspolarisation zur Erzeugung vorgegebener Beleuchtungs-Polarisationsgeometrien herausgestellt.
Mindestens eine reflektive Phasenverzögerungskomponente nach Anspruch 3 lässt sich mit geringen Durchsatzverlusten für das EUV-Beleuchtungslicht realisieren.
Eine Reflexionsbeschichtung mit einer Netto-Phasenverschiebung nach Anspruch 4 schafft die Möglichkeit einer Polarisationsbeeinflussung mit besonders geringen Transmissionsverlusten. Die Netto-Phasenverschiebung kann kleiner sein als λ/5, als λ/6, als λ/7, kann beispielsweise λ/8 betragen und kann noch kleiner sein, beispielsweise λ/10, λ/12, λ/16 oder noch kleiner. Die Reflexionsbeschichtung kann wiederum als Mehrlagen(Multilayer)Anordnung gestaltet sein, wie vorstehend bereits erläutert.
Mit mindestens einer nach Anspruch 5 drehbar angeordneten Phasenverzögerungskomponente lässt sich eine Richtung einer durch die Phasenverzögerungskomponente eingestellten linearen Polarisation vorgeben. Eine entsprechende drehbare Anordnung kann auch bei einer transmissiven Phasenverzögerungskomponente realisiert sein.
Eine Parallelanordnung reflektiver Phasenverzögerungskomponenten nach Anspruch 6 ermöglicht eine vorgegebene, unterschiedliche Beeinflussung von Teilstrahlen des Roh-Ausgabestrahls und somit die Vorgabe unterschiedlich polarisierter Nutz-Teilstrahlen. Die reflektiven Phasenverzögerungskomponenten können sich in der Ausrichtung ihrer jeweiligen, die phasenbeeinflussende Wirkung vorgebenden optischen Achse unterscheiden. Bei einer solchen Ausgestaltung können auch bei statischer Anordnung der Phasenverzögerungskomponenten unterschiedlich polarisierte Nutz-Teilstrahlen erzeugt werden. Es ergibt sich beispielsweise eine unterschiedliche lineare Polarisation der Nutz-Teilstrahlen je nachdem, welche der reflektiven Phasenverzögerungskomponenten beaufschlagt ist.
Eine optische Auswahlkomponente nach Anspruch 7 erhöht die Flexibilität bei der Polarisationsvorgabe. Die optische Auswahlkomponente kann durch mindestens einen verkippbaren Spiegel im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls realisiert sein.
Bei einer Reihenanordnung der reflektiven Phasenverzögerungskomponenten nach Anspruch 8 ist es möglich, einen phasenverschiebenden Effekt auf mehrere Phasenverzögerungskomponenten zu verteilen, so dass die einzelnen Phasenverzögerungskomponenten mit noch kleineren Netto-Phasenverschiebungen arbeiten können, beispielsweise mit Netto-Phasenverschiebungen, die kleiner sind als λ/10, die λ/16 betragen können und noch kleiner sein können. Derartige kleine Netto-Phasenverschiebungen sind mit einer größeren Vielzahl von Materialien bzw. Materialkombinationen für die jeweilige Phasenverzögerungskomponente realisierbar.
Die Vorteile einer transmissiven Phasenverzögerungskomponente nach Anspruch 9 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die reflektiven Phasenverzögerungskomponenten bereits erläutert wurden. Auch eine Mehrzahl transmissiver Phasenverzögerungskomponenten zur Beeinflussung jeweils eines Teilstrahls, also eine Reihenanordnung, oder auch eine Parallelanordnung einer Mehrzahl transmissive Phasenverzögerungskomponenten zur Beeinflussung verschiedener Teilstrahlen ist möglich. Eine derartige Mehrzahl transmissiver Phasenverzögerungskomponenten kann wiederum einzeln drehbar sein bzw. kann unterschiedlich orientierte, die phasenbeeinflussende Wirkung vorgebende optische Achsen aufweisen.
Eine Netto-Phasenverschiebung der Phasenverzögerungskomponente der erfindungsgemäßen Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung kann auch durch den magnetooptischen Kerreffekt herbeigeführt werden. Die Polarisationseigenschaft des Beleuchtungs- und Abbildungslichts kann über die das Magnetfeld ausbildende reflektierende Oberfläche des Spiegels insbesondere durch den magneto-optischen Kerr-Effekt, durch den oberflächen-magneto-optischen Kerr-Effekt, durch den diffraktiven magneto-optischen Kerr-Effekt, durch den nichtlinearen magneto-optischen Kerr-Effekt oder durch den magnetoelektrischen Effekt beeinflusst werden. Dabei können Materialien sowie Spiegel- bzw. Magnetfeld-Geometrien zum Einsatz kommen, die aus der Literatur zum magnetooptischen Kerr-Effekt bekannt sind. Beispiele hierfür finden sich in der Literatur unter anderem in Qiu et al., Review of Scientific Instruments, Vol. 71, Nr. 3, 2000, S. 1243 bis 1255 und in La-O-Vorakiat et al., Magneto-Optical Kerr Effect probed using Ultrafast High-Order Harmonic EUV Light, 2009 USA/CLEO/IQEC, Dokument CPDA5.pdf.
Die Vorteile einer Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung nach Anspruch 10 entsprechen denen, die vorstehend im Zusammenhang mit der EUV-Lichtquelle bereits erläutert wurden.
Die Vorteile eines Beleuchtungssystems nach Anspruch 11 und 12, eines optischen Systems nach Anspruch 13, einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 14, eines Herstellungsverfahrens nach Anspruch 15 und eines hierdurch hergestellten mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteils entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße EUV-Lichtquelle bereits erläutert wurden. Bei dem mikro- bzw. nanostrukturierten Bauteil kann es sich insbesondere um ein Halbleiterbauteil, beispielsweise um einen Mikrochip, insbesondere um einen Speicherchip, handeln. Eine bildseitige numerische Apertur der Projektionsoptik des optischen Systems kann größer sein als 0,4 und kann größer sein als 0,5.
Die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung kann Bestandteil der EUV-Lichtquelle sein, kann nach Anspruch 12 aber auch Bestandteil der Beleuchtungsoptik sein.
Die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung als Bestandteil der Beleuchtungsoptik kann genauso ausgeführt sein, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung als Bestandteil der EUV-Lichtquelle bereits erläutert. Auch bei der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung als Bestandteil der Beleuchtungsoptik kann eine Netto-Phasenverschiebung der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung bzw. von einzelnen Komponenten hiervon resultieren, die kleiner ist als eine halbe Wellenlänge des Nutz-Ausgabestrahls des EUV-Beleuchtungslichts. Das allgemeine Prinzip einer Polarisationseinstellung zur Erzeugung zumindest lokal linearer Polarisation aus zirkular oder elliptisch polarisiertem Eingangslicht kann sowohl bei der lichtquellenseitigen Erzeugung eines Nutz-Ausgabestrahls oder auch im weiteren Verlauf eines Roh-Ausgabestrahl durch die Beleuchtungsoptik realisiert sein.
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 EUV-Projektionslithographie;
2 schematisch eine Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage mit einer Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung mit einer transmissiven Phasenverzögerungskomponente;
3 schematisch eine Lichtquelle der Projektionsbelichtungsanlage mit einer Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung mit einer reflektiven Phasenverzögerungskomponente;
4 eine Ausführung der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung mit einer Mehrzahl reflektiver Phasenverzögerungskomponenten, die jeweils verschiedene Teilstrahlen eines EUV-Roh-Ausgabestrahls der EW-Lichtquelle reflektieren;
5 eine Variante einer Ausführung nach 4, wobei vor der Mehrzahl der reflektiven Phasenverzögerungskomponenten eine optische Auswahlkomponente im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls angeordnet ist;
6 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung eine EUV-Lichtquelle mit einer EUV-Generationseinrichtung, die einen elliptisch polarisierten EUV-Roh-Ausgabestrahl erzeugt;
7 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung eine Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung, bei der mehrere reflektive Phasenverzögerungskomponenten, nämlich zwei reflektive Phasenverzögerungskomponenten, jeweils den gleichen Teilstrahl des Roh-Ausgabestrahls reflektieren;
8 und 9 stark vergrößert Querschnitte durch die Phasenverzögerungskomponenten nach 2 (transmissiv) und nach 3 (reflektiv); und
10 und 11 weitere Varianten von Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtungen, bei denen Facetten beispielsweise eines Feldfacettenspiegels und/oder eines Pupillenfacettenspiegels als reflektive Phasenverzögerungskomponenten ausgebildet sind, die paarweise sequentiell jeweils den gleichen Teilstrahl des Roh-Ausgabestrahls reflektieren.
