DE102013211830A1

DE102013211830A1 - Extreme UV lithography system used for performing miniaturization of e.g. semiconductor wafers, has electron switch that is arranged between accelerator unit and undulator unit, for directing electron beam alternately to undulators

Info

Publication number: DE102013211830A1
Application number: DE201310211830
Authority: DE
Inventors: Michael Patra
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-06-12

Abstract

The system has a free-electron laser unit (1) that generates an electron beam. An accelerator unit (2) is provided for accelerating the electron beam. An undulator unit (5) is provided for generating EUV light. A lithography unit (6) is provided for exposing wafers. The undulator unit is provided with two undulators (51,52) spaced apart and associated with the lithography unit. An electron switch (4) is arranged between the accelerator unit and the undulator unit, for directing the electron beam alternately to undulators.

Description

Die Erfindung betrifft eine EUV-Lithographieanlage mit einer Freie-Elektronen-Laser-Einheit, die eine Elektronenquelle zum Erzeugen eines Elektronenstrahls, eine Beschleuniger-Einheit zum relativistischen Beschleunigen des Elektronenstrahls, eine Undulator-Einheit zum Erzeugen von EUV-Licht und eine Lithographie-Einheit zum Belichten von Wafern mit dem EUV-Licht aufweist.The invention relates to an EUV lithography system comprising a free-electron laser unit comprising an electron source for generating an electron beam, an accelerator unit for relativistically accelerating the electron beam, an undulator unit for generating EUV light and a lithography unit for exposing wafers to the EUV light.

Stand der TechnikState of the art

EUV-Lithographieanlagen nutzen einen Freie-Elektronen-Laser (kurz: FEL) als Strahlungsquelle, um Synchrotronstrahlung mit sehr hoher Brillanz zu erzeugen. Zentrale Komponenten des Freie-Elektronen-Lasers sind eine Elektronenquelle, in der Regel ein Teilchenbeschleuniger, und ein Wechselwirkungsbereich, in dem ein Teil der Bewegungsenergie der Elektronen in Photonen umgesetzt wird.EUV lithography systems use a free-electron laser (FEL for short) as a radiation source to produce synchrotron radiation with very high brilliance. Central components of the free-electron laser are an electron source, usually a particle accelerator, and an interaction region in which a part of the kinetic energy of the electrons is converted into photons.

Beim Freie-Elektronen-Laser wird der in der Elektronenquelle erzeugte Elektronenstrahl üblicherweise in einem oder mehreren Beschleunigern auf eine relativistische Geschwindigkeit beschleunigt. Die relativistischen Elektronen werden dann in einen Undulator injiziert, in dem durch die sinusförmige periodische Bewegungsrichtung der Elektronen im Undulator die Synchrotronstrahlung erzeugt wird. Aufgrund der relativistischen Bewegung der Elektronen ist die Strahlung nahezu vollständig vorwärts entlang der Elektronenbahn gerichtet. Strahlung, die in benachbarten Perioden des Undulators ausgestrahlt wird, kann sich phasenrichtig überlagern. Die Wellenlänge des Freie-Elektronen-Lasers kann durchgestimmt werden, indem die Energie der Elektronen, die Periode des Undulators oder das Magnetfeld des Undulators variiert werden. Eine genauere Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise eines Freie-Elektronen-Lasers kann in dem Buch „The Physics of Free Electron Lasers“ von E.L. Saldin, E.V. Schneidmiller und M.V. Yurkow nachgelesen werden.In the free-electron laser, the electron beam generated in the electron source is usually accelerated in one or more accelerators to a relativistic speed. The relativistic electrons are then injected into an undulator in which the synchrotron radiation is generated by the sinusoidal periodic direction of movement of the electrons in the undulator. Due to the relativistic motion of the electrons, the radiation is directed almost completely forward along the electron path. Radiation emitted in adjacent periods of the undulator can be superimposed in phase. The wavelength of the free-electron laser can be tuned by varying the energy of the electrons, the period of the undulator or the magnetic field of the undulator. A more detailed description of the structure and operation of a free-electron laser may be found in the book "The Physics of Free Electron Lasers" by E.L. Saldin, E.V. Schneidmiller and M.V. Yurkov be read.