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 3 nm und 30 nm, insbesondere zwischen 3 nm und 15 mn. 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 .
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. Der Undulator kann optional durch Verlagerung verstellbare Undulatormagnete aufweisen.
Nachfolgend sind einige beispielhafte Betriebsparameter für die Lichtquelle 2 zusammengefasst: 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.
Zur Beleuchtung und Abbildung innerhalb der Projektionsbelichtungsanlage 1 wird als Beleuchtungslicht ein Nutzstrahlungsbündel 3 verwendet, das auch als Nutz-Ausgabestrahl bezeichnet ist. Das Nutzstrahlungsbündel 3 wird innerhalb eines Öffnungswinkels 4, der an eine Beleuchtungsoptik 5 der Projektionsbelichtungsanlage 1 angepasst ist, mit Hilfe einer 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 7 der Beleuchtungsoptik 5 angeordnet. Nach der Scan-Einrichtung 6 trifft das Nutzstrahlungsbündel 3 zunächst auf einen Feldfacettenspiegel 8.
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 8 beträgt etwa 4 mm.
Alternativ zur Scan-Einrichtung 6 können auch andere Mittel zur Erhöhung eines Lichtleitwertes des Nutzstrahlungsbündels 3 zum Einsatz kommen.
Nach Reflexion am Feldfacettenspiegel 8 trifft das in Teilstrahlen bzw. Strahlbüschel, die einzelnen, nicht dargestellten Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 8 zugeordnet sind, aufgeteilte Nutzstrahlungsbündel 3 auf einen Pupillenfacettenspiegel 9. In der 1 nicht dargestellte Pupillenfacetten des Pupillenfacettenspiegels 9 sind rund. Jedem von einer der Feldfacetten reflektierten Strahlbüschel des Nutzstrahlungsbündels 3 ist eine dieser Pupillenfacetten zugeordnet, so dass jeweils ein beaufschlagtes Facettenpaar mit einer der Feldfacetten und einer der Pupillenfacetten einen Ausleuchtungskanal bzw. Strahlführungskanal für das zugehörige Strahlbüschel des Nutzstrahlungsbündels 3 vorgibt. Die kanalweise Zuordnung der Pupillenfacetten zu den Feldfacetten 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 und jeweils einer der Pupillenfacette geführt. Zur Ansteuerung jeweils vorgegebener Pupillenfacetten sind die Feldfacettenspiegel jeweils individuell verkippt.
Über den Pupillenfacettenspiegel 9 und eine nachfolgende, aus drei EUV-Spiegeln 10, 11, 12 bestehende Übertragungsoptik 13 werden die Feldfacetten 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.
Aus der Sequenz der einzelnen Beleuchtungswinkel, die über ein individuelles Facettenpaar vorgegeben wird, ergibt sich über die Scanintegration aller Ausleuchtungskanäle, die über eine Beleuchtung der Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 8 mit Hilfe der Scan-Einrichtung 6 herbeigeführt wird, eine Beleuchtungswinkelverteilung der Beleuchtung des Objektfeldes 14, die über die Beleuchtungsoptik 5 herbeigeführt wird.
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 1 für das Nutzstrahlungsbündel 3 führt.
In der Objektebene 15 im Bereich des Objektfeldes 14 ist ein das Nutzstrahlungsbündel 3 reflektierendes Retikel 17 angeordnet. Das Retikel 17 wird von einem Retikelhalter 18 getragen, der über einen Retikelverlagerungsantrieb 19 angesteuert verlagerbar ist.
Die Projektionsoptik 16 bildet das Objektfeld 14 in ein Bildfeld 20 in einer Bildebene 21 ab. In dieser Bildebene 21 ist bei der Projektionsbelichtung ein Wafer 22 angeordnet, der eine lichtempfindliche Schicht trägt, die während der Projektionsbelichtung mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 belichtet wird. Der Wafer 22 wird von einem Waferhalter 23 getragen, der wiederum über einen Waferverlagerungsantrieb 24 gesteuert verlagerbar ist.
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. Bei den Gesamtdarstellungen der Projektionsbelichtungsanlage 1 verläuft die z-Richtung senkrecht zur Bildebene 21. Bei den Darstellung, die die Lichtquelle 2 beziehungsweise beleuchtungsoptische Komponenten betreffen, verläuft die z-Richtung in einer Hauptausbreitungsrichtung des EUV-Lichtes.
Bei der Projektionsbelichtungsanlage 1 nach 1 ist der Feldfacettenspiegel 8 der erste Facettenspiegel und der Pupillenfacettenspiegel 9 ist der zweite Facettenspiegel im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3. Die Facettenspiegel 8, 9 können ihre Funktion auch vertauschen. So kann es sich beim ersten Facettenspiegel 8 um einen Pupillenfacettenspiegel handeln, der dann in einer Pupillenebene der Projektionsoptik 16 oder in einer hierzu konjugierten Ebene angeordnet ist, und beim zweiten Facettenspiegel 9 kann es sich um einen Feldfacettenspiegel handeln, der dann in einer Feldebene angeordnet ist, die zur Objektebene 15 optisch konjugiert ist.
Bei der Projektionsbelichtung werden sowohl das Retikel als auch der Wafer in der 1 in y-Richtung durch entsprechende Ansteuerung des Retikelverlagerungsantriebs 19 und des Waferverlagerungsantriebs 24 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 19, 24 kann unabhängig vom scannenden Betrieb der Scan-Einrichtung 6 erfolgen.
Die lange Seite der Feldfacetten steht senkrecht auf der Scanrichtung y. Das x/y-Aspektverhältnis der Feldfacetten entspricht demjenigen des schlitzförmigen Objektfeldes 14, welches ebenfalls rechteckig oder gebogen ausgeführt sein kann.
Bei der Scan-Einrichtung 6 handelt es sich um einen das Nutzstrahlungsbündel 3 streifend reflektierenden Scanspiegel, der um eine parallel zur x-Achse der 1 verlaufende Zeilenscan-Achse 25 und um eine hierzu senkrechte, in der yz-Ebene der 1 liegende Zeilenvorschub-Achse 26 verkippbar ist. Beide Achsen 25, 26 liegen in einer reflektierenden Spiegelfläche 27 der Scan-Einrichtung 6.
Die EUV-Lichtquelle 2 hat eine Roh-Polarisations-Einstelleinrichtung 28, die zur Polarisationseinstellung eines Roh-Ausgabestrahls 30 (vgl. z. B. 2) eine ablenkende Wirkung auf den Elektronenstrahl 2b in der EUV-Generationseinrichtung 2c ausübt. Die Roh-Polarisations-Einstelleinrichtung 28 ist durch eine entsprechende Anordnung von Ablenkmagneten 29 des Undulators 2c realisiert. Einige der Ablenkmagneten 29 als Bestandteile des Undulators 2c sind in der 1 schematisch angedeutet. Diese Anordnung der Ablenkmagneten 29 ist so, dass der EUV-Roh-Ausgabestrahl 30 (vgl. 2) zirkular polarisiert ist, was in der 2 durch ein entsprechendes Polarisationssymbol 31 (Kreispfeil) angedeutet ist. Eine entsprechende Anordnung der Ablenkmagneten 29 zur Realisierung eines zirkular polarisierten EUV-Ausgabestrahls ist beschrieben in der vorstehend schon zitierten Schindler-Referenz. Die optionale Verstellbarkeit der Undulatormagnete des Undulators kann gezielt zur Umschaltung von linear zu zirkular polarisiertem EUV-Licht und/oder von zirkular zu elliptisch polarisiertem EUV-Licht verwendet werden. Die Roh-Polarisations-Einstelleinrichtung 28 dient dabei gleichzeitig als Umschalteinheit zum Umschalten zwischen den verschiedenen Polarisationszuständen des EUV-Roh-Ausgabestrahls 30.
Eine zirkulare und auch eine elliptische Polarisation kann beschrieben werden durch eine Überlagerung zweier linear polarisierter Transversalwellen, deren Polarisationsrichtungen aufeinander senkrecht stehen. Bei zirkularer Polarisation haben diese beiden linear polarisierten Wellen einen Phasenunterschied von π/2 und gleiche Amplituden. Bei elliptischer Polarisation liegt weder eine zirkulare noch eine lineare Polarisation vor. Die elliptische Polarisation entsteht durch eine Überlagerung der beiden linear polarisierten Wellen, die eine Phasendifferenz zueinander haben, die weder verschwindet noch ein ganzzahliges Vielfaches von π ist, wobei auch nicht der Spezialfall der zirkularen Polarisation eines Phasenunterschiedes von π/2 und gleichen Amplituden der beiden linear polarisierten Wellen vorliegt.