Ein typischer Freie-Elektronen-Laser, wie er z.B. vom Helmholtz-Institut in Dresden-Rossendorf eingesetzt wird, erreicht eine Nutzleistung von 2.5kW, wobei mit einer Frequenz von 3MHz kurze Pulse von jeweils ungefähr 2ns Länge ausgestoßen werden. Daraus ergibt sich, dass der Tastgrad (duty cycle), d.h. das Verhältnis der Impulsdauer zur Impulsperiodendauer, sehr viel kleiner als 1 ist. Die Nutzleistung von 2.5kW ist nur für den Betrieb eines einzelnen EUV-Lithographiesystems ausreichend, wenn berücksichtigt wird, dass auf Grund von erhöhtem Durchsatz, unempfindlicherem Fotolack zum Drucken feiner Strukturen und einer erhöhten Anzahl von Spiegeln im Objektiv eine hohe Lichtleistung im Vergleich zu aktuellen EUV-Lithographiesystemen erforderlich ist.A typical free-electron laser, e.g. is used by the Helmholtz Institute in Dresden-Rossendorf, reaches a useful power of 2.5kW, with a frequency of 3MHz short pulses of approximately 2ns in length are ejected. It follows that the duty cycle, i. the ratio of the pulse duration to the pulse period is much less than one. The 2.5kW power rating is sufficient only for the operation of a single EUV lithography system, taking into account that, due to increased throughput, less sensitive photoresist for printing fine textures, and an increased number of mirrors in the lens, high light output compared to current EUV Lithography systems is required.

Beim Freie-Elektronen-Laser ist der Undulator, also die Einheit zur EUV-Licht-Erzeugung, nur für einen Bruchteil der Gesamtkosten, die in der Größenordnung 100 Millionen Euro liegen, verantwortlich. Der größte Beitrag muss dagegen für die Kühlung aufgewendet werden. Die meisten Teile des Freie-Elektronen-Lasers wie der Beschleuniger müssen supraleitend sein und deshalb mit Helium gekühlt werden. Beim Undulator, dessen wesentliche Elemente Permanentmagneten sind, ist dies nicht der Fall, auch wenn hier eine hohe Wärmeleistung anfällt, die abgeführt werden muss.In the case of the free-electron laser, the undulator, that is, the EUV light generation unit, accounts for only a fraction of the total cost, which is on the order of 100 million euros. The biggest contribution, on the other hand, has to be spent on cooling. Most parts of the free-electron laser such as the accelerator must be superconducting and therefore cooled with helium. In the case of the undulator, whose essential elements are permanent magnets, this is not the case, even if there is a high heat output here, which must be dissipated.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige und einfach zu betreibende EUV-Lithographieanlage mit einer Freie-Elektronen-Laser-Einheit bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a cost-effective and easy to operate EUV lithography system with a free-electron laser unit.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine EUV-Lithographieanlage mit einer Freie-Elektronen-Laser-Einheit gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by an EUV lithography system having a free-electron laser unit according to claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße EUV-Lithographieanlage weist eine Freie-Elektronen-Laser-Einheit und eine Undulator-Einheit mit wenigstens einem ersten Undulator und einem zweiten Undulator auf, die räumlich getrennt angeordnet sind und denen jeweils ein Lithographiesystem einer Lithographie-Einheit zugeordnet ist, wobei zwischen einer Beschleuniger-Einheit der Freie-Elektronen-Laser-Einheit und der Undulator-Einheit eine Elektronenstrahl-Weiche angeordnet ist, um den Elektronenstrahl wechselweise zu dem ersten Undulator oder dem zweiten Undulator zu lenken.An EUV lithography system according to the invention has a free-electron laser unit and an undulator unit with at least one first undulator and a second undulator, which are arranged spatially separated and each of which is assigned a lithography system of a lithographic unit, wherein between a Accelerator unit of the free-electron laser unit and the undulator unit an electron beam switch is arranged to direct the electron beam alternately to the first undulator or the second undulator.