Die EUV-Lichtquelle 2 hat weiterhin eine Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32, die zur Polarisationseinstellung des Nutz-Ausgabestrahls 3 eine polarisierende Wirkung auf den Roh-Ausgabestrahl 30 ausübt. Varianten der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 werden nachfolgend näher erläutert.
Bei der Ausführung nach 2 weist die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 eine transmissive Phasenverzögerungskomponente 33 in Form einer λ/4-Platte auf. Beispiele für derartige Phasenverzögerungskomponenten finden sich in den Fachartikeln „Complete polarization analysis of extreme ultraviolet radiation with a broadband phase retarder and analyzer" von Wang et al., Applied Phys. Letters 90, 081910 (2007) und „Soft-X-Ray polarimeter with multilayer optics: Complete analysis of the polarizations state of light" von Schäfers et al., Applied Optics, Vol. 38, No. 19, Juli 1999, Seiten 4074 bis 4088. Die Phasenverzögerungskomponente 33 kann als Mehrlagenstruktur ausgeführt sein, was auch noch nachfolgend erläutert wird.
Die Phasenverzögerungskomponente 33 hat auf die beiden linear polarisierten Wellen, die sich zur Polarisation des zirkular polarisierten Roh-Ausgabestrahls 30 überlagern, eine phasenverschiebende Wirkung mit einer Netto-Phasenverschiebung eines Viertels der Wellenlänge (λ/4) des Nutz-Ausgabestrahls 3. Auch eine andere Ausführung der transmissiven Phasenverzögerungskomponente 33 ist möglich, bei der die Netto-Phasenverschiebung kleiner ist als eine halbe Wellenlänge des Nutz-Ausgabestrahls 3, beispielsweise im Bereich zwischen λ/3 und λ/8. Bei der Berechnung der Netto-Phasenverschiebung bleibt eine Phasenverschiebung mit der Größe eines ganzzahligen Vielfachen von 2π bei der Differenz der Phasen der beiden linear polarisierten Wellen wirkungslos und wird daher nicht beachtet.
Die transmissive Phasenverzögerungskomponente 33 nach 2 mit einer Netto-Phasenverschiebung von λ/4 ändert den Polarisationszustand des Roh-Ausgabestrahls 30 mit zirkularer Polarisation 31 in ein Nutzstrahlungsbündel 3 mit linearer Polarisation (vgl. Polarisationssymbol 34 in der 2). Das Nutzstrahlungsbündel 3 ist bei der Ausführung nach 2 in der x-Richtung polarisiert. Die Polarisationsrichtung der linearen Polarisation des Nutzstrahlungsbündels 3 verläuft senkrecht zu dessen Ausbreitungsrichtung. Die Richtung der linearen Polarisation des Nutzstrahlungsbündels 3 hängt von einer Ausrichtung einer die polariationsbeeinflussende Wirkung der Phasenverzögerungskomponente 33 vorgebenden optischen Achse 35 ab, die in der 2 beispielhaft eingezeichnet ist.
Zur Vorgabe einer Richtung der linearen Polarisation 34 des Nutzstrahlungsbündels 3 kann die Phasenverzögerungskomponente 33 über einen Antriebsmotor 36, der in der 2 schematisch angedeutet ist, um eine mit der Ausbreitungsrichtung des Roh-Ausgabestrahls 30 zusammenfallende Schwenkachse verschwenkt werden. Hierdurch ist eine stufenlose Vorgabe der linearen Polarisation 34 des Nutzstrahlungsbündels 3 zwischen einer reinen x-Polarisation und einer reinen y-Polarisation möglich. Zum Antrieb der Phasenverzögerungskomponente 33 kann diese in ihrem äußeren Umfangsbereich gefasst sein, wobei der Antriebsmotor 36 dann an dieser äußeren Fassung, beispielsweise über ein Zahnradgetriebe, angreift.
3 zeigt eine weitere Ausführung einer Phasenverzögerungskomponente 37. Diese ist als reflektive Komponente ausgeführt. Die reflektive Phasenverzögerungskomponente 37 trägt eine Reflexionsbeschichtung 38, die bei einmaligem Durchtritt des Roh-Ausgabestrahls 31 zu einer Netto-Phasenverschiebung führt, die bei der Ausführung nach 3 ein Achtel der Wellenlänge (λ/8) des Nutz-Ausgabestrahls 3 beträgt. Dies führt bei einer entsprechenden Orientierung der optischen Achse 35 der Phasenverzögerungskomponente 37 wiederum zu einem linear x-polarisierten Nutzstrahlungsbündel 3, wie in der 3 durch das Polarisationssymbol 34 angedeutet. Die Reflexionsbeschichtung 38 kann als Mehrlagen-Beschichtung ausgeführt sein, was nachfolgend noch erläutert wird.
Die Reflexionsbeschichtung kann bei anderen Ausführungen der reflektiven Phasenverzögerungskomponente 37 eine Netto-Phasenverschiebung im Bereich zwischen λ/4 und λ/16 oder auch eine noch kleinere Netto-Phasenverschiebung herbeiführen.
Beispiele für reflektive Phasenverzögerungskomponenten für EUV-Strahlung sind wiederum in den beiden vorstehend erwähnten Fachartikeln von Wang et al. und Schäfers et al. genannt.
Zur Verdrehung oder Verkippung der reflektierenden Phasenverzögerungskomponente 37 kann wiederum ein Antriebsmotor 36 zum Einsatz kommen, der auf der vom Roh-Ausgabestrahl 30 abgewandten Seite der Phasenverzögerungskomponente 37, also auf der Spiegelrückseite, angeordnet ist. Zur Einstellung einer linearen Polarisationsrichtung 34 des Nutzstrahlungsbündels 3 kann die Phasenverzögerungskomponente 37 über den Antriebsmotor 36 um eine Drehachse 39 verschwenkt werden, die bei der Variante „Verdrehung” senkrecht auf einer Reflexionsfläche der Phasenverzögerungskomponente 37 steht und bei der Variante „Verkippung” als Kippachse (nicht dargestellt) parallel zur Reflexionsfläche der Phasenverzögerungskomponente 37 angeordnet ist.
4 zeigt eine weitere Ausführung der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 nach 4 weist eine Mehrzahl von reflektiven Phasenverzögerungskomponenten 37i auf, die jeweils verschiedene Teilstrahlen 30i des Roh-Ausgabestrahls 30 reflektieren. Jede der Phasenverzögerungskomponenten 37i ist nach Art der Phasenverzögerungskomponente 37 nach 3 ausgeführt.
Jede der Phasenverzögerungskomponenten 37i kann unabhängig über einen individuell zugeordneten Antriebsmotor 36 um eine Drehachse 39i verschwenkt werden, die senkrecht auf der jeweiligen Reflexionsfläche der Phasenverzögerungskomponente 37i steht. Alternativ oder zusätzlich kann jede der Phasenverzögerungskomponenten 37i unabhängig über einen individuell zugeordneten Antriebsmotor 36 um eine Kippachse (nicht dargestellt) verkippt werden, die parallel zur jeweiligen Reflexionsfläche der Phasenverzögerungskomponente 37i angeordnet ist. Somit kann die Richtung der linearen Polarisation 34i jedes Teilstrahls des Nutzstrahlungsbündels 3, der durch Reflexion des entsprechenden Teilstrahls 30i des Roh-Ausgabestrahls 30 entsteht, individuell vorgegeben werden. Dies ist in der 4 schematisch anhand des reflektierten Nutz-Teilstrahls 3i der von der in der 4 am weitesten rechts angeordneten Phasenverzögerungskomponente 37i reflektiert wird, dargestellt.
Die Phasenverzögerungskomponenten 37i können in Form einer Zeile oder auch in Form eines Arrays angeordnet sein. Die Anzahl der Phasenverzögerungskomponenten 37i kann im Bereich zwischen 2 und mehr als 100 liegen. Die Anzahl der Phasenverzögerungskomponenten 37i kann beispielsweise genauso groß sein wie die Anzahl von bei der Polarisationsbelichtung innerhalb der Beleuchtungsoptik 5 genutzten Feldfacetten bzw. Pupillenfacetten.
5 zeigt eine weitere Ausführung einer Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Die Phasenverzögerungskomponenten 37i der Ausführung nach 5 unterscheiden sich jeweils in der Ausrichtung ihrer die phasenbeeinflussende Wirkung vorgebenden optischen Achse 35, was in der 5 schematisch dargestellt ist. Entsprechend ergibt sich eine jeweils unterschiedliche lineare Polarisationsrichtung 34i der verschiedenen Nutz-Teilstrahlen 3i, je nachdem, welche der reflektiven Phasenverzögerungskomponenten 37i der Ausführung nach 5 mit dem Roh-Ausgabestrahl 30 bzw. einem Teilstrahl 30i hiervon beaufschlagt ist.
Bei einer Variante der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 nach 5 weist diese eine optische Auswahlkomponente 40 im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls 30 vor den reflektierenden Phasenverzögerungskomponenten 37i auf. Über die optische Auswahlkomponente 40, die in der 5 äußerst schematisch dargestellt ist und bei der es sich um ein Mikrospiegelarray mit individuell verkippbaren Einzelspiegeln handeln kann, kann vorgegeben werden, welche der reflektierenden Phasenverzögerungskomponenten 37i mit einem gegebenen Teilstrahl 30i des Roh-Ausgabestrahls 30 beaufschlagt wird. Auch hierdurch kann ein Nutzstrahlungsbündel 3 mit einer vorgegebenen Polarisationsverteilung von Teilstrahlen 3i erzeugt werden.
6 zeigt eine Variante der EUV-Lichtquelle, bei der durch die EUV-Generationseinrichtung 2c ein elliptisch polarisierter Roh-Ausgabestrahl 30 erzeugt wird, was in der 6 durch ein entsprechendes Polarisationssymbol 41 angedeutet ist. Zur Überführung dieses elliptisch polarisierten Roh-Ausgabestrahls 30 in ein linear polarisiertes Nutzstrahlungsbündel 3 kann die reflektive Phasenverzögerungskomponente 37 eine Netto-Phasenverschiebung aufweisen, die von λ/8 abweicht und beispielsweise kleiner sein kann und insbesondere kleiner sein kann als λ/10.
7 zeigt eine Ausführung der Nutz-Polarisation-Einstelleinrichtung 32 mit reflektiven Phasenverzögerungskomponenten 37i und 37j, die in Form von zwei im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls 30 hintereinander angeordneten Spiegel-Arrays 42, 43 ausgeführt sind. Jeweils ein Teilstrahl 30i des Roh-Ausgabestrahls 30 wird nacheinander von einer der Phasenverzögerungskomponenten 37i des Spiegel-Arrays 42 und von einer Phasenverzögerungskomponente 37j des Spiegel-Arrays 43 reflektiert. Die einzelnen Phasenverzögerungskomponenten 37i, 37j können mit sehr kleiner Netto-Phasenverschiebung ausgeführt sein, beispielsweise mit einer Netto-Phasenverschiebung, die kleiner ist als λ/10 und die insbesondere λ/16 betragen kann. Dieser Fall ist in der 7 dargestellt. Durch Reflexion an den Phasenverzögerungskomponenten 37i mit Netto-Phasenverschiebung λ/16 wird aus dem zirkular polarisierten Roh-Ausgabe-Teilstrahls 30i ein elliptisch polarisierter Roh-Ausgabe-Teilstrahl. Letzterer wird durch weitere Reflexion an der Phasenverzögerungskomponente 37j in einen linear polarisierten Nutz-Teilstrahl 3i überführt.
Die Polarisationsverzögerungskomponenten 37i, 37j können in letzterem Falle gleichzeitig die Facetten jeweils eines Facettenspiegels der Beleuchtungsoptik 5 darstellen. Der Feldfacettenspiegel 8 kann dann beispielsweise die Phasenverzögerungskomponenten 37i aufweisen und der Pupillenfacettenspiegel 9 die Phasenverzögerungskomponenten 37j.
Sämtliche EUV-Spiegelflächen können eine hoch reflektierende Beschichtung für die genutzten EUV-Wellenlängen im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm tragen. Bei den Beschichtungen kann es sich um Multilayer- also Mehrlagen-Beschichtungen, handeln. Die Multilayer-Beschichtungen können als alternierende Multilayer zweier verschiedener Schichtmaterialien, beispielsweise als Abfolge von Molybdän/Silizium-Bilagen, gestaltet sein.
Die vorstehend im Zusammenhang mit der mindestens einen reflektiven Phasenverzögerungskomponente beschriebenen Weiterbildungen können auch bei einer transmissiven Phasenverzögerungskomponente realisiert sein. Dies gilt insbesondere auch für die verschiedenen Gestaltungen der Teilstrahlen des Roh-Ausgabestrahls beeinflussenden Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung.
8 und 9 zeigen übertrieben vergrößert einen Mehrlagenaufbau der der Phasenverzögerungskomponenten 33 nach 2 und 37 nach 3. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Die jeweilige Mehrlagenanordnung umfasst eine Vielzahl von Einzellagen 44, 45 aus verschiedenen Materialien. Die verschiedenen Materialien der Einzellagen 44, 45 sind einander abwechselnd angeordnet, bei genau zwei Materialien also alternierend. Die Einzellagen 44 sind bei den Ausführungen nach den 8 und 9 aus Molybdän. Die Einzellagen 45 sind bei den Ausführungen nach den 8 und 9 aus Silizium. Auch andere Materialien, beispielsweise Ruthenium und/oder Borcarbid, können für die Einzellagen 44 bzw. 45 zum Einsatz kommen. Eine Gesamtschichtdicke D liegt im Bereich zwischen 100 mit und 1 μm. Die Anzahl der Einzellagen 44, 45 beträgt bei den in den 8 und 9 dargestellten Ausführungen 17. Auch eine andere Anzahl der Einzellagen 44, 45 im Bereich zwischen 10 und 200, zum Beispiel im Bereich zwischen 10 und 100 oder zwischen 20 und 50, kann je nach den Einsatzbedingungen gewählt werden. Eine Dicke d der Einzellagen 44 oder 45 hängt von der Wellenlänge der Nutzstrahlung 3 und auch vom Einfallswinkel des Roh-Ausgabestrahls 30 auf der Phasenverzögerungskomponente 33 bzw. 37 ab.
Anhand der 10 und 11 werden nachfolgend stärker im Detail zwei weitere Varianten der Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 erläutert. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend insbesondere unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 bereits diskutiert wurden, tragen wiederum die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Der erste Facettenspiegel 8 hat bei der Beleuchtungsoptik 5 in der Ausführung nach 10 eine Mehrzahl von Einzelspiegeln 46, die Ausleuchtungskanäle zur Führung von Teilbündeln 30 _i des Roh-Ausgabestrahls hin zum Objektfeld bzw. Beleuchtungsfeld 14 bereitstellen. Bei der Beleuchtungsoptik 5 nach 10 entfallen die EW-Spiegel nach dem zweiten Facettenspiegel 9. Die Einzelspiegel 46 sind auf einem Einzelspiegel-Träger 46a angeordnet. Der Einzelspiegel-Träger 46a ist zu einer Einfallsachse k des zirkular polarisierten Roh-Beleuchtungslichts 30 rotationssymmetrisch ausgebildet, die parallel zur z-Achse verläuft. Der Einzelspiegel-Träger 46a ist mit einer parallel zur xy-Ebene angeordneten runden Trägerfläche 47 ausgeführt. Der Einzelspiegel-Träger 46a liegt räumlich zwischen dem einfallenden Roh-Ausgabestrahl 30 und dem Objektfeld 14.
Die Einzelspiegel 46 können quadratische oder rechteckige Reflexionsflächen aufweisen, die auf dem Einzelspiegel-Träger 46a dicht gepackt angeordnet sind. Auch andere Formen von Einzelspiegeln, die eine möglichst lückenlose Belegung der Reflexionsfläche des ersten Facettenspiegels 8 ermöglichen, können eingesetzt sein. Derartige alternative Einzelspiegel-Formen sind aus der mathematischen Theorie der Parkettierung bekannt. In diesem Zusammenhang sei verwiesen auf die in der US 2011/0001947 A1 angegebenen Referenzen.