Aus Herstellungs- und Betriebskosten ist es sinnvoll, mehrere EUV-Lithographiesysteme in einem Komplex zu betreiben. Diese EUV-Lithographiesysteme teilen sich die Elektronenquelle und die Beschleuniger-Einheit des Freie-Elektronen-Lasers, haben aber jeweils einen separaten Undulator. Jedem Undulator ist ein eigenes Lithographiesystem zugeordnet, so dass keine Umschaltung des EUV-Lichts zwischen verschiedenen Bahnen notwendig ist. Mit Hilfe der Elektronenstrahl-Weiche wird der Elektronenstrahl auf die verschiedenen Bahnen mit den nachgeordneten Undulatoren umlenkt.From manufacturing and operating costs, it makes sense to operate several EUV lithography systems in a complex. These EUV lithography systems share the electron source and the accelerator unit of the free-electron laser, but each have a separate undulator. Each undulator is assigned its own lithography system, so that no switching of the EUV light between different tracks is necessary. With the help of the electron beam switch, the electron beam is deflected to the various paths with the downstream undulators.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der EUV-Lithographieanlage erzeugt die Elektronenquelle eine gepulsten Elektronenstrahl, wobei die Elektronenstrahl-Weiche angesteuert wird, um die Pulse wechselweise zu den Undulatoren zu lenken. Es können so eine Vielzahl von Lithographiesysteme parallel verwendet werden, prinzipiell begrenzt nur durch den Tastgrad des Freie-Elektronen-Lasers und durch die Umschaltfrequenz der Weiche.According to a preferred embodiment of the EUV lithography apparatus, the electron source generates a pulsed electron beam, the electron beam switch being driven to alternately direct the pulses to the undulators. It can be so a variety of lithography systems used in parallel, limited in principle only by the duty cycle of the free-electron laser and by the switching frequency of the switch.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der EUV-Lithographieanlage werden die Lithographiesysteme mit einer zweiteiligen Bewegungsphase betrieben, bei der in der einen Hälfte der Bewegungsphase ein Belichten des Wafers stattfindet. Der Betrieb des dem ersten Undulator zugeordneten Lithographiesystems und der Betrieb des dem zweiten Undulator zugeordneten Lithographiesystems ist so abgestimmt, dass die Bewegungsphasen gegenläufig ausgeführt werden, wobei die Elektronenstrahl-Weiche angesteuert wird, um den Elektronenstrahl zu dem Undulator zu lenken, dessen zugeordnetes Lithographiesystem sich in der Bewegungsphase befindet, in der ein Belichten des Wafers stattfindet. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine einfache und kostengünstige Steuerung der Weiche, da nur eine niedrige Umschaltfrequenz notwendig ist.According to a further preferred embodiment of the EUV lithography system, the lithography systems are operated with a two-part movement phase in which an exposure of the wafer takes place in one half of the movement phase. The operation of the lithography system associated with the first undulator and the operation of the lithography system associated with the second undulator are tuned such that the motion phases are counter-propagated, the electron beam switch being driven to direct the electron beam to the undulator whose associated lithography system is in the motion phase is in which an exposure of the wafer takes place. This procedure allows a simple and cost-effective control of the switch, since only a low switching frequency is necessary.

Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der einzigen Figur detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Figur. Die Figur ist vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen und ist nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt.The invention will be described in detail below with further features and advantages with reference to the single FIGURE. All features described or illustrated alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency, and regardless of their formulation or representation in the description or in the figure. The figure is primarily intended to illustrate the principles essential to the invention and is not necessarily drawn to scale.

In der Figur ist ein prinzipieller Aufbau einer erfindungsgemäßen EUV-Lithographieanlage mit einer Freie-Elektronen-Laser-Einheit, die eine Undulator-Einheit mit drei Undulatoren aufweist, die räumlich getrennt angeordnet sind und denen jeweils ein Lithographiesystem einer Lithographie-Einheit zugeordnet ist, dargestellt.In the figure, a basic structure of an EUV lithography system according to the invention with a free-electron laser unit having an undulator unit with three undulators, which are arranged spatially separated and each of which a lithography system is assigned to a lithographic unit shown ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die EUV-Lithographie ist ein optisches Lithographieverfahren, das elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 6,7 nm oder 13,5 nm nutzt. Mit der EUV-Lithographie besteht die Möglichkeit, eine weitere Miniaturisierung von Strukturen insbesondere auf Halbleiterwafern durchzuführen. Eine EUV-Lithographieanlage setzt sich prinzipiell aus zwei Komponenten zusammen, der Strahlungsquelle zum Erzeugen der EUV-Strahlung und der Lithographieeinheit mit abbildender Optik, Beleuchtungssystem und Maske zum Belichten von Wafern mit dem EUV-Licht. EUV lithography is an optical lithography process that uses electromagnetic radiation with a wavelength in the range of 6.7 nm or 13.5 nm. With EUV lithography, it is possible to carry out a further miniaturization of structures, in particular on semiconductor wafers. In principle, an EUV lithography system consists of two components, the radiation source for generating the EUV radiation and the lithographic unit with imaging optics, illumination system and mask for exposing wafers to the EUV light.