Je nach Ausführung des ersten Facettenspiegels 8 haben die Einzelspiegel 46 x/y-Erstreckungen im Bereich beispielsweise von 100 μm × 100 μm bis beispielsweise 5 mm × 5 mm. Die Einzelspiegel 46 können so geformt sein, dass sie eine bündelnde Wirkung für den Roh-Ausgabestrahl 30 haben.
Die Einzelspiegel 46 können eine Anordnung auf dem Einzelspiegel-Träger 46a haben, die rotationssymmetrisch zur Einfallsachse k des Roh-Ausgabestrahls 30 ist. Diese Anordnung kann beispielsweise in einer Mehrzahl von konzentrischen Ringen von Einzelspiegeln 46 auf dem Einzelspiegel-Träger 46a ausgeführt sein, wobei das Zentrum dieser Einzelspiegel-Anordnung mit einem Durchstoßpunkt der Einfallsachse k des Roh-Ausgabestrahls 30 durch die Trägerfläche 47 zusammenfällt.
Im Meridionalschnitt nach 10 sind beispielhaft vier der Einzelspiegel 46 dargestellt. Bei einer realen Ausführung eines ersten Facettenspiegels 8 ist die Anzahl der Einzelspiegel 46 sehr viel höher. Insgesamt hat der erste Facettenspiegel 8 mehrere hundert bis mehrere tausend der Einzelspiegel 46.
Eine gesamte Reflexionsfläche des ersten Facettenspiegels 8, die sich aus den Reflexionsflächen der Einzelspiegel 46 zusammensetzt, hat je nach Ausführung des ersten Facettenspiegels 8 eine Ausdehnung von beispielsweise 300 mm × 300 mm oder 600 mm × 600 mm.
Jeder der Einzelspiegel 46 ist zur individuellen Ablenkung des Teilbündels 30, des auftreffenden Roh-Ausgabestrahls 30 jeweils mit einem Aktor beziehungsweise Aktuator 48 verbunden, wie in der 10 anhand des obersten dargestellten Einzelspiegels 46 angedeutet. Die Aktuatoren 48 sind auf der einer reflektierenden Seite der Einzelspiegel 46 abgewandten Seite jedes der Einzelspiegel 46 angeordnet. Die Aktuatoren 48 können beispielsweise als Piezo-Aktuatoren ausgeführt sein. Ausgestaltungen derartiger Aktuatoren sind vom Aufbau von Mikrospiegel-Arrays her bekannt.
Die Aktoren 48 stehen in nicht dargestellter Weise mit einer zentralen Steuereinrichtung 48a in Signalverbindung, über die die Aktoren 48 zur individuellen Verkippung der Einzelspiegel 46 angesteuert werden können.
Jeder der Einzelspiegel 46 ist individuell unabhängig um zwei senkrecht aufeinander stehende Kippachsen verkippbar, wobei eine erste dieser Kippachsen parallel zur x-Achse und die zweite dieser beiden Kippachsen parallel zur y-Achse verläuft. Die beiden Kippachsen liegen in den Einzel-Reflexionsflächen der jeweiligen Einzelspiegel 46.
Die Reflexionsflächen der Einzelspiegel 46 tragen Mehrlagen-Reflexionsbeschichtungen nach Art von denjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit dem Mehrlagenaufbau nach 9 erläutert wurden. Eine doppelbrechende Wirkung dieser Mehrlagenanordnungen auf den Einzelspiegeln 46 ist so, dass bei einem einmaligen Durchtritt des jeweiligen Teilbündels 30 _i des Roh-Ausgabestrahls 30 eine Netto-Phasenverschiebung von λ/16 resultiert, was bei der Reflexion an den Einzelspiegeln 46 zu einer doppelbrechenden Wirkung von λ/8 führt.
Die Ausführung nach 10 eignet sich besonders zur doppelbrechenden Beeinflussung eines zirkular polarisierten EUV-Roh-Ausgabestrahls 30.
Die Einzelspiegel 46 des ersten Facettenspiegels 8 wirken derart doppelbrechend, dass das jeweilige Roh-Ausgabestrahl-Teilbündel 30i bei der Reflexion des Roh-Ausgabestrahl-Teilbündels 30i an diesem Einzelspiegel 46 zunächst elliptisch polarisiert wird (Polarisationssymbol 41).
Der zweite Facettenspiegel 9 ist dem ersten Facettenspiegel 8 im Strahlengang des Beleuchtungslichts 3 nachgeordnet (vgl. 10). Jeweils eine Facette 49 des zweiten Facettenspiegels 9 komplettiert mit mindestens einem der Einzelspiegel 46 des ersten Facettenspiegels 8 den Ausleuchtungskanal zur Führung des Beleuchtungslicht-Teilbündels 3 _i hin zum Beleuchtungsfeld 14. In der Regel ist die Anordnung so, dass eine der Facetten 49 des zweiten Facettenspiegels 9 zusammen mit einer Gruppe der Einzelspiegel 46 des ersten Facettenspiegels 8 einen Gruppen-Ausleuchtungskanal für mehrere Teilbündel 30 _i komplettiert, zu dem diese Facette 49 des zweiten Facettenspiegels 8 und eine Gruppe von Einzelspiegeln 46 des ersten Facettenspiegels 8 gehören. Diese Gruppe der Einzelspiegel 46 des ersten Facettenspiegels 8 führt Beleuchtungslicht-Teilbündel 3 _i also allesamt über genau die gleiche Facette 49 des zweiten Facettenspiegels 9 bin zum Beleuchtungsfeld 14.
Die Facetten 49 des zweiten Facettenspiegels 9 tragen wiederum Mehrlagen-Reflexionsbeschichtungen, die nach Art des Mehrlagenaufbaus nach der 9 aufgebaut sind. Diese Reflexionsbeschichtungen der Facetten 49 haben eine doppelbrechende Wirkung derart, dass bei einmaligen Durchtritt der Teilbündel eine Netto-Phasenverschiebung von λ/16 resultiert, was bei der Reflexion der Teilbündel an den Facetten 9 dann zu einer gesamten Netto-Phasenverschiebung von λ/8 führt. Bei der Reflexion der Roh-Teilbündel an den Facetten 49 werden die elliptisch polarisierten Roh-Teilbündel linear s-polarisiert und ergeben so die Beleuchtungslicht-Teilbündel 3 _i. Bei der s-Polarisation handelt es sich um die Polarisationsrichtung des Beleuchungslicht-Teilbündels 3, die senkrecht zur Einfallsebene (Zeichenebene der 10) der Facette 49 schwingt. Die s-Polarisation ist in der 10 mit durchkreuzten Kreisen angedeutet. Die s-Polarisation ist alternativ (vgl. 11) durch große Punkte auf dem Strahlweg des jeweiligen Beleuchtungslicht-Teilbündels 3 _i dargestellt.
Durch die zweifache Reflexion des Teilbündels 30 _i einmal an einen der Einzelspiegel 46 und ein zweites Mal an einer der Facetten 49 des zweiten Facettenspiegels 9 resultiert beim auf das Beleuchtungsfeld 14 treffenden Beleuchtungslicht-Teilbündels 3 _i eine fast vollständige oder sogar ganz vollständige s-Polarisation.
Die Facetten 49 des zweiten Facettenspiegels 9 sind auf einem Facetten-Träger 50 angeordnet, der in der 10 gestrichelt angedeutet ist. Dieser Facetten-Träger 50 ist ringförmig ausgebildet. Der Facetten-Träger 50 ist zur Einfallsachse k des Beleuchtungslichts 3 rotationssymmetrisch ausgebildet. Entsprechend rotationssymmetrisch ist die Anordnung der Facetten 49 des zweiten Facettenspiegels 9 auf dem Facettenträger 50.
Die Beleuchtungsoptik 5 ist insgesamt zur Einfallsachse k rotationssymmetrisch angeordnet. Die Einfallsachse k durchtritt ein Zentrum des Beleuchtungsfeldes 14. Die Einfallsachse k steht senkrecht auf der Objektebene 15.
Die Rotationssymmetrie der Anordnung der Einzelspiegel 46 des ersten Facettenspiegels 8 und der Facetten 49 des zweiten Facettenspiegels 9 ermöglicht eine jedenfalls in guter Näherung rotationssymmetrische Strahlführung der Roh-Ausgabestrahl-Teilbündel 30; und der Nutz-Beleuchtungslicht-Teilbündel 3 _i zur Einfallsachse k.
Facetten 49 des zweiten Facettenspiegels 9, die zur Reflexion von Teilbündeln vorgesehen sind, die von Einzelspiegeln 46 des ersten Facettenspiegels 8 in der xz-Ebene abgelenkt werden, sind in der 10 gestrichelt auf Höhe der Einfallsachse k dargestellt. Diese Feldfacetten 49 liegen aufgrund der ringförmigen Gestaltung des Facetten-Trägers 50 natürlich entsprechend zur Zeichenebene der 10 sowohl in positiver als auch in negativer x-Richtung von der Einfallsachse k beabstandet. Entsprechende Facetten 49 sind in Umfangsrichtung um die Einfallsachse k auf dem Facetten-Träger 50 gleich verteilt angeordnet, sodass sich die im Grundsatz rotationssymmetrische Reflexionsanordnung für die Beleuchtungslicht-Teilbündel 30 _i bzw. 3 _i ergibt. Es resultiert für jeden Punkt auf dem Beleuchtungsfeld 5 eine Beleuchtung mit tangential polarisiertem Nutz-Beleuchtungslicht 3. Dies ist für einen Beleuchtungsfeldpunkt 51 stärker im Detail in der 10 dargestellt.
Aus jeder Beleuchtungsrichtung trifft das Nutz-Beleuchtungslicht 3 s-polarisiert auf dem Beleuchtungsfeldpunkt 51 auf. Da aufgrund der ringförmigen Anordnung der Feldfacetten 49 der Beleuchtungsfeldpunkt 51 mit einer ringförmigen Beleuchtungswinkelverteilung 52 beleuchtet wird (der Beleuchtungsfeldpunkt 51 „sieht” eine ringförmige Lichtquelle), ergibt sich an jeder Stelle dieser ringförmigen Beleuchtungswinkelverteilung 52, angedeutet durch einen perspektivischen Kreis in der 10, eine s-Polarisation, die sich zu einer tangentialen Polarisation ergänzt. An jeder Stelle der ringförmigen Beleuchtungswinkelverteilung 52 schwingt ein Polarisationsvektor 52a tangential zur Beleuchtungswinkelverteilung 52.
Aufgrund dieser tangentialen Polarisation kann das Retikel 17 im Beleuchtungsfeld 14 unabhängig vom Beleuchtungswinkel mit s-polarisiertern Nutz-Beleuchtungslicht 3 beleuchtet werden. Diese Beleuchtung ermöglicht eine optimierte Strukturauflösung bei Verwendung der Beleuchtungsoptik 5 als Bestandteil der Projektionsbelichtungsanlage 1.
Die Facettenspiegel 8 und 9 stellen gleichzeitig die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 der Beleuchtungsoptik 5 dar.
Mit der Beleuchtungsoptik 5 kann das Beleuchtungsfeld 14 mit Beleuchtungswinkeln beleuchtet werden, die größer sind als ein unterer Grenzwert für den Beleuchtungswinkel, der vorgegeben wird durch eine zentrale Abschattung des Strahlengangs des Beleuchtungslichts 30 bzw. 3, welche durch den Einzelspiegel-Träger 46a vorgegeben wird.
Mit der Beleuchtungsoptik 5 kann ein annulares Beleuchtungssetting oder auch ein Multipol-Beleuchtungssetting, z. B. ein Dipol-Beleuchtungssetting oder ein Quadrupol-Beleuchtungssetting, z. B. ein C-Quad-Beleuchtungssetting realisiert werden.
11 zeigt ähnlich wie 10 einen Ausschnitt aus der Beleuchtungsoptik 5. Diese ist so ausgeführt, dass sie den EUV-Roh-Ausgabestrahl 30 einer EUV-Lichtquelle 53, die alternativ zur elektronenstrahlbasierten EUV-Lichtquelle 2 ausgeführt ist, hin zum Objektfeld 14 führt. Bei der EUV-Lichtquelle 53 kann es sich um eine Plasmaquelle, beispielsweise um eine GDPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Gasentladung, Gas Discharge Produced Plasma), oder um eine LPP-Quelle (Plasmaerzeugung durch Laser, Laser Produced Plasma) handeln. Komponenten und Funktion, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Der EUV-Roh-Ausgabestrahl 30, das zirkular polarisiert von der Strahlungsquelle 53 ausgeht wird von einen Kollektor 54 gebündelt. Ein entsprechender Kollektor ist beispielsweise aus der EP 1 225 481 A bekannt.
Nach dem Kollektor 54 propagiert das EUV-Roh-Strahlungsbündel 30 durch einen Zwischenfokus 55, bevor sie auf ein Einzelspiegelarray 56 trifft. Das Einzelspiegelarray 56 ist als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet. Es weist eine Vielzahl von matrixartig zeilen- und spaltenweise in einem Array angeordneten Einzelspiegeln 57 auf, von denen in der 11 zwei Einzelspiegel 57 schematisch dargestellt sind. Die Einzelspiegel 57 können quadratische oder rechteckige Reflexionsflächen haben. Die Einzelspiegel 57 sind jeweils mit Aktoren 58 verbunden und um zwei in der Reflexionsebene des jeweiligen Einzelspiegels 57 senkrecht aufeinander stehende Achsen verkippbar ausgelegt. Die Aktoren 58 stehen in nicht dargestellter Weise mit einer zentralen Steuereinrichtung 48a in Signalverbindung, über die die Aktoren 58 zur individuellen Verkippung der Einzelspiegel 57 angesteuert werden können.
Die Zahl der Einzelspiegel 57 des Einzelspiegelarrays 56 ist in der Zeichnung sehr stark untertrieben dargestellt. Insgesamt weist das Einzelspiegelarray 56 etwa 100.000 der Einzelspiegel 57 auf. Je nach Größe der Einzelspiegel 57 kann der Einzelspiegelarray auch beispielsweise 1.000, 5.000, 7.000 oder auch mehrere hunderttausend, beispielsweise 500.000 Einzelspiegel 57 aufweisen. Die Anzahl der Einzelspiegel 57 kann alternativ auch deutlich geringer sein und beispielsweise bei einigen hundert Einzelspiegeln, zum Beispiel bei 200, bei 250, bei 300 oder bei 500 Einzelspiegeln liegen. Soweit sehr viele der Einzelspiegel 57 vorliegen, können diese gruppenweise zusammengefasst werden, wobei innerhalb einer der Einzelspiegel-Gruppen jeweils gleiche Einzelspiegel-Kippwinkel vorliegen. Die Einzelspiegel 57 können eine hoch reflektierende Mehrfachschicht aufweisen, die für den jeweiligen Einfallswinkel und die Wellenlänge des EUV-Nutzlichts 3 optimiert ist.
Vor dem Einzelspiegelarray 56 kann ein Spektralfilter angeordnet sein, der das genutzte EUV-Roh-Strahlungsbündel 30 von anderen, nicht für die Projektionsbelichtung nutzbaren Wellenlängenkomponenten der Emission der Strahlungsquelle 53 trennt. Der Spektralfilter ist nicht dargestellt.
Nach dem Einzelspiegelarray 56 trifft das EUV-Roh-Strahlungsbündel 30 auf einen Feldfacettenspiegel 8. Der Feldfacettenspiegel 8 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 5 angeordnet, die zur Objektebene 15 optisch konjugiert ist.
Nach dem Feldfacettenspiegel 8 wird das EUV-Strahlungsbündel 3 von einem Pupillenfacettenspiegel 9 reflektiert. Der Pupillenfacettenspiegel 9 liegt entweder in einer Eintrittspupillenebene der Beleuchtungsoptik 5 oder in einer hierzu optisch konjugierten Ebene. Der Feldfacettenspiegel 8 und der Pupillenfacettenspiegel 9 sind jeweils aus einer Vielzahl von Facetten aufgebaut, die auch als Waben bezeichnet werden. Feldfacetten 60 des Feldfacettenspiegels 8 werden durch eine Übertragungsoptik, die entweder durch den Pupillenfacettenspiegel 9 gebildet ist oder zu der weitere Komponenten zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 9 und dem Objektfeld 14 gehören, in das Objektfeld 14 abgebildet. Jede der Feldfacetten 60 wird dabei, sofern sie mit dem Beleuchtungslicht 3 komplett ausgeleuchtet ist, in das gesamte Objektfeld 14 abgebildet. Die Feldfacetten 60 sind auf einem in der 1 schematisch angedeuteten ringförmigen Facettenspiegel-Träger 61 angeordnet.