Als EUV-Strahlungsquelle können neben Plasmaquellen und Synchrotrons Freie-Elektronen-Laser genutzt werden. Ein Freie-Elektronen-Laser (FEL) erzeugt Synchrotronstrahlung mit sehr hoher Brillanz. Beim Freie-Elektronen-Laser wird ein von einer Elektronenquelle erzeugter Elektronenstrahl mit Hilfe einer Beschleunigereinheit auf eine relativistische Geschwindigkeit beschleunigt. Eine Undulator-Einheit versetzt den Elektronenstrahl dann in eine sinusförmige periodische Bewegung. Auf Grund dieser Ablenkung der Elektronen senden die Elektronen Synchrotronstrahlung aus. Aufgrund der relativistischen Bewegung der Elektronen ist die Strahlung nahezu vollständig vorwärts entlang der Elektronenbahn gerichtet. Strahlung, die in benachbarten Perioden des Undulators ausgestrahlt wird, kann sich phasenrichtig überlagern. Die Wellenlänge des Freie-Elektronen-Lasers kann dabei durchgestimmt werden, indem die Energie der Elektronen, die Periode des Undulators oder das Magnetfeld der Undulator-Einheit variiert werden. As an EUV radiation source, free-electron lasers can be used in addition to plasma sources and synchrotrons. A free-electron laser (FEL) generates synchrotron radiation with very high brilliance. In the free-electron laser, an electron beam generated by an electron source is accelerated to a relativistic speed by means of an accelerator unit. An undulator unit then places the electron beam in a sinusoidal periodic motion. Due to this deflection of the electrons, the electrons emit synchrotron radiation. Due to the relativistic motion of the electrons, the radiation is directed almost completely forward along the electron path. Radiation emitted in adjacent periods of the undulator can be superimposed in phase. The wavelength of the free-electron laser can be tuned by the energy of the electron, the period of the undulator or the magnetic field of the undulator unit are varied.

Mit der Erfindung wird eine kostengünstige und einfach zu betreibende EUV-Lithographieanlage mit einer Freie-Elektronen-Laser-Einheit bereitgestellt, bei der mittels einer einzelnen Freie-Elektronen-Laser-Einheit mehrere EUV-Lithographieeinheiten parallel betrieben werden können. Die erfindungsgemäße EUV-Lithographieanlage weist eine Freie-Elektronen-Laser-Einheit mit einer Elektronenquelle und einer Beschleunigereinheit auf, an die sich mehrere Undulatoren, die räumlich zueinander getrennt angeordnet sind und denen jeweils ein eigenes EUV-Lithographiesystem zugeordnet ist, anschließen. Zwischen der Beschleunigereinheit und den Undulatoren ist eine Elektronenstrahl-Weiche angeordnet, um den Elektronenstrahl wechselweise zu den einzelnen Undulatoren zu lenken. The invention provides a cost-effective and easy-to-operate EUV lithography system with a free-electron laser unit, in which a plurality of EUV lithography units can be operated in parallel by means of a single free-electron laser unit. The EUV lithography system according to the invention has a free-electron laser unit with an electron source and an accelerator unit, to which a plurality of undulators, which are arranged spatially separated from one another and each of which has its own EUV lithography system, are connected. Between the accelerator unit and the undulators an electron beam switch is arranged to guide the electron beam alternately to the individual undulators.

Die Figur zeigt eine prinzipielle Darstellung einer erfindungsgemäßen EUV-Anlage mit einer Freie-Elektronen-Laser-Einheit, die sich aus einer Elektronenquelle 1 zur Erzeugung eines gepulsten Elektronenstrahls und einer Beschleuniger-Einheit 2 zum Beschleunigen des Elektronenstrahls auf relativistische Geschwindigkeit zusammensetzt. Ein Dipolmagnet 8 lenkt Elektronen abhängig von ihrer Energie auf den Elektronstrahlpfad 3 oder den Elektronenstrahlpfad 7. Nach einem Durchlauf der Beschleuniger-Einheit 2 ist die Energie der Elektronen im Elektronenstrahl derart, dass sie durch den Dipolmagneten 8 auf den Elektronenstrahlpfad 7 gelenkt werden und damit die Beschleuniger-Einheit ein zweites Mal durchlaufen und damit weiter beschleunigt werden. Beim zweiten Durchlaufen des Dipolmagneten 8 ist die Energie der Elektronen im Elektronenstrahl derart, dass sie auf den Elektronstrahlpfad 3 gelenkt werden. Das mehrfache Durchlaufen der Beschleuniger-Einheit 2 wird als Rezirkulatorkonzept bezeichnet. Eine detaillierte Beschreibung eines solches Rezirkulators kann in der Veröffentlichung „Compact 13.5-nm free-electron laser for extreme ultraviolet lithography“ von Y. Sokol, G. N. Kulipanov, A. N. Matveenko, O. A. Shevchenko und N. A. Vinokurov, veröffentlicht unter Phys. Rev. Spec. Top., 14:040702, 2011 nachgelesen werden.The figure shows a schematic representation of an inventive EUV system with a free-electron laser unit, which consists of an electron source 1 for generating a pulsed electron beam and an accelerator unit 2 for accelerating the electron beam to relativistic speed. A dipole magnet 8th Directs electrons depending on their energy on the electron beam path 3 or the electron beam path 7 , After one pass of the accelerator unit 2 the energy of the electrons in the electron beam is such that they pass through the dipole magnet 8th on the electron beam path 7 be steered and thus pass through the accelerator unit a second time and thus be further accelerated. The second time through the dipole magnet 8th The energy of the electrons in the electron beam is such that it is incident on the electron beam path 3 be steered. Running through the accelerator unit several times 2 is called a recirculator concept. A detailed description of such Recirculator can in the publication "Compact 13.5-nm free-electron lasers for extreme ultraviolet lithography" by Y. Sokol, GN Kulipanov, AN Matveenko, OA Shevchenko and NA Vinokurov, published under Phys. Rev. Spec. Top., 14: 040702, 2011 be read.

Im Elektronenstrahlpfad 3 befindet sich eine Elektronenstrahl-Weiche 4, z.B. in Form eines ansteuerbaren Magneten. Die Elektronenstrahl-Weiche 4 wird angesteuert, um die Elektronenpakete wechselweise zu drei parallel angeordneten Undulatoren 51, 52, 53 einer Undulator-Einheit 5 zu lenken. In den Undulatoren 51, 52, 53 wird aus der relativistischen Bewegung der Elektronenpakete eine EUV-Strahlung, die vorwärts entlang der Elektronenbahn gerichtet ist, erzeugt. Die EUV-Strahlung wird dann in ein jeweils dem Undulator nachgeordnetes EUV-Lithographiesystem 61, 62, 63 einer EUV-Lithographie-Einheit 6 eingekoppelt, um Wafer mit dem EUV-Licht zu belichtet. Es können so eine Vielzahl von EUV-Lithographiesystemen parallel mit einer einzelnen Freie-Elektronenstrahl-Lasereinheit betrieben werden. Die Anzahl der parallel verwendeten EUV-Lithographiesysteme ist prinzipiell nur begrenzt durch den Tastgrad des Freie-Elektronen-Lasers und durch die Umschaltfrequenz der Weiche. Nach Durchlaufen der Undulator-Einheit 5 werden die Elektronen in einem gemeinsamen Beamdump oder einem Beamdump pro Undulator 51, 52, 53 absorbiert, was in der Figur nicht dargestellt ist. In the electron beam path 3 there is an electron beam switch 4 , eg in the form of a controllable magnet. The electron beam switch 4 is energized to move the electron packets alternately to three parallel undulators 51 . 52 . 53 an undulator unit 5 to steer. In the undulators 51 . 52 . 53 From the relativistic motion of the electron packets, an EUV radiation directed forward along the electron path is generated. The EUV radiation is then transferred to an EUV lithography system downstream of the undulator 61 . 62 . 63 an EUV lithography unit 6 coupled to expose wafers with the EUV light. Thus, a plurality of EUV lithography systems can be operated in parallel with a single free-electron beam laser unit. The number of EUV lithography systems used in parallel is limited in principle only by the duty cycle of the free-electron laser and by the switching frequency of the switch. After passing through the undulator unit 5 the electrons are in a common beam dump or a beam dump per undulator 51 . 52 . 53 absorbed, which is not shown in the figure.