Der EUV-Roh-Ausgabestrahl 30 trifft auf das Einzelspiegelarray 56 unter einem Einfallswinkel auf, der kleiner ist als 70°, also nicht unter streifendem Einfall. Auch ein streifender Einfall ist grundsätzlich möglich. Die Feldfacetten 60 des Feldfacettenspiegels 8 sowie Pupillenfacetten 62 des Pupillenfacettenspiegels 9 tragen Mehrlagen-Reflexionsbeschichtungen, die auf die Wellenlänge des Nutzlichts 3 abgestimmt sind. Die Pupillenfacetten 62 können rund, hexagonal oder rechteckig ausgeführt sein.
In der 11 sind lediglich einige der Feldfacetten 60 und einige der Pupillenfacetten 62 der Facettenspiegel 8, 9 schematisch und übertrieben vergrößert dargestellt. Der Feldfacettenspiegel 8 hat mehrere tausend Feldfacetten 60, beispielsweise 3.000 Feldfacetten 60. Der Pupillenfacettenspiegel 9 hat mehrere tausend Pupillenfacetten 62, beispielsweise 3.000 Pupillenfacetten 62. Die Anzahl der Feldfacetten 60 des Feldfacettenspiegels 8 kann gleich der Anzahl der Pupillenfacetten 62 des Pupillenfacettenspiegels 9 sein.
Der Pupillenfacettenspiegel 8 ist in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 5 angeordnet, die eine Pupillenebene der Projektionsoptik 16 darstellt beziehungsweise zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 16 optisch konjugiert ist. Mithilfe des Pupillenfacettenspiegels 8 beziehungsweise der Übertragungsoptik werden die Feldfacetten 60 des Feldfacettenspiegels 8 einander überlagernd in das Objektfeld 14 abgebildet.
Die Feldfacetten 60 des Feldfacettenspiegels 8 haben ein x/y-Aspektverhältnis, welches dem x/y-Aspektverhältnis des Objektfeldes 14 entspricht. Die Feldfacetten 60 haben also ein x/y-Aspektverhältnis, das größer ist als 1. Eine lange Facettenseite der Feldfacetten 60 verläuft in der x-Richtung. Eine kurze Facettenseite der Feldfacetten 60 verläuft in der y-Richtung (Scanrichtung).
Die Anordnung der Beleuchtungsoptik 5 ist so, dass der Zwischenfokus 55 über Ausleuchtungskanäle, die durch jeweils mindestens einen der Einzelspiegel 57 und mindestens eine der Feldfacetten 60 gebildet sind und die einen Teilstrahl des Beleuchtungslichts 3 führen, in einen Ortsbereich abbilden, in dem sich die Pupillenfacetten 62 befinden. Auf jeder der Pupillenfacetten 62 entsteht so ein Zwischenfokus-Bild 63. Je nachdem, wie viele der Einzelspiegel 57 zum jeweiligen Ausleuchtungskanal beitragen, kann dieses Zwischenfokus-Bild 63 als Überlagerung mehrerer Zwischenfokus-Bilder entstehen, die aufgrund der Führung des Beleuchtungslichts 3 über jeweils einen der Einzelspiegel 57 auf der jeweiligen Pupillenfacette 62 entstehen. Das Zwischenfokus-Bild 63 muss dabei nicht exakt auf der Pupillenfacette 62 des jeweiligen Ausleuchtungskanals entstehen. Es reicht aus, wenn sich die jeweilige Pupillenfacette 62 im Bereich des Zwischenfokus-Bildes 63 befindet, sodass das Zwischenfokus-Bild 63 insbesondere vollständig auf der Pupillenfacette 62 zu liegen kommt.
Je nachdem, ob die Pupillenfacetten 62 Bestandteile der Übertragungsoptik sind, die die Feldfacetten 60 in das Objektfeld 14 abbildet, haben die Pupillenfacetten 62 entweder eine abbildende Wirkung, sind also insbesondere konkav gestaltet, oder sind als reine Umlenk- beziehungsweise Planspiegel ausgeführt. Die Pupillenfacetten 62 können Korrekturasphären zur Korrektur von Abbildungsfehlern der Beleuchtungsoptik 5 tragen.
Die Anzahl der Einzelspiegel 57 ist mindestens so groß wie die Anzahl der Feldfacetten 60. Bei der Ausführung nach 11 ist die Anzahl der Einzelspiegel 57 tatsächlich viel größer als die Anzahl der Feldfacetten 60 und kann insbesondere zehnmal so groß sein oder sogar noch größer. Die Ausgestaltung der Beleuchtungsoptik 5 ist so, dass das Einzelspiegelarray 56 nicht auf die Feldfacetten 60 und auch nicht auf die Pupillenfacetten 62 abgebildet wird.
Die Feldfacetten 60 und die Pupillenfacetten 62 sind derart angeordnet, dass die Ausleuchtungskanäle, die jeweils durch genau eine der Feldfacetten 60 und genau eine der Pupillenfacetten 62 gebildet sind, die jeweils zur Führung eines Teilstrahls 3 _i des Beleuchtungslichts 3 ausgerichtet sind, jeweils einem Facetten-Paar 60, 62, zu dem die Feldfacette 60 und die Pupillenfacette 62 gehören, fest zugeordnet sind. Ein Beleuchtungsstrahlengang 64 ist in der Beleuchtungsoptik 5 ab dem Feldfacettenspiegel 8 also fest vorgegeben. Eine Variation der Beleuchtung wird ausschließlich über eine Verkippung der Einzelspiegel 57 des Einzelspiegelarrays 56 herbeigeführt, wobei über das Einzelspiegelarray 56 ausgewählt wird, welche der Feldfacetten 60 gegebenenfalls abschnittsweise mit dem Beleuchtungslicht 3 beaufschlagt werden.
Bei der Beleuchtungsoptik 5 nach 11 sind die Pupillenfacetten 62 des Pupillenfacettenspiegels 9 plan ausgeführt. Als Übertragungsoptik zur Abbildung der Feldfacetten 60 des Feldfacettenspiegels 8 in das Objektfeld 14 dient eine Relay-Optik in Form eines Konkavspiegels 65.
Bei der Beleuchtungsoptik 5 können die Reflexionsflächen der Pupillenfacetten 62 wahlweise als Korrekturasphären ausgestaltet sein, um Abbildungsfehler der Abbildung durch den Konkavspiegel 65 zu korrigieren.
Beim Beleuchtungsstrahlengang 64 der Beleuchtungsoptik 5 nach 11 wird das Beleuchtungslicht 3 zwischen dem Konkavspiegel 65 und dem Objektfeld 14 durch eine Durchtrittsöffnung 66 des Feldfacettenspiegel-Trägers 61 hindurch geführt, durch die auch das Beleuchtungslicht 3 im Beleuchtungsstrahlengang 64 zwischen dem Pupillenfacettenspiegel 9 und dem Konkavspiegel 65 geführt ist.
Zudem wird bei der Beleuchtungsoptik nach 11 der Roh-Ausgabestrahl 30 zwischen dem Zwischenfokus 55 und denn Einzelspiegelarray 56 durch die Durchtrittsöffnung 66 hindurch geführt.
Durch den Feldfacettenspiegel 8 und den Pupillenfacettenspiegel 9 nach 11 wird wiederum eine Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 der Beleuchtungsoptik 5 realisiert. Die Facetten 60, 62 der Facettenspiegel 8, 9 tragen Mehrlagen-Reflexionsbeschichtungen nach Art von denjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit dem Mehrlagenaufbau nach 9 erläutert wurden. Die Facetten 60, 62 dieser Facettenspiegel 8, 9 haben in Reflexion wieder eine netto-phasenverschiebende Wirkung von λ/8, so dass das zirkular polarisierte Roh-Beleuchtungslicht 30 (vgl. Polarisationssymbol 31) zunächst in elliptisch polarisiertes Beleuchtungslicht (vgl. Polarisationssymbol 41 in der 11) und anschließend wiederum in linear polarisiertes Beleuchtungslicht 3 überführt wird. Mit dieser Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung 32 nach 11 kann ebenfalls eine tangentiale Polarisationsverteilung bei der Beleuchtung des Objektfeldes 14 realisiert werden, wie vorstehend bereits erläutert. Beispielsweise in der Zeichenebene der 11 sind entsprechend die Beleuchtungslicht-Teilstrahlen 3i im Strahlen vor dem Objektfeld 14 s-polarisiert.
Die vorstehend erläuterten Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtungen 32 können Bestandteil der Lichtquelle 2 oder alternativ Bestandteil der Beleuchtungsoptik 5 sein.