Um den Platzbedarf der gesamten Anlage klein zu halten, kann es sinnvoll sein, dass, wie in der Figur gezeigt, im Elektronenstrahlpfad 3 zwischen Beschleuniger-Einheit 2 und der Undulator-Einheit 5 eine Umlenkung des Elektronenstrahls erfolgt. Weiterhin kann es aus demselben Grund sinnvoll sein, wie ebenfalls in der Figur gezeigt, die Undulatoren 51, 52, 53 der Undulator-Einheit 5 parallel zueinander anzuordnen. Andere geometrische Anordnungen von Beschleuniger-Einheit 2 und der Undulator-Einheit 5 zueinander sowie der Undulatoren 51, 52, 53 zueinander sind ebenfalls möglich.To keep the footprint of the entire system small, it may be useful that, as shown in the figure, in the electron beam path 3 between accelerator unit 2 and the undulator unit 5 a deflection of the electron beam takes place. Furthermore, it may be useful for the same reason, as also shown in the figure, the undulators 51 . 52 . 53 the undulator unit 5 to arrange parallel to each other. Other geometric arrangements of accelerator unit 2 and the undulator unit 5 each other and the undulators 51 . 52 . 53 each other are also possible.

Eine besonders einfache und kostengünstige Steuerung der Weiche, bei der nur eine niedrige Umschaltfrequenz notwendig ist, die im Bereich von 10 Hz liegt, ergibt sich, wenn zwei Undulatoren mit jeweils einem nachgeordneten Lithographiesystem durch die Freie-Elektronen-Lasereinheit betrieben werden. Die beiden Lithographiesysteme belichten die Wafer dabei in mäanderförmigen Bewegungen, wobei nur in der einen Hälfte der Bewegungsphase eine Belichtung stattfindet und damit EUV-Licht benötigt wird. Die Lithographiesysteme werden dann so angesteuert, dass ihre Bewegungsphasen gegenläufig ausgeführt werden, d.h. dass eine Lithographiesystem sich in der Bewegungsphase befindet, bei der EUV-Licht benötigt ist, das andere Lithographiesystem dagegen in der Bewegungsphase, in der kein EUV-Licht benötigt wird und anschließend umgekehrt. Die Elektronenstrahl-Weiche wird nun so betrieben, dass die relativistischen Elektronenpakete immer zu dem Undulator gelenkt werden, dessen Lithographiesystem sich in der Bewegungsphase befindet, in der das Belichten des Wafers mit EUV-Licht stattfindet. A particularly simple and cost-effective control of the switch, in which only a low switching frequency is necessary, which is in the range of 10 Hz, results when two undulators each with a downstream lithography system are operated by the free-electron laser unit. The two lithography systems expose the wafers in meander-shaped movements, whereby only in one half of the movement phase an exposure takes place and thus EUV light is needed. The lithography systems are then driven so that their phases of motion are reversed, i. that one lithography system is in the movement phase, in which EUV light is needed, the other lithography system, however, in the movement phase, in which no EUV light is needed and then vice versa. The electron beam switch is now operated so that the relativistic electron packets are always directed to the undulator, whose lithography system is in the phase of movement in which the exposure of the wafer to EUV light takes place.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

"Compact 13.5-nm free-electron lasers for extreme ultraviolet lithography" by Y. Sokol, GN Kulipanov, AN Matveenko, OA Shevchenko and NA Vinokurov, published under Phys. Rev. Spec. Top., 14: 040702, 2011 [0017]

Claims

EUV lithography system with a free-electron laser unit, comprising an electron source ( 1 ) for generating an electron beam, an accelerator unit ( 2 ) for relativistically accelerating the electron beam, an undulator unit ( 5 ) for generating EUV light and a lithography unit ( 6 ) for exposing wafers to the EUV light, characterized in that the undulator unit ( 5 ) at least one first undulator ( 51 ) and a second undulator ( 52 ), which are arranged spatially separated and which each have a lithography system ( 61 . 62 ) of the lithography unit ( 6 ), wherein between the accelerator unit and the undulator unit an electron beam switch ( 4 ) is arranged to move the electron beam alternately to the first undulator ( 51 ) or the second undulator ( 52 ) to steer.

EUV lithography system according to claim 1, characterized in that the electron source generates a pulsed electron beam, wherein the electron beam switch ( 4 ) is used to switch the pulses alternately to the undulators ( 51 . 52 . 53 ) to steer.

EUV lithography system according to claim 1 or 2, characterized in that the lithography systems ( 61 . 62 ) are operated with a two-part movement phase in which the wafer is exposed in one half of the movement phase, wherein the operation of the first undulator ( 51 ) associated lithography system ( 61 ) and the operation of the second undulator associated lithography system ( 62 ) is tuned to perform the movement phases in opposite directions, and wherein the electron beam switch ( 4 ) is directed to direct the electron beam to the undulator whose associated lithography system is in the motion phase in which exposure of the wafer takes place.

EUV lithography system according to claim 3, characterized in that the lithography systems ( 61 . 62 ) expose the wafers in a meandering motion.