Bei der Herstellung eines mikro- oder nanostrukturierten Bauteils mit der Projektionsbelichtungsanlage 1 werden zunächst das Retikel 17 und der Wafer 22 bereitgestellt. Anschließend wird eine Struktur auf dem Retikel 17 auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers 22 mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage 1 projiziert. Durch Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird eine Mikro- oder Nanostruktur auf dem Wafer 22 und somit das mikro- oder nanostrukturierte Bauteil hergestellt, beispielsweise ein Halbleiterbauelement in Form eines Speicherchips.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/121438 A1 [0002, 0002, 0032]
DE 10358225 B3 [0002, 0032]
US 2003/0043359 A1 [0002]
US 5896438 [0002]
US 6999172 B2 [0002]
US 2008/0192225 A1 [0002]
US 2011/0001947 A1 [0075]
EP 1225481 A [0099]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Qiu et al., Review of Scientific Instruments, Vol. 71, Nr. 3, 2000, S. 1243 bis 1255 [0017]
La-O-Vorakiat et al., Magneto-Optical Kerr Effect probed using Ultrafast High-Order Harmonic EUV Light, 2009 USA/CLEO/IQEC, Dokument CPDA5.pdf [0017]
Uwe Schindler „Ein supraleitender Undulator mit elektrisch umschaltbarer Helizität”, Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft, wissenschaftliche Berichte, FZKA 6997, August 2004 [0032]
Fachartikeln „Complete polarization analysis of extreme ultraviolet radiation with a broadband phase retarder and analyzer” von Wang et al., Applied Phys. Letters 90, 081910 (2007) [0052]
„Soft-X-Ray polarimeter with multilayer optics: Complete analysis of the polarizations state of light” von Schäfers et al., Applied Optics, Vol. 38, No. 19, Juli 1999, Seiten 4074 bis 4088 [0052]

Claims

EUV-Lichtquelle (2) zur Erzeugung eines Nutz-Ausgabestrahls (3) von EUV-Beleuchtungslicht für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Projektionslithographie – mit einer EUV-Generationseinrichtung (2c), die einen EUV-Roh-Ausgabestrahl (30) erzeugt, – wobei der EUV-Roh-Ausgabestrahl (30) eine Polarisation (31; 41) aufweist, die beschrieben ist durch eine Überlagerung zweier linear polarisierter Wellen, deren Polarisationsrichtungen aufeinander senkrecht stehen und eine Phasendifferenz zueinander haben, die weder verschwindet noch ein ganzzahliges Vielfaches von π ist, – mit einer Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung (32), die zur Polarisationseinstellung des Nutz-Ausgabestrahls (3) eine hinsichtlich der Polarisationsrichtung linear polarisierende Wirkung (34) auf den Roh-Ausgabestrahl (30) ausübt, – wobei die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung (32) mindestens eine im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls (30) angeordnete Phasenverzögerungskomponente (33; 37; 37i; 37i, 37j) aufweist, die auf die beiden linear polarisierten Wellen, die sich zur Polarisation des Roh-Ausgabestrahls (30) überlagern, eine phasenverschiebende Wirkung ausübt.
EUV-Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Netto-Phasenverschiebung zwischen den beiden linear polarisierten Wellen, die sich zur Polarisation des Roh-Ausgabestrahls (30) überlagern, kleiner ist als eine halbe Wellenlänge λ des Nutz-Ausgabestrahls (3) des EUV-Beleuchtungslichts.
EUV-Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Phasenverzögerungskomponente (37; 37i; 37i, 37j) als reflektive Komponente ausgeführt ist.
EUV-Lichtquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektive Phasenverzögerungskomponente (37; 37i; 37i, 37j) eine Reflexionsbeschichtung (38) trägt, die bei einmaligem Durchtritt des Roh-Ausgabestrahls (30) zu einer Netto-Phasenverzögerung von weniger als einem Viertel der Wellenlänge λ des Nutz-Ausgabestrahls (3) des EUV-Beleuchtungslichts führt.
EUV-Lichtquelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektive Phasenverzögerungskomponente (37; 37i; 37i, 37j) um eine Achse (39; 39i) drehbar angeordnet ist, die senkrecht auf einer Reflexionsfläche der Phasenverzögerungskomponente (37; 37i; 37i, 37j) steht.
EUV-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von reflektiven Phasenverzögerungskomponenten (37i; 37i, 37j), die jeweils verschiedene Teilstrahlen (30i) des Roh-Ausgabestrahls (30) reflektieren.
EUV-Lichtquelle nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine optische Auswahlkomponente (40) im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls (30) vor den reflektierenden Phasenverzögerungskomponenten (37i), über die vorgegeben werden kann, welche der reflektiven Phasenverzögerungskomponenten (37i) mit einem gegebenen Teilstrahl (30i) des Roh-Ausgabestrahls (30) beaufschlagt wird.
EUV-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von reflektiven Phasenverzögerungskomponenten (37i, 37j), die den gleichen Teilstrahl (30i) des Roh-Ausgabestrahls (30) reflektieren.
EUV-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Phasenverzögerungskomponente (33) als transmissive Komponente ausgeführt ist.
Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung (32) zur Polarisationsbeeinflussung eines Roh-Ausgabestrahls (30) einer EUV-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) – mit einer EUV-Lichtquelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, – mit einer Beleuchtungsoptik (5) zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes (14) in einer Retikelebene (15) mit dem Nutz-Ausgabestrahl (3).
Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) – mit einer EUV-Lichtquelle (2) zur Erzeugung eines Nutz-Ausgabestrahls (3) von EUV-Beleuchtungslicht für eine Projektionsbelichtungsanlage (1) für die Projektionslithographie – mit einer EUV-Generationseinrichtung (2c), die einen EUV-Roh-Ausgabestrahl (30) erzeugt, – wobei der Roh-Ausgabestrahl (30) eine Polarisation (31; 41) aufweist, die beschrieben ist durch eine Überlagerung zweier linear polarisierter Wellen, deren Polarisationsrichtungen aufeinander senkrecht stehen und eine Phasendifferenz zueinander haben, die weder verschwindet noch ein ganzzahliges Vielfaches von π ist, – mit einer Beleuchtungsoptik (5) zur Beleuchtung eines Beleuchtungsfeldes (14) in einer Retikelebene (15) mit dem Nutz-Ausgabestrahl (3), – wobei die Beleuchtungsoptik (5) eine Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung (32) aufweist, die zur Polarisationseinstellung des Nutz-Ausgabestrahls (3) eine hinsichtlich der Polarisationsrichtung linear polarisierende Wirkung (34) auf den Roh-Ausgabestrahl (30) ausübt, – wobei die Nutz-Polarisations-Einstelleinrichtung (32) mindestens eine im Strahlengang des Roh-Ausgabestrahls (30) angeordnete Phasenverzögerungskomponente (37; 37i; 37i, 37j) aufweist, die auf die beiden linear polarisierten Wellen, die sich zur Polarisation des Roh-Ausgabestrahls (30) überlagern, eine phasenverschiebende Wirkung ausübt.
Optisches System für eine Projektionsbelichtungsanlage – mit einem Beleuchtungssystem nach Anspruch 11 oder 12 und – mit einer Projektionsoptik (16) zur Abbildung des Beleuchtungsfeldes (14) in ein Bildfeld (20).
Projektionsbelichtungsanlage (1) für die EUV-Lithografie – mit einer EUV-Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, – mit einem optischen System nach Anspruch 13, – mit einem Retikelhalter (18) zur Halterung eines mit Beleuchtungslicht (3) des optischen Systems zu beaufschlagenden Retikels (17) in der Retikelebene (15), – mit der Projektionsoptik (16) zur Abbildung des Beleuchtungsfeldes (14) in das Bildfeld (20) in einer Bildebene (21), – mit einem Waferhalter (23) zur Halterung eines Wafers (22) in der Bildebene (21) derart, dass bei einer Projektionsbelichtung im Beleuchtungsfeld (14) angeordnete Retikel-Strukturen auf einen im Bildfeld (20) angeordneten Waferabschnitt abgebildet werden.
Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauteils mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines Retikels (17) und eines Wafers (22), – Durchführung einer Polarisationseinstellung für einen Nutz-Ausgabestrahl (3) einer Projektionsbelichtungsanlage nach Anspruch 14, – Projizieren einer Struktur auf dem Retikel (17) auf eine lichtempfindliche Schicht des Wafers (22) mit Hilfe der Projektionsbelichtungsanlage (1), – Erzeugen einer Mikro- bzw. Nanostruktur auf dem Wafer (22).